抗菌肽Cathelicidins 可有效抑制细菌生物被膜形成和促进嗜中性粒细胞的免疫功能

近年来，由于过度使用和滥用抗生素，导致世界范围内多重耐药菌和广泛耐药菌的广泛传播，这些病原菌多数为ESKAPE 病原菌（屎肠球菌，金黄色葡萄球菌，肺炎克雷伯菌，鲍曼不动杆菌，铜绿假单胞菌和肠杆菌属），普遍具有形成生物被膜的能力，对抗生素及机体免疫系统有着天然的抵抗力，从而加大了临床治疗的难度。因此，迫切需要研发新型抗菌制剂以应对当前全球严峻的细菌耐药性问题。

抗菌肽是天然免疫系统中的一类小分子多肽，具有抗细菌、抗病毒、抗寄生虫和抗肿瘤等多种生物学活性。与传统抗生素相比，抗菌肽具有抗菌谱广、杀菌快速、耐药性低等优点，尤其是在治疗抗耐药菌引起的严重感染中具有广阔的应用前景。Cathelicidins 是一类存在于脊椎动物体内的抗菌肽，为抗耐药菌新型药物的研发热点。因此，动物细菌病团队针对哺乳动物Cathelicidins 开展了系统的研究工作：包括抗菌活性、抗生物被膜形成及其对嗜中性粒细胞的免疫调节作用，以小鼠肺部感染模型评估了Cathelicidins 的体内治疗效果，相关研究结果发表于《International Journal of Molecular Sciences》杂志上。

该研究基于Cathelicidins 的种属来源和结构特征，以人源LL-37、牛源BMAP-27、牛源BMAP-34及鼠源mCRAMP 为研究对象，首先探讨了其抗菌活性和机制：4 种Cathelicidins 均对ESKAPE 病原菌具有良好的抗菌活性，且对革兰氏阴性菌的抗菌效果优于革兰氏阳性菌，4 种Cathelicidins 通过诱导膜通透性增高并破坏细胞膜而有效地杀死细菌，BMAP-27 表现出最高效和最广谱的杀菌活性，可一分钟内迅速破坏细菌细胞膜的完整性，这种高效的杀菌活性主要是由于BMAP-27 的碱性氨基酸和疏水性氨基酸的分布遵循了典型的两亲性结构特征；系统评价了4 种Cathelicidins 对铜绿假单胞生物被膜形成的作用研究，结果显示LL-37、BMAP-27 及mCRAMP 可有效抑制铜绿假单胞菌生物被膜的形成；进一步探讨了4 种Cathelicidins 对嗜中性粒细胞的免疫调节功能研究，发现4 种Cathelicidins 对嗜中性粒细胞均表现出不同程度的免疫调节能力，其中LL-37、BMAP-34 和mCRAMP 则具有多重免疫调节功能，可促进嗜中性粒细胞趋化、刺激嗜中性粒细胞分泌CXCL8、诱导活性氧ROS 的产生和刺激嗜中性粒细胞形成胞外诱捕网；最后，该研究以铜绿假单胞菌感染小鼠，构建肺部感染模型，评价了BMAP-27 和LL-37 联合治疗效果，结果显示可有效降低了小鼠肺部组织的荷菌数，并减轻了小鼠肺部病理损伤。

该研究系统阐述了哺乳动物Cathelicidins LL-37、BMAP-27、BMAP-34 和mCRAMP 的抗菌活性和抗生物被膜活性，明确了其抗菌机制，探讨了其对嗜中性粒细胞的免疫调节功能，提出了一种新的抗菌肽联合治疗策略，为抗菌肽的筛选和设计提供了理论依据，也为研发新型抗菌免疫制剂提供了研究思路，因而对抗菌肽等新型药物的临床应用具有重要的指导意义。