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Biomater Res|苏大附一院嵇富海、陈军、王旭、周好/南京邮电大学丁显光:通过同源识别纳米囊泡靶向细胞内细菌治疗肺部感染

尽管已经实施了多种抗生素治疗方案治疗细菌性肺炎,但现有抗感染策略对细胞内细菌的疗效仍不理想。此外,抗生素治疗期间伴随的细胞因子风暴加剧了肺组织损伤。在本研究中,成功开发了一种利用 M2型巨噬细胞衍生囊泡 [外泌体 (Exos)] 作为靶向递送抗生素 (Antibiotics@Exos)的载体,用于优化细菌性肺炎的治疗策略。本团队所提出的靶向系统可通过同源识别,将抗生素靶向递送至肺炎中受感染的巨噬细胞,并呈现出特殊的细胞内杀菌作用。此外,M2-Exos在将炎性巨噬细胞重编程为抗炎表型方面表现出很高的效率。更重要的是,我们发现 Antibiotics@Exos 的递送系统可显著降低浸润的炎症细胞的水平,并减轻ALI小鼠肺部的炎症因子风暴。这种干预减轻了ROS引起的肺组织损伤,减轻了肺水肿。这种生物活性囊泡递送系统具有多元化的治疗效果,有效弥补了传统抗生素治疗方案的局限性,为严重传染病,尤其是急性细菌性肺炎的治疗奠定了新策略。

近日,苏州大学附属第一医院 嵇富海、陈军、王旭、周好 / 南京邮电大学 丁显光 团队在在国际权威期刊Biomaterials Research上发表题为“Molecular Targeting of Intracellular Bacteria by Homotypic Recognizing Nanovesicles for Infected Pneumonia Treatment”的学术研究论文(2025;29:172)。

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受最近关于 Exos 治疗炎症性疾病的研究的启发,本研究团队开发了一种改善重症肺炎治疗的感染靶向系统。将抗生素美罗培南(Meropenem,MEM) 与M2-Exos 一起加载以形成 MEM@Exos用于治疗细菌性肺炎。与肺炎治疗中用于加载抗生素的传统治疗方案相比,该技术代表了一项重大进步,可显著提高针对细胞内细菌的治疗结果并减轻炎症引起的肺组织损伤(图1),最终,改善了细菌性肺炎的治疗效果。

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图 1.Antibiotics@Exos的靶向递送系统用于优化细菌性肺炎的治疗策略

在本研究中,ALI小鼠肺组织中浸润的白细胞数量显著减少,并且炎症因子 TNF-α 分泌显著减少,抗炎因子 IL-10 升高。随着时间的推移,最初的炎症环境逐渐转变为抗炎微环境。此外,体内动物实验结果表明,MEM@Exos可以减轻炎性细胞因子风暴,缓解肺泡水肿,减少 ROS 损伤,并最终治疗重症肺炎。更重要的是,它对主要器官没有明显的毒副作用(图2)

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图2 MEM@Exos 改善 ALI 小鼠的炎症反应

该研究成功开发了一种感染靶向平台(Antibiotics@Exos),用于细胞内杀菌和细菌性肺炎的治疗。开发的MEM@Exos不仅可靶向细菌感染部位,还可抑制炎症因子的产生,并通过将巨噬细胞重编程为 M2 型表型来缓解炎症应激反应。值得注意的是,M2-Exos 可作为保护性“盔甲”,将抗生素递送至炎性巨噬细胞中,从而增强抗生素的渗透性,解决细胞内细菌感染。本团队开发的这种生物活性平台具有重要的应用前景,可作为治疗严重传染性疾病的新型治疗策略。

苏州大学附属第一医院嵇富海 教授、陈军教授、南京邮电大学丁显光 教授是论文的共同通讯作者。苏州大学附属第一医院王旭、周好是论文的共同第一作者。

参考文献:

Molecular Targeting of Intracellular Bacteria by Homotypic Recognizing Nanovesicles for Infected Pneumonia Treatment. Biomater Res. 2025; 29: 172.

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