综述:抗菌肽研究进展:攻克细菌耐药性时代的新挑战

【字体: 时间:2025年07月21日 来源:Biochimie 3.3

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  这篇综述系统探讨了抗菌肽(AMPs)作为应对细菌耐药性(AMR)的新型治疗策略,重点分析了其结构活性关系(SAR)、多重作用机制(包括膜靶向和非膜靶向)、临床转化面临的挑战(如体内in vivo稳定性),以及通过理性设计、递送系统优化和合成生物学技术提升疗效的最新进展。

  

抗菌肽:对抗细菌耐药性的进化武器库

INTRODUCTION
抗生素使用70余年后,多重耐药(MDR)细菌的蔓延使抗菌肽(AMPs)成为研究焦点。这类天然防御分子具有广谱抗菌活性,其独特的多重作用机制可规避传统抗生素耐药性问题。

STRUCTURE-ACTIVITY RELATIONSHIP (SAR)
AMPs的效力取决于六大理化特性:净正电荷(+2至+9)、两亲性α螺旋结构、疏水残基占比(30-50%)、氨基酸序列特异性、环化修饰(如乳链菌肽的硫醚键)以及脯氨酸转角结构。这些特征共同决定其与带负电的细菌膜磷脂相互作用效率。

MECHANISMS OF ACTION
AMPs通过"穿孔"(如蜂毒肽形成跨膜孔道)或"地毯式"破坏膜完整性,还能穿透胞内抑制核酸/蛋白合成(如Buforin II结合DNA)。最新发现某些AMP能激活Toll样受体(TLR4/9)增强免疫应答,形成"双管齐下"的抗感染策略。

突破临床转化瓶颈
为克服蛋白酶降解难题,研究者开发出D型氨基酸替换(如pexiganan)、末端乙酰化/酰胺化(增加半衰期3倍)、纳米脂质体包裹(提升肺部分布浓度5倍)等创新技术。目前进入III期临床的novexatin通过引入非天然苯丙氨酸衍生物,实现胃酸环境稳定性突破。

合成生物学的革命性贡献
大肠杆菌表达系统已能规模化生产含稀有氨基酸(如羊毛硫氨酸)的AMPs,成本降低90%。CRISPR-Cas9技术则用于改造益生菌持续分泌AMPs,在肠道感染模型中显示72小时持续抑菌效果。

未来战场:智能递送与协同疗法
pH响应型水凝胶(针对伤口感染)、巨噬细胞载体(靶向结核杆菌寄生部位)、与β-内酰胺类抗生素联用(恢复耐药菌敏感性)等策略正在开辟AMPs应用新疆域。

CONCLUSION AND FUTURE PROSPECTS
随着冷冻电镜技术解析AMP-膜复合物三维结构,以及AI预测模型(如AMPBench)的成熟,下一代工程化抗菌肽有望在5-10年内实现从实验室到病床的跨越,重塑抗感染治疗格局。

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