CN101460059A

CN101460059A - 用于细菌感染的抗微生物疗法

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Publication number: CN101460059A
Application number: CNA2007800170551A
Authority: CN
Inventors: 维克托·尼日特; 乔治·Y·刘; 埃里克·欧菲尔德; 宋永乘
Original assignee: University of California; University of Illinois at Urbana Champaign
Current assignee: University of California; University of Illinois at Urbana Champaign
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2027-05-11
Also published as: US20140154302A1; NZ572797A; KR20090007582A; US8148352B2; JP5161872B2; KR101385868B1; US20090306021A1; AU2007249792B2; HK1131004A1; JP2009541210A; WO2007133712A3; US8778913B2; AU2007249792A1; CN101460059B; CA2650839A1; EP2020857A4; WO2007133712A2; EP2020857A2

Abstract

本发明提供了治疗细菌病的化合物和方法，并且证实了金黄色葡萄球菌色素是一种毒力因子和抗微生物疗法的潜在的新靶。

Description

用于细菌感染的抗微生物疗法

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求在2006年5月12日提交的美国临时专利申请序列号60/800,564的优先权，该申请以引用的方式在此并入。相关的申请PCT/US06/14486以引用的方式在此并入。

关于联邦政府资助研究的声明

本申请部分由国立卫生研究院授予的基号.AI048694，GM50694，GM65307和GM073216资助。政府在本发明中可享有某些权利。

背景技术

Ogston(1881)用葡萄球菌属来描述从外科脓肿的脓汁中采集的类似葡萄串的细菌(staphylo＝葡萄，希腊文)。此后不久，Rosenbach(1884)在纯培养物中分离出了这种病原体，由于与通常寄居在皮肤表面的毒力较弱的葡萄球菌相比，其具有特有的表面色素沉着，故提议这种病原体的种名为金黄色葡萄球菌(S.aureus)(金黄色，拉丁文)。

进入70年代后，抗微生物疗法的时代已大大降低了感染性疾病的发病率和死亡率。然而，现在抗性微生物的出现已普遍，对医疗社区形成很大的挑战。这种令人不安的趋势在出名的革兰氏阳性细菌病原体金黄色葡萄球菌(S.aureus)中尤为明显，这种细菌对第一线的抗生素疗法已变得越来越应答不应答。金黄色葡萄球菌可能是世界上最为常见的威胁生命的急性细菌感染的病因，并且它能够导致各种类型的疾病，其从严重程度上来讲覆盖了从简单的疖子或脓疱病到暴发性的脓毒病或中毒性休克综合征。金黄色葡萄球菌是菌血症，与医院相关的(医院内)感染，皮肤和软组织感染，伤口感染，以及骨头和关节感染的最主要的单一原因。它是心内膜炎和食物中毒最常见的一个原因。

对超过24,000种入侵性细菌分离物的全国前瞻性的监测表明，与疾病相关的具有甲氧苯青霉素抗性(MRSA)的金黄色葡萄球菌菌株已经从1995年的22％增加到目前的57％。MRSA目前经常在社区获得性感染和在医院环境中被发现。故非常急需发现一类新的抗生素来解决这个实实在在存在的公共健康危机。半个世纪以来基于<10种抗菌骨架的类似物合成已形成了>100种抗菌试剂的研发和上市，然而除了噁唑烷酮核心外，在过去的30年里并未出现新的骨架以解决出现的抗性问题。

典型的抗生素方法试图通过靶向作用基本的细胞功能如细胞壁生物合成，蛋白质合成，DNA复制，RNA聚合酶，或新陈代谢途径来杀死细菌或抑制细菌生长。这些传统的疗法具有较高的中毒危险，这是由于许多这样的细胞功能对哺乳动物的细胞来说也是关键的，并在微生物靶和伴侣宿主细胞之间要求存在细微的分子区别。其次，相同关键靶的重复使用表示在治疗过程中当细菌对特定抗生素产生抗性时，它可同时对作用于相同靶的其他试剂产生交叉抗性，即使在这种细菌从未暴露于其他试剂。再次，传统的疗法对细菌施加了“生存-或-死亡”的挑战，从而存在很强的选择压力来发展出对抗微生物试剂的抗性。最后，许多现有的抗生素具有非常广谱的活性，具有清除许多正常菌系组成的副作用，从而导致不期望的并发症，例如难辨梭菌结肠炎或继发真菌感染(如假丝酵母属)。

MRSA的出现已折衷了临床甲氧苯青霉素以及相关抗生素(苯唑西林(oxacillin)，双氯青霉素(dicloxacillin))以及所有在金黄色葡萄球菌感染的经验治疗中的头孢菌素(如头孢唑林，头孢力新(cephalexin))。MRSA通常对大环内酯类(如，红霉素)，β-内酰胺酶抑制剂组合(如，优立新(Unasyn)，安美汀(Augmentin))，以及氟喹诺酮类(如环丙沙星(Ciprofloxacin))具有显著水平的抗性，且有时对克林霉素，三甲氧苄二氨嘧啶/磺胺甲噁唑(sulfamethoxisol)(Bactrim)，和利福平具有抗性。在严重的金黄色葡萄球菌感染中，静脉内注射万古霉素是最后的选择，它是在治疗MRSA中常用的静脉内抗生素，但现也有金黄色葡萄球菌对万古霉素产生抗性的警告报道。

新的抗-MRSA试剂如利奈唑酮(linezolid)(Zyvox)或奎奴普丁/达福普汀(quinupristin/dalfopristin)(Synercid)均非常昂贵，两者均应用传统的结合至核糖体亚基的靶来抑制RNA的合成。

发明内容

本发明证明了类胡萝卜素在微生物中作为毒力/抗性因子。在一个具体实施例中，本发明证实了金黄色葡萄球菌类胡萝卜素是毒力因子，其通过它的抗氧化性能削弱嗜中性白细胞杀死能力并促进疾病发病，2)证实了对类胡萝卜素色素的产生进行药理学抑制使得生物体对氧化剂和血液杀死更加敏感；以及(3)证实了角鲨烯合成抑制剂可阻断金黄色葡萄球菌色素产生，且角鲨烯合成抑制可降低活体内的金黄色葡萄球菌致病性。

本发明提供了一种化合物，其包含由式I或II表示的化合物A：

其中：

m为1，2，或3；

n是1-10之间包含端点的整数；

每个D和E各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素；

M¹，M²，和M³各自独立地选自由金属，铵和其酯构成的组；

R¹是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素，或者R¹和R²一同与连接它们的碳可结合形成4-7元环或取代的4-7元环；

R²是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素，或者R²和R¹一同与连接它们的碳可结合形成4-7元环或取代的4-7元环，或者R²和R³一同与连接它们的碳可结合形成4-7元环或取代的4-7元环；

R³是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素，或者R³和R²一同与连接它们的碳可结合形成4-7元环或取代的4-7元环，或者R³和R⁴一同与连接它们的碳可结合形成4-7元环或取代的4-7元环；

R⁴是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素，或者R⁴和R³一同与连接它们的碳可结合形成4-7元环或取代的4-7元环；

R⁵，R⁶，R⁷，R⁸，和R⁹各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素；

L¹是-S-，-SO-，-SO₂-，-O-，-N(R¹⁹)-，或-C(R²⁰)(R²¹)-；其中R¹⁹，R²⁰和R²¹各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素；

其中：

x为1，2，或3；

y是1-10之间包含端点的整数；

每个G和J各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素；

M⁴，M⁵，和M⁶各自独立地选自由金属，铵和其酯构成的组；

R¹⁰是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素，或者R¹⁰和R¹¹一同与连接它们的碳可结合形成4-7元环或取代的4-7元环；

R¹¹是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素，或者R¹¹和R¹⁰一同与连接它们的碳可结合形成4-7元环或取代的4-7元环，或者R¹¹和R¹²一同与连接它们的碳可结合形成4-7元环或取代的4-7元环；

R¹²是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素，或者R¹²和R¹¹一同与连接它们的碳可结合形成4-7元环或取代的4-7元环，或者R¹²和R¹³一同与连接它们的碳可结合形成4-7元环或取代的4-7元环；

R¹³是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素，或者R¹³和R¹²一同与连接它们的碳可结合形成4-7元环或取代的4-7元环；

R¹⁴，R¹⁵，R¹⁶，R¹⁷，和R¹⁸各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素；

L²是-S-，-SO-，-SO₂-，-O-，-N(R²²)-，或-C(R²³)(R²⁴)-；其中R²²，R²³和R²⁴各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素。

在另一个方面，m是0或1；n是1-5之间包括端点的整数；D和E各自独立地选自由H，烷基，取代的烷基，和卤素组成的组。

R¹，R²，R³，R⁴，R⁵，R⁶，R⁷，R⁸，和R⁹各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，和卤素；

R¹⁹，R²⁰和R²¹各自独立地选自由以下基团组成的组：H，烷基，和取代的烷基；

M¹，M²，和M³各自独立地为碱金属；

x为0或1；

y是1-5之间包含端点的整数；

每个G和J独立地选自H，烷基，取代的烷基和卤素；

R¹⁰，R¹¹，R¹²，R¹³，R¹⁴，R¹⁵，R¹⁶，R¹⁷，和R¹⁸各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，和卤素；

R²²，R²³和R²⁴各自独立地选自由以下基团组成的组：H，烷基，和取代的烷基；

M⁴，M⁵，和M⁶各自独立地为碱金属；

在又一方面，m为1；n为3；每个D和E各自为H；R¹为H，F，或苄基；R²为H，F，或CF₃；R³为H，F，CL，CF₃，叔丁基，正丙基，或苄基；R⁴为H或F；R⁵，R⁶，R⁷和R⁹均为氢；R⁸为H或F；M¹，M²，和M³各自为钾；

L¹是-O-，-NH-或CH₂；x为0或1；y为3；每个G和J各自为H；R¹⁰，R¹¹，R¹³，R¹⁴，R¹⁵，R¹⁶，R¹⁷，和R¹⁸各自为H；R¹²为H或CH₃；M⁴，M⁵，和M⁶各自为钾；L²为-O-。

本发明还提供了含有以下结构的化合物。这些化合物是有用的去氢角鲨烯合成酶活性的抑制剂。

本发明还包括药学上可接受的盐，前药和上述任何一种化合物的对映异构对映异构异构体。

本发明还提供了一种预防或治疗细菌感染的方法，包括向受感染折磨的研究对象施用一种抑制细胞内类胡萝卜素的产生和/或活性的试剂。在一种实施方式中，细菌感染是葡萄球菌感染。在另一种实施方式中，细菌感染是葡萄球菌属。在进一步的实施方式中，细菌是金黄色葡萄球菌。

本发明还提供了一种预防或治疗细菌感染的方法，包括向受感染折磨的研究对象施用式I的化合物，或那些化合物，其中式I和II的化合物抑制角鲨烯合成酶。

本发明还提供了一种预防，治疗MRSA或改善MRSA治疗有效性的方法，其通过将表达角鲨烯合成酶的微生物与角鲨烯合成酶抑制剂接触。

附图说明

图1A-E示出了对金黄色葡萄球菌类胡萝卜素色素的遗传操作以及它的抗氧化功能。A)金黄色葡萄球菌胡萝卜素形成的生物化学途径以及通过等位基因取代的crtM(编码去氢角鲨烯合成酶)的突变。B)消除ΔcrtM突变体中的金黄色葡萄球菌色素沉着；在化脓性链球菌(Stretococcuspyogenes)中异源表达金黄色葡萄球菌4’4’-二脱辅基链孢红素(diaponeurosporene)色素。金黄色葡萄球菌ΔCrtM突变体对通过C)过氧化氢或D)单线态氧杀死的增加的敏感性，在用补充pCrtMN后恢复了WT抗性水平。E)减少了表达4’4’-二脱辅基链孢红素的化脓性链球菌的单线态氧敏感性。误差棒表示所述变量的标准偏差；所示结果为至少3次实验的代表。

图2A-F示出了金黄色葡萄球菌类胡萝卜素色素赋予了在嗜中性白细胞和全血中对氧化剂杀死的抗性。在A)与分离的人嗜中性白细胞和B)鼠全血的共培养物中的存活的WT和ΔCrtM金黄色葡萄球菌。(B)中还示出了补充单独的载体或pCrtMN的ΔCrtM的全血存活。(C)crtMN的质粒表达对鼠全血中的化脓性链球菌存活的影响。D)氧化爆发抑制剂DPI对人嗜中性白细胞共培养物中的WT和ΔCrtM突变体金黄色葡萄球菌存活的影响。WT和ΔCrtM突变体金黄色葡萄球菌在E)正常的和缺乏NADPH氧化酶功能的gp47^phox-/-患者或F)野生型CD1和C57B1/6鼠和gp91^Phox-/-鼠的血液中的相对存活率。结果代表至少3次实验。使用来自CGD人患者的血液进行的分析进行了两次。

图3A-C示出了金黄色葡萄球菌类胡萝卜素有助于皮下脓肿模型中的毒力。在鼠的相对的两胁皮下注射两种进行比较的细菌菌株。线图绘出了由所示的细菌菌株产生的总的累积的皮肤病变大小。散点图上的点＝在每只鼠中的从皮肤病变处采集的色素沉着的菌株的cfu对无色素的菌株的cfu的比率。摄影图像示出了在每一处理组中的代表性鼠。A)CD1鼠中的野生型(WT)vs.ΔCrtM突变的金黄色葡萄球菌，B)gp91^Phox-/-鼠中的WT vs.ΔCrtM突变的金黄色葡萄球菌，以及C)葡萄球菌的4’4’-二脱辅基链孢红素的化脓性链球菌+/-表达。

图4A-B示出了对金黄色葡萄球菌色素产生的抑制增加了氧化敏感性和吞噬细胞的清除。野生型和ΔCrtM突变的金黄色葡萄球菌在指定浓度下的SKF525-A存在或不存在下培养。图中绘出的是观察到的对A)色素沉着表型，B)单线态氧敏感性，和C)在鼠全血中的存活的影响。结果至少是3次实验的代表。

图5A-D展示出对金黄色葡萄球菌crtM基因进行等位取代后失去了多型性作用。A)在WT金黄色葡萄球菌的稳定期培养物中的存活细菌vs.在ΔcrtM突变体的稳定期培养物中的存活细菌的稳定期浓度的相似性以及随后细菌在新鲜的THB培养基中的生长动力学。在B)通过在Percoll中的迁移评估的浮力密度，C)通过分配进十六烷测量的疏水性，以及D)由细胞色素C结合确定的表面电荷方面，WT金黄色葡萄球菌和ΔcrtM突变体之间缺少可测量的区别。

