CN110740744A - 性能和安全性增强的局部施用的抗微生物剂的组合物和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抗微生物药物组合物，所述抗微生物药物组合物包括含水载体；和抗微生物阳离子型合成多肽，所述抗微生物阳离子型合成多肽以在基于所述抗微生物药物组合物的总重量的约0.01重量％至约5重量％的范围内的浓度分散于所述含水载体中；其中，所述抗微生物阳离子型合成多肽包括多个在中性pH下带正电荷的氨基酸单元，并且满足一定的粘度和毒性要求。本发明还涉及一种防止除了完整、健康的皮肤以外的组织的微生物污染的方法，所述方法包括以对至少部分地保护组织部位免于变得被微生物污染有效的量，给药本发明的所述抗微生物药物组合物。

Description

性能和安全性增强的局部施用的抗微生物剂的组合物和应用

相关申请信息

本申请要求于2017年04月06日提交的系列号为62/482,630的美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及含有阳离子抗微生物剂的抗微生物药物组合物以及使用其来预防和/或治疗感染的方法。

背景技术

局部施用的抗微生物剂，包括抗菌剂和抗生素，经常不能达到预防和治疗感染的效果，从而导致显著的患者发病率和死亡率。具体的用途(包括施用至某些组织)和剂量(浓度、体积、施用的数量)可能受到一种或者多种毒性风险的限制。对这些毒性的顾虑可能导致临床应用剂量不足或者在某些病理生理环境中规避共用。

各种各样的阳离子抗微生物剂以其与细菌膜结合并且破坏细菌膜的能力而被人所知，包括某些抗生素、二双胍、聚合物双胍、季铵化合物、天然抗微生物肽和阳离子型合成多肽。然而，哺乳动物毒性仍然是一贯存在的问题。

美国专利号9,017,730描述了含有不同比例的阳离子氨基酸重复单元(例如赖氨酸(K))和疏水氨基酸单元(例如亮氨酸(L)、异亮氨酸(I)、缬氨酸(V)、苯丙氨酸(F)或者丙氨酸(A))的合成阳离子共聚多肽。美国专利号9,017,730指出当通过体外细胞毒性试验进行测量时，包括阳离子氨基酸的延伸和疏水性氨基酸的延伸的分段或者嵌段架构可以提高与哺乳动物细胞的相容性。另外，美国专利号9,017,730指出当通过细胞毒性试验进行测量时，将所选择的阳离子嵌段共聚多肽掺入至乳液中，可以提高与体外的哺乳动物细胞的相容性。虽然美国专利号9,017,730描述了若干合成阳离子共聚多肽制剂的局部施用，但是它没有提供这些制剂在体内的使用可能导致的毒性的证据。

美国专利号9,446,090描述了阳离子型合成多肽以及相互地，含有这样的多肽和药学上可接受的第二聚合物的水可混溶的混合物。具体的示例描述了使用阳离子型合成多肽与第二聚合物(例如聚乙二醇(PEG)、羟乙基纤维素(HEC)和泊咯沙姆407)的特定混合物抵抗某些细菌的抗微生物活性。即使习知单独的第二聚合物没有显著的抗微生物活性，数据表明在混合物中，第二聚合物的添加维持了阳离子型合成多肽在体外的抗微生物活性，并且在一些情形下，提高了在体内的整体抗微生物性能。然而，美国专利号9,446,090没有提供阳离子型合成多肽与其他药学上可接受的聚合物的这些混合物在体内使用可能导致的毒性的证据。此外，存在与单独的阳离子型合成多肽相比，第二聚合物会增加混合物的毒性的可能性。

虽然美国专利号9,017,730和9,446,090描述了现有技术的重大进步，但是仍然具有很多挑战，尤其是对于开发药学上可接受的兼具高功效和高安全性的在体内局部施用的阳离子抗微生物剂的制剂而言。

发明内容

我们已经开发了阳离子抗微生物药物组合物和使用方法，该组合物和使用方法允许以在低局部组织毒性风险和/或低全身性/远处器官毒性风险下提供抗微生物有效性的剂量在体内局部施用。

在开发本发明的过程中，我们发现当将阳离子抗微生物剂充足地施用至除了健康完整的皮肤以外的组织部位或者病理生理环境中时，在体内局部施用阳离子抗微生物剂之后的毒性的风险是非常有意义的。这样的部位和病理生理环境可以包括开放性伤口、体腔、身体孔窍、病变的皮肤和其他。与健康、完整的皮肤相比，这些组织部位和病理生理环境可能对局部施用的抗微生物剂或者赋形剂表现出更高的局部敏感性和/或更高的吸收和全身性分配。更大的局部组织毒性和更大的全身性/远处器官毒性可能随之而来。

另外，我们有一系列发现有助于引导本发明的开发。首先，我们发现阳离子型合成多肽的分子设计的改变对体内的抗微生物功效和毒性可以具有不同的作用；其次，我们发现阳离子型合成多肽的配制物的改变对体内的抗微生物功效和毒性可以具有不同的影响；并且第三，我们发现阳离子型合成多肽制剂的灭菌对分子完整性和生物物理学性质可以带来不利影响，从而影响抗微生物有效性、毒性或者两者。因此，我们发现了结合在一起的问题，对于该问题，已经开发了解决方案。

在多种实施例中，提供了药物组合物和使用方法，该药物组合物和使用方法允许在低局部和/或全身性毒性风险下向各种组织部位和/或在各种病理生理环境中局部施用有效剂量的抗微生物阳离子型合成多肽。在不限制本发明的范围的前提下，在多个实施例中，这通过如下所述的(A)、(B)和(C)中的一个或者多个来实现：

(A)抗微生物阳离子型合成多肽(尤其是疏水性含量和序列排布)的设计，以促进在水中增加粘度。出乎意料地，发现这一设计特征提高了在体内的安全性。

(B)以允许抗微生物阳离子型合成多肽表现增粘性质的方式将抗微生物阳离子型合成多肽配制为药物组合物。在不限制本发明的范围的情况下，这方式被认为具有提高组织覆盖范围和/或增加停留时间的效果，从而对于所施用的剂量产生了更大的有效性。另外，发现在配制物中的这种改进出乎意料地提高了安全性。在不限制本发明的范围的情况下，赋形剂可以包括盐(例如氯化钠和氯化钾)、糖和糖醇(例如右旋糖、甘露醇、甘油、木糖醇和山梨醇)、表面活性剂及其组合。

(C)以允许经灭菌的药物组合物表现出与未经灭菌的药物组合物的粘度相当的粘度的方式对药物组合物灭菌。在不限制本发明的范围的前提下，该方式被认为具有保护分子结构和抗微生物阳离子型合成多肽的功能的效果，以及具有降低产品被对抗微生物阳离子型合成多肽的效果表现出耐受性的某些微生物体(例如真菌皮癣菌)污染的风险的效果。

一个实施例提供了抗微生物药物组合物，包括：含水载体；和抗微生物阳离子型合成多肽，所述抗微生物阳离子型合成多肽以基于抗微生物药物组合物的总重量的约0.01重量％至约5重量％的范围内的浓度分散于所述含水载体中。在一个实施例中，抗微生物药物组合物包括多个在中性pH下带正电荷的氨基酸单元。在一个实施例中，在去离子水中的2wt％浓度的抗微生物阳离子型合成多肽在37℃的粘度为2厘沲(cSt)或者更大。在一个实施例中，含有2wt％的抗微生物阳离子型合成多肽的含水载体在37℃的粘度大于含有2wt％的白蛋白而非抗微生物阳离子型合成多肽的含水载体在37℃的粘度。在一个实施例中，含有2wt％的抗微生物阳离子型合成多肽的含水载体在37℃的粘度比含有2wt％的白蛋白而非抗微生物阳离子型合成多肽的含水载体在37℃的粘度大至少约20％。在一个实施例中，含有2wt％的抗微生物阳离子型合成多肽的含水载体在37℃的粘度比含有2wt％的白蛋白而非抗微生物阳离子型合成多肽的含水载体在37℃的粘度大至少约50％。在一个实施例中，含有2wt％的抗微生物阳离子型合成多肽的含水载体在37℃的粘度比含有2wt％的白蛋白而非抗微生物阳离子型合成多肽的含水载体在37℃的粘度大至少约100％。在一个实施例中，在以10mL/kg的剂量灌输至多只健康、年轻的成年小鼠的腹膜腔中之后，根据所测量的在72小时的50％或者更高的小鼠存活率，所述抗微生物药物组合物具有低毒性。

另一个实施例提供一种预防除了完整、健康的皮肤以外的组织的微生物污染的方法，包括：鉴别除了完整、健康的皮肤以外的组织部位处于微生物污染风险的哺乳动物主体；和以对至少部分地保护所述组织部位免于变得被微生物污染有效的量，将本文所述的抗微生物药物组合物给药至所述部位。

另一个实施例提供一种减少在除了完整、健康的皮肤以外的组织中或者组织上的微生物负载的方法，包括：鉴别除了完整、健康的皮肤以外的组织部位具有微生物负载的哺乳动物主体；和以对至少部分地减少微生物负载有效的量，将本文所述的抗微生物药物组合物给药至所述组织部位。

在下文更具体地描述这些实施例或其他实施例。

附图说明

图1：具有多种氨基酸序列排布的阳离子型合成多肽的示意性说明。某些排布可以被称为嵌段或者段。

图2：基于阳离子段的长度被分为三类的阳离子型合成多肽。

图3：阳离子型合成多肽的示例，该阳离子型合成多肽被分为以下类别：(I)长阳离子段(≥200个单元)多肽，(II)中等阳离子段(100至199个单元)多肽，和(III)短阳离子段(10至99个单元)多肽。阳离子段含有多个阳离子氨基酸单元，但是无需全部由阳离子氨基酸单元构成。疏水段含有多个疏水性氨基酸单元，但是无需全部由疏水性氨基酸单元构成。

图4：具有基于赖氨酸和对映体纯L-亮氨酸氨基酸单元的阳离子-疏水嵌段序列排布的示例性阳离子型合成多肽。多肽制剂的平均总链长大约为160个氨基酸单元。发现赖氨酸与亮氨酸的比例或者K:L比例为3.2。将所述阳离子型合成多肽命名为KL-160/3.2。尺寸排阻色谱分析显示基于两次注射的两条曲线重叠。

图5：具有赖氨酸-对映体纯亮氨酸嵌段架构和总链长为大约160且K:L比例为3.2的示例性类别2(中等阳离子段)阳离子型合成多肽的抗微生物试验。将所述阳离子型合成多肽命名为KL-160/3.2。使用六十分钟体外时间-杀菌试验来确定1.6μg/mL至100μg/mL(批次BAC003)的不同样本浓度对金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)、绿脓杆菌(ATCC 27853)和白念珠菌(ATCC 24433)的杀灭微生物活性(log CFU的减少)。

图6：阳离子型合成多肽KL-160/3.2对各种微生物的多个抗微生物时间-杀菌试验的总结。用100μg/mL的阳离子型合成多肽浓度(批次BAC003)进行60分钟的时间-杀菌试验。术语“100％”CFU减少是指没有检测到微生物。MDR＝耐多药性；ESBL＝超广谱β-内酰胺酶；KPC＝肺炎克雷伯杆菌碳青霉烯酶。Bold＝疾病控制中心(CDC)“最大的威胁”；*临床分离菌，R.M.Alden Research Laboratory。

图7：具有基于赖氨酸和外消旋D,L-亮氨酸氨基酸单元的阳离子-疏水嵌段序列排布的示例性阳离子型合成多肽。多肽制剂的平均总链长大约为100个氨基酸。发现赖氨酸与亮氨酸的比例或者K:L比例为5.7。将所述阳离子型合成多肽命名为KrL-100/5.7。尺寸排阻色谱分析显示基于两次注射的两条曲线重叠。

图8：具有赖氨酸-外消旋亮氨酸嵌段架构和总链长为大约100且K:(rac-L)比例为5.7的示例性类别3(短阳离子段)阳离子型合成多肽的抗微生物试验。将分子命名为KrL-100/5.7。使用六十分钟体外时间-杀菌试验来确定1.6μg/mL至100μg/mL(批次BAC002)的不同样本浓度对主要病原体的杀灭微生物活性(log CFU的减少)。

图9：用阳离子型合成多肽KrL-100/5.7对各种微生物的多个抗微生物时间-杀菌试验的总结。用100μg/mL的阳离子型合成多肽浓度(批次BAC002)进行60分钟时间-杀菌试验。术语“100％”CFU减少是指没有检测到微生物。MDR＝耐多药性；ESBL＝超广谱β-内酰胺酶；KPC＝肺炎克雷伯杆菌碳青霉烯酶。Bold＝疾病控制中心(CDC)“最大的威胁”；*临床分离菌，R.M.Alden Research Laboratory。

图10：具有能够被设计和配制为自组装为多聚体结构的嵌段序列排布的阳离子型合成多肽。此处描绘了两个示例：将KL-160/3.2设计成自组装为纤维状结构并且形成屏障水凝胶，并将KrL-100/5.7设计成自组装为胶束结构并且具有表面活性剂性质。

图11：芘荧光方法测定的各种阳离子型合成多肽的临界聚集浓度(CAC)。

图12：表面张力法测定的阳离子型合成多肽KrL-100/5.7(批次BAC002)的临界聚集浓度(CAC)。灰色描绘了随浓度的表面张力；黑色描绘了两组值的最佳拟合线。在该试验中，通过两条最佳拟合线的交点来确定CAC，此处显示CAC为约100μg/mL。

