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这篇综述聚焦抗菌耐药（AMR）问题，探讨传统抗生素替代物。介绍了无机金属及金属氧化物纳米材料、有机材料，还阐述了无机 - 有机混合解决方案，为寻找新型抗菌材料提供思路，助力解决 AMR 危机。
引言
抗生素的发现是人类历史上的重大成就，它能有效抵御许多曾严重威胁人类健康的传染病。然而，世界卫生组织（WHO）等主要卫生组织日益担忧新型抗生素耐药菌的出现，这些耐药菌如今已成为全球发病率和死亡率上升的重要因素。为此，世界卫生大会通过了《全球抗微生物药物耐药性行动计划》，截至 2024 年 11 月，178 个国家制定了相关计划，但仅有 27% 的国家有效实施，仅 11% 的国家拨款支持。这凸显了探索能绕过细菌耐药机制的新型天然物质的迫切性，这也是开发抗生素替代品时需要重点考虑的因素。
抗菌耐药（AMR）构成的威胁正迅速扩大。据预测，若不加以控制，到 2050 年，全球每年可能会有 1000 万人死于耐药菌感染，经济损失高达 100 万亿美元。抗菌药物的使用直接导致耐药性增加，即使低浓度的抗菌药物也能促使高耐药菌株选择性存活，包括高变异性菌株的持续存在、获得对其他抗菌药物耐药性的能力增强以及耐药性状转移元件的移动。抗生素在常规治疗中的过度使用是 AMR 增长的主要驱动因素，据估计，人类和动物使用的抗生素中，约 50% 无论是用于治疗还是非治疗目的（如畜牧业中的促生长）都是不合理且不负责任的。在社区、医院和农业环境中，不加区分地使用抗菌药物替代卫生、无菌操作和感染预防控制（IPC）措施，导致多药耐药（MDR）病原体在人类和动物群体中选择性存活和传播。人类和动物源的抗生素、其残留以及 MDR 病原体通过污水和排泄物进入环境，最终污染土壤和水源，对生态系统构成重大威胁。
耐药性与持久性的区别
应明确区分抗菌耐药（AMR）和抗菌持久性（AMP）这两个概念。细菌的耐药性是指其抵御特定抗菌剂作用的能力，且这种耐药性会遗传给所有子代细胞，除非发生额外突变使该性状消失。而持久性是由于群体中的部分细胞处于静止生长阶段，大多数抗菌剂对这些细胞不起作用。
金属和金属氧化物纳米颗粒
金属纳米颗粒（MNPs）可通过静电相互作用附着在细菌细胞壁后，将金属离子释放到溶液中或细菌细胞表面。MNPs 和金属氧化物纳米颗粒（MONPs）的表面金属原子还可通过供体 - 受体相互作用与细菌细胞相互作用。金属离子的毒性涵盖一系列物理和化学性质，能够破坏靶细胞的结构完整性，并干扰细胞的正常生理功能。
常见抗菌剂的有机替代品
有机抗菌材料在寻找对抗耐药微生物的有效替代品方面发挥着关键作用。这些材料源自天然或合成有机化合物，具有生物相容性、环境安全性和结构设计多样性等关键优势。其作用机制包括破坏微生物膜、抑制蛋白质合成以及干扰酶活性，这些作用方式降低了微生物产生耐药性的可能性。
应对 AMR 的无机 - 有机混合解决方案
将无机和有机材料以材料杂化的形式结合，是提升那些在实际应用中可能存在问题的抗菌剂性能的一种方法。虽然当前文献对作用机制的描述较为详尽，但主要集中在特定案例。下面将回顾可能的材料组合，并在表 3 中总结其特性（此处原文未提及具体表格内容，故无法详细阐述）。
结论
抗菌耐药问题复杂，寻找抗生素替代品需要独特的方法。尽管许多物质本身具有抗菌特性，但在开发过程中，保持与常用药物相同的治疗质量至关重要。无机抗菌剂如金属颗粒是设计用于治疗和预防病原体发展的复杂策略的良好起点，但仍需进一步研究和优化，以更好地应对抗菌耐药这一全球性挑战。