图6A-F示出了关于金黄色葡萄球菌类胡萝卜素色素的抗吞噬性能的进一步的分析。A)WT和ΔcrtM突变的金黄色葡萄球菌被人的嗜中性白细胞以相当的速率吞噬。代表性研究的去褶合荧光显微术(deconvolutionfluorescence microscopy)显示出细胞内的(绿色)和细胞外的(红色)有机体。B)WT和ΔcrtM突变的金黄色葡萄球菌引发类似程度的通过氮蓝四唑测量的人嗜中性白细胞氧化爆发。C)氧化爆发抑制剂二亚苯基碘(DPI)对正常鼠血液中的WT和ΔCrtM突变体金黄色葡萄球菌的存活的影响。WT和ΔCrtM突变体金黄色葡萄球菌菌株对由D)颗粒蛋白酶组织蛋白酶G和人嗜中性白细胞弹性蛋白酶或E)鼠杀微生物肽mCRAMP致死的敏感性。F)在用自身血清进行了预调理的实验中和没有用自身血清进行了预调理的实验中，金黄色葡萄球菌WT和ΔCrtM突变的金黄色葡萄球菌在嗜中性白细胞细胞内存活的差异是相似的(例如图6A)。

图7示出了在37℃振荡2天后的金黄色葡萄球菌的色素沉着。

图8示出了40mM的式III的化合物对金黄色葡萄球菌的全血杀死的影响。金黄色葡萄球菌的全血杀死有大的增加，在40μM时出现3倍的提高(ED₅₀～20μM)。

图9A-B示出了在金黄色葡萄球菌皮肤感染的活体鼠模型中，当存在式III的化合物时，在(A)200μM或(B)1000μM下出现病变大小减小较大，并且无明显的生病影响。

图10示出了在鼠中使用系统的(腹膜内的)攻击模型进行附加研究，表明色素赋予细菌存活的益处。这里，cfu计数是在肾脏中测量的。

图11示出了施用式III化合物对金黄色葡萄球菌系统感染的影响。

图12A-B示出了4天后4/6未处理的鼠在脾(A)或肾脏(B)中出现可检测的细菌。0/6的用式III化合物处理的鼠在两种器官中出现可检测的细菌。

图13示出了从包含式IV的更为亲脂性的衍生物获得的数据。

具体实施方式

在这里和所附的权利要求中使用的单数形式“一个、一种或一”等和定冠词“所述”和“该”除非文中特别指明，包括其复数形式。因此，例如，“一种化合物”包括复数个这样的化合物，并且“细胞”包括一种或多种本领域技术人员已知的细胞等。

除非另外定义，这里使用的所有技术和科学术语均具有与本发明所属的领域的普通技术人员一般理解的相同含义。虽然此处描述了代表性的方法，器件和材料，但与这里所描述的相似或等同的方法和材料也可以用于实施本发明公开的方法和组合物。

上述的和本文中所提供的公开出版物是它们在本申请的申请日前所公开的内容。但不应理解为由于早期的公开，而承认本发明的发明者们无权先于这些公开。

对金黄色葡萄球菌色素的后续研究揭露了产生一系列类胡萝卜素的详细生物合成途径。在膳食水果和植物中产生的类似的类胡萝卜素已被人们认识到可作为潜在的抗氧化剂，这是由于它们的自由基清除性质和优异的猝灭单线态氧的能力。本发明证明了细菌病原体产生的这些抗氧化的类胡萝卜素有助于保护病原体在感染中不受氧化爆发的伤害。研发新一类的靶向作用细菌毒力因子如金黄色葡萄球菌类胡萝卜素色素的抗生素还未用到的一种方法。

提供了用于治疗微生物感染的方法和组合物。在一方面，本发明提供了用于治疗微生物感染的组合物和方法，其中微生物产生类胡萝卜素。例如本发明提供了用于治疗金黄色葡萄球菌感染，包括那些由抗甲氧苯青霉素和抗万古霉素的菌株产生的感染的方法和组合物。本发明的方法和组合物可单独使用或与传统的抗微生物剂和抗生素组合使用来治疗这些感染。此外，这里公开的方法和组合物可用于如异物，导管或血管内感染，慢性骨髓炎，医院获得性或手术后感染，复发性皮肤感染，或在免疫削弱的宿主中的金黄色葡萄球菌感染的环境中。本发明证实了通过减少类胡萝卜素色素的产生，使得含有这种胡萝卜素色素来抵抗氧化爆发的微生物的抗性得到了降低。

继发于其特征性的金黄色色素沉着(aureus＝金黄色，拉丁文)，命名了一种最主要的人类病原体金黄色葡萄球菌(S.aureus)，其与通常寄居在皮肤表面的毒力较弱的葡萄球菌(如表皮葡萄球菌(S.epidermidis))不同。对金黄色葡萄球菌色素的后续研究公开了详细的生成一系列类胡萝卜素的生物合成途径。在膳食水果和植物中产生的类似的类胡萝卜素已被人们认识到可作为潜在的抗氧化剂，这是由于它们的自由基清除性质和优异的猝灭单线态氧的能力。金黄色葡萄球菌色素具有类似的性质。本发明研究了金黄色葡萄球菌是否能够利用它的金黄色类胡萝卜素色素来抵抗基于氧化剂的宿主内天然免疫系统的清除机制。例如，嗜中性白细胞和巨噬细胞通过产生活性分子如过氧化物，漂白剂和单线态氧的“氧化爆发”来杀死被它们吞噬的细菌。

由类胡萝卜素色素赋予的金黄色是人类病原体金黄色葡萄球菌的齐名特征。使用了分子遗传学分析配对突变形成和异源表达来显示出这个标志性的表型实际上是毒力因子，它通过它的抗氧化性能起到保护细菌不被噬菌杀死的作用。在当前的时代，对这种重要疾病的有效控制由于抗菌抗性在社区和医院物品中的快速发展而受阻。本发明证明了对胡萝卜素形成的抑制提供了治疗复杂的金黄色葡萄球菌感染的治疗性方法，有效地使病原体更易于被正常宿主天然免疫抵御所清除。

类胡萝卜素代表着一类主要的天然色素。在细菌，真菌，藻类，植物和动物中已确认了超过600种不同的类胡萝卜素(Staub，O.，In：Pfander，H.(ed.)，Key to Carotenoids，2^nd ed.，Birkhuser Verlag，Basel)。它们在光合作用中作为辅助色素，作为抗氧化剂，在人体和动物中作为维生素的前体以及作为用于光保护的色素和特异性着色种。类胡萝卜素作为如药物，食品着色剂，和动物饲料和营养强化剂一直就为人们所感兴趣。发现这些天然产物在预防癌症和慢性疾病(主要由于它们的抗氧化性能)中可扮演重要的角色，而在更近期的研究中发现，由于它们与癌症细胞的特异性相互作用而显示出显著的肿瘤抑制活性，这激起了它们在作为药物潜力上的兴趣(Bertram，J.S.，Nutr.Rev.，1999；57：182-191；Singh，et al.，Oncology，1998；12：1643-168；Rock，C.L.，Pharmacol.Ther.，1997；75：185-197；Edge，etal.，J.Photochem.Photobiol.，1997；41：189-200).

类胡萝卜素可通过将来自不同有机体的生物合成基因组合产生生物合成途径而在重组的微生物中产生。目前，已从细菌，植物，藻类和真菌中分离出24种生成类胡萝卜素的酶(crt)的超过150种的基因，这些细菌，植物，藻类和真菌可用于设计出大量不同的类胡萝卜素。例如，金黄色葡萄球菌含有鲜橙色色素，葡萄金黄色素(staphyloxanthin)。这种色素被认为是保护细菌不受宿主免疫系统的活性氧种的攻击。色素是通过包括去氢角鲨烯合成酶一系列的酶产生的，其将两分子的法尼基焦磷酸缩合而形成去氢角鲨烯。由于去氢角鲨烯合成酶基因不存在于动物体中，人类和其他动物不产生这些色素。然而，人类和其他动物体内含有角鲨烯合成酶基因。特别的是，本发明证实了人类角鲨烯合成酶的抑制剂会阻碍金黄色葡萄球菌中色素(葡萄金黄色素)的形成，从而导致免疫系统细胞在离体和活体内杀死力的增强。

已有各种技术被应用来克隆类胡萝卜素的基因(Hirschberg，J.，In：Carotenoids：Biosynthesis and Metabolism，Vol.3，Carotenoids，G.Britton，Ed.Basel：Birkhuser Verlag，148-194，1998).在表达来自欧文氏菌(Erwinia)的类胡萝卜素基因的大肠杆菌中功能性色互补已被成功地用于克隆不同微生物和植物的类胡萝卜素的基因(Verdoes et al.，Biotech.and Bioeng.，1999，63：750；Zhu et al.，Plant and Cell Physiology，1997，38：357；Kajiwara et al.，Plant Mol.Biol.，1995，29：343；Pecker et al.，Plant Mol.Biol.，1996，30：807；植物类胡萝卜素的生物合成的综述见Hirschberg et al.，Pure and AppliedChemistry，1997，69：2151；Cunningham and Gantt，Ann.Rev.of Plant Physiol.and Plant Mol.Biol.，1998，49：557)。

对早期的类胡萝卜素生物合成酶GGDP合成酶，八氢番茄红素合成酶和八氢番茄红素去饱和酶进行编码的基因占所有克隆的类胡萝卜素基因的一半以上。可获得不同的八氢番茄红素去饱和酶基因通过向八氢番茄红素中引入2，3，4，或5个双键来生成胡萝卜素(植物，蓝细菌，藻类)(Bartley et al.，Eur.J.of Biochem.，1999，259：396)，链孢红素(红细菌(Rhodobacter))(Raisig et al.，J.Biochem.，1996，119：559)，番茄红素(多为真细菌和真菌)(Verdoes，et al.，Biotech.and Bioeng.，1999，63：750；RuizHidalgo et al.，Mol.& Gen.Genetics，1997，253：734)或3，4-二去氢番茄红素(粗糙链孢霉(neurospora crassa))(Schmidhauser et al.，Mol.and CellBiol.，1990，10：5064)。以下为克隆的类胡萝卜素生物合成基因的例子：crtE：来自荚膜红细菌(R.capsulatus)和噬夏孢欧文氏菌(E.uredovora)的GGPP-合成酶

crtB：来自荚膜红细菌(R.capsulatus)和噬夏孢欧文氏菌(E.uredovora)的八氢番茄红素合成酶

crtI：来自噬夏孢欧文氏菌(E.uredovora)和草生欧文氏菌(E.herbicola)的八氢番茄红素去饱和酶

crtY：来自噬夏孢欧文氏菌(E.uredovora)和草生欧文氏菌(E.herbicola)的番茄红素环酶

crtA：来自荚膜红细菌(R.capsulatus)和球形红细菌(R.spaeroides)的球形红极毛杆菌烯(spheroidene)单加氧酶

crtO：来自集胞藻(Synechocistis sp.)的β-C4-酮酶(加氧酶)

crtW：来自产碱菌属(Algaligenes sp.)，A.aurantiacum的β-C4-酮酶

crtD：来自荚膜红细菌(R.capsulatus)和球形红细菌(R.spaeroides)的甲氧基链孢红素去饱和酶

crtX：来自噬夏孢欧文氏菌(E.uredovora)和草生欧文氏菌(E.herbicola)的玉米黄质葡糖基转移酶

crtZ：来自噬夏孢欧文氏菌(E.uredovora)和草生欧文氏菌(E.herbicola)的β-胡萝卜素羟化酶

crtU：来自灰色链霉菌(S.griseus)的β-胡萝卜素去饱和酶

crtM：来自金黄色葡萄球菌的去氢角鲨烯合成酶

crtN：来自金黄色葡萄球菌的去氢角鲨烯去饱和酶

本发明证实了类胡萝卜素色素的生成有助于B型链球菌(GBS)对巨噬细胞杀死抗性。GBS是导致侵入式细菌感染如人类婴儿的肺炎，脓毒和脑膜炎的主要原因。已经确认出了用于生成类胡萝卜素色素(CylE)所需的基因。所述色素是有机体生成溶血素/溶细胞素毒素所需的，这些毒素在疾病发病机理中具有细胞损害和促炎的特性。其他的与侵入式感染相关的细菌和真菌的人类病原体产生具有抗氧化性能的类胡萝卜素或类似黑色素的色素(例如烟曲霉(Aspergillus fumigatus)，洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)，粘质沙雷氏杆菌(Serratia marcesens))，这表明存在一种共同的致病机理并揭示了色素产生对吞噬清除机制的潜在的选择优势。

所以，以色素产生为靶进行抗微生物治疗的方法可延伸至产生色素的有机体(例如类胡萝卜素色素或其他赋予氧化保护的色素)。特别的，曲霉菌(Aspergillus sp.)是导致免疫削弱的受试者研究对象(例如癌症化疗)死亡的一个重要原因，而洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)是导致囊性纤维化死亡的一个重要原因。曲霉菌和伯克霍尔德菌通常都具有对多种药物的抗性，并对现存的抗生素疗法具有抵抗性。

使用靶基因删除的分子遗传学方法(产生无色素的金黄色葡萄球菌突变体)和克隆技术(在其他细菌中表达金黄色葡萄球菌)，本发明提供了可用于筛选类胡萝卜素色素(如在金黄色葡萄球菌疾病发病机理中的色素)和识别其重要性的“活的试剂”。例如，使用本发明的方法，金黄色葡萄球菌类胡萝卜素色素表现出保护细菌不受过氧化物和单线态氧的攻击，并使其更能抗在鼠和人血中和通过纯化的人嗜中性白细胞的致死作用。使用金黄色葡萄球菌脓肿形成的鼠模型，证实了类胡萝卜素色素促进了细菌的存活和活体内疾病的发展。使用受嗜中性白细胞氧化剂生成时伤害的鼠进行的对照实验表明，类胡萝卜素色素的生成通过它的抗氧化性能而对金黄色葡萄球菌的毒力产生贡献。

本发明证实了对金黄色葡萄球菌色素产生进行药理学的抑制使得细菌更易受到氧化剂的伤害，并削弱了细菌在血液中的存活。本发明进一步证实了角鲨烯合成酶抑制剂可阻碍金黄色葡萄球菌色素的产生，且角鲨烯合成抑制可降低活体内的金黄色葡萄球菌的致病性。

吞噬细胞消除病原体的一个重要的机制是通过释放由NADPH氧化酶产生的反应性氧种。本发明证实了类胡萝卜素如那些由金黄色葡萄球菌表达的类胡萝卜素起到对抗这些防御性分子的保护性功能。例如，过氧化氢杀死ΔCrtM突变体比杀死WT金黄色葡萄球菌菌株更有效10-100倍，单线态氧杀死ΔCrtM突变体比杀死WT金黄色葡萄球菌菌株更有效100-1000倍。类似地，葡萄球菌色素在化脓性链球菌中的异源表达与单线态氧致命性的100-1000倍的降低相关。

本发明提供了抑制胡萝卜素形成的方法和试剂以治疗微生物感染以及促进抗微生物活性。例如，在一个方面，混合的功能氧化酶抑制剂2-二乙基氨基乙基-2，2-二苯基-戊酸酯(SKF 525-A，Calbiochem)显示出抑制在金黄色葡萄球菌中色素的形成，且在有该试剂存在下生长的金黄色葡萄球菌的WT菌株中表现出依赖剂量的类胡萝卜素产生上的降低。阻碍金黄色葡萄球菌色素的形成导致在有机体对单线态氧致死的敏感性上出现成比例的依赖剂量的增加，以及在它在人类全血中的存活能力的降低。作为对照，ΔCrtM突变体在平行实验中被暴露于SKF 525-A，其对氧化剂的敏感性或血液存活没有显著影响。