图13A-B：(a)在37℃温度下使用玻璃毛细管粘度计(乌氏粘度计)测得的在水中的1wt％的多种阳离子型合成多肽的运动粘度；(b)KrL-100/5.7(批次BAC002)对比牛血清白蛋白的运动粘度，提供水作为参照。数据说明在这些浓度下，白蛋白对含水制剂的粘度具有很小的影响。

图14：以0.5wt％在水中并且在37℃的温度下使用玻璃毛细管粘度计(乌氏粘度计)测量的具有赖氨酸-L-亮氨酸嵌段序列排布(KL)的阳离子型合成多肽的运动粘度。

图15：在40℃温度下使用玻璃毛细管粘度计(乌氏粘度计)测量的具有赖氨酸-L-亮氨酸(KL)和赖氨酸-D,L-亮氨酸(KrL)嵌段序列排布的在水中的1wt％和2wt％的多种阳离子型合成多肽的运动粘度。

图16：评估针对增加的剪切力，在水中的1.5wt％、2.0wt％和3.0wt％的阳离子型合成多肽KL-120/2.5的动态粘度。在室温下使用带有尺寸14的轴和尺寸6R的腔室的Brookfield RVDV(EQ-AL-2014-16)旋转粘度计测量2分钟以上。

图17A-D：示例性阳离子型合成多肽KL-120/2.5在水中形成粘稠溶液和水凝胶。在去离子(DI)水中制备浓度为0.5wt％、1.0wt％、1.5wt％、2.0wt％和3.0wt％的KL-120/2.5，并且通过倾斜试管试验评估凝胶的形成，通过质构分析评估坚固性，并且评估粘度。(a)通过倾斜试管试验进行视觉胶凝研究。(b)通过质构分析测定的在水中浓度依赖性坚固性。在8mm的探测深度采集坚固性值。插图描绘了施用至人造皮肤基质(VITRO-SKIN；IMS Inc.)的在水中的2wt％的KL-120/2.5。(c)示出KL-120/2.5的浓度渐增下的物理性质的变化的图示(白色＝流体；黑色＝坚固的凝胶)；基于来自0.5wt％和1.0wt％下的粘度测定的数据，和来自于质构分析以及更高浓度下的倾斜试管试验的数据。(d)在水中的1.5wt％的KL-120/2.5抵挡两个不同的不锈钢球(BBs)的穿透。

图18：可以用于阳离子型合成多肽的制剂和含有阳离子型合成多肽的抗微生物药物组合物的药学上可接受的非离子赋形剂(添加剂)的部分列表。

图19：评估针对增加的剪切力在水中、在4.5％含水甘露醇中、在2.33％含水甘油中、或者在2.8％含水组氨酸中的2.0wt％的阳离子型合成多肽KL-120/2.5(BAC004)的动力粘度。在室温下使用带有尺寸14的轴和尺寸6R的腔室的Brookfield RVDV(EQ-AL-2014-16)旋转粘度计测量2分钟以上。

图20：仅在水中、在0.9％盐水中或者在4.4％含水木糖醇中，以1wt％在水中制备的具有赖氨酸-L-亮氨酸(KL)和赖氨酸-D,L-亮氨酸(KrL)嵌段序列排布的两种示例性阳离子型合成多肽的运动粘度。

图21：评估针对增加的剪切力，在4.5％甘露醇和水中的2.0wt％的阳离子型合成多肽KL-120/2.5(BAC004)制剂的动力粘度。在室温下使用带有尺寸14的轴和尺寸6R的腔室的Brookfield RVDV(EQ-AL-2014-16)旋转粘度计测量2分钟以上。

图22：显示与其他两种阳离子抗微生物剂、葡萄糖酸氯己定(CHG)和聚六亚甲基双胍(PHMB)相比，示例性阳离子型合成多肽KrL-120/5.0制剂降低了表面张力。制备0.1mM样本，并且在室温下使用带有500g称重传感器、直径5cm的杜诺依环且探测速度为0.2mm/s的TA.XT2质构分析仪来评估样本。

图23：在水中的多种阳离子型合成多肽制剂的表面张力。制备0.1mM样本，并且在室温下使用带有500g称重传感器、直径5cm的杜诺依环且探测速度为0.2mm/s的TA.XT2质构分析仪来评估样本。

图24A-B：KrL-100/5.7的表面活性剂性质。(a)通过配备有杜诺依环的张力计的10mg/mL(1wt％)的含水KrL-100/5.7(批次BAC002)相对于水的表面张力。(b)在10分钟以内的在具有正己烷的水中的1wt％的KrL-100/5.7的界面张力。

图25：表面张力：作为添加剂的醋酸的作用。当在水中或者在具有0.25％或者1.0％醋酸的水中制备时，示例性阳离子型合成多肽KrL-130/3.3(批次77)和KL-130/3.3(批次72)降低了表面张力。醋酸的添加具有累加作用。

图26：界面张力：作为添加剂的醋酸的作用。当在水中或者在具有0.25％或者1.0％醋酸的水中制备时，示例性阳离子型合成多肽KrL-130/3.3(批次77)和KL-130/3.3(批次72)降低了界面张力。醋酸的添加具有累加作用。

图27A-B：乳化性质。在水中的示例性阳离子型合成多肽KrL-100/5.0和KrL-160/3.2在与豆油混合时形成稳定的乳液。(a)展示乳液/液体界面(白色的箭头)的试验的照片；(b)乳化指数(E₂₄；在24小时的乳化％)。

图28：在水中、盐水中和木糖醇中的乳化性质。在水、盐水(0.9％)或者木糖醇(4.4％)中制备的示例性阳离子型合成多肽KrL-110/4.0(批次D-301-37-05)和KL-100/5.7(批次D-301-67-03)在与豆油混合时形成稳定的乳液。

图29：兔子皮肤刺激模型结果的评价。在施用多种配制物和浓度下的阳离子型合成多肽KL-140/2.5或者KrL-120/5.0之后，观察到对完整皮肤和擦伤皮肤的可以忽略不计的响应。每个兔子(新西兰白兔，每个测试物N＝3)总共具有8个部位：2个完整对照、2个完整的测试物、2个部位擦伤对照和2个部位擦伤测试物。每个部位大约为2.5x2.5cm并且接收0.5mL的测试物24个小时。针对红斑、水肿和焦痂的形成，在1小时、24小时、48小时和72小时对部位进行评分。

图30：豚鼠皮肤致敏性结果的评价。在施用在水中的1wt％的KL-140/2.5(批次73)或者KrL-120/5.0(批次93)之后，没有观察到可见的变化。将Hartley白化豚鼠(对于测试组，n＝11；对于阳性对照，n＝6；对于阴性对照，n＝6)以每星期连续三天每天6个小时与0.3mL的测试物接触三个星期。在最后的诱导接触之后，在14+/-1天进行激发接触。在去除激发贴片之后的24和48个小时，对服药的部位进行评分。

图31：大鼠口服毒性结果的评价。在通过口服灌胃，以0.625mg/kg至160mg/kg范围的剂量，将在水中的KL-140/2.5或者在水中的KrL-120/5.0给药至大鼠之后，没有注意到异常情况。每个雄性、年轻的Sprague Dawley大鼠(每组N＝5)给药2mL。进行三天的临床观察。

图32：腹膜腔内给药之后的小鼠全身性毒性的评价。CD-1小鼠接受40mL/kg的水或者40mL/kg的2wt％测试物K-100、KL-140/2.5-RAN或者KrL-120/5.0水稀释液的腹膜腔内注射。每个动物的最终剂量是800mg/kg。每组N＝5个CD-1小鼠。进行三天的临床观察。

图33：腹膜腔内给药之后的小鼠全身性毒性的评价。CD-1小鼠接受40mL/kg的盐水或者40mL/kg的多个浓度的KrL-130/3.3水稀释液的腹膜腔内注射。每个动物的最终剂量在12.5mg/kg至800mg/kg的范围内。每组N＝5个CD-1小鼠。进行三天的临床观察。

图34：腹膜腔内给药之后的小鼠全身性毒性的评价。CD-1小鼠接受40mL/kg的水或者40mL/kg的多个浓度的KrL-120/5.0批次93或者批次94水稀释液的腹膜腔内注射。每个动物的最终剂量在50mg/kg至800mg/kg的范围内。每组N＝5个CD-1小鼠。进行三天的临床观察。

图35：腹膜腔内给药之后的小鼠全身性毒性的评价。CD-1小鼠接受40mL/kg的水或者40mL/kg的多个浓度的KL-170/3.3或者KL-140/2.5水稀释液的腹膜腔内注射。每个动物的最终剂量在6.25mg/kg至400mg/kg的范围内。每组N＝5个CD-1小鼠。进行三天的临床观察。

图36：腹膜腔内给药之后的小鼠全身性毒性的评价。CD-1小鼠接受40mL/kg的水或者40mL/kg的多种配制物和浓度的KL-140/2.5的腹膜腔内注射。每个动物的最终剂量在1.25mg/kg至400mg/kg的范围内。每组N＝5个CD-1小鼠。进行三天的临床观察。

图37：腹膜腔内给药之后的小鼠全身性毒性的评价。CD-1小鼠接受40mL/kg的水或者40mL/kg的多种配制物和多个浓度下的KrL-120/5.0的腹膜腔内注射。每个动物的最终剂量在50mg/kg至800mg/kg的范围内。每组N＝5个CD-1小鼠。进行三天的临床观察。

图38：在伽马射线灭菌之前和在25-40kGy剂量伽马射线灭菌之后的KL-140/2.5(批次73)的SEC色谱图。数据显示了在伽马辐射之后的分子结构的分解。

图39：在伽马射线灭菌之前和在25-40kGy剂量伽马射线灭菌之后的KL-120/5.0(批次94)的SEC色谱图。数据显示了在伽马辐射之后的分子结构的分解。

图40：在电子束灭菌之前和在25kGy剂量电子束灭菌之后的KL-160/3.2(批次BAC003)的SEC色谱图。数据显示了在电子束灭菌之后的分子结构的分解。

图41：在伽马射线灭菌之前和在25-40kGy剂量伽马射线灭菌之后的两种KL-140/2.5(批次73和95)的质构分析。使用探测速度为0.5mm/s的TA.XT2质构分析仪进行测量。数据显示在伽马辐射之后，大部分这些组合物的坚固性降低。

图42：在高压灭菌之前和在高压灭菌之后的在水中制备的KL-140/2.5(批次73)的SEC色谱图。数据显示在高压灭菌之后维持了分子结构。

图43：在高压灭菌之前和在高压灭菌之后的在水中制备的KL-120/5.0(批次94)的SEC色谱图。数据显示在高压灭菌之后维持了分子结构。

图44：在高压灭菌之前和在高压灭菌之后的在水中制备的2wt％的KL-160/3.2(批次BAC003)的SEC色谱图。数据显示在高压灭菌之后维持了分子结构。

图45：在灭菌之前、在高压灭菌之后和在过滤灭菌之后，在具有2％丙二醇的水中制备的2wt％的KL-160/3.2(批次BAC003)的SEC色谱图。数据显示在高压灭菌之后和在过滤灭菌之后维持了分子结构。

图46：在灭菌之前、在高压灭菌之后和在过滤灭菌之后的在具有2.33％甘油的水中制备的2wt％的KL-160/3.2(批次BAC003)的SEC色谱图。数据显示在高压灭菌之后和在过滤灭菌之后维持了分子结构。

图47：在过滤灭菌之前和过滤灭菌之后，在具有2.1％丙二醇的水中的2.0wt％的阳离子型合成多肽KL-120/2.5(批次BAC004)的动力粘度。在室温下使用带有尺寸21的轴和尺寸13R的腔室的Brookfield RVDV(EQ-AL-2014-16)旋转粘度计测量2分钟以上。

图48：在高压灭菌之前和过滤灭菌之后，在水中的2.0wt％的阳离子型合成多肽KL-160/3.2(批次BAC003)的动力粘度。使用Brookfield RVDV(EQ-AL-2014-16)旋转粘度计测量2分钟以上。

图49：在高压灭菌之前和高压灭菌之后，在具有2.33％甘油的水中的2.0wt％的阳离子型合成多肽KL-160/3.2(批次BAC003)的动力粘度。使用Brookfield RVDV(EQ-AL-2014-16)旋转粘度计测量2分钟以上。

图50：在高压灭菌之前和在高压灭菌之后，在具有1％羟乙基纤维素(HEC)的水中和在没有1％羟乙基纤维素(HEC)的水中的1wt％和2wt％的阳离子型合成多肽KL-140/2.5的两个批次(98和99)的质构分析。使用探测速度为2mm/s的TA.XT2质构分析仪进行测量。数据显示在高压灭菌之后，维持了有益的坚固性性质。在更高浓度的制剂下和在配制有HEC的制剂中，观察到坚固性整体上有些下降。

图51：在高压灭菌之前和在高压灭菌之后，在具有1wt％羟丙基纤维素(HPC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)或者甲基纤维素(MC)的水中的1wt％的阳离子型合成多肽KL-140/2.5(批次99)的质构分析。使用探测速度为2mm/s的TA.XT2质构分析仪进行测量。

