Sci Adv：江峰/金奇/占玲俊通过工程化PVC递送抗菌肽，小鼠肺内结核负荷减逾十倍

结核病（TB）是一种由结核分枝杆菌（M. tuberculosis，Mtb）引起的慢性呼吸道传染病。据估计，全球约四分之一的人口感染Mtb，TB仍然是全球公共卫生的重大威胁。根据《2025年全球结核病报告》，2024年记录了1070万新发TB病例，首次发作TB（新发病例）中耐多药/利福平耐药TB（MDR/RR-TB）的估计比例为3.2%。值得注意的是，TB重新成为单一传染源导致死亡的首要原因，取代了COVID-19，并位列全球十大死因之一，2024年夺去了123万人的生命。

TB可用抗生素治疗。当前TB的标准治疗方案包括为期两个月的四药强化期，包括异烟肼（INH）、利福平（RMP）、乙胺丁醇（EMB）和吡嗪酰胺（PZA），随后是额外四个月的RMP和INH继续期。然而，这种延长的治疗持续时间常导致治疗依从性差和药物敏感性下降等挑战。此外，MDR/RR-TB和广泛耐药TB（XDR-TB）需要更复杂的治疗方案，甚至更长期的个体化治疗方案。Mtb具有独特且复杂的细胞壁结构，富含分枝菌酸，赋予其高耐药性和致病性。

除固有特性外，其感染特征也有利于逃避宿主免疫防御，如在巨噬细胞内存活和形成肉芽肿，这进一步使根除努力复杂化。因此，TB的治疗仍面临重大挑战，强调了对新型治疗方法和策略的迫切需求，以将精准抗菌剂递送与增强Mtb储库穿透相结合。

抗菌肽（AMPs）——具有抗菌活性的天然或合成多肽——已成为一类新型抗分枝杆菌剂，对结核病具有显著治疗潜力。AMPs包含一组多样化的分子，可根据来源大致分类，包括宿主来源肽、微生物来源肽和合成衍生物。与传统抗生素相比，AMPs在TB治疗中提供了若干优势。

它们对多种分枝杆菌菌株（包括耐药变异株）表现出广谱抗菌活性。而且它们多靶点的作用方式降低了耐药性发展的可能性，这是抗击全球TB疫情的关键优势。此外，AMPs对Mtb表现出快速杀菌作用，并与现有抗生素表现出协同效应，使其成为有前景的辅助疗法，可能缩短治疗持续时间。

除直接抗菌特性外，AMPs还具有免疫调节功能，其中一些是宿主先天免疫系统的固有组分，从而增强耐受性和安全性。然而，AMPs的临床应用也面临关键挑战，包括高蛋白酶敏感性、低特异性、有限的生物利用度以及大规模生产的稳定性和成本问题。为克服这些技术障碍，当前研究优先考虑利用生物载体或纳米载体等载体的靶向递送策略的开发。

图1.PVC-CD11b-AMP给药系统体外和体内抗分枝杆菌作用的图解（摘自Science Advances）

发光杆菌毒力盒（PVC）——一种典型的胞外收缩注射系统（eCIS）——被认为是生物医学研究中生物分子递送的理想工具。PVC可利用鞘收缩驱动内部刺突穿透细胞膜，使有效载荷能够注射到真核细胞中，在其中发挥生物学功能。

先前研究表明，PVC效应物Pdp1（发光杆菌dNTP焦磷酸酶1）和Pnf（发光杆菌坏死因子）可装载在复合物的内管中，并由PVC直接注射到小鼠巨噬细胞J774A.1中发挥细胞毒性效应。进一步的机制研究表明，Pdp1和Pnf的N端信号肽（SP）序列对于将效应物装载到PVC复合物中至关重要。

PVC复合物可在Pdp1和Pnf的N端信号肽指导下装载和递送多种蛋白质货物，无论其大小、物种或电荷如何。并且PVC复合物的尾纤维蛋白Pvc13包含一个可修饰的结合结构域，决定受体特异性。通过工程化Pvc13，PVC可被重编程以识别不同的细胞受体，使其成为精准递送的理想平台。

在此，作者开发了一种靶向的基于工程化PVC的递送系统，将AMPs运输到巨噬细胞中。结果表明，装载AMP的PVC复合物对分枝杆菌表现出显著的胞内杀菌效力，其中候选肽D29 LysA和D29 LysB的组合显示出最明显的抗分枝杆菌活性。在修饰PVC复合物后，它仍具有低细胞毒性，但显示出对巨噬细胞的强选择性和特异性靶向。

工程化PVC可装载D29 LysA和LysB，在体外有效清除巨噬细胞内的分枝杆菌，包括快速生长的耻垢分枝杆菌（M. smegmatis）、缓慢生长的牛分枝杆菌（M. bovis）BCG株、结核分枝杆菌H37Ra甚至耐药H37Ra。

更值得注意的是，在体内H37Rv感染的小鼠模型中，该策略也取得了显著的抗分枝杆菌效果，且无明显局部或全身毒性。它可显著减少肺部分枝杆菌负荷，并有效改善H37Rv感染引起的病理损伤。

总之，通过工程化PVC复合物将AMPs靶向递送至巨噬细胞代表了一种有前景且高效的策略，为结核病的精准治疗提供了一种新型治疗方法。

参考消息：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aee8463