本发明提供了通过抑制类胡萝卜素的生成和/或活性治疗细菌感染的方法和组合物。更具体的，本发明提供了治疗患细菌感染(例如葡萄球菌属的的细菌感染)的受试者的方法，包括使受试者与抑制葡萄球菌属的类胡萝卜素的活性和/或生成的试剂接触。在一方面，该试剂是小分子，多核苷酸(例如核酶或反义分子)，多肽(例如抗体)或拟肽类(peptidomimetic)。在本发明的一方面，试剂是抑制类胡萝卜素生成的药剂。例如，试剂可以是混合功能的氧化酶抑制剂，如2-二乙基氨基乙基-2，2-二苯基-戊酸酯(SKF525-A，Calbiochem)，2，4-二氯-6-苯基苯氧基乙基胺，2，4-二氯-6-苯基苯氧基二乙基胺，和胡椒基丁醚。在又一方面，试剂可包含角鲨烯合成酶抑制剂。适用于这里的角鲨烯合成酶抑制剂包括但不限于：在U.S.Pat.No.5,712,396中公开的α-磷酰基基-磺酸酯(α-phosphono-sulfonates)，那些由Biller等人在J.Med.Chem.，1988，Vol.31，No.10，pp1869-1871公开的，包括类异戊二烯的(氧膦基-甲基)膦酸酯，以及其他已知的角鲨烯合成酶抑制剂，如在U.S.Pat.Nos.4,871,721和4,924,024以及Biller，S.A.，Neuenschwander，K.，Ponpipom，M.M.，and Poulter，C.D.，CurrentPharmaceutical Design，2，1-40(1996)中公开的那些。此外，适用于这里的其他角鲨烯合成酶抑制剂包括在P.Ortiz de Montellano et al，J.Med.Chem.，1977，20，243-249中公开的类萜焦磷酸酯，由Corey and Volante，J.Am.Chem.Soc.，1976，98，1291-1293描述的法呢基双膦酸盐类似物A和前角鲨烯焦磷酸(PSQ-PP)类似物，由McClard，R.W.等人报道于J.A.C.S.，1987，109，5544中的氧膦基膦酸酯以及在Capson，T.L.的博士论文June，1987，Dept.Med.Chem.U of Utah，摘要，表中内容，pp16，17，40-43，48-51，Summary中报道的环丙烷。

小分子crtM抑制剂包括以下及其衍生物和盐。本公开的crtM抑制剂具有通式结构：

本发明提供了化合物和使用这种化合物治疗微生物感染方法。本发明的化合物由式I或II表示：

其中：

m为0，1，2，或3；

n是1-10之间包含端点的整数；

M¹，M²，和M³各自独立地选自由金属，铵和其酯构成的组；

其中：

x为0，1，2，或3；

y是1-10之间包含端点的整数；

L²是-S-，-SO-，-SO₂-，-O-，-N(R22)-，或-C(R²³)(R²⁴)-；其中R²²，R²³和R²⁴各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素。

在本发明的其他方面，m是0或1；

n是1-5之间包含端点的整数；

每个D和E独立地选自H，烷基，取代的烷基和卤素；

M¹，M²，和M³各自独立地为碱金属；

x为0或1；

y是1-5之间包含端点的整数；

每个G和J独立地选自H，烷基，取代的烷基和卤素；

M⁴，M⁵，和M⁶各自独立地为碱金属；

在又一方面，m为1；

n为3；

每个D和E均为H；

R¹为H，F，或苄基；

R²为H，F，或CF₃；

R³为H，F，CL，CF₃，叔丁基，正丙基，或苄基；

R⁴是H或F；

R⁵，R⁶，R⁷和R⁹均为氢；

R⁸是H或F；

M¹，M²，和M³各自为钾；

L¹为-O-，-NH-或CH₂；

x为0或1；

y为3；

每个G和J各自为H；

R¹⁰，R¹¹，R¹³，R¹⁴，R¹⁵，R¹⁶，R¹⁷，和R¹⁸各自为H；

R¹²为H或CH₃；

M⁴，M⁵，和M⁶各自为钾；

L²为-O-。

在一种具体实施方式中，化合物是选自由以下化合物组成的组：

1-磺酸基-4-(3-(4-氟苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-(3，5-二氟苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；

(1S)1-磺酸基-4-(3-苯氧基苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-(4-氯苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-(3，4-二氟苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-(3-三氟甲基苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-苯氧基苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-(3-氟苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-(4-苯基甲基苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-苯胺基苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(2-氟-5-(4-氟苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-苯基甲基苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-(2-氟苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-(3-三氟甲基苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-(4-丙基苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(4-苯氧基苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(4-苯基苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-(4-(1，1-二甲基乙基)苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(4-(4-甲基苯基)-苯基)-丁基膦酸钾；

1-磺酸基-4-(3-(2-苯基甲基苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾。

烷基包括直链，支链和环状烷基。烷基包括那些碳原子数为1-20的烷基。烷基包括碳原子数为1-3的小烷基。烷基包括碳原子数为4-10的中等链长的烷基。烷基包括原子数大于10的长链烷基，尤其是具有10-20个碳原子的烷基。环烷基包括具有1或多个环的环烷基。环烷基包括那些具有3-，4-，5-，6-，7-，8-，9-或10-元碳环的环烷基，尤其是那些具有3-，4-，5-，6-，或7-元碳环的环烷基。这些在环烷基中的碳环也可带有烷基。环烷基可包括双环和三环的烷基。烷基可任选地包括取代的烷基。取代的烷基除其他之外包括那些被芳基取代的烷基，而这些芳基又可被任选地取代。具体的烷基包括甲基，乙基，正丙基，异丙基，环丙基，正丁基，仲丁基，叔丁基，环丁基，正戊基，支链的戊基，环戊基，正己基，支链的己基，和环己基基团，它们均可被任选地取代。术语环戊基环是指由5个碳原子组成的具有任意不饱和度的环。术语环己基环是指由6个碳原子组成的具有任意不饱和度的环。

烯基包括直链，支链和环状烯基。烯基包括那些具有1，2或多个双键的烯基以及那些双键中的两个或多个为共轭双键的烯基。烯基包括那些碳原子数为2-20的烯基。烯基包括碳原子数为2-3的小烯基。烯基包括碳原子数为4-10的中等链长的烯基。烯基包括碳原子数大于10的长链烯基，尤其是具有10-20个碳原子的烯基。环烯基包括具有1或多个环的环烯基。环烯基包括那些双键在环中的或在连接至环的烯基中的环烯基。环烯基包括那些具有3-，4-，5-，6-，7-，8-，9-或10-元碳环的环烯基，尤其是那些具有3-，4-，5-，6-，或7-元碳环的环烯基。这些在环烯基中的碳环也可带有烷基。环烯基可包括双环和三环的烷基。烯基可被任选地取代。取代的烯基除其他之外包括那些被烷基或芳基取代的烯基，而这些基团又可被任选地取代。具体的烯基包括乙烯基，丙-1-烯基，丙-2-烯基，环丙-1-烯基，丁-1-烯基，丁-2-烯基，环丁-1-烯基，环丁-2-烯基，戊-1-烯基，戊-2-烯基，支链的戊烯基，环戊-1-烯基，己-1-烯基，支链的己烯基，环己烯基，所有的这些均可被任选取代。

芳基包括具有一或多个5-或6-元芳香环或杂环的基团。芳基可含有一个或多个稠合的芳香环。杂芳香环可在环中包括一个或多个N，O，或S原子。杂芳香环可包括那些具有1，2或3个N的，具有1或2个O的，以及具有1或2个S的杂芳香环。芳基可被任选地取代。取代的芳基除其他之外包括那些被烷基或烯基取代的芳基，而这些基团又可被任选地取代。具体的芳基包括苯基，联苯基，吡啶基，和萘基，它们均可被任选地取代。

芳基烷基为被一或多个芳基取代的烷基，其中烷基任选地含有额外的取代基，而芳基被任选地取代。具体的芳基烷基为苯基取代的烷基，例如苯基甲基。

烷基芳基为被一或多个烷基取代的芳基，其中烷基任选地含有额外的取代基，而芳基被任选地取代。具体的烷基芳基为烷基取代的苯基如甲基苯基。

可由R1-R5中的2个或多个形成的环可以是任选取代的环烷基，任选取代的环烯基或芳香基。这些环可含有3，4，5，6，7或更多的碳。这些环可以是杂芳香环，芳香环中的1，2或3个碳被N，O或S取代。这些环可以是杂烷基或杂烯基，其中环中的1或多个CH₂基被O，N，NH或S取代。

任何烷基，烯基和芳基的任选取代包括用1或多个以下取代基进行的取代：卤素，--CN，--COOR，--OR，--COR，--OCOOR，--CON(R)₂，--OCON(R)₂，--N(R)₂，--NO₂，--SR，--SO₂R，--SO₂N(R)₂或-SOR基。烷基的任选取代包括用1或多个烯基，芳基，或两者进行的取代，其中烯基或芳基可被任选取代。烯基的任选取代包括用1或多个烷基，芳基，或两者进行的取代，其中烷基或芳基可被任选取代。芳基的任选取代包括用1或多个烷基，烯基，或两者进行的取代，其中烷基或烯基可被任选取代。

用于烷基，烯基和芳基的任选取代基除其他之外包括：

--COOR其中R是氢或烷基或芳基，且更具体的，R是甲基，乙基，丙基，丁基，或苯基，它们均可被任选取代；

--COR其中R是氢，或烷基或芳基，且更具体的，R是甲基，乙基，丙基，丁基，或苯基，它们均可被任选取代；

--CON(R)₂其中每个R各自独立地于其他的R，为氢，或烷基或芳基，且更具体的，R是甲基，乙基，丙基，丁基，或苯基，它们均可被任选取代；R和R可形成可含有一或多个双键的环；

--OCON(R)₂其中每个R各自独立地于其他的R，为氢，或烷基或芳基，且更具体的，R是甲基，乙基，丙基，丁基，或苯基，它们均可被任选取代；R和R可形成可含有一或多个双键的环；

--N(R)₂其中每个R各自独立地于其他的R，为氢，或烷基，酰基或芳基，且更具体的，R是甲基，乙基，丙基，丁基，或苯基或乙酰基，它们均可被任选取代；R和R可形成可含有一或多个双键的环；

--SR，--SO₂R，或--SOR其中R是烷基或芳基，且更具体的，R是甲基，乙基，丙基，丁基，或苯基，它们均可被任选取代；对--SR，R可以是氢；

--OCOOR其中R是烷基或芳基；

--SO₂N(R)₂其中R是氢或烷基或芳基，且R和R可形成环；

--OR其中R＝H，烷基，芳基，或酰基；例如R可以是产生--OCOR^*的酰基，其中R*是氢或烷基或芳基，更具体的，R^*是甲基，乙基，丙基，丁基，或苯基，它们均可被任选取代。

具体的取代的烷基包括卤代烷基，特别是三卤代甲基，且具体的为三氟甲基。具体的取代的芳基包括单-，二-，三-，四-和五-卤素取代的苯基；单-，二-，三-，四-，五-，六-，和七-卤素取代的萘基；3-或4-卤素取代的苯基，3-或4-烷基取代的苯基，3-或4-烷氧基取代的苯基，3-或4-RCO-取代的苯基，5-或6-卤素取代的萘基。更具体的，取代的芳基包括乙酰苯基，尤其为4-乙酰苯基；氟苯基，尤其为3-氟苯基和4-氟苯基；氯苯基，尤其为3-氯苯基和4-氯苯基；甲基苯基，尤其为4-甲基苯基，和甲氧基苯基，尤其为4-甲氧基苯基。

药学上可接受的盐包括药学上可接受的阴离子和/或阳离子。药学上可接受的阳离子除其他之外包括碱金属阳离子(例如Li+，Na+，K+)，碱土金属阳离子(例如Ca²⁺，Mg²⁺)，无毒的重金属阳离子和铵(NH₄ ⁺)和取代的铵(N(R′)₄ ⁺，其中R′是氢，烷基，或取代的烷基，即包括甲基，乙基，或羟乙基，具体地为三甲基铵，三乙基铵，和三乙醇铵阳离子)。药学上可接受的阴离子除其他之外包括卤化物(例如Cl-，Br-)，硫酸盐，醋酸盐(例如醋酸盐，三氟醋酸盐)，抗坏血酸盐，天冬氨酸盐，苯甲酸盐，柠檬酸盐，和乳酸盐。

本发明的化合物可具有前药的形式。本发明化合物的前药可用于本发明的方法中。任何在活体内转化以提供本发明的生物学的，药学的或治疗上的活性形式的化合物均称之为前药。前药的各种例子和形式均为现有技术所知。前药的例子可在上面提及的Design of Prodrugs，edited byH.Bundgaard，(Elsevier，1985)，Methods in Enzymology，Vol.42，at pp.309-396，edited by K.Widder，et.al.(Academic Press，1985)；A Textbook ofDrug Design and Development，edited by Krosgaard-Larsen and H.Bundgaard，Chapter 5，＂Design and Application of Prodrugs，＂by H.Bundgaard，at pp.113-191，1991)；H.Bundgaard，Advanced Drug Delivery Reviews，Vol.8，p.1-38(1992)；H.Bundgaard，et al.，Journal of Pharmaceutical Sciences，Vol.77，p.285(1988)；and Nogrady(1985)Medicinal Chemistry A BiochemicalApproach，Oxford University Press，New York，pages 388-392)中找到。

本发明还提供了含有以下结构的化合物。这些化合物可用作去氢角鲨烯合成酶活性的抑制剂(crtM抑制剂)。本发明的方法和组合物包括其对映异构体，药学上可接受的盐和衍生物。

CrtM抑制剂的结构和它们的抑制活性

活性(IC₅₀)：0.33

活性(IC₅₀)：0.44 活性(IC₅₀)：0.46

活性(IC₅₀)：0.48 活性(IC₅₀)：0.56

活性(IC₅₀)：0.60 活性(IC₅₀)：0.62

活性(IC₅₀)：0.76 活性(IC₅₀)：0.98

活性(IC₅₀)：1.21 活性(IC₅₀)：1.34

活性(IC₅₀)：1.48 活性(IC₅₀)：1.90

活性(IC₅₀)：1.93 活性(IC₅₀)：0.56

活性(IC₅₀)：3.30

活性(IC₅₀)：7.82 活性(IC₅₀)：7.85

其他的crtM抑制剂包括那些揭示于EP Patent Nos.595635和710665，U.S.Patent No.5610314和5618964中的，其公开内容通过引用并入。其他有用的化合物包括那些具有以下化学文摘登记号的化合物：

