感染诊断和治疗领域的新突破

来源：上海交通大学医学院第九人民医院2022年11月21日18336026

种植体早期细菌感染诊断困难，治疗后易复发，是骨科医生的两大难题。感染早期影像信号无明显变化。由于术后非特异性CRP和ESR升高，血液学检查难以用于感染诊断。细菌培养的相对敏感性和特异性较低。

种植体细菌感染早期难和治疗后易复发是骨科医生的两大难题。感染早期影像信号无明显变化。由于术后非特异性CRP和ESR升高，血液学检查难以用于感染诊断。细菌培养的相对敏感性和特异性较低，容易漏诊感染。由于感染的早期诊断是指导后续治疗的重要标准，如何实现感染的早期诊断是一个亟待解决的关键问题。同时，即使使用了足够敏感的治疗手段，临床上仍然存在感染复发的情况，而细菌对抗生素的耐药性是导致这一现象的重要原因之一。抗生素耐药性与抗生素耐药性不同：耐药细菌通常会表达一些特定的耐药基因，如耐药酶或激活外排泵，以对抗抗生素，或降低药物对其靶标的亲和力；而抗生素耐药菌并不携带任何特定的耐药基因，从基因型角度来看是敏感的，不影响抑制细菌所需的抗生素浓度，但会明显延长抗生素杀死细菌所需的时间。因为耐药菌在高浓度抗生素存在下存活时间长，容易变异成耐药菌。因此，及时有效地杀灭耐药菌也是防止耐药菌传播的重要手段。

针对上述临床治疗中的两大难点，上海交通大学医学院附属第九人民医院金士顿教授和杨胜兵副研究员研究团队报道了一种基于Bi-MOF的方法，实现了光声技术对感染的早期诊断，以及结合常用抗生素，解除细菌的抗生素耐药性，及时杀灭和清除耐药菌，为解决这两大临床治疗难点提供了新思路。相关成果近日发表在著名国际期刊《Nano Today》上。

Bi-MOF材料通过H2S实现了细菌感染的光声诊断和细菌耐药性的释放。

在之前的研究中，研究小组发现gas信号分子H2S在抗生素耐药细菌中的表达高于野生型细菌，并推测H2S可以作为感染诊断和治疗的靶点。因此，他们巧妙地将生物材料Bi-MOF应用于H2S靶的诊断和治疗。首先，Bi-MOF释放的Bi3离子可与H2S反应生成Bi2S3，产生光声信号，实现感染的早期诊断。其次，Bi3离子降低了细菌的H2S，使细菌恢复了代谢活性和对抗生素的敏感性，增强了抗生素对耐药菌的杀灭作用。为解决耐药菌相关的难治性感染和感染复发提供了新的方法和思路。

骨科博士生袁凯、骨科实验室实验人员黄凯为论文合著者，Maxine Hong Kingston教授、杨胜兵副研究员为论文合著者。本研究得到了国家重点项目、国家自然科学基金面上项目和上海市科委科技之星项目的资助。

Maxine Hong Kingston教授和杨胜兵副研究员在骨科感染这一难题上取得了一系列重要发现，相关研究成果发表在国际知名期刊Adv. Mater上。(2021);高级功能。脱线。(2022)，生物行动。脱线。(2021);生物材料学报。(2022);ACS应用程序。国际米兰。(2018)和Appl. Mater。今天(2022年)等。同时，该团队还积极推动c

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