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抗菌肽的設(shè)計(jì)與臨床研究策略

2024-01-01 00:00:00劉艷超孫欣馬天玥鄭珩

摘要:抗生素耐藥性問(wèn)題嚴(yán)重威脅著人類(lèi)健康,是全球公共衛(wèi)生安全的主要威脅之一。具有廣譜抗菌活性、多樣殺菌機(jī)制的抗菌肽作為近年來(lái)的研究熱點(diǎn),被認(rèn)為是極具潛力的抗生素替代品。目前已有部分抗菌肽正在進(jìn)行用于預(yù)防和治療細(xì)菌病原體感染的臨床試驗(yàn),然而,較低的生物利用度及溶血活性等可能存在的毒副作用給天然抗菌肽的臨床轉(zhuǎn)化帶來(lái)了障礙。因此,通過(guò)介紹抗菌肽在臨床上的研究進(jìn)展,并總結(jié)抗菌肽藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程中的挑戰(zhàn)及開(kāi)發(fā)策略,以期為抗菌肽的藥物開(kāi)發(fā)提供新的思路。

關(guān)鍵詞:抗菌肽;臨床進(jìn)展;抗菌藥物;抗菌機(jī)制;優(yōu)化改造;細(xì)菌耐藥性

中圖分類(lèi)號(hào):R978.1 " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A " " " " 文章編號(hào):1001-8751(2024)03-0145-09

Design and Clinical Research Strategies of Antimicrobial Peptides

Liu Yan-chao, " Sun Xin, " "Ma Tian-yue, " Zheng Heng

(School of Life Science and Technology, "China Pharmaceutical University, " Nanjing " 211100)

Abstract: Antimicrobial resistance is a serious threat to human health and global public health security. Antimicrobial peptides, which have garnered significant attention recently due to their broad-spectrum antibacterial activity and varied bactericidal processes, are being regarded as viable substitutes for antibiotics. At present, some antimicrobial peptides are undergoing clinical trials for the prevention and treatment of bacterial pathogen infections. "Nevertheless, low bioavailability and significant hemolytic activity, two potentially harmful side effects, prevented antimicrobial peptides from being clinically converted. In order to provide new ideas for the drug development of antimicrobial peptides, this article introduces the research progress of antimicrobial peptides in clinical, summarizes the challenges during the drug development and provides some strategies for its development.

Key words: antimicrobial peptides;clinical application;antimicrobial drugs;antibacterial mechanism;optimization and renovation;antimicrobial resistance

抗生素的長(zhǎng)期使用帶來(lái)了嚴(yán)重的細(xì)菌耐藥性(Antimicrobial resistance, AMR)問(wèn)題,甚至出現(xiàn)了多重耐藥菌(Multidrug-resistant bacteria)。由抗生素耐藥菌,特別是“ESKAPE”病原體(屎腸球菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鮑曼不動(dòng)桿菌、銅綠假單胞菌和腸桿菌屬)引起的感染頻率繼續(xù)增加,并導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)病率和死亡率[1-2]。然而新型抗生素的研發(fā)并不順利,根據(jù)FDA的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在21世紀(jì)的第一個(gè)十年,新上市的抗生素品種只有9種[3]。因此急需尋找具有高活性、低毒性和獨(dú)特抗菌機(jī)制的新型抗菌藥物來(lái)應(yīng)對(duì)耐藥菌在世界范圍內(nèi)的蔓延。

