摘要：2025年5月2日，华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科医院杨操主任团队在《Nature Biomedical Engineering》（2023年IF:27.7，中科院TOP，Nature大子刊）发表题为“A sonosensitive diphenyla

2025年5月2日，华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科医院杨操主任团队在《Nature Biomedical Engineering》（2023年IF:27.7，中科院TOP，Nature大子刊）发表题为“A sonosensitive diphenylalanine-based broad-spectrum antimicrobial peptide”的研究论文。该研究首创FF基压电短肽的超声响应抗菌系统，首次实现深部椎间盘感染的高效无创治疗，为目前抗生素耐药性感染及骨科难治性感染提供了全新解决方案。谭磊副教授、杨操主任为共同通讯作者，张晓光博士、冯晓波副教授和马良博士为共同第一作者。

椎间盘感染（如金黄色葡萄球菌感染）因病灶深、血供差，传统抗生素难以渗透，需长期静脉给药或手术清创，治疗周期长、易复发且修复困难。抗菌肽（AMPs）虽具低耐药性潜力，但其临床转化受限于降解快、毒性高及合成复杂等问题。本研究突破传统策略，通过引入压电二苯丙氨酸（FF）序列，设计超声响应短肽FFRK8，利用超声波机械能激活其压电极化效应，实现“膜穿透增强-活性氧爆发-细菌电子链破坏”三重抗菌机制，同时抑制感染后的椎间盘退变。

核心成果及创新突破

1. 超声激活压电短肽FFRK8：从人源抗菌肽LL-37中筛选的FFRK8，兼具压电性与高生物安全性。超声刺激下，FFRK8通过疏水FF基团加速穿透细菌膜，同时产生活性氧（ROS）并干扰细菌电子传递链，可快速杀灭99%以上的耐药菌（包括MRSA）。

2. 深部感染治疗验证：在山羊椎间盘感染模型中，单次FFRK8结合超声的治疗显著抑制椎体破坏和炎症浸润，疗效优于万古霉素，且无全身毒性。

3. 穿膜机制解析：通过分子动力学模拟，揭示超声压力驱动FFRK8“钻入”细菌膜的过程，并证实其对磷脂膜厚度的显著扰动。

临床转化潜力

本研究开发的超声响应肽系统无需复杂化学修饰，可扩展至其他抗菌肽，生物安全性高，为耐药菌感染、深部组织感染及骨科内植入物相关感染提供了全新策略，该项专利有望实现临床转化。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41551-025-01377-w#MOESM4

研究支持与团队贡献

本研究获国家自然科学基金重点、面上、湖北省创新群体、深港联合基金等项目的支持。骨科医院杨操主任团队长期聚焦脊柱退行性疾病的机制研究与再生治疗、骨科生物材料及骨内植入物抗感染、促骨再生等方向的研究，主持国家重点研发计划1项，国家自然科学基金重点项目1项，国家自然科学基金30余项。近年来在Nature Biomedical Engineering、Journal of Clinical Investigation、Nature Communications、Cell Reports Medicine、Advanced Materials、Materials Today、Cell Death & Differentiation、Autophagy、Spine等国际顶级期刊发表系列成果，多项研究成果获国家发明专利授权，获Ⅲ类医疗器械注册证2张。以第一完成人获得湖北省科技进步一等奖1项，教育部科技进步二等奖1项。

来源：贝灵健康