编辑推荐：
推荐
为应对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染难题，研究人员开发铱单原子催化剂（Ir/CN SAC）。其在 NIR-II（1270 nm）下具光热 - 催化协同效应，可高效杀菌，加速伤口愈合与肺组织修复，为 MRSA 感染治疗提供新策略。
论文解读
在全球范围内，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）如同难以攻克的 “细菌堡垒”，不仅是呼吸机相关性肺炎和伤口感染的主要病原菌，其引发的感染还常伴随肺部微生物失衡与免疫功能紊乱。传统抗生素作为对抗 MRSA 的 “主力军”，却因过度使用催生了大量耐药菌株，且开发新抗生素需耗费十余年时间和数十亿美元，同时还可能抑制免疫细胞清除病原体的能力、破坏肺部微生物组。在耐药性威胁日益严峻、新药研发举步维艰的当下，寻找替代治疗策略迫在眉睫。
温州医科大学的研究人员肩负着解决这一难题的使命，开展了一项极具创新性的研究。他们开发了一种锚定在氮掺杂碳基质上的新型铱基单原子催化剂（Ir/CN SAC），并在《Bioactive Materials》上发表了相关成果。该研究为 MRSA 感染的治疗开辟了一条全新的路径，具有重要的科学意义和临床应用前景。
研究人员为开展研究，采用了多种关键技术方法。通过透射电子显微镜（TEM）、X 射线光电子能谱（XPS）等对 Ir/CN SAC 进行结构表征；利用 FLUKE thermal camera 评估其光热性能；借助紫外 - 可见 - 近红外光谱（UV–vis–NIR spectroscopy）等检测其过氧化物酶（POD）样活性；通过体内外抗菌实验、组织学分析、转录组分析等验证其治疗效果。
3.1 合成与结构表征
研究通过原位组装金属有机单元、离子交换沉积铱原子及高温热解等步骤成功合成 Ir/CN SAC。透射电子显微镜（TEM）显示其呈片状 morphology，高分辨 TEM（HRTEM）显示纳米片表面光滑。能量色散 X 射线光谱（EDS） mapping 和高角环形暗场扫描 TEM（HAADF-STEM）证实铱、氮、碳、氧均匀分散，且存在孤立的铱单原子。X 射线衍射（XRD）、X 射线光电子能谱（XPS）等分析表明，铱以 + 4 价态存在，且与氮形成配位结构，验证了单原子分散的 Ir/CN SAC 的成功合成。
3.2 光热性能评估
紫外 - 可见 - 近红外吸收光谱显示 Ir/CN SAC 在近红外 I 和 II 区均有广泛吸收，具备作为光热剂的潜力。在 1270 nm 近红外 II 激光（1.0 W/cm2）照射下，不同浓度的 Ir/CN SAC 悬浮液温度迅速升高，且温度随激光功率密度增加而升高。经过五次激光开 / 关循环实验，其光热稳定性良好，光热转换效率（η）达 44.1%，展现出作为高效光热剂的潜力。
3.3 近红外 II 激光增强过氧化物酶样活性
以 TMB 和 OPD 为底物，证实 Ir/CN SAC 具有过氧化物酶样活性，能催化 H?O?产生羟基自由基（?OH）。近红外 II 激光照射显著增强其过氧化物酶活性，且在 pH 4.0–6.0 范围内催化性能较高。动力学分析显示，其米氏常数（Km）为 0.69 mM，最大反应速率（Vmax）为 4.2×10?? M/s，表明其作为高效纳米酶的特性。
3.4 体外抗菌性能
体外抗菌实验表明，单独使用 Ir/CN SAC 或 H?O?对 MRSA 和 PAO1 的杀菌效果有限，而 Ir/CN SAC+H?O?+ 近红外 II 激光组合几乎能完全杀菌，杀菌率超 90%。活 / 死染色、扫描电子显微镜（SEM）观察及蛋白质泄漏实验均证实，该组合通过光热效应和产生活性氧（ROS）破坏细菌细胞膜和结构，有效消除细菌生物膜。
3.5 体内抗感染疗效评估
在 MRSA 感染的皮下脓肿小鼠模型中，Ir/CN SAC+H?O?+ 近红外 II 激光治疗组的脓肿大小显著减小，细菌负荷大幅降低，组织学染色显示炎症减轻，胶原沉积良好，毛囊再生，细菌几乎完全清除。免疫荧光染色表明，该治疗促进巨噬细胞从促炎的 M1 表型向抗炎的 M2 表型转变，增强血管生成。
3.6 MRSA 诱导肺炎的抗菌活性评估
在 MRSA 诱导的肺炎小鼠模型中，该治疗组小鼠肺部感染灶明显减少，存活率显著提高，组织学检查显示肺部炎症减轻，细菌几乎消失。ELISA 检测显示，促炎细胞因子 TNF-α 和 IL-6 水平降低，抗炎细胞因子 TGF-β 和 IL-10 水平升高，进一步证实其抗炎和促进肺组织修复的作用。
3.7 转录组学分析
转录组学分析表明，感染后炎症反应和免疫效应过程相关基因显著上调，治疗后这些基因表达显著下调，提示 Ir/CN SAC 通过调节免疫和炎症反应发挥治疗作用。
3.8 安全性评估
多项安全性评估实验显示，Ir/CN SAC 无明显血液毒性、细胞毒性和溶血活性，主要器官无病理损伤，表明其具有良好的生物相容性和安全性。
结论与讨论
本研究成功开发的 Ir/CN SAC 单原子催化剂，以其超低金属负载、高活性位点暴露的特性，在近红外 II 激光下实现了光热治疗（PTT）与化学动力学治疗（CDT）的协同效应，高效清除 MRSA，同时促进伤口愈合和肺组织修复。其机制不仅包括光热效应和活性氧（ROS）的产生，还涉及对炎症反应和免疫功能的调节。该研究为 MRSA 感染的治疗提供了一种安全、有效的新策略，有望在临床抗菌治疗中发挥重要作用，为解决抗生素耐药性问题带来新的希望。
