超声介导纳米粒与抗氧化剂协同清除卡介苗生物膜并促进组织修复的创新策略

　　本文提出一种基于超声（US）介导的左氧氟沙星（LEV）和过氧化氢酶（CAT）共载PEG-PLGA纳米粒（LEV@CAT-NPs）的抗菌声动力疗法（aSDT），通过缓解生物膜缺氧并增强活性氧（ROS）生成以清除BCG生物膜，后期联合N-乙酰半胱氨酸（NAC）促进巨噬细胞M2极化及组织修复，为耐药结核分枝杆菌（MTB）感染提供协同治疗新范式。

　　

Highlight

Reagents

试剂

聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇-羧酸（PLGA-PEG-COOH）购自济南戴格生物技术有限公司。7H9肉汤培养基、甘油、OADC细菌富集剂、钙荧光白染色剂（CW）、甲基四唑盐（XTT）及甲萘醌购自Sigma公司。Image-iT?红色缺氧检测试剂、活/死菌（SYTO 9/PI）荧光染色试剂盒（BacLight Bacterial Viability Kit L7012）购自赛默飞世尔科技。

Preparation and characterization of LEV@CAT-Nps

左氧氟沙星@过氧化氢酶纳米粒（LEV@CAT-NPs）的制备与表征

采用超声双乳化法合成共载LEV和CAT的纳米粒。扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）图像（图1A、B）显示，所制备纳米粒呈球形、尺寸均一且分散性良好。纳米粒平均粒径为341.6±13.02纳米，zeta电位为-12.0±0.839毫伏。此外，纳米粒尺寸随时间变化的稳定性（图1C）表明其具备潜在应用价值。

Discussion

讨论

结核分枝杆菌（MTB）生物膜拥有富含纤维素的细胞外基质，表现出代谢异质性及以酮霉菌酸层为代表的脂质防护屏障。与传统生物膜不同，该结构通过富含霉菌酸的脂质形成高度疏水的物理屏障，在保护杆菌免受免疫清除的同时营造缺氧微环境。这些特性降低了抗生素渗透性，诱导表型耐药并维持持久感染。本研究通过超声介导的LEV@CAT-NPs联合NAC治疗，有效缓解了生物膜内部缺氧并增强声动力杀菌效果。此外，后期NAC的添加通过调节氧化应激水平促进巨噬细胞向M2表型极化，协同实现感染清除与组织修复的双重目标。

Conclusion

结论

生物膜形成是MTB感染治疗的重要障碍。本研究合成了负载LEV和CAT的PEG-PLGA纳米粒（LEV@CAT-NPs），其尺寸均一、形态良好且毒性低。该纳米粒与超声及NAC联用可有效改善MTB生物膜缺氧状态，从而增强杀菌效能。具体干预成果包括成功清除小鼠BCG生物膜、降低炎症因子水平以及促进感染组织 redox 平衡恢复。该策略为临床耐药结核治疗提供了兼具抗菌与组织修复功能的创新治疗方案。