摘 要 目的：了解抗菌肽对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的抗菌机制，以期为抗菌肽临床治疗MRSA肺炎提供参考。方法：查阅近年来国内外相关文献，就各种抗菌肽对MRSA的抗菌机制的相关研究进行归纳和总结。结果与结论：抗菌肽相对于抗菌药物拥有较多优势——（1）抗菌肽是生物天然免疫系统的组成部分，容易获得；抗菌肽氨基酸数较少、肽链较短，减小了合成抗菌肽的难度，为大量人工合成抗菌肽提供了可能性。（2）抗菌肽表面富含正电荷，YD1、Melittin 和Bac8c均通过其表面的正电荷与MRSA表面的负电荷结合并黏附于细菌表面，进一步破坏细胞膜从而杀灭细菌；LL-37能抑制MRSA生物膜的形成并破坏已经形成的MRSA生物膜；hBD3-CBD通过在MRSA周围聚集进而发挥杀菌作用；J-AA、J-RR和J-AR利用其结构特殊性，通过内/外膜透化机制，破坏MRSA细胞膜，从而杀伤细菌。上述机制皆不涉及受体与配体之间的结合，避免了MRSA对抗菌肽产生耐药性。（3）大部分抗菌肽在极低的MIC下即已对MRSA展示出了强大的杀菌作用。抗菌肽的使用也存在一定的局限性——（1）抗菌肽的肽链较短，增加了提取难度，人工合成抗菌肽则提高了药物成本。（2）抗菌肽的短肽链和简单结构，使其稳定性较差。（3）抗菌肽是一种异种蛋白，可能诱发患者产生一系列的免疫反应和毒性作用。

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）是临床常见的一种多重耐药菌，主要造成院内感染和社区感染。MRSA能定植于人体内的不同组织表面导致多种疾病，38.3％的感染患者可从痰液分离培养得到 MRSA，MRSA肺炎是院内危重患者的常见感染类型，其中肿瘤患者的 MRSA 肺炎感染率达 11.4％[1-2]。由于 MRSA 的多重耐药性，使得MRSA肺炎的临床治疗困难，患者迁延不愈且病死率较高。抗菌肽是一类由生物免疫系统诱导产生的活性多肽，是天然免疫系统的重要组成部分，已有研究将抗菌肽外用于感染部位并取得了较好的效果[3]。鉴于此，笔者查阅近年来国内外相关文献，就各种抗菌肽对MRSA抗菌机制的相关研究进行归纳和总结，以期为抗菌肽临床治疗MRSA肺炎提供参考。

1 MRSA的耐药机制

MRSA 的耐药性主要依赖于一层胞外多糖基质构成的生物膜，由于生物膜的阻隔作用使膜内部分细菌免受抗菌药物的杀伤作用，并可在适当时候释放至膜外造成患者感染复发和迁延不愈。临床使用的大部分抗菌药物只能杀灭活动中的MRSA，生物膜中细菌的代谢较弱，多数处于休眠状态。生物膜的保护作用使 MRSA能有充足的时间开启耐药基因，产生大量抗菌药物水解酶，进一步降解进入生物膜内的抗菌药物，使MRSA获得耐药性[4-5]。MRSA的耐药机制还涉及对抗菌物质相应受体的封闭作用，通过改变自身细胞膜受体，阻碍抗菌物质通过受体合黏附于细胞膜，从而逃避杀伤。

2 抗菌肽

抗菌肽具有来源广泛、抗菌谱广、抗菌活性强和不产生耐药性等优点[6]。抗菌肽的抗菌机制主要在于其能抑制细菌生物膜的形成，并破坏已形成的生物膜，通过激发机体的天然免疫功能杀死游离细菌，从而发挥有效的杀菌作用，其杀菌机制不涉及受体机制的特点，避免了MRSA对其产生耐药性[7]。

2.1 YD1（Glycin-rich antimicrobial peptide）

YD1是一种从解淀粉芽孢杆菌中分离出来的多肽类抗菌物质，多存在于发酵食物中（如泡菜）。抗菌肽YD1表面黏附着大量正电荷，而细菌细胞膜表面存在负电荷团，故细菌能被YD1黏附、杀伤。YD1的正电荷与MRSA的负电荷结合，在细菌表面形成包裹，黏附于细菌表面的YD1通过穿胞作用进入细菌细胞膜内，进一步激活细菌 DNA，诱导细菌凋亡。YD1 的穿胞作用不涉及受体结合，避开了MRSA产生耐药性的途径。

