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抗菌藥物濫用導(dǎo)致的細(xì)菌耐藥已經(jīng)對(duì)全球公共衛(wèi)生構(gòu)成重大威脅。細(xì)菌感染的快速、精確診斷是減少抗生素濫用最直接有效的方法。細(xì)菌感染特異性分子探針結(jié)合醫(yī)學(xué)分子影像技術(shù)，為細(xì)菌感染體內(nèi)外快速、準(zhǔn)確診斷提供了新思路。然而能夠在復(fù)雜生物環(huán)境下，高特異性標(biāo)記病原菌的分子探針和成像方法還十分有限。近日，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院雷曉光課題組與中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所胡海宇課題組合作，基于特洛伊木馬策略發(fā)展了新型熒光探針，首次實(shí)現(xiàn)了銅綠假單胞菌在復(fù)雜生物環(huán)境中的快速、高特異性甄別，為銅綠假單胞菌體內(nèi)外快速、精準(zhǔn)診斷、指導(dǎo)臨床用藥提供可視化工具。研究成果以“A pseudopaline fluorescent probe for the selective detection of Pseudomonas aeruginosa”為題，于2020年10月19日在中國(guó)化學(xué)會(huì)旗艦期刊《CCS Chemistry》上發(fā)表。

銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是醫(yī)院院內(nèi)感染常見(jiàn)的病原菌，在免疫功能低下的病人中可導(dǎo)致高發(fā)病率和死亡率。銅綠假單胞菌外膜通透性很低，對(duì)許多臨床重要的抗生素（如氨芐西林、阿莫西林和萬(wàn)古霉素等）具有天然耐受性，是一類名副其實(shí)的“超級(jí)細(xì)菌”。天然產(chǎn)物Pseudopaline是銅綠假單胞菌特有金屬載體，與二價(jià)金屬螯合后，通過(guò)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白入胞，與銅綠假單胞菌生長(zhǎng)、耐藥性密切相關(guān)。2019年雷曉光課題組率先實(shí)現(xiàn)了Pseudopaline化學(xué)全合成（Chem. Sci., 2019, 10, 6635–6641），結(jié)合胡海宇課題組在細(xì)菌感染特異性分子探針和成像技術(shù)研究方面的優(yōu)勢(shì)，合作開(kāi)發(fā)出系列新型pseudopaline-熒光探針，可在多菌混合環(huán)境下、在哺乳動(dòng)物細(xì)胞、組織切片中實(shí)現(xiàn)對(duì)銅綠假單胞菌的特異性標(biāo)記，為銅綠假單胞菌感染快速、精準(zhǔn)檢測(cè)提供了新的思路。利用進(jìn)一步發(fā)展的pseudopaline-Cy7近紅外熒光探針，首次在小動(dòng)物活體水平實(shí)現(xiàn)銅綠假單胞菌感染高特異性診斷與定位，其檢測(cè)、成像結(jié)果不受體內(nèi)其他病原菌或腸道菌群影響。研究結(jié)果為銅綠假單胞菌特異性診斷、臨床指導(dǎo)用藥、闡明細(xì)菌金屬代謝的途徑、新型抗生素藥物發(fā)現(xiàn)提供了新的研究工具。

雷曉光課題組趙天湖博士、張健博士和胡海宇課題組韓小婉博士為該論文的共同第一作者，雷曉光教授和胡海宇研究員為共同通訊作者。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金，科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，北京市卓越青年科學(xué)家計(jì)劃，北京分子科學(xué)國(guó)家研究中心和北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合研究中心的資助。此外，該項(xiàng)目目前正與瑞士羅氏公司合作，積極推進(jìn)后期新一代細(xì)菌感染診斷試劑及新型抗生素藥物的開(kāi)發(fā)。

論文鏈接：https://www.chinesechemsoc.org/doi/pdf/10.31635/ccschem.020.202000517