用于治疗耐药微生物的防御素片段衍生脂肽制造技术

本发明专利技术涉及基于脂肽与人防御素片段的偶联开发针对耐药细菌、病毒、原虫、真菌或蠕虫的创新抗生素，以实现高抗微生物功效和生物膜降解以及低耐药性发展，同时保护天然微生物群，因此不仅可根除细菌、病毒、原虫、真菌或蠕虫感染，还可预防与抗生素治疗相关的许多病症，例如艰难梭菌感染。如艰难梭菌感染。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于治疗耐药微生物的防御素片段衍生脂肽


[0001]本专利技术涉及基于脂肪酸与防御素片段的偶联来开发针对耐药病原体的抗生素，以在保护天然微生物群的同时实现高抗微生物功效。

技术介绍

[0002]抗生素耐药细菌是一个紧迫且日益严重的公共卫生威胁。具体而言，所谓的ESKAPE(粪肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌属)病原体占全世界医院感染的大部分，每年造成≥700,000人死亡(Kelly和Davies,2017)。世界卫生组织(WHO)最近公布了一份急需新抗生素的12种细菌清单，包括ESKAPE病原体(Tacconelli等人,2018)。虽然传统抗生素对抗病原体，但它们也对共生肠道微生物群产生广泛影响(Maier等人,2020)。施用破坏微生物组成，并可能导致长期的生态失调，这与越来越多的疾病相关联(Jackson等人,2018)。多样性和分类学丰富度的降低、抗微生物剂耐药性的传播以及机会性病原体定植的增加，包括艰难梭菌的继发感染，只是传统抗生素带来的众多副作用中的一小部分(Francino,2016；Kim等人,2017)。当前的抗微生物剂危机是制药公司和政府长期忽视新抗生素开发的结果(The Lancet,2020)。因此，迫切需要对多药耐药性更有弹性但重要的是保护天然微生物群的新策略(Falagas等人,2016)。
[0003]抗微生物肽(AMP)是存在于所有多细胞生物体中的小阳离子肽，表现出广泛的抗微生物和免疫学特性(Zasloff,2002)。防御素是人类中最重要的一类AMP，可保护宿主免受传染性微生物的侵害并塑造粘膜表面微生物群的组成(Bevins,2003；Ganz,2003；Peschel和Sahl,2006；Thaiss等人,2016)。防御素已被分为三组α、β和θ防御素。β
‑
防御素和α
‑
防御素HD5和HD6是由单核细胞、浆细胞样树突状细胞和血小板在表面上皮细胞中表达。α
‑
防御素HNP1
‑
4在白细胞中表达。大多数防御素不能被降解，但α
‑
防御素HD5、HNP
‑
4和β
‑
防御素hBD
‑
1可被肠蛋白酶降解为许多具有生物活性的片段。以前，在所有身体表面上组成性表达的hBD
‑
1的抗微生物活性被低估，直到将其在如人肠道中发现的还原条件下进行分析。经还原的hBD
‑
1令人惊讶地表现出增加的抗微生物活性，但可能会被肠蛋白酶降解(Raschig等人,2017；Schroeder等人,2011)。最近已经证明，hBD
‑
1等的还原产生八个氨基酸的羧基末端片段(八肽)，所述片段具有保留的抗微生物活性但体内稳定性低(Wendler等人,2019)。

