CN113873883A

CN113873883A - 用于生物膜的强化治疗和预防的材料和方法

Info

Publication number: CN113873883A
Application number: CN202080021467.8A
Authority: CN
Inventors: 肖恩·法默; 肯·阿里贝克
Original assignee: Locus IP Co LLC
Current assignee: Locus IP Co LLC
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2021-12-31
Also published as: IL286437A; US20220142988A1; AU2020241243A1; JP2022525762A; EP3937634A1; KR20210129725A; SG11202109097UA; WO2020190699A1; CA3132821A1; EP3937634A4; BR112021018306A2; MX2021011147A

Abstract

本发明提供了用于预防、抑制或减少生物膜形成和生物膜感染的材料和方法。本发明利用有益微生物体的生长副产物来增强杀生物物质在治疗、破坏和/或预防生物膜方面的有效性。有利地，本发明可用于对抗耐抗生素细菌菌株，例如MRSA和幽门螺杆菌的某些菌株。

Description

用于生物膜的强化治疗和预防的材料和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年3月15日提交的美国临时专利申请第62/819,000号和2019年5月10日提交的美国临时专利申请第62/846,079号的优先权，两项申请都以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

抗生素是治疗感染的主要工具，通常基于在自由漂浮(浮游)状态下研究的微生物杀灭效率，作为单细胞发挥作用。举例来说，在传统的最低抑菌浓度(MIC)测定中进行抗生素功效定量。然而，某些微生物生长，包括许多人类(和其它动物)感染，现在被理解为由整个微生物菌落造成或加剧，通常由在生物膜状态下一起工作的微生物构成。生物膜包含粘附细胞外组分，所述组分通过例如抗生素和免疫系统包围并保护菌落免受环境侵害。

生物膜在许多医学领域中具有广泛范围的临床相关性。已知细菌生物膜例如通常与假单胞菌(Pseudomonas)和葡萄球菌(Staphylococcus)相关的细菌生物膜是顽固性感染以及慢性低度炎症的病因。细菌生物膜中的细菌菌落似乎对宿主的自然防御以及抗生素治疗具有很强的耐性。生物膜几乎定植于这些菌落可以粘附的任何表面。这包括人体内或体表的表面。生物膜通常定植于生物材料例如导尿管、经皮静脉导管和人工心脏瓣膜。

当自由漂浮的浮游细菌锚定在表面例如留置医疗装置时，生物膜就开始形成。附着的细菌繁殖并发展形成微菌落，接着是群聚效应，其中发生细菌串扰，从而触发称为群聚感应的现象。群聚感应产生生物膜表型，从而引发在非固着细菌中不表达或不产生的产生生物膜的基因。细菌共同响应以表达对生物膜表型具有特异性的因子，从而引起包围并连接单独细胞的胞外多糖(EPS)基质分泌。生物膜表型的形态特征在于微生物塔的形成，所述微生物塔由嵌入活细菌层和中间水道构成。在某些环境条件下，生物膜会释放自由漂浮的细菌以分散并在其它位置处和其它表面上继续循环。

生物膜与呈自由漂浮形式的相同细菌表现不同。由于基因组表达不同，所以生物膜相关感染与浮游类感染相比具有不同的临床病程和抗生素反应。此外，将生物膜相关感染视为浮游感染会产生耐抗生素细菌。这是因为菌落产生的EPS基质使菌落能够产生对抗生素的耐性，所述抗生素通常会杀灭呈浮游形式的微生物。

当人体内存在生物膜时，细菌对抗生素的敏感性要低得多，从而使某些感染例如肺炎难以治疗—并且可能致命。此外，由于抗生素无法根除这些受EPS保护的微生物群落，所以抗生素的使用会使问题加重，这是因为抗生素会选择并延续越来越耐抗生素的细菌。这些细菌包含作为世界上医院感染主要原因的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA)以及现在在整个社区中广泛传播的细菌。

另一种广泛传播的病原体是幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)，它会感染消化道并利用生物膜来保护自己免受胃和肠道酸性环境的影响。幽门螺杆菌会造成上消化道病症和并发症，包括慢性胃炎、溃疡、危及生命的出血、非溃疡性消化不良，并且是胃癌的主要原因之一。许多抗生素对治疗幽门螺杆菌无效，部分原因在于它能够形成生物膜。