Rahman MS等[8]的研究旨在比较抗菌肽YD1、杆菌肽和万古霉素对MRSA的杀菌作用，检测了3种抗菌物质的最低抑菌浓度（MIC），进一步评价其对MRSA肺炎的治疗作用。结果显示，杆菌肽对 MRSA 的 MIC 为 64µg/mL，万古霉素的 MIC＞128 µg/mL，抗菌肽 YD1 的MIC 为 32 µg/mL，可见抗菌肽 YD1 较杆菌肽和万古霉素显示出明显的优势（P＜0.05）。抗菌肽YD1对MRSA具有明显的抑制作用，其杀菌机制主要为诱导细菌灭亡，且不会使细菌产生耐药性，在治疗MRSA肺炎的药物研究中具有较好的前景。

2.2 LL -37（Leucine Leucine-37）

抗菌肽家族主要包括防御素和 Cathelicidin，LL-37是 Cathelicidin 家族唯一的抗菌物质。LL-37 存在于人体内多种上皮细胞、免疫细胞、体液和创伤分泌物中，能够发挥抗微生物活性、参与机体免疫调节和促进创伤修复等作用，是具有多种功能的活性小分子肽[9]。

LL-37针对MRSA肺炎的杀菌机制包括直接杀死游离MRSA，抑制MRSA生物膜的形成和破坏已经形成的MRSA 生物膜。MRSA 在肺组织表面的初始附着量决定了其能否在肺内形成成熟的细胞膜，而LL-37能够直接减少人体肺组织表面的MRSA初始附着量，并影响生物膜的形成[10]。此外，LL-37还能够抑制MRSA在肺组织表面的局部聚集，通过阻碍MRSA在肺组织表面的附着和聚集成团，从而有效阻碍MRSA形成有效稳定的生物膜。LL-37参与构成人体免疫系统，能募集各种免疫细胞（如中性粒细胞），调节人体炎症反应，协调非特异性和特异性两大免疫系统，从而发挥免疫调节作用杀灭MRSA。由于这一杀菌机制主要通过调节和诱导人体免疫系统产生，因而能避免MRSA对抗菌肽LL-37产生耐药性[11]。

Dürr UH等[12]的研究通过结晶紫染色法分析了抗菌肽 LL-37 对 MRSA 初始附着量的影响。该研究在无菌96 孔板中接种 MRSA 菌液 100 µL，实验组在每孔各加入不同浓度的 LL-37 溶液 100 µL，两组皆在 37 ℃下培养24 h，并通过酶标仪在结晶紫染色后测定其570 nm 吸收度值。结果显示，在 LL-37 溶液浓度为 0.625 µmol/L时，LL-37 对 MRSA 临床株生物膜形成的抑制率为27％，与对照组比较差异有统计学意义（P＜0.01）；LL-37溶液浓度增加至3.130 µmol/L时，LL-37对 MRSA临床株生物膜形成的抑制率达63％。对两组培养基形成的生物膜在激光共聚焦显微镜下扫描的结果显示，两组培养基形成的生物膜差异显著：对照组培养基形成的生物膜荧光信号强、结构完整、细菌排列致密，成型生物膜平均厚度为15～25 µm，生物膜发育较为成熟；实验组培养基形成的生物膜荧光信号弱、细菌排列疏松，成熟菌斑总量明显减少，成型生物膜厚度偏薄（3～7 µm）；两组成型生物膜厚度差异有统计学意义（P＞0.05）。

抗菌肽LL-37可抑制和破坏MRSA生物膜，还参与构成人体非特异性免疫系统，减少超敏反应的发生率。这些优势使抗菌肽 LL-37 在治疗 MRSA 肺炎上具有巨大的潜力。

