《Acta Pharmaceutica Sinica B》：Precise unidirection delivery and site-specific release utilizing a nanocapsules-loaded mucoadhesive
in situ gel: Targeted eradication of
Helicobacter pylori and gastric homeostasis restoration
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针对临床抗生素耐药、根除后胃内稳态难以恢复及胃癌前病变不可逆性进展等挑战，研究人员开发了一种抗生素游离的智能递送系统CurE-gel。该系统通过pH梯度触发纳米囊向病灶侧单向释放，并由幽门螺杆菌（H. pylori）分泌的脂酶响应释放抗菌组分，实现了超过99%的细菌根除率，有效逆转了早期胃部病理转变，并重建了健康的胃部菌群。这项工作为靶向H. pylori清除与胃内稳态重塑的双重策略提供了创新范式。
在全球范围内，胃癌仍然是重大的公共卫生挑战，而幽门螺杆菌（Helicobacter pylori， H. pylori）的慢性感染被公认为其最重要的风险因素之一。更棘手的是，许多感染长期无症状，却在持续损伤胃黏膜，悄然推动着慢性胃炎、萎缩性胃炎乃至肠上皮化生等早期病理转变。临床主流的抗生素疗法虽然能降低胃癌风险，但随着细菌耐药性日益严峻，其疗效大打折扣，且广谱抗生素会扰乱胃肠道菌群，破坏胃部微生态平衡。更关键的是，一旦胃黏膜病变进展到“不归点”，即便清除了细菌，这些病理改变也可能无法逆转，为癌症发生埋下隐患。为了突破“根除细菌”与“修复黏膜、逆转病变”难以兼顾的临床瓶颈，来自中山大学的研究团队独辟蹊径，开发了一种无需抗生素的智能“双响应”递送系统，相关成果发表于《Acta Pharmaceutica Sinica B》。
为了攻克上述难题，研究人员综合运用了纳米制剂学、分子生物学及微生物组学等多种关键技术。核心是构建了脂酶敏感的纳米囊（CurE-cap）并将其包裹于pH敏感的原位凝胶（CurE-gel）中。通过体外模拟和细胞实验，评估了该系统的药物释放行为、对H. pylori生物膜的渗透与破坏能力、对细菌毒力因子表达的抑制、对胃上皮细胞氧化应激和DNA损伤的保护作用，以及对细胞早期癌前转化的逆转效果。在动物水平，研究团队建立了H. pylori感染联合致癌剂MNNG诱导的胃部癌前病变小鼠模型，通过活体成像、组织病理学染色、免疫荧光、定量PCR（QPCR）及16S rRNA测序等技术，全面评估了CurE-gel的体内滞留、细菌根除、病理逆转、胃内稳态恢复效果及系统性生物安全性。
3.1. CurE-cap和CurE-gel的构建与表征
研究人员首先构建了共载姜黄素（Cur）和丁香酚（Eug）的纳米囊CurE-cap，其粒径约146.7纳米，带弱负电，封装效率高且稳定性良好。随后将其嵌入由海藻酸钠（ALG）和聚丙烯酸钠（PAANa）组成的原位凝胶中，形成CurE-gel。表征发现，该凝胶在胃酸环境中能快速形成并黏附于胃黏膜；在胃黏膜损伤侧（pH升高），凝胶孔径增大，实现了纳米囊向病灶侧的单向释放。释放出的纳米囊可有效穿透黏液层，并在H. pylori分泌的脂酶作用下特异性降解，释放药物。这证实了该系统集成了pH敏感凝胶化、黏液渗透和脂酶响应释放的合理性。
3.2. CurE-cap破坏H. pylori生物膜并杀灭细菌
体外实验表明，CurE-cap能有效渗透并滞留在H. pylori生物膜中，通过降解胞外聚合物（EPS）的主要成分多糖和蛋白来破坏生物膜的三维结构，最终高效根除生物膜并杀死其中大部分细菌。棋盘法实验显示Cur与Eug具有相加效应，二者的组合在纳米囊中表现出更低的抑菌浓度（MIC），并能防止生物膜再生。
3.3. CurE-cap防御胃上皮细胞屏障