抗菌肽(Antimicrobial peptides, AMPs)又稱(chēng)為宿主防御肽,是一類(lèi)結(jié)構(gòu)多樣性的短肽,通常由小于100個(gè)氨基酸組成,具有廣譜的抗菌活性,在生物體的自然免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用[4-5]。AMPs結(jié)構(gòu)具有多樣性,根據(jù)其二級(jí)結(jié)構(gòu)可分為四種類(lèi)型:(1)α-螺旋肽(LL-37,Magainin等);(2)β-折疊肽,通常在肽二級(jí)結(jié)構(gòu)中含有二硫鍵,大多數(shù)防御素都屬于β-折疊肽;(3)αβ抗菌肽(以Phormicin為代表),同時(shí)含有α-螺旋和β-折疊結(jié)構(gòu);(4)非αβ抗菌肽,其肽結(jié)構(gòu)通常是無(wú)規(guī)卷曲,例如Indolicidin等[6]。AMPs具有廣譜活性、低靶點(diǎn)耐藥性和低免疫原性的優(yōu)點(diǎn),對(duì)大多數(shù)主要的革蘭陽(yáng)性和革蘭陰性細(xì)菌都能發(fā)揮殺菌作用,這些特點(diǎn)使其成為最有前景的候選抗菌藥物之一[7]。隨著AMPs的研究受到越來(lái)越多的關(guān)注,各類(lèi)收集AMPs信息的抗菌肽數(shù)據(jù)庫(kù)如APD[8]、DRAMP[9]、DBAASP[10]等抗菌肽數(shù)據(jù)庫(kù)不斷出現(xiàn),其中DRAMP專(zhuān)門(mén)收錄了臨床前和在臨床研究中的抗菌肽。本文綜述了AMP在臨床上的研究進(jìn)展,并闡述了臨床轉(zhuǎn)化過(guò)程中的挑戰(zhàn)和開(kāi)發(fā)策略。

1 AMPs的作用機(jī)制

AMPs的作用機(jī)制復(fù)雜,大致可分為直接殺傷和免疫調(diào)節(jié)兩類(lèi)[11],其中直接殺傷作用包括膜靶向和非膜靶向作用機(jī)制。

1.1 直接殺傷機(jī)制

1.1.1 膜靶向機(jī)制

膜靶向機(jī)制的理論模型主要包括桶板模型,環(huán)形孔模型和地毯模型等。膜靶向機(jī)制主要依賴(lài)于帶正電荷的抗菌肽與細(xì)菌細(xì)胞膜發(fā)生靜電相互作用,從而導(dǎo)致細(xì)胞膜表面電勢(shì)損耗,誘導(dǎo)脂質(zhì)雙層發(fā)生不對(duì)稱(chēng),引起細(xì)胞重要代謝物和內(nèi)部組分損失,細(xì)胞裂解死亡[12]。

1.1.2 非膜靶向機(jī)制

非膜靶向機(jī)制主要包括靶向細(xì)菌細(xì)胞壁和具有細(xì)菌內(nèi)靶標(biāo)兩種類(lèi)型,AMP可以與傳統(tǒng)抗生素一樣抑制細(xì)菌細(xì)胞壁合成從而發(fā)揮抗菌作用,除此之外還可以穿透細(xì)菌細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),結(jié)合DNA,阻斷酶活性,抑制蛋白質(zhì)或核酸的合成[13-14]。

1.2 免疫調(diào)節(jié)機(jī)制

免疫調(diào)節(jié)是通過(guò)招募和激活免疫細(xì)胞,從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫殺傷作用[12]。一些AMP可以誘導(dǎo)多種免疫反應(yīng),包括減輕內(nèi)毒素引起的炎癥反應(yīng)、誘導(dǎo)促炎因子合成、調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫或誘導(dǎo)細(xì)胞因子分泌并隨后招募巨噬細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[15]。

2 AMPs的臨床研究進(jìn)展

目前已有許多AMPs正在進(jìn)行用于治療細(xì)菌和真菌病原體感染的臨床試驗(yàn),尤其是各種耐藥菌的感染。表1總結(jié)了近年來(lái)進(jìn)行臨床試驗(yàn)的AMPs,根據(jù)其來(lái)源不同,主要可以分為天然AMP和人工合成的AMP。

2.1 天然AMP

天然AMP來(lái)源廣泛,包括動(dòng)物、植物、微生物(細(xì)菌、放線菌和真菌)等,多數(shù)進(jìn)入臨床的肽都是源自天然AMP,或從天然AMP設(shè)計(jì)改造而來(lái)(表2)。

