Nature子刊：阳丽华团队开发声动力学疗法，治疗幽门螺杆菌感染

中国科学技术大学阳丽华团队在 Nature Communications 期刊发表了题为：A nanoparticle-based sonodynamic therapy reduces Helicobacter pylori infection in mouse without disrupting gut microbiota 的研究论文。

该研究开发了一种完全由FDA批准用于临床使用的成分组成的纳米颗粒介导的声动力疗法——Ver-PLGA@Lecithin，与超声暴露（0.5 W/cm²，持续10分钟）联合使用，与标准三联疗法一样有效地减少了幽门螺杆菌感染，但这种声动力疗法不会对肠道微生物群产生负面影响，还能有效中和空泡细胞毒素A（VacA）。

这项研究为当前基于抗生素的幽门螺杆菌感染疗法提供了一种有前途的替代方案，可降低发生耐药性的风险，并将对肠道微生物群的干扰降至最低。

研究人员已经报道了许多对幽门螺杆菌具有活性的非抗生素物质，但不幸的是，所报道的有机物质通常具有广谱活性，在口服后可能导致肠道菌群失调，而所报道的无机物质则普遍缺乏生物相容性。最近，益生菌被提出可以对抗幽门螺杆菌，但在幽门螺杆菌感染患者的胃微生物群中，幽门螺杆菌是最丰富的细菌（占72-97%），因此益生菌对抗幽门螺杆菌的机会较小。

近年来，利用反应性原位产生活性氧（ROS）来消除靶细胞的动态疗法引起了广泛关注，因为ROS可以同时氧化对正常细胞功能至关重要的多种细胞物质（如核酸、蛋白质和脂质），从而消除耐药细菌，并延缓细菌耐药性的出现。例如，由紫外线触发的胃内光动力疗法已被提出用于治疗胃幽门螺杆菌感染，但紫外线是一种公认的致癌物，这限制了其转化应用的潜力。2022年的一项研究首次报道了声动力疗法治疗幽门螺杆菌感染，但需要1.5 W/cm²的超声声强才能实现体外>90%的幽门螺杆菌杀灭，这是超声医疗设备最大安全限值0.72 W/cm²的两倍以上。

此外，以前的研究都没有专门解决空泡细胞毒素A（VacA）在胃幽门螺杆菌感染中的不良作用。理想的治疗胃幽门螺杆菌感染的疗法不仅应该表现出对幽门螺杆菌的强效抗菌活性，还应该保持患者肠道微生物群的完整性，确保生物安全性，促进VacA的消除，并规避抗微生物药物耐药机制。然而，迄今为止，还没有报道过这种综合疗法。

为了填补这一空白，阳丽华团队开发了一种非抗生素方法，使用完全由FDA批准用于临床使用的成分组成的纳米颗粒介导的声动力疗法，并结合超声医疗设备允许的剂量范围内（≤0.72 W/cm²，暴露时间≤15分钟）的局部超声暴露（0.5 W/cm²，暴露10分钟）。

作为概念验证，该使用的模型纳米颗粒是卵磷脂（Lecithin）双层涂层聚乳酸-共聚乙醇酸（PLGA）纳米颗粒，预先装载维替泊芬（Ver，第二代卟啉类光敏剂，可被波长689nm的光照射激活），即Ver-PLGA@Lecithin，其中所有三个成分（卵磷脂、PLGA和Ver）均已获得美国FDA的临床批准。

在没有超声暴露的情况下，Ver-PLGA@Lecithin通过蛋白质冠状体形成有效地去除了VacA。而在仅0.5 W/cm²的超声下暴露10分钟的情况下，Ver-PLGA@Lecithin有效地产生活性氧（ROS）并杀死了幽门螺杆菌，甚至在模拟胃液中。

在感染了幽门螺杆菌的雌性小鼠模型中，由Ver-PLGA@Lecithin介导的声动力疗法与超声暴露（0.5 W/cm²，持续10分钟）在胃部皮肤上联合使用，与标准三联疗法一样有效地减少了幽门螺杆菌感染。值得注意的是，与基于抗生素的幽门螺杆菌根除疗法不同，声动力疗法不会对肠道微生物群产生负面影响，唯一的主要影响是乳酸杆菌的上调，这种细菌广泛用于酸奶产品和益生菌中，是肠道微生物群组成的唯一显著干扰。

总的来说，这项研究为当前基于抗生素的幽门螺杆菌感染疗法提供了一种有前途的替代方案，可降低发生耐药性的风险，并将对肠道微生物群的干扰降至最低。