抗菌肽抗病毒作用機(jī)制研究進(jìn)展

王小方,李 燕,馮紅燕,焦路陽

(1.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科,河南 衛(wèi)輝 453100；2.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院門診部，河南 衛(wèi)輝 453100)

2019年新型冠狀病毒在全球蔓延，對人們的生活和精神產(chǎn)生了巨大壓力，亟須有效抑制病毒感染的潛在藥物?？咕氖且活惥哂袕V譜抗菌性的堿性多肽物質(zhì)，相對分子質(zhì)量為2 000～7 000，由10～50個(gè)氨基酸殘基組成?？咕目勺鳛榭股氐奶娲幤钒l(fā)揮抗菌作用，在科研界受到廣泛關(guān)注，但其抗病毒的生物活性一直被忽略。本文對抗菌肽抗病毒作用及其機(jī)制進(jìn)行闡述，旨在為抗病毒的基礎(chǔ)和臨床藥物研發(fā)提供新方向。

1 抗菌肽的來源、分類、功能及應(yīng)用

抗菌肽廣泛存在于細(xì)菌、真菌、昆蟲、被囊動物、兩棲類動物、甲殼類動物、魚類、鳥類、哺乳動物、植物中[1-2]。由于抗菌肽在來源、結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性等方面具有多樣性，因此有多種分類方法。根據(jù)抗菌肽的氨基酸組成和二級結(jié)構(gòu)特征可將其分為α-螺旋結(jié)構(gòu)的抗菌肽、β-折疊型的抗菌肽、具有環(huán)鏈結(jié)構(gòu)的抗菌肽和伸展性螺旋結(jié)構(gòu)的抗菌肽[3]。根據(jù)抗菌肽來源的不同，可分為植物來源性抗菌肽、動物來源性抗菌肽和其他微生物來源性抗菌肽[4]。根據(jù)抗菌肽作用對象的不同，可分為抗細(xì)菌性多肽、抗真菌性多肽、抗病毒性多肽和抗腫瘤性多肽[5]。

抗菌肽具有廣譜抗細(xì)菌、抗病毒、抗真菌、抗腫瘤等作用，此外，抗菌肽還可以作為免疫活化分子調(diào)節(jié)機(jī)體免疫系統(tǒng)功能。因抗菌肽可促進(jìn)機(jī)體組織愈合，對正常的真核細(xì)胞幾乎無毒性或低毒性，且活性穩(wěn)定、免疫原性低。因此，抗菌肽在醫(yī)藥、食品儲藏與保鮮、畜牧業(yè)等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力[6]。

2 抗菌肽的抗病毒作用

抗菌肽是一種功能多樣的廣譜抗病毒分子，其抗病毒作用機(jī)制十分復(fù)雜[7]。目前，有研究顯示，抗菌肽對包膜病毒的滅活作用高于無包膜病毒，這提示抗菌肽可能通過作用于病毒外殼和核殼體之間的磷脂膜發(fā)揮抗病毒活性[8]。本文重點(diǎn)闡述常見抗菌肽家蠅抗真菌肽-1 A(musca domestica antifungal peptide-1A，MAF-1A)、殺菌性/通透性增強(qiáng)蛋白(bactericidal/permeability-increasing protein,BPI)和LL-37的抗病毒作用及機(jī)制。

2.1 MAF-1A抗菌肽MAF-1A來源于果蠅幼蟲，是一種新型小分子抗菌肽,含有26個(gè)氨基酸殘基[9-10]。MAF-1A對狗腎細(xì)胞抗病毒活性小，對甲型流感病毒A/PR/8/34株具有較強(qiáng)的抗病毒活性。MAF-1A發(fā)揮抗病毒活性的機(jī)制主要有3個(gè)：(1)直接破壞病毒結(jié)構(gòu)，抑制病毒正常復(fù)制；(2)MAF-1A通過抑制病毒包膜蛋白血凝素HA1亞基與細(xì)胞膜的唾液酸受體結(jié)合，從而抑制病毒感染細(xì)胞；(3)MAF-1A能抑制病毒包膜蛋白神經(jīng)氨酸酶活性，干擾病毒從細(xì)胞的釋放，從而避免病毒感染其他宿主細(xì)胞，達(dá)到抗病毒作用[11-14]。