2.1.1 微生物來(lái)源的AMP

微生物來(lái)源的抗菌肽是最早被發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用于臨床,但由于其結(jié)構(gòu)中的氨基酸殘基通常含有復(fù)雜的修飾或環(huán)化結(jié)構(gòu),因此常規(guī)上被歸類(lèi)于肽類(lèi)抗生素。根據(jù)其修飾類(lèi)型的不同主要包括糖肽類(lèi)抗生素和脂肽類(lèi)抗生素等。

達(dá)托霉素(Daptomycin,圖1c)是具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的脂肽類(lèi)抗生素,用于治療皮膚和皮下組織的細(xì)菌感染,其作用機(jī)制是可以通過(guò)破壞細(xì)菌細(xì)胞膜導(dǎo)致其內(nèi)容物泄漏來(lái)殺死細(xì)菌,此外,還可以抑制蛋白質(zhì)、DNA和RNA的合成。由于其獨(dú)特的作用方式,與其他抗生素不存在交叉耐藥性,達(dá)托霉素可以與各種抗生素協(xié)同用藥治療耐萬(wàn)古霉素屎腸球菌(VRE)或耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)引起的感染[16]。

萬(wàn)古霉素(Vancomycin,圖1a)和替考拉寧(Teicoplanin,圖1b)是天然第一代糖肽類(lèi)抗生素的代表。萬(wàn)古霉素是一種從東方鏈霉菌中分離的天然糖肽類(lèi)抗生素,可以通過(guò)抑制細(xì)胞壁的合成來(lái)抵抗革蘭陽(yáng)性細(xì)菌的感染,于1958年經(jīng)FDA批準(zhǔn)臨床使用。最初萬(wàn)古霉素在臨床中的應(yīng)用受到其治療副作用及具有甲氧西林等其他替代藥物的限制并未廣泛使用,但是20世紀(jì)80年代MRSA的出現(xiàn),使萬(wàn)古霉素成為多種革蘭陽(yáng)性菌(MRSA,肺炎鏈球菌,艱難梭菌等)感染的一線治療藥物[17-18]。替考拉寧是一種與萬(wàn)古霉素類(lèi)似的新型肽類(lèi)抗生素,但它具有疏水性取代基,這使其性質(zhì)不同于萬(wàn)古霉素,由于這種差異替考拉寧被稱(chēng)為脂糖肽。替考拉寧相對(duì)于萬(wàn)古霉素具有更長(zhǎng)的半衰期和更好的耐受性,同時(shí)其不良反應(yīng)(包括耳毒性和腎毒性)發(fā)生率低[19]。

天然脂糖肽替考拉寧的發(fā)現(xiàn)激發(fā)了人們對(duì)于半合成脂糖肽類(lèi)抗生素開(kāi)發(fā)的興趣,目前有三種半合成脂糖肽已上市,分別是特拉萬(wàn)星(Telavancin,圖1d),達(dá)巴萬(wàn)星(Dalbavancin,圖1e)和奧利萬(wàn)星(Oritavancin,圖1f)。特拉萬(wàn)星是萬(wàn)古霉素的衍生物,其結(jié)構(gòu)特征在于萬(wàn)古糖胺上添加癸氨乙基疏水側(cè)鏈修飾,同時(shí)在7位氨基酸芳環(huán)的對(duì)位連接一個(gè)親水性膦酰甲基氨甲基,疏水性基團(tuán)有利于增加細(xì)胞膜的相互作用以及增加對(duì)腸球菌的抗菌活力,親水性基團(tuán)則促進(jìn)體內(nèi)組織代謝和清除,減少腎毒性,改善了藥物在體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)特征。特拉萬(wàn)星具有抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的形成和擾亂細(xì)胞膜屏障功能的雙重抗菌機(jī)制,可用于治療由革蘭陽(yáng)性菌引起的復(fù)雜性皮膚和皮膚結(jié)構(gòu)感染(cSSSI)[20-21]。達(dá)巴萬(wàn)星是一種長(zhǎng)效抗菌劑,具有類(lèi)似于替考拉寧的結(jié)構(gòu),與替考拉寧相比對(duì)抗敏感腸球菌和MRSA具有更強(qiáng)的抗菌作用,且比其他糖肽類(lèi)的腎毒性更小,適用于治療急性細(xì)菌性皮膚和皮膚結(jié)構(gòu)感染[22-23]。奧利萬(wàn)星是一種衍生于氯雷霉素的萬(wàn)古霉素類(lèi)似物,奧利萬(wàn)星具有較低的誘導(dǎo)耐藥性的傾向,于2014年經(jīng)FDA批準(zhǔn)用于治療由多種革蘭陽(yáng)性菌株(包括MRSA和腸球菌)引起的成人急性細(xì)菌性SSSI[24]。

