由于抗生素的過度使用，近年來細(xì)菌耐藥性問題日益嚴(yán)重，致使感染類疾病的死亡率不斷增加。因此，迫切需要尋求可有效緩解耐藥性問題的新藥物和新手段。隨著光學(xué)技術(shù)的進步和新型光敏劑的開發(fā)，光動力抗菌治療（Photodynamic Antibacterial Therapy, PDAT）因其不易產(chǎn)生耐藥性的優(yōu)點而又重新回歸人們的視野，且已成為耐藥菌感染最具前景的治療方式之一。
近期，西北工業(yè)大學(xué)黃維院士團隊賈慶巖副教授與李鵬教授撰寫了題為“Rejuvenated Photodynamic Therapy for Bacterial Infections”的綜述論文，總結(jié)了近年來國內(nèi)外在光動力抗菌領(lǐng)域取得的重要進展，旨在梳理PDAT的發(fā)展現(xiàn)狀，并為推動其發(fā)展提供一些信息。該論文發(fā)表在Wiley 出版集團旗下的學(xué)術(shù)刊物Advanced Healthcare Materials上（Adv. Healthcare Mater., 2019, 8, 1900608）。
圖 1. 新型抗菌光敏劑和功能型PDAT體系分類
該論文首先概述了PDAT的作用機制：PDAT主要采用適當(dāng)波長的光源激發(fā)光敏劑分子以產(chǎn)生活性氧物種（ROS）來氧化破壞磷脂、酶、蛋白質(zhì)和DNA等生物大分子，從而實現(xiàn)對病原微生物的有效滅活。在實際抗菌應(yīng)用中，傳統(tǒng)小分子光敏劑通常存在有水溶性差、易光漂白、選擇性識別弱和治療效果差等問題。針對上述問題，近年來國內(nèi)外研究人員設(shè)計研發(fā)出一些新型抗菌光敏劑，可概括為四類：（1）芳香類有機小分子、（2）非自猝滅有機小分子、（3）共軛聚合物和（4）納米光敏劑。這些新型抗菌光敏劑可通過優(yōu)化在體內(nèi)的輸送來改善藥物動力學(xué)、增加在病灶部位的滲透率和提高靶組織藥物濃度等方式來實現(xiàn)高效殺菌，并減輕毒副反應(yīng)和提高生物利用度，這些進展為PDAT在臨床的應(yīng)用提供了更高的可行性。
圖 2. 光動力治療抗菌作用機制
在體抗菌治療時，光源的組織穿透深度和感染部位的低氧微環(huán)境通常會降低PDAT的效果。針對這些問題，近年來研究人員報道了一些新型多功能/智能PDAT體系。例如，（1）為了改善外部光源在生物組織內(nèi)的穿透深度問題，采用化學(xué)發(fā)光和電致化學(xué)發(fā)光等方法來實現(xiàn)光敏劑的激發(fā)；（2）基于感染部位的微環(huán)境（如：pH和溫度），設(shè)計智能響應(yīng)型遞送系統(tǒng)來實現(xiàn)光敏劑抗菌藥物的可控釋放，進而提高治療效果并降低生物毒性；（3）設(shè)計氧自富集的增強PDAT系統(tǒng)，改善感染部位乏氧微環(huán)境對PDAT的限制；（4）基于PDAT集成多種抗菌治療模式的優(yōu)勢，實現(xiàn)“1+1＞2”治療效果。
一個“完美”的PDAT體系不僅要有優(yōu)異的抗菌效果，而且還要避免對患者產(chǎn)生嚴(yán)重的副作用。針對感染微環(huán)境乏氧、弱酸等主要特征，基于PDAT構(gòu)建具有智能響應(yīng)性能的抗菌藥物或藥物輸送體系，不僅能夠增強對感染的診療效果，更具有廣闊的臨床應(yīng)用前景，為抗生素的有效替代提供了新思路。隨著新型光敏劑和光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，作者相信基于PDAT的創(chuàng)新型方法作為有效緩解耐藥性問題的新藥物和新手段將會引起科研工作者越來越多的關(guān)注，而且它將在未來為人類帶來巨大的社會和經(jīng)濟價值。
該論文的第一作者為西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院賈慶巖副教授，通訊作者為黃維院士和李鵬教授，論文得到國家重點研發(fā)計劃（2018YFC1105402）、國家自然科學(xué)基金（21875189和21706222）、中央高；究蒲袠I(yè)務(wù)費（G2018KY0306）等基金的資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adhm.201900608
