噬菌体+抗生素“双剑合璧”！吸入式微粒制剂攻克耐药菌肺部感染难题

研究背景

多重耐药性是世卫组织认定的高优先级病原体，其引发的肺部感染在CF患者中感染率超80%，且易形成生物膜并产生多重耐药性（MDR），传统抗生素难以根治。噬菌体-抗生素协同疗法（PAS）虽展现潜力，但噬菌体稳定性差、制剂递送困难等问题阻碍了临床转化，亟需开发高效稳定的吸入式制剂。

关键突破

微粒制剂理化与气动特性优异，适配深度肺部递送

该制剂通过喷雾干燥技术制备，呈球形、表面微皱，几何直径1.39±0.11µm，质量中值空气动力学直径（MMAD）2.42±0.14µm，98%以上颗粒处于0.5-5µm的可吸入范围（图1）。

图1 四种MPs的SEM形态及粒径分布

制剂流动性良好（Hausner比1.33±0.06），喷雾干燥产率达56.77%-57.47%，emitted fraction（EF）88%-92%，fine particle fraction（FPF）最高30.24%，能高效沉积于支气管、细支气管及肺泡区域（表1、图2），为感染部位精准递送奠定基础。

表1 MPs的理化表征（粒径/流动性/产率）

图2 MPs在NGI中的气动沉积行为

噬菌体与抗生素稳定性双保障，存储周期长

氨曲南（aztreonam）包封率高达97.87±0.91%，在-20℃、4℃及室温下存储28天仍保持稳定；噬菌体JG004经制剂加工后滴度损失不足1.0log₁₀，在-20℃和4℃下存储28天仍维持高活性，仅室温下长期存储活性下降明显（图3）。

图3 噬菌体稳定性与氨曲南包封释放特性

辅料组合与温和喷雾干燥条件（inlet温度60℃、outlet温度36-37℃）有效避免了噬菌体失活与抗生素降解。

生物相容性良好，安全性获体外验证

在人肺泡上皮细胞（Arlo）模型中，制剂浓度高达37.5mg/mL时，细胞存活率仍超80%，上皮细胞层结构完整，无明显细胞毒性（图4）。高浓度下的毒性源于辅料甘露醇的渗透压效应，而临床预期应用浓度（20-30mg/mL）处于安全范围，为肺部给药的安全性提供了重要支撑。

图4 MPs的细胞相容性（免疫荧光/MTT）

协同杀菌疗效显著，攻克生物膜感染难题

噬菌体与氨曲南的协同作用使FICI₉₀=0.14±0.01，24小时内对铜绿假单胞菌生物膜的细菌载量降低2.44log₁₀（99.9%），显著优于单一制剂（图5）。

图5 MPs对铜绿假单胞菌的抗菌效能

SEM观察显示，复合微粒能彻底破坏生物膜结构，而单一制剂仅能局部抑制细菌（图6），有效解决了生物膜屏障导致的耐药问题。

图6 MPs处理后铜绿假单胞菌生物膜SEM图

结论与展望

本研究成功构建了兼具稳定性与递送效率的吸入式噬菌体-aztreonam复合微粒制剂，通过辅料优化与工艺调控，既解决了噬菌体易失活的痛点，又借助PAS效应实现了对MDR Pseudomonas aeruginosa的高效清除，尤其适用于CF患者的慢性肺部感染。该制剂的生物相容性与靶向递送特性，为其临床转化提供了坚实基础。未来可进一步优化制剂配方以提升室温稳定性，开展临床试验验证其在人体中的安全性与疗效，并拓展至其他耐药菌引发的肺部感染治疗，推动吸入式噬菌体-抗生素协同疗法的广泛应用。

参考文献

Hübl A, Most J, Hauß C, et al. Development of spray-dried phage-aztreonam microparticles for inhalation therapy of Pseudomonas aeruginosa lung infections. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 219 (2026) 114966.