齊一生物科技（上海）有限公司
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范圍內(nèi)的抗生素濫用在zui近受到了非常多的關(guān)注。由于過量使用抗生素，越來越多的細(xì)菌產(chǎn)生了抗藥性，從而造成了“超級細(xì)菌”的出現(xiàn)。與此同時，新型抗生素的研發(fā)并沒有能跟上細(xì)菌進(jìn)化的速度。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的估計，到2050年，每年可能會有一千萬人死于耐藥細(xì)菌。
為了更新應(yīng)對細(xì)菌的武器庫，一些科學(xué)家采取了不同的手段。他們不再發(fā)展改進(jìn)傳統(tǒng)的抗生素，而是把目光轉(zhuǎn)向了一些天然的抗菌物質(zhì)，它們中的一些是蛋白質(zhì)的片段，稱之為多肽。近日，來自美國麻省理工學(xué)院、巴西巴西利亞大學(xué)和加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的科研人員合作設(shè)計了一種抗菌多肽，它可以消滅包括耐藥菌在內(nèi)的許多種細(xì)菌，這一成果發(fā)表在了Nature出版集團(tuán)刊物《Scientific Reports》上。
許多生物天然就會產(chǎn)生抗菌多肽，這是機體自身免疫系統(tǒng)的一個組成部分，它們不僅能夠消滅入侵的細(xì)菌，還可以殺死包括真菌、病毒在內(nèi)的其它微生物。它們的長處在于通過多個不同機制作用于細(xì)菌。首先，它們可以在入侵細(xì)菌的細(xì)胞膜上鉆孔，進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部后，可以破壞多個目標(biāo)，包括DNA、RNA和蛋白。其次，它們可以激活生物體自身的免疫系統(tǒng)，召喚白細(xì)胞以*消滅入侵微生物。這也是這些多肽與傳統(tǒng)抗生素zui大的區(qū)別。此外，它們還可以抑制由于免疫系統(tǒng)反應(yīng)過度而產(chǎn)生的全身敗血癥。
天然產(chǎn)生的抗菌多肽通常由20個氨基酸組成，它們包括一個帶正電的區(qū)域幫助在細(xì)胞膜上打孔，還有一個疏水區(qū)域使其能順利穿過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部。隨著現(xiàn)代計算技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們可以通過替換或加入新的氨基酸來改造天然抗菌多肽，甚至設(shè)計并制造新的抗菌多肽，讓它們變得更有殺傷力。
在這次的研究中，科學(xué)家們以一種在海洋生物海鞘體內(nèi)找到的抗菌多肽clavanin-A為基礎(chǔ)加以改造，包括加上了5個疏水氨基酸，讓整個多肽更容易進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)。他們將新的抗菌多肽稱為clavanin-MO。在小鼠體內(nèi)的實驗發(fā)現(xiàn)，clavanin-MO可以消滅具有耐藥性的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌菌株。它還可以摧毀一些細(xì)菌在物體表面形成的生物膜，比如說經(jīng)常在囊腫性纖維化患者肺部發(fā)現(xiàn)的由銅綠假單胞菌形成的生物膜。
文章的通訊作者之一，麻省理工學(xué)院的Cesar de la Fuente博士說：“我們的目標(biāo)是為抗生素耐藥性找到解決方案。耐藥細(xì)菌預(yù)計將超過癌癥，成為人類健康的*殺手。抗菌多肽提供了一個有效的替代方案。一個這樣的分子，既可以殺死耐藥細(xì)菌，又可以加強免疫力，還防止了過度免疫反應(yīng)。”
研究人員計劃進(jìn)一步改進(jìn)抗菌多肽的設(shè)計，并zui終投入臨床使用。他們認(rèn)為，如果和傳統(tǒng)抗生素聯(lián)用，可以更有效地消滅細(xì)菌，以及防止新的耐藥性產(chǎn)生。
參考資料：
[1] An anti-infective synthetic peptide with dual antimicrobial and immunomodulatory activities
[2] Engineers design a new weapon against bacteria
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