CN109789125A - 含有基于多粘菌素b/甲氧苄啶的治疗剂的药物组合物 - Google Patents
含有基于多粘菌素b/甲氧苄啶的治疗剂的药物组合物 Download PDFInfo
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Abstract
本发明的特征是一种抗菌组合物,其包含1)组合物A,所述组合物A包含多粘菌素B和甲氧苄啶;以及2)抗生素剂,所述抗生素剂选自由以下组成的组:利福平、利福布汀、利福喷汀、利福昔明、甲磺酸培氟沙星、司帕沙星、盐酸沙氟沙星、妥布霉素、洛美沙星、贝西沙星、甲磺酸达氟沙星、恩诺沙星、那氟沙星和克林沙星;其局部药物;以及使用1和2的混合物治疗细菌感染的方法。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年8月16日提交的美国临时申请号62/375,720和2017年4月25日提交的美国临时申请号62/489,535的优先权,所述申请各自特此以引用的方式并入本文。
关于联邦政府资助的研究或开发的声明
本发明是在政府支持下根据美国国立卫生研究院授予的1R01AI103507进行。政府拥有本发明的某些权利。
技术领域
本发明涉及一种用于治疗细菌感染、特别是眼组织中的细菌感染,如细菌性角膜炎的抗菌组合物。
发明背景
眼科或眼部病症/疾病历来被认为是复杂的且威胁视力的。尽管存在许多药物剂和组合物用于所述病症/疾病的治疗,但是所述药物剂和组合物的副作用概况和有效性低于预期。细菌性角膜感染(角膜炎)是一种潜在破坏性的眼科疾病。急性感染可呈现致密的角膜浸润物,随后溃疡和穿孔,溃疡和穿孔尽管进行积极的治疗但仍导致长期的威胁视力的后遗症,如角膜瘢痕、青光眼和白内障。参见Lotti R,Dart JK.1992.Cataract as acomplication of severe microbial keratitis.Eye(伦敦,英国)6(Pt 4):400-403;和Zarei-Ghanavati S,Baghdasaryan E,Ramirez-Miranda A,Nguyen M,Yu F,Lee GJ,DengSX.2011.Elevated intraocular pressure is a common complication during activemicrobial keratitis.American journal of ophthalmology 152:575-581e571。事实上,全世界由于溃疡所致的角膜混浊是视力丧失的主要原因,每年导致大约200万新的失明病例。参见Resnikoff S,Pascolini D,Etya’ale D,Kocur I,Pararajasegaram R,PokharelGP,Mariotti SP.2004.Global data on visual impairment in the year2002.Bulletin of the World Health Organization 82:844-851;以及Whitcher JP,Srinivasan M,Upadhyay MP.2001.Corneal blindness:a global perspective.Bulletinof the World Health Organization 79:214-221。
由于细菌性角膜炎可呈现快速进展,在几小时内导致永久性视力丧失,因此需要立即进行广泛覆盖的经验性治疗。最常见的致病生物体中的两种是金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌,因此局部氟喹诺酮、特别是第四代剂如莫西沙星或加替沙星通常用于针对革兰氏阳性和阴性生物体的广谱活性。参见Green M,Apel A,Stapleton F.2008.Risk factorsand causative organisms in microbial keratitis.Cornea 27:22-27。然而,氟喹诺酮耐药率正在上升。实际上,在1993年与2012年之间收集的MRSA角膜炎分离株的抗菌敏感性测试发现,大约35.2%和45.9%的分离株分别展示对莫西沙星和加替沙星的耐药性。参见Chang VS,Dhaliwal DK,Raju L,Kowalski RP.2015.Antibiotic Resistance in theTreatment of Staphylococcus aureus Keratitis:a 20-Year Review.Cornea 34:698-703。同一项研究发现,对磺胺甲噁唑(5.7%耐药性)和甲氧苄啶(11.5%耐药性)的耐药率是评价的所有抗生素中最低的,从而表明含有这些剂中的任一种的剂将对MRSA比第四代氟喹诺酮更有效。因此,甲氧苄啶与多粘菌素B(Polytrim)的组合是眼部感染的常见局部剂可能不足为奇。参见Nozik RA,Smolin G,Knowlton G,Austin R.1985.Trimethoprim-polymyxin B ophthalmic solution in treatment of surface ocular bacterialinfections.Annals of ophthalmology 17:746-748;和van Rensburg SF,Gibson JR,Harvey SG,Burke CA.1982.Trimethoprim-polymyxin ophthalmic solution versuschloramphenicol ophthalmic solution in the treatment of bacterial conjunctivitis.Pharmatherapeutica 3:274-277。然而,Polytrim是缓慢作用的,展示有限的眼组织渗透,并且与其他眼用抗微生物剂相比表现出有限的效力。参见Speed of bacterial killwith a fluoroquinolone compared with nonfluoroquinolones:clinicalimplications and a review of kinetics of kill studies.Advances in therapy 24:1098-1111;Granet DB,Dorfman M,Stroman D,Cockrum P.2008.A multicentercomparison of polymyxin B sulfate/trimethoprim ophthalmic solution andmoxifloxacin in the speed of clinical efficacy for the treatment of bacterialconjunctivitis.Journal of pediatric ophthalmology and strabismus 45:340-349;以及Price FW,Jr.,Dobbins K,Zeh W.2002.Penetration of topically administeredofloxacin and trimethoprim into aqueous humor.Journal of ocular pharmacologyand therapeutics:the official journal of the Association for OcularPharmacology and Therapeutics 18:445-453。
发明内容
本发明提供了一种抗菌组合物,其包含作为活性剂的1)组合物A,所述组合物A包含多粘菌素B和甲氧苄啶;以及2)一种抗生素剂,所述抗生素剂是a)利福霉素,或选自由以下组成的组的利福霉素衍生物:利福平(rifampicin)(或利福平(rifampin))、利福布汀、利福喷汀、利福拉齐和利福昔明,或b)选自由以下组成的组的抗生素剂:甲磺酸培氟沙星、司帕沙星、盐酸沙氟沙星、妥布霉素、洛美沙星、贝西沙星、甲磺酸达氟沙星、恩诺沙星、那氟沙星和克林沙星;以及一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1000至约1000:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:500至约500:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:100至约100:1。
在本发明的一个实施方案中,本文所述的抗菌组合物的组合物A包含Polytrim。在本发明的一个实施方案中,本文所述的抗菌组合物的组合物A由多粘菌素B和甲氧苄啶组成。
还在本发明的一个实施方案中,本文所述的抗菌组合物的抗生素剂是利福平。
在本发明的另一个实施方案中,所述组合物A由多粘菌素B和甲氧苄啶组成,并且所述抗生素剂是利福平。还在本发明的另一个实施方案中,所述抗菌组合物由多粘菌素B、甲氧苄啶和利福平组成。
还在本发明的另一个实施方案中,所述抗菌组合物包含Polytrim和利福平。
还在本发明的另一个实施方案中,Polytrim和利福平是唯一的活性剂。
在本申请中还描述了,如本文所述的本发明的抗菌组合物中的组合物A和抗生素剂的总浓度是每单位所述抗菌组合物约1重量%至约50重量%。优选地,所述总浓度是每单位所述抗菌组合物约50重量%(重量%)、约40重量%、约30重量%、约25重量%、约20重量%、约15重量%、约10重量%、约5重量%、约3重量%、约2重量%、约1重量%。
本文所述的本发明的抗菌组合物可用于施用以治疗受试者的眼组织、耳组织、鼻组织、皮肤或伤口中的细菌感染。
在另一个实施方案中,如上文所述的本发明的抗菌组合物被配制成局部药物组合物。所述局部药物组合物包含如上文定义的各种实施方案中的抗菌组合物和一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂。
在另一方面,本发明提供了一种局部药物组合物,其包含作为活性剂的1)组合物A,所述组合物A包含多粘菌素B和甲氧苄啶;以及2)一种抗生素剂,所述抗生素剂是a)利福霉素,或选自由以下组成的组的利福霉素衍生物:利福平(rifampicin)(或利福平(rifampin))、利福布汀、利福喷汀、利福拉齐和利福昔明,或b)选自由以下组成的组的抗生素剂:甲磺酸培氟沙星、司帕沙星、盐酸沙氟沙星、妥布霉素、洛美沙星、贝西沙星、甲磺酸达氟沙星、恩诺沙星、那氟沙星和克林沙星;以及一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂,其中所述组合物A的浓度是每单位所述局部药物组合物约0.001重量%至约8重量%,并且所述抗生素剂的浓度是每单位所述局部药物组合物约0.001重量%至约10重量%。在一个实施方案中,所述组合物A的浓度是每单位局部药物组合物约0.015重量%至约1重量%,并且所述抗生素剂的浓度是每单位局部药物组合物约0.015重量%至约2重量%。在另一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1000至约1000:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:500至约500:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:100至约100:1。
在一个实施方案中,所述局部药物组合物的组合物A包含Polytrim。在一个实施方案中,所述局部药物组合物的抗生素剂是利福平。在一个实施方案中,所述组合物A由作为活性剂的多粘菌素B和甲氧苄啶组成,并且所述抗生素剂是利福平。在一个实施方案中,所述组合物A包含Polytrim,并且所述抗生素剂是利福平。在本发明的一个实施方案中,Polytrim和利福平是仅有的活性剂。
在一个实施方案中,如本文所述的抗细菌组合物或局部药物组合物用于治疗受试者的眼部、耳部、鼻部、皮肤或伤口感染。在一个实施方案中,所述感染是细菌感染。在一个实施方案中,细菌性眼部感染是细菌性角膜炎、细菌性结膜炎或细菌性眼内炎。在另一实施方案中,所述抗菌组合物或局部药物组合物用于治疗由以下微生物的敏感菌株引起的眼表面细菌感染,包括急性细菌性结膜炎和睑缘结膜炎:金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎链球菌、草绿色链球菌、流感嗜血杆菌、不动杆菌属、莫拉克斯氏菌属和铜绿假单胞菌等。
在一个实施方案中,本发明的抗菌组合物或局部药物组合物可采取乳膏、洗剂、软膏、水凝胶、胶体、凝胶、泡沫、油、乳、悬浮液、擦拭物、海绵、溶液、乳液、糊剂、贴剂、纱布(pladget)、拭子、敷料、喷雾剂或衬垫的形式。
在一个实施方案中,本发明的局部药物组合物是优选呈溶液或悬浮液、乳液、软膏、乳膏、凝胶或持续释放媒介物(如眼部插入物)形式的局部眼用药物组合物。
在另一方面,本发明提供了一种治疗受试者的细菌感染的方法,所述方法包括向所述受试者分开地、同时地或顺序地施用治疗有效量的本文贯穿本说明书描述的抗菌组合物。在一个实施方案中,所述抗菌组合物被配制成局部药物组合物。在一个实施方案中,所述局部药物组合物是用于治疗眼部、耳部、鼻部、皮肤或伤口感染的制剂。在一个实施方案中,所述细菌感染是来自革兰氏阳性细菌或革兰氏阴性细菌或两者的组合。