图52：在高压灭菌之前和高压灭菌之后，在水中的阳离子型合成多肽KrL-120/5.0的制剂(批次94)的表面张力的减少。制备0.1mM样本，并且在室温下使用具有500g称重传感器、5cm直径的杜诺依环且探测速度为0.2mm/s的TA.XT2质构分析仪评估样本。

图53：伤口分类的图形化描述。

图54A-B：对离体猪皮肤模型进行微生物接种前处理的结果。在离体猪皮肤上展示了KL-120/2.5制剂(批次BAC003)和KL-160/3.2制剂(批次BAC004)的抗微生物屏障性质。数据显示了在接种皮肤外植体之后的3个小时存活的绿脓杆菌的log CFU，皮肤外植体用水预处理了30分钟(对照组；N＝8)或者用(a)0.5-2.0wt％KL-120/2.5(N＝8)或者(b)0.5-2.0wt％KL-160/3.2(N＝8)进行了预处理。在“未倾斜”组中，在用阳离子型合成多肽制剂进行预处理期间，外植体保持水平；在“倾斜”组中，将外植体倾斜90°至竖直位置15分钟的时间，以促进在接种之前涂覆的阳离子型合成多肽制剂流出。*没有检测到微生物。误差线描绘了SEM。

图55A-B：对猪开放性伤口模型进行微生物接种前处理的结果。阳离子型合成多肽KL-160/3.2的制剂(批次BAC003)阻止猪模型(N＝5个伤口；4个用于“N.I.”)的微生物污染。a)表皮葡萄球菌b)绿脓杆菌。N.I.＝未接种。在接种表皮葡萄球菌和绿脓杆菌的混合培养物之前的15分钟，用所示浓度的1.0mL的KL-160/3.2或者水对全层皮肤缺损的伤口(Full-thickness wound)进行预处理。在4个小时之后评估总微生物计数以及选择性的表皮葡萄球菌和绿脓杆菌计数。在所有情况下，p<0.01时，对照组和KL-160/3.2之间的差异是显著的。*没有检测到微生物。

图56A-B：对猪开放性伤口模型进行微生物接种前处理的结果。KL-160/3.2(批次BAC003)阻止猪模型(每组N＝4个伤口)的微生物污染。a)表皮葡萄球菌b)绿脓杆菌。在接种表皮葡萄球菌和绿脓杆菌的混合培养物之前的24小时、4小时或者1小时，用所示浓度的1.0mL的KL-160/3.2或者用水对全层皮肤缺损的伤口进行预处理。在接种之后的4个小时，评估总微生物计数以及选择性的表皮葡萄球菌和绿脓杆菌计数。

图57A-B：对带外科网片的啮齿动物闭合性伤口模型进行微生物接种前处理的结果。KL-160/3.2(批次BAC003)(在水中1wt％)显示了对带异物的啮齿动物闭合性伤口模型中的(a)MRSA(ATCC 33593)和(b)绿脓杆菌(ATCC 27317)的活性(KL-160/3.2N＝6；对照组N＝8；Sprague-Dawley大鼠)。显示对于每克用于活检样本的组织和每个植入的聚丙烯网片的Log CFU。在微生物接种之前的15分钟施用KL-160/3.2制剂；在48小时之后评估微生物负载。对于两种微生物，p<0.0001时，对照组和KL-160/3.2组之间的差异是显著的。*没有检测到微生物。

图58：抗生物膜活性。阳离子型合成多肽KrL-100/5.7(批次BAC002)的最小生物膜清除浓度(MBEC)试验。对生物膜中的绿脓杆菌(ATCC BAA-47)的活性。将绿脓杆菌生物膜与不同浓度(在水中0.001％、0.01％、0.1％和1.0％)的阳离子型合成多肽接触20分钟或者3个小时，并且处理样本以测量菌落形成单位(CFU)。*＝没有检测到微生物。

图59：抗生物膜活性。阳离子型合成多肽KrL-100/5.7制剂(批次BAC002)和KL-100/5.7制剂(批次D-301-67-03)的最小生物膜清除浓度(MBEC)试验。对生物膜中的绿脓杆菌(ATCC BAA-47)的活性。将绿脓杆菌生物膜与在水中的不同浓度(0.01％、0.1％和1.0％)的阳离子型合成多肽制剂接触3个小时，并且处理样本以测量菌落形成单位(CFU)。

图60：对带外科网片的啮齿动物闭合性伤口模型进行微生物接种后处理的结果。阳离子型合成多肽KrL-100/5.7制剂(批次BAC002)显示出对带异物的啮齿动物闭合性伤口模型中的MRSA(ATCC 33593)的活性(KrL-100/5.7N＝6；对照组N＝8；Sprague-Dawley大鼠)。显示对于每克用于活检样本的组织和每个植入的聚丙烯网片的Log CFU存活率。在微生物接种之后的15分钟施用KrL-100/5.7制剂(0.01％、0.1％和1.0％)；在48小时之后评估微生物负载。以均值+SEM呈现数据。*没有检测到微生物。

图61A-B：对带外科网片的啮齿动物闭合性伤口模型进行微生物接种后处理的结果。(a)接种MRSA的组织活检和网片的组织病理切片。处理样本以用于组织学，并且用H&E对样本染色。(b)由有经验的兽医病理学家通过显微镜分析确定炎症评分。

图62：对带外科网片的啮齿动物闭合性伤口模型进行微生物接种后处理的结果。阳离子型合成多肽KrL-100/5.7制剂(批次BAC002)显示出对带异物的啮齿动物闭合性伤口模型中的绿脓杆菌(ATCC 27317)的活性(KrL-100/5.7N＝6；对照组N＝8；Sprague-Dawley大鼠)。显示对于每克用于活检样本的组织和每个植入的聚丙烯网片的Log CFU存活率。在微生物接种之后的15分钟施用KrL-100/5.7制剂(0.01％、0.1％和1.0％)；在48小时之后评估微生物负载。以均值+SEM呈现数据。*没有检测到微生物。

图63A-B：对带外科网片的啮齿动物闭合性伤口模型进行微生物接种后处理的结果。(a)接种绿脓杆菌的组织活检和网片的组织病理切片。处理样本以用于组织学，并且用H&E对样本染色。(b)由有经验的兽医病理学家通过显微镜分析确定炎症评分。

具体实施方式

定义

在描述抗微生物阳离子型合成多肽的上下文中，本文所使用的术语“抗微生物”具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括表现出杀灭微生物活性的多肽，所述杀灭微生物活性根据对选自由金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌和大肠杆菌组成的组的至少一种细菌的60分钟时间-杀菌试验所确定。

在描述抗微生物阳离子型合成多肽的上下文中，本文所使用的术语“多肽”具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括含有通过肽键连接在一起的两个或更多个氨基酸重复单元(也被称为氨基酸残基，或者更简单地，单元或者残基)的聚合物。共聚多肽是一种包括两种或更多种不同的氨基酸重复单元的多肽。聚合物的分子量是通过具有分子量标准的尺寸排除色谱(SEC)或者使用光散射检测所确定的分子量。

术语“嵌段”或者“嵌段的”共聚多肽具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括含有长度为至少10个氨基酸单元的一个段(“嵌段”)或者多个段的氨基酸单元的序列排布，与共聚多肽的总体组成相比，共聚多肽在所述一个段或者多个段中相对富含有一种或者多种氨基酸单元。一般而言，合成嵌段共聚多肽的序列排布反映出对共聚过程的蓄意控制。类似地，术语“无规”共聚多肽具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括作为反映出在聚合混合物中的对应氨基酸单体的浓度的统计学分布的氨基酸单元的序列排布。

在描述合成抗微生物阳离子嵌段共聚肽的上下文中，术语“疏水”嵌段具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括其中的嵌段或者段含有多个疏水性氨基酸单元的序列排布。疏水性氨基酸单元的示例对于本领域技术人员而言是习知的，并且包括甘氨酸(G)、亮氨酸(L)、异亮氨酸(I)、缬氨酸(V)、脯氨酸(P)、色氨酸(W)、半胱氨酸(C)、蛋氨酸(M)、苯丙氨酸(F)和丙氨酸(A)。类似地，术语“亲水性”嵌段具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括其中的嵌段或段含有多个亲水性氨基酸单元的序列排布。亲水性氨基酸单元的示例对于本领域技术人员而言是习知的，并且包括丝氨酸(S)、苏氨酸(T)、天冬氨酸(D)和谷氨酸(E)以及带正电荷的氨基酸赖氨酸(K)、精氨酸(R)、组氨酸(H)和鸟氨酸(O)。

在描述抗微生物阳离子型合成多肽的上下文中，本文所使用的术语“带正电荷的”或者“阳离子”具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括在中性pH下带正电荷的氨基酸单元或者多肽。在中性pH下带正电荷的氨基酸单元的示例包括赖氨酸、精氨酸、组氨酸和鸟氨酸，并且因此在多肽中这些带正电荷的单元的一种或者多种的存在(以超过任意阴离子单元的量)能够赋予所述多肽阳离子性。

在描述经灭菌的抗微生物药物组合物的上下文中，本文所使用的术语“经灭菌的”具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括已经经历了一个灭菌过程或者多个灭菌过程的组合物，该灭菌过程具有确保在组合物中没有已知的病原体或者将组合物中已知的病原体减少至这样的程度的效果：使得经灭菌的组合物对于向身体孔窍的局部给药(例如鼻腔给药)或者向开放性皮肤的局部给药(例如向开放性伤口(例如手术部位)的给药)在临床上可接受。这种灭菌过程的非限制性示例包括热灭菌(例如高压灭菌)、无菌过滤、辐射和/或用化学试剂(例如环氧乙烷)处理。

在描述自组装的多肽的上下文中，本文所使用的术语“自组装”具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括分散于媒介(例如药物组合物的其他成分)中时的多肽构型，在所述媒介中，多肽的某些段或者嵌段之间的分子间吸引力致使这些段或者嵌段松弛地彼此结合。例如，如在美国专利号9,017,730中所记录的，在水溶液中观察到了嵌段阳离子共聚多肽的自组装，从而产生了各种分级结构，所述分级结构取决于疏水域的构型和它们对聚合物链之间的分子间相互吸引作用的影响。反之，美国专利号9,017,730指出无规共聚多肽没有表现出自组装。本领域技术人员已知各种用于确定阳离子型合成多肽是否是自组装的技术(例如参见美国专利号9,017,730)。与在稀释溶液中表现出无规排布并且没有表现出自组装的其他相当的阳离子型合成多肽相比，自组装的阳离子型合成多肽通常表现出更高的粘度。

在描述促进多肽的自组装的分子特征或者参数的上下文中，本文所使用的术语例如“促进”或者“促进了”具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括允许或者增强这样的自组装。例如，美国专利号9,017,730和9,446,090描述了被配置为促进共聚多肽在水中的自组装的疏水性氨基酸单元和亲水性氨基酸单元的各种序列排布。类似地，被配置为引起促进多肽自组装的灭菌状态的灭菌技术是当被施加于这样的多肽或者施加于分散于含水载体中的多肽的组合物时，允许自组装或者增强自组装的灭菌技术。同样地，被选择以促进多肽自组装的含水载体的组合物是当这样的多肽分散于含水载体时允许自组装或者增强自组装的组合物。

在描述自组装的合成阳离子嵌段共聚多肽与其他相当的无规合成阳离子共聚多肽的比较的上下文中，本文所使用的术语“其他相当的无规合成阳离子共聚多肽”具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括分子量以及相同疏水性氨基酸重复单元与相同亲水性氨基酸重复单元的相对数与自组装的合成阳离子嵌段共聚多肽大约相同的共聚多肽，只是在相当的共聚多肽中，这些氨基酸重复单元的序列排布是无规的而非嵌段的。例如，对于具有平均长度为约120个单元的亲水性(带正电荷的)赖氨酸嵌段和平均长度为约30个单元的疏水性亮氨酸嵌段的自组装嵌段共聚多肽，其他相当的无规合成阳离子共聚多肽是每个共聚多肽链含有平均约120个赖氨酸单元和约30个亮氨酸单元的共聚多肽，只是这些单元沿无规共聚多肽的链的序列排布是反映出在聚合混合物中的赖氨酸和亮氨酸单体的浓度的统计分布。

在描述以对至少部分地预防和/或治疗感染有效的充足的量将经灭菌的抗微生物药物组合物给药至哺乳动物身体的部位的上下文中，术语“充足的”和“充足”具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括是获得预期的预防和/或治疗效果所需要的剂量的至少10倍的共聚多肽的给药量。通常而言，包括对70kg的人进行1g或者更多阳离子型合成多肽给药(这代表14.3mg/kg)的抗微生物药物组合物的总治疗剂量被认为是充足的给药。本领域技术人员认可通常在“治疗窗”内进行生物活性化合物给药，治疗窗包括在进行生物活性化合物给药的主体中，获得预期的治疗响应并且没有引起显著副作用的剂量范围。该剂量范围一般在最低有效浓度(MEC)和最低中毒浓度(MTC)之间，并且通常针对每种生物活性化合物进行预先确定，并且以剂量推荐的方式传达给主体和/或护理者。然而，在一些情形中，例如向哺乳动物主体的身体孔窍和/或开放性伤口局部施用抗微生物组合物，确定MEC可能是不现实的，并且因此具有抗微生物剂充足给药的灵活性是非常有益的。例如，当在时间可能是关键的紧急情况下处理开放性伤口时，具有向开放性伤口充足地(例如MEC的至少十倍的量)施用抗微生物剂的灵活性而不必担心给药量超过MTC，对于护理者而言是非常有益的。可以通过本领域技术人员习知的方法，例如如下文实施例中所描述的这些方法，来确定用于特定的经灭菌的抗微生物药物组合物的MEC(例如，在体外时间-杀菌试验中实现3-logCFU的杀菌的有效量)。

