新型光敏剂富勒烯介导的光动力对烧伤创面多重耐药菌感染的作用及机制

Bacterial infection of burn wounds is one of the main factors of high morbidity and mortality. Initial antimicrobial therapy is difficult to achieve in the clinical rescue for multi-drug resistant bacteria infection. Multidrug resistance systems (MES) plays a very important role in the occurrence of bacterial resistance. We previously developed a novel photosensitizer fullerenes, preliminary experiments showed that: fullerene-mediated photodynamic (PDT) can effectively kill multi-resistant bacteria, but the mechanisms of PDT, especially the role of PDT on MES, need further study. This project intends to optimize the chemical structure of functional fullerene, study the PDT effects on the stucture and the function of MES of NorA system in methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and MexAB-OprM system in Pseudomonas aeruginosa in vivo and in vitro, study the expression of bacterial virulence factors, adhesion factors, the ability of anti-oxidants, etc. as well as the effects on the wound healing, inflammatory cells and cytokines. It is helpful to understand the role of MES in the process of PDT, clarify the mechanism of fullerene-mediated PDT on multi-drug resistant bacterial which could assist to identify new therapeutic targets on multi-drug resistant bacerial and provide new methods for local refractory infections.

烧伤创面细菌感染是烧伤后高致死率和致残率的主要因素之一，细菌的多重耐药性导致临床治疗棘手。多药耐药系统（MES）在细菌发生耐药性上起着非常重要作用。我们前期研发了新型光敏剂富勒烯，初步实验表明：其介导的光动力反应（PDT）能有效杀灭多重耐药菌，但具体作用机制，尤其是PDT对MES的作用尚待进一步研究。本课题拟对已有的功能性富勒烯化学结构进行优化，以耐甲氧西林金葡菌（MRSA）和耐药铜绿假单胞菌为研究对象，通过体内外实验研究富勒烯介导的PDT对MRSA NorA和铜绿假单胞菌MexAB-OprM耐药系统结构和功能的影响，对细菌毒力因子、粘附因子、抗氧化因子等的表达以及对创面愈合，炎症细胞和炎症细胞因子的影响，明确PDT抗菌治疗中MES的作用，以期阐明功能性富勒烯介导的光动力对广谱耐药菌作用机制，这将有助于发现多重耐药菌治疗新靶点，为PDT治疗局灶性难治性感染性疾病提供新的思路。

烧伤创面细菌感染是烧伤后高致死率和致残率的主要因素之一，细菌的多重耐药性导致临床治疗棘手。多药耐药系统（MES）在细菌发生耐药性上起着非常重要作用。我们前期研发了新型光敏剂富勒烯，初步实验表明：其介导的光动力反应（PDT）能有效杀灭多重耐药菌，但具体作用机制，尤其是PDT对MES的作用尚待进一步研究。本课通过对已有的功能性富勒烯化学结构进行优化，使其具有更好的细胞渗透性，具有更强的电子转移特性。我们以耐甲氧西林金葡菌（MRSA）和耐药铜绿假单胞菌为研究对象，通过体外实验研究富勒烯介导的PDT能产生高浓度的ROS，对MRSA和铜绿假单胞菌有很强的灭活效应，能有效抑制MRSA NorA和铜绿假单胞菌MexAB-OprM耐药基因的表达，体内实验研究结果显示，采用富勒烯-PDT处理后的小鼠烧伤创面上的耐药菌被杀灭，与对照组相比小鼠血清中的炎性因子血清前降钙素（PCT）、血清C-反应蛋白（CRP）和血清白介素6 表达均有明显下降（P<0.01）。采用PDT治疗后的小鼠烧伤创面也比对照组愈合时间短。我们的研究，有利地证实了功能性富勒烯介导的光动力通过产生ROS能有效地抑制耐药菌MES的表达。采用光动力治疗将成为临床局灶性顽固性感染的新手段。