2.2 BPI抗菌肽BPI是存在于中性粒細(xì)胞中的一種陽離子蛋白[15-16]，含有456個(gè)氨基酸殘基，相對分子質(zhì)量為 55 000，可被蛋白酶分解為N端和C端2個(gè)片段[17]。BPI N-末端的27個(gè)氨基酸的肽段，具有抗甲型流感病毒(H1N1、H3N2和H5N1)活性。人BPI多肽與病毒顆粒發(fā)生相互作用，在高濃度下可直接破壞病毒顆粒的包膜，且作用時(shí)間不影響其活性。有研究發(fā)現(xiàn)，BPI基因敲除的小鼠可對病毒產(chǎn)生抗性[18]。人BPI并不抑制甲型流感病毒(influenza A virus，IAV)的血凝和溶血活性，表明其作用方式與流感病毒的包膜蛋白無關(guān)[19]。

2.3 LL-37抗菌肽LL-37是在人類中發(fā)現(xiàn)的cathelicidin家族唯一成員[20]，由嗜中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和各種上皮細(xì)胞產(chǎn)生，含有37個(gè)氨基酸，相對分子質(zhì)量為18 000，具有信號肽、Cathelin結(jié)構(gòu)和抗菌結(jié)構(gòu)域。LL-37是陽離子抗菌肽，其前體肽為抗菌肽人類陽離子蛋白18,由CAMP轉(zhuǎn)錄之后,經(jīng)絲氨酸蛋白酶3和其他蛋白水解酶酶解后釋放出有活性的C端片段,因其N端前面2個(gè)氨基酸殘基均為亮氨酸(L)且氨基酸殘基總數(shù)為37，故而命名為LL-37。LL-37在人支氣管肺泡灌洗液中的質(zhì)量濃度為 2～20 mg·L-1，在鼻分泌物中的質(zhì)量濃度為1～80 mg·L-1。LL-37 中的KR-12片段保留了LL-37的雙親螺旋結(jié)構(gòu)，且?guī)в?個(gè)陽離子殘基，因此具有抗菌活性。LL-37可抑制病毒復(fù)制，但并不抑制病毒血凝作用和神經(jīng)氨酸酶的活性[21]。LL-37的疏水性和螺旋結(jié)構(gòu)對其抗病毒活性至關(guān)重要，但LL-37不能抑制甲型流感病毒H1N1亞型的活性，提示甲型流感病毒H1N1亞型可能對宿主可溶性防御屏障發(fā)生了逃逸。

LL-37對人類免疫缺陷病毒1型、甲型流感病毒、呼吸道合胞病毒、鼻病毒、牛痘病毒、單純皰疹病毒和丙型肝炎病毒均有活性。LL-37可誘導(dǎo)抗原提呈細(xì)胞產(chǎn)生強(qiáng)有力的免疫反應(yīng)，抗原提呈細(xì)胞通過產(chǎn)生和釋放I型干擾素及促進(jìn)樹突細(xì)胞的成熟，增強(qiáng)病毒的雙鏈DNA向位于細(xì)胞核附近的Toll樣受體傳遞，從而達(dá)到有效的抗病毒作用。

LL-37的抗病毒活力與人中性粒細(xì)胞蛋白(human neutrophil protein，HNP)相當(dāng)，但強(qiáng)于人 β-防御素。LL-37的表達(dá)受β-防御素調(diào)節(jié)，白三烯B4釋放LL-37和β-防御素有助于宿主抵抗IAV[22]。LL-37并非通過抑制病毒與宿主細(xì)胞的結(jié)合而發(fā)揮抗病毒作用，而是通過與病毒包膜和蛋白衣殼相互作用，破壞病毒的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)從而使病毒死亡。LL-37包裹在嗜中性粒細(xì)胞的次級顆粒中，是抵抗感染的免疫屏障的一部分，在修復(fù)受損的上皮細(xì)胞中發(fā)揮作用[23]。

3 小結(jié)和展望

綜上所述，抗菌肽具有抗菌譜廣、耐藥性低等優(yōu)點(diǎn)，很可能取代目前在很多方面存在局限性的抗病毒藥物?？咕目共《咀饔镁哂羞x擇性，在對正常細(xì)胞無毒性的濃度下可以對病毒產(chǎn)生作用。但目前大多數(shù)抗菌肽是從動物、植物體內(nèi)提取的，產(chǎn)量較低，化學(xué)合成抗菌肽成本較高。雖然抗菌肽在抗病毒的開發(fā)研究中還存在一些難題，但目前的研究顯示抗菌肽的抗病毒作用具有獨(dú)特的優(yōu)勢，在未來藥物開發(fā)中前景非常廣闊。