在一个实施方案中,所述局部药物组合物是用于治疗细菌性眼部感染的眼用制剂。所述细菌性眼部感染的非限制性实例是细菌性角膜炎、细菌性结膜炎或细菌性眼内炎。在一个实例中,所述眼用制剂用于治疗由以下微生物的敏感菌株引起的眼表面细菌感染,包括急性细菌性结膜炎和睑缘结膜炎:金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎链球菌、草绿色链球菌、流感嗜血杆菌和铜绿假单胞菌等。
在一个实施方案中,本发明提供了一种使细菌生物体去定殖的方法,所述方法包括使所述细菌生物体分开地、同时地或顺序地与本文贯穿本说明书描述的抗菌组合物接触。
在一个实施方案中,本发明提供了一种使细菌生物体去定殖的方法,所述方法包括使所述细菌生物体分开地、同时地或顺序地与本文贯穿本说明书描述的局部药物组合物接触。
在一个实施方案中,本发明提供了一种破坏或扰乱或抑制或减少细菌生物体的生物膜形成的方法,所述方法包括使所述细菌生物体分开地、同时地或顺序地与本文贯穿本说明书描述的抗菌组合物接触。
在一个实施方案中,本发明提供了一种破坏或扰乱或抑制或减少细菌生物体的生物膜形成的方法,所述方法包括使所述细菌生物体分开地、同时地或顺序地与本文贯穿本说明书描述的局部药物组合物接触。
附图说明
图1(包括图1A和图1B)示出莫西沙星、妥布霉素、多粘菌素B/甲氧苄啶、利福平、多粘菌素B/甲氧苄啶+利福平和多粘菌素B/甲氧苄啶+妥布霉素针对铜绿假单胞菌PA01(图1A)和金黄色葡萄球菌UAMS-1(图1B)的抗生物膜活性。
图2(包括图2A和图2B)示出莫西沙星、妥布霉素、多粘菌素B/甲氧苄啶、利福平、多粘菌素B/甲氧苄啶+利福平和多粘菌素B/甲氧苄啶+妥布霉素针对铜绿假单胞菌PA01(图2A)和金黄色葡萄球菌UAMS-1(图2B)的杀伤率。
图3(包括图3A和图3B)示出与莫西沙星相比,在用利福平、多粘菌素B/甲氧苄啶或它们的组合处理后在40小时内耐药性铜绿假单胞菌PAO1细胞(图3A)和金黄色葡萄球菌(图3B)的生长。
图4(包括图4A和图4B)示出在递增浓度的多粘菌素B/甲氧苄啶的情况下PAO1(图4A)或UAMS-1(图4B)的菌落形成单位。保留106个细胞的浓度被认为是亚抑制性的并且在随后的文库筛选中使用。
具体实施方式
出于解释本说明书的目的,将应用以下定义并且在适当时,以单数形式使用的术语还将包括复数并且反之亦然。
如本文所用,术语“微生物生物体”或“微生物(microbe)”或“微生物的”或“微生物(microorganism)”是指原核圆形、螺旋形或杆状的单细胞、多细胞或无细胞的结构域(细菌),所述微生物可缺乏细胞壁或者如果它们具有细胞壁则是革兰氏阳性的或革兰氏阴性的或其改变(即分枝杆菌),所述微生物通常通过鞭毛而聚集成菌落或运动型,通常生活在土壤、水、有机物质或植物和动物的身体中,通常是在营养方面自养的、腐生的或寄生的,并且以其生物化学作用和致病性著称。所述术语意图涵盖具有微观尺寸的原核或真核细胞或生物体,并且包括所有物种的细菌、病毒、古细菌和真细菌以及真核微生物如酵母和真菌。所述术语还包括可培养以用于生产生物化学品的任何物种的细胞培养物。在一个非限制性实例中,微生物生物体的活性可通过计算微生物数量的对数减少来测量。
如本文所用,术语“细菌”包括但不限于对以下类别和特定类型的生物体的参考:
1)革兰氏阳性球菌,如葡萄球菌属(例如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、腐生葡萄球菌、耳葡萄球菌、头状葡萄球菌头状亚种、头状葡萄球菌解脲亚种、山羊葡萄球菌、科氏葡萄球菌科氏亚种、头状葡萄球菌解脲亚种、马胃葡萄球菌、鸡葡萄球菌、溶血葡萄球菌、人葡萄球菌人亚种、人葡萄球菌诺拜塞提斯亚种、猪葡萄球菌、中间葡萄球菌、路邓葡萄球菌、巴氏葡萄球菌、解糖葡萄球菌、施氏葡萄球菌施氏亚种、施氏葡萄球菌凝聚亚种、松鼠葡萄球菌、模仿葡萄球菌、沃氏葡萄球菌和木糖葡萄球菌);
2)链球菌(例如,β-溶血性化脓性链球菌(如无乳链球菌、犬链球菌、停乳链球菌停乳亚种、停乳链球菌似马亚种、马链球菌马亚种、马链球菌兽瘟亚种、海豚链球菌、猪链球菌和化脓性链球菌)、微需氧化脓性链球菌(“米勒”链球菌,如咽峡炎链球菌、星座链球菌星座亚种、星座链球菌咽炎亚种和中间链球菌)、“和缓”口腔链球菌(α-溶血性--“草绿色”链球菌,如缓症链球菌、口腔链球菌、血链球菌、嵴链球菌、格氏链球菌和副血链球菌)、“唾液”群(非溶血性,如唾液链球菌和前庭链球菌)和“变形”群(牙齿表面链球菌,如仓鼠链球菌、变形链球菌、鼠链球菌和远缘链球菌)、少酸链球菌、牛链球菌、粪链球菌、马肠链球菌、肺炎链球菌和猪链球菌或可替代地分类为A群、B群、C群、D群、E群、G群、L群、P群、U群或V群链球菌的链球菌);
3)革兰氏阴性球菌,如淋病奈瑟氏菌、脑膜炎奈瑟氏菌、灰色奈瑟氏菌、长奈瑟氏菌、浅黄色奈瑟氏菌、乳糖奈瑟氏菌、粘液奈瑟氏菌、干燥奈瑟氏菌、微黄奈瑟氏菌和编织奈瑟氏菌;
4)芽孢杆菌科,如炭疽芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌;
5)肠杆菌科,如大肠杆菌、肠杆菌属(例如产气肠杆菌、成团肠杆菌和阴沟肠杆菌)、柠檬酸杆菌属(如弗氏柠檬酸杆菌和差异柠檬酸杆菌)、哈夫尼菌属(例如蜂房哈夫尼菌)、欧文氏菌属(例如桃色欧文氏菌)、摩氏摩根氏菌、沙门氏菌属(肠道沙门氏菌和伤寒沙门氏菌)、志贺氏菌属(例如痢疾志贺氏菌、弗氏志贺氏菌、鲍氏志贺氏菌和宋内志贺氏菌)、克雷伯氏菌属(例如肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、解鸟氨酸克雷伯氏菌、植生克雷伯氏菌、臭鼻克雷伯氏菌、土生克雷伯氏菌、肉芽肿克雷伯氏菌(肉芽肿鞘杆菌)以及鼻硬结克雷伯氏菌)、变形杆菌属(例如奇异变形杆菌、雷特格氏变形杆菌和普通变形杆菌)、普罗威登斯菌属(例如产碱普罗威登斯菌、雷氏普罗威登斯菌和斯氏普罗威登斯菌)、沙雷氏菌属(例如粘质沙雷氏菌和液化沙雷氏菌)和耶尔森氏菌属(例如小肠结肠炎耶尔森氏菌、鼠疫耶尔森氏菌和假结核耶尔森氏);
6)肠球菌属(例如鸟肠球菌、酪黄肠球菌、盲肠肠球菌、殊异肠球菌、耐久肠球菌、粪肠球菌、屎肠球菌、黄色肠球菌、鹑鸡肠球菌、海氏肠球菌、病臭肠球菌、蒙氏肠球菌、假鸟肠球菌、棉子糖肠球菌和孤立肠球菌);
7)螺杆菌属(例如幽门螺杆菌、同性恋螺杆菌和芬纳尔螺杆菌);
8)不动杆菌属(例如鲍氏不动杆菌、醋酸钙不动杆菌、溶血不动杆菌、约氏不动杆菌、琼氏不动杆菌、鲁氏不动杆菌和抗辐射不动杆菌);
9)假单胞菌属(例如铜绿假单胞菌、嗜麦芽假单胞菌(嗜麦芽寡养单胞菌)、产碱假单胞菌、绿针假单胞菌、荧光假单胞菌、浅黄假单胞菌、门多萨假单胞菌、蒙氏假单胞菌、栖稻假单胞菌、穿孔素假单胞菌、类产碱假单胞菌、恶臭假单胞菌和施氏假单胞菌);
10)脆弱类杆菌;
11)消化球菌属(例如黑色消化球菌);
12)消化链球菌属;
13)梭菌属(例如产气荚膜梭菌、艰难梭菌、肉毒杆菌、破伤风梭菌、不同梭菌、阿根廷梭菌、巴氏梭菌、双酶梭菌、拜氏梭菌、丁酸梭菌、尸毒梭菌、肉毒梭菌、隐藏梭菌、梭状梭菌、匙形梭菌、耳蜗形梭菌、谲诈梭菌、戈氏梭菌、乙二醇梭菌、溶血梭菌、矛形梭菌、溶组织梭菌、吲哚梭菌、无害梭菌、不规则梭菌、柔嫩梭菌、泥渣梭菌、恶名梭菌、诺氏梭菌、乳清酸梭菌、类腐败梭菌、毛状梭菌、腐败梭菌、多枝梭菌、败血梭菌、索氏梭菌、楔形梭菌、生孢梭菌、近端梭菌、共生梭菌和第三梭菌);
14)支原体属(例如肺炎支原体、人型支原体、生殖支原体和解脲支原体);
15)分枝杆菌属(例如结核分支杆菌、鸟分枝杆菌、偶发分枝杆菌、海洋分支杆菌、堪萨斯分枝杆菌、龟分枝杆菌、脓肿分枝杆菌、麻风分枝杆菌、耻垢分枝杆菌、非洲分枝杆菌、蜂房分枝杆菌、亚洲分支杆菌、金色分枝杆菌、波希米亚分枝杆菌、牛分枝杆菌、布氏分枝杆菌、冬天分枝杆菌、隐藏分枝杆菌、曲本斯分枝杆菌、汇合分枝杆菌、出众分枝杆菌、库氏分枝杆菌、转黄分枝杆菌、加地斯分枝杆菌、胃分枝杆菌、日内瓦分枝杆菌、戈登分枝杆菌、古德分枝杆菌、嗜血分枝杆菌、黑森分枝杆菌、胞内分枝杆菌、中庸分枝杆菌、海得堡分枝杆菌、缓黄分枝杆菌、玛尔摩分枝杆菌、微小分枝杆菌、田鼠分枝杆菌、产粘液分枝杆菌、新金色分枝杆菌、不产色分枝杆菌、罕见分枝杆菌、草分枝杆菌、瘰疬分枝杆菌、施氏分枝杆菌、猿分枝.杆菌、苏尔加分枝杆菌、土分枝杆菌、热阻分枝杆菌、三重分枝杆菌、次要分枝杆菌、托斯卡分枝杆菌、溃疡分枝杆菌、母牛分枝杆菌、沃林斯基分枝杆菌和蟾分枝杆菌);嗜血杆菌属(例如流感嗜血杆菌、杜克雷嗜血杆菌、埃及嗜血杆菌、副流感嗜血杆菌、溶血嗜血杆菌和副溶血嗜血杆菌);
16)放线杆菌属(例如伴放线菌放线杆菌、马驹放线杆菌;
17)人放线杆菌、李氏放线杆菌、猪放线杆菌和脲放线杆菌;
18)放线菌属(例如衣氏放线菌);
19)布鲁氏菌属(例如流产布鲁氏菌、犬布鲁氏菌、羊布鲁氏菌和猪布鲁氏菌);
20)弯曲杆菌属(例如空肠弯曲杆菌、大肠弯曲杆菌、红嘴鸥弯曲杆菌和胎儿弯曲杆菌);
21)单核细胞增多性李斯特氏菌;
22)弧菌属(例如霍乱弧菌和副溶血弧菌、溶藻弧菌、鲨鱼弧菌、河流弧菌、弗氏弧菌、霍氏弧菌、麦氏弧菌、拟态弧菌和创伤弧菌);
23)红斑丹毒丝菌;
24)棒状杆菌科(例如白喉棒状杆菌、杰氏棒状杆菌和解脲棒状杆菌);
25)螺旋体科,如疏螺旋体属(例如回归热疏螺旋体、伯氏疏螺旋体、埃氏疏螺旋体、安德森疏螺旋体、比塞蒂疏螺旋体、伽氏疏螺旋体、日本疏螺旋体、卢西塔尼疏螺旋体、塔卢基疏螺旋体、土耳其疏螺旋体、瓦莱西亚莱姆病螺旋体、高加索疏螺旋体、麝鼠勺疏螺旋体、达氏疏螺旋体、格氏疏螺旋体、赫姆斯疏螺旋体、西班牙疏螺旋体、拉氏疏螺旋体、马氏疏螺旋体、帕克疏螺旋体、波斯疏螺旋体、特氏疏螺旋体和委内瑞拉疏螺旋体)和密螺旋体属(苍白密螺旋体梅毒亚种、苍白密螺旋体地方亚种、苍白密螺旋体极细亚种和斑点密螺旋体);巴斯德菌属(例如产气巴斯德菌、贝氏巴斯德菌、犬巴斯德菌、达可巴斯德菌、鸡巴斯德菌、溶血巴斯德菌、多杀巴斯德菌败血亚种、多杀巴斯德菌鸡杀亚种、多杀巴斯德菌败血亚种、侵肺巴斯德菌和口炎巴斯德菌);
26)博德特氏菌(例如支气管炎博德特氏菌、欣氏博德特氏菌、霍氏博德特氏菌、副百日咳博德特氏菌、百日咳博德特氏菌和创口博德特氏菌);
27)诺卡氏菌科,如诺卡氏菌属(例如星状诺卡氏菌和巴西诺卡氏菌);
28)立克次氏体属(例如立克次氏体或伯纳特氏立克次氏体);
29)
30)军团菌属(例如茴香军团菌、伯明翰军团菌、博氏军团菌、辛辛那提军团菌、杜莫夫军团菌、菲氏军团菌、戈氏军团菌、哈开理军团菌、以色列军团菌、约旦军团菌、兰斯格军团菌、长滩军团菌、马氏军团菌、麦氏军团菌、橡树岭军团菌、嗜肺军团菌、圣海伦军团菌、图森军团菌;
31)沃兹沃思氏军团菌;
32)卡他莫拉菌;
33)卡耶塔环孢子虫;
34)痢疾变形虫;
35)蓝氏贾第鞭毛虫;
36)阴道毛滴虫;
37)刚地弓形虫;
38)嗜麦芽寡养单胞菌;
39)洋葱伯克氏菌;鼻疽伯克氏菌和类鼻疽伯克氏菌;
40)土拉弗朗西斯菌;
41)加德纳菌属(例如阴道加德纳菌和动弯杆菌加德纳菌);念珠状链杆菌;
42)黄杆菌科,如二氧化碳噬纤维菌属(例如狗咬二氧化碳噬纤维菌、犬咬二氧化碳噬纤维菌、牙龈二氧化碳噬纤维菌、颗粒二氧化碳噬纤维菌、溶血二氧化碳噬纤维菌、黄褐二氧化碳噬纤维菌和生痰二氧化碳噬纤维菌);
43)巴尔通体属(杆菌状巴尔通体、克氏巴尔通体、伊丽莎白巴尔通体、汉氏巴尔通体、五日热巴尔通体和文氏巴尔通体阿茹朋亚种);
44)钩端螺旋体属(例如双曲钩端螺旋体、伯氏钩端螺旋体、稻田钩端螺旋体、问号钩端螺旋体、基施钠钩端螺旋体、野口钩端螺旋体、圣地罗西钩端螺旋体和韦氏钩端螺旋体);
45)螺旋菌属(例如小螺旋菌);
46)拟杆菌属(例如粪拟杆菌、多毛拟杆菌、凝固拟杆菌、狄氏拟杆菌、埃氏拟杆菌、福氏拟杆菌、脆弱拟杆菌、屎拟杆菌、卵形拟杆菌、腐败拟杆菌、酿脓拟杆菌、内脏拟杆菌、粪便拟杆菌、隐藏拟杆菌、多形拟杆菌、单形拟杆菌、解脲拟杆菌和普通拟杆菌);
47)普雷沃菌属(例如二路普雷沃菌、颊普雷沃菌、人体普雷沃菌、牙普雷沃菌(齿光岗菌)、栖牙普雷沃菌、解糖胨普雷沃菌、抑制普雷沃菌、解肝素普雷沃菌、中间普雷沃菌、洛氏普雷沃菌、产黑色普雷沃菌、变黑普雷沃菌、口腔普雷沃菌、口普雷沃菌、龈炎普雷沃菌、谭氏普雷沃菌、真口普雷沃菌和动胶普雷沃菌);卟啉单胞菌属(例如不解糖卟啉单胞菌、犬齿龈液卟啉单胞菌、犬嘴卟啉单胞菌、犬口腔卟啉单胞菌、卡托卟啉单胞菌、齿周卟啉单胞菌、狗口腔卟啉单胞菌、牙髓卟啉单胞菌、牙龈卟啉单胞菌、狗齿龈卟啉单胞菌、利氏卟啉单胞菌和猕猴卟啉单胞菌);
48)梭杆菌属(例如微生子梭杆菌、死亡梭杆菌、舟形梭杆菌、坏疽梭杆菌、坏死梭杆菌坏死亚种、坏死梭杆菌方迪佛亚种、具核梭杆菌具核亚种、具核梭杆菌梭形亚种、具核梭杆菌多形亚种、具核梭杆菌文森亚种、牙周梭杆菌、拉氏梭杆菌、溃疡梭杆菌和变形梭杆菌);
49)衣原体属(例如沙眼衣原体);
50)隐孢子虫属(例如微小隐孢子虫、人隐孢子虫、犬隐孢子虫、猫隐孢子虫、火鸡隐孢子虫和鼠隐孢子虫);
51)嗜衣原体(例如流产嗜衣原体(鹦鹉热衣原体)、肺炎嗜衣原体(肺炎衣原体)和鹦鹉热嗜衣原体(鹦鹉热衣原体));
52)明串珠菌属(例如柠檬明串珠菌、乳脂明串珠菌、葡聚糖明串珠菌、乳明串珠菌、肠膜明串珠菌和假肠膜明串珠菌);
53)孪生球菌属(例如伯氏孪生球菌、溶血孪生球菌、麻疹孪生球菌和血孪生球菌);以及
54)脲原体属(例如微小脲原体和解脲脲原体)。
如本文所用,术语“微生物定殖”是指形成相同类型的微生物(如细菌)的紧密群体组,如当微生物(如细菌)细胞开始繁殖时产生的菌落。微生物定殖(如细菌定殖)可能或可能不引起疾病症状。去定殖是指存在的微生物(如细菌)生物体的数量减少。当微生物生物体完全去定殖时,所述微生物生物体已被根除并且是不可检测的。
