一种抗微生物肽及其应用

本发明属于生物医药，涉及一种抗微生物肽及其应用，具体涉及一种新型的抗微生物肽和该抗微生物肽在控制微生物感染中的应用。

背景技术：

1、抗生素在人类疾病的防控和治疗中发挥着巨大作用。二十世纪四十年代青霉素应用于临床后，感染性疾病普遍得到有效治疗。但随着抗生素的广泛长期应用，许多病原菌不断变异获得耐药基因，导致如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（mrsa）、耐碳青霉烯类大肠埃希菌（crec）、耐万古霉素肠球菌（vre）、耐碳青霉烯铜绿假单胞菌（crpa）、耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌（crkp）等多种耐药菌株大量产生。耐药菌株能够通过产生灭活酶、改变抗生素作用靶位、借助外排泵将药物泵出胞外等多种机制对抗生素产生耐药性，这些耐药菌株不仅传播速度极快且治愈困难。耐药菌株的产生为感染性疾病的治疗带来了极大困难，同时也使感染性疾病成为全球危害人类健康的十大公共威胁之一。然而，新型抗生素的研发速度相对远不及耐药菌株的产生速度，且新一代耐药菌株的耐药机制也更加复杂。因此，研发新型、有效、不易耐药的抗微生物药物以解决抗生素药物的耐药性问题迫在眉睫。

2、抗微生物肽（antimicrobial peptides，amps）是一类重要的有抗微生物活性的多肽及其衍生物，对多种细菌、真菌、病毒等微生物均存在良好的抑制活性。除了具有抗微生物作用外，抗微生物肽在水产养殖、畜禽饲料、食品防腐、化妆品、口腔护理和动植物转基因等领域也有广阔的研发前景。与化学药物相比，抗微生物肽的优势主要表现为抗微生物活性高、可抗微生物谱广、热稳定性良好、毒性较低等。除此之外，相比于传统单靶点的抗生素，抗微生物肽的膜靶向抗微生物机制能够使其同时作用包括细胞膜在内的多个靶点，从而使细胞膜性质在短时间内保持稳定，因此菌种不易对其产生耐药性。其非膜靶向机制通过将抗微生物肽转移至胞内，参与抑制菌种dna、rna和蛋白质合成等重要生物学过程。抗微生物肽独特的抗微生物机制使其被认为在治疗感染性疾病中具有良好的前景和潜在的研发价值，同时有望替代抗生素成为新一代抗微生物药物。

3、抗微生物肽的来源广泛，目前发现的天然抗微生物肽大多数从动物、植物、细菌等生物体内提纯得到。尽管已知的天然抗微生物肽种类繁多，但其普遍存在分子量较大、含量较低、稳定性差、分离提纯成本高等问题，且许多抗微生物肽的抗微生物活性较弱甚至会对细胞产生溶血等毒副作用。除此之外，天然提纯的抗微生物肽大部分由l-型氨基酸组成，在体内不稳定易被蛋白酶降解。例如，从金环蛇蛇毒中分离得到的抗菌肽cbf-k16由三十个l-型氨基酸组成，在血清中稳定性较差且易被蛋白酶降解而失活。与l-型氨基酸相比，由d-型氨基酸组成的抗微生物肽通常显示出更高的蛋白水解稳定性及代谢稳定性。因此，将d-型氨基酸引入抗微生物肽中可以破坏其两亲性螺旋结构从而降低可能存在的溶血活性和细胞毒性等副作用。

技术实现思路

1、发明目的：为了解决目前治疗感染性疾病存在的问题，本发明提出应用d-型抗微生物肽替代抗生素的策略，旨在提供一种通过引入d-型氨基酸替代l-型氨基酸的新型抗微生物肽，从而解决目前抗生素普遍存在的临床耐药性问题以及天然抗微生物肽的易降解、低活性和毒副作用问题，这对于新型、有效的抗感染药物的研发具有重大意义。

2、因此，本发明所要解决的技术问题是一方面提供了具有广谱抗微生物活性、低毒性、高效性、高稳定，且不易产生抗药性的新型抗微生物肽。

3、本发明还要解决的技术问题是另一方面提供了抗微生物肽在医药生产、畜禽养殖、水产养殖、果蔬保鲜、消毒防腐产品的生产、添加剂生产、农业生产、健康产品（食品、护理产品、保健品、饲料和化妆品等）生产等多领域中的应用。

4、技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗微生物肽，所述抗微生物肽包括如下共同的氨基酸通式：ac-arg-leu-leu-b-z-leu-z-b-nh2，或ac-arg-leu-leu-b-z-leu-z-b-arg-nh2，或ac-arg-arg-leu-leu-b-z-leu-z-b-arg-arg-nh2，其中，ac表示多肽的氨基端进行乙酰化修饰，nh2表示多肽的羧基端进行酰胺化修饰，b选自芳香族氨基酸残基，一个或两个z选自精氨酸残基或赖氨酸残基。

