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中国农业大学 | Nano Today：抗菌肽的设计、优化和纳米技术：从探索到应用（重磅综述，中）

2021

07/30

微生态

A-

A+

尽管已经成功探索了一系列AMPs设计或优化策略以提高活性、降低细胞毒性和提高稳定性，但这些策略存在一些缺陷，限制了它们在临床治疗中的应用。

导读

由于畜牧业和医学领域抗生素滥用引起的抗生素耐药性，尤其是多重耐药菌的出现，对人类的健康构成严重威胁，因此迫切需要寻找不产生耐药性和残留的新型抗生素替代品。抗菌肽（AMPs）作为一种天然来源的生物材料，由于其独特的病原菌生物膜破裂机制，近年来成为抗菌制剂，特别是饲用抗生素替代品的热门候选。然而，天然存在的AMPs具有生物活性弱、毒性大、稳定性不成熟等一系列问题，严重限制和阻碍了其转化应用。随着分子设计和优化策略的进步，以及快速发展的纳米技术，在改善AMPs的生物和理化性质方面展现出巨大的潜力，使得AMPs的转化应用和产业化成为可能。在此，本文首先综述了AMPs的设计和优化策略的进展，为开发肽基抗菌纳米材料奠定理论基础，并提供更高效和安全的抗生素替代品。然后，本文总结了肽基抗菌纳米材料的构建策略和生物学效应。最后介绍了抗菌肽在畜牧和生物医学领域的应用，并提出该领域当前面临的挑战和未来展望。

论文ID

原名：Design, optimization,and nanotechnology of antimicrobial peptides: From exploration to applications

译名：抗菌肽的设计、优化和纳米技术：从探索到应用

期刊：Nano Today

IF：20.722

发表时间：2021.07.05

通讯作者：马曦

通讯作者单位：中国农业大学动物科学技术学院

综述目录

前言

1、AMPs的优化

1.1 改变AMPs的电荷

1.2 改变AMPs的疏水性

1.3 AMPs结构倾向的调整

1.4 AMPs两亲性的调节

2、AMPs的重新设计

2.1 设计AMP模板

2.2 AMPs的数据库筛选技术

2.3 杂合型AMPs的设计

2.4 多功能AMPs的设计

2.4.1 特异性靶向抗菌肽（STAMPs）的设计

2.4.2 具有细胞内杀菌能力的AMPs的设计

2.4.3 pH响应AMPs的设计

3、提高AMPs稳定性的策略

3.1 提高AMPs的蛋白酶稳定性

3.1.1 氨基酸的合理排列

3.1.2 与蛋白酶抑制剂结合

3.1.3 非天然氨基酸替代

3.1.4 AMP模拟物设计

3.1.5 末端修饰

3.1.6 环化

3.2 提高AMPs的盐稳定性

3.2.1 优化AMPs参数

3.2.2 多价AMPs的设计

4、临床试验中的AMPs

5、AMPs中的纳米技术

5.1 仅含氨基酸的自组装AMPs

5.2 带有脂质或烷基尾的AMPs的自组装

5.3 AMPs-金属纳米颗粒结合物

5.4 模拟AMPs的聚合物纳米结构

5.5 肽多糖纳米粒

5.6 作为抗菌药物的其他纳米结构

6、AMPs及其纳米材料的应用

6.1 替代饲用抗生素，改善动物健康

6.2 伤口愈合和皮肤感染

6.3 微生物全身感染的治疗

6.4 抗菌涂层

7、结论与展望

主要内容

3、提高AMPs稳定性的策略

经过长时间的研究，研究人员通过合理的优化或设计，克服AMPs活性弱、毒性大的问题，并在一定程度上掌握了AMPs的结构-功能关系。然而，这也迎来了AMPs发展的瓶颈期。动物体内高浓度的盐和蛋白酶严重威胁AMP的活性。因此，研究人员必须寻求新的可行策略来克服体内AMPs的不稳定性，以突破临床应用的障碍。

3.1 提高AMPs的蛋白酶稳定性

阳离子和疏水性是阳离子AMPs发挥抗菌活性的先决条件。然而，大多数疏水氨基酸和阳离子氨基酸是蛋白酶的优良底物。因此，大多数AMPs只能局部或静脉给药，极大地限制AMPs的使用范围。为了延长AMPs在消化道中的半衰期，已经开发了多种方法来对抗蛋白酶切割，包括天然氨基酸的合理排列、与蛋白酶抑制剂的结合、非天然氨基酸替代、AMP 模拟物的设计、末端修饰和环化。