2.3 hBD3-CBD（Human beta defensin 3-Carbohy-drate Binding Domain）

hBD3 为抗菌肽防御素家族的重要成员，参与构成人体非特异性免疫系统，并在生理条件下具有一般抗菌肽不具有的稳定性。hBD3 广泛表达于人体的免疫细胞、上皮细胞和创伤部位[4]。

hBD3 的抗菌机制主要与其糖类结合域（CBD）相关，通过与MRSA表面糖链的结合在MRSA附近聚集，并黏附于 MRSA 表面，再通过 hBD3 表面的正电荷与MRSA表面负电荷结合并经过一系列反应，诱导MRSA细胞膜破裂，从而杀灭细菌[13]。

为进一步提升hBD3的抗菌效力，CBD的寡核苷酸链和 hBD3 基因片段被研究者重组，从而增强抗菌肽hBD3 黏附细菌的能力，得到合成产物 hBD3-CBD。通过重组质粒将 CBD 和 hBD3 基因融合，并在真核细胞（pVAX1）中表达，通过细胞保护实验对其抑菌能力进行评估[13]。该研究分别给3组培养基接种MRSA，其中2组分别加入hBD3和hBD3-CBD，另一组作为对照组，通过计算3组培养基在感染3、6、12 h不同时间点的菌落生成数和上清液中炎症因子指标白细胞介素6（IL-6）的浓度来评价抗菌肽的抑菌能力和抗炎症能力。对各组上清液进行IL-6浓度检测的结果显示，感染6、12 h时，对照组的转染细胞的培养上清液中 IL-6 的浓度较感染前明显增加，且显著高于另外 2 组。同时，菌落计数结果显示，在感染6、12 h时，hBD3组和hBD3-CBD组的抑菌作用明显高于对照组；感染12 h时，hBD3组和hBD3-CBD组的菌落生成数差异有统计学意义（P＜0.05），hBD3-CBD 显示出对 MRSA 更强的抗菌作用。可见，通过增加CBD的数量提高抗菌肽对细菌的黏附作用，能使人工合成的新型抗菌肽hBD3-CBD较hBD3具有更强的抑菌作用。

2.4 J-AA（Junction-Anoplin-Anoplin）、J-RR（Junction-Arginine-and Trytophan-Rich Hexapeptide-Argi-nine-and Trytophan-Rich Hexapeptide）和 J-AR（Anop-lin-Arginine- and Trytophan-Rich Hexapeptide）

Anoplin 是一种从黄蜂毒液中提取的抗菌肽，RW（Arginine- and Trytophan-Rich Hexapeptide）是通过“链接”化学合成的人工抗菌肽，从而合成新型抗菌肽J-AA、J-RR和J-AR。这3种抗菌肽均拥有双亲性结构，能够穿透细菌的细胞膜并在短时间内破坏细菌细胞膜的完整性，包括外膜透化作用和内膜透化作用。这两种穿透细胞膜的机制不需要受体介导，使得MRSA无法对抗菌肽进行受体的改变从而产生耐药性。

研究者将这3种抗菌肽与临床常规使用的抗菌药物卡那霉素及其亲本 Anoplin 和 RW 进行比较，实验动物使用 MRSA 肺炎模型大鼠[14]。结果显示，卡那霉素对MRSA 的 MIC＞298 µg/mL，Anoplin 和 RW 的 MIC 分别为 73.8、64.3 µg/mL，而人工合成抗菌肽 J-AA、J-RR 和J-AR的MIC分别为21.1、18.7、19.9 µg/mL。可见，该研究中的新型抗菌肽的抗 MRSA 作用是其亲本的 4～6倍，同时强于抗菌药物卡那霉素的抑菌能力。该研究结果还显示，J-RR对MRSA的抑制效果较好，J-AR和J-RR的剂量达到120 mg/kg后才显示出对MRSA肺炎模型大鼠的毒性作用，具有较大的安全治疗窗。J-RR通过内外膜透化机制破坏MRSA细胞膜的完整性，不依赖受体的结合从而具有不产生耐药性的优点，故而这种新型合成抗菌肽成为治疗MRSA肺炎的重要选择之一。

2.5 Melittin和Bac8c（Bactenecin-8c）

Melittin是从蜂毒中提取的多肽类抗菌物质；Bac8c是利用合成技术生成的人工抗菌肽。细菌细胞膜的负电荷被两者表面的正电荷团结合，相互黏附最终形成致死的孔隙，进而导致细菌被杀灭。