如本文所用,术语“生物膜”是指基质封闭的微生物(如细菌)堆积至生物或非生物表面,其中微生物分散和/或形成菌落。生物膜通常由多糖和其他大分子制成。生物膜形成代表了受保护的生长模式,其允许细胞在恶劣环境中存活。
如本文所用,术语“生物膜形成”意图包括生物膜结构中包含的微生物的形成、生长和修饰,以及生物膜结构的多糖基质的合成和维持。同样在此术语范围内的是基于蛋白质的生物膜的形成,所述生物膜不在基质中分泌多糖,但包含允许细菌形成生物膜结构的蛋白质。
如本文所用,术语“利福霉素”是指天然地由细菌利福霉素拟无枝酸菌(Amycolatopsis rifamycinica)合成或人工合成的一组抗生素。利福霉素组包括“经典”利福霉素药物以及利福霉素衍生物利福平(rifampicin)(或利福平(rifampin)、利福布汀、利福喷汀、利福拉齐和利福昔明。
如本文所用,术语“受试者”是指动物。优选地,所述动物是哺乳动物。受试者还指例如灵长类动物(例如人)、牛、绵羊、山羊、马、狗、猫、兔、大鼠、小鼠、鱼、鸟等。在一个优选的实施方案中,所述受试者是人。
如本文所用,术语“治疗有效量”的本发明化合物是指将引发受试者的生物学或医学应答、或改善症状、减缓或延迟疾病进展或预防疾病等的本发明化合物的量。在一个实施方案中,所述术语是指抑制或减少微生物定殖或感染的量。在一个实施方案中,所述术语是指抑制或减少细菌感染、或预防或破坏细菌生物膜的形成的量。当应用于单独施用的单独活性成分时,所述术语仅指所述成分。当应用于组合时,所述术语是指产生治疗作用的活性成分的组合量,无论是组合地、连续地还是同时施用。
如本文所用,术语“药学上可接受的载体或赋形剂”是指不会干扰组合物的活性成分的生物活性的有效性并且在其所施用的浓度下对宿主没有过度毒性的载体介质或赋形剂。在本发明的上下文中,药学上可接受的载体或赋形剂优选适用于局部制剂。所述术语包括但不限于,溶剂、稳定剂、增溶剂、张力增强剂、结构形成剂、悬浮剂、分散剂、螯合剂、乳化剂、消泡剂、软膏基质、软化剂、皮肤保护剂、凝胶形成剂、增稠剂、pH调节剂、防腐剂、渗透促进剂、络合剂、润滑剂、缓和剂、粘度增强剂、生物粘附聚合物或它们的组合。此类剂用于配制药物活性物质的用途是本领域中熟知的(参见,例如,"Remington's PharmaceuticalSciences",E.W.Martin,第18版,1990,Mack Publishing Co.:Easton,PA,其以引用的方式整体并入本文)。
如本文所用,术语“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”任何疾病或病症在一个实施方案中是指改善所述疾病或病症(即,使所述疾病或其至少一种临床症状的发展停止或减轻)。在另一个实施方案中,“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”是指改善至少一种身体参数,其可能是患者无法辨别的。在另一实施方案中,“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”是指调节疾病或病症,在身体上(例如,使可辨别症状稳定)、在生理上(例如,使身体参数稳定)或二者。在另一个实施方案中,“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”是指预防或延迟疾病或病症的发作或发展或进展。术语“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”还指一种或多种症状的严重程度降低约10%、约20%、约30%、约40%、约50%、约60%、约70%、约80%、约90%或约100%。
如本文所用,术语“局部施用”是指通过使制剂直接接触受试者的表面或局部区域而递送至受试者。局部递送的最常见形式是递送至皮肤,但本文公开的组合物也可直接涂覆至身体的其他表面,例如,涂覆至眼睛、粘膜、体腔的表面或内表面。如上所述,最常见的局部递送是递送至皮肤。所述术语涵盖若干施用途径,包括但不限于局部和经皮。这些施用模式通常包括穿透皮肤的可渗透性屏障并且有效递送至靶组织或组织层。局部施用可用作穿透表皮和真皮并最终实现组合物的全身递送的手段。
如本文所用,术语“局部组合物”(同义地,“局部制剂”)在本文中用于指意图用于局部(topical)或局域(local)施加至有需要的受试者的患病区域的药物制剂,并且包括诸如以下的剂型:凝胶、乳膏、软膏、乳液、悬浮液、溶液、滴剂、洗剂、涂剂、子宫托、灌洗剂、栓剂、锭剂、喷雾剂、海绵、薄膜或泡沫。优选地,局部制剂呈乳膏、凝胶或软膏的形式。
如本文所用,术语“包含(comprising)”是指“包括”、“含有”、“包含(comprehending)”、“基本上由……组成”或“由……组成”。它在本文用于涵盖所有具体提及的特征以及任选的、另外的、未指定的特征,而术语“由……组成”仅包括在权利要求中指定的那些特征。因此,作为非限制性情况,“包含”包括由“由……组成”或“基本上由……组成”指定的组合物。在一个实例中,术语“包含”仅包括在权利要求中指定的那些特征。
如本文所用,除非本文另外指示或者与上下文含义明显相悖,否则在本发明的上下文中(尤其在权利要求书的上下文中)使用的术语“一个/种(a/an)”、“所述”以及类似的术语应解释为涵盖单数和复数两者。本文中所列举数值的范围仅意在作为一种对落在所述范围内的每个单独数值单独提及的简便方法。除非本文另外指示,否则每个单独数值都并入到本说明书中,如同本文中单独列举了每个单独数值一样。除非本文另外指明或上下文明显矛盾,否则可按任何适合的顺序来执行本文所述的全部方法。本文提供的任何和所有实施例或示例性语言(例如,“诸如”)仅意在更好地说明本发明,而不会对以其他方式要求保护的本发明的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应解读为指示任何未要求保护的要素是实施本发明所必需的。
如本文所用,术语“约”是指在给定值或范围的10%内、优选5%内且更优选1%内。或者,当由本领域普通技术人员考虑时,术语“约”是指在平均值的可接受的标准误差内。
本发明提供了一种组合物,所述组合物具有增强的抗微生物功效并且可有效抑制、减少或治疗微生物感染,如细菌感染,和/或用于使微生物生物体去定殖和/或用于破坏、扰乱、抑制或减少细菌生物膜形成。令人惊讶且出人意料地发现,包含以下的组合的组合物当用于处理微生物(如细菌)生物体时表现出针对微生物(如细菌)、定殖或感染或生物膜形成的协同作用:1)组合物A,所述组合物A包含多粘菌素B和甲氧苄啶;以及2)一种抗生素剂,所述抗生素剂是a)利福霉素,或选自由以下组成的组的利福霉素衍生物:利福平(rifampicin)(或利福平(rifampin))、利福布汀、利福喷汀、利福拉齐和利福昔明,或b)选自由以下组成的组的抗生素剂:甲磺酸培氟沙星、司帕沙星、盐酸沙氟沙星、妥布霉素、洛美沙星、贝西沙星、甲磺酸达氟沙星、恩诺沙星、那氟沙星和克林沙星。如本文所用,术语“协同”是指通过组合化合物和/或剂获得的作用大于通过单独添加每种化合物获得的作用。本发明的组合治疗与以其常规剂量给予所述组合治疗的一种或另一种组分时可实现的作用相比显示出协同效应,如通过例如应答程度、应答持续时间、应答速率、稳定速率、稳定持续时间、减少或清除感染的时间、根除微生物的时间所测量。例如,本发明的组合治疗的作用是协同的,因为组合治疗在治疗上优于单独使用一种组分可实现的作用。优异的作用可以是微生物生物体的耐药性的改善的降低、微生物生物体被减少或根除并且通过组合治疗变得不可检测的程度。还例如,本发明的组合治疗的作用是协同的,因为它需要更短的时间来杀死微生物。还例如,本发明的组合治疗的作用是协同的,因为与单独使用一种组分相比,所述组合治疗提供更广谱的抗微生物活性。还例如,本发明的组合治疗的作用是协同的,因为本发明中描述的组合物中的组分中的一种以其常规剂量给药且其他组分以减少的剂量给药,并且治疗作用(如通过例如杀死和/或抑制微生物如细菌的生长的程度、杀死和/或抑制微生物如细菌的生长的时间、或者破坏或抑制微生物菌落的时间、或者破坏或抑制或减少生物膜形成或生长的时间所测量)等于在给予常规量的所述组合治疗的组分时可实现的治疗作用。
在一方面,本发明提供了一种抗菌组合物,其包含作为活性剂的1)组合物A,所述组合物A包含多粘菌素B和甲氧苄啶;以及2)一种抗生素剂,所述抗生素剂是a)利福霉素,或选自由以下组成的组的利福霉素衍生物:利福平(rifampicin)(或利福平(rifampin))、利福布汀、利福喷汀、利福拉齐和利福昔明,或b)选自由以下组成的组的抗生素剂:甲磺酸培氟沙星、司帕沙星、盐酸沙氟沙星、妥布霉素、洛美沙星、贝西沙星、甲磺酸达氟沙星、恩诺沙星、那氟沙星和克林沙星;以及一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1000至约1000:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:500至约500:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:100至约100:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1至约50:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约5:1至约25:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1、约1:10、约1:15、约1:20、约1:30、约1:40、约1:50、约1:60、约1:70、约1:80、约1:90、约1:100、约1:125、约1:150、约1:175、约1:200、约1:250、约1:300、约1:350、约1:400、约1:450、约1:500、约1:550、约1:600、约1:650、约1:700、约1:750、约190:1、约1:800、约1:850、约1:900、约1:950或约1:1000。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约2:1、约3:1、约4:1、约5:1、约8:1、约10:1、约15:1、约20:1、约25:1、约30:1、约40:1、约50:1、约60:1、约70:1、约80:1、约90:1、约100:1、约125:1、约150:1、约175:1、约200:1、约250:1、约300:1、约350:1、约400:1、约450:1、约500:1、约550:1、约600:1、约650:1、约700:1、约750:1、约800:1、约850:1、约900:1、约950:1或约1000:1。
所述组合物A的多粘菌素B和甲氧苄啶是抗菌剂。多粘菌素B(一种环状脂肽类抗生素)对各种革兰氏阴性生物体、尤其是铜绿假单胞菌具有杀菌作用。它通过与膜的磷脂组分相互作用而增加细菌细胞膜的渗透性。甲氧苄啶是针对多种需氧革兰氏阳性和革兰氏阴性眼科病原体具有活性的合成抗菌药物。甲氧苄啶通过结合并可逆地抑制二氢叶酸还原酶来阻断从二氢叶酸产生四氢叶酸。这种结合对于细菌酶比对于相应的哺乳动物酶更强,并且因此选择性地干扰核酸和蛋白质的细菌生物合成。研究人员已经表明,多粘菌素B针对以下非限制性细菌病原体具有活性:铜绿假单胞菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、产气肠杆菌和流感嗜血杆菌等。甲氧苄啶已知针对以下非限制性细菌病原体具有活性:金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌、化脓性链球菌、粪链球菌、肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、埃及嗜血杆菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、奇异变形杆菌(吲哚阴性)、普通变形杆菌(吲哚阳性)、产气肠杆菌和粘质沙雷氏菌等。
因此,在本发明的一个实施方案中,所述组合物A由多粘菌素B和甲氧苄啶组成。还在本发明的另一个实施方案中,所述抗菌组合物由作为活性剂的多粘菌素B、甲氧苄啶和利福平组成。
所述组合物A的多粘菌素B和甲氧苄啶也是命名为Polytrim的药物的两种活性成分。Polytrim是含有10,000单位/mL硫酸多粘菌素B、1mg/mL硫酸甲氧苄啶和药学上可接受的赋形剂或载体的眼用溶液。还参见FDA NDA申请号N050567。Polytrim眼用溶液被指示用于治疗眼表面细菌感染。此类感染的非限制性实例包括由以下微生物的敏感菌株引起的急性细菌性结膜炎和睑缘结膜炎:金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎链球菌、草绿色链球菌、流感嗜血杆菌和铜绿假单胞菌等。
