本研究由Ye Yang、Zheng Qinqin等完成，主要作者还包括Wang Ziqi、Wang Shanshan、Lu Zhouyu、Chu Qiang、Liu Yong、Yao Ke、Wei Bing、Han Haijie、Chen Hongping和Zhang Xiangchun。通信作者为Wei Bing（阜阳师范大学）、Han Haijie（浙江大学）和Zhang Xiangchun（中国农业科学院茶叶研究所）。论文发表于 *Journal of Nanobiotechnology*，2024年第22卷，文章编号713，DOI为10.1186/s12951-024-02985-5。
该研究属于纳米生物技术领域，聚焦于耐药菌感染及生物膜（biofilm）相关治疗难题。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA）等耐药病原体的广泛出现，以及细菌生物膜对抗生素渗透的阻碍作用，使传统抗菌治疗面临巨大挑战。光热疗法（photothermal therapy, PTT）能够通过光能转化为热能破坏细菌结构，但高温可能损伤周围正常组织。温和光热疗法（mild-temperature PTT）虽更安全，但单一使用往往杀菌效率不足。茶多酚中的表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate, EGCG）具有抗氧化、抗炎及抗菌活性，其酚羟基可与金属离子配位形成金属-酚类纳米材料。本研究旨在通过EGCG与金离子的一步自组装制备EGCG-Au纳米颗粒（E-Au NPs），在近红外（near-infrared, NIR）照射下实现对MRSA及其生物膜的高效清除，同时保持良好生物相容性，用于浅表组织感染的治疗。
研究流程主要包括E-Au NPs的合成与表征、体外抗菌与抗生物膜实验、抗菌机制探究、体内皮肤伤口和角膜炎模型治疗评价以及生物安全性评估。首先，在碱性条件下将EGCG与HAuCl₄混合，通过一步自组装法合成E-Au NPs。透射电子显微镜（transmission electron microscopy, TEM）显示纳米颗粒呈均匀球形，平均粒径为5.38±0.86 nm；动态光散射（dynamic light scattering, DLS）表明在去离子水、磷酸盐缓冲液和LB培养基中粒径约40 nm，分散性良好。傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR）显示羟基和羰基吸收峰发生位移，说明这些基团参与了纳米颗粒的合成与稳定。X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy, XPS）证实Au元素同时存在Au³⁺和Au⁰，并形成Au-O键。X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）显示出金晶格的特征峰。光热实验表明，E-Au NPs在808 nm激光照射下具有浓度依赖和功率密度依赖的升温效果，且经过五个加热/冷却循环后仍保持稳定的光热转化能力。
体外抗菌实验选用金黄色葡萄球菌（*S. aureus*）、大肠杆菌（*E. coli*）和MRSA。生长曲线结果显示E-Au NPs对三种细菌均呈剂量依赖性抑制，但单独使用不能完全抑制细菌繁殖。在NIR照射下，E-Au NPs的抗菌效果显著增强。当使用200 µg/mL E-Au NPs并施加808 nm激光（1.0 W/cm²，2.5 min）时，*S. aureus*、MRSA和*E. coli*的存活率分别降至0.06%、3.38%和0.02%。抗生物膜实验通过共聚焦显微镜和结晶紫染色评估，结果显示E-Au NPs单独处理可部分抑制MRSA生物膜形成，而E-Au NPs联合激光处理几乎完全阻止生物膜形成，生物膜厚度从对照组的8.325±0.928 μm降至1.068±0.771 μm。对成熟生物膜的破坏实验也表明联合处理具有超过90%的破坏率。
