赖氨酸作为对抗炭疽芽孢杆菌的有力替代品

炭疽芽孢杆菌（炭疽病的病原体）引起的自然感染并不常见。然而，一般知识使普通人意识到这种细菌是一种潜在的生物战威胁和生物恐怖分子的工具。根据ECDC（http://atlas.ecdc.europa.eu/public/index.aspx，2024年1月13日访问），2017-2022年期间，欧盟国家报告了30例炭疽自然病例。本综述收集了所有已知的溶菌素，主要是噬菌体衍生的，这些溶素已显示出对炭疽芽孢杆菌菌株的活性。炭疽芽孢杆菌是一种形成孢子、产生毒素的细菌，自然栖息在土壤中。它最广为人知的是潜在的生物战威胁、炭疽病的病原体和严重的人畜共患疾病。炭疽可以用抗生素（环丙沙星，青霉素，多西环素）治疗，但是它们可能需要长达 60 天的时间的治疗，不同的因素可能会影响它们的有效性。虽然炭疽病可以用现成的抗生素有效治疗，但抗菌素耐药性（AMR）的挑战不断升级，促使人们开始探索对抗细菌感染的替代方法。例如，这些方法是使用植物化合，以及称为噬菌体（噬菌体）的细菌病毒和直接负责杀死细菌细胞的噬菌体编码的裂解酶，内溶素（简称赖溶素）。

噬菌体及其赖氨酸已经研究了几十年，并显示出与抗生素相比的某些优势。赖氨酸可以很容易地作为纯化的蛋白质生产，其中许多已经在体外和体内证明了它们对不同细菌种类的有效性。这些高度特异性的裂解酶靶向维持其结构完整性所必需的关键肽聚糖键。就其酶结构域活性而言，这决定了它们切割的化学键类型，赖氨酸分为三大类，具有各自的切割位点：N-乙酰胞壁酰-l-丙氨酸酰胺酶（糖和氨基酸部分之间的裂解键）、内肽酶（氨基酸之间的裂解肽键）和糖苷酶（裂解 MurNAc 和 GlcNAc 之间的糖苷键），糖苷酶进一步细分为 N-乙酰基-β-d-壁酰胺酶（溶菌酶）、裂解性转糖基化酶和 N-乙酰基-β-d-氨基葡萄糖苷酶（葡萄糖苷酶）。细菌不会对赖氨酸产生抗药性是它们的关键，噬菌体（噬菌体），是细菌的天敌，利用它们的裂解酶，内溶素（赖氨酸），特异性地杀死细菌细胞。利用赖氨酸的潜力来对抗细菌感染，有望减少抗生素的使用，从而解决细菌中不断升级的抗生素耐药性问题。

在这种情况下，研究者列出了具有抗炭疽杆菌活性的溶菌素，总结了它们在体外的裂解特性和在动物模型中观察到的结果。对于许多噬菌体研究人员来说，有一种观点认为，噬菌体及其裂解酶在未来可以完全取代抗生素，尤其是针对多重耐药细。由于对患者施用赖氨酸的某些障碍，例如可能的蛋白水解，正在开发安全有效的递送系统方法，包括封装。此外，赖氨酸分子工程及其结构域的进步为提高其功效提供了广阔的前景。这表明天然或工程赖氨酸可能作为动物或人类炭疽病的替代疗法，特别是在抗生素使用受到限制或不受欢迎的情况下。

参考文献：https://doi.org/10.1007%2Fs00253-024-13194-3