在描述包括含水载体和分散于含水载体中的抗微生物阳离子型合成多肽或由含水载体和分散于含水载体中的抗微生物阳离子型合成多肽组成的抗微生物药物组合物的上下文中，术语“含水载体”具有其如本领域技术人员所理解的通用含义，并且因此包括各种基于水的载体体系，基于水的载体体系可以选择性地含有分散物质，例如离子添加剂(例如盐)或者非离子添加剂(例如聚合物、醇、糖和/或表面活性剂)。分散于含水载体中的物质可以是溶解于含水载体中和/或以小颗粒的形式分散。

抗微生物药物组合物

多个实施例提供抗微生物药物组合物，该抗微生物药物组合物包括含水载体和分散于所述含水载体中的抗微生物阳离子型合成多肽，或者由含水载体和分散于所述含水载体中的抗微生物阳离子型合成多肽组成。分散于含水载体中的阳离子多肽的量可以在很宽的范围内变化，主要取决于所需的抗微生物药物组合物的粘度。例如，在多个实施例中，抗微生物药物组合物中的阳离子型合成多肽的量在基于抗微生物药物组合物的总重量的约0.001重量％至约10重量％的范围内。在一些实施例中，分散于含水载体中的阳离子型合成多肽的量在基于抗微生物药物组合物的总重量的约0.01重量％至约5重量％的范围内。

在多个实施例中，分散于含水载体中的抗微生物阳离子型合成多肽包括多个带正电荷的氨基酸单元(在中性pH下)。在一个实施例中，阳离子型合成多肽包括至少40个氨基酸单元，所述至少40个氨基酸单元中的至少一些是带正电荷的。在一个实施例中，阳离子型合成多肽中的带正电荷的氨基酸单元的数量为至少10个、至少15个或者至少20个。在中性pH下带正电荷的适宜的氨基酸单元的示例有赖氨酸、精氨酸、组氨酸及其组合。在一个实施例中，阳离子型合成多肽中的多个带正电荷的氨基酸单元包括带正电荷的赖氨酸单元。

在多个实施例中，当以在去离子水中2wt％的浓度并且在37℃的温度下进行测量时，抗微生物阳离子型合成多肽的粘度为2厘沲(cSt)或者更大。可以通过调节多肽的分子量、带正电荷的氨基酸单元的水平和/或多肽自组装的程度，来制备具有更高或者更低粘度范围(例如，约1.5cSt至约16,000cSt，或者约2.0cSt至约16,000cSt)的适宜的阳离子型合成多肽。在一个实施例中，当以在去离子水中2wt％的浓度并且在37℃的温度下进行测量时，抗微生物阳离子型合成多肽的粘度大于牛血清白蛋白的粘度。

抗微生物阳离子型合成多肽可以是共聚多肽，除了带正电荷的氨基酸单元以外，该共聚多肽还包括其他单体单元。例如，在多个实施例中，抗微生物阳离子型合成多肽还可以包括多个疏水性氨基酸单元。在多个实施例中，阳离子共聚多肽中的疏水性氨基酸单元的数量为至少5个、至少10个或者至少15个。适宜的疏水性氨基酸单元的示例包括亮氨酸(L)、异亮氨酸(I)、缬氨酸(V)、苯丙氨酸(F)、丙氨酸及其组合。在一个实施例中，阳离子型合成多肽中的多个疏水性氨基酸单元包括亮氨酸单元。

在阳离子型合成多肽中，氨基酸单元的序列排布可以是无规的、嵌段的或者其组合。例如，在一个实施例中，在阳离子型合成多肽中，疏水性氨基酸单元和带正电荷的氨基酸单元的序列排布是嵌段的。在许多实施例中，这样的嵌段共聚多肽可以包括各种疏水性和亲水性氨基酸单元。例如，在一个实施例中，阳离子型合成多肽是包括疏水性亮氨酸单元和带正电荷的赖氨酸单元的嵌段共聚多肽。

在多个实施例中，抗微生物阳离子型合成多肽在水和其他含水载体中自组装为多聚体结构。多聚体结构的示例包括胶束、片、囊泡和原纤维(参见美国专利号9,017,730)。在一个实施例中，在37℃的去离子水中浓度为3wt％的抗微生物阳离子型合成多肽形成了自支撑水凝胶。在一个实施例中，根据所测量出的相较于单独的去离子水的至少10％或者至少20％的表面张力的降低，抗微生物阳离子型合成多肽在37℃的去离子水中表现出表面活性剂活性。在一个实施例中，由在去离子水中在37℃下多肽的临界聚集浓度低于1000μg/mL证明抗微生物阳离子型合成多肽的自组装。在一个实施例中，由在去离子水中在37℃下多肽的临界聚集浓度低于100μg/mL证明抗微生物阳离子型合成多肽的自组装。

可以通过各种方式来控制抗微生物阳离子型合成多肽的自组装。例如，在一个实施例中，抗微生物阳离子型合成多肽包括疏水性氨基酸单元和带正电荷的氨基酸单元的序列排布，该序列排布构造成促进抗微生物阳离子型合成多肽自组装为多聚体结构。例如，通过疏水性氨基酸单元和带正电荷的氨基酸单元的嵌段序列排布来增强多肽的自组装。在多肽中，较高的疏水性氨基酸单元含量和/或较长的疏水性氨基酸单元嵌段易于增强在含水载体中的自组装。

可以将本文描述的抗微生物阳离子型合成多肽分散于含水载体中，以形成抗微生物药物组合物。在多个实施例中，含水载体是水。在其他实施例中，含水载体是包括药学上可接受的盐、非离子添加剂或其组合的水溶液。盐倾向于抑制多肽的自组装，并且因此应当避免过量的盐。含有药学上可接受的盐的合适的含水载体的示例有生理盐水、半浓度生理盐水、四分之一浓度生理盐水和磷酸盐缓冲盐水。在一个实施例中，含水载体包括氯化钠。在各个实施例中，含水载体是包括非离子添加剂的水溶液。合适的非离子添加剂的示例包括右旋糖、甘露醇、甘油、木糖醇、山梨醇、表面活性剂及其组合。

含水载体可以包括各种量的添加剂，例如药学上可接受的盐、非离子添加剂或其组合。在多个实施例中，含水载体包括的药学上可接受的盐的量为9.0g/L或者更少；或者8.0g/L或者更少；或者7.0g/L或者更少；或者6.0g/L或者更少；或者5.0g/L或者更少；或者4.5g/L或者更少；或者4.0g/L或者更少；或者3.0g/L或者更少。在一个实施例中，对含水载体中的添加剂的量进行选择，以控制抗微生物药物组合物的粘度。在一个实施例中，含水载体包括增加抗微生物药物组合物的粘度的量的添加剂。在一个实施例中，含水载体包括降低抗微生物药物组合物的粘度的量的添加剂。在一个实施例中，非离子添加剂以对于将抗微生物药物组合物的渗透浓度提高至比没有该添加剂的抗微生物药物组合物的渗透浓度大至少10％的值有效的量存在。在多个实施例中，在抗微生物药物组合物中，添加剂的浓度在基于总重量的约0.1wt％至约10wt％的范围内。在多个实施例中，在抗微生物药物组合物中，非离子添加剂的浓度在基于总重量的约0.01wt％至约2wt％的范围内，或者约0.05wt％至约5wt％的范围内。

在多个实施例中，通过灭菌技术来对如本文所描述的抗微生物药物组合物进行灭菌，该灭菌技术用于获得经灭菌的抗微生物药物组合物。在一个实施例中，灭菌技术被设置为对阳离子型合成多肽的化学结构和/或阳离子型合成多肽的自组装趋势具有最小的影响。图42至52中展示了这样的灭菌技术的示例。在一个实施例中，通过灭菌技术来对如本文所描述的抗微生物药物组合物进行灭菌，该灭菌技术被设置来实现经灭菌的药物组合物的抗微生物阳离子型合成多肽的重均分子量和/或分散度与没有通过所述灭菌技术灭菌的抗微生物药物组合物的抗微生物阳离子型合成多肽的重均分子量和/或分散度相当(例如，在约10％内)。在一个实施例中，通过灭菌技术来对如本文所描述的抗微生物药物组合物进行灭菌，该灭菌技术被设置来实现经灭菌的抗微生物药物组合物的在37℃的粘度水平与没有通过该灭菌技术灭菌的抗微生物药物组合物的在37℃的粘度水平相当。在一个实施例中，在37℃下，经灭菌的抗微生物药物组合物的粘度在其他相当的未经灭菌的抗微生物药物组合物的粘度的20％至200％的范围内。

在一个实施例中，在以10mL/kg的剂量灌输到多个小鼠的腹膜腔中之后，根据所测量的在灌输之后72个小时小鼠存活率为50％或者更高的，抗微生物药物组合物具有低毒性。在一个实施例中，在以20mL/kg的剂量灌输到多个小鼠的腹膜腔中之后，根据所测量的在灌输之后72个小时的小鼠存活率为50％或者更高，抗微生物药物组合物具有低毒性。在一个实施例中，在以40mL/kg的剂量灌输到多个小鼠的腹膜腔中之后，根据所测量的在灌输之后72个小时的小鼠存活率为50％或者更高，抗微生物药物组合物具有低毒性。在一个实施例中，抗微生物药物组合物的杀灭微生物活性与其他相当的未经灭菌的抗微生物药物组合物的杀灭微生物活性相当，其中，通过对选自由金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌和大肠杆菌组成的组中的至少一种细菌的60分钟时间-杀菌试验来确定杀灭微生物活性。

对于本文描述的抗微生物药物组合物，包括其他活性药物成分可以增强抗微生物性能和/或降低毒性的风险，不论是局部的还是全身性的。特别地，包括其他抗微生物剂(包括抗生素、抗菌剂、碘化合物和/或银化合物)可以与阳离子型合成多肽协同作用，以帮助预防和/或治疗感染。此外，包括一种或者多种抗炎剂可以增强性能和/或降低毒性风险，不论是局部的还是全身性的。局部炎症可能为各种疾病环境的发病机理作出贡献，疾病环境也包括微生物污染或感染。示例包括外耳炎、慢性鼻窦炎、肺部病症和某些伤口病症。这样的病症可以用阳离子型合成多肽和抗炎剂(例如皮质类固醇、抗组胺剂和/或抗细胞因子剂)的组合来治疗。这样，在含有阳离子型合成多肽的抗微生物组合物中包括抗炎剂可以提供益处。

在一个实施例中，抗微生物药物组合物包括抗炎化合物。例如，在一个实施例中，抗炎化合物选自由皮质类固醇、组胺抑制剂和细胞因子抑制剂组成的组。皮质类固醇的示例包括二丙酸倍他米松、丙酸氯倍他索、醋酸双氟拉松、醋酸氟轻松和卤倍他索丙酸酯。组胺抑制剂的示例包括抑制组胺H1、H2、H3和H4受体的组胺抑制剂。细胞因子抑制剂的示例包括糖皮质激素和己酮可可碱。

可以以各种方式制备本文描述的抗微生物药物组合物。在一个实施例中，以在美国专利号9,017,730和/或US 9,446,090中教导的方式制备抗微生物阳离子型合成多肽，出于各种目的(包括教导这种用于制备阳离子多肽的方法)，将美国专利号9,017,730和US 9,446,090通过引用明确地并入本文。抗微生物药物组合物可以这样制备：将抗微生物阳离子型合成多肽与含水载体组合，从而将多肽分散(例如溶解)于含水载体中。例如，可以通过在约20℃至90℃范围内的温度下用搅拌将成分(阳离子多肽、含水载体和可选择的成分，例如抗炎化合物)混合对分散(例如溶解)多肽有效的一段时间来完成这样的组合。可以以任意顺序将各种成分混合在一起，即使在个别情况中本领域技术人员可能更倾向于特定的顺序。

预防微生物污染的方法

多个实施例提供了预防组织的微生物污染的方法，所述方法特别适用于除了完整、健康的皮肤以外的组织。例如，在一个实施例中，这样的方法包括鉴别除了完整、健康的皮肤以外的处于微生物污染风险的组织部位的哺乳动物主体。这样的组织部位的示例包括病变的皮肤、手术部位、外伤伤口、经清创的组织、腹膜腔、肺气道、窦和泌尿道。在一个实施例中，所述方法包括以对至少部分地保护所述组织部位免于变得被微生物污染有效的量，将本文描述的抗微生物药物组合物给药至所述组织部位。例如，在一些实施例中，所述方法至少部分地保护所述组织部位免于变得被选自由金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌和大肠杆菌组成的组中的至少一种细菌感染。所述方法还包括对所述组织部位取样，以评估微生物负载，例如，选自由金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌和大肠杆菌组成的组中的至少一种细菌的负载。在一个实施例中，在手术中，将所述抗微生物药物组合物给药至手术部位。可以通过直接的局部施用来完成抗微生物药物组合物向所述组织部位的给药。