157127-07-6P；157162-75-9P；157238-96-5P；157238-97-6P；157238-98-7P；157124-45-3P；157124-46-4P；157124-47-5P；157124-48-6P；157124-49-7P；157124-50-0P；157124-51-1P；157124-52-2P；157124-53-3P；157124-54-4P；157124-55-5P；157124-56-6P；157124-57-7P；157124-58-8P；157124-59-9P；157124-60-2P；157124-61-3P；157124-62-4P；157124-63-5P；157124-64-6P；157124-65-7P；157124-66-8P；157124-67-9P；157124-68-0P；157124-69-1P；157124-70-4P；157124-71-5P；157124-72-6P；157124-73-7P；157124-74-8P；157124-75-9P；157124-76-0P；157124-77-1P；157124-78-2P；157124-79-3P；157124-80-6P；157124-81-7P；157124-82-8P；157124-83-9P；157124-84-0P；157124-85-1P；157124-86-2P；157124-87-3P；157124-88-4P；157124-89-5P；157124-90-8P；157124-91-9P；157124-92-0P；157124-93-1P；157124-94-2P；157124-95-3P；157124-96-4P；157124-97-5P；157124-98-6P；157124-99-7P；157125-00-3P；157125-01-4P；157125-02-5P；157125-03-6P；157125-04-7P；157125-05-8P；157125-06-9P；157125-07-0P；157125-08-1P；157125-09-2P；157125-10-5P；157125-11-6P；157125-12-7P；157125-13-8P；157125-14-9P；157125-15-0P；157125-16-1P；157125-17-2P；157125-18-3P；157125-19-4P；157125-20-7P；157125-21-8P；157125-22-9P；157125-23-0P；157125-24-1P；157125-25-2P；157125-26-3P；157125-27-4P；157125-28-5P；157125-29-6P；157125-30-9P；157125-31-0P；157125-32-1P；157125-33-2P；157125-34-3P；157125-35-4P；157125-36-5P；157125-37-6P；157125-38-7P；157125-39-8P；157125-40-1P；157125-41-2P；157125-42-3P；157125-43-4P；157125-44-5P；157125-45-6P；157125-46-7P；157125-47-8P；157125-48-9P；157125-49-0P；157125-50-3P；157125-51-4P；157125-52-5P；157125-53-6P；157125-54-7P；157125-55-8P；157125-56-9P；157125-57-0P；157125-58-1P；157125-59-2P；157125-60-5P；157125-61-6P；157125-62-7P；157125-63-8P；157125-64-9P；157125-65-0P；157125-66-1P；157125-67-2P；157125-68-3P；157125-69-4P；157125-70-7P；157125-71-8P；157125-72-9P；157125-73-0P；157125-74-1P；157125-75-2P；157125-76-3P；157125-77-4P；157125-78-5P；157125-79-6P；157125-80-9P；157125-81-0P；157125-82-1P；157125-83-2P；157125-84-3P；157125-85-4P；157125-86-5P；157125-87-6P；157125-88-7P；157125-89-8P；157125-90-1P；157125-91-2P；157125-92-3P；157125-93-4P；157125-94-5P；157125-95-6P；157125-96-7P；157125-97-8P；157125-98-9P；157125-99-0P；157126-00-6P；157126-01-7P；157126-02-8P；157126-03-9P；157126-04-0P；157126-05-1P；157126-06-2P；157126-07-3P；157126-08-4P；157126-09-5P；157126-10-8P；157126-11-9P；157126-12-0P；157126-13-1P；157126-14-2P；157126-15-3P；157126-16-4P；157126-17-5P；157126-19-7P；157126-20-0P；157126-21-1P；157126-74-4P；157162-74-8P；178060-82-7P；178060-83-8P；78060-80-5P；178060-81-6P；157126-19-7P；188525-87-3P；188525-91-9P；188525-94-2P；188525-98-6P；188526-02-5P；188526-06-9P；188525-87-3P；188525-91-9P；188525-94-2P；188525-98-6P；188526-02-5P；和188526-06-9P(所有的这些均以引用的形式并入)。

此外，膦亚磺酸角鲨烯合成酶抑制剂，如那些在U.S.Patent No.5447922，以及在以下化学文摘登记号中公开的化合物可用在本发明的方法中：172152-68-0P；172152-69-1P；172152-70-4P；172152-71-5P；172152-72-6P；172152-73-7P；172152-74-8P；172152-75-9P；172152-76-0P；172152-77-1P；172152-78-2P；172152-79-3P；172152-80-6P；172152-81-7P；172152-82-8P；172152-83-9P；172152-84-0P；172152-85-1P；和172152-86-2P。

参考图1，除了crtM外还可抑制其他的酶的步骤来使微生物易于受氧化伤害。例如，可单独或与crtM组合使用crtN的抑制剂。例如，二苯胺和二苯胺衍生物以及类似物如双氯芬酸钠，甲灭酸和氯苯扎利二钠可被用于抑制葡萄金黄色素的生成。作为另一个例子，双膦酸盐是著名的法呢基双膦酸盐合成酶的抑制剂，而这种酶是葡萄金黄色素的生成中的前酶。抑制剂与crtM抑制剂组合使用可与crtM抑制剂发生协同作用而使产生类胡萝卜素的微生物易于受到氧化伤害。

本发明的化合物可具有前药的形式。本发明化合物的前药可用于本发明的方法中。任何在活体内转化以提供本发明化合物的生物学的，药学的或治疗上的活性形式的化合物均称之为前药。前药的各种例子和形式均为现有技术所知。前药的例子可在上面提及的Design of Prodrugs，edited by H.Bundgaard，(Elsevier，1985)，Methods in Enzymology，Vol.42，atpp.309-396，edited by K.Widder，et.al.(Academic Press，1985)；A Textbookof Drug Design and Development，edited by Krosgaard-Larsen and H.Bundgaard，Chapter 5，＂Design and Application of Prodrugs，＂by H.Bundgaard，at pp.113-191，1991)；H.Bundgaard，Advanced Drug Delivery Reviews，Vol.8，p.1-38(1992)；H.Bundgaard，et al.，Journal of Pharmaceutical Sciences，Vol.77，p.285(1988)；and Nogrady(1985)Medicinal Chemistry A BiochemicalApproach，Oxford University Press，New York，pages 388-392)中找到。

本发明还提供了预防或治疗细菌感染的方法，包括向受感染折磨的研究对象施用一种抑制细菌中类胡萝卜素的产生和/或活性的试剂。在一种实施方式中，细菌感染是葡萄状球菌感染。在一种实施方式中，细菌感染是葡萄球菌属的1种引起的感染。在进一步的实施方式中，细菌是金黄色葡萄球菌。

在本发明的上下文中，通过使用抑制性的核酸来调节细菌的类胡萝卜素生物合成路径的表达提供了一种有用的治疗方法。例如，本发明鉴定了类胡萝卜素生物合成路径中编码酶的一些基因包括crtM和crtN。或者(或除此之外)，敲除导致C₃₀类胡萝卜素合成的crtM/crtN基因也可能是期望的。常规的分子生物技术可被用于产生抑制性的核酸分子，例如可与crtN和/或由野生型的细菌(例如葡萄球菌属)产生的M核酸发生相互作用的反义分子。

在另一方面，胡萝卜素形成抑制剂包含寡核苷酸或多核苷酸(例如反义链，核酶，或siRNA)。例如，反义技术是一种下调节基因的方法，其中靶基因的序列是已知的。本领域已知道包括葡萄球菌属的类胡萝卜素基因的大量类胡萝卜素基因。在这方面，从期望的基因(例如crtM和/或crtN)得到的核酸片段被克隆以及可操作地连接至一启动子，从而RNA的反义链将被转录。这一构建物随后被引入一靶细胞中，而产生出RNA的反义链。反义RNA通过阻止对目的蛋白质进行编码的mRNA的累积而抑制基因的表达。因此，对抗crtM和/或crtN的反义分子将导致在病原微生物中的类胡萝卜素的合成量的减少，从而使得微生物易于受吞噬细胞的氧化性伤害。本领域技术人员将认识到在使用反义技术来降低特定基因表达时需要考虑到的一些问题。例如，反义基因的合适的表达水平可能要求使用不同的嵌合基因，而这些基因利用了本领域技术人员公知的不同的调节元件。

这里使用的分离的核酸基本上不含蛋白质，脂质，和活体内产生的核酸天然结合的其他核酸。通常，核酸为至少为70％，80％，90％或更纯的重量，且传统的用于离体合成核酸的方法可用来代替活体内方法。这里所使用的“核酸”或“多核苷酸”或“寡核苷酸”表示脱氧核苷酸或核糖核酸的聚合物，其以分离的片段或作为较大的遗传构建物成份存在(如将启动子可操作地连接到对如反义分子进行编码的核酸上)。许多遗传构建物(如质粒或其它的表达载体)在本领域中是已知的并且可用来在无细胞系统中或原核或真核(如酵母、昆虫或哺乳动物)细胞中生成本公开的期望的核酸。本公开的核酸可方便地用于常规的分子生物学方法中用来生成本公开的肽。

包含反义的核酸，核酶，或siRNA的多核苷酸可插入到“表达载体”中。术语“表达载体”表示遗传构建物，如质粒、病毒或其它的本领域已知的载体，其可设计成含有如反义分子。表达载体通常含有复制起点和启动子，以及允许进行表型选择转化的细胞的基因。各种启动子，包括诱导和组成启动子，都可以用在本公开中。通常，表达载体含有复制子位点和来自于与宿主/靶细胞相容的物种的控制序列。

可使用本领域技术人员所熟知的常规技术进行用本公开的多核苷酸转化或转染宿主/靶细胞。例如，当宿主细胞为大肠杆菌时，能够进行DNA摄取的感受态细胞可使用本领域已知的CaCl₂，MgCl₂或RbCl方法进行制备。可选地，还可使用物理方法如电穿孔法或微注射法。电穿孔法通过高压电脉冲而将多核苷酸转移到到细胞内。另外，多核苷酸还可使用本领域熟知的方法通过原生质体融合而被引入宿主细胞内。用于对真核细胞进行转化的合适的方法，例如电穿孔法和脂质转染法也是已知的。

包含在本公开范围内的宿主细胞或靶细胞是本公开的多核苷酸可于其中表达抑制的核酸分子的任何细胞。该术语还包括任何子代的宿主/靶细胞。有用的宿主/靶细胞包括细菌细胞、真菌细胞(如酵母细胞)、植物细胞以及动物细胞。例如，宿主细胞可为较高级的真核细胞，如哺乳动物细胞或较低级的真核细胞，如酵母细胞，或者宿主细胞可为原核细胞，如细菌细胞。向宿主细胞中引入构建物可通过磷酸钙转染、DEAE-葡聚糖介导的转染或电穿孔实施(Davis，L.，Dibner，M.，Battey，I.，Basic Methods inMolecular Biology(1986))。合适的宿主细胞的代表性例子如下：真菌细胞如酵母；昆虫细胞如果蝇S2以及斜纹夜蛾Sf9；动物细胞如CHO，COS或Bowes黑色素瘤；植物细胞等。根据这里的教导，对合适的宿主的选择被认为是在本公开的本领域技术人员的能力范围之内的。

宿主细胞可为真核宿主细胞(如哺乳动物细胞)。一方面，宿主细胞是适合在细胞培养基中生长的哺乳动物产生细胞。通常用在工业中的这类细胞的例子是CHO，VERO，BHK，HeLa，CV1(包括Cos；Cos-7)，MDCK，293，3T3，C127，骨髓瘤细胞系(尤其是鼠)，PC12以及W138细胞。中国仓鼠卵巢(CHO)细胞被广泛用于制备几种复杂的重组蛋白，如细胞因子、凝血因子以及抗体(Brasel et al.，Blood 88：2004-2012，1996；Kaufman et al.，J.Biol Chem 263：6352-6362，1988；McKinnon et al.，J Mol Endocrinol6：231-239，1991；Wood et al.，J.Immunol 145：3011-3016，1990)。6352-6362，1988；McKinnon et al.，J Mol Endocrinol 6：231-239，1991；Wood et al.，J.Immunol 145：3011-3016，1990).二氢叶酸还原酶(DHFR)-缺陷突变细胞系(Urlaub et al.，Proc Natl Acad Sci USA 77：4216-4220，1980)是常用的CHO宿主细胞系，这是因为有效的DHFR可选择的和可扩增的基因表达系统使得在这些细胞中可进行高水平重组的蛋白表达(Kaufman，Meth Enzymol185：527-566，1990)。此外，这些细胞作为粘附或悬浮培养物易于操作，并显示出相对较好的遗传稳定性。这些CHO细胞以及在它们中表达的重组蛋白已经被全面地表征并且经过管理机构批准用于临床生产。

这种抑制试剂(例如小分子2-二乙基氨基乙基-2，2-二苯基-戊酸酯和抑制性的核酸)的活性可通过使用本领域技术人员已知的传统方法来确定，例如这里描述的分析(包括离体和活体内分析)。例如，在本发明的一个方面，是关于一种筛选用于治疗感染的试剂的方法，该方法包括将微生物与抑制试剂接触，该抑制试剂在抑制试剂和微生物可发生相互作用的条件下抑制类胡萝卜素的产生，将微生物与过氧化物，单线态氧，或氧化爆发试剂接触，以及测量有无抑制试剂存在下的微生物的存活率，其中存活率的降低表明该试剂具有促进抗微生物的活性。

本公开还提供了一种抑制细菌生长的方法，其通过将细菌与抑制有效量的类胡萝卜素生物合成抑制剂(即胡萝卜素形成抑制剂)接触。术语“接触”表示将微生物(如细菌)暴露于试剂，从而该试剂可抑制，杀死，或裂解微生物或使得其易于受氧化破坏。将有机体与抑制类胡萝卜素生物合成的试剂进行接触可离体发生，例如通过将试剂加入到细菌培养物中，或将被细菌污染的表面与试剂接触。

或者，接触可发生在活体内，例如通过向受细菌感染或易受感染的研究对象施用试剂。活体内接触包括肠胃外的和局部的。“抑制”或“抑制有效量”是指试剂的量足以产生如抑菌或杀菌的效果，降低特定细菌细胞类型的着色，或减少由细菌产生的特定类胡萝卜素的量。可受到类胡萝卜素抑制剂使用影响的细菌包括革兰氏阴性和革兰氏阳性的细菌。例如，可受到影响的细菌包括金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)，化脓性链球菌(Streptococcus pyogenes)(A群)，链球菌(Streptococcus sp.)(草绿色链球菌群(viridans goup))，无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)(B群)，牛链球菌(S.bovis)，链球菌(Streptococcus)(厌氧性种)，肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)，和肠球菌属(Enterococcus sp.)；革兰氏阴性球菌如，淋病奈瑟菌(Neisseria meningitidis)，和卡他布兰汉氏菌(Branhamellac atarrhalis)；革兰氏阳性杆菌如炭疽杆菌(Bacillusanthracis)，枯草杆菌(Bacillus subtilis)，痤疮丙酸杆菌(P.acne)，白喉杆菌(Corynebacterium diphtheriae)和为类白喉的棒状杆菌种(好氧的和厌氧的)，单核细胞增多性李斯特菌(Listeria monocytogenes)，破伤风梭菌(Clostridium tetani)，难辨梭菌(Clostridium difficile)，大肠杆菌(Escherichia coli)，肠内菌属(Enterobacter species)，奇异变形杆菌(Proteus mirablis)和其他种，绿脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，克雷白氏肺炎菌(Klebsiella pneumoniae)，沙门氏菌(Salmonella)，志贺氏菌(Shigella)，沙雷氏菌属(Serratia)，和空肠弯曲杆菌(Campylobacterjejuni)。具体的，本发明的方法和组合物可用于对抗任何合成给予免受活性氧种伤害的类胡萝卜素的病原体(例如由NADPH氧化酶产生的种)。由这些细菌中的一种或多种引起的感染可导致如菌血症，肺炎，脑膜炎，骨髓炎，心内膜炎，鼻窦炎，关节炎，尿道感染，破伤风，坏疽，大肠炎，急性肠胃炎，脓疱病，痤疮，酒糟鼻，伤口感染，初生时的感染，筋膜炎，支气管炎的疾病，以及各种脓肿，医院的感染，以及条件性病原微生物感染。抑制细菌生长的方法也可包括将细菌与组合了一种或多种抗生素的肽接触。

