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中科院大連化物所卿光焱/施振強團隊 ACS AMI: 廣譜內毒素精準分離材料
2023-07-08  來源:高分子科技

  膿毒癥是ICU高發病率、高死亡率、高治療成本的危重病癥,每年造成全球超1100萬患者死亡,嚴重威脅人民生命健康。基于內毒素清除的血液凈化策略,在膿毒癥治療中具有重要臨床意義。然而,由于內毒素結構復雜、在血液中豐度極低且受到血液中其他成分干擾,特異性清除血液中內毒素極具挑戰。


  此前,針對當前血液凈化材料特異性不足所導致的內毒素清除效率低、活性藥物在血液凈化過程中大量流失等問題,團隊首次提出發展超精準內毒素分離材料, 實現了在血液中對特定細菌內毒素的原位、快速、精準清除。[Advanced Materials, 2023: 2302560]。在本工作中,為了進一步解決目前臨床上常規病原體鑒定方法時效性差與膿毒癥搶救緊迫性之間的矛盾,團隊設計開發了一種內毒素廣譜親和二肽聚合物,可在未獲得病原體鑒定結果的情況下,實現對大腸桿菌、沙門氏菌、銅綠假單胞菌等多種細菌內毒素的廣譜性精準清除,從而為后續更有針對性的膿毒癥搶救爭取寶貴的時間窗口。


  團隊設計開發了一種對多種細菌內毒素具有廣譜親和力的雙組氨酸二肽配基(HH),并通過可逆加成斷裂鏈轉移聚合(RAFT),將其與新型仿生抗生物污染分子三甲胺氮氧化物(TMAO)整合,制備了一種多功能嵌段聚合物poly(TMAO-co-HH),可在保障材料在血液凈化過程中的抗蛋白污染性能、抗干擾性能和血液相容性的前提下,實現對大腸桿菌、沙門氏菌、銅綠假單胞菌等多種臨床常見細菌內毒素的廣譜性精準清除。該項工作不僅突破了現有內毒素分離材料在臨床血液凈化應用中突顯的清除特異性不足問題,而且實現了對內毒素系列分子的廣譜性精準識別與清除,有助于加速精準醫療在重癥血液凈化領域的臨床應用。 


圖一 基于內毒素廣譜親和配體篩選及功能聚合物設計開發廣譜內毒素精準分離材料


  上述工作以“Broad-Spectrum Clearance of Lipopolysaccharides from Blood Based on a Hemocompatible Dihistidine Polymer”為題,于近日發表在Applied Materials & Interfaces上。該工作的第一作者是大連化學物理研究所聯合培養碩士研究生陳君君,通訊作者是大連化學物理研究所施振強博士、卿光焱研究員,以及沈陽化工大學宋艷玲副教授。上述工作得到國家自然科學基金、大連化物所創新基金、遼寧省博士啟動基金、四川省科技計劃等項目的支持。


  文章鏈接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.3c05341

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