综述:内源性刺激激活的光热疗法治疗细菌感染

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Acta Histochemica 2.4

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  这篇综述系统阐述了基于感染微环境(如酸性pH、氧化还原水平、过表达酶)激活的光热制剂(PTAs)在抗菌治疗中的最新进展。文章重点探讨了可激活光热疗法(PTT)通过精准调控光热转换性能,在实现高效杀菌的同时降低对正常组织的损伤,为耐药菌感染治疗提供了新思路。

  

光热抗菌治疗的原理与挑战
细菌耐药性和生物膜形成是感染治疗的主要障碍。光热疗法(PTT)通过光热制剂(PTAs)将光能转化为热能,引起细菌膜破裂和蛋白质变性,具有广谱抗菌、低耐药性的优势。但传统PTT的高温可能损伤正常组织,这促使研究者开发微环境响应的智能PTAs。

可激活光热制剂的两种策略

  1. 载体响应型:将PTAs负载于pH或酶敏感载体上,在感染部位释放并协同增强疗效。例如,酸性条件下溶解的纳米载体可靶向释放铜硫化物(CuS),同时激活化学动力学治疗(CDT)。
  2. 自调节型:PTAs自身结构能响应微环境变化。如基于醌式结构的聚合物在细菌过表达的硝基还原酶作用下发生电子重组,光热转换效率提升3倍。

感染微环境的特异性触发
细菌代谢导致感染部位呈现独特微环境:

  • 酸性pH:乳酸发酵使局部pH降至5.5,触发pH敏感聚合物(如聚乙二醇-聚乳酸)的电荷反转,增强细菌膜吸附。
  • 氧化还原失衡:谷胱甘肽(GSH)水平升高可还原二硫键连接的PTAs,释放亚铁离子(Fe2+)并引发芬顿反应。
  • 酶过表达:金黄色葡萄球菌分泌的脂肪酶可切割甘油酯键,激活近红外二区(NIR-II)吸收的有机半导体材料。

多模态协同治疗案例
一项代表性研究构建了硫化钼(MoS2)@铁纳米平台:在感染微环境中,MoS2的光热效应与铁介导的CDT协同作用,对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)生物膜的清除率达98%。

未来发展方向
当前挑战包括微环境响应灵敏度不足和体内代谢机制不明确。下一代PTAs可能整合人工智能预测模型和仿生递送系统,同时需建立标准化疗效评估体系。

(注:全文严格基于原文内容缩编,未添加非文献数据)

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