真菌有机体也可能受到类胡萝卜素抑制剂的影响(例如犬小胞子菌(Microsporum canis)和其他的小胞子菌属(Microsporum sp.)；以及发癣菌属(Trichophyton sp.)例如红色毛癣菌(T.rubrum)，和须发癣菌(T.mentagrophytes))，酵母(例如白色念珠菌(Candida albicans)，热带念珠菌(C.Tropicalis)，或其他的假丝酵母种)，酿酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae)，光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata)，絮状表皮癣菌(Epidermophyton floccosum)，秕糠状鳞斑癣菌(Malassezia furfur)(糠秕孢子菌(Pityropsporon orbiculare)，或卵形疟原虫(P.ovale))，新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)，烟曲霉(Aspergillus fumigatus)，构巢曲霉(Aspergillus nidulans)，以及其他的曲霉属，接合菌类(Zygomycetes)(例如根霉属菌(Rhizopus)，毛霉菌(Mucor))，巴西芽生菌(Paracoccidioidesbrasiliensis)，皮炎芽生菌(Blastomyces dermatitides)，荚膜组织胞浆菌(Histoplasma capsulatum)，粗球孢子菌(Coccidioides immitis)，和申克孢子丝菌(Sporothrix schenckii)。

类胡萝卜素生物合成抑制剂(如crtM抑制剂，crtN抑制剂和它们的组合)可向包括人或非人类的动物在内的任何宿主施用可有效的量，以抑制赋予如抗氧化攻击性的类胡萝卜素的产生。在一个方面，通过施用使得细菌，病毒，和/或真菌的生长受到抑制。因此，该方法和组合物可用作抗微生物试剂，抗病毒试剂，和/或抗真菌试剂。

现有技术中已知的各种方法均可用于将类胡萝卜素抑制试剂单独或与其他抗生素制剂组合施用。例如，可通过注射或在一段时间内逐渐输液而进行肠胃外的施用。试剂可通过吸入或经皮进行静脉内，腹膜内，肌肉内，皮下，腔内施用。

在另一方面，类胡萝卜素生物合成抑制试剂可单独配制或与其他抗生素/抗真菌剂组合配制用于局部施用(例如配成洗液，乳膏，喷雾，凝胶，或软膏)。这种局部制剂可用于治疗或抑制眼睛，皮肤，和粘膜(如口腔，阴道)处的细菌的，真菌的，和/或病毒的存在或感染。市场上的制剂的例子包括局部使用的洗液，乳膏，肥皂，擦拭布等。也可配进脂质体中以降低毒性或增加生物利用度。其他用于给药的方法包括口服，这种方法必须在微球或类蛋白中进行胶囊化，，气溶胶运输(例如送至肺)，或经皮(例如通过离子电渗或经皮的电穿孔)给药。其他的施用方法将为本领域技术人员所知。

含类胡萝卜素抑制剂的组合物的肠胃外施用的制剂包括无菌的水或非水溶液，悬浮液，以及乳液。非水溶剂的例子有丙二醇，聚乙二醇，植物油(例如橄榄油)，和可注射的有机脂类如油酸乙酯。水性载体的例子包括水，盐水，和缓冲介质，醇/水溶液，以及乳液或悬浮液。肠胃外载体的例子包括氯化钠溶液，林氏(Ringer′s)葡萄糖，葡萄糖和氯化钠，乳酸化的林氏(Ringer′s)，和固定油。静脉内载体包括流体和营养物补充物，电解质补充物，如那些基于林氏葡萄糖的)等。防腐剂和其他添加剂如其他的抗微生物剂，抗氧化剂，螯合剂，惰性气体等也可包括在内。

本公开提供了用于抑制细菌，病毒和/或真菌相关的疾患的方法，该方法是将治疗有效量的类胡萝卜素生物合成抑制剂(如crtM抑制剂，crtN抑制剂和它们的组合)单独或与其他抗微生物剂组合向患有或可能患有这种疾患的研究对象施用。术语“抑制”表示预防或改善疾患的体征或症状(例如皮疹，疼痛等)。可改善的疾患体征的例子包括研究对象TNF在血液中水平的增加，发烧，低血压，中性粒细胞减少，白细胞减少症，血小板减少症，弥漫性血管内凝血，成人呼吸窘迫综合症，休克和器官衰竭。可在本公开中被治疗的研究对象的例子包括那些危险患有或患有毒血症如由革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌感染导致的内毒素血症的人。其他的例子包括患皮炎以及有皮肤感染或受革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌，病毒，或真菌损伤的研究对象。候选研究对象的例子包括那些患大肠杆菌，脑膜炎球菌(Neisseria meningitides)，葡萄球菌，或肺炎球菌(pneumococci)感染的。其他的研究对象包括那些受枪伤，肾脏或肝脏衰竭，创伤，烧伤，免疫削弱的感染(如HIV感染)，造血性瘤形成，多发性骨髓瘤，卡斯托曼病(Castleman′s disease)或心脏黏液瘤。医药领域的技术人员可很容易地应用传统标准来确定适合的研究对象来按照本公开进行治疗。

治疗有效量可以能够减弱研究对象症状(例如通过测量皮肤疼痛频率和程度来确定皮炎或皮疹的治疗有效量)测量的量。通常，研究对象是用足以减弱疾病或病症症状至少50％，90％或100％的量的本发明治疗组合物来治疗的。一般而言，最佳的剂量将取决于病症以及一些因素如研究对象的体重，细菌，病毒或真菌感染的类型，体重，性别，以及症状的程度。然而，本领域技术人员可容易地确定出适合的剂量。通常，适合的剂量是0.5-40mg/kg体重，例如1-8mg/kg体重。

如前面提及的，本发明的组合物和方法可包括使用额外的(例如除了类胡萝卜素生物合成抑制剂外)治疗试剂(例如TNF抑制剂，抗生素等)。类胡萝卜素生物合成抑制剂，其他的治疗试剂，和/或抗生素可同时施用，也可序贯施用。适合的抗生素包括氨基糖苷类(例如庆大霉素)，β-内酰胺(例如青霉素和头孢菌素)，喹诺酮(如环丙沙星)，以及新生霉素。通常，抗生素是以抗菌的，抗病毒的，和/或抗真菌的量施用的。它们的效果通过与黄素血红蛋白共同施用而增加，(Helmick et al.，Imidazoleantibiotics inhibit the nitric oxide dioxygenase function of microbialflavohemoglobin.Antimicrob Agents Chemother，2005，49(5)：1837-43，and Sudet al.，Action of antifungalimidazoles on Staphylococcus aureus，AntimicrobAgents Chemother，1982，22(3)：470-4)，增强NO-基的巨噬细胞对金黄色葡萄球菌的杀死，并且，可任选地将包含一种角鲨烯合成酶抑制剂，一种黄素血红蛋白(一氧化氮双加氧酶)抑制剂如唑类(咪康唑，益康唑，克霉唑，和酮康唑)以及一种如上描述的抗生素的三组合疗法可应用于需要治疗的患者。

本发明的利用了类胡萝卜素生物合成抑制剂的方法和组合物可用作光谱的抗微生物剂，适合于解决抗抗生素的细菌菌株的生长问题，并用于治疗和/或预防感染性疾病的发作，这些疾病包括由生物恐怖试剂如炭疽热，瘟疫，霍乱，胃肠炎，多抗药性的结核(MDR TB)引起的疾病。

含有本公开中的类胡萝卜素生物合成抑制剂的药物组合物可采用适合通过载体，赋形剂和添加剂或助剂向研究对象施用的形式。经常使用的载体或助剂包括碳酸镁、二氧化钛、乳糖、甘露醇和其它糖类、滑石、奶蛋白、明胶、淀粉、维生素、纤维素及其衍生物、动物油和植物油、聚乙二醇及溶剂，如无菌水、酒精、甘油和多元醇。静脉内的载体包括液体以及营养补充物。防腐剂包括抗微生物剂、抗氧化剂、螯合剂以及惰性气体。其它的可药用的载体如Remington′s Pharmaceutical Sciences，15th ed.，Easton：Mack Publishing Co.，1405-1412，1461-1487(1975)以及The NationalFormulary XIV.，14th ed.，Washington：American Pharmaceutical Association(1975)中所描述的，包括水性溶液、无毒性的赋形剂包括盐、防腐剂、缓冲剂等，其内容在此通过引用的方式并入。根据本领域中的常规经验对药用组合物的各种组份的pH以及精确浓度进行调节。可参考Goodman andGilman′s，The Pharmacological Basis for Therapeutics(7th ed.)。

本公开的药物组合物可局部或系统施用。“治疗有效剂量”是足以起到预防，治疗或至少部分阻止细菌感染症状的本公开的试剂的量。当然，所使用的有效量需取决于疾病的严重程度以及研究对象的体重和身体状况。通常，在离体使用的剂量可对原位施用药物组合物所期望的量提供有用的指导，且可用动物模型来确定治疗感染的有效剂量。在Langer，Science，249：1527，(1990)；Gilman et al.(eds.)(1990)中对各种考虑因素进行了描述，其在此通过引用的方式并入。

这里所使用的“施用治疗有效剂量”表示对研究对象给予或施用本公开药物组合物以使得组合物能够发挥出所期望的治疗功效的方法。治疗有效剂量可根据因素进行改变，如研究对象的感染程度、个体的年龄、性别以及体重。剂量方案可经调整而提供最佳的治疗应答。例如，可每日施用几次分剂量或可根据治疗中出现的紧急事件而成比例地减少剂量。

药物组合物可以按常规的方法施用，如通过注射(如皮下、静脉等)、口服、吸入、通过皮肤应用或直肠施用。根据施用途径，可对药物组合物进行包衣以保护组合物不受可使化合物失去活性的酶，酸和其他天然条件的作用影响。药物组合物还可进行肠胃外或腹膜内的施用。分散液可以在甘油、液态聚乙二醇或这二者的混合物以及油中进行制备。在正常的存储和使用条件下，这些制备物中可含有防腐剂以阻止微生物的生长。

适合进行注射使用的药物组合物包括无菌水性溶液(此处可溶解于水)或分散液或可临时制备无菌可注射溶液或分散液的无菌粉末。在所有情况下，组合物都应当为无菌的且达到一定的流体程度从而能够容易地进行注射。载体可以为溶剂或含有例如水、乙醇、多元醇(如丙三醇、丙二醇以及液态聚乙二醇等)的分散介质，它们的合适的混合物以及植物油。例如，通过使用合适的包衣如卵磷脂，在分散液中保持期望的粒子大小以及使用表面活性剂可以保持合适的流动性。阻止微生物的作用，可使用各种抗菌以及抗真菌试剂，例如对羟基苯甲酸脂类、氯代丁醇、苯酚、抗坏血酸、硫柳汞等。在许多情况下，组合物可基本含有等渗剂例如糖，多元醇例如甘露醇、山梨醇或氯化钠可以被用在中。可注射组合物的长效吸收可通过在组合物中包含延迟吸收的试剂，例如单硬脂酸铝和明胶而实现。

制备无菌可注射的溶液可将药物组合物按期望的量加入到具有上述所列举的含有一种成份或组合成份的适当溶剂中，再按需要进行过滤无菌。通常，分散液是通过将药用组合物加入到无菌载体中制得，其中载体含有一种基本的分散介质以及来自于上述列举的所期望的其它成份。

药物组合物可以用例如，惰性稀释剂或可吸收膳食载体的可进行口服。药物组合物和其它的成份还可封装到硬壳或软壳明胶胶囊中，压缩成药片或直接添加到个体的膳食中。对于口服治疗来讲，药物组合物中可加入赋形剂并以可消化的片剂、含服药片、锭剂、胶囊、酏剂、悬浮剂、糖浆剂、糯米纸囊剂等的形式使用。这样的组合物和制剂应含有至少1％重量的活性化合物。当然，组合物和制剂的含量可以变化并且适当地占整个单位重量的约5％～约80％。

片剂、锭剂、药丸、胶囊等还可含有下述物质：粘合剂，如西黄蓍胶、金合欢胶、玉米淀粉或明胶；赋形剂如磷酸二钙；崩解剂如玉米淀粉、马铃薯淀粉、藻酸等；润滑剂如硬脂酸镁以及增甜剂如蔗糖、乳糖或糖精或者调味剂如薄荷油、冬青油或樱桃香精。当剂量单位的形式是胶囊时，其除了含有上述类型的材料外还含有液体载体。也可存在各种其他的材料作为包衣或用来改变剂量单位的物理形式。例如，药片、药丸或胶囊可虫胶、糖或二者包衣。糖浆或酏剂中可含有试剂，作为增甜剂的蔗糖、作为防腐剂的对羟基苯甲酸甲酯和对羟基苯甲酸丙酯，染料以及调味剂，如樱桃或桔子香精。当然，在制备任何剂量单位形式中使用的任何材料都应为药物纯并且在在所使用的量中是基本无毒的/生物相容的。此外，药物组合物可加入到长效释放的制剂和配方中。

因此，“药学上可接受的载体”包括溶剂、分散介质、包衣、抗菌和抗真菌制剂、等渗和吸收延迟试剂等。使用这些介质和试剂作为药学活性物质以为本领域熟知。除了那些现已知的与药物组合物不相容的那些传统介质或试剂，它们在治疗组合物和治疗方法中的使用是预期的。也可在组合物中掺入辅助的活性化合物。

以剂量单位的形式配制成肠道外组合物特别益处是易于施用并且剂量统一。这里使用的“剂量单位形式”表示物理离散单位，其适合用作被治疗的个体的单位剂量；含有预先确定量的药物组合物的每个单位经过计算与所期望的药物载体组合使用时可产生期望的治疗效果。本公开的剂量单位形式的规格与药物组合物的特性以及需要获得的特定的治疗效果相关。

为了方便以及有效地以有效量的使用，主要药物组合物与以可接受剂量单位的合适的药学上可接受的载体进行混合。在组合物含有补充活性成份的情况下，参考所述成份的常规剂量以及施用方式来确定剂量。

可用于抑制细菌有机体(如葡萄球菌属)中的胡萝卜素形成的试剂可与常用的抗生素和/或抗菌剂组合使用。因此，本发明的药物组合物可包含胡萝卜素形成抑制剂和一种或多种附加的抗菌剂或抗生素。

