耐药菌感染性角膜炎有了“新克星”

洪恒飞 科技日报记者 江耘

农忙时被植物秸秆意外划伤、不正确消毒或更换隐形眼镜、共用眼药水引发感染……感染性角膜炎是世界性的常见致盲眼病。若发生耐药细菌感染，使用抗生素治疗也难以见效，病情后期除了致盲，还可能危及患者生命。

6月上旬，记者从浙江大学眼科医院/浙大二院眼科中心获悉，由浙大眼科医院/转化医学研究院周民研究员课题组与浙大眼科医院院长姚克教授团队合作研发的近红外光激活的新型铜源复合纳米凝胶，成功治愈一位13岁的耐药菌感染性角膜炎患者。自去年11月，团队就该成果开展前期临床试验至今，已有5位患者康复出院。

研究团队用新型铜源复合纳米凝胶为患者治疗 科研团队供图

超级病菌耐药 治疗角膜炎亟需新手段

全球范围内，抗生素被视作治疗感染疾病的主流药物，却由此被不规范、大面积使用甚至滥用。病菌为了更适应生存环境，产生变异并逐步进化出抵御抗生素的策略和手段，从而形成越来越多、越来越强的对抗生素产生耐药的细菌或者真菌。

目前，遏制细菌/真菌耐药性已成为医药卫生领域的研究热点和难点。针对耐药菌感染的角膜炎，临床中会使用万古霉素或那他霉素进行治疗，但效果有限，迫切需要找到一种可快速清除损伤后角膜耐药菌感染。

姚克教授介绍道，由于细菌的耐药，高代抗生素和治疗真菌的药物治疗成本偏高，且那他霉素滴眼液由于生产问题，国内市场难以购买。

“以浙江大学眼科医院为例，每年接收的细菌感染和耐药菌眼部感染的患者大概近千例。”姚克介绍，其中发生抗生素耐药约占1/5，即使经过治疗也仅有约50%的患者视力可以达到0.3，约25%的患者视力低于0.1。

受临床上使用的普通纳米银相关药物及激光治疗的启发，近年来，联合团队致力于攻克相关难点，在利用金银铜纳米离子治疗和修复耐药菌性角膜溃疡领域连续取得突破，研发出新一代纳米凝胶。

周民说，在角膜炎患者中，糖尿病患者由于生理代谢紊乱和功能失调，机体抵抗力减弱，其角膜病变主要表现为角膜上皮愈合延迟、水肿、溃疡等症状，导致角膜损伤更难以愈合，容易继发耐药菌感染，更能检验这款纳米凝胶有效性。

2020年，联合团队曾开展小鼠实验，建立糖尿病小鼠耐药菌感染性皮肤溃疡和角膜炎模型。在糖尿病小鼠耐药细菌感染性角膜炎模型中，使用这款纳米凝胶后可在25天内杀灭耐药菌并恢复角膜组织的透明性，病理切片发现纳米凝胶治疗后的角膜炎症细胞大量减少，角膜各层组织趋于完整。

“更重要的是，在对小鼠的体内毒性检测发现纳米凝胶具有很高的生物安全性。”周民表示，经过周密准备，2021年11月，该成果的前期临床试验启动，优先遴选症状复杂、难治的患者，已先后招募10位患者参与。

激光短暂激活 金属离子快速协同灭菌

去年11月，一位来自河南的患者，加入联合团队关于该纳米凝胶的临床试验计划。此前，他因为风沙吹入眼部，经手揉搓后，导致感染性角膜炎，在当地医院接受抗细菌药物治疗未见效。

据联合团队介绍，浙大眼科医院联合团队历经五年长期合作，研发的这一具有自主知识产权的感染性角膜炎治疗药物，是全球首款应用于临床感染学角膜炎的纳米凝胶药物，临床试验主要招募现有临床药物起效甚微的病人。

“这位患者来到浙江大学眼科医院，经医生诊断为左眼真菌性角膜炎，先用那他霉素滴眼液、伏立康唑滴眼液、特比奈芬滴眼液治疗后均无好转。”该患者主治医师、浙江大学眼科医院晋秀明副院长介绍，当时患者炎症逐渐加重，有摘除眼球的风险。经过医院伦理审批，患者知情同意后加入临床试验。2周内接受6次纳米凝胶光热治疗后，其感染灶逐渐消失，角膜上皮愈合为无缺损状态。

通过晋秀明教授展示的一组患者参加临床试验前后的角膜照片，记者看到，用药之后，患者眼角膜浑浊的溃疡范围逐渐缩小乃至消失，角膜上皮完全恢复。在共聚焦显微镜下，从开始能明显看到溃疡区的大量真菌菌丝，经过治疗，原本如荆棘丛生的菌丝被彻底清扫干净。

纳米凝胶中的不同成分，在治疗中各担任什么角色？记者了解到，这一纳米凝胶的基质成分主要为透明质酸，被普遍应用于外敷使用的药膏、化妆品和美容用品，作用是用来使纳米颗粒能够牢固地锁定在伤口位置，同时兼顾伤口的保湿和保护。

“凝胶的核心部分，是团队研发的铜壳层包裹的中空金银纳米粒子。”周民解释道，它们是凝胶通过光激活、快速杀灭耐药菌的关键组件，其内在的杀菌机理涉及到金属离子的耐药菌膜破坏、活性氧的产生等多个途径协同作用。

周民介绍，这款纳米凝胶涂抹到患者伤口，药物释放涉及两个过程：治疗时通过外部激光的短暂、温和的激发，使得纳米颗粒中的多种杀菌和促进愈合的有效成分，如金属离子、活性氧的快速、大量释放，迅速对耐药菌的膜结构以及内在的微观蛋白质等层面进行破坏，同时加快修复角膜缺损；第二个阶段是在治疗后，患者伤口处的纳米颗粒缓慢地、低量地药物释放，来巩固疗效，同时阻止其他耐药菌再次感染伤口。

使用方法简化 多种制剂形式有望推广

目前，除了已经治愈出院的患者，该成果的前期临床试验中的其他患者情况均有明显改善。团队准备逐步扩大临床试验研究规模，并继续改进技术。

值得关注的是，联合团队研发的这款纳米凝胶，实际应用中还需使用近红外激光，依赖其短暂刺激凝胶中的纳米颗粒成分，使其中的杀菌成分快速、大量地释放和产生，在短时间内破坏、杀灭耐药菌。

参与临床试验的患者介绍，相比可直接外用的药膏，这款纳米凝胶在使用方法上仍有优化空间。对此，周民表示，这款凝胶的制备工艺简单，所用材料都是成本低，易得的化合物。为适应产业化，团队准备从两个方面考虑优化。尝试在不改变原有杀菌成分条件下，通过设计合成调控，使这款纳米凝胶能够不通过额外的近红外激光激发即可以产生等同或者更优的杀菌效果。

“另一种设计思路是，尝试将纳米凝胶设计成可通过日常的智能设备的光源，例如智能手机的手电筒，或者现有的眼科治疗光源，来激发其杀菌作用。”周民说，通过相关路径，可以减少产业化或者临床应用时患者和医院的额外负担。

针对这一纳米凝胶，目前联合团队除了在实验室优化合成流程的同时，已着手联合药企合作研发，有望形成批量化生产。

“除了凝胶制剂，我们希望开发出喷雾制剂，眼药水等其他制剂形式，以便未来患者在药店即可自己购买使用。” 周民说，通过后续临床试验的进行，期待这款纳米凝胶能够尽早获批使用，为广大患者降低治疗成本、提升成功率。