因此在本发明的一个实施方案中,本文所述的抗菌组合物的组合物A包含Polytrim。在一个实施方案中,Polytrim与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1000至约1000:1。在一个实施方案中,Polytrim与所述抗生素剂之间的重量比是约1:500至约500:1。在一个实施方案中,Polytrim与所述抗生素剂之间的重量比是约1:100至约100:1。在一个实施方案中,Polytrim与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1至约50:1。在一个实施方案中,Polytrim与所述抗生素剂之间的重量比是约5:1至约25:1。在一个实施方案中,Polytrim与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1、约1:10、约1:15、约1:20、约1:30、约1:40、约1:50、约1:60、约1:70、约1:80、约1:90、约1:100、约1:125、约1:150、约1:175、约1:200、约1:250、约1:300、约1:350、约1:400、约1:450、约1:500、约1:550、约1:600、约1:650、约1:700、约1:750、约1:800、约1:850、约1:900、约1:950或约1:1000。在一个实施方案中,Polytrim与所述抗生素剂之间的重量比是约2:1、约3:1、约4:1、约5:1、约8:1、约10:1、约15:1、约20:1、约25:1、约30:1、约40:1、约50:1、约60:1、约70:1、约80:1、约90:1、约100:1、约125:1、约150:1、约175:1、约190:1、约200:1、约250:1、约300:1、约350:1、约400:1、约450:1、约500:1、约550:1、约600:1、约650:1、约700:1、约750:1、约800:1、约850:1、约900:1、约950:1或约1000:1。
还在本发明的一个实施方案中,本文所述的抗菌组合物的抗生素剂是利福平。在一个实施方案中,所述组合物A与利福平之间的重量比是约1:1000至约1000:1。在一个实施方案中,所述组合物A与利福平之间的重量比是约1:500至约500:1。在一个实施方案中,所述组合物A与利福平之间的重量比是约1:100至约100:1。在一个实施方案中,所述组合物A与利福平之间的重量比是约1:1至约50:1。在一个实施方案中,所述组合物A与利福平之间的重量比是约5:1至约25:1。在一个实施方案中,所述组合物A与利福平之间的重量比是约1:1、约1:10、约1:15、约1:20、约1:30、约1:40、约1:50、约1:60、约1:70、约1:80、约1:90、约1:100、约1:125、约1:150、约1:175、约190:1、约1:200、约1:250、约1:300、约1:350、约1:400、约1:450、约1:500、约1:550、约1:600、约1:650、约1:700、约1:750、约1:800、约1:850、约1:900、约1:950或约1:1000。在一个实施方案中,所述组合物A与利福平之间的重量比是约2:1、约3:1、约4:1、约5:1、约8:1、约10:1、约15:1、约20:1、约25:1、约30:1、约40:1、约50:1、约60:1、约70:1、约80:1、约90:1、约100:1、约125:1、约150:1、约175:1、约200:1、约250:1、约300:1、约350:1、约400:1、约450:1、约500:1、约550:1、约600:1、约650:1、约700:1、约750:1、约800:1、约850:1、约900:1、约950:1或约1000:1。
还在本发明的另一个实施方案中,所述抗菌组合物包含Polytrim和利福平。在本发明的另一个实施方案中,Polytrim和利福平是仅有的活性剂。在一个实施方案中,Polytrim与利福平之间的重量比是约1:1000至约1000:1。在一个实施方案中,Polytrim与利福平之间的重量比是约1:500至约500:1。在一个实施方案中,Polytrim与利福平之间的重量比是约1:100至约100:1。在一个实施方案中,Polytrim与利福平之间的重量比是约1:1至约50:1。在一个实施方案中,Polytrim与利福平之间的重量比是约5:1至约25:1。在一个实施方案中,Polytrim与利福平之间的重量比是约1:1、约1:10、约1:15、约1:20、约1:30、约1:40、约1:50、约1:60、约1:70、约1:80、约1:90、约1:100、约1:125、约1:150、约1:175、约1:200、约1:250、约1:300、约1:350、约1:400、约1:450、约1:500、约1:550、约1:600、约1:650、约1:700、约1:750、约1:800、约1:850、约1:900、约1:950或约1:1000。在一个实施方案中,Polytrim与利福平之间的重量比是约2:1、约3:1、约4:1、约5:1、约8:1、约10:1、约15:1、约20:1、约25:1、约30:1、约40:1、约50:1、约60:1、约70:1、约80:1、约90:1、约100:1、约125:1、约150:1、约175:1、约190:1、约200:1、约250:1、约300:1、约350:1、约400:1、约450:1、约500:1、约550:1、约600:1、约650:1、约700:1、约750:1、约800:1、约850:1、约900:1、约950:1或约1000:1。
在本申请中还描述了,如本文所述的本发明的抗菌组合物中的组合物A和抗生素剂的总浓度是每单位所述抗菌组合物约1重量%至约50重量%。优选地,所述总浓度是每单位所述抗菌组合物约50重量%(重量%)、约40重量%、约30重量%、约25重量%、约20重量%、约15重量%、约10重量%、约5重量%、约3重量%、约2重量%、约1重量%。
本文所述的本发明的抗菌组合物可用于施用以治疗受试者的眼组织、耳组织、鼻组织、皮肤或伤口中的细菌感染。在一个实施方案中,所述细菌感染是来自革兰氏阳性细菌或革兰氏阴性细菌或两者的组合。在一个实施方案中,所述细菌感染是来自选自以下的一种:葡萄球菌属,例如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌;肠球菌属,如粪肠球菌;克雷伯氏菌属,例如肺炎克雷伯氏菌;不动杆菌属,例如鲍氏不动杆菌;假单胞菌属,例如铜绿假单胞菌;肠杆菌属;化脓性链球菌;李斯特菌属;假单胞菌属;分枝杆菌属,例如结核分枝杆菌;肠杆菌属;弯曲杆菌属;沙门氏菌属;链球菌属,例如A族或B族链球菌、肺炎链球菌;螺杆菌属,例如幽门螺杆菌;奈瑟氏菌属,例如淋病奈瑟氏菌、脑膜炎奈瑟氏菌;伯氏疏螺旋体;志贺氏菌属,例如弗氏志贺氏菌;大肠杆菌;嗜血杆菌属,例如流感嗜血杆菌;衣原体属,例如沙眼衣原体、肺炎衣原体、鹦鹉热衣原体;土拉弗朗西斯菌;芽孢杆菌属,例如炭疽杆菌;梭菌属,例如肉毒杆菌;耶尔森氏菌属,例如鼠疫耶尔森氏菌;密螺旋体属;伯克氏菌属;例如鼻疽伯克氏菌和类鼻疽伯克氏菌,或它们的组合。优选地,所述感染是来自包括以下的ESKAPE病原体中的一种:肠球菌属,例如粪肠球菌;葡萄球菌属,例如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌;克雷伯氏菌属,例如肺炎克雷伯氏菌;不动杆菌属,例如鲍氏不动杆菌;假单胞菌属,例如铜绿假单胞菌;肠杆菌属,或它们的组合。还在一个实施方案中,所述细菌是选自解纤维热酸菌、溶齿放线菌、金属还原嗜碱菌(Alkaliphilus metalliredigens)、奥氏嗜喊菌(Alkaliphilus oremlandii)、金黄节杆菌、解淀粉芽孢杆菌、克劳氏芽孢杆菌、嗜碱芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌、解糖热解纤维素菌、生氢一氧化碳嗜热菌、丙酮丁醇梭菌、拜氏梭菌、肉毒杆菌、解纤维梭菌、艰难梭菌、克氏梭菌、柔嫩梭菌、诺维氏梭菌、产气荚膜梭菌、破伤风梭菌、热纤维梭菌、白喉棒状杆菌、有效棒状杆菌、谷氨酸棒状杆菌、杰氏棒状杆菌、解脲棒状杆菌、哈夫尼脱亚硫酸杆菌、还原脱硫肠状菌、凸腹真杆菌、西伯利亚微小杆菌、大芬戈尔德菌、嗜热地芽孢杆菌、嗜热脱氮地芽孢杆菌、两面神菌属、耐辐射动球菌、发酵乳杆菌、单核细胞增多性李斯特氏菌、无害李斯特氏菌、威氏利斯特氏菌、热醋穆尔氏菌、鸟分枝杆菌、牛分枝杆菌、淡黄分枝杆菌、麻风分枝杆菌、副结核分枝杆菌、耻垢分枝杆菌、结核分枝杆菌、溃疡分枝杆菌、结核分枝杆菌、范巴伦分枝杆菌、类诺卡氏菌属、皮疽诺卡氏菌、伊平屋海岭海洋芽孢杆菌、嗜热丙酸发酵菌、红球菌属、糖多孢红霉菌、凝固酶阴性葡萄球菌属、金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、表皮葡萄球菌、耐甲氧西林表皮葡萄球菌(MRSE)、假中间葡萄球菌、中间葡萄球菌、海豚葡萄球菌、无乳链球菌、格氏链球菌、缓症链球菌、口腔链球菌、肺炎链球菌、血链球菌、猪链球菌、阿维链霉菌、天蓝色链霉菌、嗜热厌氧乙醇菌、腾冲嗜热厌氧菌或它们的组合。
在另一个实施方案中,如上文所述的本发明的抗菌组合物被配制成局部药物组合物。所述局部药物组合物包含如上文定义的各种实施方案中的抗菌组合物和一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂。
在另一方面,本发明提供了一种局部药物组合物,其包含作为活性剂的1)组合物A,所述组合物A包含多粘菌素B和甲氧苄啶;以及2)一种抗生素剂,所述抗生素剂是a)利福霉素,或选自由以下组成的组的利福霉素衍生物:利福平(rifampicin)(或利福平(rifampin))、利福布汀、利福喷汀、利福拉齐和利福昔明,或b)选自由以下组成的组的抗生素剂:甲磺酸培氟沙星、司帕沙星、盐酸沙氟沙星、妥布霉素、洛美沙星、贝西沙星、甲磺酸达氟沙星、恩诺沙星、那氟沙星和克林沙星;以及一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂,其中所述组合物A的浓度是每单位所述局部药物组合物约0.001重量%至约8重量%,并且所述抗生素剂的浓度是每单位所述局部药物组合物约0.001重量%至约10重量%。在一个实施方案中,所述组合物A的浓度是每单位局部药物组合物约0.015重量%至约1重量%,并且所述抗生素剂的浓度是每单位局部药物组合物约0.015重量%至约2重量%。在另一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1000至约1000:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:500至约500:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:100至约100:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1至约50:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约5:1至约25:1。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1、约1:10、约1:15、约1:20、约1:30、约1:40、约1:50、约1:60、约1:70、约1:80、约1:90、约1:100、约1:125、约1:150、约1:175、约1:200、约1:250、约1:300、约1:350、约1:400、约1:450、约1:500、约1:550、约1:600、约1:650、约1:700、约1:750、约1:800、约1:850、约1:900、约1:950或约1:1000。在一个实施方案中,所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约2:1、约3:1、约4:1、约5:1、约8:1、约10:1、约15:1、约20:1、约25:1、约30:1、约40:1、约50:1、约60:1、约70:1、约80:1、约90:1、约100:1、约125:1、约150:1、约175:1、约190:1、约200:1、约250:1、约300:1、约350:1、约400:1、约450:1、约500:1、约550:1、约600:1、约650:1、约700:1、约750:1、约800:1、约850:1、约900:1、约950:1或约1000:1。
在本发明的一个实施方案中,所述局部药物组合物的组合物A由多粘菌素B和甲氧苄啶组成。在一个实施方案中,所述局部药物组合物的抗生素剂是利福平。在一个实施方案中,所述组合物A由多粘菌素B和甲氧苄啶组成,并且所述抗生素剂是利福平。还在本发明的另一个实施方案中,所述抗菌组合物由作为活性剂的多粘菌素B、甲氧苄啶和利福平组成。
在本发明的一个实施方案中,所述局部药物组合物的组合物A包含Polytrim。在一个实施方案中,所述局部药物组合物的抗生素剂是利福平。在一个实施方案中,所述组合物A包含Polytrim,并且所述抗生素剂是利福平。在本发明的一个实施方案中,Polytrim和利福平是仅有的活性剂。
在一个实施方案中,如本文所述的抗细菌组合物或局部药物组合物用于治疗受试者的眼部、耳部、鼻部、皮肤或伤口感染。在一个实施方案中,所述感染是细菌感染。在一个实施方案中,细菌性眼部感染是细菌性角膜炎、细菌性结膜炎或细菌性眼内炎。在另一实施方案中,所述抗菌组合物或局部药物组合物用于治疗由以下微生物的敏感菌株引起的眼表面细菌感染,包括急性细菌性结膜炎和睑缘结膜炎:金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎链球菌、草绿色链球菌、流感嗜血杆菌和铜绿假单胞菌等。
在一个实施方案中,本发明的抗菌组合物或局部药物组合物可采取乳膏、洗剂、软膏、水凝胶、胶体、凝胶、泡沫、油、乳、悬浮液、擦拭物、海绵、溶液、乳液、糊剂、贴剂、纱布(pladget)、拭子、敷料、喷雾剂或衬垫的形式。
