该团队的研究成果以“筛选和鉴定蟑螂肠道微生物组中的抗菌肽”（Screening and Identification of Antimicrobial Peptides from the Gut Microbiome of Cockroach）为题，成功发表于国际微生物学领域的顶级期刊《微生物组》（Microbiome）。该研究由大工本科生陈思哲与博士后祁惠棠共同作为第一作者完成，大连理工大学为第一单位。

什么是抗菌肽？

抗菌肽 （AMP） 通常存在于天然产物中，是无脊椎动物和脊椎动物先天免疫系统的重要组成部分。这些小分子肽通常由少于 100 个氨基酸组成，表现出广谱的抗菌活性、优异的水溶性、优异的热稳定性和低免疫原性。

新型抗菌肽的发现：来自德国小蠊的抗菌力量

随着全球抗生素滥用问题日益严重，耐药性微生物的威胁不断增加，传统抗生素的研发进展相对缓慢。在此背景下，抗菌肽（AMPs）作为一种天然产生的多肽，凭借其广谱抗菌活性和较低的宿主细胞毒性，成为潜在的抗生素替代品。然而，现有抗菌肽面临体内稳定性差、活性不足及可能的毒性等挑战。因此，研发具有更好稳定性和安全性的创新抗菌肽成为亟待解决的课题。

刘田教授团队的研究聚焦于这一问题，并通过开发的人工智能（AI）工具“AMPidentifier”筛选出了来自德国小蠊（Blattella germanica）肠道微生物组中的一种新型抗菌肽——AMP1。该研究首次揭示了德国小蠊肠道微生物中的潜在抗菌肽，且AMP1在实验中表现出优异的抗菌性能。

低毒广谱抗菌肽AMP1的突出优势

研究发现，AMP1来自小蠊共生微生物Blattabacterium cuenoti，具有广谱抗菌活性，能够有效抑制多种致病细菌。与传统抗生素相比，AMP1的抗菌效力同样强大，但具有较低的毒性，对哺乳动物细胞几乎无毒，不会引起溶血反应。此外，AMP1在小鼠模型中展现了显著的抗菌和伤口愈合作用，效果与万古霉素相当，进一步验证了其临床应用潜力。

研究机制及临床前前景

进一步的机制研究表明，AMP1通过迅速穿透细菌细胞膜并在细胞内积累，导致细菌细胞膜去极化，但对细胞膜的完整性影响较小。这表明AMP1可能通过抑制细菌细胞壁合成来发挥其抗菌作用。此外，AMP1的使用没有显著的溶血作用，证明其对宿主细胞的安全性较高。这些特点使得AMP1在临床抗菌药物开发中的应用前景十分广阔，尤其是在抗药性菌株的治疗中可能成为重要的新武器。

AI技术助力抗菌肽筛选的跨学科创新

值得注意的是，本研究的成功离不开AI技术的帮助。研究团队开发的“AMPidentifier”工具利用机器学习算法，能够快速从复杂的微生物组数据中筛选出潜在的抗菌肽。这一创新方法不仅加速了AMPs的筛选过程，也为抗菌药物的开发提供了新的思路和方法，展示了AI与微生物学结合的巨大潜力。

团队背景与未来展望

刘田教授团队长期致力于昆虫学、生物医药和绿色农业领域的跨学科研究，特别是在抗菌肽的研发、绿色植保产品的设计以及生物资源的应用开发等方面取得了丰硕成果。未来，团队将继续探索从昆虫、微生物等天然生物源中挖掘新的药物分子，推动抗菌药物的创新研发，并希望在抗药性微生物防治、伤口愈合以及其他相关领域取得更多突破。

结论

此次研究不仅为抗菌药物的研发带来了新希望，也为解决抗生素耐药性危机提供了创新思路。随着AMPs在临床应用中的不断推进，未来它们可能成为抗生素的重要补充或替代品，为全球公共卫生带来积极影响。这项研究标志着抗菌药物领域的一次重要进步，尤其是在应对耐药性问题上，未来有望为临床治疗提供更多安全有效的药物选择。

参考来源：

1. https://m.thepaper.cn/baijiahao_29783639

2. Chen S, Qi H, Zhu X, Liu T, Fan Y, Su Q, Gong Q, Jia C, Liu T. Screening and identification of antimicrobial peptides from the gut microbiome of cockroach Blattella germanica. Microbiome. 2024 Dec 21;12(1):272. doi: 10.1186/s40168-024-01985-9. PMID: 39709489; PMCID: PMC11663339.

3. https://doi.org/10.1016/j.jpha.2024.101046