雷晓光实验室合作开发出基于“特洛伊木马”策略的细菌感染精准诊断新技术

     抗菌药物滥用导致的细菌耐药已经对全球公共卫生构成重大威胁。细菌感染的快速、精确诊断是减少抗生素滥用最直接有效的方法。细菌感染特异性分子探针结合医学分子影像技术，为细菌感染体内外快速、准确诊断提供了新思路。然而能够在复杂生物环境下，高特异性标记病原菌的分子探针和成像方法还十分有限。近日，北京大学化学与分子工程学院雷晓光课题组与中国医学科学院药物研究所胡海宇课题组合作，基于特洛伊木马策略发展了新型荧光探针，首次实现了铜绿假单胞菌在复杂生物环境中的快速、高特异性甄别，为铜绿假单胞菌体内外快速、精准诊断、指导临床用药提供可视化工具。研究成果以“A pseudopaline fluorescent probe for the selective detection of Pseudomonas aeruginosa”为题，于2020年10月19日在中国化学会旗舰期刊《CCS Chemistry》上发表。

     铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是医院院内感染常见的病原菌，在免疫功能低下的病人中可导致高发病率和死亡率。铜绿假单胞菌外膜通透性很低，对许多临床重要的抗生素（如氨苄西林、阿莫西林和万古霉素等）具有天然耐受性，是一类名副其实的“超级细菌”。天然产物Pseudopaline是铜绿假单胞菌特有金属载体，与二价金属螯合后，通过金属转运蛋白入胞，与铜绿假单胞菌生长、耐药性密切相关。2019年雷晓光课题组率先实现了Pseudopaline化学全合成（Chem. Sci., 2019, 10, 6635–6641），结合胡海宇课题组在细菌感染特异性分子探针和成像技术研究方面的优势，合作开发出系列新型pseudopaline-荧光探针，可在多菌混合环境下、在哺乳动物细胞、组织切片中实现对铜绿假单胞菌的特异性标记，为铜绿假单胞菌感染快速、精准检测提供了新的思路。利用进一步发展的pseudopaline-Cy7近红外荧光探针，首次在小动物活体水平实现铜绿假单胞菌感染高特异性诊断与定位，其检测、成像结果不受体内其他病原菌或肠道菌群影响。研究结果为铜绿假单胞菌特异性诊断、临床指导用药、阐明细菌金属代谢的途径、新型抗生素药物发现提供了新的研究工具。

     雷晓光课题组赵天湖博士、张健博士和胡海宇课题组韩小婉博士为该论文的共同第一作者，雷晓光教授和胡海宇研究员为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金，科技部重点研发计划，北京市卓越青年科学家计划，北京分子科学国家研究中心和北大-清华生命科学联合研究中心的资助。此外，该项目目前正与瑞士罗氏公司合作，积极推进后期新一代细菌感染诊断试剂及新型抗生素药物的开发。

     论文链接：https://www.chinesechemsoc.org/doi/pdf/10.31635/ccschem.020.202000517