沙漠植物合成银氯纳米颗粒：抗击抗生素耐药与病毒感染的绿色新策略

　　本研究针对日益严峻的抗菌药物耐药性（AMR）及病毒变异问题，利用圣凯瑟琳大戟（Euphorbia sanctae-catharinae）叶提取物绿色合成银氯纳米颗粒（AgCl-NPs），证实其对多种革兰氏阳性/阴性菌具有显著抑制活性（MIC低至62.5μg/mL），与四环素联用增效21.4–47%，对HSV-1病毒抑制率达74%。该研究为开发新型抗感染制剂提供了可持续解决方案。

　　

在当今全球公共卫生领域，抗菌药物耐药性（AMR）和病毒变异正成为日益严峻的挑战。据估计，2019年细菌AMR直接导致全球127万人死亡，并间接造成495万例死亡，预计到205年抗生素耐药导致的死亡人数将超过癌症。与此同时，疱疹 simplex 病毒类型1（HSV-1）感染全球50–90%的人口，而长期使用阿昔洛韦（ACV）等常规抗病毒药物不仅带来皮疹、腹泻、神经毒性等副作用，还可能导致耐药病毒株的出现。面对传统药物失效和微生物快速进化的双重压力，开发新型抗感染制剂已成为迫切需求。

纳米技术的兴起为这一领域带来了新的希望。金属及金属氧化物纳米颗粒因其独特的生物学特性——包括高比表面积、增强的细胞吸收能力和产生活性氧物种（ROS）的能力——在抗氧化、抗病毒、抗真菌、抗癌及抗炎症应用中展现出巨大潜力。其中，银纳米颗粒（AgNPs）及其衍生物如银氯纳米颗粒（AgCl-NPs）已被广泛研究，并证实具有广谱抗菌、抗癌、抗炎症、抗氧化及抗糖尿病等多重治疗功能。然而，传统的化学合成方法往往涉及有毒试剂和高能耗过程，不利于可持续发展和生物相容性应用。因此，绿色合成方法——利用植物提取物作为还原和稳定剂——逐渐成为研究热点。这种方法不仅环境友好、成本低廉，还能利用植物中丰富的生物活性成分（如蛋白质、多酚、黄酮类、抗坏血酸和萜类化合物）增强纳米颗粒的稳定性和生物活性。

位于西奈半岛的圣凯瑟琳地区拥有独特而丰富的药用植物资源，其中圣凯瑟琳大戟（Euphorbia sanctae-catharinae）作为一种特有植物，其提取物含有丰富的二萜类化合物（如米辛醇、惕各烷、英吉南烷等），此前研究已表明该属植物具有细胞毒性、抗病毒和抗菌活性，但将其用于纳米颗粒绿色合成尚未见报道。

本研究首次利用圣凯瑟琳大戟叶提取物，通过绿色合成方法制备AgCl-NPs，并系统评价其抗菌、抗病毒活性及细胞毒性，旨在开发一种可持续、高效且生物相容的新型抗感染制剂，以应对当前AMR和病毒感染的全球性挑战。

本研究主要采用以下关键技术方法：使用圣凯瑟琳大戟的氢醇提取物进行AgCl-NPs的绿色合成；通过UV-Vis光谱、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对纳米颗粒进行表征；采用琼脂扩散法和肉汤宏稀释法测定抗菌活性的抑制区（IZ）、最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）；通过MTT法评估细胞毒性和抗病毒活性（使用VERO细胞和HSV-1病毒株）；并利用统计分析验证实验结果的显著性。

UV-Visible spectroscopy

通过紫外-可见光谱分析，反应混合物在430 nm处出现明显的局部表面等离子体共振（LSPR）吸收峰，表明球形AgCl-NPs的成功形成。光谱强度随反应时间逐渐增加，最终趋于稳定，证实反应完成且纳米颗粒形成高效。

XRD分析

X射线衍射图谱显示在2θ为25.50°、27.87°、32.25°、38.11°、46.23°、54.85°、57.49°、67.42°和76.61°处出现对应于晶面（111）、（131）、（222）、（040）、（133）、（042）和（242）的衍射峰，与JCPDS标准卡片（96-901-1667）一致。通过Scherrer公式计算平均晶粒尺寸约为24 nm，衍射峰尖锐且无杂质峰，表明纳米颗粒结晶性良好。

FTIR分析

傅里叶变换红外光谱显示在600 cm^?1处存在C-Cl伸缩振动（表明烷基卤化物存在），2925 cm^?1处为C-H伸缩振动（芳香族成分），3415 cm^?1和1447 cm^?1处吸收峰对应OH和-C=O官能团（酚类成分和醇类）。这些结果表明植物提取物中的黄酮类和酚类化合物在纳米颗粒形成过程中既作为还原剂也作为封端剂，起到稳定结构和增强生物活性的作用。