使用通过本文提供的指引所获知的常规实验，本领域技术人员可以确定对至少部分地保护所述组织部位免于变得被微生物污染有效的抗微生物药物组合物的量。在多个实施例中，抗微生物药物组合物具有宽广的治疗窗，并且因此提供了相对宽的剂量范围，在该剂量范围内，实现了所需的免受感染的保护。在一些实施例中，该治疗窗有利于抗微生物药物组合物向组织部位的充足给药。

减少微生物负载的方法

多个实施例提供了减少组织中或组织上的微生物负载的方法，所述方法特别适用于除了完整、健康的皮肤以外的组织。例如，在一个实施例中，这样的方法包括鉴别具有除了完整、健康的皮肤以外的带微生物负载的组织部位的哺乳动物主体。这样的组织部位的示例包括病变的皮肤、手术部位、外伤伤口、经清创的组织、腹膜腔、肺气道、窦和泌尿道。在一个实施例中，所述组织部位受到微生物污染、感染或者两者兼有。在一个实施例中，所述方法包括以对至少部分地减少微生物负载有效的量，将本文描述的抗微生物药物组合物给药至所述组织部位。例如，在一些实施例中，所述方法至少部分地减少在所述组织部位处的选自由金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌和大肠杆菌组成的组中的至少一种细菌的微生物负载。所述方法还包括对所述组织部位取样，以评估微生物负载，例如，选自由金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌和大肠杆菌组成的组中的至少一种细菌的负载。在一个实施例中，在手术中，将所述抗微生物药物组合物给药至受到微生物污染、感染或者两者兼有的组织部位。

使用通过本文提供的指引所获知的常规实验，本领域技术人员可以确定对至少部分地减少微生物负载有效的抗微生物药物组合物的量。在多个实施例中，抗微生物药物组合物具有宽广的治疗窗，并且因此提供了相对宽的剂量范围，在该剂量范围内，实现了预期的微生物负载的减少。在一些实施例中，该治疗窗有利于抗微生物药物组合物向组织部位的充足给药。可以通过局部直接施用来完成抗微生物药物组合物向所述组织部位的给药。

实施例

可以使用各种氨基酸序列排布来制备阳离子型合成多肽，图1中示意性地示出了一些序列排布。某些排布可以被称作嵌段或段。通常而言，这些排布可以是含有多个一种类型的氨基酸(例如阳离子型、阴离子型、疏水性的)的氨基酸单元的延伸。本文描述的阳离子型合成多肽根据美国专利号9,017,730中和9,446,090中描述的合成方法来制备，出于各种目的，包括出于描述阳离子型合成多肽及其制备方法的目的，将美国专利号9,017,730和9,446,090以其全文通过引用并入本文。

阳离子嵌段在中性pH下具有多个正电荷，并且在长度上可以从约10个氨基酸单元至远超过300个氨基酸单元大幅变化。带正电荷的氨基酸单元可以选自赖氨酸(K)、精氨酸(R)、组氨酸(H)或者鸟氨酸(D)。阳离子嵌段不需要全部由阳离子氨基酸组成。除了多个阳离子氨基酸，嵌段的段还可以包括其他氨基酸，包括极性氨基酸，例如丝氨酸(S)和苏氨酸(T)，极性氨基酸将有助于维持亲水性。小百分比的带负电荷的氨基酸和/或疏水性氨基酸也可以包括在阳离子嵌段中，只要在嵌段中阳离子单元比阴离子单元多。

疏水性嵌段具有多个疏水性氨基酸，并且在长度上通常可以为约5个氨基酸单元至约60个氨基酸单元大幅变化。疏水性嵌段也可以显示第二结构(例如，α螺旋结构对比无序结构)。疏水性氨基酸在pH 7.0下不带电。另外，疏水性氨基酸具有主要由碳和氢构成的侧链，具有非常小的偶极矩，并且易于被水排斥。疏水性氨基酸可以选自包括甘氨酸(G)、丙氨酸(A)、缬氨酸(V)、亮氨酸(L)、异亮氨酸(I)、脯氨酸(P)、苯丙氨酸(F)和蛋氨酸(M)的清单。疏水性嵌段不需要全部由疏水性氨基酸组成。除了多个疏水性氨基酸，嵌段的段还可以包括其他氨基酸，包括极性氨基酸，例如丝氨酸(S)和苏氨酸(T)。小百分比的带电氨基酸也可以包括在疏水性嵌段中。

可以制备总链长范围宽(通常在低端约20个氨基酸单元或更少并且高端约400个氨基酸单元或更多的范围内)的具有阳离子-疏水性嵌段架构的阳离子型合成多肽。如图2所示，用嵌段架构描述阳离子多肽，阳离子多肽可以被分为三类：(I)长阳离子段(>200个氨基酸单元)；(II)中等阳离子段(100-199个氨基酸单元)；和(III)短阳离子段(10-99个氨基酸单元)。阳离子嵌段长度与疏水性嵌段长度的比例可以在宽范围内变化，通常为从低端的约1.5至高端的约15或者更多。这些阳离子型合成多肽的平均分子量可以在宽范围内变化，通常为从低端的约3,000Da至高端的约70,000Da或者更多。图3更加详细地示出这种具有分段架构的阳离子型合成多肽的组成。

如下文更加详细的描述的，我们已经合成并且测试了若干不同的具有嵌段序列排布的阳离子型合成多肽。为了进行比较，我们也已经合成了具有相当的氨基酸组成但是没有嵌段或者分段的序列排布的阳离子多肽。已经发现这些阳离子型合成多肽在多个功能性能方面不同，包括抗微生物活性、止血性能、屏障性能和表面活性剂活性。此外，已经证明分子设计和配制物均会影响这些功能性能。关于分子设计特征，我们已经观察到总链长和阳离子/亲水性嵌段长度与疏水性嵌段长度的比例是对功能性具有高度影响的特征。每个嵌段内的具体特征，包括氨基酸的选择和对映体纯度，也有影响。

在本申请中，我们使用的命名基于阳离子型合成多肽的两个关键特征：总链长和阳离子嵌段长度与疏水性嵌段长度的比例。举例来说，KL-140/2.5的大概平均链长为140个氨基酸，并且阳离子段与疏水段的大概比例为2.5。在该聚合物中，阳离子氨基酸单元是赖氨酸(K)并且疏水性氨基酸单元是对映体纯的L-亮氨酸(L)。作为另一个示例，KrL-100/5.7的大概平均链长为100个氨基酸单元，并且阳离子段与疏水段的大概比例为5.7。在该聚合物中，阳离子氨基酸单元是赖氨酸(K)并且疏水性氨基酸单元是外消旋D,L-亮氨酸(rL)。作为另一个示例，RrL-75/2.8的大概平均链长为75个氨基酸单元。在该聚合物中，阳离子氨基酸单元是精氨酸并且疏水性氨基酸单元是外消旋D,L-亮氨酸(rL)。

在美国专利号9,017,730和US 9,446,090中已经描述(使用不同的命名体系)的阳离子型合成多肽包括K₅₅、K₅₅L₅、K₅₅L₁₀、K₅₅L₁₅、K₅₅L₂₀、K₅₅L₂₀-RAN、K₅₅L₂₅、K₅₅L₃₀、K₅₅(rac-L)₅、K₅₅(rac-L)₅-RAN、K₅₅(rac-L)₁₀、K₅₅(rac-L)₁₀-RAN、K₅₅(rac-L)₂₀、R^H ₅₅(rac-L)₂₀、K₅₅(rac-L)₂₀-RAN、K₅₅(rac-L)₃₀、K₅₅(rac-I)₂₀、K₅₅(rac-L/F)₂₀、K₅₅(rac-V)₂₀、K₅₅(rac-A)₂₀、[K_65-(rac-L)₁₅-RAN](rac-L)₂₀、K₈₀、K₈₀(rac-L)₂₀、K₉₀(rac-L)₃₀、K₉₀(rac-L)₃₀-RAN、K₉₉L₃₆、K₉₉(rac-L)₃₆、K₉₉(rac-L)₃₆-RAN、K₁₀₀、K₁₀₀L₂₀、K₁₀₀L₃₀、K₁₀₀L₄₀、K₁₀₀L₄₀-RAN、K₁₀₀L₅₀、K₁₀₀L₆₀、K₁₀₀(rac-L)₂₀、K₁₀₀(rac-L)₂₀-RAN、K₁₀₀(rac-L)₃₀、K₁₀₀(rac-L)₄₀、K₁₀₀(rac-L)₆₀、K₁₂₀(rac-L)₁₀、K₁₂₀(rac-L)₄₀、K₁₂₀(rac-L)₄₀-RAN、K₁₂₀(rac-L)₅₀、K₁₂₀(rac-L)₅₀-RAN、K₁₃₀L₂₀、K₁₃₀L₃₀、K₁₃₀L₄₀、K₁₃₀L₄₀-RAN、K₁₃₀L₆₀、K₁₃₀(rac-L)₂₀、K₁₃₀(rac-L)₃₀、K₁₃₀(rac-L)₄₀、K₁₃₀(rac-L)₆₀、K₁₅₀L₃₀、K₁₆₀(rac-L)₂₀、K₁₈₀、K₁₈₀L₁₈、K₁₈₀L₂₀、K₁₈₀L₃₆、K₁₈₀L₅₄、K₁₈₀(rac-L)₁₈、K₁₈₀(rac-L)₂₀、K₁₈₀(rac-L)₃₆、K₁₈₀(rac-L)₅₄、K₁₉₀L₁₀、K₂₀₀L₅₀、PEG₂₀₅(rac-L)₂₀、K₂₅₆、K₃₂₄L₃₆、K₃₆₀ K₃₆₀L₃₆、K₃₆₀L₃₆-RAN、K₃₆₀L₅₄、K₃₆₀L₇₂、K₃₆₀(rac-L)₃₆、K₃₆₀(rac-L)₅₄和K₃₆₀(rac-L)₇₂。

实施例1

阳离子型合成多肽可以被设计为使得制剂具有稳健的杀灭微生物活性并且具有屏障作用，如图4-6所示。图4描述了具有基于赖氨酸和对映体纯L-亮氨酸单元的阳离子-疏水嵌段序列排布的示例性阳离子型合成多肽。多肽制剂的平均总链长为约160个氨基酸单元；发现赖氨酸与亮氨酸或者K:L的比例为3.2。将该阳离子型合成多肽命名为KL-160/3.2，并且聚合物的SEC色谱图显示单峰具有相对低的1.1的分散度

图5描绘了KL-160/3.2在水中的浓度性抗微生物活性。在低至1.6μg/mL的浓度下，对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和白念珠菌的活性具有明确的浓度依赖效应。图6提供了在多个实验中观察到的KL-160/3.2的抗微生物活性的总结。如下文所提到的，当以较高的浓度(例如，大于2wt％)制备于水中时，KL-160/3.2形成了自支撑水凝胶。阳离子型合成多肽的这些性质产生了抗微生物活性和屏障功能的合意组合。认识到这些抗微生物制剂的功能性质取决于配制物(例如添加剂的存在和浓度)以及取决于某些工艺和/或处理程序(包括灭菌方法)的存在、缺乏或程度是非常重要的。

实施例2

阳离子型合成多肽可以被设计为使得制剂具有稳健的杀灭微生物活性并且具有表面活性剂活性，如图7-9所示。图7描述了具有基于赖氨酸和外消旋D,L-亮氨酸单元的阳离子-疏水嵌段序列排布的示例性阳离子型合成多肽。多肽制剂的平均总链长为约100个氨基酸单元；发现赖氨酸与外消旋亮氨酸或者K:rL的比例为5.7。将该阳离子型合成多肽命名为KrL-100/5.7，并且聚合物的SEC色谱图显示单峰具有相对低的1.1的分散度

图8描绘了KrL-100/5.7在水中的浓度依赖性抗微生物活性。在低至1.6μg/mL的浓度下，对金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌和白念珠菌的活性具有明确的浓度依赖效应。图9提供了在多个实验中观察到的KrL-100/5.7的抗微生物活性的总结。如下文所提到的，当制备于水中时，KrL-100/5.7展示出表面活性剂活性。阳离子型合成多肽的这些性质产生了抗微生物活性和表面活性剂功能的合意结合，这可以增强抵抗生物膜和/或组织清创的性能。认识到这些抗微生物制剂的功能性质取决于配制物(例如添加剂的存在和浓度)以及取决于某些工艺和/或处理程序(包括灭菌方法)的存在、缺乏或程度是非常重要的。

实施例3

阳离子抗微生物多肽自组装为多聚体复合体可以是有益的。具有嵌段序列排布的阳离子型合成多肽可以被设计并且配制成自组装为多聚体结构。在图10中描绘了两个示例：将KL-160/3.2设计成自组装为纤维状结构并且形成屏障水凝胶，和将KrL-100/5.7设计成自组装为胶束结构并且具有表面活性剂活性。请注意在图4-6和图7-9中也描述了这两种阳离子型合成多肽，如上文所指出的。

本发明的多个实施例包括抗微生物组合物，所述抗微生物组合物包括至少一种自身形成多分子复合体和/或与所述组合物的一种或者多种其他组分形成多分子复合体的抗微生物剂。作为说明，通过分子间键合增强这种多分子复合体的形成。这样的键合是可逆的。这样的键合可能全部或者部分地由疏水吸引效应造成。这样的键合可以是共价的或者非共价的。这样的键合可以降低或者延迟全身性吸收。这样的键合可以降低局部和/或全身性毒性风险。

