論文DOI：10.1038/s41467-021-22286-x幽門(mén)螺旋桿菌是一種革蘭氏陰性、微需氧的螺旋桿狀細(xì)菌，主要定植在人的胃部。它是多種胃部疾?。ɡ缥秆住⑽笣兒臀赴┑闹饕虏∫蛩刂?。據(jù)報(bào)道，全球大約50%的人口已經(jīng)感染了幽門(mén)螺旋桿菌。三聯(lián)療法，作為臨床治療幽門(mén)螺旋桿菌的標(biāo)準(zhǔn)一線療法，通常會(huì)包括一種質(zhì)子泵抑制劑（奧美拉唑）和兩種抗生素（阿莫西林，甲硝噠唑/克拉霉素）。然而，抗生素在胃部的滯留時(shí)間不足、胃酸對(duì)抗生素的降解以及耐藥性細(xì)菌的不斷出現(xiàn)使三聯(lián)療法的治療效果不斷降低。此外，大量服用抗生素會(huì)對(duì)腸道共生菌帶來(lái)嚴(yán)重的副作用。B. 納米酶及其抗菌領(lǐng)域的應(yīng)用納米酶，是具有類(lèi)酶活性的納米材料。納米酶的類(lèi)過(guò)氧化物酶和類(lèi)氧化酶活性能夠模擬天然酶的功能從而催化高毒性活性氧（ROS）的產(chǎn)生。因此，納米酶，作為新一代的抗菌試劑，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于抗菌領(lǐng)域。但是，大部分的納米酶主要用于生理?xiàng)l件下的殺菌，例如傷口感染。對(duì)于特殊環(huán)境下細(xì)菌的治療，例如胃部的幽門(mén)螺旋桿菌，很難實(shí)現(xiàn)有效的治療。這主要是由于在胃部強(qiáng)酸性（pH 0.9-1.5）條件下，納米酶不僅要能夠抵抗胃酸的腐蝕具有很好的穩(wěn)定性，而且還要具有很高的類(lèi)酶活性，這是大部分的納米酶所不能實(shí)現(xiàn)的。基于幽門(mén)螺旋桿菌臨床治療的需求以及納米酶在細(xì)菌治療領(lǐng)域所面臨的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)合成了一種新型的多功能石墨納米酶（PtCo@G）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，合成的該石墨納米酶具有pH響應(yīng)的類(lèi)氧化酶和類(lèi)過(guò)氧化物酶的活性，并且在胃部酸性環(huán)境中仍具有很高的類(lèi)氧化酶活性。利用石墨納米酶的這一性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了小鼠胃部幽門(mén)螺旋桿菌的選擇性治療，并且對(duì)正常組織和共生菌幾乎無(wú)毒性。我們通過(guò)化學(xué)氣相沉積法（CVD）一步合成了石墨納米酶（PtCo@G）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明PtCo@G能夠抵抗胃酸的腐蝕，具有很好的穩(wěn)定性（圖1d和e）。另外，通過(guò)不同的酶作用底物以及在不同pH條件下對(duì)PtCo@G的類(lèi)酶活性進(jìn)行研究，表明PtCo@G具有pH響應(yīng)的類(lèi)酶活性，并且在強(qiáng)酸性的胃部環(huán)境中仍具有較高的類(lèi)氧化酶活性（圖1f-i）。▲圖1. PtCo@G的基本表征及其在模擬胃液中的穩(wěn)定性和類(lèi)氧化酶活性
接下來(lái)對(duì)PtCo@G的體外抗菌活性進(jìn)行研究。為了提高PtCo@G的抗菌效果，我們合成了細(xì)菌靶向分子（CPB），并通過(guò)疏水相互作用修飾在PtCo@G的表面，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明修飾了CPB的PtCo@G對(duì)細(xì)菌具有很好的靶向能力（圖2a-d）。并通過(guò)各種表征手段證明了體外PtCo@G@CPB對(duì)幽門(mén)螺旋桿菌具有很好的抗菌活性，并且對(duì)腸道共生菌（大腸桿菌和乳酸桿菌）幾乎不具有殺菌效果（圖2e-l）。為了進(jìn)一步研究PtCo@G@CPB在體內(nèi)對(duì)幽門(mén)螺旋桿菌的治療效果，我們建立了幽門(mén)螺旋桿菌侵染的小鼠模型。通過(guò)PtCo@G的磁共振成像（MRI）性能對(duì)PtCo@G@CPB在小鼠胃部的滯留時(shí)間進(jìn)行表征（圖3b 和c）。接下來(lái)，我們以三聯(lián)療法作為對(duì)照，研究了PtCo@G@CPB對(duì)胃部幽門(mén)螺旋桿菌的治療效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明PtCo@G@CPB在體內(nèi)對(duì)幽門(mén)螺旋桿菌也具有很好的治療效果（圖d和e）。同時(shí)，我們通過(guò)定量實(shí)時(shí)PCR技術(shù)研究了PtCo@G@CPB對(duì)腸道共生菌的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明PtCo@G@CPB對(duì)腸道共生菌幾乎不具有毒性（圖3g和h）。以上是對(duì)文章數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單介紹，詳細(xì)的支持?jǐn)?shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)描述請(qǐng)參考原文。▲圖3. 體內(nèi)PtCo@G@CPB對(duì)幽門(mén)螺旋桿菌的治療效果
我們合成的pH響應(yīng)的石墨納米酶（PtCo@G）能夠抵抗極端環(huán)境的腐蝕，仍具有很好的類(lèi)氧化酶活性，并且對(duì)胃部的幽門(mén)螺旋桿菌具有很好的治療效果，同時(shí)對(duì)正常組織和腸道共生菌幾乎不具有毒性，有望解決幽門(mén)螺旋桿菌臨床治療過(guò)程中所存在的問(wèn)題。另外，該研究工作為納米酶在特殊環(huán)境中的治療也提供了新的研究思路。
