抗生素的不规范使用导致耐药菌株的涌现。因此，研发非抗生素抗菌疗法迫在眉睫。生物活性气体，如氧气（O₂）、一氧化氮（NO）及一氧化碳（CO）等已被开发用于抗菌治疗。NO与CO能够在一定浓度下直接杀菌，而O₂则可通过形成单线态氧（¹O₂）实现杀菌。然而，气体治疗在时空上的不可控性严重制约了其杀菌效果，同时对正常细胞造成损伤。

  “按需”杀菌策略成为解决上述问题的有效途径。现有的“按需”抗菌策略主要基于细菌感染微环境的氧化还原状态、pH、温度、酶等进行设计。然而，这些细菌感染微环境的特殊状态不能很好的关联细菌感染的程度，不能用于精确调控气体释放及后续抗菌效果。细菌分泌的细菌穿孔毒素（Pore-forming toxins, PFTs）在细菌感染的进程中扮演重要角色，是细菌入侵宿主的主要“武器”之一，且PFTs浓度与细菌感染进程呈较好的正相关。因此，利用细菌分泌的PFTs调控气体释放从而调控光治疗效果成为新的智能抗菌策略。

  基于此，温州医科大学附属第二医院陈一杰研究员、谢聪颖教授联合温州医科大学药学院赵应征教授、陈梦纯博士合作构建了一种细菌PFTs毒素响应型仿生纳米气泡（RBC(IR780)-PFC）。该纳米气泡由红细胞膜包裹近红外光敏剂IR780和气体载体全氟化碳（PFC），并在使用前充入足量氧气（RBC(IR780)-PFC(O₂)）。结果显示，该纳米气泡能够吸附多种致病菌（包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌MRSA、李斯特菌LM、乙型溶血性链球菌GAS）分泌的PFTs。吸附PFTs能够在纳米气泡表面打孔，促进内部O₂和IR780释放，并在近红外NIR光照下产生活性氧族（ROS），发挥光动力杀菌效果。这是一种独特的“按需”杀菌策略，即在同一剂量纳米气泡作用下，感染越严重、毒素累积越多、释放O₂和IR780也越高，在NIR光照作用下产生的ROS也越多，抗菌效果也越好。有意思的是，研究团队构建的载体也可溶解NO形成RBC(IR780)-PFC(NO)，同样能利用PFTs调节NO的直接杀菌效果。本研究将细菌毒素中和与调控光动力治疗有机结合起来，将我们通常认为细菌感染过程中的“有害事件”消除的同时将其转化成抗菌效果的“有益事件”，具有良好的临床抗菌治疗前景。

图1. 仿生纳米泡用于按需光动力治疗细菌感染

图2. RBC(IR780)-PFC的制备与表征

图3. 细菌毒素作用下RBC(IR780)-PFC(O₂) 增强抗菌光动力治疗

图4. PFTs 促进NO从RBC(IR780)-PFC(NO)中释放并增强杀菌效果

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202200698