孫亞洲 張毓靜 唐成和 曹銀利 宋琛

新生兒感染是引起新生兒死亡的主要原因，全球每年約有700 萬新生兒感染，其中70 萬因感染而死亡，約占5 歲以下死亡兒童的40%[1]。研究表明，在2016 年全球共有60 萬新生兒因敗血癥、腦膜炎和肺炎死亡[2]。由于新生兒免疫系統(tǒng)發(fā)育相對不成熟，因此更容易受到細(xì)菌、病毒和真菌等病原體的感染[3]。此外，在分娩過程中新生兒以及早產(chǎn)兒長期住院均易感染多重耐藥菌，預(yù)計至2050 年每年將有數(shù)百萬新生兒因抗生素耐藥而死亡[4]，這是新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房面臨的一個嚴(yán)重挑戰(zhàn)。這可能導(dǎo)致受感染的新生兒面臨無藥可治的風(fēng)險[5]。

抗菌肽也叫宿主防御肽，是生物體應(yīng)對外界病原體而產(chǎn)生的一類免疫應(yīng)答反應(yīng)產(chǎn)物。到目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并分離了5 000 多種抗菌肽[6]，大部分來源于動植物，一部分來源于細(xì)菌、真菌、原生生物等，具有多種生物活性，例如抗菌、抗病毒、抗真菌、選擇性抗腫瘤細(xì)胞等，所以抗菌肽被認(rèn)為是具有開發(fā)潛力的新型抗菌藥物[7]。同時，它們對多種耐藥菌也表現(xiàn)出活性，包括新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房（NICU）常見的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）、耐萬古霉素屎腸球菌（VRE）和多重耐藥的銅綠假單胞菌等[5，7～9]。除了具有直接滅菌活性外，一部分抗菌肽還可通過免疫調(diào)節(jié)來抵御微生物感染。這些多肽可通過減輕毒素反應(yīng)，增強(qiáng)吞噬作用，激活免疫細(xì)胞活性，增加或減少不同免疫細(xì)胞趨化因子或細(xì)胞因子的分泌[10]來保護(hù)機(jī)體?，F(xiàn)就抗菌肽對新生兒感染保護(hù)的方式、抗菌機(jī)制及對新生兒感染常見病原體滅活作用展開論述。

1 抗菌肽對新生兒感染保護(hù)方式

過去認(rèn)為胎兒出生前處于一個無菌環(huán)境，未接觸過病原體，這種觀點逐漸受到質(zhì)疑。越來越多的證據(jù)表明，病原菌可通過上行感染或血行感染導(dǎo)致圍產(chǎn)兒感染[11]。為了防止這些病原體的入侵，胎兒在母體內(nèi)必須具有較強(qiáng)的防御機(jī)制，其中抗菌肽是重要角色之一。研究表明，孕婦胎盤和胎膜上提取的人β 防御素1（hBD-1）和人β 防御素3（hBD-3）具有較強(qiáng)的抗菌活性[12]；內(nèi)脂多糖（LPS）和蛋白聚糖刺激后的羊膜上皮細(xì)胞可以分泌較多的hBD-3[13]，這說明當(dāng)宮內(nèi)存在感染時，hBD-3 起到保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn)抗菌肽存在于孕婦宮腔內(nèi)多個部位，例如，在胎盤[12]、臍帶[14]和子宮內(nèi)膜[12]中均可檢測到hBD 的各種亞型。此外，人中性粒細(xì)胞防御素1-3（HNP1-3）和白細(xì)胞介素-37（IL-37）在羊水中濃度較高[15]。這些研究結(jié)果均提示抗菌肽在宮內(nèi)已經(jīng)開始對胎兒起到保護(hù)作用。

新生兒出生后，免疫系統(tǒng)逐漸完善和成熟進(jìn)而抵御微生物的入侵，抗菌肽通過預(yù)防感染、調(diào)控免疫系統(tǒng)以及調(diào)節(jié)微生物定植等多種方式發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn)，新生兒出生后的首次大便中有多種抗菌肽的表達(dá)，包括IL-37、人防御素5（HD-5）、溶菌酶以及HNP。而且這些抗菌肽在新生兒出生1 周后大便中的含量明顯高于首次大便[16]，其機(jī)制可能是母乳中碳水化合物的介入，母乳中的乳糖和半乳糖能夠誘導(dǎo)陽離子抗菌肽（CAMP）基因的表達(dá)，例如結(jié)腸上皮細(xì)胞中IL-37 的表達(dá)[17]。

成人皮膚中的抗菌肽IL-37 和hBD-2 處于較低水平。已有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)感染或損傷時，表皮角質(zhì)細(xì)胞會迅速產(chǎn)生IL-37 和hBD-2[18]，提示抗菌肽的產(chǎn)生是免疫防御中的基本因素。新生兒皮膚容易受到感染，研究發(fā)現(xiàn)，新生小鼠皮膚中抗菌肽IL-37 和其同源抗菌肽含量均較成年小鼠高，說明在新生兒時期這部分免疫功能是增強(qiáng)的[19]。