以下的实施例被提供来描述本发明，但不应以任何方式解释成对本发明构成限制。

实施例

金黄色葡萄球菌类胡萝卜素的生物合成途径包括分别对去氢角鲨烯合成酶和去氢角鲨烯去饱和酶进行编码的基因crtM和crtN的基本功能。为了探测金黄色葡萄球菌色素的生物活性，通过对crtM进行等位基因替代生成了金黄色的人类临床分离株的同基因的突变体。该ΔCrtM突变体为无色素并缺少野生型类胡萝卜素在440，462和491nM波长处的特征性的三峰谱图外形。在生长速度，稳定期密度，表面电荷，浮力或疏水性上没有观察到WT和ΔCrtM金黄色葡萄球菌之间存在差别。金黄色葡萄球菌crtM和crtN一同足以生产出4，4’-二脱辅基链孢红素。为便于获得功能分析，两种基因均在无色素的化脓性链球菌中进行表达，化脓性链球菌为与类似金黄色葡萄球菌的疾病谱相关的人病原体。当用pCrtMN质粒进行转化后，化脓性链球菌获得了黄色色素沉着，其具有类胡萝卜素的光谱特征。补充同一pCrtMN载体的crtM突变体也部分恢复了色素沉着。

异戊二烯生物合成途径是一种在研发有效对抗感染性疾病(U.S.Patentapplication 20030032578)的药物以及在研发干扰橙色色素(类胡萝卜素)形成的除草剂(U.S.Patent 5,756,423)中的重要靶。

胡萝卜素形成的有用的抑制剂包括各种小分子抑制剂。例如，式I的小分子提供了用于抑制胡萝卜素形成的分子通式。

本发明提供了化合物和使用这样的化合物治疗微生物感染方法。本发明的化合物由式I或II表示：

其中：

m为0，1，2，或3；

n是1-10之间包含端点的整数；

M¹，M²，和M³各自独立地选自由金属，铵和其酯构成的组；

L¹是-S-，-SO-，-SO₂-，-O-，-N(R19)-，或-C(R²⁰)(R²¹)-；其中R¹⁹，R²⁰和R²¹各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素；

其中：

x为0，1，2，或3；

y是1-10之间包含端点的整数；

CrtM抑制剂的结构和它们的抑制活

活性(IC₅₀)：0.33

活性(IC₅₀)：0.44 活性(IC₅₀)：0.46

活性(IC₅₀)：0.48 活性(IC₅₀)：0.56

活性(IC₅₀)：0.60 活性(IC₅₀)：0.62

活性(IC₅₀)：0.76 活性(IC₅₀)：0.98

活性(IC₅₀)：1.21 活性(IC₅₀)：1.34

活性(IC₅₀)：1.48 活性(IC₅₀)：1.90

活性(IC₅₀)：1.93

活性(IC₅₀)：3.30

活活(IC₅₀)：7.02 活性(IC₅₀)：7.85

许多感染是由含色素的细菌引起的。例如，黄色葡萄球菌含有鲜橙色色素-葡萄金黄色素。这种色素被认为是保护细菌不受宿主免疫系统的活性氧种的攻击。色素是通过包括去氢角鲨烯合成酶的一系列的酶产生的，其将两分子的法尼基焦磷酸缩合而形成去氢角鲨烯。由于去氢角鲨烯合成酶不存在于动物体中，人类和其他动物不产生这些色素。然而，人类和其他动物体内含有角鲨烯合成酶基因。特别的是，已经证实了人类角鲨烯合酶的抑制剂会阻碍金黄色葡萄球菌中色素(葡萄金黄色素)的形成，从而导致免疫系统细胞在离体和活体内杀死力的增强。

式III的化合物是按照Magninetal.，α-Phosphonosulfonic acids：Potentand selective inhibitors of squalenesynthase，J.Med.Chem.39(1996)657-660进行制备的，并对金黄色葡萄球菌生长抑制和色素形成进行了检验。式III的化合物对细胞生长无可检测出的影响，但对色素形成具有潜在影响，表1/图1：

表1振荡下于37℃下2天后的金黄色葡萄球菌生长和色素形成，IC₅₀(50％色素形成的浓度)为～2μM

细菌，鼠，人类CGD患者和化学试剂：从患特应性皮炎的儿童皮肤中分离出野生型的金黄色葡萄球菌菌株(Pig1)。化脓性链球菌菌株5448是一种得到良好表征的血清型M1T1临床分离株。CD1和C57B1/6鼠购自Charles River。gp91^Phox-/-鼠在圣地亚哥的Veteran’s Administration MedicalCenter饲养，并以甲氧苄啶/磺胺甲噁唑进行预防处理直到实验进行前的3天。金黄色葡萄球菌和化脓性链球菌在Todd-Hewitt肉汤(THB)或THB琼脂(Difco，Detroit，MI)上繁殖。除非另外指出，所有的实验均用来自金黄色葡萄球菌36-48h稳定期培养物或化脓性链球菌24h稳定期培养物的细菌进行，在这时色素沉着表型明显。

人类CGD患者：患者为18岁的女性，具有gp47^phox缺乏(外显子2缺失纯合的ΔGT)。在研究进行时，她健康良好，且唯一的药物是干扰素-γ(50mcg/m²)，每周3次皮下注射施用。

类胡萝卜素缺乏的金黄色葡萄球菌突变体，ΔCrtM的生成。

精确地说，用对化脓性链球菌或无乳链球菌的PCR-基的方法稍加改动，用氯霉素乙酰转移酶(cat)盒来对金黄色葡萄球菌crtM基因进行读框内等位基因替代。根据出版的金黄色葡萄球菌crtMN序列⁶交叉参考了基因组金黄色葡萄球菌菌株N315²¹设计引物。使用PCR用引物crtMupF5’-TTAGGAAGTGCATATACTTCAC-3’(SEQ ID NO：1)和crtMstartR5’-GGTGGTATATCCAGTGATTTTTTTCTCCATACTAGTCCTCCTATATTGAAATG-3’(SEQ ID NO：2)对crtM的～500bp上游进行扩增，并且用引物crtMendF5’-TACTGCGATGAGTGGCAGGGCGGGGCGTAACAAAGTATTTAGTATTGAAGC-3’(SEQ ID NO：3)和crtMdownR5’-GGCACCGTTATACGATCATCGT-3’(SEQ ID NO：4)对紧靠crtM下游约500bp的序列进行扩增。crtMstartR和crtMendF引物用分别对应于cat基因5’和3’末端的25bp5’突出端进行构建。上游和下游PCR产物随后与650bp的完整cat基因(来自pACYC184)的扩增子组合而形成第二轮使用引物crtMupF和crtMdownR的PCR中的模板。所得的含有读框内cat取代crtM的PCR扩增子被亚克隆进对温度敏感的载体pHY304中以生成敲除质粒。该载体最初转化进允许金黄色葡萄球菌菌株RN4220(由Dr.PaulSullam提供)中，然后通过电穿孔进入金黄色葡萄球菌菌株Pig1中。转化子在30℃生长，再转移到非允许的温度进行质粒复制(40℃)，并且使用了示差抗生素选择和色素表型来确认候选的突变体。crtM等位基因的等位基因替换通过PCR反应得到了明确的确认，该PCR证明了cat的靶向插入以及在从最终的突变体ΔCrtM分离出的染色体DNA中的crtM的缺失。

互补和异源表达研究。

引物CrtF5’-CAGTCTAGAAATGGCATTTCAATATAGGAG-3’(SEQID NO：5)和CrtR5’-ATCGAGATCTCTCACATCTTTCTCTTAGAC-3’(SEQ ID NO：6)被用于扩增来自WT金黄色葡萄球菌菌株Pig1染色体的相邻的CrtM和CrtN基因。片段被引导克隆进穿梭表达载体pDCerm¹⁹和被用于通过电穿孔转化金黄色葡萄球菌ΔCrtM突变体和化脓性链球菌菌株5448的重组质粒(pCrtMN)。

金黄色葡萄球菌类胡萝卜素的谱图。

对WT金黄色葡萄球菌Pig1和它的同基因的ΔCrtM突变体的稳定期(48h)培养物进行甲醇提取。用MBA2000分光光度计(Perkin Elmer)测量提取物的吸光度。

氧化物敏感性分析。

在PBS(金黄色葡萄球菌)或THB(化脓性链球菌)中进行了对氧化物的敏感性分析。加入过氧化氢(H₂O₂)至1.5％的最终浓度，在37℃下培养2 x 10⁹个细菌1h，然后加入1,000U/ml的过氧化氢酶(Sigma)猝灭残余的H₂O₂。将稀释物在THA上涂板，计数存活的cfu。对于单线态氧分析，将10⁸金黄色葡萄球菌或4 x 10⁸化脓性链球菌在37℃下在24-孔培养盘的单个孔中在有无1-6μg/ml亚甲蓝存在下培养，并精确置于距离100瓦特光源10cm处。在将稀释物在THA上涂板1-3小时后分析细菌的存活率。进行相同处理但用箔包裹或在无亚甲蓝存在下暴露于光源的对照平板没有显示出细菌的杀死。

全血杀死分析。

在PBS中洗涤细菌2次，稀释到25μl PBS中接种体为10⁴cfu，并与75μl新鲜抽取的人或鼠的血液在肝素化的试管中混合。试管在37℃下搅动培养4h，将此时的稀释物在THA上涂板计数存活的cfu。

嗜中性白细胞细胞内存活分析。使用histopaque梯度(Sigma)并按照厂商的说明从健康人类志愿者中提纯嗜中性白细胞。按照如下所述进行细胞内存活分析。细菌培养物在PBS中洗涤2次，在100μl RPMI+10％ FCS中稀释至4.5 x 10⁶cfu的浓度，然后与在相同介质中的3 x 10⁵嗜中性白细胞混合(感染复数，MOI＝15:1)，在700xg下离心5min，然后在37℃下在5％CO₂温箱中温育。10min中加入庆大霉素(Gibco)(最终浓度，对金黄色葡萄球菌为400μg/ml，对化脓性链球菌为100μg/ml)来杀死细胞外细菌。在指定的时刻，抽取样品孔中的物质，离心沉淀嗜中性白细胞，并洗涤除去抗生素介质。然后在0.02％的triton-X中裂解嗜中性白细胞进行，并通过在在THA上涂板计算出cfu。增加涉及将细菌接种体用10％的自体人血清在冰上预温育15min这一步，重复几次分析。

皮下感染的鼠模型。

向10-16周大的CD-1或gp91^Phox-/-鼠的一侧(任意选择)皮下注射细菌的实验菌株，同时在相反一侧注射不同的菌株用于直接的比较。用与在所述接种体中的无菌Cytodex珠(Amersham)以1:1混合的PBS洗涤、稀释并重悬细菌培养物，然后建立产生局部金黄色葡萄球菌和化脓性链球菌皮下感染的实验方案。每日记录下病变大小，其由正在形成的溃疡的最大长度x宽度评价。累计病变大小代表了在给定日每一治疗组中所有动物的病变大小的总和。在第8天(金黄色葡萄球菌)或第5天(化脓性链球菌)，对动物施安死术，切除皮肤病变，在PBS中进行均质化，并在THA上涂板中进行定量培养。

统计学。对氧化剂敏感性，血杀死，和嗜中性白细胞存活的实验差异的显著性通过不成对的学生t检验来评估。通过配对的学生t检验来对鼠活体攻击研究结果进行评价。

保证所有的动物试验都经过动物使用和管理委员会(Committee onthe Use and Care ofAnimals)UCSD的批准并使用可接受的兽医标准。采用人血进行的试验经过了双重追踪的UCSD人类研究保护项目(Dual TrackedUCSD Human Research Protection Program)/CHSD IRB的批准。事先得到了人研究对象的同意。

浮力，表面电荷以及疏水性分析

为了测定浮力，在5ml玻璃试管中分别制备1ml的70％，60％和50％Percoll序列覆盖梯度。将1ml的隔夜细菌培养液置于Percoll层的上方，然后将试管在吊桶式离心机中于500xg的条件下进行离心8分钟，并记录细菌相对各种Percoll界面的迁移。为测定表面电荷，通过离心采集细胞并在吗啉丙磺酸(MOPS)缓冲液中(20mM，pH＝7.0)进行洗涤。将1ml的培养物重新悬浮于0.5ml MOPS中并测定OD600。在室温下温育细菌细胞或与最终浓度为0.5mg/ml的细胞色素C(Sigma，St.Louis，MO)在一起培养15分钟。对样品进行离心(13,000xg，5min)并在530nm下定量上清液中剩余的细胞色素C。调节细胞色素C的值来反映每个培养物的结合OD₆₀₀＝1.0。为了测定疏水性，对0.5ml金黄色葡萄球菌培养液进行洗涤并重新悬浮于1ml的PBS中，将300μl的正十六烷置于细胞悬浮液的上层，并旋转试管60秒钟。在室温下对样品进行温育以实现相分离。去除水相并确定水相的OD₆₀₀与PBS中培养物的OD₆₀₀之间的比率。

蛋白酶以及杀微生物肽敏感性分析从Calbiochem购得人中性白细胞弹性蛋白酶以及组织蛋白酶G。在Louisiana State University ProteinFacility(Martha Juban，Director)处合成抗微生物肽mCRAMP。将金黄色葡萄球菌培养物稀释(1:2,000)在10mM的磷酸缓冲液(pH7.2)+0.5％LB达到～1 x 10⁶CFU/ml。将90μl的该细菌悬浮液加入到96孔板中的重复的孔中。组织蛋白酶G的稀释液(20和100mU/ml)，人嗜中性白细胞弹性蛋白酶(12.5和50μg/ml)以及鼠CRAMP(0.4-3μM)在10mM的磷酸缓冲液中制备并加入到10μl体积的孔中，单独的10mM的磷酸缓冲液作为阴性对照。37℃培养2h后，从每孔中取出25μl的等份在PBS中进行序列稀释并在THB上涂板。每个实验均2次重复并重复进行1次。

吞噬摄取分析。根据厂商说明，用BacLight^TM试剂盒(Invitrogen，Carlsbad，CA)中的SYTOR9在室温下标记金黄色葡萄球菌15分钟。对标记的细菌清洗3次以除去过量的染料，然后在10％的自体同源人血清中于冰上预调理10分钟。将细菌加入到3 x 10⁶的纯化的人嗜中性白细胞中，MOI＝15，在37℃培养5分钟，然后在500xg下离心6分钟以沉淀嗜中性白细胞。舍去上清液，将细胞沉淀重新悬浮于15ml的0.1mg/ml溴化乙锭的PBS中以淬灭细胞外细菌的荧光。带有细胞内细菌的嗜中性白细胞的百分比通过在荧光显微镜下直接观察计算出。实验设2次重复并重复一次。代表性的图像使用UCSD数字图像核心实验室(UCSD DigitalImaging Core Facility)的δ视觉去褶合显微镜系统(Delta VisionDeconvolution Microscope System)(Nikon TE-200Microscope)获取。