本发明的局部组合物包含一种或多种药学上可接受的载体。可用于本发明上下文中的药学上可接受的载体的实例包括载体材料,如溶剂、稳定剂、增溶剂、填充剂、张力增强剂、结构形成剂、悬浮剂、分散剂、螯合剂、乳化剂、消泡剂、软膏基质、软化剂、皮肤保护剂、凝胶形成剂、增稠剂、pH调节剂、防腐剂、渗透促进剂、络合剂、润滑剂、缓和剂、粘度增强剂、生物粘附聚合物或它们的组合。
溶剂的实例是水或纯净水、醇类(例如,乙醇、苯甲醇)、植物油、海洋油和矿物油、聚乙二醇、丙二醇、甘油和液体聚烷基硅氧烷。
惰性稀释剂或填充剂可以是蔗糖、山梨糖醇、糖、甘露糖醇、微晶纤维素、淀粉、碳酸钙、氯化钠、乳糖、磷酸钙、硫酸钙或磷酸钠。
缓冲剂的实例包括柠檬酸、乙酸、乳酸、氢磷酸、二乙胺、氢氧化钠和三羟甲基氨基甲烷(即,三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐)。
合适的悬浮剂是例如,天然存在的树胶(例如,阿拉伯胶、阿拉伯树胶、黄原胶和黄芪胶)、纤维素(例如,羧甲基-、羟乙基-、羟丙基-和羟丙基甲基-纤维素)、藻酸盐和脱乙酰壳多糖。
分散剂或润湿剂的实例是天然存在的磷脂(例如,卵磷脂或大豆卵磷脂)、环氧乙烷与脂肪酸或与长链脂族醇的缩合产物(例如,聚氧乙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇单油酸酯和聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯)。
可将防腐剂添加至本发明的局部组合物中以防止可影响制剂的稳定性和/或引起患者的感染的微生物污染。防腐剂的合适实例包括对羟基苯甲酸酯(如对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、/对-羟基苯甲酸酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸异丁酯和对羟基苯甲酸异丙酯)、山梨酸钾、山梨酸、苯甲酸、苯甲酸甲酯、苯氧乙醇、溴硝醇、布兰尼道克斯(bronidox)、MDM乙内酰脲、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯、苯扎氯铵、西曲溴铵和苯甲醇。
螯合剂的实例包括EDTA钠和柠檬酸。
凝胶基质或增粘剂的实例是液体石蜡、聚乙烯、脂肪油、胶体二氧化硅或铝、甘油、丙二醇、碳酸亚丙酯、羧乙烯基聚合物、硅酸镁铝、亲水性聚合物(例如,淀粉或纤维素衍生物)、水溶胀性水胶体、角叉菜胶、透明质酸盐、藻酸盐和丙烯酸酯。
适用于本发明组合物的软膏基质可以是疏水性的或亲水性的,并且包括石蜡、羊毛脂、液体聚烷基硅氧烷、鲸蜡醇、棕榈酸鲸蜡酯、植物油、脂肪酸的脱水山梨糖醇酯、聚乙二醇、以及脂肪酸的脱水山梨糖醇酯、环氧乙烷之间的缩合产物(例如,聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯)、聚山梨醇酯、白凡士林和白蜡。
湿润剂的实例是乙醇、异丙醇甘油、丙二醇、山梨糖醇、乳酸和尿素。合适的软化剂包括胆固醇和甘油。
皮肤保护剂的实例包括维生素E、尿囊素(allatoin)、甘油、氧化锌、维生素和防晒剂。
增稠剂通常用于增加药物或化妆品组合物的粘度并且改进其生物粘附性质。增稠剂的实例包括但不限于纤维素、聚乙二醇、聚环氧乙烷、天然存在的树胶、明胶、刺梧桐胶、果胶、海藻酸、聚维酮和聚合物。特别令人感兴趣的是具有触变性质的增稠剂(即,通过振荡或搅拌降低粘度的剂)。这种剂在组合物中的存在允许组合物的粘度在施用时降低,以促进其施加至皮肤并在施加后增加,以使得所述组合物保留在施用部位。
生物粘附聚合物可用于使皮肤水合并增强其渗透性。生物粘附聚合物也可用作增稠剂。生物粘附聚合物的实例包括但不限于果胶、海藻酸、壳聚糖、聚山梨醇酯、聚(乙二醇)、低聚糖和多糖、纤维素酯和纤维素醚以及改性的纤维素聚合物。
渗透促进剂是含有影响活性成分通过皮肤递送的特定剂的媒介物。渗透促进剂通常分为两类:溶剂和表面活性化合物(两亲性分子)。溶剂渗透促进剂的实例包括醇(例如,乙醇、异丙醇)、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、l-十二烷基偶氮环庚-2-酮、N-癸基-甲基亚砜、乳酸、N,N-二乙基-间-甲苯酰胺、N-甲基吡咯烷酮、壬烷、油酸、凡士林、聚乙二醇、丙二醇、水杨酸、尿素、萜烯和三氯乙醇。表面活性剂渗透促进剂可以是非离子型、两性型、阳离子型或两性离子型。合适的非离子型表面活性剂包括聚(氧化乙烯)-聚(氧化丙烯)嵌段共聚物,商业上称为泊洛沙姆;乙氧基化氢化蓖麻油;聚山梨醇酯,如吐温20或吐温80。两性表面活性剂包括季铵化咪唑衍生物,阳离子型表面活性剂包括氯化十六烷基吡啶,并且两性离子型表面活性剂包括甜菜碱和磺基甜菜碱。合适的渗透促进剂的其他实例包括十五内酯、2-吡咯烷、l-十二烷基-氮杂环庚烷-2-酮、硫代乙醇酸钙、己醇、1,3-二噁烷的衍生物(即,1,3-二氧杂环己烷)和1,3-二氧戊环的衍生物(即,1,3-二氧杂环戊烷)、l-N-十二烷基-2-吡咯烷酮-5-甲酸、2-戊基-2-氧代-吡咯烷乙酸、2-十二烷基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸和l-氮杂环庚-2-酮-2-十二烷基乙酸等。
在一个实施方案中,本发明的局部药物组合物是优选呈溶液或悬浮液、乳液、软膏、乳膏、凝胶或持续释放媒介物(如眼部插入物)形式的局部眼用药物组合物。
在一个实例中,本发明的局部眼用药物组合物是包含在多次使用或单次使用滴眼剂分配瓶或小瓶内的无菌液体或凝胶,如溶液或悬浮液。在一个具体实例中,所述眼用药物组合物以无菌液体的形式提供,所述无菌液体包含约0.0015重量%至约10.0重量%的包含在多次使用滴眼剂分配瓶或小瓶中的本文所述的抗菌组合物。通常,滴眼剂制剂包含水性缓冲盐水溶液,如约pH 4至约pH 8、通常约pH 7.0至约pH 8.0且更通常约pH 7.2至约pH7.4的磷酸盐或硼酸盐缓冲盐水。制剂的渗透压通常在约200、250或270mOsm/kg至约310、350或400mOsm/kg的范围内。包装在多次使用滴眼剂分配瓶中的液体制剂可含有添加的防腐剂,如苯扎氯铵。然而,在一些实例中,所述眼用组合物可不含防腐剂。如本文所用,“不含防腐剂”是指除抗菌组合物外,所述组合物不包含防腐剂。
所述眼用药物组合物当配制为液体,如用于通过滴眼管分配的溶液或悬浮液时可含有赋形剂,所述赋形剂延长一定剂量的组合物保持与角膜接触的时间段。例如,所述赋形剂可以是增粘剂和/或粘膜粘附剂。此类赋形剂的实例包括高分子量亲水性聚合物,包括但不限于聚乙烯醇、聚乙二醇、卡波姆、聚卡波非、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物(例如泊洛沙姆407)、纤维素衍生物(例如羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素和羟乙基纤维素)、天然多糖(例如透明质酸、葡聚糖、硫酸软骨素、结冷胶、黄原胶、瓜尔胶、海藻糖和罗望子种子多糖)。另外的粘膜粘附聚合物描述于文献中(参见例如Yadav等人J.Chem.Pharm.Res.,2010,2(5):418-432,其以引用的方式并入本文)。两种或更多种前述聚合物的任何组合可包含于组合物中。如本文所用,高分子量聚合物具有至少100,000道尔顿的分子量。在另一个实例中,所述组合物包含环糊精(例如2-羟丙基-β-环糊精)。在一个实例中,所述组合物被配制为持续释放液体。例如,所述组合物可呈眼用悬浮液的形式,所述眼用悬浮液包含粘膜粘附微球,所述微球维持抗菌组合物的释放。所述微球包含粘膜粘附聚合物和抗菌组合物。制备用于眼用悬浮液的粘膜粘附微球的方法描述于文献中(参见例如Dandagi等人,Sci Pharm(2013)81(l):259-280)。
在另一个具体实例中,所述眼用药物组合物被配制为用于放置在眼睛的杯状窝中的单位剂量眼部插入物。制备眼部插入物的方法描述于文献中(参见例如美国专利号4,730,013、美国专利号7,749,970和美国专利申请公布号US2012/0215184,所述专利以引用的方式并入本文)。眼部插入物是固体单位剂型,其包含含有活性剂的生物降解可基质。所述基质通常由高分子量聚合物或高分子量聚合物的组合制成,如上述亲水性聚合物和在描述眼部插入物的上述专利公布中公开的另外的聚合物。所述眼部插入物可另外包含润滑剂以增强舒适性。在置于眼睛中后,所述眼部插入物在数小时至一天并且在一些情况下在数天的时间段内溶解或侵蚀。
在另一方面,本发明提供了一种治疗受试者的细菌感染的方法,所述方法包括向所述受试者分开地、同时地或顺序地施用治疗有效量的本文贯穿本说明书描述的抗菌组合物。在一个实施方案中,所述抗菌组合物被配制成局部药物组合物。在一个实施方案中,所述局部药物组合物是用于治疗眼部、耳部或鼻部感染的制剂。在一个实施方案中,所述细菌感染是来自革兰氏阳性细菌或革兰氏阴性细菌或两者的组合。
在一个实施方案中,所述局部药物组合物是用于治疗细菌性眼部感染的眼用制剂。所述细菌性眼部感染的非限制性实例是细菌性角膜炎、细菌性结膜炎或细菌性眼内炎。在一个实例中,所述眼用制剂用于治疗由以下微生物的敏感菌株引起的眼表面细菌感染,包括急性细菌性结膜炎和睑缘结膜炎:金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎链球菌、草绿色链球菌、流感嗜血杆菌和铜绿假单胞菌等。
在一个实施方案中,本发明提供了一种使细菌生物体去定殖的方法,所述方法包括使所述细菌生物体分开地、同时地或顺序地与本文贯穿本说明书描述的抗菌组合物接触。
在一个实施方案中,本发明提供了一种使细菌生物体去定殖的方法,所述方法包括使所述细菌生物体分开地、同时地或顺序地与本文贯穿本说明书描述的局部药物组合物接触。
在一个实施方案中,本发明提供了一种破坏或扰乱或抑制或减少细菌生物体的生物膜形成的方法,所述方法包括使所述细菌生物体分开地、同时地或顺序地与本文贯穿本说明书描述的抗菌组合物接触。
在一个实施方案中,本发明提供了一种破坏或扰乱或抑制或减少细菌生物体的生物膜形成的方法,所述方法包括使所述细菌生物体分开地、同时地或顺序地与本文贯穿本说明书描述的局部药物组合物接触。
优选地,所述细菌是选自ESKAPE病原体的细菌,所述ESKAPE病原体包括肠球菌属,例如粪肠球菌;葡萄球菌属,例如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌;克雷伯氏菌属,例如肺炎克雷伯氏菌;不动杆菌属,例如鲍氏不动杆菌;假单胞菌属,例如铜绿假单胞菌;肠杆菌属或它们的组合。
本发明的组合疗法可单独进行或与另一种疗法联合进行。例如,本发明的组合疗法可在诸如医疗装置和留置装置(包括支架、导管、腹膜透析管、引流装置、关节假体、牙科植入物等)的表面上与消毒剂、防腐剂、抗生素或杀生物剂结合使用。
通过以下实施例,本发明提供了可施用以用于治疗微生物定殖表面或感染的协同组合疗法,所述协同组合疗法包含含有多粘菌素B和甲氧苄啶的组合物A和一种抗生素剂。现在提及以下实施例,所述实施例连同以上描述一起以非限制性方式说明本发明的一些实施方案。
实施例
为了解决治疗细菌感染的问题,着手产生改进的甲氧苄啶/多粘菌素B制剂,所述制剂针对现代金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌角膜炎分离株展示改进的抗微生物功效。因此,针对具有改进Polytrim的抗菌活性的能力的化合物筛选853个成员的FDA批准的药物库的成员。结果表明,添加利福霉素类抗生素(即利福平)增强Polytrim的抗微生物性质,从而产生较低的有效剂量和更快速的杀菌活性。从这些观点来看,预期Polytrim与利福霉素的组合代表用于治疗眼部感染的有价值的新治疗选择,所述治疗选择克服氟喹诺酮耐药性并且比单独Polytrim更速效。
实施例1
材料和方法
细菌菌株和生长条件
在这些研究中使用的细菌菌株包括常规实验室菌株铜绿假单胞菌PA01和金黄色葡萄球菌UAMS-1,两者均是抗生素敏感的并且能够形成稳健生物膜。参见Gillaspy AF,Hickmon SG,Skinner RA,Thomas JR,Nelson CL,Smeltzer MS.Role of the accessorygene regulator(agr)in pathogenesis of staphylococcal osteomyelitis.Infectionand immunity 1995;63:3373-3380。铜绿假单胞菌的七种临床角膜炎分离株从Flaum EyeInstitute,Rochester NY收集,并且金黄色葡萄球菌的25种临床分离株从国家的地理上不同的区域收集,其中购自国际健康管理协会(IHMA;Schaumburg,IL)。对于需要浮游培养的实验,所指示的生物体在Luria-Bertani肉汤(LB;Franklin Lakes,NJ)中生长过夜,在新鲜培养基中1:100稀释,生长至早期指数期(对于金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌OD600nm分别为0.18或0.4)并且进行加工。通过将具有所指示生物体的过夜培养物的平底聚苯乙烯板(Falcon,Corning Life Sciences;Durham,NC)的单独孔接种到200ul的新鲜LB中至最终浓度1x 107CFU ml-1来建立生物膜。将板置于37℃加湿的孵育箱中72小时以允许静态生物膜形成。在每次实验之前,吸出非粘附细胞并用磷酸盐缓冲盐水洗涤生物膜两次。
化学品和化合物库
