新型抗菌肽类蛋白物质及生物清创在兽医临床的应用与推广

何喜权

【摘 要】近年来，抗菌药物的研发工作一直进展缓慢。不过，最近发现的两种可用于治疗革兰氏阳性菌感染的新型抗菌肽却让人眼前一亮。目前，全球滥用抗生素的情况严重，有学者曾忧心地提出——由于人类在与细菌的“军备竞赛”中总是处于被动和落后的态势，当有朝一日人类研制的最强效的抗生素都因为超级细菌的存在而失效时，这个世界将会变成什么样子呢？不过，最近科学家发现的一种可用于治疗革兰氏阳性菌感染的新型抗菌肽，可望为一直进展缓慢的抗菌药物研发工作增添一份信心。

【关键词】新型抗菌肽；抗菌；革兰氏阳性菌

[Abstract] Recently scientists have found a kind of can be used in the treatment of gram-positive bacteria infection of new antibacterial peptides， which is expected to work for antimicrobial drug development has been slow to add a confidence.

[Key words] a new antibacterial peptide； antibiosis； gram-positive bacterium

蝇类的幼虫---蛆虫对感染创口的清洁作用很早就引起人们的注意。上世纪二、三十年代，在美国和欧洲一些国家蛆虫清创治疗被广泛应用于各种化脓性感染的创面，包括：脓肿、烧伤、坏疽和慢性腿部溃疡，取得了良好的临床效果，临床治愈率达到90%。但由于抗生素和各种灭菌溶液的问世，活体蛆疗热很快就过去了。

由于抗生素的滥用导致细菌耐药，创面由于严重感染不愈合的现象增多。这些难治性顽固感染创面是临床常见病，病因复杂，症状多变，创面久不愈合，重者致残，给畜牧养殖带来极大的不便，也给畜牧场主带来了经济负担。这些病症大都对抗生素不敏感，而且由于感染与腐烂，导致局部解剖结构变异，神经血管等重要组织外露，治疗时，肉眼不能有效分辨坏死组织和正常组织，使手术清创达不到理想效果，而后影响生长发育和繁殖，这类病畜最后大多以只能淘汰为告终。

1 肽类蛋白简介

1.1 肽类蛋白相关概念

通过离子交换与分子筛层析技术将活体医用无菌丝光绿蝇蛆虫血淋巴分泌物的有效抗菌成分提取出来，研究此提取液对感染创面常见细菌的抗菌作用，在国际上首次证实丝光绿蝇蛆虫血淋巴分泌物提取液对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有较强的抗菌作用，其抗菌能力强于头孢哌酮，该抗菌成分为新型抗菌肽类蛋白物质。

1.2 肽类蛋白国内外的研究进展

10年前，科学家们在体外实验中发现，由8种密切相关的酰基缩肽（ADEPs）组成的复合体具有抗葡萄球菌和抗链球菌的作用。最近，拜耳公司抗感染药物研究部的哈瑞尔及其同事在《自然医学》杂志上对上述复合体中的主要肽类成分ADEP1的结构进行了详细描述。为了进一步提高ADEP1的抗菌活性，研究者们还对ADEP1的结构进行了优化，从而得到另外两种酰基缩肽物质ADEP2和ADEP4。同时，研究者们还在文章中公布了ADEP2和ADEP4的整个合成路线（Nature Med. 2005，11：1082～1087）。

在随后进行的体外实验中，研究者证实ADEP2和ADEP4的抗革兰氏阳性菌活性均比ADEP1有所提高。在几种不同动物模型上进行的实验表明，ADEP2和ADEP4治疗粪肠球菌感染的疗效与口恶唑烷酮类抗菌药物利奈唑胺相当；此外，研究者们还发现，ADEP4治疗脓毒症的治愈率可达到80%，治疗肺炎链球菌感染的有效率也超过了利奈唑胺。