TEM分析

透射电子显微镜图像显示AgCl-NPs呈球形或近球形，具有一定程度的聚分散性，粒径分布范围约为10–120 nm，平均尺寸为49.5 nm（标准差±20.7）。颗粒分散良好，但局部可见轻度团聚，可能由于高表面能和范德华力作用所致。

抗菌活性

AgCl-NPs对多种革兰氏阳性和阴性菌均表现出显著抗菌活性。最小抑菌浓度（MIC）值分别为：对金黄色葡萄球菌（S. aureus）、大肠杆菌（E. coli）、粪肠球菌（E. faecalis）、粪链球菌（S. faecalis）和产气肠杆菌（E. aerogenes）为62.5 μg/mL；对表皮葡萄球菌（S. epidermidis）、肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae）和鸟氨酸拉乌尔菌（R. ornithinolytica）为250 μg/mL；对铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）为125 μg/mL。最小杀菌浓度（MBC）值分别为：对鸟氨酸拉乌尔菌、粪链球菌、肺炎克雷伯菌和表皮葡萄球菌为500 μg/mL；对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和粪肠球菌为250 μg/mL；对产气肠杆菌为125 μg/mL。

尤其值得注意的是，AgCl-NPs对铜绿假单胞菌——一种被世界卫生组织（WHO）列为急需新抗生素的耐药菌——表现出强效抗菌活性，其MIC为125 μg/mL，MBC为500 μg/mL。此前研究表明，铜绿假单胞菌对AgNPs常表现出耐药性，但本研究中的植物封端AgNPs通过破坏其氧化-抗氧化平衡和ROS清除能力，有效克服了这一耐药机制。

与四环素联用时，AgCl-NPs表现出协同抗菌效应，抑菌圈直径增加21.4–47%。这种协同作用有望减少抗生素用量和治疗时间，从而延缓耐药性发展。

抗病毒活性

通过MTT法评估细胞毒性和抗病毒活性，AgCl-NPs的最大非毒性浓度（MNTC）为31.25 μg/mL。在此浓度下，AgCl-NPs对HSV-1病毒的复制抑制率达74%，而相同浓度的植物提取物仅表现出轻微抑制。AgCl-NPs的半最大抑制浓度（IC₅₀）为23.03±0.63 μg/mL，细胞毒性浓度（CC₅₀）为61.23±0.48 μg/mL，选择性指数（SI）为2.6587；植物提取物的IC₅₀为24.43±1.02 μg/mL，CC₅₀为53.43±0.16 μg/mL，SI为2.1870。这些结果表明AgCl-NPs具有较高的安全性和抗病毒特异性。

本研究通过绿色合成方法成功制备了具有良好结晶性和均一形貌的AgCl-NPs，并证实其具有广谱抗菌和抗病毒活性。特别是对多重耐药菌铜绿假单胞菌和HSV-1病毒的有效抑制，凸显了其在应对AMR和病毒感染方面的应用潜力。植物提取物中的生物活性成分不仅作为还原和稳定剂，还增强了纳米颗粒的生物相容性和功能多样性。

研究结果表明，AgCl-NPs通过产生活性氧物种（ROS）和破坏细胞膜完整性发挥抗菌作用，而与抗生素的协同效应进一步提高了其抗菌效率。抗病毒机制可能涉及抑制病毒吸附、进入或复制过程，但具体机制仍需进一步研究。

该研究的重要意义在于：首先，提供了一种可持续、低成本的纳米颗粒合成方法，避免使用有毒化学试剂；其次，AgCl-NPs对临床常见耐药菌和病毒均表现出强效活性，为开发新型抗感染制剂奠定了实验基础；最后，纳米颗粒与现有抗生素的协同作用为临床联合用药提供了新思路。

然而，研究也存在一定局限性：缺乏与化学合成AgCl-NPs的直接对比，无法完全量化植物提取物对纳米颗粒性能的贡献；抗病毒机制尚未深入探索；体内活性和长期毒性仍需进一步评估。

未来研究可聚焦于：解析AgCl-NPs的抗病毒作用机制；开展体内药效学和毒理学实验；探索其他植物提取物在纳米合成中的应用；以及扩展纳米颗粒在抗癌、抗炎症等其他治疗领域的潜力。

总之，本研究利用沙漠植物资源成功开发了具有多重生物活性的AgCl-NPs，为应对全球健康挑战提供了创新性的绿色解决方案，相关成果发表于《Scientific Reports》期刊。