石墨烯“携手”纳米粒子有效治疗细菌感染

在过去几十年以来，细菌感染性疾病已经成为世界上最大的健康问题之一，引起了人们持续而广泛的关注。目前，最广泛被人们所接受的治疗手段就是抗生素。然而，抗生素的滥用增加了细菌的耐药性，这将降低其治疗效率，进而导致高的死亡率。

近年来，基于纳米粒子的药物传递体系通过对所感染微环境（如细菌毒素、酶的过量表达、pH的降低等）的可控响应来增强抗生素的靶向、局部浓度及消除药物的过早释放，从而展现出解决抗生素耐受性这一问题的潜能。然而，当细菌形成生物被膜后，其治疗效率也会受到限制，因为细菌包含在一个保护基质中，抗生素和纳米粒子很难渗透进去。

在人体中，超过80%的细菌感染与被膜的形成有关。被膜中的细菌通常能忍受常规的抗生素治疗，而抗生素能进一步诱导被膜的形成。因此，目前急需发展一种更有效的抗菌体系，它可能不需要抗生素的参与，且细菌几乎不能形成耐受性，能够很好地对抗被膜等日益增多且难以治疗的细菌感染。

近日，中国科学院长春应用化学研究所曲晓刚研究员课题组利用透明质酸（HA）包裹的石墨烯/介孔二氧化硅纳米片层（GS）作为纳米载体，铁磁纳米粒子（MNPs）作为催化剂，构建一种具有靶向性且能“按需”释放前药抗坏血酸（AA）的载药体系AA@GS@HA-MNPs来治疗细菌感染。当载药纳米粒子到达感染位点后，包裹的透明质酸被目标细菌所分泌的透明质酸酶降解，装载的AA逐渐释放，然后被粘附在细菌膜表面的MNPs催化产生高毒性的•OH。由于石墨烯具有优异的光热性质，该体系可以实现化疗/光热协同抗菌作用。

该抗菌体系还拥有广谱性的抗菌性能，无论是对革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌）还是革兰氏阴性菌（如大肠杆菌）都具有高效的杀伤能力。另外，由于被膜成分可被•OH降解，该抗菌体系还能有效地分散顽固的生物被膜，并杀死受其保护的细菌。