“纳米酶”疗法可以防止有害的牙菌斑的形成

越来越多的证据表明缺铁性贫血和严重的蛀牙有联系。虽然这两种疾病都与不良饮食有关，而且在生活在贫困环境和有潜在医疗条件的人群中更为常见，但它们之间的联系是相关的还是致病的尚不清楚。

现在，宾夕法尼亚大学(University of pennsylvania)与印第安纳大学(Indiana University)合作进行的一项研究表明，FDA批准的缺铁性贫血疗法也有望治疗、预防甚至诊断龋齿。这种治疗方法是由一种含有氧化铁纳米颗粒的溶液和双氧水混合而成的，它被应用到真正的牙釉质上，牙釉质被放置在一个类似假牙的装置上，并由研究对象佩戴。

这项发表在《纳米快报》(Nano Letters)杂志上的研究发现，每天两次使用阿鲁莫木醇(ferumoxytol)，可以激活后续漱口水中所含的过氧化氢，显著减少有害牙菌斑的积聚，并对造成蛀牙的主要细菌有靶向作用。这些具有酶样性质的纳米颗粒有时被称为“纳米酶”，人们正越来越多地探索它们在生物医学和环境方面的应用潜力。

宾夕法尼亚大学牙科医学院教授Hyun (Michel) Koo说:“我们发现这种方法既精确又有效。它会破坏生物膜，尤其是由变形链球菌形成的生物膜，而变形链球菌会导致龋齿，它还会降低釉质腐蚀的程度。这是我们所知的第一个在临床环境中进行的研究，证明了纳米酶对传染病的治疗价值。”

2018年一篇发表在《Nature Communications》上的论文表明，氧化铁纳米颗粒-过氧化氢治疗可以防止生物膜的积累和蛀牙在实验模型和动物模型。

在目前的工作中，科学家们想要更进一步，在人类身上进行研究。在一项随机研究中，他们让15名参与者使用一种可移动的、带有真牙釉质的假牙状装置，这种方法是由印第安纳大学(Indiana University)的Domenick T. Zero开发的，并进行了广泛的测试，他是这篇论文的共同通讯作者。

研究参与者每天四次将含糖溶液应用到设备上，模拟日常生活中摄入的高糖食物和零食。参与者被要求不刷牙釉质标本，而是每天清洗器具两次。参与者被分为三组，一组使用ferumoxytol，然后用过氧化氢漂洗，一组使用提供铁羟木醇中无活性成分的溶液，第三组只用水。

14天后，研究人员分析了牙釉质标本上积累的生物膜。他们发现，实验处理有效地减少了含有变形链球菌的生物膜的生长，并能以高特异性杀死这种细菌。通常在口腔中发现的其他共生细菌不受ferumoxytol-过氧化氢疗法的影响。

该方法的结果和安全性得到了先前工作的支持，在动物模型中，氧化铁纳米颗粒不会与口腔黏膜组织结合，也不会引起细胞毒性或口腔微生物组的变化。

这种治疗似乎不会产生有害的、脱靶的效果。

催化过氧化氢的反应只会在高酸性环境中发生，比如当导致龋齿的细菌存在并活跃时。这种处理也会导致碳水化合物的粘性基质分解，降解生物膜并暴露出微生物。阿魏木醇能特异性结合变形链球菌细胞膜上的受体，促进其杀伤。

在研究的最后阶段，研究人员添加了一种标记物，当暴露于活性氧物种时，比如由过氧化氢和ferumoxytol纳米颗粒催化产生的活性氧物种，它会变成蓝色。事实上，研究小组发现蓝色标记的强度与含有变形链球菌的酸性生物膜相对应。

由于这种“检测”能力，这种实验性治疗方法有可能成为所谓的“治疗药物”，也就是说，一种既可以诊断疾病，又可以治疗疾病的药物。“它也可以在家里使用，你可以用它漱口，看看有多少导致蛀牙的菌斑，然后用这种溶液进行治疗，或咨询牙医进行后续治疗。”

作者Hyun (Michel) Koo是宾夕法尼亚大学牙科医学院正畸学系、社区口腔健康和儿童牙科学部的教授。

这项研究得到了美国国立卫生研究院(Grant DE025848)和强生公司(Grant 573399)的支持。