除上述已批準(zhǔn)上市的肽類(lèi)抗生素外,還有部分微生物來(lái)源的AMP處于臨床研究中。例如,Plectasin(圖2a)是一種真菌防御素衍生物,可用于MRSA感染,其作用機(jī)制是通過(guò)與脂質(zhì)相互作用從而抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成[25-26]。

2.1.2 植物來(lái)源的AMP

AMP廣泛存在于植物的根,莖、葉、花和種子中,根據(jù)序列相似性和結(jié)構(gòu)的不同, 可將植物AMPs分為硫堇、防御素、橡膠蛋白、Knottins、脂轉(zhuǎn)移蛋白和Snakins等。植物來(lái)源的AMP可發(fā)揮抗菌、抗腫瘤、抗病毒等多種生物活性[27]。

2.1.3 動(dòng)物來(lái)源的AMP

目前進(jìn)入臨床研究的抗菌肽中大多數(shù)是來(lái)源于動(dòng)物的天然AMP或天然AMP衍生物。LL-37(圖2b)是一種來(lái)源于人的組織蛋白酶抑制素(Cathelicidin)類(lèi)抗菌肽,主要由上皮細(xì)胞和中性粒細(xì)胞產(chǎn)生,可用于治療糖尿病引起的足潰瘍[28]。除動(dòng)物中分離得到的天然AMP外,還有部分是天然抗菌肽的衍生物,其中PXL01和hLF1-11(圖2c)均衍生于人乳鐵蛋白,在一項(xiàng)Ⅱ期臨床試驗(yàn)中證實(shí)了用透明質(zhì)酸鈉中的PXL01治療可預(yù)防與手部手術(shù)相關(guān)的術(shù)后粘連形成[29]。hLF1-11是含有人乳鐵蛋白N末端氨基酸1-11的陽(yáng)離子片段,該肽用于免疫功能受損的造血干細(xì)胞移植受者的菌血癥和真菌感染的靜脈內(nèi)治療[30]。

2.2 人工合成肽

人工合成肽的代表有C16G2、PL-5和p2TA(AB103)等。C16G2是一種特異性靶向齲齒病原體變形鏈球菌的合成AMP[31-32],目前許多關(guān)于C16G2的Ⅱ期臨床研究已完成(NCT02044081,NCT03004365,NCT02594254)。PL-5作為全新設(shè)計(jì)的抗菌肽,對(duì)局部開(kāi)放性創(chuàng)面感染有很好的療效,尤其是對(duì)耐藥菌例如銅綠假單胞菌和MRSA等有很好的殺傷能力,同時(shí)不易產(chǎn)生新的耐藥菌,具有極大的市場(chǎng)潛力和極廣的應(yīng)用前景。該產(chǎn)品目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)完成針對(duì)治療繼發(fā)性創(chuàng)面感染的IIIb期臨床研究[33]。p2TA(AB103)是一種通過(guò)靜脈注射治療軟組織壞死感染的合成肽,目前已通過(guò)Ⅲ期臨床[34]。