临界聚集浓度(CAC)是在含水环境中分子的自组装的一项衡量指标。CAC可以通过多种技术来测量，包括芘荧光技术和表面张力技术。图11示出通过芘荧光方法所测量的多种阳离子型合成多肽的CAC值。值得注意的是，聚赖氨酸链(K-100)和没有嵌段序列排布的赖氨酸-亮氨酸阳离子型合成多肽(KL-130/3.3-RAN)都展示出非常高的CAC，分别是1,600μg/mL和2,700μg/mL。作为对比，若干具有嵌段序列排布的赖氨酸-亮氨酸阳离子型合成多肽展示出低得多的CAC，如由图11中的其余条目所示出的，通过该方法范围为从1μg/mL至160μg/mL。图12描绘了使用阳离子型合成多肽KrL-100/5.7通过表面张力方法得到的CAC测量值。

本发明的多个实施例可以包括抗微生物组合物，所述抗微生物组合物包括至少一种抗微生物剂，该至少一种抗微生物剂在溶解于水中时临界聚集浓度(CAC)小于或者等于500μg/mL。可以通过本领域习知的方法测量该CAC，例如使用芘荧光的方法。其他抗微生物剂可以具有更低的CAC。例如，抗微生物剂的CAC可以小于或者等于200μg/mL、100μg/mL、50μg/mL和/或20μg/mL。

实施例4

粘度是分子性质以及药物组合物性质相关的衡量指标。出乎意料地，我们发现粘度的升高可以是伤口内抗微生物性能提高的标识，以及安全性增强的标识。多个分子设计特征影响阳离子型合成多肽的粘度。这些特征包括总链长、氨基酸组成、阳离子单元与疏水性单元的比例和氨基酸残基的序列排布(例如嵌段的对比无规的)。还应注意，可能存在于阳离子型合成多肽制剂中的其他组分(例如平衡离子、其他盐和残留溶剂)也会影响含水制剂的粘度。此外，可以以对影响粘度有效的量将各种添加剂(例如盐、非离子张力调整赋形剂、表面活性剂)用于药物组合物的制剂中。如下文所述的，灭菌方法也会对粘度具有显著影响。

图13A描绘了使用玻璃毛细管粘度计(乌氏粘度计)测量的在水中的1wt％多种阳离子型合成多肽的运动粘度值。根据该数据所示，约100个氨基酸单元的聚赖氨酸链(K-100)或者约200个氨基酸单元的聚赖氨酸链(K-200)的存在对该浓度的粘度仅有适中的影响。类似地，具有无规的/统计学的序列排布(即，非嵌段的)的赖氨酸-亮氨酸阳离子型合成多肽(KL-170/3.3-RAN)的存在也对粘度(1.1cSt的值)有适中的影响。反之，具有分段的或者嵌段的序列排布的多个阳离子型合成多肽展现出增高的粘度，范围为从这组数据中的高值290cSt至1.4cSt。显示总链长增加粘度；显示增加的疏水嵌段的长度增加粘度；并且显示疏水性亮氨酸氨基酸的对映体纯度增加粘度。用于对比，图13B显示出在这些条件下，牛血清白蛋白对1wt％和2wt％浓度的含水制剂具有很小的影响(如果有的话)。白蛋白是丰富的血蛋白，并且分子量为约66.5kDa且总链长为约583个氨基酸单元。这些数据说明单独分子尺寸不足以解释粘度效应。

图14示出对于在水中0.5wt％的两种合成阳离子-疏水多肽在37℃下的粘度数据。在该例子中，两种阳离子型合成多肽KL-160/3.3和KL-120/2.5具有相似的长度和疏水段设计(约35-40个对映体纯L-亮氨酸单元)。发现用阳离子嵌段结构更长并且因此总结构更长的KL-160/3.3，粘度更高。即便如此，同样重要的是，应注意与1.0wt％的KrL-160/3.3(图13)相比，0.5wt％的KL-120/2.5(图14)具有更高的粘度。KrL-160/3.3的总链长更长，疏水段尺寸相似，但是疏水性氨基酸单元的组成不同(外消旋D,L-亮氨酸对比对映体纯L-亮氨酸)。

图15进一步展示了分子设计和浓度两者对于粘度的影响。该数据用玻璃毛细管粘度计在40℃下获得，并且包括了来自于与以上所述的多肽不同制造批次的四种阳离子型合成多肽。

还可以在剪切力的作用下测量阳离子型合成多肽的粘度(动态粘度)。这种方法允许评估剪切稀化性质或者剪切稠化性质。这种剪切稀化性质或者剪切稠化性质可能对于施用至组织的便利性以及在体内的总性能都是重要的。尤其是，我们已经发现剪切稀化性质可以使得通过手动操作更容易在组织上扩散(如在各种各样的医疗和手术环境中可能发生的那样)。如图6中所示，使用旋转粘度计评估在水中的1.5wt％、2.0wt％和3.0wt％的阳离子型合成多肽KL-120/2.5对递增的剪切力的动态粘度。观察到了粘度(以厘泊(cP)计)的剪切依赖性(递增的轴转速)降低。在三个测试浓度下观察到了该“剪切稀化”效应。如图16所示，也观察到了粘度的浓度依赖性降低。

本发明的多个实施例包括抗微生物组合物，所述抗微生物组合物包括至少一种抗微生物阳离子型合成多肽，该至少一种抗微生物阳离子型合成多肽在溶解于水中时引起粘度的显著增加。例如，在阳离子型合成多肽是嵌段共聚物的实施例中，所观察到的粘度的增加大于对其他相当的无规阳离子型合成多肽观察到的增加。可以使用一种或多种类型的粘度计通过本领域习知的方法来测量粘度的增加。

按照实施例，在37℃下，在水中浓度为10mg/mL或者1wt.％的至少一种抗微生物阳离子型合成多肽的制剂的运动粘度可以在1.25厘沲至500厘沲(cSt；mm²/s)的范围内，所述运动粘度是在单独的水的粘度值低于0.9cSt的试验中，使用玻璃毛细管粘度计(例如乌氏粘度计)测量的。在多个实施例中，这些至少一种抗微生物剂的制剂的粘度大于500cSt。

阳离子型合成多肽可以被设计并且制造为使得它们在分散于水中时形成自支撑水凝胶。如图17A-D所示，取决于浓度，示例性合成共聚多肽(KL-120/2.5)在水中形成粘稠溶液和水凝胶。在去离子水中制备浓度为0.5wt％、1.0wt％、1.5wt％、2.0wt％和3.0wt％的KL-120/2.5，并且通过倾斜管试验评估凝胶的形成，通过质构分析评估坚固性，并评估粘度。对物理性质的浓度依赖性效应是明显的。例如，当在水中增加至2wt％的浓度时，这一阳离子型合成多肽制剂形成了自支撑水凝胶。在1.5wt％下，制剂充当屏障并且抵挡了两个不同的不锈钢球或者BBs的穿透。使用质构分析的坚固性的量化测量也清楚地展示出浓度依赖性增加。后一种方法也证明了屏障性能和耐渗透性。

实施例5

多种添加剂可以改变阳离子型合成多肽的含水制剂的粘度。我们已经发现可以使用各种添加剂来改变本文描述的药物组合物的某些性质，包括pH和张力。在评估期间，我们发现某些添加剂对粘度具有出乎意料高的影响。进一步根据阳离子型合成多肽的分子设计探索了这些影响。例如，在多个研究中，证明向组II的具有嵌段氨基酸序列排布的中等赖氨酸-L-亮氨酸(KL)多肽的含水制剂加入NaCl(～0.9％)大大降低了粘度。对赖氨酸-D,L-亮氨酸(KrL)多肽观察到了类似的、但是没有那么大的影响。该数据显示在具有目标粘度参数的药物组合物的制备中，应当同时考虑分子设计和添加剂的性质两者。这些观察结果也给予提示：在所制造的阳离子型合成多肽的制剂中可能存在的某些物质(例如盐)可以深刻地影响功能性和性能。

图18示出可以用于制备含有阳离子型合成多肽的药物组合物的药学上可接受的非离子赋形剂(添加剂)的部分列表。图19描绘了针对增加的剪切力评估的在水中、在4.5％含水甘露醇中、在2.33％的含水甘油中或者在2.8％含水组氨酸中的2.0wt％的阳离子型合成多肽KL-120/2.5(BAC004)的动力粘度。在所有的轴速度下，组氨酸制剂都显示出非常低的粘度。在甘露醇和甘油中的制剂显示出相对高并且剪切依赖性粘度曲线，虽然在稍微低于在仅有水的制剂中观察到的水平。

图20描绘了仅在水中、在0.9％盐水中或者在4.4％含水木糖醇中，以1wt％溶解于水中的具有赖氨酸-L-亮氨酸(KL)和赖氨酸-D,L-亮氨酸(KrL)嵌段序列排布的两种示例性阳离子型合成多肽的运动粘度。显而易见地，与在水中的制剂相比，在0.9％盐水中的KL-100/5.7制剂展现出粘度降低约70％。相比之下，与在水中的制剂相比，在0.9％盐水中的KrL-110/4.0制剂展现出粘度降低约40％。进一步地，这些研究证明与仅在水中相比，在木糖醇(非离子添加剂)水溶液中的两种阳离子型合成多肽出乎意料地导致了增加的粘度。因此，作为用于需要维持较高的粘度同时增加张力和/或渗透压的药物组合物的添加剂，木糖醇增加了潜在的益处。此外，在一些实施例中，在抗微生物组合物中，木糖醇因其对粘度的作用，再结合木糖醇不支持微生物的新陈代谢和大部分微生物的生长，而成为意料之外优选的药学上可接受的添加剂。

图21描绘了针对增加的剪切力评估的，在4.5％含水甘露醇中的2.0wt％的阳离子型合成多肽KL-120/2.5(BAC004)的制剂的动力粘度。它还描绘了该制剂对于包括50℃和94℃的热处理是稳定的。对热处理的稳定性对于某些制造步骤(阳离子型合成多肽在含水载体中的溶解和重组)而言和对于通过灭菌减少或者消除任何污染微生物而言可能是有用的。

本发明的多个实施例包括药物组合物，所述药物组合物包括在含水载体中的至少一种抗微生物阳离子型合成多肽和至少一种添加剂或者赋形剂，至少一种抗微生物阳离子型合成多肽和至少一种添加剂或者赋形剂的结合和量对使得药物组合物在37℃的粘度在约1.25厘沲至500厘沲(cSt；mm2/s)的范围内有效，所述粘度在仅有水的值低于0.9cSt的试验中使用玻璃毛细管粘度计(例如乌氏粘度计)进行测量。在多个实施例中，这些药物组合物的粘度大于500cSt。

本发明的多个实施例包括药物组合物，所述药物组合物包括在含水载体中的至少一种抗微生物阳离子型合成多肽和对赋予在37℃的所述组合物剪切稀化效应有效的量的至少一种添加剂和赋形剂，剪切稀化效应使用旋转粘度计进行测量。

本发明的多个实施例包括药物组合物，所述药物组合物包括在含水载体中的至少一种抗微生物阳离子型合成多肽和至少一种添加剂和赋形剂，该至少一种添加剂和赋形剂的量对赋予所述组合物比没有添加剂或者赋形剂的含水载体中的相当的制剂大的粘度有效。例如，在一个实施例中，与没有木糖醇或者甘油的相当的药物组合物相比，向药物组合物(包括还可能含有诸如NaCl的各种盐的组合物)添加有效量的木糖醇或者甘油提高了制剂的粘度。

根据本发明，对于某些患者(例如具有大伤口和/或高微生物水平的患者)，达到有效水平的抗微生物活性可能需要大剂量的本文所描述的药物组合物。我们已经发现如果是根据本文所提供的教导设计的抗微生物剂，则可以同时提高局部施用的抗微生物组合物的有效性和安全性。本身形成多分子复合体或者与组合物的一种或多种其他组分形成多分子复合物的抗微生物剂可以提高抗微生物剂的局部浓度和组织涂覆，从而以较低的剂量获得更好的有效性。另外，该特征可以减小或者减慢潜在的全身性吸收和分配，并且可以降低全身性毒性。它还可以降低局部毒性。抗微生物剂本身的设计以及抗微生物组合物的配制物将影响使分子间复合体能够形成的分子间作用。

我们已经发现局部施用的抗微生物剂的有效性和安全性受到物理性质(包括粘度)的影响。例如，粘度增加可以导致局部施用的抗微生物剂的组织停留时间增加，从而可以提高有效性。该效应还可以降低所需的抗微生物组合物的总量，从而降低受剂量限制的毒性的风险。抗微生物剂本身的分子间作用或者与组合物的其他成分的分子间作用促进增加抗微生物组合物的粘度。

实施例6

阳离子型合成多肽可以被设计为表现出表面活性剂活性。某些设计特征赋予更多的表面活性剂活性；另外的设计特征赋予更少的表面活性剂活性。可以在多个试验中证明表面活性剂的活性。例如，表面活性剂可以表现为降低流体-空气界面的表面张力。如图22所示，与不是阳离子型合成多肽的其他阳离子抗微生物剂相比，阳离子型合成多肽KrL-120/5.0表现为显著地降低了水的表面张力；洗必泰和PHMB似乎具有很少的效果或者没有效果。

