新型长效C5a阻断环肽通过抑制炎症级联反应有效预防脓毒症器官功能障碍

本文针对脓毒症治疗中炎症级联失控的临床难题，报道了一种通过噬菌体筛选技术开发的新型长效C5a阻断环肽Cp1。研究证实Cp1可高效中和补体关键分子C5a，显著抑制细胞因子风暴及中性粒细胞过度活化，在CLP诱导的脓毒症模型中降低93%细菌负荷并将小鼠生存期延长300%。该成果为脓毒症的早期干预提供了成本可控的新型治疗策略。

当机体遭遇严重感染时，免疫系统的过度激活可能引发脓毒症（sepsis）——一种以宿主反应失调、多器官功能障碍和高死亡率为特征的临床综合征。尽管全球医学界持续努力，脓毒症仍是重症监护室患者死亡的主要原因，死亡率高达28%-56%。当前临床针对细胞因子风暴（cytokine storm）的治疗手段如单克隆抗体存在覆盖范围有限、易引发二次感染等局限，凸显了对新型高效药物的迫切需求。

在脓毒症的病理生理过程中，补体系统作为天然免疫的关键上游传感器和效应臂，通过与Toll样受体（TLR）的协同作用放大炎症级联反应。其中，补体裂解产物C5a作为最有效的过敏毒素（其趋化活性是C3a的20倍），通过与受体C5aR1（CD88）结合，驱动中性粒细胞过度活化、促进血管通透性增加并导致凝血功能紊乱，最终引发多器官功能衰竭。然而，开发C5a靶向疗法面临巨大挑战：C5a分子量小、表面拓扑结构平坦，且其在血浆中半衰期不足5分钟，需长效抑制剂才能实现有效中和。

针对这一难题，海军军医大学第一附属医院烧伤研究所/烧伤研究所与复旦大学药学院联合团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》发表最新研究，报道了一种通过噬菌体展示技术筛选得到的新型长效C5a阻断环肽Cp1。该药物通过独特的“瓶颈分子”阻断策略，在感染早期有效遏制炎症因子“瀑布效应”，为脓毒症防治提供了新思路。

关键技术方法

研究采用噬菌体展示技术从12肽库中筛选C5a特异性结合序列，通过表面等离子共振（SPR）和生物层干涉（BLI）技术验证肽段亲和力；利用分子对接分析Cp1与C5a的相互作用模式；通过盲肠结扎穿刺（CLP）小鼠模型评估体内药效，采用流式细胞术、Luminex多重检测、RNA测序等技术分析免疫细胞功能、炎症因子表达及转录组变化；通过高效液相色谱（HPLC）进行药代动力学研究。

研究结果

分子对接揭示Cp1与C5a相互作用模式

分子对接显示Cp1通过形成6个氢键和2个盐桥与小鼠C5a（mC5a）稳定结合，其中与ARG⁷⁰⁸形成的两个强氢键（2.0 Å和2.4 Å）可干扰C5a与C5aR1间关键相互作用。同源建模发现Cp1的结合位点与经典C5aR1拮抗剂A8Δ71-73截然不同，提示其具有独特的阻断机制。

环化策略提升肽段性能

线性肽K1经头尾环化改造为Cp1后，与mC5a的解离常数（K_{D⁻⁶ M，且对人和小鼠C5a-desArg均保持高亲和力。血浆稳定性实验显示Cp1在脓毒症血浆中孵育24小时后留存率超95%，单次给药后14天血药浓度仍为初始值的90%，呈现类抗体长半衰期特性。}

Cp1有效抑制C5a驱动的中性粒细胞活化

在C5a诱导的趋化实验中，Cp1剂量依赖性地抑制人多形核白细胞（PMNs）和小鼠中性粒细胞迁移。流式吞噬实验表明，Cp1可逆转C5a导致的PMNs对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的吞噬功能损伤，且对补体-活性氧（ROS）轴依赖的大肠杆菌清除作用尤为显著。

Cp1显著降低脓毒症模型炎症因子水平

CLP模型小鼠给予100 μg/20 g Cp1后，血浆中IL-6、TNF-α和IL-1β分别降低99%、86%和94%，单核细胞趋化因子CCL2、CCL3等下降21.7-102.3倍。腹腔灌洗液（PLF）中局部炎症因子也出现同步抑制，且Cp1抗炎效果显著优于线性前体K1。

Cp1改善器官功能障碍并提升生存率

Cp1治疗使脓毒症小鼠血清ALT（丙氨酸转氨酶）、AST（天冬氨酸转氨酶）显著降低，尿素（UREA）和肌酐（CREA）水平恢复，凝血功能参数（PT、APTT等）改善。肺组织病理显示肺泡出血和炎症浸润减轻，血管通透性指标（湿干重比、Evans蓝泄漏）下降54%-85%。更重要的是，Cp1单次给药使血细菌负荷降低93%，小鼠中位生存时间从30小时延长至120小时，7天生存率提升至60%。

Cp1维持继发感染清除能力

在短期（24小时）和长期（14天）药物暴露实验中，Cp1治疗组小鼠对LPS（脂多糖）刺激和活菌攻击均表现出更强的炎症反应能力和细菌清除效率，提示其可在抑制过度炎症的同时保留免疫防御功能。

转录组学验证Cp1作用机制

RNA测序显示C5a刺激使人外周血单核细胞（PBMCs）中2552个基因上调，而Cp1预处理使2235个基因表达回落。GO（基因本体）富集分析表明，G蛋白偶联趋化因子受体活性相关基因下调最显著，Reactome通路分析进一步证实Cp1特异性阻断C5a-C5aR1轴下游信号。

结论与展望

该研究开发的环肽Cp1通过独特空间构象实现C5a高效中和，其长半衰期和良好安全性为脓毒早期干预提供新策略。与传统C5aR拮抗剂相比，Cp1的上游阻断策略兼具广谱抗炎和保留补体杀菌功能的双重优势。值得注意的是，Cp1对C5a-desArg的结合能力使其能覆盖更广泛的炎症介质。未来需进一步明确Cp1对C5aR2的作用，并通过临床研究确定最佳治疗窗口。这种成本可控的环肽药物有望为脓毒症这种高度异质性疾病的精准治疗开辟新路径。