研究显示CurE-cap具有良好的生物相容性。它能显著抑制H. pylori对胃上皮细胞的黏附，这与其下调细菌关键黏附因子（如BabA）的mRNA表达有关。更重要的是，CurE-cap能显著减少主要毒力蛋白CagA和VacA向胃上皮细胞的转运，并下调这些毒力基因以及尿素酶基因（UreA, UreB）在细菌体内的表达。分子对接分析表明Cur能与尿素酶多个靶点结合。这些作用共同保护了细胞骨架完整性，恢复了因感染而受损的胃上皮细胞形态。
3.4. CurE-cap减轻氧化应激及相关损伤
H. pylori感染会引发活性氧（ROS）过度生成。CurE-cap（其中Eug起主要作用）能有效清除细胞内ROS，将其恢复至近生理水平。同时，它降低了反映脂质过氧化的丙二醛（MDA）水平，并恢复了超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）等抗氧化酶的活性。机制上，CurE-cap激活了Nrf2/HO-1抗氧化通路，并抑制了NF-κB炎症轴。彗星实验表明，CurE-cap能将感染引起的DNA损伤（尾DNA22.5%）大幅降低至2.7%。
3.5. CurE-cap拦截病理进展
在由致癌剂诱导的胃上皮细胞早期病理转化模型中，CurE-cap能显著调节黏膜谱系标志物的表达：上调胃型标志物黏蛋白1（MUC1），下调肠型标志物黏蛋白2（MUC2）和尾侧型同源框转录因子2（CDX2）。此外，细胞克隆形成实验表明，CurE-cap能显著抑制异常增殖，减少克隆形成，显示出遏制恶性转化的潜力。
3.6. CurE-gel在体内根除H. pylori并恢复胃内稳态
活体成像显示，DiR标记的CurE-gel相比游离DiR在胃部滞留时间显著延长。在H. pylori感染与癌前病变小鼠模型中，治疗结果显示CurE-gel的根菌效果（残留100.65CFU）显著优于纳米囊CurE-cap和临床常用铋剂四联疗法。CurE-gel能更有效地降低胃组织内ROS水平和髓过氧化物酶（MPO）活性，改善胃黏膜形态。免疫荧光显示，CurE-gel能显著恢复紧密连接蛋白ZO-1和黏附连接蛋白E-钙黏蛋白的表达。阿尔新蓝-过碘酸雪夫（AB-PAS）染色表明，CurE-gel治疗可逆转黏膜的异常转化（蓝色酸性黏液消失）。同时，它还能显著抑制肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、核因子κB（NF-κB）、环氧合酶-2（COX-2）和p53等促癌基因的表达。
3.7. CurE-gel维持胃微生物组稳态且体内安全
16S rRNA测序分析显示，H. pylori感染严重扰乱了胃部菌群的α和β多样性。CurE-gel治疗能有效恢复菌群丰富度和均匀度，将厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）的相对丰度回调至接近健康状态，并富集有益菌（如Faecalibacterium, Lactococcus），其效果优于铋剂四联疗法。安全性评估显示，CurE-gel治疗不影响小鼠体重增长，主要脏器指数、组织病理学及血液生化指标均无异常，表明其具有良好的体内安全性。
这项研究成功地构建了一个名为CurE-gel的抗生素游离、智能级联响应递送平台。它通过整合黏膜黏附滞留、pH梯度触发的单向释放以及细菌脂酶响应的定点释药，实现了“一石三鸟”的治疗目标：首先，精准靶向并高效根除H. pylori，清除感染源头；其次，通过抑制毒力、清除ROS、减轻氧化损伤和DNA损伤，保护胃上皮屏障，遏制早期病理进展；最后，通过恢复紧密连接蛋白表达和调节胃部微生物组，全方位重塑胃内稳态。动物实验证实，CurE-gel可实现超过99%的细菌根除率，逆转胃癌前病变，且无系统毒性。这项工作不仅为应对抗生素耐药和胃微生态紊乱挑战提供了创新解决方案，其“清除病原”与“修复生态”并举的双管齐下策略，更是对“不归点”理论进行了有益的精细化阐释，证明在关键窗口期进行多靶点干预，早期黏膜病变具有可逆的潜力。这为管理H. pylori相关胃病，特别是慢性无症状或反复感染的高危人群，以及最终实现胃癌预防，提供了一个具有重要临床转化前景的创新范式。
