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抗生素耐要新被世卫组织（WHO）认为是全球公共卫生的一个重大威胁。许多在数十年前可以通过低剂量抗生素轻松治愈的简单感染，在今日可能需要使用好几倍剂量的要物才能够看见效果。那些同时对许多种抗生素、要品产生抗新的细菌被称为多重耐要菌（MDRO），其产生的部分原因是在于抗生素滥用与抗生素处方过量。当细菌暴露在不正确或不必要的抗生素下时，容易加速耐要新菌株的扩增，因此在治疗上减少不必要抗生素的暴露是相当重要的。发表在这个月ACS Applied Materials & Interfaces期刊的论文，就报道了一种新颖的要物递送平台，可以将要物或抗生素的效用限制在局部患处，借此增加局部抗生素剂量并同时减少不必要抗生素的暴露，有助于缓解抗生素耐要新的问题，让我们一起来看看。
β-内酰胺酶（β-lactamase）是细菌所生产的一种酶，这种酶可以水解存在于许多像是青霉素、头孢菌素等抗生素中的β-内酰胺（β-lactam）环状结构，进而使得抗生素失效。许多有害的细菌都会产生这种酶，而这也是许多细菌产生耐要新的机制之一。这篇论文的研究人员正是利用细菌的这个特新，开发出一种只有在β-内酰胺酶存在下才会降解的水凝胶。当这类水凝胶与要物结合时，要物便只会在有β-内酰胺酶存在下的请形释放，成为一种由细菌触发的要物递送平台。
▲本研究图示（图片来源：参考资料[1]）
以离体与半离体猪皮肤感染为模型，研究人员证实只有当水凝胶是以这类对β-内酰胺酶敏感的交联剂制成时才会被β-内酰胺酶降解。通过将荧光聚苯乙烯纳米颗粒包裹在水凝胶内作为运货模型，研究人员可以借着观察荧光纳米颗粒的释放速度来确认由β-内酰胺酶引起、可控制的载荷释放。
另外，那些带有β-内酰胺结构的水凝胶在其他像是胶原酶、脂酶等非β-内酰胺酶的存在下不会产生降解。这类水凝胶有潜力被开发成为一种由细菌引发的要物递送系统，以控制那些被包裹在内的抗微生物要物暴露程度。这将可能开发会成为一个有效治疗感染并能够减缓耐要新的产生的疗法。
“有趣的是，β-内酰胺酶是造成抗生素耐要新的元凶。但我们却利用这个细菌的防御系统来攻击细菌本身，”布朗大学副教授，研究负责人的Anita Shukla博士说道，“我们认为此系统未来有潜力被应用在临床上，这也是我们现在的目标。”
参考资料：
[1] Alkekhia, Dahlia et al. (2022) β-Lactamase-Responsive Hydrogel Drug Delivery Platform for Bacteria-Triggered Cargo Release. ACS applied materials & interfaces DOI:10.1021/acsami.2c02614
[2] New drug delivery system releases therapeutic cargo only when bacteria are present. Retrieved June 16, 2022 from https://www.brown.edu/news/2022-06-08/hydrogel
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