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在12月9日的Nature Communications杂志上发表的一项最新研究中，新加坡IBN和美国IBM公司的研究人员合作，成功地将PET转换为一种无毒的生物相容性材料，这种材料具有杀死耐药真菌的良好性能。
生物通报道：新加坡生物工程与纳米技术研究所（IBN）和美国加利福尼亚IBM公司Almaden研究中心的研究人员发现，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，被广泛应用于制造塑料瓶）具有一种新的 “救生”应用。他们成功地将PET转换成一种无毒的生物相容性材料，具有杀死耐药真菌的良好性能。在12月9日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上发表的研究中，他们证明，这种新材料能够有效地破坏耐药真菌和真菌生物膜，显示出其作为预防和治疗局部真菌引起的疾病（例如皮肤感染和角膜炎）的抗真菌剂的巨大潜力。
IBN执行主任Jackie Y. Ying教授参与了该项研究，她说：“IBN纳米医学研究工作的一个重点是，为各种疾病的高效治疗和预防，发展新的聚合物和材料。我们与IBM合作获得的这个最新突破，使我们能够明确靶定和根除耐药及药物敏感的真菌和真菌生物膜，而不伤害周围的健康细胞。我们希望最终将该技术应用于临床，帮助世界各地众多患有真菌感染的患者。”
近年来，由于免疫系统减弱（例如由癌症、器官移植或HIV/AIDS引起）的患者日渐增多，机会性真菌感染的数量有所增加。在这类患者中，由念珠菌、曲霉属真菌和新型隐球菌真菌菌株引起的侵略性感染，可能表现为致命的血液感染、肺感染和脑膜炎。例如，根据美国疾病控制和预防中心的资料显示，念珠菌引起的念珠菌症，是美国住院患者中第四大常见的真菌血液感染。
BCC研究报道，全世界真菌感染的治疗费用，在2010年是30亿美元，在2014年预计将增加至60亿美元。临床和医疗保健社区极其关注真菌感染的增加，这种感染能够耐受常规的抗真菌药物。同样，患者对抗真菌剂发生耐药性的报道也在增加。这些动态，迫切需要发展有限可选的可用抗真菌剂的合适替代品。此外，大多数传统的抗真菌剂不能完全破坏真菌，只是抑制它们的生长，这还会导致未来的感染。
研究人员面临的一个特别挑战在于，真菌的代谢与哺乳动物细胞非常相似。现有的抗真菌剂不能识别感染的和健康的细胞，经常会攻击杀死后者。因此，患者通常报告有溶血反应和肾毒性这些副作用。
利用IBM的聚合物合成和计算机专业知识，以及IBN的纳米医学和生物材料研究专业知识，研究人员将PET——一种常见的塑料材料，转换为全新的小分子化合物，能够在水中自我组装成纳米纤维。通过静电相互作用，纳米纤维可以有选择地靶定真菌细胞，穿透它们的膜，在这个过程中杀死它们。
IBN的团队带头人Yi Yan Yang医生说：“我们的分子自我组装成纳米纤维的能力，非常重要，因为与离散的分子有所不同，纤维能增加阳离子电荷和化合物团的局部浓度。这有助于真菌膜的靶定和随后的溶解，使真菌能在低浓度被破坏。其结果是一个高效率的杀死策略，对周围的健康细胞造成最小的损害或毒性。”
体外实验表明，经过仅仅1小时孵育后，纳米纤维根除了99.9%以上的白色念珠菌，甚至在11次治疗后，也没有出现任何耐药性。白色念珠菌引起美国第三大常见真菌血液感染。纳米纤维也能有效地治疗隐形眼镜关联的真菌生物膜在小鼠眼部的感染，没有引起任何对眼睛有害的毒性。相比较而言，传统的抗真菌药物——氟康唑，在经过6次治疗后，只能抑制附加的真菌生长和表现耐药性的感染。此外，氟康唑不能有效地抗生物膜。
IBM公司Almaden研究中心的高级有机材料科学家James Hedrick博士称：“因为计算机预测方法的不断推进，我们可以开始制定自我组装的基本法则，设计复杂的疗法来对抗感染，以及各种药物有效的封装、运输和传送到它们靶定的疾病位点。”
IBN和IBM科学家们在抗真菌研究领域也有其他的最新突破。通过将他们的抗真菌聚合物与传统的抗生素或抗真菌药结合起来，他们能诱导微生物膜形成孔隙，从而促进抗生素渗透入微生物细胞中，与用抗菌聚合物和单独用抗生素相比，能够在更低浓度杀死高度感染的耐药性铜绿假单胞菌。此外，研究人员也调整了他们的可生物降解抗菌聚碳酸酯，产生了具有较强和广谱抗菌活性、对哺乳动物的毒性忽略不计的聚合物。
IBN和IBM的研究合作，已经在药物、蛋白和基因传递，产生了超过20个平台技术，以及治疗MRSA感染、其它感染性疾病和癌症的高分子抗菌剂。该研究团队正在积极寻求制药企业，进一步发展他们的最新突破用于今后的临床应用。（生物通：王英）
生物通推荐原文摘要：
Supramolecular high-aspect ratio assemblies with strong antifungal activity
Abstract：Efficient and pathogen-specific antifungal agents are required to mitigate drug resistance problems. Here we present cationic small molecules that exhibit excellent microbial selectivity with minimal host toxicity. Unlike typical cationic polymers possessing molecular weight distributions, these compounds have an absolute molecular weight aiding in isolation and characterization. However, their specific molecular recognition motif (terephthalamide-bisurea) facilitates spontaneous supramolecular self-assembly manifesting in several polymer-like properties. Computational modelling of the terephthalamide-bisurea structures predicts zig-zag or bent arrangements where distal benzyl urea groups stabilize the high-aspect ratio aqueous supramolecular assemblies. These nanostructures are confirmed by transmission electron microscopy and atomic force microscopy. Antifungal activity against drug-sensitive and drug-resistant strains with in vitro and in vivo biocompatibility is observed. Additionally, despite repeated sub-lethal exposures, drug resistance is not induced. Comparison with clinically used amphotericin B shows similar antifungal behaviour without any significant toxicity in a C. albicans biofilm-induced mouse keratitis model.
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