幽门螺旋杆菌是可人际传播的一种常见致病菌。我国成年人幽门螺旋杆菌感染率高达40%-50%。长期幽门螺旋杆菌感染已被认定为I类人类致癌物。目前，临床治疗幽门螺旋杆菌感染的标准疗法（即，三联疗法和四联疗法）都依赖口服抗生素以清除胃部幽门螺旋杆菌。但是，这种对口服抗生素的依赖也导致上述临床标准疗法面临如下两个重要挑战：（1）幽门螺旋杆菌的抗生素耐药性导致临床治疗的失败率和复发率逐年升高，（2）口服抗生素会导致对宿主生理健康至关重要的肠道菌群发生失衡。此外，三联疗法等临床标准疗法忽略了空泡毒素A这一幽门螺旋杆菌感染中至关重要的毒力因子。
针对上述问题和挑战，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心、化学与材料科学学院的阳丽华课题组开发了一种纳米颗粒介导的超声动力疗法，相关研究成果以“A nanoparticle-based sonodynamic therapy reduces Helicobacter pylori infection in mouse without disrupting gut microbiota”为题、于2024年1月29日发表在国际学术期刊《Nature Communications》上。
图1.纳米颗粒介导的幽门螺杆菌感染超声动力疗法。
介导这种超声动力疗法的纳米颗粒由已被批准用于临床的成分所组成，且在该疗法中具有双重功效：即便在没有超声的情况下，它也能有效中和空泡细胞毒素A这一由幽门螺杆菌分泌的关键毒力因子；当与符合超声医疗设备使用标准的超声暴露剂量相结合时，它能通过产生活性氧来杀灭幽门螺杆菌，为解决抗菌药物耐药性问题提供了可能。在感染幽门螺杆菌的雌性小鼠模型中，这种超声动力疗法在减少胃部感染方面与标准三联疗法效果相当。值得一提的是，与基于抗生素的临床标准疗法不同，这种超声动力治疗不会对肠道微生物群产生显著负面影响，除了上调乳酸杆菌这种广泛应用于酸奶和益生菌制品的有益菌的小鼠肠道水平。在治疗实施后48小时内，这种超声动力疗法并未对小鼠肝肾功能或整体健康产生不良影响，这与标准三联疗法的安全性特征相符；但在治疗后12周的观察中，白细胞介素1受体拮抗剂（IL-1RA）这种在多种疾病中发挥关键抗炎作用的蛋白质的水平出现了显著差异：三联疗法上调了小鼠血清IL-1RA水平，而声动力疗法却没有。
这种超声动力疗法有望成为幽门螺杆菌感染抗生素疗法的有效替代方案，其额外优势包括去除空泡毒素A、保护肠道微生物群多样性、以及可能避免抗菌素耐药性。该论文的第一作者为中国科学技术大学化学与材料科学学院博士生刘涛、通讯作者为阳丽华副教授。该项目研究得到国家自然科学基金委、教育部、和安徽省自然科学基金的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-45156-8