溶菌酶包裹的介孔SiO2纳米抗菌剂在体内抗菌的应用

目前抗生素治疗细菌感染是临床上广泛采用的方式,但是在缺乏有效检测证据的情况下,医生的处方往往是依据个人经验直接选用抗生素。这个做法往往造成了抗生素的不当使用。在中国,非处方类抗生素的使用大大高于世界平均水平。这样大量普遍的滥用抗生素现象极大的增加了致病菌产生多药耐药的几率。如此严峻的人类健康威胁促进了寻找抗生素代替品的急切需求,因此自然界广泛存在且具有广谱抗菌作用,不易产生耐药性的抗菌蛋白质也就成为大家关注的焦点,其中在人体本身就广泛分布的溶菌酶则成为首当其冲的选择。但是蛋白类抗菌剂的致命弱点是稳定性不佳,且抗菌效果远远低于普通抗生素。

酶固定化的思路是生物催化领域中广泛认可的,固定化的过程不仅大大提高了酶的稳定性,还提高了酶的催化效率。国家纳米中心的王浩教授的研究小组借鉴了这一思路,选用介孔SiO2为主体,以静电吸附作用将溶菌酶自组装在表面,形成具有低细胞毒性和溶血副反应的复合纳米抗菌剂。该抗菌剂通过多价键作用方式,极大的增加了溶菌酶在细菌壁的局部浓度,造成细菌壁不可逆转的破损及内容物溢出,使得复合材料的最低抑菌浓度(MIC)相较于溶菌酶降低了近5倍。同时以耐药大肠杆菌肠道感染的小鼠为模型,也证实复合纳米抗菌剂可以将有效降低肠道内的致病菌群总数,尤其是结肠内的致病菌有效降低三个数量级。该研究利用天然抗菌蛋白-溶菌酶包裹介孔SiO2制备的复合抗菌剂,大大提高了生物蛋白的抗菌效果,并以其良好的生物相容性及低的副作用,将成为新一代能够代替抗生素的纳米抗菌剂。