5、其中，所述芳香族氨基酸残基是指分子结构中含有芳香环的氨基酸残基，主要包括3-(2-萘基)-丙氨酸残基、苯丙氨酸残基及其苯丙氨酸类衍生物残基。

6、其中，所述抗微生物肽的序列中的一个或多个arg残基由赖氨酸残基取代。

7、其中，所述抗微生物肽的序列中的一个或多个leu残基由正亮氨酸残基、正缬氨酸残基、高亮氨酸残基、丙氨酸残基或缬氨酸残基取代。

8、其中，所述抗微生物肽包括全l–型和全d–型对映异构体；或者所述抗微生物肽的任意一个或多个氨基酸用l–型或d–型氨基酸取代。

9、其中，所述抗微生物肽的氨基端、羧基端或赖氨酸残基的侧链氨基上连接聚乙二醇。

10、其中，所述聚乙二醇的分子量为200~4000，作为优选，所述聚乙二醇包括聚乙二醇200、聚乙二醇500、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000或聚乙二醇4000。

11、本
技术实现要素：
还包括一种药物组合物，其包括所述的抗微生物肽。

12、本发明内容还包括所述的抗微生物肽或其药物组合物在制备用于预防和/或控制微生物感染的药物中的应用。

13、本发明抗微生物肽优选制剂剂量范围是0.001-1000mg重量份。

14、其中，所述药物包含至少一种如所述的抗微生物肽或其药学上可接受的盐、酯、溶剂化物、水合物或前药，以及至少一种药学上可接受的载体、辅料、赋形剂、稀释剂、缓冲剂、佐剂、辅剂或媒介物。“药学上可接受的”的辅料是适用于人和/或哺乳动物而无过度不良副反应（如毒性、刺激和变态反应）的，即具有合理的效益/风险比的物质。术语“药学上可接受的载体”指用于治疗剂给药的载体，包括各种赋形剂和稀释剂。该术语指这样一些药剂载体：它们本身并不是必要的活性成分，且施用后没有过分的毒性。合适的载体是本领域普通技术人员所熟知的。在 remington’s pharmaceutical sciences（mack pub.co.，n.j.1991）中可找到关于药学上可接受的载体的充分说明。在组合物中药学上可接受的载体可含有液体，如水、盐水、甘油和乙醇。另外，这些载体中还可能存在辅助性的物质，如润滑剂、助流剂、润湿剂或乳化剂、ph缓冲物质等。

15、术语“药学上可接受的辅料”是指，任何合适的用于药物制剂中的药学上可接受的佐剂、载体、稀释剂、防腐剂等。仅作为示例性的目的，已知的佐剂包括但不限于，例如完全弗氏佐剂，不完全弗氏佐剂，矿物质凝胶比如氢氧化铝，表面活性物质比如溶血软磷脂，复合多元醇，多聚阴离子，肽，油乳剂，烃乳状剂，钥孔血蓝蛋白等。已知的载体包括但不限于，无菌液体，例如水，生理盐水，油，或者水和油的混合物，所述油例如花生油、大豆油、矿物油、芝麻油等。已知的稀释剂包括但不限于，水、盐水、葡萄糖、乙醇、甘油及其类似物。已知的防腐剂包括但不限于硫柳汞和 edta 等。药学上可接受的辅料的选择可以通过本领域的已知技术来实现，本领域技术人员可以根据需要制备的多肽药物剂型基于现有技术选择合适的药学上可接受的辅料。例如，对于制备口服液体制剂（包括但不限于：悬浮液、微乳或复乳），所选用的辅料可以包括例如水、油、醇类、调味剂、防腐剂、着色剂等。又例如，对于制备口服固体制剂（包括但不限于：粉剂、粉雾剂、胶囊剂或片剂），所选用的辅料可以包括例如淀粉、糖类、稀释剂、成粒剂、润滑剂、粘合剂、崩解剂等。此外，如果需要，本发明的多肽药物还可以制备成糖包衣或肠溶衣，亦或者控释制剂。

