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研究背景
由于抗生素的广泛使用甚至滥用，多重耐药性(MDR)细菌感染已成为威胁全球健康的热点问题。鲍曼不动杆菌(Acinetobacter Baumannii, AB)是院内感染常见的病原菌之一，临床上约55%的AB已对环丙沙星、亚胺培南和头孢他啶等常用抗菌药物产生耐药，是临床最严重的耐药菌之一。面对日益严重的AB耐药问题，多黏菌素(如黏菌素)已重新成为耐药AB感染治疗的最后有效手段，因此迫切需要开发新型抗菌药物。
研究目的
基于现有抗菌肽的研究基础，以β-桶状蛋白(BamA)为分子靶标，利用分子对接、分子模拟技术，合理设计并筛选安全性好、稳定性高、抗菌活性强的抗菌环肽分子，通过体内、外活性评价，为临床应用奠定基础。
研究方法
首先，以BamA为靶标，通过虚拟组合设计与分子对接虚拟筛选获得潜在抗菌环肽，利用分子动力学模拟获其与BamA结合的稳定构象，并依据结合自由能(MM/GBSA )确定候选分子。其次，通过测定候选抗菌环肽的最低抑菌浓度(MIC)、动态抑菌分析以及杀菌动力学等，验证候选分子的抗菌活性。再次，采用CCK8法、溶血毒性试验以及盐稳定性试验等实验研究抗菌环肽的细胞毒性和稳定性。随后，构建小鼠多重耐药鲍曼不动杆菌肺炎模型，验证抗菌环肽的体内抗菌活性。最后，通过PI摄取与扫描电子显微镜观察，验证抗菌环肽的作用机制。
研究结果
本研究共筛选获得7条(六肽：A1~A3，七肽：B1~B2，八肽：C1~C2)候选抗菌环肽，7条环肽对BamA蛋白具有良好的结合亲和力。体外抗菌活性结果显示，A3、B2对多重耐药鲍曼不动杆菌的最低抑菌浓度(MIC)均为6μg/mL，与阳性对照亚胺培南的MIC相当；7条抗菌肽对耐药AB的杀灭速度与亚胺培南相当。体外安全性评价结果表明，A1、A2、A3、B1、B2和C2在256μg/mL时对绵羊血红细胞的溶血率低于4%。同时，A1、B2在高浓度NaCl(36 mg/mL)、CaCl2(1 mg/mL)盐溶液中的抗菌活性几乎没有变化，表明其具有优异的盐稳定性。为了进一步验证环肽的体内抗菌活性，本研究利用成功构建多重耐药鲍曼不动杆菌的小鼠肺炎模型，对感染小鼠每间隔12h尾静脉注射给药B2(5 mg/kg)，结果表明：小鼠在给予B2治疗24h(给药3次)和48h(给药5次)后均有显著抗菌效果，疗效与同浓度(5 mg/kg)的阳性对照(亚胺培南)相当。最后，本研究通过PI摄取实验和扫描电子显微镜观察抗菌肽对AB的作用机制，结果显示环肽B2可能通过破坏细菌细胞膜导致其内容物流出而起效。
结论
本研究合理设计并筛选获得了7条对耐药AB具有较好抗菌活性的候选环肽，其中B2通过经典的破坏AB细胞膜发挥抗菌作用，拥有安全性好、稳定性高、抗菌活性好等特点，具有良好的应用开发前景，有望开发成为一种新型的抗菌药物。
由于抗生素的广泛使用甚至滥用，多重耐药性(MDR)细菌感染已成为威胁全球健康的热点问题。鲍曼不动杆菌(Acinetobacter Baumannii, AB)是院内感染常见的病原菌之一，临床上约55%的AB已对环丙沙星、亚胺培南和头孢他啶等常用抗菌药物产生耐药，是临床最严重的耐药菌之一。面对日益严重的AB耐药问题，多黏菌素(如黏菌素)已重新成为耐药AB感染治疗的最后有效手段，因此迫切需要开发新型抗菌药物。
研究目的
基于现有抗菌肽的研究基础，以β-桶状蛋白(BamA)为分子靶标，利用分子对接、分子模拟技术，合理设计并筛选安全性好、稳定性高、抗菌活性强的抗菌环肽分子，通过体内、外活性评价，为临床应用奠定基础。
研究方法
首先，以BamA为靶标，通过虚拟组合设计与分子对接虚拟筛选获得潜在抗菌环肽，利用分子动力学模拟获其与BamA结合的稳定构象，并依据结合自由能(MM/GBSA )确定候选分子。其次，通过测定候选抗菌环肽的最低抑菌浓度(MIC)、动态抑菌分析以及杀菌动力学等，验证候选分子的抗菌活性。再次，采用CCK8法、溶血毒性试验以及盐稳定性试验等实验研究抗菌环肽的细胞毒性和稳定性。随后，构建小鼠多重耐药鲍曼不动杆菌肺炎模型，验证抗菌环肽的体内抗菌活性。最后，通过PI摄取与扫描电子显微镜观察，验证抗菌环肽的作用机制。
研究结果
本研究共筛选获得7条(六肽：A1~A3，七肽：B1~B2，八肽：C1~C2)候选抗菌环肽，7条环肽对BamA蛋白具有良好的结合亲和力。体外抗菌活性结果显示，A3、B2对多重耐药鲍曼不动杆菌的最低抑菌浓度(MIC)均为6μg/mL，与阳性对照亚胺培南的MIC相当；7条抗菌肽对耐药AB的杀灭速度与亚胺培南相当。体外安全性评价结果表明，A1、A2、A3、B1、B2和C2在256μg/mL时对绵羊血红细胞的溶血率低于4%。同时，A1、B2在高浓度NaCl(36 mg/mL)、CaCl2(1 mg/mL)盐溶液中的抗菌活性几乎没有变化，表明其具有优异的盐稳定性。为了进一步验证环肽的体内抗菌活性，本研究利用成功构建多重耐药鲍曼不动杆菌的小鼠肺炎模型，对感染小鼠每间隔12h尾静脉注射给药B2(5 mg/kg)，结果表明：小鼠在给予B2治疗24h(给药3次)和48h(给药5次)后均有显著抗菌效果，疗效与同浓度(5 mg/kg)的阳性对照(亚胺培南)相当。最后，本研究通过PI摄取实验和扫描电子显微镜观察抗菌肽对AB的作用机制，结果显示环肽B2可能通过破坏细菌细胞膜导致其内容物流出而起效。
结论
本研究合理设计并筛选获得了7条对耐药AB具有较好抗菌活性的候选环肽，其中B2通过经典的破坏AB细胞膜发挥抗菌作用，拥有安全性好、稳定性高、抗菌活性好等特点，具有良好的应用开发前景，有望开发成为一种新型的抗菌药物。