文章来自“科学大院”大众号
作者：宋旭
你知道吗？从1987年至今，没有呈现一种新的抗生素类药物。而近年来，因为细菌变异、抗生素药物的不合理运用，耐药菌株数目大幅度添加。假如这个状况得不到操控，到2050年，全球因为耐药细菌引起的逝世人数将从现在的70万上升至1000万！
（图片来历：http://blog.sciencenet.cn/blog-236900-1003548.html）
怎么应对“超级细菌”引发的紧迫公共危机已经成为一个大问题，研制并出产对立耐药细菌的新式药物火烧眉毛。为此，科学家们采用了许多途径来寻觅新式抗生素，但收效甚微，而人体内是否存在抗超级细菌分子这一问题也一向被忽视。
近期，四川大学生命科学学院宋旭教授课题组在学术期刊Cell Research宣布的研讨 “Coagulation factors VII, IX and X are antibacterial proteins against drug-resistant Gram-negative Bacteria” （论文原文请戳“阅览原文”）表明人凝血因子VII、IX、X不光具有凝血功用，仍是机体内天然的抗超级细菌蛋白。
（图片来历：https:///articles/s41422-019-0202-3?sf217055614=1）
凝血因子不只仅能止血 还能灭菌？
凝血因子是生物体中直接参加血液凝结进程的各种糖蛋白分子及其辅因子（什么是凝血因子？戳一下就知道）。血液凝结进程实质是一系列的凝血因子被级联激活，构成凝血酶，促进血液中可溶性的纤维蛋白原变成不可溶、交织成网的纤维蛋白，从而将血细胞及血液中其他成分收罗在内构成血凝块的进程。
血小板（赤色）与凝血因子（白色）（图片来历：http://pic.sogou.com/d？query=%C4%FD%D1%AA%D2%F2%D7%D3&mode=1&did=50#did49）
当机体呈现安排损害时，凝血因子VII（FVII）能高效并特异地与损害安排开释的安排因子(TF)结合，构成TF-FVIIa复合物，从而级联激活凝血因子IX (FIX)和凝血因子X (FX)，导致凝血酶生成并终究凝血。
凝血因子参加构成血栓（图片来历：作者供给）
凝血因子VII、IX、X在凝血进程中会活化为轻链（LCs）和重链（HCs）。HCs具有丝氨酸蛋白酶活性，担任凝血功用。LCs担任与靶标的辨认。这些凝血因子在机体中是否发挥其他生物学功用没有被报导。
2009年，宋旭教授课题组研讨人员在将凝血因子VII的轻链（lFVII）用于恶性肿瘤医治的研讨中，意外发现lFVII对大肠杆菌具有抑菌活性，这预示着凝血因子VII以及凝血因子宗族其他成员可能是多功用蛋白，效果不只仅是凝血。正是这个偶尔发现，敞开了宋旭教授课题组对凝血因子抑菌功用长达近10年的研讨。
十年研讨 探寻抑菌活性的本相
该课题组成员在确认凝血因子VII轻链（lFVII）的抑菌活性后，对结构上与之相似的凝血因子IX、X及其轻链蛋白（lFIX、lFX）进行了抑菌活性检测，成果显现这三个凝血因子及其轻链（LCs）均具有明显抑菌效果。一起结合扫描电子显微镜（SEM）等试验剖析发现，LCs是经过损坏细菌细胞外膜发挥抑菌效果。
LCs损坏大肠杆菌包膜（图片来历：Coagulation factors VII, IX and X are antibacterial proteins against drug-resistant Gram-negative Bacteria）
为了进一步研讨lFVII的抗菌活性，课题组评价了lFVII对一系列革兰氏阴性菌的体外抑菌活性，研讨数据显现lFVII对一切被检测的细菌都有用，最低灭菌浓度（MBC）均在nM等级。要知道，这些菌株中包含广泛耐药（XDR）的临床别离株！
在小鼠体内试验中，尾静脉注射500 g/kg的lFVII，即可救活致死剂量XDR铜绿假单胞菌感染的小鼠，下降腹腔、肝脏、脾脏中病原菌浓度。对XDR鲍曼不动杆菌感染小鼠的医治效果相似。
lFVII救活感染致死剂量XDR铜绿假单胞菌的小鼠（图片来历：Coagulation factors VII, IX and X are antibacterial proteins against drug-resistant Gram-negative Bacteria）
那么，凝血因子到底是怎么发挥抑菌效果的呢？
脂多糖（LPS）是细菌外膜的主要成分，对革兰氏阴性杆菌的存活至关重要。为了确认lFVII的特异性靶点，该研讨将注意力转向LPS。经过银染及水解产物质谱检测的办法，该研讨组成员发现lFVII可特异性水解LPS，可能是一种LPS水解酶。
lFVII水解大肠杆菌K12 LPS
（a：lFVII浓度升高LPS水解程度加深；b：处理时刻延伸LPS水解程度加深）（图片来历：Coagulation factors VII, IX and X are antibacterial proteins against drug-resistant Gram-negative Bacteria）
为了进一步确认lFVII的活性关键位点，该研讨使用核磁共振、氨基酸定点骤变等试验证明lFVII最小结构功用域EGF1内的S8、P9和G14位点可能对LPS水解至关重要，为EGF1活性关键位点。
凝血因子抗菌 到底有什么特殊性？
在与细菌作战的战略上，传统抗生素药物经过影响细菌代谢到达抑菌效果，抗菌肽抑菌则是经过在细菌膜上打孔，而凝血因子能够水解细菌LPS，该效果差异于以往一切抗菌剂，是一个全新的抑菌机制。
1、凝血因子VII、IX、X发挥抑菌活性的组分为轻链（LCs）而非重链（HCs）。所以假如将完好的凝血因子用来灭菌可能会诱发机体凝血，但只将凝血因子的LCs组分用于抗菌则不会诱发凝血问题。
2、LCs对热不安稳，而HCs作为丝氨酸蛋白酶具有杰出的热安稳性。血浆来历的凝血因子在出产进程中，需求经80 ℃处理72小时灭活病毒，这会使LCs损失抑菌活性，而凝血活性几乎不受影响。
lFIX抑菌活性热不安稳（图片来历：Coagulation factors VII, IX and X are antibacterial proteins against drug-resistant Gram-negative Bacteria）
3、LCs作为人体本身蛋白组分，诱发机体免疫反响可能性较低。一起，该研讨成果表明，LCs具有广谱抗菌性，能对立包含泛耐药菌在内的多种革兰氏阴性菌。
4、LCs经过水解革兰氏阴性菌外膜的主要成分脂多糖（LPS）发挥抑菌效果。LPS又称 “热原”，是革兰氏阴性菌细胞壁的主要成分，可引起发热、内毒素休克及播散性血管内凝血等。LPS耐热、安稳，且抗原性弱，可是此前没有发现水解LPS的抗菌剂。lFVII经过水解LPS灭菌，这是现在LPS水解酶的仅有报导。
未来 凝血因子能用来干啥？
该研讨提出了凝血因子VII、IX和X作为抗菌蛋白的新机制，有助于进一步提醒凝血体系在宿主防护体系中的效果。此外，凝血因子凝血和抗感染的两层功用可能与血栓相关疾病的发病机制有关，为败血症、中风等疾病的研讨及医治供给了新思路。
该课题在根底理论研讨方面创始了一个全新的范畴，推翻了人们对凝血因子传统的认知。一起，在应用研讨方面有着宽广的远景，LCs有望为应对“超级细菌”所形成的紧迫公共卫生危机供给新的、经济有用的应对战略，为每年数百万生命的解救供给新方案。
作者单位：四川大学
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