在臨床應(yīng)用中,AMP還用于治療各種真菌感染。Caspofungin,Anidulafungin和Micafengin自2000年以來(lái)經(jīng)FDA批準(zhǔn)已陸續(xù)上市并廣泛用于治療侵襲性念珠菌病和其他形式的系統(tǒng)性真菌病(表2)。Novexatin (NP213)是一種以宿主防御肽為模板設(shè)計(jì)的環(huán)陽(yáng)離子肽,用于甲真菌病的局部治療[35]。

2.3 AMP臨床應(yīng)用中的困難

雖然抗菌肽憑借其良好的廣譜抗菌活性和不易誘導(dǎo)產(chǎn)生耐藥性的優(yōu)點(diǎn)有望成為新型抗菌藥物。然而,只有少數(shù)AMP已成功應(yīng)用于臨床治療并上市(表2)。造成這種情況的原因是在復(fù)雜的體內(nèi)環(huán)境中,pH值的變化、蛋白酶的水解作用和腎清除作用會(huì)影響抗菌肽的效力,使其無(wú)法發(fā)揮長(zhǎng)效作用,此外,部分AMP具有較強(qiáng)的溶血活性和體細(xì)胞毒性,導(dǎo)致嚴(yán)重副作用[36-39]。例如,Omiganan (MBI-226, CLS001)被證明可預(yù)防中心靜脈導(dǎo)管插入手術(shù)患者的局部導(dǎo)管部位感染,但在一項(xiàng)Ⅲ期臨床試驗(yàn)(NCT00231153)的結(jié)果中顯示缺乏療效,原因可能是天然的L-Omiganan不穩(wěn)定,易被蛋白酶降解導(dǎo)致生物利用度降低[40-41]。蛋白素類(lèi)似物Murepavadin (POL7080)由于急性腎損傷高于預(yù)期在Ⅲ期臨床試驗(yàn)中終止[42]。即使是已經(jīng)批準(zhǔn)上市的幾種肽類(lèi)抗生素也具有半衰期短、毒性強(qiáng)以及生物利用度低的問(wèn)題,黏菌素用于治療革蘭陰性菌感染,目前它們是耐多藥革蘭陰性菌感染的一線治療,然而由于腎毒性和神經(jīng)毒性,多黏菌素的使用受到限制[43]。因此,抗菌肽的臨床轉(zhuǎn)化必須克服活性、穩(wěn)定性和毒性方面的困難。

3 AMPs的臨床開(kāi)發(fā)策略

盡管AMPs有望成為新型抗菌藥物,然而AMPs的臨床開(kāi)發(fā)受到抗菌活性、穩(wěn)定性和細(xì)胞毒性等因素的限制。細(xì)胞毒性產(chǎn)生的主要原因是抗菌肽在發(fā)揮作用過(guò)程中不能特異性識(shí)別細(xì)菌細(xì)胞膜和體內(nèi)細(xì)胞的細(xì)胞膜,從而無(wú)差別裂解細(xì)胞導(dǎo)致毒性,同時(shí)限制了AMPs的有效濃度[44]。此外,大多數(shù)AMPs都是由天然L型氨基酸組成,通常受到蛋白酶水解的影響,導(dǎo)致其半衰期短,穩(wěn)定性差。

目前已經(jīng)研究了許多策略來(lái)規(guī)避AMP的缺點(diǎn),并提高AMP的功效,其中對(duì)AMP的化學(xué)修飾是最常見(jiàn)和最簡(jiǎn)單的方法之一。化學(xué)修飾包括使用D型氨基酸、環(huán)化、乙酰化和擬肽等方式來(lái)逃避蛋白水解消化,以及序列縮短和用其他殘基替換以提高活性并降低生產(chǎn)成本[45]。對(duì)AMP進(jìn)行優(yōu)化的目標(biāo)是設(shè)計(jì)具有高活性、低毒性以及高穩(wěn)定性的抗菌肽[46]。