妥布霉素、利福平、新霉素、环丙沙星、氨苄青霉素、庆大霉素、贝西沙星和头孢曲松购自Sigma Aldrich(St.Louis,MO)。已经在眼用溶液中的化合物(莫西沙星、多粘菌素B/甲氧苄啶)从Flaum Eye Institute(Rochester,NY)获得。从Selleck Chemical(Houston,TX)获得853种FDA批准的药物的库。
铜绿假单胞菌临床分离株表征
使用一系列基因分型和生物测定作为评价所收集的临床铜绿假单胞菌分离株的克隆性的初步手段,如下所述。使用Qiagen DNeasy试剂盒(Hilden,Germany)从每种分离株中纯化基因组DNA并将其用作聚合酶链反应的模板,以使用先前公开的引物(表1)检测毒力因子exoS、exoY、exoll、exoT和pcrV的存在。参见Allewelt M,Coleman FT,Grout M,PriebeGP,Pier GB.Acquisition of expression of the Pseudomonas aeruginosa ExoUcytotoxin leads to increased bacterial virulence in a murine model of acutepneumonia and systemic spread.Infection and immunity 2000;68:3998-4004,Lomholt JA,Poulsen K,Kilian M.Epidemic population structure of Pseudomonasaeruginosa:evidence for a clone that is pathogenic to the eye and that has adistinct combination of virulence factors.Infection and immunity 2001;69,和Ledbetter EC,Mun JJ,Kowbel D,Fleiszig SM.Pathogenic phenotype and genotype ofPseudomonas aeruginosa isolates from spontaneous canine ocularinfections.Investigative ophthalmology&visual science2009;50。根据最小抑制浓度(MIC)指南评价每种分离株针对莫西沙星、头孢曲松、氨苄青霉素、新霉素、庆大霉素、妥布霉素和多粘菌素B/甲氧苄啶的抗生素敏感性概况。参见Institute C.PerformanceStandards for Antimicrobial Susceptibility Testing:Twenty-fifth InformationalSupplement.Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing:Twenty-fifth Informational Supplement。对每种分离株形成生物膜的能力进行量化。为此,用0.8%NaCl洗涤含有72小时建立的生物膜的聚苯乙烯板的孔以除去非粘附细胞并用结晶紫染色。为了量化生物膜染色,将板用H2O洗涤3次,将染色剂悬浮在30%冰醋酸中,并使用自动板读数器测定每个孔的光密度(OD600nm),如先前所述。参见Jacobs AC,BlanchardCE,Catherman SC,Dunman PM,Murata Y.An ribonuclease T2family protein modulatesAcinetobacter baumannii abiotic surface colonization.PloS one 2014;9。
表1:本研究中使用的引物的描述
Selleck文库筛选
为了鉴别增强多粘菌素B/甲氧苄啶的抗微生物活性的剂,首先测定允许铜绿假单胞菌菌株PAO1和金黄色葡萄球菌菌株UAMS-1的生长的多粘菌素B/甲氧苄啶组合的最高浓度。为此,进行了标准MIC板测定,其中在2倍递增浓度的多粘菌素B/甲氧苄啶存在下,将1x105CFU添加至微量滴定板的每个孔,并在37℃下孵育16小时。如通过肉眼所测量,MIC被鉴别为未表现出生长的药物浓度。为了理解较低浓度的药物的更微妙的影响,将等分试样(20μl)从代表每种生物体的1x、.5x、.25x和.125x MIC的孔接种以确定存活CFU的数量。选择允许大约106CFU的存活的多粘菌素B/甲氧苄啶的浓度以用于筛选,因为这代表具有中等抗菌活性的浓度,但是在过夜孵育后不会导致生长表型的丧失(图4)。
对于Selleck文库筛选,用大约105CFU的铜绿假单胞菌菌株PAO1或金黄色葡萄球菌UAMS-1接种含有88μl新鲜培养基的96孔微量滴定板的各孔。接下来,将2μl多粘菌素B/甲氧苄啶添加至对于PA01和UAMS-1分别0.2μg ml-1或1.25μg ml-1的最终浓度。然后以5μM或50μM最终浓度添加文库成员。将板在37℃下孵育16小时,并将命中鉴别为无可见生长的孔。
分数抑制浓度
在棋盘格式中,将金黄色葡萄球菌菌株UAMS-1或铜绿假单胞菌菌株PA01添加至微量滴定板的各孔。用递增浓度的多粘菌素B/甲氧苄啶(0至12.5μg ml-1)处理每个板的行,而用递增浓度的利福平、妥布霉素或贝西沙星处理每个列。将板孵育16小时,此时测定抑制细菌生长(单独)和各种组合浓度下的每种测试剂的浓度。使用下式计算分数抑制浓度(FIC)指数:(组合中药物A的最小抑制浓度(MIC)/单独药物A的MIC)+(组合中药物B的MIC/单独药物B的MIC)=FIC。协同相互作用被定义为FIC值<0.5,相加相互作用被定义FIC值为0.5至1.0,无相互作用被定义为FIC为1至4,并且拮抗相互作用被定义FIC>4。参见OddsFC.Synergy,antagonism,and what the chequerboard puts between them.The Journalof antimicrobial chemotherapy 2003;52:1。
生物膜敏感性
如上所述建立生物膜,然后针对浮游PAO1或UAMS-1细胞用100μl补充有0.5x、1x、2x、4x或8x测试剂的MIC的新鲜培养基处理。在24小时后,除去剩余的培养基和非粘附细胞,将生物膜悬浮在0.8%NaCl中并接种以定量存活细菌。使用1:1比例的各化合物的浮游MIC(即,对于PA01 6.25μg ml-1多粘菌素B/甲氧苄啶和15.6μg ml-1利福平),用与上述相同的方式测定用化合物组合处理的生物膜的敏感性。将生物膜以0至64x MIC范围内的递增的增量进行处理。
抗菌杀伤曲线:
将指定生物体的过夜培养物用于接种(1:100稀释)100ml新鲜培养基并生长至指数中期。以1x、2x或4x MIC添加测试化合物,并继续培养孵育。在1、2、3、4和24小时取得等分试样,连续稀释并接种以用于菌落形成单位。
耐药性措施
使用两种液体培养方法针对铜绿假单胞菌菌株PA01和金黄色葡萄球菌菌株UAMS-1测量对所指示测试剂的自发耐药性。首先,将浮游生长的细胞(1x 105CFU)添加至含有100μl米勒欣顿(Mueller Hinton)培养基的微量滴定板的各孔中,所述培养基补充有组合的1xMIC的利福平、1x MIC多粘菌素B/甲氧苄啶和1x MIC。将板孵育过夜,此时取出等分试样并接种以计算存活菌落形成单位的数量。对于表现出推定耐药性存活细胞的任何测试条件,随机选择8个所得菌落用于如上所述的重复MIC测试以确定它们是否代表耐药性分离株。作为第二种方法,将来自上述每种处理条件的50μl悬浮液转移至含有1.95ml的MH的BacterioScan收集比色皿中。使用BacterioScan s216Dx激光微生物生长监测仪测量生长,在40小时内每3分钟进行光学测量。在40小时后,将样品接种以测量存活菌落形成单位并重新测试药物敏感性。
实施例2
改进多粘菌素B/甲氧苄啶的抗微生物活性的化合物的鉴别
虽然含有抗生素多粘菌素B+甲氧苄啶的眼用溶液展示广谱抗微生物活性和低耐药性相关的临床失败,但所述组合的治疗有效性部分受限于其对某些细菌物种的相对低的效力、缓慢杀伤动力学和较差抗生物膜性质。为了鉴别可潜在改进多粘菌素B/甲氧苄啶眼用溶液的抗微生物性能的剂,最初针对在另外亚抑制浓度的多粘菌素B/甲氧苄啶存在下赋予抗菌活性的剂对853种成员的FDA批准的药物库的成员进行筛选。为此,将105CFU的金黄色葡萄球菌菌株UAMS-1接种在补充有1.2μg ml-1多粘菌素B/甲氧苄啶(0.25x MIC)的微量滴定板的各孔中。以低(5μM)或高(50μM)浓度添加文库成员,且然后针对在过夜孵育后抑制生长的剂进行评分。预期此类剂代表自身展示抗微生物活性和/或增强多粘菌素B/甲氧苄啶的抗微生物活性的化合物。同时,还针对展示对于补充有0.2μg ml-1多粘菌素B/甲氧苄啶(0.5x MIC)的培养基中接种的铜绿假单胞菌PA01细胞的生长表型丧失的剂以低浓度和高浓度筛选文库。
筛选结果揭示,在0.25X MIC多粘菌素B/甲氧苄啶存在下,153种文库化合物在50μM表现出金黄色葡萄球菌生长表型的丧失,并且其中75种在5μM下也展示抗菌活性,从而表明它们代表多粘菌素B/甲氧苄啶的抗微生物性能的最有效的抗葡萄球菌和/或增效剂。对于铜绿假单胞菌,在0.5X MIC多粘菌素B/甲氧苄啶存在下,总计63种化合物产生在50μM下的生长丧失,其中32种也在5μM下抑制生长(表2)。
表2:多粘菌素B/甲氧苄啶与FDA批准的Selleck文库中的化合物(50μM和5μM)的组合针对金黄色葡萄球菌UAMS-1和铜绿假单胞菌PAO1的阳性筛选结果。11.2μg ml-1多粘菌素B/甲氧苄啶;20.2μg ml-1多粘菌素B/甲氧苄啶。
为了缩小用于进一步研究的化合物的数量,认为最具治疗相关性的多粘菌素B/甲氧苄啶混合物将包含对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌两者均展示有效活性的剂。对每种生物体的筛选结果的比较揭示,在5μM和50μM下18种测试剂表现出针对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌两者的活性。此外,先前还报道了这些化合物中的16种对已建立的铜绿假单胞菌生物膜和鲍氏不动杆菌表现出活性,鲍氏不动杆菌被认为是角膜炎的致病物。参见Blanchard C,Brooks L,Ebsworth-Mojica K,等人Zinc Pyrithione Improves theAntibacterial Activity of Silver Sulfadiazine Ointment.mSphere 2016;1和Colquhoun JM,Wozniak RA,Dunman PM.Clinically Relevant Growth Conditions AlterAcinetobacter baumannii Antibiotic Susceptibility and Promote Identificationof Novel Antibacterial Agents.PloS one 2015;10。这16种化合物(表3)包括4种利福霉素(利福布汀、利福喷汀、利福平、利福昔明)、2种喹诺酮(沙氟沙星和培氟沙星)和8种氟喹诺酮(司帕沙星、西他沙星、洛美沙星、贝西沙星、达氟沙星、恩诺沙星、那氟沙星和克林沙星)。包括两种另外的剂,左氧氟沙星和妥布霉素(两者均展示针对5μM和50μM铜绿假单胞菌的活性,但仅对50μM金黄色葡萄球菌展示活性),因为左氧氟沙星是FDA批准的用于治疗角膜溃疡的氟喹诺酮,并且妥布霉素(一种氨基糖苷)是在细菌性角膜炎的氟喹诺酮治疗失败的情况中常用的强化抗生素;选择每类抗生素的代表进行进一步研究。
表3:选择具有针对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的活性的剂以及相关测定中的性能。1在所指示的药物浓度下在1.2μg ml-1多粘菌素B/甲氧苄啶存在下金黄色葡萄球菌UAMS-1或在0.2μg ml-1多粘菌素B/甲氧苄啶存在下铜绿假单胞菌PAO1的生长(+)或无生长(-);2针对细菌细胞死亡通过腺苷酸激酶报告基因测定测量的已建立的生物膜的杀伤(+)(Blanchard等人,2016,mSphere,1(5):e00194-16);3每种药物对米勒欣顿(MH)肉汤、人血清、肺表面活性剂或已建立的生物膜中的鲍氏不动杆菌的抗微生物作用(Colquhoun等人,2015,PLOS ONE,10(11):e1043033)。
实施例3
利福平和妥布霉素改进多粘菌素B/甲氧苄啶的抗微生物活性
为了区分具有独立抗菌活性的剂与增强多粘菌素B/甲氧苄啶的抗微生物活性的剂,针对浮游金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌培养物使用利福平(利福霉素)、妥布霉素(氨基糖苷)和贝西沙星(氟喹诺酮)以棋盘形式进行分数抑制浓度(FIC)测量。如表4中所示,抗微生物敏感性测试揭示,铜绿假单胞菌菌株PA01针对多粘菌素B/甲氧苄啶的MIC是0.41μgml-1,而分离的利福平、妥布霉素和贝西沙星的MIC分别是15.6μg ml-1、0.48μg ml-1和1.56μg ml-1。利福平与多粘菌素B/甲氧苄啶的组合产生针对铜绿假单胞菌的相加作用(FIC=0.637),从而表明它增强多粘菌素B/甲氧苄啶的抗微生物活性。当与多粘菌素B/甲氧苄啶组合时,妥布霉素(FIC=1.28)和贝西沙星(FIC=1)既没有相加作用也没有拮抗作用。针对金黄色葡萄球菌菌株UAMS-1,发现多粘菌素B/甲氧苄啶的MIC是2μg ml-1,而分离的利福平、妥布霉素和贝西沙星的MIC据发现分别是0.01μg ml-1、1.9μg ml-1和0.12μg ml-1(表4)。与多粘菌素B/甲氧苄啶组合,利福平展示协同作用(FIC=0.469),并且妥布霉素具有相加作用(FIC=0.872),而贝西沙星显示无作用(FIC=1)。总之,这些结果表明利福霉素如利福平可改进多粘菌素B/甲氧苄啶针对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌两者的活性,而妥布霉素可改进多粘菌素B/甲氧苄啶针对金黄色葡萄球菌的活性。为了研究这种改进的活性是否扩展至临床相关菌株,将分数抑制浓度测试扩展至包括一组当代金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌临床角膜炎分离株。
