分享一篇发表在ACS Central Science上的文章，文章标题是“A Synthetic Phage-Peptide Conjugate as a Potent Antibacterial Agent for Pseudomonas aeruginosa Infections”，通讯作者是来自加州大学洛杉矶分校化学与生物分子工程系的Irene A. Chen教授，她的主要的研究方向是在合成细胞和噬菌体中进行生物分子的设计和进化。

抗生素耐药性，尤其是革兰氏阴性菌的耐药问题，已成为全球公共卫生的重大挑战。革兰氏阴性菌的外膜主要由脂多糖（LPS）构成，使其对于靶向细胞壁合成的抗生素具有天然的抵抗力。多粘菌素 B（PMB）是一种带正电荷的环肽，能够通过静电相互作用结合细菌的外膜，随后插入外膜中并导致膜渗漏和细菌的死亡。但是PMB同时具有较高的肾毒性，会导致急性肾小管坏死，且治疗细菌感染所需的浓度与哺乳动物细胞的毒性浓度范围显着重叠，导致治疗指数较低。因此作者希望能够开发出一种靶向递送策略，将PMB特异性地富集在细菌表面，从而降低PMB的毒性。

M13噬菌体是一种侵染大肠杆菌的噬菌体，其表面具有较多暴露于溶剂的羧基和伯胺基团，便于对其抗生素衍生化；此外将M13噬菌体识别细菌的F菌毛替换为识别LPS寡糖核心的纳米抗体，能够使M13靶向多种不同类型的革兰氏阴性菌，因此该噬菌体是一种理想的递送载体。作者首先构建并纯化了靶向LPS的噬菌体M13αLPS，并证明其能够侵染包括铜绿假单胞菌和肺炎克雷伯菌等多种革兰氏阴性菌。随后作者使用EDC交联，将PMB上的氨基和M13的Glu和Asp残基偶联，并采用氨基酸组成分析和伯胺定量，确认了该方法能够在一个噬菌体上连接约5400个PMB。

随后作者通过肉汤微量稀释法测定PMB和PMB-M13αLPS的最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）。结果显示相比游离的PMB，PMB-M13αLPS的MIC降低了约1-2个数量级，MBC也降低了19-74倍。此外，对于形成了生物膜的铜绿假单胞菌，PMB-M13αLPS的MBC相比游离的PMB也降低了约20倍，证明了该递送方法的有效性。

最后作者在动物模型上验证了该递送方法的有效性。作者选择了感染耐药铜绿假单胞菌肺炎的小鼠，分别使用游离PMB和PMB-M13αLPS进行治疗，结果显示含有0.9μg的PMB-M13αLPS治疗效果与80μg游离PMB治疗效果相当，且连续7天静脉注射的小鼠均没有出现明显的肝肾毒性，证明了该方法由于治疗耐药革兰氏阴性菌感染的有效性。

总之，作者成功构建了一种新型噬菌体-抗生素偶联物种PMB-M13αLPS，通过靶向递送策略显著提高了PMB的杀菌活性和治疗指数，降低了其毒性。该策略不仅在体外和体内模型中表现出优异的抗菌效果，还具有良好的安全性和稳定性，为应对多重耐药革兰氏阴性菌感染提供了一种有前景的治疗策略。

本文作者：ZBY

责任编辑：TZS

DOI：10.1021/acscentsci.5c00562

原文链接：https://doi.org/10.1021/acscentsci.5c00562