Science:抗菌肽-从进化中汲取应用灵感

文摘   2024-10-18 08:02   瑞士  

抗菌肽(AMPs)可能成为未来抗感染治疗的重要突破。这些具有广谱抗微生物活性的天然小型蛋白质,不仅在对抗病原体方面展现了强大的潜力,还能有效抑制细菌的抗药性进化。这项研究呼吁在AMPs的基础研究上加大投入,以最大限度地发挥其治疗效益,并避免重蹈抗生素滥用导致的全球抗药性危机。

抗菌肽的潜力:自然界的强效抗微生物武器

抗菌肽是多细胞生物免疫系统的天然防御工具,能够有效抵御细菌、病毒和真菌的侵袭。AMPs不仅广泛存在于植物和动物的上皮组织中,在感染时能迅速产生,还展现了极强的杀菌效力。与传统抗生素不同,AMPs通过破坏细菌细胞膜、抑制代谢等多种方式杀死微生物,且具有协同效应,能在低浓度下产生更强的效果。这项研究由康奈尔大学、乔治城大学医学院和柏林自由大学的研究人员联合进行,展示了AMPs的多样性和独特的药代动力学特性。相比传统抗生素,AMPs作用快速、环境中持久性较低,细菌产生抗药性的可能性也显著减少。这使得AMPs成为开发新型抗感染药物的重要候选者,尤其是在抗生素耐药性不断扩散的背景下。

颠覆传统认知:AMPs并非简单的广谱抗菌剂

过去的研究普遍认为AMPs是广谱、功能冗余的抗菌剂,只要达到足够的剂量便能对抗各种感染。然而,近年来的研究推翻了这一假设。最新的科学发现表明,AMPs具有高度的特异性,不同的AMPs针对特定的病原体发挥独特的作用。例如,某些AMPs在调控宿主的共生微生物群落方面发挥重要作用,而其他AMPs则专门用于抵御特定的病原菌。研究还指出,AMPs家族的多样性及其快速的基因进化,可能是宿主适应不同病原体的结果。一些AMPs甚至通过与传统抗生素协同作用,能恢复细菌对抗生素的敏感性。这一发现为未来治疗耐药性细菌提供了新的方向。

AMPs的广泛应用前景:从医疗到农业

研究表明,AMPs不仅能够在医疗领域用于治疗难治性细菌感染,还可能广泛应用于农业领域,控制动物和植物中的病原微生物。文章特别强调,AMPs的协同作用能够在低剂量下发挥更强效的抗菌作用,减少细菌抗药性产生的可能性。此外,AMPs的多样性为研发新型抗感染药物提供了大量候选分子,尤其是那些源于人类以外生物的AMPs,它们可能会减少对宿主内源性AMPs的交叉抗药性。

呼吁深入研究以避免抗药性危机重演

尽管AMPs在抗感染治疗中的应用前景广阔,研究人员也警告,必须避免重复抗生素滥用导致的抗药性危机。要有效利用AMPs,必须首先深入了解其自然生物学功能,特别是AMPs在不同生物体中的进化历史及其在复杂生态系统中的作用机制。研究团队建议,未来应投入更多的资源进行AMPs的基础研究,并开发AMPs与传统抗生素结合的协同治疗方案。通过这种方式,有望在不增加抗药性风险的情况下,最大限度地提高治疗效果。该团队强调,AMPs的使用必须谨慎、科学,以免导致新的抗药性问题。

AMPs为抗生素耐药性危机带来新曙光

随着抗生素耐药性问题愈演愈烈,AMPs作为新型抗感染治疗方法的潜力愈发显著。这项研究表明,AMPs不仅具备强效的抗微生物活性,还能通过其特有的药代动力学特性有效抑制抗药性细菌的产生。研究人员呼吁,在AMPs的开发和应用中必须吸取抗生素滥用的教训,以确保其能够长期、有效地发挥抗感染作用,并为全球健康危机带来一线曙光。

参考文献

Lazzaro, B. P., Zasloff, M., & Rolff, J. (2020). Antimicrobial peptides: Application informed by evolution. Science, 368(6493), eaau5480.


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