表4:多粘菌素B/甲氧苄啶(PT)、利福平、妥布霉素和贝西沙星单独和组合的最小抑制浓度(MIC)和分数抑制浓度(FIC)。
实施例4
多粘菌素B/甲氧苄啶与利福平或妥布霉素的组合针对临床眼部分离株的功效
从罗彻斯特大学弗拉姆眼科研究所(University of Rochester Flaum EyeInstitute)收集七种铜绿假单胞菌眼部组织分离株,并进行初步基因分型和表型分析以确保菌株组的多样性。为此,使用PCR来评估毒力因子exoS、exoY、exoU、exoT和pcrV的存在或不存在,并且为每种菌株建立抗生素敏感性概况(表5)。结果揭示,虽然所有菌株都含有exoY、exoT和pcrV,但4种菌株也含有exoS(RW01,、RW02、RW03、RW06),而一种含有exoU(RW07)。两种菌株既不含exoS也不含exoU(RW04、RW05)。具有相似毒力因子模式的菌株展示多种抗耐药性模式,从而表明它们不是克隆菌株。还获得了代表来自国家的不同地区的不同临床感染部位的金黄色葡萄球菌眼部临床分离株组。总之,认为铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌菌株的这种集合将代表当代探索性眼部分离株集合,以评价在利福平或妥布霉素不存在和存在下多粘菌素B/甲氧苄啶的活性的概况。
表5:临床铜绿假单胞菌眼部分离株的特征
如表6中所示,抗微生物敏感性测试揭示,对于所评价的所有金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌临床分离株,多粘菌素B/甲氧苄啶与利福平的组合与分离的多霉素B+甲氧苄啶或利福平相比表现出改进的抗微生物活性。针对铜绿假单胞菌,所述组合产生0.509(±0.04)的平均FIC指数,从而表明相加的抗微生物作用。同样对于金黄色葡萄球菌,所述组合产生0.463(±0.04)的FIC,从而表明利福平与多粘菌素B/甲氧苄啶之间的相加/协同抗微生物作用。向多粘菌素B/甲氧苄啶添加妥布霉素表现出更适度的作用,其中对于铜绿假单胞菌分离株平均FIC指数为1.14(±0.17),并且对于金黄色葡萄球菌分离株平均FIC指数为0.936(±0.37),从而表明针对后者的轻微相加作用(表7)。利福平和在较小程度上妥布霉素与多粘菌素B/甲氧苄啶的组合展示针对具有不同耐药性概况的多种金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌临床分离株的改进的活性的事实突出了这些组合用于治疗角膜炎的临床潜力。
表6:多粘菌素B/甲氧苄啶+利福平针对临床分离株的分数抑制浓度测试
表7:多粘菌素B/甲氧苄啶+妥布霉素针对临床分离株的分数抑制浓度测定。
实施例5
多粘菌素B/甲氧苄啶与利福平或妥布霉素的组合针对已建立的生物膜的抗微生物作用
鉴于金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌两者形成稳健生物膜的倾向以及生物膜在增强角膜疾病中的可能作用,评价了多粘菌素B/甲氧苄啶+利福平或妥布霉素针对由每种生物体形成的生物膜的功效并与莫西沙星(角膜炎治疗的目前支柱)进行比较。如图1A中所示,用多粘菌素B/甲氧苄啶(单独)处理已建立的铜绿假单胞菌菌株PA01生物膜表现出轻微的抗生物膜活性,从而导致在32x菌株的浮游多粘菌素+甲氧苄啶MIC(0.41μg ml-1)下CFU/ml的2-对数级降低。用利福平(单独)或妥布霉素(单独)处理已建立的铜绿假单胞菌生物膜产生类似的剂量依赖性反应,各自在浓度32x MIC下具有CFU的5-对数级降低。妥布霉素+多粘菌素B/甲氧苄啶的组合比妥布霉素(单独)在2-4x MIC之间的浓度下表现略差,但在较高浓度下与妥布霉素(单独)等效,从而产生生物膜相关CFU在32x MIC下的5对数级降低。利福平+多粘菌素B/甲氧苄啶以2x MIC开始以剂量依赖性方式优于利福平、妥布霉素或多粘菌素B/甲氧苄啶,从而产生在32x MIC下CFU的最大6-对数级降低。与莫西沙星相比,利福平+多粘菌素B/甲氧苄啶在32x MIC下实现类似的最大对数级降低,然而莫西沙星在4x-16xMIC之间确实展示改进的抗生物膜活性。
已建立的金黄色葡萄球菌生物膜的抗微生物测试揭示,在所测试的任何浓度下妥布霉素、多粘菌素B/甲氧苄啶及其组合均未展示针对生物膜相关细胞的显著活性。相反,利福平(单独)展示生物膜相关细胞的剂量依赖性减少,从而产生在32X MIC下CFU的4-对数级降低的最大降低。莫西沙星展示与利福平相似的剂量反应,从而实现在32x MIC下CFU的4对数级降低。然而,多粘菌素B/甲氧苄啶与利福平的组合展示最有效的抗生物膜活性,其中在2x MIC下观察到显著抗微生物活性,以及在32X MIC下CFU的最大6-对数级降低。总之,这些结果表明,与单独测试的这些化合物的活性相比,含有利福平和在较小程度上妥布霉素的多粘菌素B/甲氧苄啶的组合展示针对已建立的铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌生物膜相关细胞的更强效的抗微生物活性。此外,这种组合与常见的治疗剂莫西沙星针对铜绿假单胞菌生物膜的表现相似,并且针对已建立的金黄色葡萄球菌生物膜优于莫西沙星,从而表明这种组合在治疗眼部感染方面可以是有效的并且可能更优异。
实施例6
多粘菌素B/甲氧苄啶与利福平的组合的杀菌活性
多粘菌素B/甲氧苄啶当与利福平和在较小程度上妥布霉素组合时针对已建立的生物膜的有效性表明这些组合与各自单独相比表现出改进的杀菌活性。为了更详细地研究所述组合的杀菌作用,使用浮游金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌细胞进行标准杀伤曲线研究,并与莫西沙星进行比较。为此,将每种生物体生长至早期指数期,此时用2x利福平、妥布霉素和多粘菌素B/甲氧苄啶单独或组合的菌株MIC处理培养物,并通过接种测量存活CFU的数量。
如图2A中所示,铜绿假单胞菌杀伤曲线揭示,妥布霉素(单独)在处理后第4小时表现出CFU的初始适度2-对数级降低,其在24小时激发时进一步增加至CFU的最大7-对数级降低。多粘菌素B/甲氧苄啶(单独)到第4小时处理产生3-对数级CFU降低,并到第24小时完全根除存活细胞。在组合中,妥布霉素+多粘菌素B/甲氧苄啶处理的铜绿假单胞菌细胞在第1小时-第3小时之间与多粘菌素B/甲氧苄啶(单独)相似地表现,并且在处理后第4小时展示稍微改进的杀菌活性,从而产生CFU的4-对数级降低,并且到24小时完全根除细胞。分离的利福平到第4小时产生6-对数级CFU降低,在24小时没有存活细胞。莫西沙星在第1小时-第3小时之间与利福平类似地表现,然而仅在第4小时展示5-对数级CFU降低,随后在24小时内完全根除。然而,与多粘菌素B/甲氧苄啶或莫西沙星单一疗法相比,在处理后2小时开始,存在多粘菌素B/甲氧苄啶+的利福平的杀菌活性显著改进,其导致到4小时完全根除存活细胞。
针对金黄色葡萄球菌,妥布霉素、多粘菌素B/甲氧苄啶和利福平在第1小时-第4小时之间产生类似的杀伤曲线,从而导致在处理后4小时的3-4对数级降低(图2B)。在24小时,妥布霉素(单独)导致CFU的6-对数级降低,而利福平和多粘菌素B/甲氧苄啶两者均导致存活细胞的根除。妥布霉素与多粘菌素B/甲氧苄啶的组合到第4小时展示改进的杀菌活性与CFU的5-对数级降低,并到第24小时完全根除。利福平与多粘菌素B/甲氧苄啶的组合导致到第2小时出现改进的杀菌活性,其中在第4小时存活细胞的6-对数级降低,并且在第24小时无可回收的存活细胞。在所有时间点,这种活性与莫西沙星几乎相同。总之,这些结果表明利福平与多粘菌素B/甲氧苄啶的组合针对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌两者的杀菌活性提高,所述组合与莫西沙星相当或优于莫西沙星。
实施例7
多粘菌素B/甲氧苄啶+利福平的改进的抗微生物耐药性概况
使用两种方法评价金黄色葡萄球菌菌株UAMS-1和铜绿假单胞菌菌株PA01针对利福平、多粘菌素B/甲氧苄啶以及它们的组合的自发耐药性频率。使用铜绿假单胞菌PAO1或金黄色葡萄球菌UAMS-1,用1x MIC的利福平、多粘菌素B/甲氧苄啶或1x MIC各自的组合处理大约106个浮游细胞20小时,然后将培养物接种以分离单独菌落。为了确定这些菌落是否代表未处理的细胞对耐药性细胞,随机选择来自每种处理条件的8个单独菌落并测试MIC。先前用利福平处理的金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌细胞两者均在2-4x的原始MIC之间产生利福平耐药性。同样对于用多粘菌素B/甲氧苄啶处理的细胞,所得过生长在2-4x原始MIC下含有耐药性细胞。利福平与多粘菌素B/甲氧苄啶的组合在20小时未产生任何可回收的存活金黄色葡萄球菌或铜绿假单胞菌细胞,并且因此未分离耐药性菌落(数据未示出)。
为了进一步研究用利福平、多粘菌素B/甲氧苄啶或它们的组合以及莫西沙星处理的培养物中发展耐药性的倾向,在1x MIC的单独和组合的每种化合物下处理后,跟踪指数期中期的金黄色葡萄球菌或铜绿假单胞菌浮游培养物的生长持续40小时。使用自动激光微生物生长监测仪,随时间推移连续测量这些培养物的光学分布曲线。如图3a中所示,用利福平(单独)或多粘菌素B/甲氧苄啶(单独)处理的铜绿假单胞菌培养物在最初的10-12小时内展示最小生长。然而,随后,在这些条件中的每一种条件下的细胞表现出指数生长,从而表明耐药性因子的发展。莫西沙星处理的细胞直到孵育大约22小时才显示生长,之后它们也进入指数生长。然而,利福平+多粘菌素B/甲氧苄啶的组合在整个40小时内未显示任何生长,从而表明这种组合具有低得多的发展耐药性的倾向。为了证实从仅利福平、多粘菌素B/仅甲氧苄啶或莫西沙星处理的培养物中回收的细胞展示耐药性,随后针对MIC重新测试这些培养物。从每个处理组中随机选择8个菌落。从用利福平处理的培养物生长的细胞在2-8xMIC下展示耐药性。在多粘菌素B/甲氧苄啶处理组中,7/8菌落在2X MIC下展示耐药性,而1个菌落被发现是敏感的,从而表明在处理后观察到的生长代表耐药性细胞与未处理的细胞的混合物。莫西沙星处理的细胞在2x MIC下展示耐药性。从利福平+多粘菌素B/甲氧苄啶处理的培养物不存在可回收的细胞。
关于金黄色葡萄球菌,仅利福平和多粘菌素B/甲氧苄啶处理的细胞在8小时开始展示过生长,而莫西沙星处理的细胞在26小时开始展示生长(图3B)。然而,用利福平与多粘菌素B/甲氧苄啶的组合处理的细胞在40小时的时间段期间未显示任何生长。再次,重新测试培养物的耐药性,并且展示所测试的每种化合物的2-4X MIC增加。因此,总之,分离的莫西沙星、多粘菌素B/甲氧苄啶和利福平都展示金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌两者中的耐药性菌落的快速发展。然而,在用多粘菌素B/甲氧苄啶+利福平的组合处理后,没有可鉴别的耐药性菌落,从而表明改进的耐药性概况。
结论
氟喹诺酮类药物已成功用于广谱经验性感染性角膜炎治疗,但相应耐药性的出现导致临床失败,并且突出了对新的治疗性替代方案的需求。参见Bertino JS.Impact ofantibiotic resistance in the management of ocular infections:the role ofcurrent and future antibiotics.Clinical ophthalmology(Auckland,NZ)2009;3:507-521和Collier SA,Gronostaj MP,MacGurn AK等人Estimated burden of keratitis--United States,2010.MMWR Morbidity and mortality weekly report 2014;63:1027-1030。虽然在一些学术中心可获得特殊复合抗生素如万古霉素或妥布霉素来规避新出现的耐药性,但治疗的替代商业选择有限。
在这方面,多粘菌素B/甲氧苄啶目前可用作用于治疗细菌性结膜炎的局部眼用抗生素组合。参见Granet DB,Dorfman M,Stroman D,Cockrum P.A multicenter comparisonof polymyxin B sulfate/trimethoprim ophthalmic solution and moxifloxacin inthe speed of clinical efficacy for the treatment of bacterialconjunctivitis.Journal of pediatric ophthalmology and strabismus 2008;45:340-349。尽管该这种药物具有一些固有的限制,即眼组织穿透较弱、杀伤速率较慢且抗生物膜活性有限,但其与氟喹诺酮类药物相比耐药率更有利,从而表明这种组合可提供用于改进的平台,其是本研究的目标。所描述的研究的重点仅限于铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌,其是导致绝大多数细菌性角膜炎感染的两种生物体。
