抗MRSA抗体靶向脂质体光敏剂的设计合成、活性和机制研究

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) showing multiple resistance to antibiotics, has become one of the most intractable pathogen in clinic. The development of novel strategies and approaches against MRSA is highly desirable. Photodynamic antimicrobial chemotherapy is a novel and effective approach for antibiotic-resistant bacteria, but the lack of specificity limits its application. In this project, novel antibody-targeted liposomal photosensitizers for MRSA will be developed by incorporating photosensitizers into liposome vesicles, conjugating antibody and rhodamine B to the surface of liposome. The photodynamic activity and specificity of antibody-targeted liposomal photosensitizers will be assessed by photodynamic inactivation tests, cell tests, animal model, laser scanning confocal microscope, and flow cytometry. The mechanism of photodynamic inactivation will be studied on the level of DNA and cellular ultrastructure. The project will not only make contribution to the development of photodynamic antimicrobial chemotherapy and novel composite photosensitizers, but also provide an effective solution for the growing resistance of antibiotic-resistant bacteria.

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA）对抗生素显示出多重耐药性，已成为临床最棘手的病原菌之一。寻找对抗MRSA新的策略和方法迫在眉睫。光动力抗菌化学疗法是一种新兴的对抗耐药细菌的有效方法，但缺乏特异性的缺陷限制了它的广泛应用。本研究将光敏剂采用脂质体进行包埋，并在脂质体表面结合靶向性分子抗体和荧光基团罗丹明B，构建新型抗体靶向脂质体光敏剂。利用光动力灭菌实验，细胞实验，动物模型，激光共聚焦显微镜，流式细胞仪等实验手段全面评价其光动力活性和特异性。进一步通过凝胶电泳检测抗体靶向脂质体光敏剂对DNA的影响，以及透射电子显微镜和扫描电子显微镜检测亚显微结构变化认识其光动力灭活机制。本项目不仅为光动力抗菌化学疗法的快速发展和开发新型复合型光敏剂做出有益贡献，也为解决日益严重的抗生素耐药问题提供一条有效的途径。

抗生素的过度使用和滥用对细菌造成巨大的选择压力，导致了大量耐药菌的出现，由此引起的多重耐药菌感染对人类健康构成了严重威胁。光动力抗菌化学疗法是一种具有抗菌谱广、不易产生耐药性、对宿主组织和正常菌群损害小等优势的新方法。本项目以临床棘手的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等多种多重耐药菌作为靶目标，研究5-氨基乙酰丙酸和血卟啉单甲醚这两种光敏剂对这些多重耐药菌的光动力灭菌活性和机理。结果表明：5-氨基乙酰丙酸和血卟啉单甲醚能够有效光动力灭活这些多重耐药菌及其形成的生物膜；血卟啉单甲醚的光动力灭菌活性高于5-氨基乙酰丙酸；相比革兰阴性耐药菌，革兰阳性耐药菌和白色念珠菌对血卟啉单甲醚介导的光动力抗菌化学疗法更为敏感。光动力灭菌机理研究发现，在光动力灭活过程中，这些耐药菌的基因组DNA、总蛋白、细胞壁、细胞膜等均发生了不同程度的破坏，细胞质发生凝集，细胞核破裂，表明光动力抗菌化学疗法与抗生素单一的灭菌机理不同，其灭菌机理是无规则的，因而不太可能导致耐药性的产生。此外，本项目还构建了一种可用于生物组织深处耐药菌光/声动力灭活的新型纳米复合型光敏剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和产超广谱β-内酰胺酶大肠杆菌的灭菌活性良好，具有一定的临床应用潜力。