3.1.1 氨基酸的合理排列

在动物的胃肠道中，AMPs很容易被内源性蛋白酶水解。胰蛋白酶、糜蛋白酶和胃蛋白酶被认为是对AMPs的最大威胁。糜蛋白酶优先切割Trp、Tyr 和 Phe 的C端肽键。此外，糜蛋白酶还轻微水解 Leu、His和Me的C端肽键。胰蛋白酶可水解 Arg 和 Lys 的C端，并且对Arg 的裂解速度比Lys快。胃蛋白酶对肽键的裂解作用取决于pH值，胃蛋白酶在pH 1.3时可特异性裂解Phe、Trp、Tyr和Leu肽键的N端和C端，当pH＞2时，对 Trp 和 Tyr 残基的切割也有一定的作用。基于这些原理，研究人员试图通过使用合理排列天然氨基酸避免上述蛋白酶切割位点来设计AMPs，例如，在合成α-螺旋肽（IHHIHHH）_n和（IHHIHHI）_n（图9d），肽 (IH-HIHHI)₃不仅在8 mg/mL胰蛋白酶、糜蛋白酶和胃蛋白酶中表现出稳定的特性，而且在酸性条件下也表现出更强的抗菌活性。除了在AMPs的设计中直接避开蛋白酶切割位点外，研究人员还试图削弱蛋白酶的切割作用。Pro含有一个空间结构复杂的吡咯环，可以通过空间位阻阻断蛋白酶的切割作用，尤其是将Pro放在对胰蛋白酶和糜蛋白酶敏感的氨基酸之后。基于这个理论，一个肽结构单元（XYPX）_n（X代表I、L或V；Y代表R或 K）被开发（图 9c）。在该系统中，他们将Pro置于碱性氨基酸之后以延迟胰蛋白酶作用，并使用对蛋白酶不敏感的脂肪族疏水性氨基酸（Ile 或 Val）为肽提供疏水性。肽 (IRPI)₇实现了最佳的抗菌活性和稳定性，在与4mg/mL 的不同蛋白酶孵育后仍保持其原始活性。在另一项开创性工作中，研究人员将Cys和Lys置于Arg的N端和C端，试图减弱胰蛋白酶对Arg的作用，同时将Pro置于Arg的C端。Lys阻断胰蛋白酶对 Lys 的切割，并使用脂肪族氨基酸提供疏水性来设计模板 XX(XCRKPX)_nXX（X 代表 I 或 V）（图 9e）。通过这种设计方法获得的肽II(ICRKPI)₄II在2mg/mL胰蛋白酶存在下保持稳定，并在体内显示出优异的治疗潜力和强大的抗炎能力。另一种设计规则是用脂肪族疏水性氨基酸代替芳香族疏水性氨基酸来避免胰凝乳蛋白酶的水解，并在两个赖氨酸残基之间放置谷氨酸（Glu）或谷氨酰胺（Gln），以保护肽不被胰蛋白酶降解。肽GNU5 (RVVRPVVQVVKQKVR) 和 GNU6 (RIIRPIIQIIKQKIR)在胰蛋白酶或糜蛋白酶中不被消化长达 12小时。由于上述有希望的结果，基于研究人员创建的亚位点（图 9a），我们总结了绕过常见蛋白酶切割的氨基酸组合（图 9b）。如图9a和b所示，以胰蛋白酶为例，当Lys在P1位而P2位不是Trp时，P1'位的Pro可以严重阻断胰蛋白酶的作用。

图9 a)具有八个结合位点的酶的示意图。b)弱化特定蛋白酶切割的氨基酸排列，红色字体代表容易被蛋白酶切割的氨基酸。c) XX(XYPX)_nXX的化学结构示意图。d) 新型α-螺旋卷曲螺旋肽的设计示意图。

虽然为了提高AMPs的蛋白酶抗性，合理排列序列顺序避免了切割位点已经付出了很多努力，并且每种排列方法对蛋白酶水解的抗性提供了强大的参考价值，但大多数试验来源于体外试验结果，反映上述几种氨基酸排列在体内可能不能有效抵抗高浓度蛋白酶的水解。因此，在合理避开裂解位点的基础上，利用AMPs纳米技术进一步降低蛋白酶的裂解作用，可能是未来值得尝试的一种方法。

