近日,我院青年教师向一鸣在多重耐药细菌感染性肺炎治疗领域取得重要进展。相关研究成果以“Exosomes delivering a high-throughput-screened RNA polymerase inhibitor for highly effective therapy of multidrug-resistant bacterial infected pneumonia”为题,于7月16日发表在生物材料领域国际顶级权威期刊《Bioactive Materials》上,该期刊为中科院及新锐分区双一区期刊,最新影响因子为23.6。

Exo/EPI纳米平台的制备示意图及其在肺微环境中的双重功能治疗机制。向一鸣供图
细菌性肺炎仍然是全球范围内导致感染性死亡的主要原因之一,特别是由多重耐药(MDR)病原体引起的医院获得性和呼吸机相关性肺炎,常常导致严重的肺部组织坏死和炎症衰竭。由于抗生素的广泛过度使用,传统抗菌药物在面对如金黄色葡萄球菌和多重耐药大肠杆菌等菌株时往往效果受限。因此,临床上迫切需要开发新型治疗平台,不仅能够高效根除耐药病原体,还能积极促进受损细胞外基质的修复和肺组织再生。
针对上述临床痛点,向一鸣及其研究团队提出了一种结合计算机辅助药物筛选与外泌体递送系统的综合治疗新策略。研究团队首先通过对16,563种小分子化合物进行高通量虚拟筛选,鉴定出盐酸表柔比星(EPI)是一种新型且高效的细菌RNA聚合酶(RNAP)变构抑制剂。该分子能够通过靶向RNAP的保守催化残基(LYS838和ASP1003)来破坏其结构,引发细菌碳水化合物代谢和ATP合成崩溃。为进一步提升临床转化潜力并降低游离药物的系统毒性,团队将极微量的EPI封装在来源于脐带间充质干细胞的外泌体中,成功构建了“Exo/EPI”纳米治疗平台。体外和体内实验数据表明,该平台在12小时内对金黄色葡萄球菌和多重耐药大肠杆菌的清除率高达99%。同时,在小鼠肺炎模型中,Exo/EPI平台能够迅速减轻感染引发的肺部炎症,显著减少炎症细胞浸润,并通过有序的胶原蛋白沉积有效防止细胞凋亡,加速了受损肺部结构的组织修复。
该项研究成果为应对抗生素耐药性和肺炎治疗中的组织损伤双重挑战提供了全新的解决思路。作为首个“RNAP抑制剂-外泌体”协同治疗平台,该研究不仅在根除耐药菌方面展现了极高的效率,其出色的免疫调节和组织再生能力也为未来开发针对多重耐药感染的多功能抗菌药物提供了重要的设计蓝图和理论支撑。
威廉体育williamhill生物医学工程学院为该论文的第一完成单位,向一鸣为论文的第一作者。香港大学杨伟国教授与北京大学吴水林教授为共同通讯作者。入职威廉体育williamhill一年半以来,向一鸣立足于生物材料与生物医学工程交叉领域,持续开展高水平的学术探索。本项研究工作得到了作者主持的国家自然科学基金青年基金、湖北省青年科技人才培养专项以及中央高校基本科研业务费青年项目等基金的资助与支持。
(论文原文链接:https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2026.07.023)