抗菌机制研究从醌蛋白（quinoprotein）形成、活性氧（reactive oxygen species, ROS）产生、细菌结构破坏和基因调控等方面展开。EGCG的酚羟基在Au³⁺存在下易氧化形成半醌，进而与蛋白质巯基结合形成醌蛋白。通过硝基蓝四唑还原染色法证实E-Au NPs可浓度依赖性地诱导醌蛋白形成，而单独Au³⁺几乎不产生醌蛋白，说明酚类配体在醌蛋白形成中起关键作用。ROS检测显示，单独E-Au NPs处理仅产生少量ROS，而联合NIR激光后ROS荧光信号显著增强。扫描电镜（scanning electron microscopy, SEM）和TEM观察显示，联合处理后MRSA细胞出现皱缩、破碎和细胞壁不完整；蛋白、核酸和K⁺泄漏实验进一步证实细胞内容物外流。RNA测序分析发现1433个差异表达基因，其中763个上调、642个下调。与群体感应相关的*agr*基因、毒力因子基因（*spa*、*hla*）和耐药相关基因（*ermC*）表达下调，而氧化应激相关基因上调；生物膜维持基因（*icaA*、*icaD*）和黏附基因（*clfA*、*clfB*）表达也受到抑制。GO和KEGG通路分析显示差异基因富集于代谢通路、膜转运以及细胞生长与死亡等通路。
体内实验首先建立MRSA感染的小鼠皮肤伤口模型。在感染后第1天和第3天分别给予不同处理。红外热成像显示E-Au NPs联合NIR激光可显著提高感染伤口局部温度。第8天伤口面积定量分析显示，E-Au NPs联合激光治疗组伤口面积恢复至17.21%，优于未感染组（22.91%）、PBS组（37.92%）、EGCG组（30.77%）和E-Au NPs单独处理组（28.98%）。菌落形成单位（colony-forming units, CFU）计数显示E-Au NPs联合激光组MRSA数量显著低于其他组。H&E染色显示联合治疗组上皮间隙缩短，伤口愈合加快；免疫组化显示促炎因子白细胞介素-6（interleukin-6, IL-6）表达显著降低。
MRSA感染角膜炎模型的体内实验进一步验证了治疗效果。感染后第2天和第4天分别给予PBS、头孢唑林钠（cefazolin sodium, CS）、E-Au NPs或E-Au NPs联合激光处理。裂隙灯图像和临床评分显示，对照组和CS组角膜炎症持续加重，第16天临床评分分别为14.33±1.16和13.67±0.58；E-Au NPs单独处理组为7.67±1.00，而联合激光组仅为2.67±0.58，角膜恢复透明且无新生血管。荧光素钠染色显示联合激光组角膜上皮完全愈合。酚红棉线试验显示联合激光组泪液分泌恢复至接近正常水平（约5.53 mm）。H&E染色显示联合激光组角膜炎症细胞浸润和水肿显著减轻，IL-6表达明显降低。视网膜H&E染色未见明显结构异常，眼压恢复至正常范围。人角膜上皮细胞（HCEC）在400 µg/mL E-Au NPs处理24 h后，无论是否激光照射，细胞存活率均高于81%，表明E-Au NPs具有良好的细胞相容性。血常规和血生化指标未见明显异常，主要器官H&E染色也未见毒性改变。
该研究的结论表明，通过EGCG与金离子的一步自组装方法制备的E-Au NPs在NIR照射下具有优异的抗菌和抗生物膜活性，对MRSA感染的皮肤伤口和角膜炎均有显著治疗效果。其抗菌机制涉及温和光热效应、ROS产生、醌蛋白形成、细菌结构破坏以及多种致病相关基因的调控。该纳米体系在实现高效抗菌的同时保持了良好的局部和系统生物安全性，为耐药菌浅表组织感染的治疗提供了具有临床转化潜力的金属-酚类纳米材料策略。
本研究的亮点在于：利用EGCG这一天然多酚作为配体与金离子直接自组装，合成方法简单且无需模板或种子剂；发现了醌蛋白形成这一多酚基纳米颗粒特有的抗菌途径；通过温和光热疗法与ROS协同作用，避免了高温对正常组织的损伤；同时体内外实验系统验证了其抗生物膜、抗炎和促愈合效果，并完成了眼部和全身生物安全性评价，为临床转化提供了较充分的实验依据。