3.1.2 与蛋白酶抑制剂结合

设计具有蛋白酶抑制剂的杂合肽也是提高蛋白酶稳定性的方法之一。蛋白酶抑制剂可以与蛋白酶分子活性中心上的基团结合，降低蛋白酶活性。ORB-C是一种在青蛙中发现的二硫键肽 (CWTKSIPPKPC)。它是最短的丝氨酸蛋白酶抑制剂之一。2017年，研究人员将亲本肽与ORB-C(CWTKSIPPKPC)连接起来开发出一种杂化肽，发现该杂化肽对胰蛋白酶的耐受性得到明显提高。向日葵胰蛋白酶抑制剂1 (SFTI-1) (GRCTKSIPPICFPD) 是一种具有14个氨基酸残基的环状肽，因其存在于向日葵种子中而得名。在该肽段中，头部和尾部的氨基酸通过酰胺键连接形成“环化”环，两个Cys残基通过二硫键连接形成“结合”环。研究人员表明SFTI-1的结合环（CTKSIPPIC）可以提高AMP稳定性并提高其在急性结肠炎小鼠模型中的治疗效果。最近，受先前研究的启发，研究人员设计了一个AMP模板（RX）_nW-（RX）_n（n = 2或3，X代表A、I、L、V、F或W），并将结合环（CTKSIPPIC）连接到此模板的C端。在所有肽段中，RV3 (RVRVRVWRVRVRVCTKSIPPIC) 与2 mg/mL 胰蛋白酶孵育4 h后仍保留原有的抗菌活性，表明该策略可有效提高AMPs的蛋白酶抗性。

3.1.3 非天然氨基酸替代

用D-对映异构体代替 L-氨基酸是提高 AMP 蛋白酶稳定性的最简单方法。在肽WLBU2（RRWVRRVRRWVRRVVRVVRRWVRR）中，通过用D-Val代替L-Val得到肽D8，不仅增强了蛋白水解抗性，而且获得了更高的活性和更低的毒性。此外，肽D8对由多重耐药菌引起的小鼠呼吸道感染具有临床治疗潜力。为了限制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶对肽键的水解，有人主要设计原则是在肽 DMPC-10A (ALWKKLLKK-Cha-NH₂)中使用 D-Lys 和 D-Leu 代替 L-Lys 和 L-Leu，D-氨基酸对映异构体 DMPC-10B 与胰蛋白酶或胰凝乳蛋白酶(100:1 (m/m)) 孵育120分钟后仍保留出色的抗菌效力。类似地，D-W3R6是肽 W3R6(VWRRWRRFWRR) 的 D-氨基酸取代类似物，在与0.2 mg/mL 胰蛋白酶以 1:15（肽：胰蛋白酶，v/v）的比例孵育72小时后表现出稳定性。

研究人员以AMP Pep05为模板，将D-氨基酸、L-2,4-二氨基丁酸(Dab)、4-氨基丁酸(Aib)等非天然氨基酸整合到序列中，将L-氨基酸替换为不同类型的非天然氨基酸对AMPs稳定性的影响。这项研究表明，虽然 D-氨基酸取代提高了 AMP 的稳定性，但它引起的体内毒性令人担忧。出乎意料的是，即使序列中存在L-Lys和 L-Arg，将Aib残基引入序列的N端仍然可以保护肽免受血浆蛋白酶降解。此外，还有一些其他类型的非天然氨基酸，如β-氨基酸、γ-氨基酸也能有效提高肽的半衰期。

3.1.4 AMP模拟物设计

除了掺入非天然氨基酸外，AMP模拟物的设计在提高AMPs蛋白酶稳定性方面也引起了广泛关注。事实上，AMP模拟物的定义非常广泛，通常是指用于模拟AMPs结构、功能和活性的序列，但其骨架并不完全基于α-氨基酸。与AMP 相比，AMP模拟物不仅保留了广谱抗菌活性的优势，而且表现出更强的稳定性和更长的半衰期。在过去的几十年中，肽模拟物骨架修饰的快速发展，β-肽、γ-肽、拟肽、β-拟肽被用于模拟AMPs。通常，具有短肽链的线性阳离子 AMP 易于模拟，例如，早在2002年，研究人员设计了一种β-肽β-17，其抗菌活性接近magainin（Mag）衍生物。令人鼓舞的是，β-17 的截短类似物β-7在胰蛋白酶作用长达50小时后仍保持稳定。受天然肽 magainin 2 结构的启发，研究人员开发了一系列抗菌磺基-γ-AApeptides。研究表明，这些磺基-γ-AApeptides通过诱导细菌膜破裂来杀死病原体，并且对酶促降解具有很强的抵抗力。类肽，也称为聚 N-取代的甘氨酸，与肽的不同之处在于它们的侧链连接到骨架酰胺氮而不是 α-碳。同样，拟肽在模拟天然AMP的两亲结构和抗菌活性方面也取得了成功。由研究人员开发的Peptoid 1[H-(NLys-Nspe-Nspe)₄-NH₂]。对铜绿假单胞菌和结核分枝杆菌具有出色的抗菌活性。有趣的是，与AMP一样，抗菌肽的选择性也可以通过调整螺旋度来提高。