目前，抗生素一再无法治疗生物膜相关感染。此外，本质上不存在众所周知或经过验证的抗生物膜治疗。事实上，处于生物膜状态的细菌不仅对抗生素有很强的耐性，而且对其它抗菌剂和杀生物剂例如醇、酸和碘溶液也有耐性。

治疗病原性生物膜感染的尝试包含重复和延长的抗生素疗法、物理去除生物膜(例如通过手术或清创术)和局部消毒剂例如醇类泡沫或凝胶。然而，不幸的是，这些治疗无法恢复正常的生理机能，并破坏了先天免疫的体內稳态。抗生素滋生越来越耐药的细菌；手术或清创术造成解剖伤口，从而产生另一个潜在的感染部位；以及，局部消毒剂可以通过根除共生微生物体来促进病原性生物膜的发育和生长。

生物膜可能是一系列难以治疗的疾病和健康病况的病因。因此，需要用于治疗和/或预防生物膜形成的材料和方法，特别是关于体内和在医院、诊所和手术室设备上的生物膜感染。

发明内容

本发明提供了用于治疗、破坏和/或预防表面上和广泛范围的组织和其它身体位置中的生物膜形成的组合物和方法，以及用于治疗和/或预防受试者的与生物膜相关感染相关的症状、共生病症和疾病发展的组合物和方法。有利地，在某些实施例中，本发明增强了用于对抗病原性细菌的耐抗生素菌株的现行方法。

在某些实施例中，本发明的方法利用包括由例如微生物体产生的一种或多种生物两亲性分子(BAM)的组合物。优选地，所述组合物进一步包括一种或多种另外的杀生物物质。有利地，抗生物膜组合物可用于消除具有耐药性或与耐药性相关的生物膜，包括MRSA和幽门螺杆菌。此外，在一些实施例中，微生物不容易获得对本发明治疗的耐性。

在具体实施例中，一种或多种杀生物物质例如是抗生素，包括例如青霉素、四环素、头孢菌素、喹诺酮、林可霉素、大环内酯、磺胺、糖肽、氨基糖苷和碳青霉烯。

在一些实施例中，杀生物物质可以包含具有杀菌和/或抗菌作用的精油、植物药或其它植物提取物。这些杀生物物质可以包含例如茶树、葡萄柚、柠檬、牛至、肉桂、桉树、香茅、百里香和/或薰衣草的油/提取物。

在一个优选实施例中，所述组合物包括一种或多种BAM，其中BAM是选自例如以下的生物表面活性剂：糖脂(例如槐糖脂、鼠李糖脂、甘露糖赤藓糖醇脂、纤维二糖脂和海藻糖脂)、脂肽(例如表面活性素、伊枯草菌素、丰原素、节杆菌脂肽和地衣素)、黄酮哌脂(flavolipid)、磷脂(例如心磷脂)、脂肪酸酯化合物、脂肪酸醚化合物和高分子量聚合物(例如脂蛋白、脂多糖-蛋白质复合物和多糖-蛋白质-脂肪酸复合物)。

一种或多种生物表面活性剂可以进一步包含以下中的任一种或组合：生物表面活性剂的改性形式、衍生物、级分、同种型、异构体或亚型，包括以生物方式或以合成方式改性的形式。

在一个实施例中，一种或多种生物表面活性剂以临界胶束浓度(CMC)存在于所述组合物中。在某些实施例中，一种或多种生物表面活性剂被分离和/或纯化。

所述组合物可以具有其它组分，包含例如载剂、pH调节剂、缓冲剂、局部麻醉剂、伤口愈合促进剂、生物膜降解助剂、止血剂和/或凝块形成促进剂以及其它治疗组分和非治疗组分。

在某些实施例中，所述组合物攻击、溶解或以其它方式削弱细菌生物膜基质，从而允许杀生物物质渗透到形成生物膜的微生物体的单独细胞中。

在优选实施例中，本发明提供了用于通过将所述组合物直接或间接施用到生物膜部位或潜在生物膜形成部位来治疗、破坏和/或预防生物膜形成的方法。

在某些实施例中，所述方法用于治疗已经被诊断为患有生物膜感染和/或已经被诊断为处于患生物膜感染的风险下的受试者，其中所述方法包括：向患者体内其上具有生物膜或生物膜形成可能性的部位施用有效量的包括一种或多种微生物BAM的组合物。在优选实施例中，所述组合物进一步包含一种或多种杀生物物质。