3.1 增強(qiáng)抗菌活性策略

對(duì)AMP序列中的部分位點(diǎn)進(jìn)行氨基酸替換可以改變抗菌肽的抗菌活性,可以使用D型氨基酸或非天然氨基酸進(jìn)行替換。通常,抗菌肽只有少量氨基酸對(duì)其抗菌活性起關(guān)鍵作用,在不影響其功能的情況下替換其他的氨基酸可以改善其藥效學(xué)。例如,陽(yáng)離子氨基酸賴(lài)氨酸和精氨酸 (Lys/Arg)帶正電荷,能夠與微生物細(xì)胞質(zhì)膜的陰離子表面相互作用,色氨酸(Trp) 在抗菌肽兩親性螺旋結(jié)構(gòu)的形成中起著關(guān)鍵作用[47-48]。使用這些氨基酸殘基的單個(gè)或多個(gè)取代可以提高抗菌活性。

除氨基酸替換外,糖基化和脂化修飾也可增強(qiáng)AMP的抗菌活性,目前已上市的抗菌肽中也含有大量糖基化和脂化修飾的抗菌肽。脂化是通過(guò)將不同長(zhǎng)度碳鏈的脂肪酸連接到AMP的末端或賴(lài)氨酸殘基上,有研究提示通過(guò)在AKK、SC4和KAK的N端連接C12脂肪酸后抗菌活性提高了9~20倍[49]。

3.2 提高穩(wěn)定性策略

使用D型氨基酸替換L型氨基酸可以降低AMP對(duì)蛋白水解的敏感性[50],從而提高AMP的穩(wěn)定性,延長(zhǎng)半衰期。Polybia-CP(ILGTILGLLKSL-NH2)是一種從保利斯黃蜂毒液中分離的抗菌肽,具有抗腫瘤、抗菌和抗真菌活性,由于其對(duì)蛋白酶敏感,導(dǎo)致其在體內(nèi)易降解,使用D-氨基酸替換所有L-氨基酸后能夠抵抗胰蛋白酶和糜蛋白酶的降解,提高其穩(wěn)定性[51]。W3R6是經(jīng)過(guò)部分D-氨基酸取代后的抗菌肽,對(duì)蛋白水解酶的抵抗力增強(qiáng),但不改變其抗菌活性[52]。

另一種穩(wěn)定性優(yōu)化策略是肽環(huán)化,環(huán)化可降低抗菌肽的柔韌性并增強(qiáng)AMP的穩(wěn)定性[53]。目前已上市的肽類(lèi)抗生素,包括多黏菌素、達(dá)托霉素、短桿菌肽等都是環(huán)肽。最常見(jiàn)的環(huán)化技術(shù)是二硫鍵環(huán)化,通過(guò)半胱氨酸側(cè)鏈硫醇的氧化反應(yīng)產(chǎn)生二硫鍵。通過(guò)在Cathelicidin-BF15序列中添加兩個(gè)Cys引入二硫鍵從而獲得環(huán)狀ZY4(即改造后序列),ZY4在耐藥菌銅綠假單胞菌和鮑曼不動(dòng)桿菌誘導(dǎo)的感染中表現(xiàn)出低誘導(dǎo)耐藥傾向,高體內(nèi)穩(wěn)定性和治療潛力[54]。近年來(lái),訂書(shū)肽的研究受到廣泛關(guān)注,訂書(shū)肽設(shè)計(jì)是通過(guò)在側(cè)鏈基團(tuán)上交叉偶聯(lián)形成連接橋來(lái)穩(wěn)定α-螺旋構(gòu)象的環(huán)化技術(shù),訂書(shū)肽的設(shè)計(jì)需要考慮到多種因素的影響,包括疏水性、溶血性、螺旋性以及凈電荷等特性[55]。黃蜂毒肽Polybia-MP1具有高抗菌活性和低毒性,但是對(duì)蛋白酶高度敏感,通過(guò)訂書(shū)肽設(shè)計(jì)得到的衍生物不僅螺旋度增加了3倍,蛋白水解穩(wěn)定性提高了約70倍[56]。為了促進(jìn)訂書(shū)肽類(lèi)抗菌肽的研發(fā),查閱實(shí)DRAMP數(shù)據(jù)庫(kù)[9],搜錄了當(dāng)前文獻(xiàn)報(bào)道的188條有抗菌活性的訂書(shū)肽,這也是目前唯一收錄訂書(shū)肽信息的抗菌肽數(shù)據(jù)庫(kù)。