此外，近年来还开发了一些模拟AMPs的新型聚合物。与AMPs不同，聚合物有许多不同的类型，如无规共聚物、均聚物、支链聚合物等。其中最常见的类型是无规共聚物，在它们的结构中，带电部分和疏水部分沿主链随机分布。事实上，传统AMPs设计的关键是如何控制和调整阳离子和疏水性的比例以及氨基酸的位置。在无规共聚物的设计中，主链上不同亚基的比例也将决定其抗菌活性。最近，研究人员通过调节疏水亚基（Bu）和阳离子亚基（DM）的比例合成了一系列聚β-肽。其中，poly-β-peptide 80:20 DM:Bu 表现出最好的抗菌活性。此外，这种多肽聚合物还具有抗生物膜、抗感染和免疫调节能力，可以快速杀死临床分离的多重耐药菌。另一种常见的聚合物类型是均聚物，它由单个结构单元多次重复组成。聚（2-恶唑啉）是聚乙二醇的替代品，具有生物相容性高的优点，因此成为肽模拟物的理想候选者。研究人员设计了一种基于聚（2-恶唑啉）的甘氨酸假多肽，它与 DNA 相互作用并产生活性氧（ROS）以杀死金黄色葡萄球菌并促进小鼠的伤口愈合。根据结构的不同，支化聚合物可分为树枝状聚合物、星形聚合物、刷状聚合物等。例如，有人制备了一系列星形多肽。其中，非天然氨基酸L-鸟氨酸多肽表现出最好的抗菌效果和蛋白酶稳定性。多肽的高蛋白酶稳定性归因于为蛋白酶提供空间屏障的星形结构，并且非天然氨基酸的掺入减轻了蛋白酶对切割位点的识别。

值得注意的是，聚合物的另一个突出优点是价格便宜且易于大规模制备。目前，大多数传统的AMPs是通过固相合成获得的。虽然该技术可以准确控制肽的一级结构，但该过程需要很多迭代步骤，限制了合成效率和合成长度，导致AMPs的合成成本增加。与传统的AMP不同，聚合物由通过共价键多次连接的特定结构单元组成。聚合物的制备只需要简单的试剂就可以得到大量的产品。尽管聚合物在抗菌效率和稳定性方面表现出巨大潜力，但聚合反应对水敏感，合成过程中繁琐的程序是聚合物合成的关键障碍。因此，科学家们开始尝试改进聚合方法以优化反应条件和效率。例如，对于多聚-β-肽的合成，在除了传统的固相合成工艺外，β-内酰胺在强碱性条件下的开环聚合（ROP）是另一种广泛使用的方法。然而，这种聚合反应对水敏感，苛刻的实验程序限制了聚β-肽的大规模合成。有人开发了β-氨基酸N-硫代羧酸酐的可控开环聚合方法来解决这个问题。使用这项技术，可以在开放式容器中大规模生产聚β-肽。该研究为多聚-β-肽的合成提供了一种更经济、更简洁的方法。未来，探索更高效的聚合物合成方法可能还有很长的路要走，就像多年来对AMPs结构和功能关系的探索一样。

3.1.5 末端修饰

N-末端乙酰化和C-末端酰胺化是最常见的末端修饰类型。这种修饰方法的最大优点是不需要改变肽序列中影响抗菌活性的主要参数。以往的研究证明，这两种修饰方式都可以在一定程度上提高肽的蛋白酶稳定性。然而，这些结果并不完全一致和有争议。此外，这种简单的末端修饰对AMPs蛋白酶稳定性的贡献非常有限，这里不再赘述。读者可以在另一篇评论中了解更多信息。但值得注意的是，C端酰胺化可以封闭亲本肽C端的羧基，增加肽的总电荷，因此也是提高抗菌活性的常用手段之一。

