从东方铃蟾中探寻抗菌新力量：新型蛙皮素衍生肽的发现与优化

在细菌耐药性日益严峻的当下，研究人员针对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）感染问题，开展了从东方铃蟾中发现并优化新型蛙皮素衍生肽的研究。结果显示，[Arg8,15] BH2L 和 [Lys7,8] BH2L 对耐药菌株疗效显著。这为抗菌药物研发带来新希望。

　　在现代医疗领域，细菌耐药性问题愈发棘手。据统计，2019 年全球约 127 万人死于耐药菌感染，其中金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，简称 S. aureus）是常见且危险的食源性病原体，耐药变种如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant S. aureus，MRSA）更是给全球医疗系统带来巨大挑战。传统抗生素局限性渐显，研发新抗生素困难重重，因此寻找有效替代物迫在眉睫。在此背景下，来自英国贝尔法斯特女王大学（Queen’s University Belfast）的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表于《Probiotics and Antimicrobial Proteins》。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：从东方铃蟾（Bombina variegata）获取皮肤分泌物，通过分子克隆技术鉴定出新型肽；借助生物信息学分析设计肽类似物；利用固相肽合成（SPPS）、高效液相色谱（HPLC）等技术合成并纯化肽；采用多种体外实验和体内猪皮模型实验评估肽的抗菌活性、细胞毒性等。

研究结果如下：

• 新型肽的鉴定：从东方铃蟾皮肤分泌物中成功克隆并鉴定出两种新型肽，即蛙皮素样肽 7S（bombinin-like peptide 7S，BLP - 7S）和蛙皮素 H2L（bombinin-H2L，BH2L）。BLP - 7S 对革兰氏阴性菌抗菌活性较强，BH2L 对革兰氏阳性菌作用更显著。
• 肽类似物的设计与特性：以 BH2L 为模板设计一系列类似物，如 [Lys⁷]BH2L、[Arg⁸] BH2L 等。研究发现，改变肽的净正电荷和疏水性等可影响其抗菌活性和溶血活性。例如，[Arg^8,15] BH2L 和 [Lys^7,8] BH2L 不仅保持了对 MRSA 菌株的强效抗菌活性，还显著改善了生物安全性。
• 抗菌活性与选择性评估：通过多种实验评估合成肽的抗菌活性、溶血活性和细胞毒性。结果表明，[Arg^8,15] BH2L 和 [Lys^7,8] BH2L 对测试的 MRSA 菌株抗菌效果良好，且具有较高的治疗指数（TI），对人体细胞的毒性相对较低。
• 抗菌机制研究：一系列实验证实，[Arg^8,15] BH2L 和 [Lys^7,8] BH2L 通过靶向细菌膜发挥抗菌作用，它们能与脂磷壁酸（lipoteichoic acid，LTA）结合，破坏细菌细胞膜的完整性，导致细胞膜电位消散和细胞死亡。
• 生物膜相关研究：[Arg^8,15] BH2L 和 [Lys^7,8] BH2L 对 MRSA 生物膜具有显著的抑制和清除作用，对生物膜形成的抑制效果明显，还能有效清除生物膜中的持留菌（persister cells）。
• 体内抗菌活性研究：在体外猪皮感染模型中，[Lys^7,8] BH2L 在 MIC 浓度下对选定的 MRSA 菌株持留菌具有显著清除能力，[Arg^8,15] BH2L 和 [Lys^7,8] BH2L 在 10 倍 MIC 浓度下能完全清除 MRSA 持留菌，而万古霉素效果不佳。

研究结论与讨论部分指出，该研究发现的新型肽及其类似物为抗菌治疗提供了有潜力的候选药物。通过对 BH2L 的结构修饰揭示了影响肽抗菌活性的多种因素，为进一步优化肽结构提供了理论依据。尽管这些肽在抗菌方面表现出诸多优势，但对人体细胞仍有一定毒性，后续需进一步优化结构以提高血浆稳定性和降低毒性，有望开发成治疗耐药性葡萄球菌感染的有效药物，为解决细菌耐药性问题带来新的曙光。