胎脂是人類所特有的來自母體的第一道防護(hù)，除了具有保濕皮膚、屏障保護(hù)、抗氧化和pH 緩沖作用外，其抗感染作用也越來越被重視。胎脂含有大量的抗菌肽，例如IL-37、溶菌酶、HNP1-3 以及鈣衛(wèi)蛋白等[20]，所以目前建議早期新生兒保留胎脂從而預(yù)防感染的發(fā)生，但具體機(jī)制還需要進(jìn)一步探索。

研究表明，母乳喂養(yǎng)可有效降低新生兒感染性疾病的發(fā)生率和死亡率，其中有多種生物活性抗菌肽發(fā)揮重要作用[21～23]。母乳中hBD-2 具有廣譜的高抗菌活性，能夠抑制大腸桿菌和沙門氏菌增殖[24]；來自Cathelicidin 抗菌肽可通過抑制細(xì)菌增殖提高敗血癥小鼠模型的存活率[25]；乳鐵蛋白來源肽可通過破壞細(xì)菌細(xì)胞膜直接對霍亂弧菌、艱難梭狀芽胞桿菌和幽門螺桿菌起到抗菌作用[26]。母乳中的抗菌肽不但能直接抑制細(xì)菌生長，也通過調(diào)控免疫系統(tǒng)、調(diào)節(jié)胃腸道微生物群等機(jī)制保護(hù)新生兒。此外母乳中的抗菌肽種類和含量會隨著母親和新生兒的狀況發(fā)生改變，進(jìn)而改善早產(chǎn)、巨大兒和早發(fā)型敗血癥等新生兒的先天不足情況。另外，早產(chǎn)兒母乳中絕大多數(shù)抗菌肽的含量在第7 天較第21 天高[27]。出現(xiàn)這些變化的機(jī)制可能是母乳中蛋白質(zhì)合成和分泌的改變以及蛋白質(zhì)和酶活性的差異導(dǎo)致母乳中多肽譜發(fā)生改變。

2 抗菌肽的抗菌機(jī)制

抗菌肽因組成成分、結(jié)構(gòu)和功能存在差異，所以具有不同的抗菌機(jī)制。從作用模式上主要分為直接致死和免疫調(diào)節(jié)兩種方式。直接致死機(jī)制又分為膜損傷機(jī)制和非膜損傷機(jī)制。

2.1 膜損傷機(jī)制抗菌肽的脂水兩親性結(jié)構(gòu)能夠選擇性地結(jié)合于細(xì)菌細(xì)胞膜形成膜孔道，破壞其胞膜完整性而發(fā)揮殺菌作用。抗菌肽破壞細(xì)胞膜又分為跨膜孔模型和非孔模型兩種作用模型，跨膜孔模型包括“桶板”模型和“環(huán)形孔”（蟲孔）模型；非孔模型包括“毯式”模型[28]。除以上模型外，Sinha 等[29]提出“凝聚”模型，即陽離子肽與磷脂分子形成類似膠束狀的復(fù)合物，以凝聚物形式跨越細(xì)胞膜，形成穿孔。

2.2 非膜損傷機(jī)制非膜損傷機(jī)制包括抑制或破壞細(xì)胞壁形成以及影響胞內(nèi)大分子作用兩種機(jī)制。抗菌肽可以通過與細(xì)胞壁合成所需要的前體分子脂質(zhì)Ⅱ、Ⅲ以及Ⅳ之間的相互作用來直接抑制細(xì)胞壁的形成，同時還可以通過引發(fā)細(xì)胞釋放自溶酶，裂解肽聚糖從而破壞細(xì)胞壁[28]。隨著對抗菌肽的深入研究，目前已經(jīng)證實一些抗菌肽具有細(xì)胞內(nèi)靶點，這些抗菌肽先與胞質(zhì)膜相互作用，然后在細(xì)胞內(nèi)積累，影響胞內(nèi)DNA、RNA 和蛋白質(zhì)的合成，抑制酶活性，破壞細(xì)胞器，產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)[29，30]。

2.3 免疫調(diào)節(jié)機(jī)制部分抗菌肽通過免疫調(diào)節(jié)方式發(fā)揮抗菌活性。雖然不能直接殺死細(xì)菌，但可減輕內(nèi)毒素誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)、誘導(dǎo)促炎因子合成、調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫、并招募巨噬細(xì)胞來提高機(jī)體抗感染能力[31]。