3.1.6 环化

环化是一种古老而有效的提高AMP 蛋白酶稳定性的方法。通过环化稳定构象限制的结构可以使氨基酸侧链的堆积更加紧密，并通过形成空间位阻减慢蛋白酶的切割作用。研究人员基于此原理设计了环状二硫键肽cycloCP-11 (ICLKKWPWWPWRRCK-NH₂)（二硫键位于残基2和14）（图 10a）。与亲本肽CP-11（ILKKWPWWPWRRK-NH₂）相比，在胰蛋白酶存在下，环CP-11的半衰期增加了4.5倍。然而，二硫键环化需要很多步骤和仔细选择正交保护，这些繁琐复杂的程序限制了它的进一步应用。最近，一种被称为“全烃装订”的新兴技术由于温和的反应条件和生物相容性而成为一种有吸引力和理想的环化方法。研究人员通过“全烃钉合系统”（图 10b、c）开发了一种钉合螺旋（i-to-i+4），将 AMP 的螺旋度提高了3倍以上，稳定性提高了约70倍。然而，由于螺旋钉的掺入，导致AMP的螺旋度增加导致细胞选择性降低。为了解决这个问题，研究人员成功开发了一种全新的钉合方案，通过在两亲性 AMP 的亲水表面上进行 N-烷基化，将 Lys 残基的两个ε-氨基连接起来（图 10d）。与线性肽相比，钉书肽表现出更强的抗菌活性和较高的蛋白水解稳定性，溶血活性没有增加。

图10 a) CP-11和cycloCP-11结构的模型。b)polybia-M1类似物的序列和螺旋轮图。c)以钌为基础的全碳氢化合物钉合化学的示意图，该化学系连接位置 6 和10，产生钉书肽。d)通过赖氨酸的N-烷基化进行肽钉合。

在另一项开创性工作中，研究人员分析了58个成员的缝合 AMP 库，并总结了一种算法来设计蛋白酶稳定、有效且无毒的钉合AMP。为了研究钉位置对溶血活性的影响，首先，他们以magainin 2为模板，生成了i, i+4和i, i+7 个订位扫描库。在这部分工作中，他们发现将订书钉引入疏水区并没有增加溶血性。然而，当订书钉将高疏水性贴片连接成连续的高疏水性区域或扩展疏水面的边界时，溶血活性显著增加（图 11a、b）。其次，他们建立了一个“疏水网络图”来可视化和量化螺旋表面疏水相互作用的连接性和强度（图 11c），并确定了“疏水网络图”和溶血活性之间的关系。最后，他们利用该算法对订书肽进行多步筛选，并利用点突变对参数进行微调，从而获得稳定性高、毒性低、抗菌活性强的理想候选物。

图11 a)两亲性Mag2 α-螺旋的疏水（左）和亲水（右）面的表面和带状视图。b)（由黑色椭圆表示）位于高疏水性斑块内或 α-螺旋（Mag(i+4)1、Mag(i+4)6和Mag(i+4)的亲水面上，将高疏水性贴片连接成一个连续的高疏水性区域或扩展疏水面的边界（Mag(i+4)8、Mag(i+4)14和Mag(i+4)18）。c)钉合AMPs的疏水网络图。

3.2 提高AMPs的盐稳定性

众所周知，AMPs通常依靠对细菌膜的物理损伤来发挥抗菌活性。特别是，AMPs的阳离子残基在与微生物膜的负电荷和脂质成分的相互作用中至关重要。然而，先前的研究表明，在复杂的生理环境中，带正电荷的盐会与AMPs竞争并与膜结合，从而拮抗抗菌活性。具体而言，单价游离离子（例如 Na⁺和K⁺）由于电荷屏蔽效应而阻止AMPs与细菌膜结合，多价离子（如 Fe³⁺）通过与膜表面的阴离子磷酸基团结合来增加细菌膜的刚性，防止产生孔洞并降低AMPs的抗微生物作用。目前，已经开发了多种策略来提高AMP的盐稳定性，例如改变参数、设计多价AMPs等。

3.2.1 优化AMPs参数

与提高抗菌活性的方法一致，改变AMPs的主要参数是提高盐稳定性的最简单方法。正如我们之前提到的，盐的正电荷是阻碍AMPs活性的主要因素，因此增加电荷无疑可以提高AMPs的盐稳定性。目前已经证实，在生理盐存在的情况下，电荷较高的AMPs具有更强的抗菌活性。在另一项研究中，本文以前对带有疏水性氨基酸 (Ile) 的肽进行了对称的末端标记，以尝试提高盐的稳定性。正如预期的那样，发现 AMP 的盐稳定性随着疏水基团末端标记的增加而提高。这种现象不难解释，疏水基团可以帮助AMP更深入地穿透细菌膜，从而获得更高的盐稳定性。在疏水性氨基酸之中，芳香族氨基酸（如Trp、Phe）由于侧链苯环结构较大，具有较高的膜界面亲和力。有证据表明，使用芳香族氨基酸修饰或设计可以使 AMP 具有更出色的耐盐性。此外，研究人员发现两亲性对于维持 AMP 的耐盐性至关重要。完美的两亲肽 RR12 (RRLIRLILRLLR) 在150 mM和300 mM NaCl存在下仍保持强大的抗菌活性。

