此前，我们推出了多重耐药菌(MDRO)——，它对三种或三种以上临床使用的作用机制不同的抗菌药物具有耐药性。这个概念之所以受到高度关注，是因为病原体的耐药性正以惊人的速度上升，而现有的干预手段还比较有限。MDRO的原因之一是滥用抗生素。抗生素耐药性(AMR)已被世界卫生组织(世卫组织)列为“2019年全球十大健康威胁之一”。美国疾病控制和预防中心(CDC)曾预测，按照耐药细菌的快速进化趋势，到2050年，死于AMR的人数将达到1000万，甚至超过每年死于癌症的患者人数。
AMR与抗生素的发展(来源：参考文献[1])
面对这一问题，除了进一步开发新的抗生素对患者进行有效治疗外，通过表面消毒等手段及时阻断病原体的传播渠道，做好监管和防护工作对AMR也有重要的预防作用。表面消毒的方法包括物理消毒和化学消毒。物理消毒就是通过紫外线照射和高温煮沸来杀灭病原体。化学消毒包括使用漂白剂和过氧化氢等氧化性消毒剂，但这种方法可能会损坏医疗器械和设备，有时还会引起其他健康问题。人们还会在高分子材料中嵌入金属(如Ag、Cu)或金属氧化物(如ZnO、TiO2)纳米颗粒进行消毒，但这种金属纳米颗粒会导致生物体内的生物累积，也会给环境和人体健康带来隐患。此外，光敏剂也可以结合到聚合物分子中。这种材料在氧气存在的情况下，被可见光激发，可以产生单线态氧，从而达到杀菌的目的。
不同的表面消毒方法(来源：参考文献[2])
最近，北卡罗来纳州立大学(罗利)的Richard J. Spontak与Reza A. Ghiladi教授合作。发现五嵌段高分子材料聚[叔丁基苯乙烯-b-(乙烯-alt-丙烯)-b-(苯乙烯磺酸)-b-(乙烯-alt-丙烯)-b-叔丁基苯乙烯](TESET)能有效杀灭多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，5分钟内可杀灭99.999%的病原体。此外，这类聚合物不仅可以抗菌，对病毒也有很好的灭活效果。相关结果发表在英国皇家化学学会(RSC)杂志《材料地平线》(Materials Horizons)上。
图片来源：参考文献[2]
一些高分子材料通过适当的功能化可以产生抗菌作用，其机理是材料分子修饰的阳离子种与微生物细胞膜表面的阴离子种发生静电相互作用，从而诱导细胞膜破裂。这种灭菌方法可以避免损坏医疗仪器设备，也不会带来环境影响。早期的研究表明，TESET的相邻结构单元是热力学不相容的，因此可以自发自组装成纳米结构材料，具有良好的稳定性和机械强度，可应用于水净化、气体分离、有机太阳能电池等领域。发现这种聚合物以磺化苯乙烯为中间嵌段，既克服了有机聚合物的疏水问题，又不会因为磺化度太高而溶于水。在水溶液条件下，仅部分溶胀，呈水凝胶状态，并能保持机械稳定性。另外，磺酸基团在水溶液中可以电离，产生的磺酸阴离子与微生物细胞膜表面携带的电荷相同，但同时产生的水合氢离子可以显著降低周围环境的pH，从而增加微生物细胞膜外膜的应力，促进其破裂，达到杀灭微生物的目的。
制备了两种不同磺化度的TESET，即磺化度为26 mol%的TESET26和磺化度为52 mol%的TESET52，并考察了其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抗菌活性。高磺化度的TESET52杀菌效果更好，5分钟杀灭99.9999%的MRSA。
TESET对MRSA的抗菌活性(来源：参考文献[2])
他们进一步研究了TESET对其他细菌的抗菌作用。两种聚合物都能在5分钟内杀灭99.9999%的甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌，TESET26的杀菌效果更好。此外，两者对耐万古霉素的粪肠球菌(VRE)均有良好的杀灭作用。
对不同革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抑制作用(来源：参考文献[2])
TESET不仅对革兰氏阳性菌有效，而且对革兰氏阴性菌也有很好的抑制能力。TESET26和TESET52能有效杀灭鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌和大肠杆菌。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、VRE、鲍曼不动杆菌和肺炎克雷伯菌是六大超级细菌(ESKAPE)中的四个成员，对现有的大多数抗生素具有很强的耐药性。
这种聚合物不仅能杀死细菌，还能抵抗病毒和微生物，表现出广谱的抗菌功效。水疱性口炎病毒(VSV)和甲型流感病毒在TESET存在下可以有效灭活，而人5型腺病毒(HAd-5)没有包膜，灭活效果较差。但TESET52在5分钟内仍能灭活99.997%的HAd-5，相当于光动力灭活60分钟。
TESET对病毒的灭活效果(来源：参考文献[2])
作者还指出，TESET的磺酸盐可与金属离子络合，这降低了其抗微生物活性。但用盐酸甚至柠檬汁等酸性物质进一步处理，可以恢复其杀灭病原体的能力，因此可以根据实际需要调整这种材料的抗菌活性。TESET的另一个优点是可以完全回收。一旦达到使用寿命，就可以重新溶解铸造，达到循环利用的目的。另外，聚合物的末端是疏水的，可以通过物理交联来固定，使用方便。
基于上述优点，我们认为这种聚合物有望在生物医用材料、食品包装和智能纺织品等领域得到广泛应用。
参考数据
[1]关于抗生素耐药性。检索于2019年8月14日，来自
[2] Bharadwaja S. T. Peddinti等人，(2019年)。固有的自我消毒带电多嵌段聚合物，可在几分钟内杀死耐药微生物。脱线。霍里兹。DOI: 10.1039/c9mh00726a
[3]磺化聚合物能在几分钟内杀死抗药性微生物。检索于2019年8月14日，来自
原标题：既能杀死细菌又能杀死病毒。这种“材料”，了解一下。