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抗微生物肽研究进展Antimicrobial peptides 王贵强 北京大学第一医院 Leading causes of death(WHO 1998) Leading causes of mortality-WHO 2000 Leading causes of mortality-WHO 2000 病原微生物与疾病 各种感染性疾病（包括传染病） 肿瘤 溃疡病 自身免疫性疾病 代谢性疾病？ 抗生素时代（1941年～2000年） 1941年：青霉素 1944年：氨基糖甙类抗生素 1947年：氯霉素 1950年：青霉素对金葡菌100％有效 1985年：青霉素对金葡菌仅5％有效 1992年：40％金葡菌耐甲氧西林青霉素，仅对万古霉素敏感 1997年：对万古霉素耐药的金葡菌报告 抗生素耐药的发生 自然选择机制 非人类抗生素使用（50%） 动物、农业、水产业和植物 抗生素滥用或使用不规范 过分应用，针对性差 剂量、疗程不足（医生和病人因素） 药品质量不合格或假药 目前细菌耐药所带来的问题 细菌感染并发症增加，病死率增加 病程延长 慢性化趋势 传染病的传播 院内感染发生，增加原发病死亡 医疗费用大幅度增加 后抗生素时代post-antibiotics era The era of the ″classical antibiotic″ may be over 开发新的抗微生物药物的迫切性 新药开发的速度有限 近30年内，针对病原菌的抗生素的开发没有突破性的进展 人类、动物和植物等生命体何以能够抵抗病原微生物的攻击？ 抗微生物肽 Antimicrobial peptides(AMPs) 古老而广泛存在的一种天然防御机制 在细菌、原生动物、植物、以及动物从昆虫到鱼类、两栖动物和哺乳动物等 1975年瑞典学者Boman等首先在天蚕蛹体内诱导出具有抗菌活性的小分子多肽-天蚕素 (Cecropins) 陆续发现如蛙皮素（Magainins)、蜂毒素（Protegrins) 和防御素 ( Defensins) 等 近20年，已经发现了约 800 种AMPs AMPs特性 15~45个氨基酸，一般不超过60 分子量为４～６kD 表面为阳离子电荷 疏水性或两性分子 对热稳定，100?C 10~15分钟 作用于细菌细胞壁 有明确的基因编码和调控 AMPs分类-根据化学结构 线性的螺旋结构，无半胱氨酸 线性的螺旋结构，无半胱氨酸，但富含某种氨基酸残基如脯氨酸和／精氨酸等 有一个二硫键，其位置常在C 末端 β片层结构，分子内有2～3 个二硫键，具有β折叠结构 多肽衍生而来 AMPs分类-根据来源 哺乳动物：嗜中性粒细胞、粘膜和皮肤等 防御素（Defensin）：?和? 两栖动物：蛙类（Magainins, Dermaseptins） 昆虫：天蚕素（Cecropin） 植物：抗真菌 细菌： 病毒：HIV p21 人工合成：利用计算机辅助设计 电镜下细菌破坏图after 1 min exposure to dermaseptin SMAP-29 37°C 30min AMPs作用机制 作用于微生物细胞膜/壁 抗生素作用机制 作用于细菌细胞壁 作用于核糖体 作用于质膜完整性 作用于核酸 作用于叶酸 抗生素作用机制模式图 50S抑制剂 抗微生物肽对生物膜作用的特异性 临床应用 已经有许多临床应用的资料 以局部应用为主 抗肿瘤 抗病毒 抗菌应用-局部治疗 细菌素- III期临床 胃溃疡 食物防腐剂广泛应用 马盖宁MSI78- III期临床 治疗糖尿病合并的足部溃疡：926例 IB2367- III期临床 肿瘤病人口腔溃疡 抗菌应用-系统治疗 人工合成肽CA P218 绿脓杆菌引起的腹部感染 Protegrin 耐药性金葡菌、肠球菌和绿脓杆菌等 Indolicidin 曲霉菌 BPI-III期临床 杀菌、抗内毒素，降低儿童流脑的病死率 对抗细菌感染导致的毒素效应 半乳糖胺敏感的小鼠发生内毒素休克 BPI对抗内毒素 抗甲氧西林耐药金葡作用 抗真菌作用 AMPs的应用前景 治疗各种病原微生物感染 抗内毒素 食物等防腐剂 医疗耗材的内衬（如各种导管） 影像学介入治疗器械 抗肿瘤 免疫调节作用 农业应用 在动植物转基因工程中的应用 Jaynes等将Shiva-1基因转入烟草和马铃薯 应用腺病毒载体，将人LL-37基因导入鼠体内，鼠对内毒素和大肠杆菌抵抗力显著提高。 Durvasula将天蚕素A导入长红猎蝽后，发现此昆虫体内锥虫数量明显减少或消失。 抗肿瘤、抗病毒应用 马盖宁公司：对病毒（HSV-1) 和肿瘤都具杀伤效应的小肽-MAI-78。已进入III期临床 Wachinger发现天蚕素和蜂毒素在亚致死浓度下可以抑制 HIV-1基因的