2026年7月30日，海南医科大学（海南省医学科学院）生命科学与医学技术学院邬强教授团队联合海南大学，在中国科学院1区期刊《Journal of Nanobiotechnology》杂志发表题为“Iron-free ferroptosis-like nanoreactors for microenvironment-activated antibiofilm therapy via cascade lipid peroxidation amplification”的研究成果。该研究针对细菌感染微环境的复杂性，构建了一种基于碳化钒MXene（V₂CT_x）、过氧化锌（ZnO₂）、牛血清白蛋白（BSA）和光敏剂吲哚菁绿（ICG）的“无铁”铁死亡样抗菌纳米反应器（VZI）。该体系通过微环境激活与近红外光触发的级联脂质过氧化放大机制，实现了对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）生物膜感染的高效清除，为应对耐药细菌生物膜感染开辟了全新的非抗生素治疗路径。

细菌生物膜的天然屏障和抗生素耐药性的不断演变，使传统抗菌疗法面临严峻挑战。近年来，铁死亡样抗菌策略因其通过破坏脂质和细胞膜实现非靶向杀菌而备受关注。然而，传统的依赖铁的纳米技术在体内应用时存在明显局限，不仅受限于细菌胞内有限的铁质积累和强大的抗氧化防御系统（如谷胱甘肽GSH），还严重受到伤口和脓肿等缺氧微环境中氧化底物（如H₂O₂和O₂）匮乏的制约。因此，如何突破底物限制和细菌的抗氧化防线，实现高效的无铁铁死亡样杀菌，是该领域亟待解决的关键瓶颈。

针对上述难题，研究团队创新性地设计了VZI纳米反应器，巧妙实现了“自供底物—耗竭防御—级联放大”的协同作用。在酸性的生物膜感染微环境中，VZI中的ZnO₂能够持续降解产生H₂O₂和O₂，有效克服了底物不足和缺氧限制。同时，多价态的V₂CT_x骨架介导类芬顿氧化还原循环，并大量消耗细菌胞内GSH，彻底瓦解细菌的抗氧化稳态。在近红外光照射下，负载的ICG产生大量单线态氧（¹O₂），直接启动细胞膜脂质过氧化链式反应，而相伴的光热效应则进一步加速了封闭纳米反应器内的氧化反应动力学。多重机制协同，最终导致细菌膜发生灾难性的多不饱和脂肪酸重塑与铁死亡样塌陷。靶向脂质组学分析也充分证实，脂质过氧化是该体系诱导细菌死亡的主导性致死途径。在实际应用潜力方面，研究团队在MRSA感染的小鼠皮肤创面模型和皮下脓肿模型中对VZI进行了系统验证。结果表明，VZI不仅展现出卓越的体内清除细菌生物膜功效，还能通过消除感染极大地改善局部微环境。VZI治疗有效下调了促炎因子IL-1β的表达，上调了修复型巨噬细胞标志物Arg-1，同时促进了血管内皮生长因子VEGF和CD31的表达以及胶原纤维的致密沉积。该方案在高效杀菌的同时，成功重塑了免疫微环境，极大地促进了炎症的消退、血管生成以及受损组织的再生与修复。

该成果以海南医科大学为第一完成单位。郭正才博士与博士研究生陈智凌为本论文的共同第一作者，海南医科大学邬强教授、张瑞博士和海南大学涂进春教授为本论文的共同通讯作者。该工作在国家自然科学基金、海南省自然科学基金以及海南省科技专项资金等项目的资助下完成。

原文链接：https://doi.org/10.1186/s12951-026-04851-y

通讯员：邬强

一审：王俊杰

二审：金红林

三审：李春报