评估了阳离子型合成多肽的多种制剂降低表面张力的能力(图23)。进行了多次观察。出乎意料地，当疏水段是30个氨基酸单元或者更长时，用对映体纯L-亮氨酸制备的赖氨酸-亮氨酸双嵌段共聚多肽展示出很少的表面活性剂活性。用更短的对映体纯L-亮氨酸嵌段(例如，约20个亮氨酸单元或者更少)，观察到了表面活性剂活性。另外，当与用对映体纯L-亮氨酸制备的亮氨酸嵌段长度为20个单元或者更多的赖氨酸-亮氨酸双嵌段共聚多肽相比时，用外消旋D,L-亮氨酸制备的赖氨酸-亮氨酸双嵌段共聚多肽展现出相对较高的表面活性剂活性。总体而言，数据显示氨基酸组成(包括对映体纯对比外消旋)和疏水嵌段的长度均极大地影响表面活性剂活性。因此，可以使用设计元素来获得所需的阳离子型合成多肽的表面活性剂性质。

也可以通过其他试验证明表面活性剂活性。一个示例是水/油体系中界面张力的降低。如图24A和24B所示，阳离子型合成多肽KrL-100/5.7表现为降低了界面张力。

某些添加剂也会影响表面和界面张力。例如，图25中的数据显示当仅在水中或者在具有0.25％或1.0％醋酸的水中配制时，阳离子型合成多肽KrL-130/3.3(批次77)和KL-130/3.3(批次72)制剂降低了表面张力。醋酸的存在具有添加剂的效果。对于界面张力也观察到了类似的效果(图26)。

阳离子型合成多肽可以是有效的乳化剂。如图27所示，我们证明了具有外消旋D,L-亮氨酸疏水段的两种示例性阳离子型合成多肽KrL-100/5.0和KrL-160/3.2的含水制剂对于乳化大豆油有效。具有对映体纯亮氨酸疏水嵌段的阳离子型合成多肽也观察到了此乳化效应(图28)。图28的数据还证明在盐水或者含水木糖醇以及仅在水中配制的阳离子型合成多肽均展示出乳化活性。

阳离子型合成多肽可以被设计并且配制成展示表面活性剂的活性。我们还发现结合了直接的杀灭微生物活性和表面活性剂性质的阳离子型合成多肽制剂是非常有效的抗生物膜剂。此外，我们已经证明这样的制剂在体内对被革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌严重污染的组织非常有效。

实施例7

理解对局部毒性和全身性毒性两者的潜力是重要的。对于局部施用的抗微生物组合物的有效使用，局部组织相容性和安全性都是非常必要的。总体而言，我们已经发现具有嵌段的或者分段的序列排布的阳离子型合成多肽制剂展示出相对较高的组织相容性和局部安全性。另外，可以使用合适的配制物、剂量和如本文所述的施用方法来使得组织损伤最小化并且支持痊愈。

出乎意料地，我们已经发现了当涉及到全身安全性时，不同阳离子型合成多肽制剂的显著变化性。我们已经发现在向腹膜腔内施用全身性阳离子型合成多肽制剂时，分子设计和配制物均大大地影响全身性毒性风险。腹膜腔内给药，尽管是一种局部施用，也促进了治疗剂和赋形剂的大量的全身性吸收和分配。因此，抗微生物药物组合物的腹膜腔内给药具有比抗微生物药物组合物的大多数局部施用高的全身性毒性风险。关于这一点，重要的是注意几件事。第一，向除了完整、健康的皮肤以外的各种组织进行局部施用可以增加全身性吸收。第二，腹膜腔内感染是非常危急的，并且需要能够在腹膜腔内施用的更好的、更安全的抗微生物剂。第三，可能发生能够急剧增加全身性吸收的在腹膜腔内、通过静脉或者在其他部位的药物组合物无意施用。我们现在已经开发出了非常有效的并且即使在施用于除了健康、完整的皮肤以外的部位时也具有低局部毒性和全身性毒性风险的局部施用的抗微生物药物组合物。

图29描绘了在兔子皮肤刺激模型中对完整的皮肤和擦伤的皮肤都施用了阳离子型合成多肽的组合物的结果。在施用各种浓度和各种配制物下的阳离子型合成多肽KL-140/2.5或者KrL-120/5.0之后，观察到了可忽略不计的响应。图30描绘了豚鼠皮肤致敏研究的结果。施用在水中的1wt％的KL-140/2.5(批次73)或者KrL-120/5.0(批次93)之后，没有观察到可见的变化，向本领域技术人员表明阳离子型合成多肽没有显示出致敏可能性。图31描绘了大鼠口服毒性研究的结果。在通过口服灌胃以在0.625mg/kg至160mg/kg的范围内的剂量将水中的KL-140/2.5或者水中的KrL-120/5.0给药至大鼠后的三天中，没有看到异常情况。

在腹膜腔内给药之后的全身性毒性研究提供了出乎意料的结果。如图32所示，发现浓度为20mg/mL并且总剂量为800/mg/kg的约100个氨基酸单元的聚赖氨酸(K-100)的腹膜腔内给药的毒性很强，5个动物中有0个存活。类似地，发现没有氨基酸单元的嵌段序列排布的阳离子型合成多肽KL-140/2.5-RAN制剂是有毒的，5个动物中有0个存活。反之，在相当浓度和剂量的水中的KrL-120/5.0给药之后，所有的动物(5/5)都存活了。如图33所示，具有赖氨酸和D,L-亮氨酸的分段或者嵌段序列排布的另一种阳离子多肽KrL-130/3.3的含水制剂也显示出高水平的安全性，在高达20mg/mL的浓度(800mg/kg的剂量)下全部存活(5/5)当考察具有相同的目标分子结构的聚合物KrL-120/5.0的两种不同的批次(93和94)时，其他研究显示出出乎意料的变化性。如图34所示，发现与批次94相比，在腹膜腔内给药之后，批次93引起了显著的毒性和全身性杀伤力。这是尤其令人惊讶的，因为在上文图30中所描述的豚鼠致敏性研究中，已经显示对于局部施用，批次93是安全的。还显示批次93是革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的有效的体外杀灭微生物剂。此外，当在被微生物污染的猪开放性伤口模型和啮齿动的闭合性伤口模型中均进行体内使用时，发现批次93是安全的并且有效的。

在批次93和94的其他分析中，根据临界聚集浓度(CAC)所评估的，观察到自组装为多聚体结构的显著的不同。发现更毒的批次93具有更高的临界聚集浓度(130μg/mL)，说明具有比批次94(CAC:51μg/mL)更弱的自组装为多聚体结构的驱动力。

我们还发现当给药至腹膜腔内时，在制备于水中时展现出低CAC和/或高粘度的阳离子型合成多肽相对安全。如图35中的数据所示，显示当进行腹膜腔内给药时，具有氨基酸单元的嵌段序列排布的两种赖氨酸-L-亮氨酸(KL)阳离子型合成多肽KL-170/3.3和KL-140/2.5的制剂是非常安全的。这些阳离子型合成多肽和具有非常相关的结构的阳离子型合成多肽展现出高度的自组装，如所测量的低CAC(通常为个位数μg/mL，参见上文图11)。我们还发现在腹膜腔内施用之后展现出更高安全性曲线的阳离子型合成多肽也在含水制剂中展示出相对高的粘度和/或质构分析中的坚固性(参见图13至图17)。因此，我们开发了在设计全身性毒性风险更低的阳离子型合成多肽方面，用于指导本领域技术人员的通用原则，如本文所描述的。

还发现配制物添加剂影响在腹膜腔内给药的阳离子型合成多肽组合物的安全性曲线。如图36所示，在水中或者在水和羟乙基纤维素(HEC)中的KL-140/2.5的制剂在安全性上展现出了一些不同。值得注意的是，发现具有更高HEC含量的制剂的毒性更强，尽管事实上这种添加剂被广泛认为是安全的。图37显示了其他实施例的在腹膜腔内给药时可能增加毒性的配制物的变化。

综合起来，这些发现说明局部组织相容性和全身性安全是不同的，并且解决这两者是很重要的。值得注意的是，聚合物设计特征和配制物参数都可以增加或者降低全身性毒性风险。关于聚合物设计特征，我们的数据说明可以通过促进更低的临界聚集浓度下的自组装和/或促进更高的粘度的设计特征来产生更加安全的阳离子型合成多肽。另外，我们发现应当以维持或者增强阳离子型合成多肽向多聚体结构的自组装和/或维持或者提高聚合物粘度的方式来选择配制物添加剂。

受剂量限制的全身性毒性与局部有效的剂量的比例可能取决于组织部位和/或病理生理环境。有效剂量和中毒剂量都可以在施用于特定部位或者病理生理环境之后来进行确定。可选择地，可以通过在施用至具有可预见的全身性高吸收的部位(例如腹膜腔)之后确定全身性毒性剂量来建立“更高的门槛”类型。还可以在施用至特定的部位或者病理生理环境(例如，肢体损伤、软组织感染、窦感染)之后来确定局部有效剂量。

在一个实施例中，可以部分地基于体内局部或者全身性毒性的测量值来选择抗微生物剂或者抗微生物组合物。

在一个实施例中，可以部分地基于在腹膜腔内给药之后的体内毒性的测量值来选择抗微生物剂或者抗微生物组合物。

本发明的具体实施例可以包括能够以比在局部施用至除了腹膜腔以外的组织之后，预计对减少微生物负载有效的剂量高的剂量，安全地灌输至小鼠的腹膜腔的抗微生物剂或者抗微生物组合物。

实施例8

灭菌方法是重要的。我们已经发现基于阳离子型合成多肽的抗微生物药物组合物的安全性取决于分子设计(尤其是阳离子-疏水嵌段的序列排布)、聚合物向多聚体结构的自组装、和粘度。在一个实施例中，通过维持分子完整性、多聚体结构和粘度的方法来进行抗微生物药物组合物的灭菌。

图38-41展示了传统的辐射灭菌技术会造成阳离子型合成多肽的分子结构的分解和组合物坚固性的损失，如通过质构分析所评估的那样。阳离子型合成多肽的含水制剂的电子束灭菌也显示出造成了粘度的重大损失。观察到样本为如水一样的流体。这样的话，需要小心的控制和/或改进辐射灭菌技术在具有阳离子型合成多肽的抗微生物药物组合物的灭菌中的使用。

与辐射技术相反，无菌过滤和热灭菌(高压灭菌)都提供了抗微生物药物组合物的有效灭菌，同时维持了阳离子型合成多肽的分子结构，并且维持了包括阳离子型合成多肽的含水组合物所需的物理性质。图42-46示出说明在通过过滤和高压灭菌进行灭菌之后维持了分子完整性的SEC色谱图。

通过过滤和高压灭菌进行灭菌还维持了包括阳离子型合成多肽的含水制剂和组合物的关键的有益物理性质。图47证明在无菌过滤之前和之后，在具有4.5wt％甘露醇的水中，1.25wt％的阳离子型合成多肽KL-120/2.5的含水制剂(批次BAC004)显示出几乎相同的动态粘度性质。图48和图49证明在高压灭菌之后，阳离子型合成多肽KL-160/3.2的含水制剂(批次BAC003)大体上保留了剪切稀化粘度，尽管与在高压灭菌之前的样本相比，整体水平稍有降低。另外，根据通过质构分析所评估的，多种含水制剂和组合物的高压灭菌的结果是维持了坚固性的有益性质，尽管已注意到坚固性有一些降低(图50和51)。数据还说明在更高浓度的阳离子型合成多肽下和在某些添加剂(例如HEC)的存在下，看得见坚固性的降低。作为解释，所观察到的粘度和坚固性的降低可能由在高压灭菌过程期间可能发生的多聚体结构的进一步的溶解和再重组过程造成。也就是说，认为这些制剂维持了粘度和坚固性的有益之处。图52说明在高压灭菌之后，维持了阳离子型合成多肽KrL-120/5.0的表面活性剂活性。

实施例9

为了对抑制或者杀死微生物均有效，并且还具有低局部和全身性毒性风险，此处所描述的抗微生物药物组合物的实施例提供了抗微生物活性，又提供了有益的物理化学性质。后者与阳离子型合成多肽更好地自组装为多聚体结构、粘度高于许多蛋白质的含水制剂所具有的粘度(如通过白蛋白所示例的粘度)或者两者有关。在多个实施例中，只要灭菌过程以对阳离子型合成多肽的完整性或者抗微生物药物组合物的有益物理化学性质没有显著的负面影响的方式完成，通过抗微生物药物组合物的灭菌，实现了局部和全身性毒性风险二者的进一步降低。最后，为了在体内环境中既实现有效性，又实现低风险的局部和全身性毒性，考虑施用的方法(包括多少和多频繁)是很重要的，尤其是当将抗微生物药物组合物施用至除了健康、完整的皮肤以外的组织时。