在一个实施例中，本发明提供了用于预防和/或治疗由生物膜或耐抗生素微生物造成或与生物膜或耐抗生素微生物相关的疾病的方法。

所述方法可以用于预防和/或治疗多个部位——包括受试者体内的部位——的生物膜相关感染。举例来说，所述组合物可以通过局部给药系统(例如皮肤软膏、鼻喷雾剂、栓剂、口服吸入剂或雾化剂、滴眼剂、丸剂或胶囊或口服液)施用到受试者体内的部位，直接施用到受生物膜影响或处于受到影响的风险下的组织。

此外，所述方法可用于通过将消毒剂组合物施加到惰性表面，例如留置医疗设备、医疗工具、浴室、地板、泳池露台、船、厨房柜台等等的表面来预防形成生物膜的微生物蔓延。

具体实施方式

本发明提供用于治疗、破坏和/或预防生物膜形成的组合物和方法。这包括治疗、破坏和/或预防受试者的表面上、广泛范围的组织和身体位置中的生物膜形成，以及治疗和/或预防受试者的与生物膜相关感染相关的症状、共生病症和疾病的发展。有利地，本发明增强了用于对抗病原性细菌的耐抗生素菌株的现行方法。

选择的定义

如本文所用，术语“受试者”是指已经感染形成生物膜的病原体或处于感染形成生物膜的病原体的风险下的人类或动物。动物可以例如是猪、马、山羊、猫、小鼠、大鼠、狗、灵长类动物例如猿、黑猩猩和红猩猩、豚鼠、仓鼠、牛、羊、鸟类例如鸡、爬行动物、鱼以及任何其它脊椎动物或无脊椎动物。在本发明的上下文中，优选受试者是任何性别的人类。受试者可以是任何年龄或发育阶段，包括婴儿、幼儿、青少年、少年、成人、中年人和老年人。在某些实施例中，受试者免疫功能低下或免疫系统减弱。

如本文所用，“感染”是指另一个生物体、组织或细胞中被引入和/或存在致病或病原性生物体。

如本文所用，“生物膜”是微生物体例如细菌的复合聚集体，其中细胞使用基质彼此粘附，基质通常由多糖物质构成但不限于多糖物质。生物膜中的细胞在生理上不同于同一生物体的浮游细胞，所述浮游细胞是可以在液体或气态介质中漂浮或游泳或驻存于固体或半固体表面之上或之中的单细胞。单独微生物细胞也可以是丝状的，在细胞链中绑扎在一起，而不会形成不同的生物膜。但是，细胞的丝状属性可以促进生物膜的产生。

如本文所用，“预防(preventing/prevention)”疾病、病况或病症意思指延迟、抑制、抑止、阻止和/或最小化其特定征象或症状的发作或发展。预防可以包含但不要求在受试者的一生中进行无限期、绝对或完全的预防，这意味着所述征象或症状可能在以后仍会出现。预防可以包含降低这类疾病、病况或病症发作的严重程度，和/或抑制所述病况或病症发展为更严重的病况或病症。

如本文所用，“治疗(treating/treatment)”疾病、病况或病症意思指根除、改善、减轻、缓解或逆转疾病、病况或病症(例如感染)的至少一种征象或症状。治疗可以包括但不要求完全治愈疾病、病况或病症，这意味着治疗还可以包括部分根除、改善、减轻、缓解或逆转。

如本文所用，在微生物体的情形下，“控制”是指杀灭和/或根除微生物体，或以其它方式减少特定部位的微生物体的群体数量和/或抑制特定部位的微生物体的病原性或进一步生长。控制还可以包含抑制或破坏生物膜粘附。在一个实施例中，当微生物体和/或生物膜已经造成感染时，控制微生物体和/或生物膜可以是一种治疗形式。

术语“有效量”和“有效剂量”在本公开中用于指化合物或组合物在施用到部位时能够在所述部位提供期望效果(例如控制微生物体或治疗感染)的量。化合物或组合物的实际量将取决于许多因素而变化，所述因素包含但不限于被治疗的特定微生物体、在部位处存在的微生物体的数量以及在受试者的例如生物膜感染被治疗的情况下感染的严重程度、受试者的体型和健康状况以及化合物或组合物的施用途径。

