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综述:超短阳离子β-肽作为有前景的抗菌治疗药物的崛起
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月23日 来源:RSC Medicinal Chemistry 3.6
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本综述系统阐述了超短阳离子β-肽(ultrashort cationic β-peptides)作为新型抗菌折叠体(foldamers)的研究进展。文章重点探讨了其通过两亲性设计和静电作用破坏微生物膜(AMR)的独特机制,涵盖广谱抗菌活性、蛋白酶稳定性及协同抗生素效应,同时指出其在体内研究(in vivo)中的转化瓶颈与未来方向。
抗菌耐药性(AMR)已成为全球健康的重大威胁,亟需开发超越传统抗生素的新型可持续治疗策略。面对多重耐药菌的不断涌现,合成抗菌肽领域迎来创新突破——超短阳离子β-肽以其独特的分子设计和高度的可编程性,正成为对抗微生物感染的新武器。
这类仅含2-10个残基的合成肽通过理性设计实现结构优化,其核心优势体现在三个方面:首先,两亲性(amphipathicity)结构使其能够特异性识别微生物膜;其次,β-肽骨架赋予其卓越的蛋白酶稳定性,避免体内快速降解;最后,阳离子特性通过静电作用靶向负电性微生物膜。值得注意的是,这些肽类还表现出显著的结构刚性,有助于维持其抗菌构象。
超短β-肽通过物理性破坏微生物膜发挥杀菌作用,这种膜裂解机制大大降低了细菌耐药性发展的风险。除直接抗菌效果外,它们还能有效穿透生物膜(biofilms),对抗顽固的膜相关感染。最新研究表明,部分β-肽甚至能靶向细胞内病原体,扩展了其治疗应用范围。特别值得关注的是,它们与常规抗生素联用时可产生协同效应,同时对哺乳动物细胞显示低毒性,展现出良好的治疗窗口。
这类化合物展现出令人瞩目的广谱活性,其抗菌范围涵盖革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌、病毒和原生动物。这种广泛活性特性使其特别适用于多重感染和未知病原体场景,为临床治疗提供了灵活选择。
尽管现有数据仍有限,但小鼠模型中的体内(in vivo)研究已显示出积极结果:超短β-肽能显著降低病原体负荷并提高生存率。这些初步结果为临床前转化提供了重要依据,但需要更多研究来验证其药效学和毒理学特征。
尽管前景广阔,超短β-肽的临床转化仍面临多重挑战。递送系统优化需要解决肽类药物的体内靶向性和稳定性问题;免疫原性风险需通过合理的分子设计加以控制;药代动力学参数(包括半衰期和分布体积)有待进一步优化。此外,监管机构对这类新型抗菌剂的审批标准也需要明确界定。
在“One Health”健康框架下,超短β-肽的开发具有特殊价值。其低环境残留特性和可生物降解性符合可持续医疗发展理念,同时能有效应对人畜共患病原体带来的跨物种传播挑战。
当前研究存在若干重要空白:需要建立更完善的体内外相关性模型,开发针对特定病原体的分子设计规则,以及探索局部给药与系统给药的优化方案。此外,基于人工智能的分子预测技术和新型递送系统的结合,可能加速这类抗菌剂的临床转化进程。
超短阳离子β-肽代表了一种创新的抗菌范式,其独特的分子特性和多重作用机制为对抗AMR提供了新思路。随着分子设计策略的不断完善和转化研究的深入,这类合成折叠体有望成为下一代抗菌治疗的重要组成部分。
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