在不限制本发明的范围的前提下，在一些临床环境中，例如在涉及大手术或者外伤伤口的环境中，“充足”地施用本文所描述的抗微生物药物组合物对实现抗微生物的有效性可能是很重要的。如上文所讨论的，“充足”是指包括对于70kg的人1g阳离子型合成多肽(这代表14.3mg/kg)或者更多的抗微生物药物组合物的总治疗剂量。当充足地施用抗微生物药物组合物时，抗微生物的有效性、物理化学性质和使用方法都应当结合起来进行考虑，以使得对于患者(人或者动物)的局部和全身性毒性风险最小化。本文所描述的抗微生物药物组合物可以用于多种不同的临床环境中。在一些实施例中，直接施用至手术和外伤所暴露的组织是最有价值的使用之一。图53提供了在手术环境中常用的伤口分类的图形化描述。伤口被分类为级别I(干净)、级别II(干净/污染)、级别III(污染)和级别IV(脏/感染)。在考虑使用方法时，在级别I和级别II的伤口环境中，均可以在大规模微生物污染之前，将本文所描述的抗微生物药物组合物施用至组织。在一些实施例中，直接的杀灭微生物活性和微生物屏障性质的结合在这样的环境中是有益的。另外，在级别III和级别IV的伤口环境中，可以在微生物重大污染、或者生物膜形成、或者显性感染之后，将本文所描述抗微生物药物组合物施用至组织，直接的杀灭微生物活性和表面活性剂性质的结合在这样的环境中是有益的。

可以在多个测试环境中说明直接的杀灭微生物活性和微生物屏障性质的结合的益处。图54描绘出微生物污染的猪离体皮肤模型的结果。在该模型中，皮肤外植体可以水平地放置并且用阳离子型合成多肽的制剂进行预处理，或者皮肤外植体可以竖直地倾斜一段时间，以帮助抗微生物制剂流走。设计这一方法来更好地模拟向组织的体内施用。如数据所显示，对于水平的组织样本，KL-120/2.5制剂和KL-160/3.2制剂在1wt％和2wt％下都非常有效。然而，当将样本竖直地倾斜一段时间时，显示具有更高粘度的更高浓度的制剂更有效。两种制剂的抗微生物活性均比处理该尺寸的微生物负载所需的显著更高。

图55描绘了在细菌污染之前的15分钟，将阳离子型合成多肽KL-160/3.2制剂施加至猪开放性伤口模型的全层皮肤缺损的伤口(full thickness wound)的体内结果。当在接种表皮葡萄球菌和绿脓杆菌的高密度混合培养物4小时之后进行评估时，与对照组相比，经处理的伤口显示出很少的(如果有的话)组织的微生物污染。图56展示了在微生物污染之前对组织进行预处理的效果与浓度和时间均相关。因此，在临床环境中，优选的实施例包括给药有效量的阳离子型合成多肽组合物和向在延长期(例如延长的手术或者涉及延迟闭合的伤口)期间暴露的组织重复施用。图57显示在微生物接种之前，对具有植入式外科网片(充当异物)的啮齿动物伤口进行预处理的结果。在该模型中，在接种之后立刻闭合伤口。如数据所示，在48小时进行评估时，具有阳离子型合成多肽KL-160/3.2的抗微生物药物组合物的单独施用导致非常明显的菌落形成单位(CFU)(多个log CFU)的减少。

综观来说，这些数据展示了：(1)直接的杀灭微生物活性和微生物屏障性质的益处；(2)在微生物重大污染之前早期治疗的价值；和(3)组织暴露的持续期和微生物污染的可能的时机均被考虑到的治疗方案的重要性。

也可以在多个测试环境中说明直接的杀灭微生物活性和表面活性剂性质的结合的益处。如图53所示，可以在已经具有组织微生物重大污染、现有的生物膜、或者显性感染、或者两种或更多种的结合的许多不同的临床环境中施用此处所描述的抗微生物组合物。这样的环境可以包括具有级别III和级别IV的伤口的外科手术。这些环境包括手术部位感染的治疗，手术部位感染包括涉及异物的手术部位感染(例如假体关节感染、疝气网片感染、乳房植入感染等等)。这些环境还包括大多数的外伤伤口，以及经常被污染的区域(例如(尤其是在具有慢性鼻窦炎的患者中的)头部的窦)的手术和非手术治疗。还应该在高生物膜形成风险下考虑具有异物的手术部位(即使手术部位没有显性感染)的修复。如上文所指出的，在这些环境中，很有可能将此处所描述的抗微生物药物组合物施用至具有现有微生物污染的部位。直接的杀灭微生物活性和表面活性剂性质的结合可以具有特殊的益处。

图58和图59展示了兼具直接的杀灭微生物活性和表面活性剂活性的合成抗微生物多肽制剂对在生物膜中生长的绿脓杆菌的强力活性。图60-63描绘了说明这些相同原则的体内研究的结果。当被施用至被微生物(无论是格兰氏阳性的(例如耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌)还是格兰氏阴性的(例如绿脓杆菌))高度污染的组织部位时，此处描述的展示直接的杀灭微生物活性和表面活性剂性质的抗微生物组合物是非常有效的。

除了显著降低微生物计数之外，在多个实施例中，这些治疗似乎具有组织保护作用，这可能部分是由于减少了组织炎症(公认的组织损伤来源)。在多个实施例中，通过将本文所描述的抗微生物组合物与抗炎剂联合，可以获得或者增强炎症的减少。

该实施例说明了将直接的杀灭微生物活性与屏障性质结合的益处以及将直接的杀灭微生物活性与表面活性剂活性结合的益处。值得注意的是，本领域技术人员可以利用本文所提供的指导来设计具有所有三种功能的阳离子型合成多肽：直接的杀灭微生物活性、屏障性质和表面活性剂活性。在具有这些多功能的阳离子型合成多肽的药物组合物的制造中，以支持这些功能的方式着手进行配制和灭菌是重要的。

在多个实施例中，本文所描述的这样的含有阳离子型合成多肽的抗微生物组合物是优选的：其中多肽和整体组合物被设计为提供高水平的抗微生物活性再加上低局部和全身性毒性风险。包括自组装为多聚体结构和/或粘度的物理化学性质是合意的。

Claims (37)

1.一种抗微生物药物组合物，包括：

含水载体；和

抗微生物阳离子型合成多肽，所述抗微生物阳离子型合成多肽以在基于所述抗微生物药物组合物的总重量的约0.01重量％至约5重量％的范围内的浓度分散于所述含水载体中；

其中：

所述抗微生物阳离子型合成多肽包括在中性pH下带正电荷的多个氨基酸单元；

在去离子水中的2wt％浓度的所述抗微生物阳离子型合成多肽在37℃的粘度为2厘沲(cSt)或者更大；

含有2wt％的所述抗微生物阳离子型合成多肽的含水载体在37℃的粘度大于含有2wt％的白蛋白而非所述抗微生物阳离子型合成多肽的含水载体在37℃的粘度；和

在以10mL/kg的剂量灌输至多只健康、年轻的成年小鼠的腹膜腔之后，根据所测量的在72个小时的50％或者更高的小鼠存活率，所述抗微生物药物组合物具有低毒性。

2.根据权利要求1所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，在中性pH下带正电荷的所述多个氨基酸单元为至少10个。

3.根据权利要求1或者权利要求2所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述含水载体是水或者药学上可接受的盐的水溶液。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述含水载体还包括非离子添加剂。

5.根据权利要求4所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述非离子添加剂以这样的量存在：对将所述抗微生物药物组合物的渗透浓度提高至比没有所述添加剂的所述抗微生物药物组合物的渗透浓度大至少10％的值有效。

6.根据权利要求4或者权利要求5所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述非离子添加剂选自由右旋糖、甘露醇、甘油、木糖醇、山梨醇、表面活性剂及其组合组成的组。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述含水载体还包括增加所述抗微生物药物组合物的粘度的量的添加剂。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述含水载体还包括降低所述抗微生物药物组合物的粘度的量的添加剂。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，通过灭菌技术对所述抗微生物药物组合物进行灭菌，所述灭菌技术被配置为实现经灭菌的抗微生物药物组合物的所述抗微生物阳离子型合成多肽的重均分子量与未通过所述灭菌技术进行灭菌的所述抗微生物药物组合物的所述抗微生物阳离子型合成多肽的重均平均分子量相当。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，通过灭菌技术对所述抗微生物药物组合物进行灭菌，所述灭菌技术被配置为实现经灭菌的抗微生物药物组合物的所述抗微生物阳离子型合成多肽的重均分子量和分散度与未通过所述灭菌技术进行灭菌的所述抗微生物药物组合物的所述抗微生物阳离子型合成多肽的重均分子量和分散度相当。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，通过灭菌技术对所述抗微生物药物组合物进行灭菌，所述灭菌技术被配置为实现经灭菌的抗微生物药物组合物在37℃的粘度与未通过所述灭菌技术进行灭菌的所述抗微生物药物组合物在37℃的粘度相当。

12.根据权利要求11所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，在37℃下，经灭菌的抗微生物药物组合物的粘度在未经灭菌的其他相当的抗微生物药物组合物的粘度的20％至200％的范围内。

13.根据权利要求1至12中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述抗微生物药物组合物的杀灭微生物活性与其他相当的未经灭菌的抗微生物药物组合物的杀灭微生物活性相当，其中通过对选自由金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌和大肠杆菌组成的组中的至少一种细菌的60分钟时间-杀菌试验来确定所述杀灭微生物活性。

14.根据权利要求1至13中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述抗微生物阳离子型合成多肽还包括多个疏水性氨基酸单元。

15.根据权利要求14所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述多个疏水性氨基酸单元包括选自亮氨酸(L)、异亮氨酸(I)、缬氨酸(V)、苯丙氨酸(F)或者丙氨酸(A)的至少5个疏水性氨基酸单元。

16.根据权利要求14所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述多个疏水性氨基酸单元包括选自亮氨酸(L)、异亮氨酸(I)、缬氨酸(V)、苯丙氨酸(F)或者丙氨酸(A)的至少10个疏水性氨基酸单元。

17.根据权利要求14所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述多个疏水性氨基酸单元包括选自亮氨酸(L)、异亮氨酸(I)、缬氨酸(V)、苯丙氨酸(F)或者丙氨酸(A)的至少15个疏水性氨基酸单元。

18.根据权利要求14至17中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述疏水性氨基酸单元包括亮氨酸单元。

19.根据权利要求1至18中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述多个带正电荷的氨基酸单元包括赖氨酸单元。

20.根据权利要求1至19中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述抗微生物阳离子型合成多肽是包括疏水性亮氨酸单元和带正电荷的赖氨酸单元的嵌段共聚多肽。

21.根据权利要求1至20中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述抗微生物阳离子型合成多肽包括至少40个氨基酸单元。

22.根据权利要求1至21中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述抗微生物阳离子型合成多肽包括疏水性氨基酸单元和带正电荷的氨基酸单元的序列排布，所述序列排布被配置为促进所述抗微生物阳离子型合成多肽自组装为多聚体结构。

23.根据权利要求22所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，根据所测量的在37℃下在去离子水中的临界聚集浓度为1000μg/mL以下，所述抗微生物阳离子型合成多肽自组装为多聚体结构。

24.根据权利要求1至23中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，在37℃的去离子水中的3wt％浓度的所述抗微生物阳离子型合成多肽形成自支撑水凝胶。

25.根据权利要求1至24中任意一项所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，根据所测量的与仅仅去离子水相比表面张力降低至少10％，在37℃的去离子水中的1wt％浓度的所述抗微生物阳离子型合成多肽表现出表面活性剂活性。

26.根据权利要求1至25中任意一项所述的抗微生物药物组合物，还包括抗炎化合物。

27.根据权利要求26所述的抗微生物药物组合物，其特征在于，所述抗炎化合物选自由皮质类固醇、组胺抑制剂和细胞因子抑制剂组成的组。

28.一种防止除了完整、健康的皮肤以外的组织的微生物污染的方法，包括：

鉴别除了完整、健康的皮肤以外的组织部位处于微生物污染风险的哺乳动物主体；和

以对至少部分地保护所述组织部位免于变得被微生物污染有效的量，将根据权利要求1至27中任意一项所述的抗微生物药物组合物给药至所述部位。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述组织部位选自病变的皮肤、手术部位、外伤伤口、经清创的组织、腹膜腔、肺气道、窦和泌尿道。

30.根据权利要求28或者权利要求29所述的方法，还包括对所述组织部位取样以评估微生物负载量。

31.根据权利要求28至30中任意一项所述的方法，其特征在于，在手术中，将所述抗微生物药物组合物给药至手术部位。

32.根据权利要求28至31中任意一项所述的方法，其特征在于，将所述抗微生物药物组合物充足地给药至所述组织部位。

33.一种减少在除了完整、健康的皮肤以外的组织中或者组织上的微生物负载的方法，包括：

鉴别除了完整、健康的皮肤以外的组织部位具有微生物负载的哺乳动物主体；和

以对至少部分地减少微生物负载有效的量，将根据权利要求1至27中任意一项所述的抗微生物药物组合物给药至所述组织部位。

34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述组织部位选自病变的皮肤、手术部位、外伤伤口、经清创的组织、腹膜腔、肺气道、窦和泌尿道。

35.根据权利要求33或者权利要求34所述的方法，还包括对所述组织部位取样以评估微生物负载。

36.根据权利要求33至35中任意一项所述的方法，其特征在于，在手术中，将所述抗微生物药物组合物给药至微生物污染的、微生物感染的或者两者兼有的组织部位。

37.根据权利要求33至36中任意一项所述的方法，其特征在于，将所述抗微生物药物组合物充足地给药至所述组织部位。

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