基于溶菌酶修饰的双胍骨架卟啉纳米棒的可穿透成熟生物膜双模光疗系统

为解决生物膜屏障导致抗菌治疗失效的难题，东南大学团队开发了具有酸性环境响应性的MT-LYZ纳米棒。该研究通过定向组装TCPP和MET构建双模光疗平台，实现单激光激发的PTT/PDT协同效应，并利用溶菌酶(LYZ)增强生物膜穿透能力。实验证明MT-LYZ可调控atlA/ica基因表达，有效清除MRSA生物膜并促进感染伤口修复，为抗生物膜感染提供了新策略。

　　

在抗生素耐药性日益严峻的背景下，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)形成的生物膜成为临床治疗中的"铜墙铁壁"。这种由细菌分泌的胞外聚合物构成的立体屏障，不仅能抵抗高达常规剂量1000倍的抗生素，还会形成酸性微环境使药物失活。更棘手的是，传统光疗策略中，光敏剂难以穿透致密的生物膜结构，导致光热疗法(PTT)的热传导和光动力疗法(PDT)的活性氧(ROS)扩散效果大打折扣。

针对这一系列挑战，东南大学的研究团队在《Biomaterials》发表了一项突破性研究。他们巧妙地将糖尿病治疗药物二甲双胍(MET)的分子结构优势与卟啉(TCPP)的光学特性相结合，开发出可智能响应生物膜微环境的纳米武器——MT-LYZ纳米棒系统。这项研究不仅实现了单激光激发的双模光疗，更通过仿生设计解决了药物穿透生物膜的世界性难题。

研究团队主要采用水热合成法制备MT纳米棒，通过扫描电镜(SEM)和光谱分析表征其形貌与光学特性。利用体外MRSA生物膜模型评估穿透效果，结合qPCR技术分析基因表达变化。动物实验采用BALB/c小鼠建立MRSA感染伤口模型，通过组织学分析和炎症因子检测验证治疗效果。

Preparation and characterization of MT
研究团队通过水热法使TCPP与MET定向组装，形成单分散纳米棒。扫描电镜显示其规则棒状结构，光谱分析证实该组装方式避免了TCPP的聚集猝灭效应，使其在水溶液中保持优异荧光性能。更重要的是，这种特殊结构使MT能在650nm激光照射下同时产生PTT效应(温度升高25℃)和PDT效应(单线态氧量子产率达0.46)。

Conclusion
MT-LYZ展现出三大突破性特性：酸性环境驱动的电荷转换功能使其在生物膜内穿透深度提升3倍；单波长激发的PTT-PDT协同效应使生物膜杀灭效率达99.2%；通过下调atlA和ica家族基因表达，有效抑制生物膜再生。动物实验显示，该纳米系统可使感染伤口愈合速度加快2倍，同时显著降低炎症因子TNF-α和IL-6水平。

这项研究的创新之处在于将临床安全药物重构为智能纳米材料，通过"识别-穿透-杀灭-调控"的多级作用机制，突破了现有抗生物膜治疗的局限性。MT-LYZ不仅解决了光敏剂在生物膜内渗透性差的关键科学问题，其基因调控功能更为预防生物膜复发提供了新思路。该成果为临床难治性生物膜感染的治疗提供了兼具转化潜力和科学前瞻性的解决方案，标志着纳米医学在抗感染领域的重要突破。