基于金黄色葡萄球菌胞外囊泡的抗生素递送系统增强头孢噻呋对胞内细菌感染的治疗效果

推荐：针对抗生素难以清除胞内细菌感染的临床难题，研究人员开发了基于金黄色葡萄球菌胞外囊泡(EVs)的药物递送平台。通过超速离心法高效制备EVs并装载头孢噻呋(CEF)，体外实验显示CEVs可在4小时内实现4-log的细菌灭活，并在肠上皮细胞(IEC-6)中展现出12倍于游离CEF的胞内杀菌效率。动物实验证实CEVH水凝胶能同步清除胞内外细菌并加速伤口愈合，为治疗耐药性胞内感染提供了新策略。

　　

细菌感染尤其是胞内感染已成为全球健康的重要威胁，传统抗生素因细胞膜穿透性差、胞内滞留时间短等问题，难以有效清除藏匿在宿主细胞内的病原体。以金黄色葡萄球菌为代表的病原体更进化出"拉链式"内化机制，能通过重塑宿主细胞骨架侵入胞内，甚至在酸性吞噬溶酶体中存活繁殖。这种"细菌避难所"现象导致临床治疗失败率居高不下，迫切需要开发新型靶向递药系统。

安徽农业大学的研究团队创新性地利用细菌自身分泌的纳米级胞外囊泡(EVs)作为"特洛伊木马"，装载第三代头孢菌素头孢噻呋(CEF)，构建了智能抗菌系统。相关成果发表在《Systematic and Applied Microbiology》上。研究人员采用超速离心结合抗生素应激法（0.25 μg/mL氨苄西林）将EVs产量提升8.6倍，通过共孵育法实现45.78%的载药效率。借助纳米颗粒追踪分析(NTA)、透射电镜(TEM)和SDS-PAGE等技术表征载体特性，并采用小鼠全层皮肤缺损模型评估体内疗效。

3.1. CEVs的制备与表征

通过比较不同刺激条件，发现亚致死剂量氨苄西林可使EVs产量提升至163.4±71.1 nm，且保持完整的双层膜结构。高效液相色谱(HPLC)分析显示CEVs具有pH响应释放特性，在pH7环境下48小时累积释放率达66.5%，显著高于pH3条件的32.7%。

3.2. CEVs的抗菌活性评估

时间-杀菌曲线显示4×MIC浓度的CEVs能在12小时内实现11-log的细菌灭活。共聚焦显微镜观察到DiD标记的EVs与GFP标记的金黄色葡萄球菌在IEC-6细胞内的共定位，对应定量实验显示CEVs组胞内细菌清除率达98.59%，较游离CEF提升12倍。

3.3. 感染伤口模型的治疗效果

将CEVs封装于壳聚糖温度敏感水凝胶(CEVH)中，处理金黄色葡萄球菌感染的小鼠伤口。第10天时CEVH组伤口闭合率超90%，Masson染色显示胶原沉积量显著增加，组织匀浆检测发现胞内外细菌载量分别降低3.2-log和4.7-log。

3.4. 伤口愈合机制解析

免疫荧光显示CEVH组血管内皮生长因子(VEGF-A)和成纤维细胞生长因子(FGF-2)表达量提升2.1-3.3倍，同时炎症因子TNF-α和IL-6水平下降61-73%，证实其具有促血管生成与抗炎双重调节功能。

该研究开创性地利用病原体自身衍生的EVs作为递送载体，巧妙解决了抗生素胞内递送的三大瓶颈：靶向性差、胞内释放不可控和生物利用度低。特别值得注意的是，CEVs在酸性环境中的稳定性使其具备口服给药潜力，而EVs表面保留的病原体相关分子模式(PAMPs)可能激活天然免疫应答，产生"药物-免疫"协同效应。这种"以菌治菌"的策略为对抗耐药性感染提供了新思路，但EVs的大规模标准化生产、长期免疫原性等问题仍需深入探索。未来通过表面工程化改造或可进一步拓展其在深部组织感染中的应用前景。