抗菌肽的应用前景

●郭志龙

抗菌肽的应用前景

●郭志龙

通过对抗菌肽的介绍，阐述了有关抗菌肽的应用前景，为抗生素的筛选提出了可能的研究方向。

抗菌肽；应用；抗生素

近年来，随着抗菌肽理论及其应用研究的日益深入，人们认识到它是新一代抗生素的理想候选者，可能作为一大类新型抗菌机理的天然多肽抗生素和抗癌药物。抗菌肽作为一类具有广谱的抗微生物特性的功能多肽，抗菌能力强、种类多、可供选择范围广、作用机理特殊，不但对真菌、细菌以及病毒都有广谱的毒杀效果，而且对艾滋病毒、某些恶性肿瘤细胞也有较强的抑制杀灭作用。抗菌肽在动植物抗病转基因工程、临床医学、临床药学、化妆品、食品工业、畜牧业和农业领域方面将有广阔的应用前景并且具有非常大的潜力。

1 抗菌肽在动植物转基因工程的应用

在转基因技术方面，由于抗菌肽具有分子量小、抗菌谱广等许多优点，人们可将强效抗菌肽基因导入植物或动物体内进行品种改良，达到增强其抵抗病原菌的能力，从而从中获得有效抗病品种。例如美国路易斯安纳州立大学的Jaynes实验室与马铃薯中心(CIP)通过合作，将Shiva-I基因转入到烟草和马铃薯内，其中转基因烟草青枯病的发病时间明显延迟，病情指数降低，植株死亡率降低[1]。另外，中国农科院生物技术中心与中国科学院上海生物工程中心承担的抗青枯病的转基因马铃薯已经获得了巨大成功。

2 抗菌肽在食品及化妆品业的应用

抗菌肽又是非常良好的保鲜剂、保藏剂和防腐剂。抗菌肽可以被研制开发成有应用价值的新型绿色食品添加剂和防腐剂。例如乳链菌肽可作为食品保藏剂和香口剂，并可以通过运用基因工程方法大量表达抗菌肽基因用于临床预防和治疗的某些病原微生物；另外，抗菌肽在化妆品上可以用作防腐剂。鱼类抗菌肽不仅是营养成分更重要的是它的抗菌和美容作用比化学防腐剂用于化妆品具有更加独特的优势和广泛的市场潜力[2]。

3 抗菌肽在畜牧业中的应用

近年来，由于传统抗生素和传统兽药以及饲料添加剂广泛使用所导致的抗药性以及药物残留问题严重破坏了动物肠道的微生态平衡并在动物体内残留，已经十分严重地威胁着畜产品质量和人类健康。抗菌肽能可作为畜禽饲料添加剂减少目前饲喂动物所使用的生物制剂药物，减少畜禽养殖中对抗生素的严重依赖，减少畜禽体内抗生素残留，降低抗生素类药物对家禽的危害。抗菌肽的有效成分为很容易被消化吸收成为体内的氨基酸，可作为畜禽饲料添加剂，同时还可以减少抗生素对动物体的损害，提高畜禽作为食品的质量。而且还可以通过抗菌肽基因转化酵母后再进行高效表达，然后对其发酵条件进行优化，生产出具有抗菌肽性质的酵母制剂，应用于畜禽及水产品生产加工，替代抗生素药物的预防及治疗都具有显著的效果[3]。

4 抗菌肽在医药领域的应用

由于传统抗生素的广泛而大量的使用，尤其是抗生素的滥用问题始终没有得到有效控制，导致多重抗药菌的产生。有研究表明一些抗菌肽在较低毒性浓度下能够抑制艾滋病毒的某些基因表达，而且抗菌肽还能特异性的抑制某些肿瘤的健康生长，而且对人体内的正常细胞无毒副作用，因此很有可能成为抗肿瘤类新药。

根据已知抗菌肽的结构与功能的关系，进行新的抗菌肽的设计与改造，寻求一些具有抗真菌、病毒和肿瘤细胞以及高效抗细菌的新型抗菌肽，为新药研发提供了一种有效途径。抗菌肽广泛运用还有许多问题尚待解决，这些问题包括低成本规模化生产、毒副作用、体内的稳定性、耐药性和免疫原性等。

抗菌肽能抑制某些肿瘤细胞的生长，而对人体正常细胞无毒害作用，这就给抗癌药物的研发带来了极大的希望。研究表明，抗菌肽对直肠癌、艾氏腹水瘤、人髓样白血病以及宫颈癌细胞HeLa等均有杀伤作用，而且在同等剂量下抗菌肽仅杀死肿瘤细胞，对正常细胞具有无毒副作用[4]，这显然是人类征服肿瘤的一大利好。美国马盖宁制药公司已开发出2种用于肿瘤治疗的抗菌肽类新药进入了临床III期[5]。

1998 年，已有研究表明，天蚕素和蜂毒素都可以在它们的亚致死浓度抑制艾滋病毒基因HIV-1的表达，显著降低艾滋病毒的广泛增殖，表明抗菌肽能够抑制杀灭艾滋病病毒。因此，对抗菌肽的抑制病毒潜能方面的研究是一个值得深入探讨的具有广泛意义的重大课题。

总之，抗菌肽由于具有抗菌谱广、热稳定性强、无致畸变作用，无蓄积毒性、无免疫原性、不易产生抗药性等优点，极有可能是新型抗菌素的来源，为人类战胜耐药微生物提供了潜在的解决方法。抗菌肽可以不直接作用于病原微生物，而是通过调节多种炎症介质来杀灭病原微生物，使得它成为首选的抗感染制剂。尽管还面临很多困难，但随着进一步对天然抗菌肽结构与作用机理的不断深入研究，上述一系列问题终究会得到完美解决。新型高效、低毒、广谱的抗菌肽在农业、医药卫生、食品工业等许多领域都将会为感染性疾病的治疗带来新的契机，并且会发挥着越来越重要的作用，为人类创造更大更多的实际价值。

（作者单位：广东科贸职业学院生物技术系）

[1]Hwang PM,Zhou N,Shan X.Three-dimensional solution structure of lactoferricin B,an antimicrobial peptide derived from bovine lactoferrin.Biochemistry.1998,37:4288-4298

[2]布冠好,李宏基,杨国宇等.抗菌肽的作用特点及应用前景.动物医学进展.2005,26(3):26-28

[3]文加才,秦永忠,宋爱刚.阳离子抗菌肽的研究进展.国外医药-抗生素分册.2002,23 (6): 269-270

[4]Wang Z,Wang G.APD:the Antimicrobial Peptide Database. Nucleic Acids Res.2004,32:590- 592.

[5]韩玉萍,翟朝阳.抗菌肽的抗肿瘤作用.生命的化学.2006,26(2):181-183

郭志龙（1984～），男，医学硕士，研究方向为微生物与生化药学。