工程化活体材料通过持续释放益生菌抑制尿路致病性大肠杆菌的生长及其对尿路上皮细胞的侵袭

复发性尿路感染（rUTI）是一个重大的公共卫生问题。rUTI最常见的病原体是尿路致病性大肠杆菌（UPEC）。用于rUTI预防和治疗的抗微生物药物方案会扰乱微生物组，并导致耐抗微生物药物的微生物感染。因此，亟需开发能够保留微生物组的替代方法，以预防rUTI。无症状菌尿（ABU）大肠杆菌菌株83972（ABEC）能够在不引起尿路感染症状的情况下，在尿路中竞争性抑制UPEC，但其在膀胱内的持续存在时间有限，因而限制了其疗效。在本研究中，我们研究了一种由工程化活体材料（ELM）制成的装置，该装置能够持续释放ABEC，作为一种无需抗生素的尿路感染和rUTI防治平台。利用包含人尿路上皮细胞、人尿液及定期尿液更换的生理相关体外模型，我们发现，释放ABEC的ELM能够抑制UPEC增殖，并抑制UPEC黏附于尿路上皮细胞及侵入尿路上皮细胞；尤其是在ABEC维持于与UPEC相当或高于UPEC的水平时，这种作用更为明显。由于ELM能够持续释放ABEC，即使浮游细菌在排尿过程中被清除，ELM仍可维持竞争压力，其效果优于单次给予游离ABEC。在rUTI模型中，ELM持续释放ABEC可降低从受感染尿路上皮细胞中释放出的UPEC的增殖和再次侵袭，而UPEC向破裂ELM内部的渗入仍可忽略不计。最后，我们设计了第一代ELM装置，该装置可经尿道递送并滞留于小鼠膀胱内，在体内实现ABEC的持续释放；ABEC可在膀胱、肾脏和尿液中持续存在至少4天。总之，我们报道了一种ELM装置的开发，该装置能够持续释放ABEC，从而在rUTI体外模型中抑制UPEC增殖及其侵入尿路上皮细胞，并证明了其在小鼠膀胱内实现ABEC持续释放的能力。

复发性尿路感染（rUTI）是一个重大的公共卫生问题。rUTI 最常见的病因是尿路致病性大肠埃希菌（UPEC）。针对 rUTI 的抗菌药物预防和治疗方案会扰乱微生物组，并导致耐抗菌药物微生物引起的感染。因此，亟需开发能够保留微生物组的替代性方法，以预防 rUTI。无症状菌尿（ABU）

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