抗生素的發明使人類的壽命延長一大截。然而,廣譜抗生素、抗菌藥物的大量使用或濫用,使得各種耐藥性細菌或真菌大量湧現。2017年2月,世界衛生組織釋出迫切需要新型抗生素的細菌清單。耐藥鮑曼不動杆菌(Ab菌)和綠膿杆菌(P.Aeruginosa)位列該清單的前兩位。
據統計,全球每年有近100萬人死于無法用普通抗生素治療的細菌感染。同時,由于新型抗菌藥物研發能力不足,各種細菌本身耐藥基因可橫向傳播,使現有抗生素的治療效果大大降低,人類有可能面臨無有效抗生素可用的後抗生素時代的到來。
中國科學院昆明動物研究所賴仞研究員帶領的團隊近年來識别了超過1000個的抗菌肽,并在此基礎上進行抗菌肽的結構功能改造,以提高抗菌活性、降低毒性和成本。
抗菌肽是一類具有抗菌活性的多肽類小分子,因其殺菌快速且很難導緻微生物耐藥受到全世界的關注,可用于新型抗菌候選藥物分子的研發。
ZY4是該團隊最近設計改造的抗菌肽,具有強抗菌活性、高穩定性和低毒性。ZY4對耐藥鮑曼不動杆菌和綠膿杆菌顯示高效快速的殺菌活性,同時ZY4對這兩種細菌的生物膜及滞留菌(Persister cells)也有顯著的清除作用,其綜合抗菌效果明顯優于妥布黴素、左氧氟沙星、卡那黴素及頭孢替坦等傳統抗生素。
此外,ZY4長期使用不易産生耐藥性,亞抑菌濃度的ZY4與鮑曼不動杆菌和綠膿杆菌持續作用60代後,ZY4對這兩類菌的抑菌作用未見明顯改變。
後續的動物實驗也表明,ZY4可以顯著抑制鮑曼不動杆菌和綠膿杆菌在體内的擴散及綠膿杆菌引起的肺部感染和發炎。
該研究為應對目前越來越嚴重的耐藥性鮑曼不動杆菌和綠膿杆菌的傳播及感染問題提供了良好的候選藥物分子,也為設計高效低毒的抗菌肽提供了參考新政策。
近日,上述研究成果線上發表于頂級學術期刊《美國科學院院報》(PANS)。中國科學院昆明動物研究所博士生James Mwangi、碩士生殷一珠、助理研究員王淦及碩士生楊敏為該論文的共同第一作者,賴仞研究員和張治業副研究員為該論文的共同通訊作者。