通过噬菌体驱动的EPS降解和点击激活的AIE光敏化协同抗细菌生物膜

细菌生物膜是慢性感染的重要元凶，其结构由外多糖、蛋白质和DNA构成，能显著抵御抗生素和宿主免疫系统的攻击。一旦成熟，传统治疗手段对其几乎束手无策。近年来，噬菌体和光动力疗法（PDT）被视为潜在突破方向，但单一手段疗效有限。

近日，南开大学研究团队提出了一种协同策略，结合T4噬菌体与可点击的聚集诱导发光（AIE）光敏剂pyone-TPE-BT，实现对高度成熟生物膜的高效清除。

该策略的关键在于分工协作。T4噬菌体首先发挥两大优势：一方面，依靠其表面的多糖解聚酶精准降解生物膜外的EPS屏障；另一方面，通过裂解宿主细菌打通“通路”，为后续药物渗透创造条件。随后登场的是经过分子设计的pyone-TPE-BT光敏剂，其所携带的活性炔基可在温和条件下与EPS中的氨基、巯基等基团发生“点击”共价反应，从而实现高密度锚定。

锚定带来的最大优势是将ROS（活性氧）产物释放点精准靠近细菌与膜结构，大幅缩短反应距离，在极短的ROS寿命内提升杀菌效率。实验显示，该协同系统可实现对72小时成熟大肠杆菌生物膜的99.3%杀灭率，对非宿主的MRSA生物膜也有超96%的清除效果，远优于传统抗生素或单一治疗手段。

另外，这一策略在小鼠感染模型中同样表现优异。在感染创口中，联合治疗不仅显著减少细菌负荷，还能降低炎症因子（如IL-6、TNF-α）表达，促进血管新生和胶原蛋白（COL I与COL III）生成，从而加快组织修复，显示出优良的生物相容性与治疗安全性。

该研究在分子设计层面采用阴离子AIE光敏剂，有效避免传统阳离子PS带来的细胞毒性，同时利用“点击化学”实现无需额外催化剂的高效生物偶联。在治疗策略层面，则充分利用噬菌体的降解与裂解功能，实现PDT药物的深度渗透。这种“结构先破坏、药物再就位”的组合方式，为临床上难治的慢性感染提供了全新解决方案。

当前，细菌耐药性问题日益严峻，而生物膜正是其坚固堡垒。本研究的协同治疗策略，不仅在实验模型中取得了优异成果，也为临床难治性感染的精准治疗提供了可行路径，未来有望应用于创口感染、植入物污染等多个高风险场景。

参考来源：

Lv S, Wang C, Fu H, Xiao M, Sun Z, Tian L, Shi L, Zhu C. Synergistic Eradication of Bacterial Biofilms via Phage-Driven EPS Disruption and Click-Activated AIE Photosensitization. Adv Healthc Mater. 2025 Aug 14:e02295. doi: 10.1002/adhm.202502295. Epub ahead of print. PMID: 40810599.