3.2.2 多价AMPs的设计

多价AMPs是指将AMPs与支架或核心分子共价连接的设计策略，包括树枝状AMPs和聚合AMPs。与线性肽相比，多价AMPs的分支可以增加正电荷的密度，在一定程度上克服电荷屏蔽效应，从而增加它们与细菌膜之间的长程静电相互作用。因此，在生理盐的存在下，多价AMP比其单体具有更强的稳定性。研究人员在Lys支架上合成了一个树枝状大分子肽，其中 8-氨基辛酰胺（Aoc）作为“锚定”疏水尾（图 12a）。与线性肽相比，这种改进导致形成更稳定有序的结构和更强的抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性。更重要的是，盐分的存在对树枝状多肽与细菌膜的亲和力几乎没有影响，这充分证明了树枝状多肽具有对抗生理离子强度的价值。聚合物是另一种形式的多价AMP，以研究同二聚体 AMPs的耐盐性，研究人员设计了一个理想的 α-螺旋肽，长度为11个氨基酸，并在肽的N端、C端和适当的中心位置插入Cys，分别形成二硫键（图 12b-d )。在150 mM NaCl存在下，单体肽的活性降低2-6 倍，在N端或C端具有二硫键的二聚体的活性几乎保持不变。这些结果表明多价AMPs具有耐盐性，有助于设计耐盐肽。

图12 a) 树枝状大分子肽的结构。b)在N端具有二硫键的二聚体。c)在中心位置具有二硫键的二聚体。d)在C端具有二硫键的二聚体。

4、临床试验中的AMPs

如上所述，AMPs的临床应用受到其毒性和稳定性的限制。因此，到目前为止，大多数AMPs还在基础研究。然而，为了促进AMPs的商业化，仍有数十种多肽类抗微生物药物进入临床试验阶段。例如，AMP C16G2已被证明可以选择性地杀死唾液中微生物群落中的S. mutans，从而预防龋齿。目前，肽C16G2已完成II期临床试验。肽 hLF1-11是一种短肽，包含人乳铁蛋白的前11个氨基酸，在体内对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌具有很强的抗菌活性。目前，肽hLF1-11在中性粒细胞减少期间真菌和细菌感染受试者的临床I和II期试验已经完成。然而，大多数已进入临床试验的AMPs是天然AMPs或天然AMPs 的衍生物，这些AMPs的设计没有应用最新的前沿设计理念，因此它们在复杂生理环境中的生物活性可能会受到影响在治疗溃疡的 III 期临床试验中的失败足以证实这一点。因此，从实验室到临床，AMPs的临床应用将是一个漫长而艰巨的过程。随着多肽类抗微生物药物结构功能关系的逐渐明晰和稳定性的不断提高，本文相信它们的临床进展将得到进一步推动，在医疗保健领域迎来新的创新。

5、AMPs中的纳米技术

尽管已经成功探索了一系列AMPs设计或优化策略以提高活性、降低细胞毒性和提高稳定性，但这些策略存在一些缺陷，限制了它们在临床治疗中的应用。例如，大多数AMPs可能需要全身给药达到局部浓度，这可能会引起副作用。体内释放的AMPs水平的逐渐降低可能导致亚抑制浓度诱导细菌耐药。为了克服上述问题，除了改变和修饰AMPs外，由纳米结构形成的AMPs递送和控释系统最近成为一种很有前景的方法。肽基纳米材料的构建有助于提高AMPs的原始生物活性，从而降低给药剂量和频率。此外，纳米给药系统可以减轻AMPs的药代动力学/药效学缺陷，提高其保质期、稳定性和生物利用度，延长AMPs的半衰期。近年来，随着纳米技术的发展，已经产生了多种基于肽的抗菌纳米材料，如自组装 AMPs、AMPs-金属纳米颗粒偶联物、AMP-聚合物偶联物。在本节中，本文将介绍与AMPs相关的纳米技术。