16、其中，所述药物的剂型可以包括注射剂、片剂、口服剂、外用剂、滴眼剂、洗剂、散剂、颗粒剂、滴丸剂、胶囊剂、囊片剂、丸剂、粉剂、酏剂、混悬剂、合剂、灌肠剂、搽剂、溶液、液体制剂、橡胶剂、胶浆剂、流浸剂、浸膏剂、胶剂、小药囊、扁囊、溶液剂、糖浆剂、水剂、醑剂、甘油剂、透皮贴剂、涂膜剂、冲剂、烟剂、乳剂、透皮贴膏、酊剂、透入剂、酒剂、中药药剂、气雾剂、乳膏剂、滴耳剂、软膏剂、口腔膜剂、含漱剂、洗液剂、糊剂、喷雾剂、泡沫剂、吸入剂、凝胶剂、针剂、露剂、干粉针、肠溶衣、毫微球、微球、粉雾剂、汤剂、膏剂、丹剂、鼻喷剂、滴鼻剂、含漱剂、舌下片、吹入剂、栓剂、膜剂、滴剂、擦剂、洗鼻剂、洗眼剂、洗耳剂、眼内插入剂、眼膜剂、眼膏剂、喷粉剂、干粉吸入剂、粉末吸入剂、雾化吸入剂、棒剂、线剂、条剂、滴牙剂、混悬滴剂、乳胶剂、撒布剂、涂剂、涂布剂、霜剂、贴剂、贴膏剂、口腔贴片、植入剂、冲洗剂、锭剂、糕剂、饼剂、煎膏剂、膏药、茶剂、粥剂、油浸剂、溶胶剂、流浸膏剂、粉针剂、水针剂、无菌粉末、海绵剂、微囊剂、纳米囊剂、蜜丸、水丸、水蜜丸、糊丸、浓缩丸、蜡丸、糖丸、包衣片、肠溶片、泡腾片、咀嚼片、可溶片、分散片、缓释片、控释片、口崩片、含化丸、微乳或复乳。

17、作为优选，所述药物剂型包括注射剂、口服剂或外用剂，所述外用剂包括滴眼剂或洗剂，其中，所述剂型中抗微生物肽的剂量范围为：注射剂0.001-1000mg/kg；口服剂0.001-1000mg/kg；外用剂1/10000-30%/支；滴眼剂1/10000-30%/支；洗剂1/100000-20‰/支

18、其中，所述微生物包括细菌、真菌、放线菌、古细菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体、螺旋体、亚病毒、病毒、原生生物或藻类中的一种或多种。

19、其中，所述应用包括下列任一项：

20、（1）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备抗炎和/或抗肿瘤药物中的应用；

21、（2）所述抗微生物肽或其药物组合物在水产养殖中的应用；

22、（3）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备口腔护理产品中的应用；

23、（4）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备口腔清洁制剂中的应用；

24、（5）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备牙齿清洁用品中的应用；

25、（6）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备牙涂料中的应用；

26、（7）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备龋齿防治药物中的应用；

27、（8）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备治疗皮肤感染的产品中的应用；

28、（9）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备细胞内杀菌产品中的应用；

29、（10）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备清除细菌生物被膜产品中的应用；

30、（11）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备消毒产品中的应用；

31、（12）所述抗微生物肽或其药物组合物在预防和/或治疗小麦赤霉病中的应用；

32、（13）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备防霉防腐剂的应用；

33、（14）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备食品防腐剂的应用；

34、（15）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备化妆品防腐剂的应用；

35、（16）所述抗微生物肽或其药物组合物在化妆品制备中的应用；

36、（17）所述抗微生物肽或其药物组合物在畜禽饲料和/或饲料添加剂中的应用；

37、（18）所述抗微生物肽或其药物组合物在动植物品种的改良和/或动植物育种中的应用；

38、（19）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备伤口敷料中的应用；

39、（20）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备抗微生物保鲜膜中的应用；

40、（21）所述抗微生物肽或其药物组合物在果蔬保鲜中的应用；

41、（22）所述抗微生物肽或其药物组合物在畜牧养殖中的应用；

42、（23）所述抗微生物肽或其药物组合物在制备抗微生物剂、药品、兽药、饲料、食品、日用化学品、保健品、化妆品、杀菌剂、杀病毒剂、杀藻剂、灭菌剂、饲料、添加剂、口腔清洁制剂、消毒剂、消炎产品、清洗剂、保鲜剂、辅料、防霉剂、防藻剂、洗涤助剂、洗涤组合物、清洁剂或防腐剂中的应用。

43、上述抗微生物肽及其药物组合物可以制备为任何一种医学上可用的生物载体或制剂形式给予感染疾病患者。

44、有益效果：与现有技术相比，本发明具备以下优点：本发明所述的抗微生物肽是一类新型高效的抗微生物肽，它们具有分子量小、抗菌广谱性、高效性、无细胞毒性、无溶血性、稳定性高、不易产生抗药性等特点，可以杀灭包括临床上常见的耐药菌株、细菌和真菌等在内的微生物，并且它们结构简单、便于大规模合成且成本低廉，有望替代抗生素成为一种安全、绿色、高效的理想抗微生物剂，在制备抗微生物药物、抗微生物制剂和抗微生物产品等领域应用前景十分广阔。