VIEW:金属氧化物纳米颗粒在细菌示踪及抗菌应用领域的研究进展

抗生素耐药性是威胁全球人类健康的重要隐患,寻找新型且不易诱发耐药性的抗菌纳米制剂有望解决人类与细菌博弈战中的难题。值得注意的是,具备独特诊疗性能的金属氧化物纳米颗粒,是近年来抗菌领域研究的热点之一。该类纳米颗粒既能凭借其固有或表面功能化后的成像特性,在细菌示踪方面显示出良好的应用价值,还能通过作用于细菌的细胞膜、细胞壁或细胞内容物等,干扰细菌正常生命活动,亦可产生活性氧物质,对细胞产生强烈的氧化应激损伤。因此,金属氧化物纳米颗粒在抗菌应用上备受关注,被证明是一个极具发展潜力的方向之一。

Scheme: The metal oxide nanoparticles have inherent capacity in antimicrobial stewardship.

厦门大学分子影像暨转化医学研究中心刘刚教授课题组总结了金属氧化物纳米颗粒在细菌示踪及抗菌应用领域的研究进展。在这篇综述中,作者阐述了金属氧化物纳米颗粒的抗菌活性,详细介绍了该类纳米颗粒的抗菌机理、理化特性和改性策略,用以降低其毒副作用并提高治疗效果。同时,作者还重点强调了金属氧化物纳米颗粒在诊断细菌感染以及杀伤细菌方面的潜力,并对其所面临的挑战及发展前景进行讨论和展望。

本文首先分析了金属氧化物纳米颗粒的抗菌机理,由于其非特异性的作用机制和较低的诱变潜力,因此它对几乎所有的微生物都具有毒性,可替代抗生素用于杀伤细菌,且不易诱导抗性产生。然后,作者探讨了金属氧化物纳米颗粒的物理化学特性(粒径,形貌,表面电荷,溶解度,聚集性,分散性和晶体结构等)对其抗菌性能的影响。接着,作者重点介绍了一些优良的修饰策略以降低该纳米颗粒潜在的生物毒性,提高其抗菌性能,从而为设计、制备性能优异的金属氧化物纳米诊疗抗菌制剂提供参考依据。最后,作者重点强调了金属氧化物纳米颗粒在诊断细菌感染方面的应用。虽然目前相关研究仍处于初级发展阶段,大多局限于磁性Fe3O4纳米颗粒,但是已被证明具有广阔的发展前景。在研究细菌感染性疾病时,既要关注开发新型的抗菌药物,又要尽可能实现对早期感染的快速诊断,按照有针对性、合理性的感染控制原则实施多管齐下的治疗,进而克服传统抗生素耐药性等问题,而文中着重介绍的金属氧化物纳米颗粒有望在“后抗生素时代”大施拳脚,实现诊疗一体化。

综上所述,这篇综述为设计和开发新型金属氧化物纳米颗粒提供了新的见解,进一步推动了对细菌耐药性的发生发展等一系列问题的研究,并对开发多重耐药菌感染的诊疗平台具有一定的指导意义。相关综述发表在VIEW上(DOI: 10.1002/VIW.20200052)。

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