通过筛查耐ADEP1变异大肠杆菌库，研究者们找到了ADEPs的作用靶点，即高度保守的细菌酪蛋白水解激酶（caseinolytic kinase，ClpP）的催化核心。进一步的研究显示，ADEPs可与ClpP相结合，同时还能使其他非活性Clp-蛋白酶复合体发生蛋白水解。上述研究结果表明，ADEPs主要是通过破坏细菌蛋白正常水解过程而发挥其抗菌作用的。

1.3 抗菌肽类蛋白物质的创新点

1.3.1 在国内首次证实活体蛆虫分泌物对感染创面常见细菌具有有效的抑制作用 将具有活力的蛆虫虫体消毒处理后，对蛆虫体表经细菌和病毒学检验证实无细菌和病毒存在，将消毒的蛆虫用于严重难治性感染创面的临床治疗，所有病例创面脓性坏死组织清除干净，新鲜的肉芽组织迅速生长，创面表面培养无细菌。笔者认为，蛆虫在溃疡创面上爬行，吞食脓性坏死组织、清洁创面的同时，环境中的细菌也进入蛆虫体内，刺激蛆虫机体产生抗菌蛋白物质，消灭细菌。

1.3.2 首创性发现蛆虫生物清创的有效作用机理 我们通过研究首次证实活体蛆虫能够有效促进难治性顽固感染创面的愈合、预防细菌感染。发现蛆虫生物清创的有效作用如下：（1）创面渗出液对细菌有机械冲洗作用。由于活蛆的不断蠕动刺激创面产生浆液性渗出，创面定殖的细菌被不断产生的渗出液机械冲洗，并由吸水性敷料吸附，在更换辅料的同时创面细菌随之被清除。（2）蝇蛆蠕动的机械刺激促使成纤维细胞产生胶原和纤维蛋白沉积，加速肉芽组织的生成。（3）创面坏死组织作为蝇蛆的食物被摄取或被酶解、液化。（4）蝇蛆摄取并消化创面定殖的细菌。

1.3.3 在国内首次将活体蛆虫应用于临床顽固性难治感染创面的清创治疗 溃疡、外伤感染创面以及褥疮等顽固性难治感染创面是临床常见疾病，病因复杂，创面久不愈合，重者致残，损害经济价值，给畜主带来了经济负担。这些病畜大都对抗生素不敏感，而且由于感染与腐烂，导致局部解剖结构变异，神经血管等重要组织外露、健康与坏死组织界限分辨不清，很难通过普通的外科清创术达到根治的目的，这类病畜最后大多以淘汰告终。本项目在国内首次将活体蛆虫应用于临床感染创面的清创治疗，成功挽救了这类病畜的肢体，有效修复了创面。给临床外科清创提供了新的技术手段，为生物治疗领域提供了新思路。国内多家医院已经开始应用这种生物清创疗法，本项目具有巨大的经济与社会效益。

2抗菌肽类蛋白物质在临床试验结果与分析

2.1 肽类蛋白的制取与来源

2.1.1活体蛆虫的无菌处理 于喂养的2～3d取出蛆虫。先用生理盐水反复冲洗，将幼虫分别放在3.5%甲醛生理盐水溶液中5min；放入2%的双氧水溶液中3min；放入5%的碘仿溶液中；放入5%的含氯的消毒液中；放入75%的酒精中3min，不影响蛆的生活力。我们设计连续用以上浓度的甲醛、双氧水和含氯的消毒液对蛆进行处理，每次处理完毕后用蒸馏水洗涤，对消毒的蛆体表面经细菌和病毒学检验证实无细菌和病毒存在并且蛆的活力仍然存在，无菌状态可用于活体临床与基础实验。