此外,N端乙酰化、C端酰胺化等修飾均可保護(hù)肽序列免遭蛋白酶水解,提高穩(wěn)定性。

3.3 減少毒性策略

抗菌肽通常依賴(lài)靜電相互作用與細(xì)菌細(xì)胞膜結(jié)合從而發(fā)揮抗菌作用,然而該機(jī)制選擇性差,易對(duì)正常細(xì)胞產(chǎn)生作用從而產(chǎn)生毒性。在一些情況下,通過(guò)使用D型氨基酸替換L型氨基酸是降低毒性的一種策略,將蜂毒素中部分氨基酸進(jìn)行替換,可以合成蜂毒素的非對(duì)映異構(gòu)體,非對(duì)映異構(gòu)體保留了抗菌活性,但僅與帶負(fù)電的磷脂結(jié)合并使其裂解,而天然蜂毒素均能與細(xì)菌中的帶負(fù)電的磷脂和人細(xì)胞膜中的兩親性磷脂強(qiáng)烈結(jié)合[57]。此外,在一些情況下通過(guò)在兩親性螺旋的疏水面中插入極性氨基酸也可以增加AMP的選擇性,降低毒性[58]。

除上述對(duì)抗菌肽的設(shè)計(jì)改造方法外,AMP與抗生素的聯(lián)合用藥策略也可以發(fā)揮協(xié)同抗菌作用并克服耐藥性的問(wèn)題,研究表明LL-37抗菌肽與阿奇霉素等抗生素聯(lián)合用藥時(shí)對(duì)銅綠假單胞菌株表現(xiàn)出協(xié)同抑制和殺菌作用[59],當(dāng)多黏菌素B、氨曲南和阿米卡星單一或雙聯(lián)用藥時(shí)均無(wú)法克服黏菌素耐藥大腸埃希菌的感染,然而這三種藥物的聯(lián)合用藥可根除該耐藥菌[60]。此外,各種藥物遞送技術(shù)如脂質(zhì)體系統(tǒng)、肽納米材料等也可以改善AMP的穩(wěn)定性和活性,肽偶聯(lián)物的設(shè)計(jì)可以提高AMP靶向性和特異性,加速AMP的臨床開(kāi)發(fā)。

4 總結(jié)與展望

越來(lái)越多證據(jù)表明,長(zhǎng)期使用抗生素會(huì)導(dǎo)致微生物產(chǎn)生耐藥性,隨著多種耐藥菌株的出現(xiàn),尋找新型抗菌藥物刻不容緩。抗菌肽廣譜抗菌活性和不易產(chǎn)生耐藥性的特點(diǎn)使其有希望替代抗生素成為新型抗菌藥物。雖然目前受到半衰期短、蛋白酶降解以及毒副作用的影響,AMP的臨床應(yīng)用受到限制,但是已有應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的新型技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)。除了對(duì)抗菌肽進(jìn)行設(shè)計(jì)改造外,AMP與抗生素的聯(lián)合用藥策略也可以發(fā)揮協(xié)同抗菌作用并克服耐藥性的問(wèn)題。盡管一些AMP已經(jīng)獲得FDA批準(zhǔn)或處于臨床試驗(yàn)后期,但探索之路仍然漫長(zhǎng)。期待未來(lái)能開(kāi)發(fā)基于AMP的治療策略,提高AMP藥物的安全性、有效性和特異性。

參 考 文 獻(xiàn)

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