本项创新技术介绍了一种新型激活型水溶性光动力抗菌剂,该制剂利用细菌生物正交标记技术,具备亲水性基团,有效防止被正常细胞吸收,减少对健康细胞的影响。该抗菌剂的应用旨在提供一种高效、安全的抗菌解决方案。
背景技术
细菌感染引起的疾病已逐渐成为威胁人类健康的主要因素之一。目前,口服和静脉注射抗生素是最常用的治疗细菌感染的方法。然而抗生素的滥用和误用导致了耐药菌的激增,临床治疗效果大大下降。医护人员不得不使用更为强效的抗生素来应对,这一方式又继续增加了药物不良反应和医疗并发症的风险。除此之外,具有新作用模式的抗生素发现速度远远跟不上细菌耐药性的发展,长此以往,人类将面临无药可用的困境。鉴于细菌对人类健康造成的严重威胁,而传统抗生素难以有效应对的困境,我们不得不重新审视未来抗感染治疗的发展方向,探索抗生素外新型、有效的抗菌药物或治疗方法。
光动力抗菌治疗利用光敏剂在合适波长的光(通常从可见光到近红外光)照射下产生活性氧(ROS),通过诱导蛋白质、脂质和核酸的氧化损伤、代谢功能障碍杀死细菌,已引起广泛的科学关注并应用到了临床治疗,例如口腔细菌感染或慢性伤口等难治性局部感染疾病。作为一种有潜力的非抗生素抗菌策略,光动力抗菌治疗在应对细菌相关的感染性疾病方面取得了显著成果。然而,由于大多数光敏剂对微生物的选择性低于宿主组织,并且光动力治疗中的高反应活性物质ROS在生物系统中的寿命和释放距离都很短。因此,利用光动力疗法治疗细菌感染的主要难点在于如何实现光敏剂对细菌的特异性靶向,减少光疗的副作用。
生物正交标记因其高灵敏度和特异性而成为靶向细菌的有前景的工具。由于细菌的细胞壁内包含D型氨基酸基序,利用非天然代谢前体(功能化D型氨基酸)的代谢过程可将化学活性基团插入细菌肽聚糖上,通过化学活性基团与其相应的生物正交修饰光敏剂之间的点击反应有效标记细菌壁。由于D型氨基酸通常不存在于哺乳动物细胞中,这种策略在细菌靶向和体内治疗方面具有独特的优势。然而,大多数光敏剂“始终开启”的状态和易被正常细胞摄取的特性使得它们会对正常组织产生难以避免的副作用,这极大的限制了它们的实际应用。因此,需要设计合成一些满足生物正交反应,化学结构明确,亲水性好且对细菌产生特异性杀伤作用的激活型光敏剂。
实现思路