一、问题：耐药危机催生新型抗菌策略 抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大挑战。据世界卫生组织统计，耐药菌感染每年导致数百万人死亡，且数字持续上升。传统抗生素研发周期长、成本高，细菌耐药性进化速度远超新药开发速度，该矛盾日益加剧。 抗菌肽作为天然免疫分子，因其独特的膜破坏机制不易引发细菌耐药，被视为替代传统药物的潜在选择。但现有发现方法主要依赖序列相似性比对，导致大量序列差异显著的"远源"候选分子被忽视，限制了药物开发空间。 二、原因：传统方法的局限性 当前抗菌肽预测工具基于序列同源性假设，即功能相似的蛋白质序列相似度高。这一假设在常规蛋白质研究中适用，但对抗菌肽存在明显不足。 研究表明，抗菌肽的功能核心在于两亲性空间结构，而非一级序列。不同物种在进化中可通过不同序列实现相似功能构象，形成"趋同进化"现象。仅凭序列相似性筛选会遗漏大量有效但序列不同的候选分子。 三、突破：新框架改变发现模式 针对这些问题，李煜、戴磊团队开发了HMD-AMP计算框架。该框架结合蛋白质语言模型和深度森林分类器，大幅提升了对远源抗菌肽的识别能力。 实验显示，在序列相似度低于40%的测试集中，HMD-AMP仍保持优异性能，准确率远超现有方法。这使得过去被忽略的候选分子重新进入研究范围。 团队将该框架应用于猪宏基因组和哺乳动物基因组筛选。经实验验证，62条候选多肽中有52条具有强效抗菌活性，成功率83.9%。其中48条为远源序列，但结构分析证实它们保留了典型的两亲性特征，验证了趋同进化规律。 部分候选多肽显示出良好临床前景。如Swine_2和Swine_7对多种致病菌表现出低抑菌浓度且无显著毒性。在小鼠实验中，Swine_2显著延长了感染大肠杆菌小鼠的存活时间。 四、进展：益生菌定植机制研究 另外，张家超、刘洋彧团队在小鼠模型中研究了双歧杆菌乳亚种V9的肠道定植机制。研究发现，高纤维饮食是该益生菌成功定植的关键条件。 定植过程中，益生菌主要与肠道中原有的菊粉代谢菌竞争。最终两者通过基因调整实现共存：益生菌转向果糖代谢，原住菌强化葡萄糖代谢。这一发现为益生菌产品设计提供了理论依据。 五、前景：计算生物学推动研究转化 这些研究共同特点是结合计算方法和实验验证，形成高效研发模式。涉及的成果发表在Nature Biomedical Engineering和Cell Systems等期刊，显示中国团队在该领域已达到国际前沿。
这项研究不仅为应对抗生素耐药性提供了新思路，也展示了跨学科合作的潜力；随着技术向临床转化，有望改变抗菌药物研发模式，为全球健康事业作出贡献。期待此成果能尽快应用，造福更多患者。