Bioactive Materials | 铜磷酸盐纳米酶通过诱导类似铜管腐败的死亡并抑制双组分系统，对抗植入物相关感染

植入物相关感染表现为顽固生物膜形成、抗生素耐药性和免疫逃逸，因传统治疗效果有限，在骨科领域构成严重临床负担。应对这一挑战需要创新策略，既能破坏生物膜，又能克服细菌防御机制。为此，我们开发了具有双酶活性（过氧化物酶和谷胱甘肽过氧化物酶样）的花样铜磷酸盐（CuP）纳米酶，通过类似铜磷酸化物的死亡和双组分系统（TCS）抑制，协同消除植入物相关感染的生物膜。体外抗菌实验表明，CuP 纳米酶显著抑制并破坏了细菌生物膜。这些 CuP 纳米酶在消耗谷胱甘肽（GSH）的同时产生活性氧（ROS），破坏细菌膜，干扰 TCA 循环和糖酵解等代谢过程。转录组分析显示氧化磷酸化基因和群体感应调控因子表达受抑制，证实了细菌存活性和传播的双重靶向。在体内，CuP 纳米酶有效消除了植入物上的生物膜感染，减少了炎症反应，并展现出优异的生物相容性。通过整合酶促 ROS 扩增、代谢干扰和 TCS 抑制，该策略为抗植入物感染提供了一种变革性方法，在疗效和安全性上超越传统疗法。

该研究以题为“Copper phosphate nanozymes combat implant-related infections by inducing cuproptosis-like death and inhibiting the two-component system”发表在Bioactive Materials 上。

总结

植入物相关生物膜感染因耐药和免疫逃逸难以根除。我们合成了具有过氧化物酶和谷胱甘肽过氧化物酶双活性的花状铜磷酸盐纳米酶，一方面产生活性氧破坏细菌膜并干扰TCA循环和糖酵解，另一方面消耗谷胱甘肽削弱细菌抗氧化防御，同时抑制双组分系统和群体感应通路，阻断其存活与传播信号。体外该纳米酶显著清除生物膜，体内有效控制植入物周围感染，且组织相容性良好，从代谢和信号调控两端瓦解顽固菌群。

参考文献：

DOI:10.1016/j.bioactmat.2026.02.042