金黄色葡萄球菌类胡萝卜素的生物合成途径包括分别对去氢角鲨烯合成酶和去氢角鲨烯去饱和酶进行编码的基因crtM和crtN的基本功能(图1a)。为了探测金黄色葡萄球菌色素的生物活性，通过对crtM进行等位基因替代生成了着色成金黄色的人类临床分离株的同基因的突变体(图1a)。野生型(WT)菌株的色素沉着在生长的早期稳定期中变得明显并在达到36-48h时的平稳状态之前持续增强(图1b)，这与之前的报道是一致的。ΔCrtM突变体为无色素并缺少野生型类胡萝卜素在440，462和491nM波长处的特征性的三峰谱图(图1b)。在生长速度，稳定期密度，表面电荷，浮力或疏水性上没有观察到WT和ΔCrtM金黄色葡萄球菌之间存在差别(图5a-d)。金黄色葡萄球菌crtM和crtN合在一起足以产出4，4’-二脱辅基链孢红素。为便于获得功能分析，两种基因均在无色素形成的化脓性链球菌中进行表达，与这种病原体相关的疾病谱与金黄色葡萄球菌的类似。当用pCrtMN质粒进行转化时，化脓性链球菌产生了具有类胡萝卜素光谱特征的黄色色素沉着(图1b)。使用pCrtMN载体的金黄色葡萄球菌ΔCrtM突变体的互补也全部恢复了色素沉着(图1b)。

吞噬细胞消除病原体的一个重要的机制是通过释放由NADPH氧化酶产生的反应性氧种。已有迹象，细菌类胡萝卜素如那些由金黄色葡萄球菌表达的类胡萝卜素起到对抗这些防御性分子的保护性功能。为了从实验上检测之，对WT和ΔCrtM金黄色葡萄球菌在对氧化剂的离体敏感性进行了比较。如图1c和1d所示，与WT金黄色葡萄球菌菌株相比，ΔCrtM突变体更为有效地被过氧化氢和单线态氧杀死。用pCrtMN进行的互补恢复了ΔCrtM突变体抵抗单线态氧致死的能力(图1d)。类似的，在化脓性链球菌中葡萄球菌的异源表达导致对单线态氧敏感性上的显著降低(图1e)。

然后采用两种体外分析系统：人和鼠全血存活以及与纯化的人嗜中性白细胞的共培养来确定观察到的金黄色葡萄球菌类胡萝卜素的抗氧化剂活性是否解释为提高了细菌对天然免疫清除的抵抗。WT金黄色葡萄球菌在人嗜中性白细胞内(图2a，图6f)及在正常供体鼠或人的全血(图2b，e)中的存活显然好于无色素的ΔCrtM。2b，e).由于WT金黄色葡萄球菌和ΔCrtM突变体的摄取是相当的(图6a)，所以前面的效果不能通过吞噬速率上的差别解释。并且也没有由于嗜中性白细胞氧化爆发程度的改变的区别，因为WT和突变体菌株的摄取在氮蓝四唑(NBT)还原测定中产生了类似的结果(图6b)。用pCrtMN进行的金黄色葡萄球菌ΔCrtM突变体互补恢复了对鼠全血致死的抗性(图2b)。类似的，表达葡萄球菌类胡萝卜素的有色素沉着的化脓性链球菌在人嗜中性白细胞比亲本株显示出增加的存活(图2c)。

为验证葡萄球菌类胡萝卜素表达与增强的抗吞噬细胞性之间的联系是它抗氧化性能的直接结果，在有氧化爆发抑制剂二亚苯基碘(DPI)存在下重复进行分析。在氧化爆发被DPI抑制情况下，WT和ΔCrtM金黄色葡萄球菌在人嗜中性白细胞(图2d)和鼠血(图6d)中的存活都很好。Gp47^Phox-/-是在慢性肉芽瘤病(CGD)患者中常见的吞噬细胞氧化爆发功能的遗传缺陷，而gp91^Phox-/-鼠代表了人X-连锁的CGD模型。WT与无色素的ΔCrtM金黄色葡萄球菌相比的存活优势在只有正常人和鼠(CD1或C57B1/6)的血液中是明显的，而在缺乏NADPH氧化酶活性的人gp47^phox-/-患者或gp91^Phox-/-鼠的血液中不明显(图2e，f)。

最近有报道称嗜中性白细胞通过活性氧种对病原体的显著杀死主要反映了通过钾流改变介导的颗粒蛋白酶的活化。WT和ΔCrtM金黄色葡萄球菌在对组织蛋白酶G的抗菌作用的敏感性上没有区别，且两种菌株均对人嗜中性白细胞弹性蛋白酶均与先前观察到的金黄色葡萄球菌一样具有抗性(图6d)。对天然免疫防御重要的哺乳动物嗜中性白细胞的其他效应物分子是抗菌肽中的杀微生物肽家族。缺乏类胡萝卜素的金黄色葡萄球菌突变体与WT菌株相比对鼠杀微生物肽mCRAMP的杀死的敏感性相同。这些结果支持金黄色葡萄球菌类胡萝卜素在抵抗嗜中性白细胞介导的杀死中的自由基清除抗氧化性能的主要功能。

离体和体外结果表明金黄色葡萄球菌类胡萝卜素对促进氧化剂抗性和吞噬细胞存活的必要性和充分性。为评价这些观察对疾病发病机理的重要性，研发出了一种鼠皮下攻击模型。在这些研究中，同时在个体动物的一侧注射WT金黄色葡萄球菌菌株，相反侧注射ΔCrtM突变体。在注射了WT(10⁶cfu)的部位，鼠生出了相当大的脓肿病变，到第4天的累积大小达到80mm²；而在注入了与缺乏类胡萝卜素的突变体相同的接种体的相反侧没有生出可见的病变(图3a)。在两种不同攻击剂量(10⁶cfu～10⁷cfu)下采自皮肤病变处的定量培养一致显示出在个体鼠中WT金黄色葡萄球菌的存活数目显著高于ΔCrtM突变体。为确认抗氧化剂效应对金黄色葡萄球菌类胡萝卜素在活体内提供保护机制的关键，在gp91^Phox-/-鼠中重复进行皮下感染实验。在缺乏宿主NADPH氧化酶功能的情况下，WT和ΔCrtM突变体金黄色葡萄球菌产生了具有类似累积大小的病变，且在定量脓肿培养物中未检测到存活优势(图3b)。然后通过比较由表达CrtMN的化脓性链球菌产生的感染过程与只用载体转化的对照确定出金黄色葡萄球菌类胡萝卜素足以增强细菌毒力。在图3c中，由表达类胡萝卜素的菌株产生的病变显著较大，且含有存活细菌的数目多于那些由WT菌株产生的存活细菌的数目。在表2中提供了由活体内实验产生的原始数据。

表2：来自活体鼠攻击研究的病变大小和细菌培养物计数

考虑到通过金黄色色素提供的对细菌的保护性效果，能够抑制胡萝卜素形成的药剂可能会使金黄色葡萄球菌更易遭受到免疫清除。混合功能的氧化酶抑制剂2-二乙基氨基乙基-2，2-二苯基-戊酸酯(SKF525-A，Calbiochem)以前表明抑制金黄色葡萄球菌中色素形成，尽管在那些实验中观察到中等程度的δ类胡萝卜素中间体的累积。如图4a所示，生长在有这种试剂存在下的金黄色葡萄球菌的WT菌株中，剂量依赖性的降低了色素形成。阻碍金黄色葡萄球菌色素的形成导致在有机体对单线态氧致死(图4b)的敏感性上出现依赖剂量的增加，以及在它在人类全血中的存活能力的降低(图4c)。作为对照，ΔCrtM突变体在平行实验中被暴露于SKF525-A，其对氧化剂的敏感性或血液存活没有显著影响(图4b，c)。

由类胡萝卜素色素赋予的金黄色是人类病原体金黄色葡萄球菌的齐名特征。进行了比对突变形成和异源表达的分子遗传学分析以显示这个标志性的表型实际上是毒力因子，它通过它的抗氧化性能起到保护细菌不被吞噬细胞杀死的作用。在当前的时代，对这种重要疾病原的有效控制由于抗菌抗性在社区和医院物品中的快速发展而受阻。一般来说，对胡萝卜素形成的抑制可提供治疗复杂的金黄色葡萄球菌感染的新的治疗性方法，有效地使病原体更易于被正常宿主天然免疫抵御所清除。

此外，WT金黄色葡萄球菌在人捐赠者或正常鼠的全血中以及在人嗜中性白细胞内的存活明显优于无色素的ΔCrtM。由于WT金黄色葡萄球菌和ΔCrtM突变体的摄取相当，所以后面的效果并非由吞噬速率上的差别引起。并且也没有由于嗜中性白细胞氧化爆发程度的改变所致的区别，这是由于WT和突变体菌株的摄取在氮蓝四唑(NBT)还原分析中产生了类似的结果。用pCrtMN进行的金黄色葡萄球菌ΔCrtM突变体互补恢复了抵抗鼠全血或人嗜中性白细胞致死的能力。类似的，表达葡萄球菌类胡萝卜素的有色素沉着的化脓性链球菌在人嗜中性白细胞对亲本株中显示出增强的存活。

为验证葡萄球菌类胡萝卜素表达与增强的抗吞噬细胞性之间的联系是它抗氧化性能的直接结果，在有氧化爆发抑制剂二亚苯基碘(DPI)存在下重复进行分析。WT和ΔCrtM金黄色葡萄球菌在氧化爆发被DPT抑制情况下在人嗜中性白细胞和鼠血中的存活都很好。gp91^Phox-/-鼠代表了人X-连锁的慢性肉芽瘤病的模型，这种病是吞噬细胞氧化爆发功能的遗传缺陷。WT与无色素的ΔCrtM金黄色葡萄球菌相比的存活优势仅在正常鼠(CD1或C57B1/6)的血液中明显，而在缺乏NADPH氧化酶活性的gp91^Phox-/-鼠的血液中不明显。

最近有报道称嗜中性白细胞通过活性氧种对病原体的显著杀死主要反映了通过钾流改变介导的颗粒蛋白酶的活化。WT和ΔCrtM金黄色葡萄球菌在对组织蛋白酶G的抗菌作用的敏感性上没有区别，且两种菌株均对人嗜中性白细胞弹性蛋白酶均与先前观察到的金黄色葡萄球菌一样具有抗性。对天然免疫防御重要的哺乳动物嗜中性白细胞的其他效应物分子是抗菌肽中的杀微生物肽家族。缺乏类胡萝卜素的金黄色葡萄球菌突变体与WT菌株相比对鼠杀微生物肽mCRAMP的杀死的敏感性相同。这些结果支持金黄色葡萄球菌类胡萝卜素在抵抗嗜中性白细胞介导的杀死中的自由基清除抗氧化性能的主要功能。

离体和体外结果表明金黄色葡萄球菌类胡萝卜素对促进氧化剂抗性和吞噬细胞存活的必要性和充分性。为评价这些观察对疾病发病机理的重要性，研发出了一种鼠皮下攻击模型。在这些研究中，同时在个体动物的一侧注射WT金黄色葡萄球菌菌株，相反侧注射ΔCrtM突变体。在注射了WT的部位，鼠生出了相当大的脓肿病变；而在注入了与缺乏类胡萝卜素的突变体相同的接种体的相反侧没有生出可见的病变。采自皮肤病变处的定量培养一致显示出在个体鼠中WT金黄色葡萄球菌的存活数目显著高于ΔCrtM突变体。为确认抗氧化剂效应对金黄色葡萄球菌类胡萝卜素在活体内提供保护机制的关键，在gp91^Phox-/-鼠中重复进行皮下感染实验。在缺乏宿主NADPH氧化酶功能的情况下，WT和ΔCrtM突变体金黄色葡萄球菌产生了具有类似累积大小的病变，在定量脓肿培养物中未检测到存活优势。并且化脓性链球菌感染与坏疽性溃疡而非与脓肿形成相关。由表达类胡萝卜素的菌株产生的病变显著较大，且含有存活细菌的数目多于那些由WT菌株产生的存活细菌的数目。

考虑到由细菌通过金黄色色素提供的保护性效果，对能够抑制胡萝卜素形成的药剂进行了测试以确定是否这种试剂能够使金黄色葡萄球菌更易遭受到免疫清除。混合的功能氧化酶抑制剂2-二乙基氨基乙基-2，2-二苯基-戊酸酯(SKF 525-A，Calbiochem)以前显示抑制金黄色葡萄球菌中色素的形成，且在有该试剂存在下生长的金黄色葡萄球菌的WT菌株中表现出依赖剂量的类胡萝卜素产生上的降低。阻碍金黄色葡萄球菌色素的形成导致在有机体对单线态氧致死的敏感性上出现成比例的依赖剂量的增加，以及在它在人类全血中的存活能力的降低。作为对照，ΔCrtM突变体在平行实验中被暴露于SKF 525-A，其对氧化剂的敏感性或血液存活没有显著影响。由于在葡萄金黄色素生物合成的第一个步骤(FPP→前角鲨烯二磷酸酯→去氢角鲨烯，图1a)显示出与胆固醇和麦角固醇生物合成的第一个步骤(FPP→前角鲨烯二磷酸酯→角鲨烯)(图1b)非常相似，因此已知的在降低胆固醇疗法中研发出的并作为抗寄生试剂(在克氏锥虫(Trypanosomacruzi)中抑制麦角固醇生物合成，是恰加斯病的致病物)的角鲨烯合成酶抑制剂也可抑制CrtM(即去氢角鲨烯合成酶)，从而阻碍色素性和和入侵潜能。对一系列已知的SQS抑制剂进行了抑制葡萄金黄色素生物合成的测试。一种抑制剂(rac BMS-187745)显示出显著的效力，其IC₅₀为～1μM(图7)。由于式III的化合物(以及其类似物)作为降低胆固醇试剂已处于II期人类临床试验阶段，因而这种试剂作为新的抑制葡萄金黄色素毒力因子在葡萄金黄色素生物中形成的先导化合物显然具有潜在的吸引力。为了确认是否式III的化合物确实抑制了CrtM，在大肠杆菌中表达了金黄色葡萄球菌酶，并对蛋白进行了分离。发现重组的CrtM具有酶活性，并可被式II的化合物所抑制，IC₅₀为600nM，对应于K_i为～1.5nM，有力地支持了在金黄色葡萄球菌中，CrtM为这种膦磺酸酯药物的靶。

式III的化合物对葡萄金黄色素生物合成的抑制可代表一种对金黄色葡萄球菌感染的纯粹基于毒力因子的疗法。用多为2mM的式III的化合物进行培养不会影响金黄色葡萄球菌培养48小时内的生长特性或存活。然而，在用100μM的式III的化合物进行培养后，与用PBS对照处理过的正常有颜色的金黄色葡萄球菌相比，所得的无色素的金黄色葡萄球菌对1.5％过氧化氢杀死的敏感性增加～15倍，在新鲜分离的人全血中的存活能力降低～4倍。如所期望的，由于仅以胆固醇的生物合成为靶，且胆固醇在血清(或膳食)中一般含量丰富，因此式III的化合物对三种人细胞系(MCF-7，NCI-H460和SF-268)的生长没有影响。