所呈现的结果表明,利福霉素如利福平添加至多粘菌素B/甲氧苄啶悬浮液产生针对铜绿假单胞菌的实验室和临床分离株两者的相加抗微生物作用,以及针对金黄色葡萄球菌菌株的协同作用,从而降低产生有效剂量所需的有效浓度。此外,观察到利福平+多粘菌素B/甲氧苄啶的组合针对由金黄色葡萄球菌或铜绿假单胞菌形成的已建立的生物膜的改进的抗微生物性能。
感染中生物膜的形成提出特殊的治疗挑战,因为生理和代谢变化可导致细胞对传统抗微生物治疗顽抗。虽然生物膜的作用尚未在活跃的细菌性角膜炎中明确确定,但这些复杂的结构被广泛接受在各种眼部感染中是重要的。另外,金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌两者都容易在隐形眼镜上形成生物膜。在美国和其他发达国家,但隐形眼镜的使用仍然是发展角膜炎的主要风险因素。在美国有近3000万人佩戴隐形眼镜并且感染性角膜炎将每年影响每500名隐形眼镜使用者中的1人,从而导致近100万医生就诊,每年花费1.75亿美元给美国医疗保健系统35。因此,具有有效抗生物膜活性的抗生素在这组患者中可能特别重要。
重要的是,当与莫西沙星(通常用于治疗细菌性角膜炎的第四代氟喹诺酮)相比,多粘菌素B/甲氧苄啶+利福平展示针对金黄色葡萄球菌的改善的抗生物膜活性和针对铜绿假单胞菌的等效活性。
与分离的任一化合物以及莫西沙星相比,利福平与多粘菌素B/甲氧苄啶的组合也展示较低的发展耐药性的倾向。这可能部分由于以下事实:利福平、多粘菌素B和甲氧苄啶都具有独特的作用模式;利福平通过与RNA聚合酶结合而抑制细菌DNA转录,甲氧苄啶通过抑制二氢叶酸还原酶而抑制细菌DNA合成,并且多粘菌素B充当洗涤剂以破坏革兰氏阴性细菌的外膜和内膜。鉴于这些不同的作用模式,将需要多种突变来克服这些抑制区域中的每一个。同时靶向不同途径是克服包括HIV、疟疾和结核的各种感染的现有耐药性的常用策略。参见Worthington RJ,Melander C.Combination approaches to combat multi drug-resistant bacteria.Trends in biotechnology 2013;31和Fischbach MA.Combinationtherapies for combating antimicrobial resistance.Current opinion inmicrobiology 2011;14。尽管组合药物在毒性方面可能存在不可预见的作用,但利福平和多粘菌素B/甲氧苄啶两者是目前FDA批准的具有良好安全性概况的药物,因此它们的组合可为进一步药物开发提供显著优点。
总之,利福平+多粘菌素B/甲氧苄啶可代表用于治疗细菌性角膜炎的新颖抗生素组合,所述抗生素组合具有广谱抗微生物活性、快速杀菌作用、抗生物膜活性和降低的耐药性频率。通过鉴别先前FDA批准的药物的组合用于进一步研究,在对新颖抗微生物治疗剂的迫切需要的时代的加速发展的可能性增加。
序列表
<110> 罗切斯特大学(University of Rochester)
保尔·M·邓曼(Dunman, Paul M.)
雷切尔·沃兹尼亚克(Wozniak, Rachel)
<120> 含有基于多粘菌素B/甲氧苄啶的治疗剂的药物组合物
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<160> 10
<170> PatentIn 3.5版
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<220>
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Claims (40)
1.一种抗菌组合物,其包含作为活性剂的1)组合物A,所述组合物A包含多粘菌素B和甲氧苄啶;以及2)一种抗生素剂,所述抗生素剂是a)利福霉素,或选自由以下组成的组的利福霉素衍生物:利福平、利福布汀、利福喷汀、利福拉齐和利福昔明,或b)选自由以下组成的组的抗生素剂:甲磺酸培氟沙星、司帕沙星、盐酸沙氟沙星、妥布霉素、洛美沙星、贝西沙星、甲磺酸达氟沙星、恩诺沙星、那氟沙星和克林沙星;以及一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂。
2.如权利要求1所述的抗菌组合物,其中所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1000至约1000:1。
3.如权利要求2所述的抗菌组合物,其中所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:500至约500:1。
4.如权利要求2所述的抗菌组合物,其中所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:100至约100:1。
5.如权利要求2所述的抗菌组合物,其中所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1、约1:10、约1:15、约1:20、约1:30、约1:40、约1:50、约1:60、约1:70、约1:80、约1:90、约1:100、约1:125、约1:150、约1:175、约1:200、约1:250、约1:300、约1:350、约1:400、约1:450、约1:500、约1:550、约1:600、约1:650、约1:700、约1:750、约1:800、约1:850、约1:900、约1:950、约1:1000、约2:1、约3:1、约4:1、约5:1、约8:1、约10:1、约15:1、约20:1、约25:1、约30:1、约40:1、约50:1、约60:1、约70:1、约80:1、约90:1、约100:1、约125:1、约150:1、约175:1、约190:1、约200:1、约250:1、约300:1、约350:1、约400:1、约450:1、约500:1、约550:1、约600:1、约650:1、约700:1、约750:1、约800:1、约850:1、约900:1、约950:1或约1000:1。
6.如权利要求1-5中任一项所述的抗菌组合物,其中所述组合物A包含Polytrim。
7.如权利要求1-5中任一项所述的抗菌组合物,其中所述抗生素剂是利福平。
8.如权利要求1-5中任一项所述的抗菌组合物,其中所述组合物A由多粘菌素B和甲氧苄啶组成,并且所述抗生素剂是利福平。
9.如权利要求1-5中任一项所述的抗菌组合物,其中所述组合物A包含Polytrim,并且所述抗生素剂是利福平。
10.如权利要求9所述的抗菌组合物,其中Polytrim和利福平是仅有的活性剂。
11.如权利要求1-10中任一项所述的抗菌组合物,其中所述组合物A和所述抗生素剂的总浓度是约1重量%至约50重量%。
12.一种局部药物组合物,其包含作为活性剂的1)组合物A,所述组合物A包含多粘菌素B和甲氧苄啶;以及2)抗生素剂,所述抗生素剂是a)利福霉素,或选自由以下组成的组的利福霉素衍生物:利福平、利福布汀、利福喷汀、利福拉齐和利福昔明,或b)选自由以下组成的组的抗生素剂:甲磺酸培氟沙星、司帕沙星、盐酸沙氟沙星、妥布霉素、洛美沙星、贝西沙星、甲磺酸达氟沙星、恩诺沙星、那氟沙星和克林沙星;以及一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂。
13.如权利要求12所述的局部药物组合物,其中所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1000至约1000:1。
14.如权利要求13所述的局部药物组合物,其中所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是1:500至约500:1。
15.如权利要求13所述的局部药物组合物,其中所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是1:100至约100:1。
16.如权利要求13所述的局部药物组合物,其中所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1、约1:10、约1:15、约1:20、约1:30、约1:40、约1:50、约1:60、约1:70、约1:80、约1:90、约1:100、约1:125、约1:150、约1:175、约1:200、约1:250、约1:300、约1:350、约1:400、约1:450、约1:500、约1:550、约1:600、约1:650、约1:700、约1:750、约1:800、约1:850、约1:900、约1:950、约1:1000、约2:1、约3:1、约4:1、约5:1、约8:1、约10:1、约15:1、约20:1、约25:1、约30:1、约40:1、约50:1、约60:1、约70:1、约80:1、约90:1、约100:1、约125:1、约150:1、约175:1、约190:1、约200:1、约250:1、约300:1、约350:1、约400:1、约450:1、约500:1、约550:1、约600:1、约650:1、约700:1、约750:1、约800:1、约850:1、约900:1、约950:1或约1000:1。
17.如权利要求12-16中任一项所述的局部药物组合物,其中所述组合物A包含Polytrim。
18.如权利要求12-16中任一项所述的局部药物组合物,其中所述抗生素剂是利福平。
19.如权利要求12-16中任一项所述的局部药物组合物,其中所述组合物A由多粘菌素B和甲氧苄啶组成,并且所述抗生素剂是利福平。
20.如权利要求12-16中任一项所述的局部药物组合物,其中所述组合物A包含Polytrim,并且所述抗生素剂是利福平。
21.如权利要求20所述的局部药物组合物,其中Polytrim和利福平是仅有的活性剂。
22.如权利要求1-21中任一项所述的局部药物组合物,其中所述组合物用于治疗受试者的眼部、耳部、鼻部、皮肤或伤口感染。
23.如权利要求22所述的局部药物组合物,其中所述感染与细菌相关。
24.如权利要求23所述的局部药物组合物,其中所述感染是细菌性眼部感染。
25.如权利要求24所述的局部药物组合物,其中所述细菌性眼部感染是细菌性角膜炎、细菌性结膜炎或细菌性眼内炎。
26.一种局部药物组合物,其包含作为活性剂的1)组合物A,所述组合物A包含多粘菌素B和甲氧苄啶;以及2)抗生素剂,所述抗生素剂是a)利福霉素,或选自由以下组成的组的利福霉素衍生物:利福平、利福布汀、利福喷汀、利福拉齐和利福昔明,或b)选自由以下组成的组的抗生素剂:甲磺酸培氟沙星、司帕沙星、盐酸沙氟沙星、妥布霉素、洛美沙星、贝西沙星、甲磺酸达氟沙星、恩诺沙星、那氟沙星和克林沙星;以及一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂,其中所述组合物A的浓度是每单位所述局部药物组合物约0.001重量%至约8重量%,并且所述抗生素剂的浓度是每单位所述局部药物组合物约0.001重量%至约10重量%。
27.如权利要求26所述的局部药物组合物,其中所述组合物A与所述抗生素剂之间的重量比是约1:1000至约1000:1。
28.如权利要求26或27所述的局部药物组合物,其中所述组合物A包含Polytrim。
29.如权利要求26或27所述的局部药物组合物,其中所述抗生素剂是利福平。
30.如权利要求26或27中任一项所述的局部药物组合物,其中所述组合物A由多粘菌素B和甲氧苄啶组成,并且所述抗生素剂是利福平。
31.如权利要求26或27所述的局部药物组合物,其中所述组合物A包含Polytrim,并且所述抗生素剂是利福平。
32.如权利要求31所述的局部药物组合物,其中Polytrim和利福平是仅有的活性剂。
33.一种治疗受试者的细菌感染的方法,所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的如权利要求1或12或26所述的组合物。
34.如权利要求33所述的方法,其中所述细菌感染是眼部、耳部、鼻部、皮肤或伤口感染。
35.如权利要求33所述的方法,其中所述细菌感染是由以下微生物的敏感菌株引起的眼表面细菌感染,包括急性细菌性结膜炎和睑缘结膜炎:金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎链球菌、草绿色链球菌、流感嗜血杆菌和铜绿假单胞菌。
36.如权利要求33或34所述的方法,其中所述细菌感染的特征在于细菌的定殖或生物膜形成。
37.一种使细菌生物体去定殖的方法,所述方法包括使所述细菌生物体与根据权利要求1或12或26所述的组合物接触。
38.如权利要求37所述的方法,其中所述细菌生物体是革兰氏阳性细菌或革兰氏阴性细菌。
39.一种破坏或扰乱或抑制或减少细菌生物体的生物膜形成的方法,所述方法包括使所述细菌生物体与根据权利要求1或12或26所述的组合物接触。
40.如权利要求39所述的方法,其中所述细菌生物体是革兰氏阳性细菌或革兰氏阴性细菌。
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