细菌生物膜相关感染(BAIs)是导致假体植入失败的主要原因之一。致密的生物膜结构会阻止抗生素的渗透，而高酸性和富含H₂O₂的生物膜微环境(BME)也会抑制抗菌巨噬细胞的免疫反应。目前，传统的处理方法并不能连续地抑制从生物膜中逸出的浮游细菌，使得BAIs会持续存在。有鉴于此，中科大朱晨教授、上海交通大学王加兴、朱万博和南京医科大学Ming Ye开发了一种对BME响应的铜掺杂多金属氧酸盐簇(Cu-POM)，其能够实现温和光热治疗(PTT)和唤醒巨噬细胞免疫响应，进而在全阶段根除BAI。

本文要点：

（1）在BME中自组装的Cu-POM可通过CDT过程将内源性H₂O₂转化为有毒的·OH，并产生温和的PTT效应，诱导细菌代谢旺盛和细菌膜结构松动，增强铜转运体活性，使得细菌内Cu-POM通量增加。代谢组学研究表明，细菌内Cu-POM的过载会限制TCA循环和过氧化物积累，促使细菌发生铜死亡。

（2）此外，由CDT重新唤醒的巨噬细胞也可通过增强的趋化性和吞噬作用有效清除浮游细菌。综上所述，该研究构建的BME响应型Cu-POM可通过代谢干扰促使细菌发生铜死亡，并同时重新激发巨噬细胞的免疫反应以进一步消除浮游细菌，实现全阶段BAI清除，具有非常广阔的临床转化和应用前景。

Jiawei Mei. et al. Biofilm Microenvironment-Responsive Self-Assembly Nanoreactors for All-Stage Biofilm Associated Infection through Bacterial Cuproptosis-like Death and Macrophage Re-Rousing. Advanced Materials. 2023

DOI: 10.1002/adma.202303432

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202303432