技术实现思路

[0004]专利技术人已经开发出一组新型且稳定的合成脂肽，其具有改善的抗微生物活性和对天然微生物群的保护。专利技术人已经用脂质例如棕榈酸和各种间隔物诸如糖或氨基酸修饰了hBD
‑
1衍生的八肽，以产生具有增加的稳定性和杀菌活性同时在口服施用后保护胃肠道微生物群的脂肽(Pam)。
[0005]专利技术人已经证明，Pams对ESKAPE病原体以及对白色念珠菌和热带念珠菌高度有效。进一步证明，Pam可有效根除细菌产生的生物膜，而且耐药性的发展出人意料地可以忽略不计。专利技术人已经证明，作用方式是细胞包膜损伤，伴随着细胞膜的破坏和孔隙形成以及
细胞膜电位的破坏。
[0006]强抗微生物作用通常与毒性相关。专利技术人已经证明，尽管具有强抗微生物功效，但Pam与细胞毒性不相关或与细胞毒性关联很小。通过口服施用Pam
‑
3在体内测试安全性。没有从肾脏、肝脏或胃肠道中识别出化学或组织学上的危险信号。
[0007]在由鼠伤寒沙门氏菌引起的急性胃肠道感染和由啮齿类柠檬酸杆菌引起的确定的胃肠道感染中测试了体内功效，比较了有效性最低的Pam
‑
1和有效性最高的Pam
‑
3。Pam
‑
3在两种模型以及肠道内容物和肠道组织中都显示出非常显著的CFU减少，而Pam
‑
1仅在急性模型中显示出显著的CFU减少，并且这种情况仅针对肠道内容物。
[0008]专利技术人出人意料地证明，尽管对病原性细菌具有高抗微生物功效，但即使使用最有效的Pam
‑
3，也未观察到口服治疗前后微生物群组成的变化。因此，物种的数量和复杂性仍然与经PBS处理的对照相当，并且该处理不影响细菌属的丰度。
附图说明
[0009]图1示出用棕榈酸和不同间隔物诸如糖或氨基酸或8
‑
氨基
‑
3.6
‑
二氧杂辛酸(Ado)进行化学修饰以产生脂肽的八肽(人β
‑
防御素1的C末端八个氨基酸)的化学结构，：
[0010]Pam1:Pam2
‑
Glc
‑
Suc
‑
RGKAKCCK
[0011]Pam2:Pam
‑
RGKAKCCK
[0012]Pam3:Pam
‑
Ado
‑
RGKAKCCK
[0013]Pam4:Pam3Cys
‑
RGKAKCCK
[0014]Pam5:Pam
‑
Lys(Pam)
‑
RGKAKCCK
[0015]图2示出所有五种Pam以及由hBD
‑
1还原产生的八肽针对以下的抗微生物活性：金黄色葡萄球菌；啮齿类柠檬酸杆菌；铜绿假单胞菌；鼠伤寒沙门氏菌；粪肠球菌；屎肠球菌；大肠杆菌和肺炎克雷伯菌，如通过径向扩散测定所确定。每种肽使用1μg。抑菌圈的直径指示抗微生物活性；2.5mm的直径(虚线)是空孔的直径。结果是三次独立实验的中值。
[0016]图3示出所有五种Pam对金黄色葡萄球菌；鲍曼不动杆菌；铜绿假单胞菌；屎肠球菌；大肠杆菌和肺炎克雷伯菌中三种不同菌株的最小抑制浓度(MIC)。肉汤微量稀释测定及针对ESKAPE组的细菌的Pam。图3示出肉汤微量稀释测定实验的详细结果。虚线标记这些实验中使用的最高肽浓度。数据表示为平均值
±
SEM。实验独立进行了三次。
[0017]图4示出所有五种Pam针对白色念珠菌和热带念珠菌的抗真菌活性，如通过肉汤微量稀释测定所确定的。数据表示为平均值
±
SEM。实验独立进行了三次。
[0018]图5示出Pam
‑
3对铜绿假单胞菌产生的生物膜的根除。Pam
‑
3针对已建立的金黄色葡萄球菌ATCC25923(黑线)和铜绿假单胞菌PAO1(灰线)生物膜的杀菌活性。结果表示为用Pam
‑
3处理24小时时龄生物膜1小时后的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有结构a
‑
b
‑
c的化合物，其中a)包括或者是月桂酸、棕榈酸或胆固醇；b)是选自糖和/或氨基酸和/或PEG剂的任选的接头/间隔物，并且c)是选自人β防御素
‑
1(hBD
‑
1)的片段的肽。2.如权利要求1所述的化合物，其中a包括或者是月桂酸或棕榈酸，优选棕榈酸。3.如权利要求1或2所述的化合物，其中所述hBD
‑
1的片段是SEQ ID NO:36或39。4.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其中所述化合物包括用棕榈酸和/或8
‑
氨基
‑
3.6
‑
二氧杂辛酸化学修饰的hBD
‑
1的所述C末端八个氨基酸或由其组成。5.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其中所述化合物具有抗微生物活性。6.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其中所述化合物是人β防御素
‑
1(hBD
‑
1)的经修饰的片段，其中所述化合物选自以下列表：Pam2
‑
Glc
‑
Suc
‑
RGKAKCCK(PAM
‑
1)Pam
‑
RGKAKCCK(PAM
‑
2)、Pam
‑
Ado
‑
RGKAKCCK(PAM
‑
3)、Pam3Cys
‑
RGKAKCCK(PAM
‑
4)和Pam
‑
Lys(Pam)
‑
RGKAKCCK(PAM
‑
5)。7.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其用于治疗任何革兰氏阳性和/或革兰氏阴性细菌感染、病毒感染、原虫感染、真菌感染或蠕虫感染(蠕虫病)。8.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其用于治疗任何耐药革兰氏阳性和/或革兰氏阴性细菌感染。9.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其用于治疗耐药病毒感染。10.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其用于治疗耐药原虫感染。11.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其用于治疗耐药真菌感染。12.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其用于治疗耐药蠕虫感染(蠕虫病)。13.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其用于治疗由ESKAPE病原体(屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和/或肠杆菌)引起的任何细菌感染。14.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其用于治疗任何革兰氏阳性和/或革兰氏阴性细菌胃肠道感染。15.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其用于治疗任何耐药革兰氏阳性和/或革兰氏阴性细菌胃肠道感染。16.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其用于治疗由ESKAPE病原体(屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和/或肠杆菌)...

【专利技术属性】
技术研发人员：简，
申请(专利权)人：艾斯克勒斯生物有限责任公司，
类型：发明
国别省市：