考虑到采用式III的化合物进行处理能够离体增加金黄色葡萄球菌对氧化剂和血液(嗜中性白细胞介导的)清除的敏感性，因而进行了体内测试。在腹膜内攻击下，用10.5mg b.i.d.对一组鼠(n＝14)进行处理(第-1，0，1和2天)，对第二组鼠(n＝13)注射入等体积的PBS对照。在72h杀鼠，用1处理过的鼠的肾脏中的金黄色葡萄球菌数目显著低于对照组(P<0.001)，13只鼠中的8只的cfus低于可检测的阀值，相比之下，对照组的14只鼠中的2只的cfus低于可检测的阀值。

结果表明，为血胆脂醇过多疗法研发出的通过抑制人角鲨烯合成的药物也中和了金黄色葡萄球菌去氢角鲨烯合成酶(CrtM)，从而阻碍了葡萄金黄色素这种细菌的重要毒力因子的生成。这就提供了一种新的对抗这种对传统抗生素抗性逐渐增加的主要人类病原体的药理学先导物和合理药物设计的基础。这些数据也显示出对不具有直接杀菌性能而是使病原体易于遭受普通宿主的先天免疫清除的抗感染剂的使用。这种抗感染剂对抗性的发展施加了较小的选择压力，并有望增加作用的特异性，减少对正常人微生物区系的不期望的活性。

尽管上面已描述了多种实施方式和特征，本领域技术人员应能理解，可以对上述实施方式和特征进行修改和变形，而不脱离本公开的教导或所附权利要求限定的本发明范围。

Claims

1.一种预防或治疗微生物感染的方法，其中该微生物表达类胡萝卜素，所述方法包括将微生物与至少一种抑制类胡萝卜素产生的抑制剂接触，从而使该微生物更易遭受氧化伤害。

2.权利要求1的方法，其中所述至少一种试剂抑制crtM(去氢角鲨烯合成酶)或crtN(去氢角鲨烯去饱和酶)，其中所述试剂减少了类胡萝卜素的生成。

3.权利要求1的方法，其中所述至少一种试剂是角鲨烯合成酶抑制剂。

4.权利要求1或2的方法，其中所述至少一种试剂含有式I或II：

其中：

m为0，1，2，或3；

n是1-10之间包含端点的整数；

M¹，M²，和M³各自独立地选自由金属，铵和其酯构成的组；

R⁵，R⁶，R⁷，R⁸和R⁹各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素；

其中：

x为0，1，2，或3；

y是1-10之间包含端点的整数；

R¹⁴，R¹⁵，R¹⁶，R¹⁷和R¹⁸各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素；

5.权利要求4的方法，其中：

m为0或1；

n是1-5之间包含端点的整数；

每个D和E独立地选自H，烷基，取代的烷基和卤素；

R¹是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，和卤素，或者R¹和R²一同与连接它们的碳可结合形成呋喃，取代的呋喃，吡喃，取代的吡喃，吡咯，取代的吡咯，吡啶，取代的吡啶，芳香族，或取代的芳香族，环戊基，或取代的环戊基，环己基，或取代的环己环；

R²是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，和卤素，或者R²和R¹一同与连接它们的碳可结合形成呋喃，取代的呋喃，吡喃，取代的吡喃，吡咯，取代的吡咯，吡啶，取代的吡啶，芳香族，或取代的芳香族，环戊基，或取代的环戊基，环己基，或取代的环己环，或者R²和R³一同与连接它们的碳可结合形成呋喃，取代的呋喃，吡喃，取代的吡喃，吡咯，取代的吡咯，吡啶，取代的吡啶，芳香族，或取代的芳香族，环戊基，或取代的环戊基，环己基，或取代的环己环；

R³是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，和卤素，或者R³和R²一同与连接它们的碳可结合形成呋喃，取代的呋喃，吡喃，取代的吡喃，吡咯，取代的吡咯，吡啶，取代的吡啶，芳香族，或取代的芳香族，环戊基，或取代的环戊基，环己基，或取代的环己环，或者R³和R⁴一同与连接它们的碳可结合形成呋喃，取代的呋喃，吡喃，取代的吡喃，吡咯，取代的吡咯，吡啶，取代的吡啶，芳香族，或取代的芳香族，环戊基，或取代的环戊基，环己基，或取代的环己环；

R⁴是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，和卤素，或者R⁴和R³一同与连接它们的碳可结合形成呋喃，取代的呋喃，吡喃，取代的吡喃，吡咯，取代的吡咯，吡啶，取代的吡啶，芳香族，或取代的芳香族，环戊基，或取代的环戊基，环己基，或取代的环己环；

R⁵，R⁶，R⁷，R⁸，和R⁹各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，和卤素；

M¹，M²，和M³各自独立地为碱金属；

x为0或1；

y是1-5之间包含端点的整数；

每个G和J独立地选自H，烷基，取代的烷基和卤素；

R¹⁰是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，和卤素，或者R¹⁰和R¹¹一同与连接它们的碳可结合形成呋喃，取代的呋喃，吡喃，取代的吡喃，吡咯，取代的吡咯，吡啶，取代的吡啶，芳香族，或取代的芳香族，环戊基，或取代的环戊基，环己基，或取代的环己环；

R¹¹是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，和卤素，或者R¹¹和R¹⁰一同与连接它们的碳可结合形成呋喃，取代的呋喃，吡喃，取代的吡喃，吡咯，取代的吡咯，吡啶，取代的吡啶，芳香族，或取代的芳香族，环戊基，或取代的环戊基，环己基，或取代的环己环，或者R¹¹和R¹²一同与连接它们的碳可结合形成呋喃，取代的呋喃，吡喃，取代的吡喃，吡咯，取代的吡咯，吡啶，取代的吡啶，芳香族，或取代的芳香族，环戊基，或取代的环戊基，环己基，或取代的环己环；

R¹²是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，和卤素，或者R¹²和R¹¹一同与连接它们的碳可结合形成呋喃，取代的呋喃，吡喃，取代的吡喃，吡咯，取代的吡咯，吡啶，取代的吡啶，芳香族，或取代的芳香族，环戊基，或取代的环戊基，环己基，或取代的环己环，或者R¹²和R¹³一同与连接它们的碳可结合形成呋喃，取代的呋喃，吡喃，取代的吡喃，吡咯，取代的吡咯，吡啶，取代的吡啶，芳香族，或取代的芳香族，环戊基，或取代的环戊基，环己基，或取代的环己环；

R¹³是选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，和卤素，或者R¹³和R¹²一同与连接它们的碳可结合形成呋喃，取代的呋喃，吡喃，取代的吡喃，吡咯，取代的吡咯，吡啶，取代的吡啶，芳香族，或取代的芳香族，环戊基，或取代的环戊基，环己基，或取代的环己环；

R¹⁴，R¹⁵，R¹⁶，R¹⁷，和R¹⁸各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，和卤素；

M⁴，M⁵，和M⁶各自独立地为碱金属；

6.权利要求4的方法，其中所述至少一种试剂选自由以下基团组成的组：

7.权利要求2的方法，其中所述crtN抑制剂包含二苯胺，二苯胺衍生物及其类似物。

8.权利要求7的方法，其中二苯胺衍生物是双氯芬酸钠，甲灭酸或氯苯扎利二钠。

9.权利要求1的方法，其中所述至少一种试剂是双膦酸盐。

10.权利要求1的方法，其中，类胡萝卜素是葡萄金黄色素。

11.权利要求2的方法，其中所述至少一种试剂包含至少两种试剂。

12.权利要求7的方法，其中所述至少两种试剂是选自由crtN抑制剂，crtM抑制剂，法呢基二磷酸酯合成酶抑制剂以及它们的任意组合组成的组。

13.一种由式I或II表示的化合物：

其中：

m为0，1，2，或3；

n是1-10之间包含端点的整数；

M¹，M²，和M³各自独立地选自由金属，铵和其酯构成的组；

其中：

x为0，1，2，或3；

y是1-10之间包含端点的整数；

L²是-S-，-SO-，-SO₂-，-O-，-N(R²²)-，或-CC(R²³)(R²⁴)-；其中R²²，R²³和R²⁴各自独立地选自由以下基团组成的组：H，芳基，取代的芳基，烷基，取代的烷基，羧基，氨基羰基，烷基磺酰氨基羧基，烷氧羰基，和卤素。

14.权利要求13的化合物，其中：

m为0或1；

n是1-5之间包含端点的整数；

每个D和E独立地选自H，烷基，取代的烷基和卤素；

M¹，M²，和M³各自独立地为碱金属；

x为0或1；

y是1-5之间包含端点的整数；

每个G和J独立地选自H，烷基，取代的烷基和卤素；

M⁴，M⁵，和M⁶各自独立地为碱金属；

15.权利要求13的化合物，其中：

m为1；

n为3；

每个D和E均为H；

R¹为H，F，或苄基；

R²为H，F，或CF₃；

R³为H，F，CL，CF₃，叔丁基，正丙基，或苄基；

R⁴是H或F；

R⁵，R⁶，R⁷和R⁹各为氢；

R⁸是H或F；

M¹，M²，和M³各自为钾；

L¹为-O-，-NH-或CH₂；

x为0或1；

y为3；

每个G和J为H；

R¹²为H或CH₃；

M⁴，M⁵，和M⁶各自为钾；

L²为-O-。

16.权利要求13的化合物，选自由以下化合物组成的组：

1-磺酸基-4-(3-(4-氟苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-(3，5-二氟苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；(1S)1-磺酸基-4-(3-苯氧基苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-(4-氯苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-(3，4-二氟苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-(3-三氟甲基苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-苯氧基苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-(3-氟苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-(4-苯基甲基苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-苯胺基苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(2-氟-5-(4-氟苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-苯基甲基苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-(2-氟苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-(3-三氟甲基苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-(4-丙基苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(4-苯氧基苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(4-苯基苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(3-(4-(1，1-二甲基乙基)苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾；1-磺酸基-4-(4-(4-甲基苯基)-苯基)-丁基膦酸钾；和1-磺酸基-4-(3-(2-苯基甲基苯氧基)-苯基)-丁基膦酸钾。

17.一种预防和治疗微生物感染的方法，包括向患有感染的研究对象施用权利要求13，14，或15的化合物。

18.权利要求17的方法，其中的微生物感染为葡萄球菌(Staphylococcus)感染。

19.权利要求18的方法，其中的微生物感染由葡萄球菌属(Staphylococcus sp)所致。

20.权利要求19的方法，其中葡萄球菌属是金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。

21.一种预防，治疗或提高MRSA有效治疗的方法，其通过将表达角鲨烯合成酶的微生物与式I或II的化合物接触。

22.一种抑制微生物生长的方法，包括将微生物与抑制有效量的角鲨烯合成酶抑制剂接触。

23.权利要求22的方法，其中的接触是离体接触。

24.权利要求22的方法，其中的接触是在疑似带有微生物的表面进行。

25.权利要求24的方法，其中微生物含类胡萝卜素。

26.权利要求25的方法，其中微生物是细菌。

27.权利要求25的方法，其中的接触是活体内接触。

28.权利要求27的方法，其中的活体内接触是通过局部施用进行。

29.权利要求26的方法，其中细菌是革兰氏阳性细菌。

30.权利要求29的方法，其中细菌是金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)或表皮葡萄球菌(S.epidlermidis)。

31.权利要求26的方法，其中细菌是革兰氏阴性细菌。

32.权利要求31的方法，其中细菌是选自由大肠杆菌(E.coli)，绿脓假单胞菌(P.aeruginosa)，和鼠伤寒沙门氏菌(S.typhimurium)组成的组。

33.权利要求21的方法，其中角鲨烯合成酶抑制剂是式I或II的化合物，其与至少一种抗生素组合施用。

34.权利要求33的方法，其中所述抗生素属于选自由氨基糖苷类，青霉素类，头孢菌素类，碳青霉烯类，单内酰环类，喹诺酮，四环霉素，糖肽类，氯霉素，氯林肯霉素，三甲氧苄二氨嘧啶，磺胺甲噁唑，硝基呋喃妥因(nitrofuirantoin)，利福平和莫匹罗星(mupirocin)组成的组的一类。

35.权利要求33的方法，其中抗生素选自由以下物质组成的组：丁胺卡那霉素，庆大霉素，卡那霉素，奈替米星，托普霉素，链霉素，阿奇霉素(azithromycin)，克拉霉素，红霉素，依托/乙基琥珀酸/乳糖酸葡庚糖酸酯(gluceptatellactobionate)/硬脂酸红霉素，青霉素G，青霉素V，甲氧苯青霉素，萘夫西林(nafcillin)，苯唑西林(oxacillin)，双氯西林(cloxacillin)，双氯青霉素，氨比西林，阿莫西林，替卡西林，羧苄青霉素，美洛西林，阿洛西林，哌拉西林，头孢噻吩，头孢唑啉，头孢克洛，头孢孟多，头孢西丁，头孢呋辛，头孢尼西，头孢美唑，头孢替坦，头孢丙烯，氯碳头孢，头孢他美，头孢哌酮，头孢噻肟，头孢唑肟，头孢曲松，头孢他啶，头孢吡肟，头孢克肟，头孢泊肟，头孢磺啶，亚胺培南，氨曲南，氟罗沙星，萘啶酮酸，诺氟沙星，环丙沙星，氧氟沙星，依诺沙星，洛美沙星，西诺沙星，强力霉素，二甲胺四环素，四环素，万古霉素和替考拉宁。

36.权利要求33的方法，其中角鲨烯合成酶抑制剂是式I或II的化合物，其与至少一种抗生素和一种黄素血红蛋白抑制剂组合施用。

37.权利要求36的方法，其中黄素血红蛋白选自由咪康唑，益康唑，克霉唑和酮康唑(ketoconazole)组成的组：

38.权利要求36的方法，其中抗生素是选自由以下构成的组：丁胺卡那霉素，庆大霉素，卡那霉素，奈替米星，托普霉素，链霉素，阿奇霉素(azithromycin)，克拉霉素，红霉素，依托/乙基琥珀酸/乳糖酸葡庚糖酸酯(gluceptatellactobionate)/硬脂酸红霉素，青霉素G，青霉素V，甲氧苯青霉素，萘夫西林(nafcillin)，苯唑西林(oxacillin)，双氯西林(cloxacillin)，双氯青霉素，氨比西林，阿莫西林，替卡西林，羧苄青霉素，美洛西林，阿洛西林，哌拉西林，头孢噻吩，头孢唑啉，头孢克洛，头孢孟多，头孢西丁，头孢呋辛，头孢尼西，头孢美唑，头孢替坦，头孢丙烯，氯碳头孢，头孢他美，头孢哌酮，头孢噻肟，头孢唑肟，头孢曲松，头孢他啶，头孢吡肟，头孢克肟，头孢泊肟，头孢磺啶，亚胺培南，氨曲南，氟罗沙星，萘啶酮酸，诺氟沙星，环丙沙星，氧氟沙星，依诺沙星，洛美沙星，西诺沙星，强力霉素，二甲胺四环素，四环素，万古霉素和替考拉宁。

39.一种组合物，含有角鲨烯合成酶抑制剂和药学上可接受的载体。

40.权利要求39的组合物，其中所述组合物是洗液，乳膏，凝胶，软膏或喷雾剂。

41.权利要求39的组合物，其中所述组合物是用于局部施用。

42.权利要求39的组合物，其中所述抑制剂具有式I或II的式。