研究者比较了Melittin和Bac8c对MRSA菌株的作用，该研究分别在不同培养基中加入同样浓度的不同菌株的 MRSA，并且分别注入抗菌肽 Melittin 和 Bac8c[15]。结果显示，Melittin 在不同菌株的 MRSA 中 MIC 均为 5µg/mL；而 Bac8c 在 WBG8287 菌株中 MIC 为 7 µg/mL，在W17S和Aus3菌株中MIC均达80 µg/mL。结果还显示，Melittin 对不同菌株的 MRSA 具有更稳定的治疗作用，杀灭MRSA的能力更强。

2.6 其他

TempL（Temporin L）是从青蛙体内提取的抗菌肽，由13 个氨基酸组成，其对 MRSA 的 MIC 为 25.5 µg/mL[6]。但由于TempL的肽链太短，造成提取工艺复杂和操作困难。TempL的抗菌机制尚不清楚，研究者们正致力于寻找该肽链中决定TempL多种抗菌能力的片段，为人工合成TempL提供可能性[16]。

抗菌肽 Clavanin-A 对 MRSA 的 MIC 为 2.4 µg/mL，具有强大的杀菌作用，但由于表达量少且合成困难限制了其临床研究的开展[6]。研究者通过对Clavanin-A进行修改，得到新型抗菌肽Clavanin-MO，其杀菌作用与亲本Clavanin-A 相仿，且 Clavanin-MO 基因能在毕赤酵母中得到大量的稳定表达，可能成为未来治疗MRSA肺炎的重要抗菌药物[17]。

活鱼体内有一种 Piscidin 家族的抗菌肽。Rbmoro（Moronecidin）隶属于Piscidin家族，由70个氨基酸组成，可从岩鲤科鱼中提取，对MRSA的MIC为6.9 µg/mL[5]。研究者已获得决定Rbmoro杀菌能力的相应肽段，并通过人工合成在不同的细菌中将此肽段大量表达。但当这种具有杀菌作用的肽段回输至活鱼体内后，却产生了明显的溶血反应，溶血的原因为此肽段对活鱼的红细胞产生了破坏作用，而相应的机制尚未明确[17]。

抗菌肽杀菌机制包括阻碍MRSA生物膜形成，影响基因表达而诱导细菌灭亡，促进上皮组织生长覆盖创口，调节树突状细胞表达和招募 TB 淋巴细胞等[3，18-19]。目前发现对MRSA具有杀菌作用的抗菌肽较多，其中一部分对MRSA的杀菌效果显著，但由于其对患者同时存在的毒性作用、稳定性差和提取难度大等原因，使得其离临床应用依然有一定距离。

3 结语

综上所述，抗菌肽相对于抗菌药物拥有较多优势：（1）抗菌肽是生物天然免疫系统的组成部分，容易获得；抗菌肽氨基酸数较少、肽链较短，减小了合成抗菌肽的难度，为大量人工合成抗菌肽提供了可能性。（2）抗菌肽表面富含正电荷，YD1、Melittin 和 Bac8c 均通过其表面的正电荷与MRSA表面的负电荷结合并黏附于细菌表面，进一步破坏细胞膜从而杀灭细菌；LL-37 能抑制MRSA生物膜的形成并破坏已经形成的MRSA生物膜；hBD3-CBD通过在MRSA周围聚集进而发挥杀菌作用；J-AA、J-RR 和 J-AR 利用其结构特殊性，通过内/外膜透化机制破坏MRSA细胞膜，从而杀伤细菌。上述机制皆不涉及受体与配体之间的结合，避免了MRSA对抗菌肽产生耐药性。（3）大部分抗菌肽在极低的MIC下即已对MRSA展示出了强大的杀菌作用。

然而，抗菌肽的使用也存在一定的局限性：（1）抗菌肽的肽链较短，增加了提取难度，人工合成抗菌肽则提高了药物成本。（2）抗菌肽的短肽链和简单结构，使其稳定性较差。（3）抗菌肽是一种异种蛋白，可能诱发患者产生一系列的免疫反应和毒性作用。

目前，抗菌肽还处在研究阶段，其作用机制尚未完全明确，但其抗菌谱广，具有不产生耐药性的优势，且不同的抗菌肽具有各自的特点。上述特点使抗菌肽具有成为未来治疗MRSA肺炎的重要抗菌物质的潜力。

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