来源：100医药网 2025-12-08 10:27

浙江大学团队研发的GEQ NPs一步自组装而成，酸性感染微环境下靶向释效，双阻细菌电子传递链与信号转导系统，体内外高效清除耐药生物膜，对伤口与肺部感染疗效显著，具重要临床转化价值。

伤口反复红肿流脓，换了好几轮仍不见好；肺部感染缠绵难愈，耐药报告让治疗陷入僵局。这些令人头疼的场景，背后都藏着同一个 顽固对手 耐药生物膜。这种由细菌聚集形成的防护结构，能让细菌耐药性飙升至普通状态的1000倍，全球超80%的细菌感染都与它相关，每年导致无数患者治疗失败、医疗成本剧增。

面对这一临床顽疾，近日Bioact Mater刊登的浙江大学团队突破性研究带来了颠覆性解决方案，一款可吸入的双靶点镓槲皮素纳米颗粒横空出世，专门打击耐药生物膜。

这款纳米颗粒由镓离子、槲皮素与ε-聚L-赖氨酸通过一步配位自组装制成，粒径均匀约65纳米，既有着出色的储存稳定性，又具备精准的酸响应释放特性。它在中性生理环境中保持稳定状态，避免活性成分提前流失；而在细菌感染引发的弱酸性微环境中，会快速分解，精准释放出镓离子和槲皮素两大杀菌成分。

图1. GEQ纳米颗粒的合成及抗生物膜机制示意图

图2. GEQ NPs的合成与表征

体外实验中，GEQ NPs的杀菌表现让人眼前一亮。它对铜绿假单胞菌这一高致病性耐药菌的最低杀菌浓度仅为25微克每毫升（以镓离子计），效果远超游离镓离子和三者混合液。更难得的是，即便在高盐、高蛋白的复杂体内环境中，它依然能保持高效杀菌活性，不会像传统抗菌金属离子那样被蛋白质灭活。同时，它对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌也同样有效，呈现出广谱抗菌优势。电子显微镜下可见，GEQ NPs能牢牢黏附在细菌表面，破坏细胞膜完整性，最终导致细菌结构坍塌、内容物泄露。

图3. GEQ NPs的体外杀菌活性

除了强大的杀菌能力，GEQ NPs在对抗生物膜上的表现更是堪称生物膜终结者。对于已经形成的成熟铜绿假单胞菌生物膜，经它处理后，生物膜总量仅残留9.7%，原本致密的胞外聚合物几乎完全消失；同时，它还能从源头阻断生物膜形成，让细菌无法抱团作恶。这一强大效果在耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生物膜上同样得到验证，意味着它在清除成熟生物膜和预防生物膜形成两方面都具备顶尖实力。

图4. GEQ NPs的体外抗生物膜活性评估

深入的机制研究揭开了GEQ NPs的制胜关键 独特的双靶点协同作用。一方面，释放的镓离子模拟铁离子特性，被细菌主动摄取后，竞争性结合铁依赖蛋白，抑制细胞色素C氧化酶等关键酶的活性，直接阻断细菌的电子传递链。这一过程会导致细菌能量供应中断，ATP合成不足，蛋白质合成停滞，从根本上瓦解细菌的生存基础。另一方面，槲皮素则精准打击细菌的通讯系统，有效抑制群体感应、双组分系统和细菌趋化系统等多种信号转导通路，让细菌无法相互协调形成生物膜，同时降低其毒力和致病性。

图5. GEQ NPs对铜绿假单胞菌的潜在抗生物膜机制分析

体内实验进一步验证了GEQ NPs的临床潜力。在小鼠伤口感染模型中，局部应用GEQ NPs后，伤口处的细菌数量大幅降低四个数量级，炎症反应显著减轻，新生和胶原排列更趋有序，11天内即可实现伤口近完全愈合，且不会形成增生性瘢痕。而在更具挑战性的侵袭性肺部感染模型中，GEQ NPs通过雾化吸入方式给药，能高效蓄积并长效滞留于肺组织。治疗后，小鼠肺内细菌量减少四个数量级，IL-6、TNF- 等炎症因子水平显著下降，肺纤维化症状得到有效逆转，肺组织逐渐恢复正常结构与功能。更重要的是，GEQ NPs无明显细胞毒性和溶血效应，生物相容性良好，为其临床转化筑牢了安全基础。

图6. GEQ NPs对小鼠伤口感染模型的体内抗菌效果评估

这项研究的突破之处，不仅在于成功研发出一款高效抗生物膜纳米制剂，更在于阐明了镓离子阻断细菌电子传递链的新机制，同时证实了槲皮素对多种细菌信号转导系统的抑制活性。GEQ NPs兼具高效抗菌、抗生物膜、良好生物相容性及多样化给药方式等多重优势，有望突破传统抗菌药物的耐药困境，为临床治疗皮肤、肺部等多部位生物膜感染提供极具转化价值的新工具。尤其对于多重耐药菌感染这一全球医疗难题，它的出现开辟了全新治疗路径，未来有望让无数被顽固感染困扰的患者重获健康，为抗感染治疗领域带来革命性变化。（100yiyao.com）

参考文献：

Ni Y, Huang Y, Chen Y, et al. An inhalable gallium-polyphenol nanoparticle blocks bacterial electron transport chain and signal transduction for anti-biofilm therapy.Bioact Mater. 2025;57:1-15. Published 2025 Nov 4. doi:10.1016/j.bioactmat.2025.10.043

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