3 抗菌肽與新生兒感染常見病原微生物

3.1 單純皰疹病毒感染新生兒單純皰疹病毒（Herpes simplex virus，HSV）感染在新生兒期較少見，但是如果不及時治療，病死率可高達(dá)60%，幸存患兒中神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的發(fā)生率為60%[32，33]。因此為了減少新生兒病死率和后遺癥發(fā)生率，需要一種有效的防治單純皰疹病毒感染的方法。乳鐵蛋白是肽類抗菌劑設(shè)計中很有前途的一種抗菌肽，因其對宿主具有廣譜活性而無毒性。乳鐵蛋白是一種天然活性糖蛋白，是人乳清中含量最高的蛋白質(zhì)之一，尤其在初乳中濃度可高達(dá)6～14g/L[34]。在母乳喂養(yǎng)的新生兒中，乳鐵蛋白提供了一種天然保護(hù)屏障。乳鐵蛋白會在胃腸道或感染部位被蛋白酶降解為不同種類抗菌肽。體外研究證實乳鐵蛋白對HSV 具有殺傷作用，最近幾年研究同樣發(fā)現(xiàn)乳鐵蛋白對HSV 感染的小鼠也具有保護(hù)作用[35]。

3.2 B 族鏈球菌感染新生兒早發(fā)型敗血癥（EOS）是一種常見的、危及生命的新生兒疾病，一般發(fā)病時間≤3 日齡，盡管在普遍篩查和分娩期間給予抗生素預(yù)防，但B 族鏈球菌（GBS）仍然是常見的早發(fā)型敗血癥的原因，其次是大腸桿菌。GBS 對青霉素敏感，對于青霉素過敏的患兒，可給予紅霉素和克林霉素治療，但是越來越多的證據(jù)表明GBS 對這些抗生素耐藥性越來越強(qiáng)[36]。研究發(fā)現(xiàn)，GBS 刺激體外培養(yǎng)的胎盤組織可引起抗菌肽hBD-2 的過表達(dá)[37，38]；在另外一項體外培養(yǎng)GBS 的研究中，當(dāng)hBD-2 濃度為10μg/mL 時，GBS 的生長被完全抑制[39]。這些實驗結(jié)果表明hBD-2 有進(jìn)一步治療或預(yù)防新生兒感染的潛力。

3.3 李斯特菌感染李斯特菌是一種革蘭氏陽性菌，人類李斯特菌主要易感免疫力低下人群，如老人、孕婦及新生兒。對于新生兒群體，早產(chǎn)兒是李斯特菌的最易感染對象，感染患兒病情較重，進(jìn)展較快。盡管體外藥敏試驗證實李斯特菌對青霉素、氨芐青霉素、慶大霉素等多種抗生素敏感，但患兒病死率仍較高[40]。研究發(fā)現(xiàn)，較低濃度的陽離子抗菌肽GBP 可通過破壞李斯特菌菌膜和影響代謝通路來抑制其生長[41]；米糠蛋白酶解產(chǎn)物食源性抗菌肽Alpep7 在體外對李斯特菌也表現(xiàn)出較好的抗菌活性[42]；較低濃度的抗菌肽Brevilaterin B（0.1μg/mL）也可通過破壞李斯特菌菌膜完整性來抑制其生長[43]。

3.4 多重耐藥菌近年來因醫(yī)院耐藥菌的出現(xiàn)，給臨床抗感染治療帶來了新的挑戰(zhàn)。目前已有研究發(fā)現(xiàn)，部分天然或人工合成的抗菌肽能夠?qū)怪匕Y監(jiān)護(hù)病房的幾種常見多重耐藥細(xì)菌。從眼鏡蛇體內(nèi)提取的由34 個氨基酸組成的抗菌肽OHCATH30 對包括耐藥的鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞桿菌、耐甲氧西林金葡萄球菌和大腸桿菌具有較好的抗菌活性[44]。目前正在臨床試驗的抗菌肽Ci-MAM-A24 在較低的濃度下（MIC＜10μg/mL）就能夠抑制包括耐甲氧西林金葡萄球菌、耐萬古霉素屎腸球菌、多重耐藥銅綠假單胞菌、產(chǎn)志賀毒素大腸埃希菌在內(nèi)的醫(yī)院多重耐藥菌[45]。目前隨著對抗菌肽研究的深入，出現(xiàn)一類新的高效抗菌肽STAMPs，其在不傷害正常菌群情況下，增加對目標(biāo)病原體的敏感性，增強(qiáng)滅菌效果。Oritavancin 是一種目前正在開發(fā)的STAMPs，據(jù)報道其能夠高效、準(zhǔn)確地抑制多種多重耐藥菌，例如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、耐萬古霉素金黃色葡萄球菌等[46]。

4 小結(jié)

新生兒感染是引起新生兒死亡的重要原因，傳統(tǒng)抗菌藥物在新生兒感染中發(fā)揮著重要作用，但是隨著多重耐藥菌的出現(xiàn)，新生兒感染的防治面臨更大的挑戰(zhàn)?？咕木哂袕V譜抗菌性、不易產(chǎn)生耐藥，可通過廣譜滅菌、免疫調(diào)節(jié)等作用降低新生兒感染風(fēng)險。然而，抗菌肽在臨床應(yīng)用時可能存在一定毒性和不穩(wěn)定性，將抗菌肽藥物應(yīng)用于臨床治療是以后繼續(xù)探討的方向。