【六院新闻】对付内植物感染有了新策略！市六医院张先龙教授团队在骨科内植物感染领域发表多篇高影响力论文

人工髋、膝关节置换是重度髋、膝关节疾病的有效治疗方法。随着社会人口老龄化程度的不断加深，近年来我国人工髋、膝关节置换手术量每年都在快速增长。在关节置换手术的相关并发症当中，关节假体周围感染是最难处理的灾难性并发症，尽管其发生率不到1%，但由于患者可能需要接受多次手术及长期的药物治疗，而且仍有10%~15%的患者面临着无法治愈的风险，给患者本人、家庭以及国家医疗保障系统带来沉重负担。

内植物感染的临床和基础研究

我院骨科张先龙教授团队迎难而上，多年来始终瞄准假体内植物相关感染这一难题，每年收治大量全国各地转诊至六院的假体周围感染疑难病例，感染性翻修手术数量长期保持在国内前列，假体感染的治疗成功率达到世界先进水平。同时，团队长期坚持开展假体植入物感染相关临床和基础研究，出版了国内第一部假体感染相关的专著，牵头成立了国内第一个人工关节感染专业学术组织（中国医师协会骨科医师分会人工关节感染专业委员会），组织制定了国内第一部人工关节感染诊治指南，使我院骨科成为了国内一流的关节假体感染诊疗中心。在相关基础研究领域，张先龙教授团队多年来与中科院上海硅酸盐研究所等单位保持密切合作，专注于抗菌纳米材料的研发，致力于基础科研成果的临床转化，从而实现关节假体植入物相关感染预防和治疗领域的进步与突破。

近期，张先龙教授团队在内植物感染的纳米材料治疗领域接连取得突破性进展。2022年8月18日于Nature子刊Nature Communications上以“Inorganic nanosheets facilitate humoral immunity against medical implant infections by modulating immune co-stimulatory pathways”为题发表锰磷硒二维纳米材料对内植物感染的免疫治疗相关研究。2022年10月14日于材料学顶尖期刊Advanced Materials上以“Photothermal Nanozyme-based Microneedle Patch against Refractory Bacterial Biofilm Infection via Iron-actuated JanusIon Therapy”为题发表包载新型光热铁基纳米酶的水凝胶微针贴片抗击难治性生物膜感染的研究。以上两篇研究成果是张先龙教授团队继2021年9月5日于Advanced Materials上发表同族元素干扰联合光热治疗内植物感染相关研究（Congener-Induced Sulfur-Related Metabolism Interference Therapy Promoted by Photothermal Sensitization for Combating Bacteria）的进一步延伸和拓展。

近年来研究发现，内植物感染中的免疫抑制微环境形成是导致内植物感染难治的重要原因。为此，张先龙教授团队提出了一种基于锰磷硒二维纳米片（MPS）的内植物感染免疫调控策略。研究发现，MPS可以激活巨噬细胞的免疫共刺激信号，从而增强巨噬细胞的抗原递呈作用，进而激活抗菌的体液免疫反应。该研究发现MPS不仅能刺激B细胞的成熟和抗体的生成，从而治疗小鼠皮下内植物感染；还能诱导B细胞免疫记忆反应，防止内植物感染的复发。该研究深化了本领域对内植物感染适应性免疫的认识，并为内植物感染的免疫治疗开辟了一条新的研究方向。相关成果发表于Nature Communications (IF: 17.694).本研究由我院骨科张先龙教授领衔，与中科院上海硅酸盐研究所施剑林院士、林翰副研究员合作完成。我院骨科博士后杨闯，罗瑶博士和沈灏教授为本文共同第一作者。

铁代谢对于细菌的生存至关重要，张先龙教授团队设计合成了一种包载新型光热铁基纳米酶的水凝胶微针贴片（FGO@MN）抗击难治性生物膜感染。该研究首次发现并明确了细菌生物膜中类铁死亡现象与机制，并探究了生物膜中铁营养重激活受损的固有免疫功能，提高了联合抗生物膜功能。体内内植物生物膜感染和创面生物膜感染模型均验证了这一治疗策略的潜力，为临床应用提供了参考依据。相关成果发表于材料学顶刊Advanced Materials (IF: 32.086）。我院骨科张先龙教授和王加兴医生，以及中国科学技术大学附属第一医院骨科朱晨教授和方诗元教授为本文通讯作者，朱万博博士为本文第一作者。

细菌的代谢稳态对于维持细菌生存至关重要，而细菌内Se元素和S元素有同族元素竞争的关系。基于此，张先龙教授团队设计合成了硒化锰纳米颗粒，该纳米颗粒在酸性环境中产生的H2Se能够进入细菌，并竞争抑制细菌的S元素相关信号通路，抑制细菌的生长。联合硒化锰纳米颗粒的光热治疗，能进一步增强材料体系抗内植物感染的效果。相关成果发表于材料学顶刊Advanced Materials (IF: 32.086)。本研究通讯作者为我院骨科张先龙教授和王俏杰主任。我院骨科何人可医生为本文第一作者。

张先龙教授团队近年来在骨科内植物感染的临床和基础研究方面发表高影响力论文（IF＞10）论文10余篇，在Nature Communications, Advanced Materials，Advanced Functional Materials，ACS Nano等高水平学术期刊上发表多篇抗内植物感染纳米材料的重要研究成果。团队近年来获得多项国家自然科学基金和上海市科委等基金项目，并与中科院上海硅酸盐研究所刘宣勇教授团队以“骨植入用钛合金抗菌和成骨性能调控及机制”为题合作申报并获得2019年度上海市自然科学奖一等奖（第三完成人）。这一系列的研究将有望能够在未来的人工关节假体材料改性当中得到临床应用，降低假体感染的发生率，提高假体感染治疗的成功率。同时，针对可能出现的超级耐药菌导致的假体感染，张先龙教授团队已经在着手准备开展噬菌体治疗等新型治疗方法的基础和临床研究，为患者提供更多战胜假体植入物相关感染的有利武器。

来源：骨科