宿主防御肽模拟多肽聚合物抗临床多药耐药铜绿假单胞菌研究

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铜绿假单胞菌是常见的医院致病菌。由于自身很强的适应性、对抗生素的固有耐药性和容易产生的获得性耐药性特性，铜绿假单胞菌已经成为一类广受关注的病原菌。此外，多药耐药和泛药耐药的铜绿假单胞菌的不断出现和快速传播，进一步导致了感染的高发病率和抗感染治疗的困难。因此，迫切需要开发对临床的多药耐药铜绿假单胞菌具有高效抗菌活性的化合物。 

图1.（a）多肽聚合物的合成；（b，c）不同批次多肽聚合物的GPC表征；（d）不同批次多肽聚合物的的抗菌活性。

（来源：Biomaterials Science）

宿主防御肽（HDP）由于独特的抗菌机制（膜破坏机制），是对抗多药耐药微生物感染很有潜力的研究策略。然而，天然多肽体内低稳定性、高制备成本等固有缺点严重限制了其应用。刘润辉教授课题组通过HDP结构模拟、并针对性的解决HDP固有的突出缺点，设计和研究HDP模拟抗菌多肽聚合物。利用刘润辉课题组近期建立的双三甲基硅基胺基锂（LiHMDS）引发快速NCA聚合方法，并通过高通量多肽分子量库的合成和抗菌功能筛选，他们发现了对临床分离多药耐药铜绿假单胞菌具有高效抗菌活性的HDP模拟多肽聚合物。该聚合反应在普通环境条件下五分钟内即可完成，不同批次聚合物在化学结构（GPC表征）和抗菌生物活性等方面具有很好的可重复性（图1）。七株临床分离的铜绿假单胞菌均为多药耐药菌株，表明目前临床感染铜绿假单胞菌菌株多药耐药的严峻现实；而该多肽聚合物对七株菌株均具有稳定且高效的抗菌活性。此外，该聚合物具有可忽略不计的溶血毒性与低细胞毒性，以及快速的杀菌效率。在小鼠全皮层损伤的铜绿假单胞菌感染模型中，该多肽聚合物表现出显著的体内抗菌活性，甚至优于抗生素多黏菌素B（图3）。LiHMDS引发NCA聚合反应的简便、快速、可重复性，合成多肽聚合物结构的多样性与良好的体内、体外抗菌活性，显示了模拟宿主防御肽抗菌多肽聚合物在多药耐药临床铜绿假单胞菌感染治疗方面的潜力。这一成果近期发表在Biomaterials Science上（DOI: 10.1039/c9bm01726g）。

图2. 临床分离铜绿假单胞菌的抗生素敏感性 。R：耐药；I：中介；S：敏感；NA：未分析

（来源：Biomaterials Science）

图3.（a）小鼠全皮层损伤感染模型示意图；（b）经生理盐水、多肽聚合物和多黏菌素B处理后伤口菌落数分析。

（来源：Biomaterials Science） 

该论文的第一作者为研究生江伟男，通讯作者为刘润辉教授。该研究得到科技部、国家自然科学基金委等基金的资助。

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