活体蛆虫分泌物的获取

2.1.2活体蛆虫分泌物（肽类蛋白）的获取 取适量蛆虫（600条），分为金葡菌诱导组（将300条幼虫与金葡菌共培养48h）和对照组，分别加入2倍体积TNE缓冲液（10 mM Tris-HCl， pH 7.5 ，150 mM NaCl， 5 mM EDTA，及蛋白酶抑制剂混合物含10μg/ml leupeptin，1μg/ml aprotinin，and 1mM PMSF，3mM Na3VO4）冰浴10min，充分匀浆匀浆液离心（12000Xg，4OC，10min） 取上清液，加3倍体积的TNE缓冲液，沸水浴2min离心（12000Xg， 4OC，10min）取上清液，即为粗提物。从粗提物中再通过过滤、离心等分离得到一种防御素。防御素是存在于动物和高等植物中的一类富含半胱氨酸的天然抗菌肽，它们对多种微生物均具有较强的防御能力，因此，防御素也是目前颇具吸引力的一类新型候选抗菌药物。

2.2 肽类蛋白物质的理化性质

抗菌物质对热稳定，在 100°加热10min还能保持一定活力，对较大离子强度，较低或较高的PH都有较强的抗性的能力。

2.3 兽医临床试验结果与分析

快速活性测定方法：用金黄色葡萄球菌作为指示菌，采用平板抑菌圈法检测抗菌物质活性抑菌活力测定。 在营养琼脂培养基上接种金黄色葡萄球菌，在直径为四毫米的药敏片上滴加抗菌提取物，370C，与金葡菌共培养18h，观察并测量抑菌圈直径。

3 结语与讨论

结果分析表明。抗生素治疗具有局部浓度高的优点，但局部应用容易导致细菌耐药，本实验中头孢哌酮对从临床分离培养出的金黄色葡萄球菌的抗菌作用较弱证明了这一点。昆虫具有特殊的免疫防御体系，多种昆虫受到外界有害刺激诱导时能产生体液免疫物质。苍蝇幼虫生活在病原微生物较多的环境中，但它自身则不得病，可见蝇体自身具有独特的免疫防御体系。实验中采集的蛆虫血淋巴分泌物提取液对金黄色葡萄球菌具有较强的抗菌作用，其抗菌能力强于头孢哌酮。我们认为有害细菌在一定程度上起到了诱导作用，刺激蛆虫的机体防御体系产生抵抗这种细菌的物质。丝光绿蝇幼虫（蛆）主要生长在腐尸和腐烂的鱼肉等含有大量细菌的环境中，以腐败组织为食物，对有血运的活体组织无任何影响。国外一些学者利用丝光绿蝇幼虫的这一特性将其应用于感染创面的修复治疗中，取得良好效果。我们将具有活力的蛆虫虫体消毒处理后，对蛆虫体表经细菌和病毒学检验证实无细菌和病毒存在，将消毒的蛆虫用于糖尿病足部溃疡创面的临床治疗，所有病例创面脓性坏死组织清除干净，新鲜的肉芽组织迅速生长，创面表面培养无细菌。我们认为，蛆虫在溃疡创面上爬行，吞食脓性坏死组织、清洁创面的同时，环境中的金黄色葡萄球菌也进入蛆虫体内，刺激蛆虫机体产生某种抗菌蛋白物质，消灭细菌。

蝇蛆仅仅蚕食腐败组织，面对活组织无任何影响，其疗效对病灶的血运没有要求，蛆虫容易得到而且非常经济。蛆虫疗法是一种修复严重感染创面的、安全有效的生物扩创疗法。医学的发展使我们对疾病的治疗有了更多的选择，但是当代的医师有时也会遇到特殊环境下的特殊患者的特殊伤口，需要特殊的治疗，这种非常规的治疗方法蛆疗法，还需要进一步深入研究。

参考文献：

[1] Harald Labischinski.自然医学[J].Nature Med. 2005，（11）：1082～1087.

[2] Hans-Henrik Kristensen.自然[J].Nature，2005，（437）：975～980 .

[3]李振.动物药理.国家“十一.五”规划教材，参编，北京：中国农业大学出版社，2007.

[4]李端.药理学（第六版）.北京：人民卫生出版社，2006.