研究利用噬菌體蛋白介導抗生素高效靶向病原菌

在細菌耐藥性日益嚴重的全球背景下，傳統抗生素的有效性正面臨嚴峻挑戰。特別是被稱為ESKAPE的病原體，其強大的抗生素耐藥性和毒性給全球公共衛生安全帶來了前所未有的威脅。這些病原菌攜帶抗生素耐藥基因，毒性很強，可引起危及生命的感染。更糟糕的是，過去20年中，新批準的首創抗生素數量一直在穩步減少，尤其是用于治療革蘭氏陰性病原體感染的抗生素。

因此，迫切需要針對耐藥菌感染的新型治療策略，而更快、更便宜的獲取方法可能是重新利用現有的抗生素。

6月20日，《自然—通訊》在線發表了四川農業大學動物醫學院趙興洪/萬紅平團隊的研究論文。

為有效應對耐藥菌感染的問題，該研究首創了以病原菌特異性噬菌體受體結合蛋白（RBPs）和內溶素細胞壁結合域（CBDs）作為藥物遞送系統靶向模塊實現抗生素體內精準高效遞送的新策略。研究以基因工程手段獲得的肺炎克雷伯菌噬菌體RBP和金黃色葡萄球菌噬菌體內溶素CBD作為納米藥物載體的靶向模塊，分別將抗菌藥物精準高效遞送至了肺炎克雷伯菌和金黃色葡萄球菌感染的小鼠肺部，顯著提高了抗生素的治療效果。

構建精準高效細菌靶向抗生素納米遞送系統的示意圖

針對耐藥肺炎克雷伯菌感染，該團隊利用肺炎克雷伯菌噬菌體受體結合蛋白RBP_P545構建了一種靶向肺炎克雷伯菌的抗生素納米遞送系統。該遞送系統使用生物相容性好的海膽狀多孔二氧化硅納米顆粒（UPSNs）作為核心，實現抗生素的高效負載。然后，采用脂質雙分子層包裹核心，同時將肺炎克雷伯菌噬菌體受體結合蛋白RBP_P545偶聯到脂質雙分子層表面，用于引導納米顆粒高效靶向肺炎克雷伯菌。

針對耐藥金黃色葡萄球菌感染，該團隊開發了類似的納米遞送系統，使用金黃色葡萄球菌噬菌體細胞壁結合域CBD_SA97修飾海膽狀多孔二氧化硅納米顆粒，將抗生素高效引導至病原菌感染部位。

納米遞送系統特異性結合致病菌并精準高效靶向其感染部位

綜上，這兩種納米遞送系統對病原菌表現出極好的特異性，并在感染部位積聚以遞送抗生素有效載荷。此外，納米遞送系統抑制病原體感染的效果比高出16至32倍劑量的游離抗生素更有效。這項研究表明，噬菌體來源的靶向蛋白是介導納米遞送系統極具潛力的候選者。它們的特異性、可獲得性和生物相容性使它們成為介導抗生素納米遞送系統的絕佳選擇，而抗生素納米遞送系統是對抗耐藥菌感染所急需的。該研究為細菌耐藥性防控提供了新策略。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-49603-4