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为解决传统抗生素治疗肺炎时对细胞内细菌疗效不佳及细胞因子风暴的问题，研究人员开展了利用 M2 巨噬细胞来源的囊泡（Exos）输送抗生素（antibiotics@Exos）治疗肺炎的研究。结果显示，该系统能有效杀菌、减轻炎症，为肺炎治疗提供新策略。
肺炎，这一全球性的健康难题，每年在全球范围内引发近 6 亿例肺炎及其他下呼吸道感染，导致约 250 万人死亡。传统的抗生素治疗方案虽广泛应用，但面对肺炎治疗却困难重重。细胞内细菌隐藏在吞噬细胞和生物膜中，不仅降低了对抗生素的暴露，引发耐药性，还能逃避宿主防御；肺部炎症区域抗生素浓度不足，难以有效杀菌；微生物引发的宿主炎症反应，会导致严重的免疫失调和肺泡内皮损伤，其中细胞因子风暴更是治疗肺炎的巨大阻碍 。因此，开发新的肺炎治疗策略迫在眉睫。
南京邮电大学的研究人员为攻克这些难题，开展了一项极具创新性的研究。他们开发了一种感染靶向系统，利用 M2 巨噬细胞来源的外泌体（M2-Exos）作为载体输送抗生素（antibiotics@Exos），相关研究成果发表于《BIOMATERIALS RESEARCH》。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，通过刺激 RAW264.7 细胞分别制备 M1 和 M2 型巨噬细胞，进而获取 M2-Exos，并采用电穿孔法将抗生素美罗培南（MEM）载入其中形成 MEM@Exos。之后，运用动态光散射（DLS）、透射电子显微镜（TEM）、蛋白质免疫印迹（WB）等技术对 MEM@Exos 进行表征。同时，借助细胞实验和动物实验，利用细胞计数试剂盒 - 8（CCK-8）、溶血实验、流式细胞术、免疫荧光染色、酶联免疫吸附测定（ELISA）等方法，从多个角度探究 MEM@Exos 的性能和治疗效果。
研究结果如下：
- MEM@Exos 的制备与表征：成功制备出 MEM@Exos，其与 M2-Exos 形态相似，呈球形，大小在 50 - 300nm 之间，zeta 电位约为 - 16mV，MEM 的装载效率为 25.7%。在稳定性方面，经 DLS 和 zeta 电位测量，分散 1 周后无明显差异，且酸性条件可促进 MEM 释放。此外，CCK-8 实验和 AM/PI 染色表明，在 100μM/ml 的剂量下，MEM@Exos 对人脐静脉内皮细胞（HUVECs）无明显细胞毒性；溶血实验显示，剂量增加到 200μM/ml 时才出现明显溶血，说明其静脉注射后不会增加体内稳态风险。
- MEM@Exos 的炎症靶向性：体外实验中，与脂质体（MEM@Lip）相比，MEM@Exos 能被炎症 M1 巨噬细胞显著吞噬，吞噬比例高达 80%。体内实验表明，在大肠杆菌诱导的急性肺损伤（ALI）小鼠模型中，注射 DiD 标记的 MEM@Exos 后，其在肺组织中的荧光信号最强，且在 24 小时后仍有较高强度，这证明 MEM@Exos 在体内具有出色的炎症趋化能力，能有效靶向炎症部位，且在肺炎部位持续存在而不被清除。
- MEM@Exos 的细胞内杀菌作用：共聚焦显微镜分析显示，随着 MEM@Exos 浓度增加，细胞内杀菌效果增强，100μg/ml 时最为显著。时间梯度实验表明，与游离 MEM 相比，MEM@Exos 在 3 小时共孵育后就能观察到细胞内死菌，且随着时间延长，杀菌数量增多，15 小时时死菌数量超过活菌 8 倍。对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的实验也证实，MEM@Exos 具有高效的细胞内杀菌活性。
- MEM@Exos 对炎症巨噬细胞的重编程作用：体外实验中，经流式细胞术检测，与 PBS 组相比，MEM、M2-Exos 和 MEM@Exos 处理大肠杆菌感染的 M1 型巨噬细胞 24 小时后，CD80 阳性细胞比例逐渐降低，CD206 阳性细胞比例逐渐增加，其中 MEM@Exos 组的表型转变最为显著，M2 型巨噬细胞比例超过 M1 型的 4 倍。体内实验通过对 ALI 肺组织进行免疫荧光染色，也证实了 MEM@Exos 能促进巨噬细胞向 M2 型极化，营造抗炎微环境。
- MEM@Exos 对 ALI 小鼠炎症反应的改善作用：在 ALI 小鼠模型中，与其他组相比，MEM@Exos 处理组的肺湿 / 干重比最低，表明其能有效减轻肺水肿。同时，该组肺组织中白细胞共同抗原 CD45 水平最低，即浸润的白细胞数量最少；促炎因子肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）分泌显著减少，抗炎因子白细胞介素 - 10（IL-10）分泌显著增加；活性氧（ROS）水平受到显著抑制，紧密连接蛋白 occludin 表达得以显著保留，这表明 MEM@Exos 能有效减轻炎症细胞因子风暴、缓解肺泡水肿、减少 ROS 损伤，治疗严重肺炎且对主要器官无明显副作用，在 MRSA 感染的动物模型中也得到了验证。
综上所述，该研究成功开发了一种感染靶向平台 MEM@Exos，它既能靶向细菌感染部位，又能通过将巨噬细胞重编程为 M2 型表型，抑制促炎因子产生，减轻炎症应激，增强抗生素对细胞内感染的治疗效果。M2-Exos 凭借其良好的同源靶向性、免疫亲和性、组织相容性和免疫调节功能，在肺炎治疗中发挥了关键作用。不过，该研究也存在一定局限性，如仅使用了单一细菌菌株，缺乏长期随访研究等。未来，在临床转化方面，虽然外泌体大规模生产面临挑战，但相关技术的进步有望提高产量；同时，还需进一步探索其潜在的脱靶效应，考虑与免疫疗法或抗炎药物联合使用，以增强治疗效果，降低细菌对抗生素的耐药风险。