如本文所用，植物“提取物”是指使植物部分暴露于溶剂并去除溶剂或使用所属领域的技术人员已知的各种化学、免疫学、生物化学或物理操作而产生的材料，所述操作包含但不限于沉淀、蒸汽蒸馏、离心、过滤、管柱色谱、去垢剂裂解和冷压(或压榨)。植物提取物可以包含例如精油。植物材料可以包含根、茎、叶、花或其部分。

术语“被分离的”或“被纯化的”在与生物或天然材料例如核酸分子、多核苷酸、多肽、蛋白质、有机化合物例如小分子、微生物体细胞/菌株或宿主细胞结合使用时意思指材料基本上不含与其本质上相关的其它化合物例如细胞材料。也就是说，所述材料在没有这些其它化合物的情况下不会天然地存在和/或与在天然材料中发现的那些化合物相比具有不同或相异的特征。

在某些实施例中，按重量计，被纯化的化合物是感兴趣的化合物的至少60％。优选地，按重量计，制剂是期望化合物的至少75％(w/w)、更优选至少90％(w/w)％并且最优选至少99％(w/w)或100％(w/w)。通过任何适当的标准方法，例如通过柱色谱法、薄层色谱法或高效液相色谱法(HPLC)分析来测量纯度。

与“包含”或“含有”同义的过渡术语“包括”是包含性的或开放式的，并且不排除附加的未叙述的要素或方法步骤。相反，过渡短语“由……组成”排除权利要求中未指定的任何要素、步骤或成分。过渡短语“基本上由……组成”将权利要求的范围限制为指定的材料或步骤“以及实质上不影响要求保护的发明的一种或多种基本和新颖特征的材料或步骤”。术语“包括”的使用涵盖了“由一种或多种所叙述的组分组成”或“基本上由一种或多种所叙述的组分组成”的其它实施例。

除非特别说明或从上下文中显而易见，否则如本文所用的术语“或”应理解为包含性的。除非特别说明或根据上下文显而易见，否则如本文所用的术语“一个(a/an)”和“所述”应理解为单数或复数。

除非特别说明或从上下文中显而易见，否则如本文所用的术语“约”应理解为在所属领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差之内。“约”可以理解为在规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。

在本文对变量的任何定义中叙述化学基团的清单包含将所述变量定义为所列基团中的任何单个基团或组合。本文中对变量或方面的实施例的叙述包含所述实施例作为任何单个实施例或与任何其它实施例或其部分的组合。本文引用的所有参考文献都特此通过全文引用的方式并入。

消毒剂组合物

在某些实施例中，本发明利用包括由例如微生物体产生的一种或多种生物两亲性分子(BAM)和优选的一种或多种杀生物物质的组合物。有利地，在一些实施例中，抗生物膜组合物可用于消除具有耐药性或与耐药性相关的生物膜，包含由MRSA和幽门螺杆菌形成的生物膜。此外，在一些实施例中，微生物不容易获得对本发明治疗的耐性。

在一个实施例中，一种或多种BAM和一种或多种杀生物物质可以促进彼此在破坏和治疗生物膜方面的功能。因此，一种或多种BAM与一种或多种杀生物物质的组合例如在与单独的任何BAM或杀生物物质相比时在破坏和治疗生物膜方面展现出有利的性质。

在一个实施例中，本发明的组合物在压力下被施加到生物膜。压力可以例如是2psi到50psi、3psi到30psi、5psi到15psi或其间的任何范围。

在一个优选实施例中，当与未被治疗的部位相比时，将本发明的消毒剂组合物施用到部位引起所述部位处的微生物体数量和/或生物膜形成减少。有利地，在优选实施例中，当被施用到受试者的一个部位时，本发明的消毒剂组合物可以引起对生物膜相关感染的有效控制和/或预防而不会造成组织损伤。

有利地，在优选实施例中，本发明的组合物的成分共同作用以破坏和/或抑制生物膜形成和生物膜相关感染，同时通过增强病原性生物膜分散以及改善正常的局部的先天免疫反应来改善相关的慢性炎症病况。

在具体实施例中，一种或多种杀生物物质例如是抗生素，包含例如青霉素(例如青霉素G、青霉素V、氨苄西林、阿莫西林、巴坎西林、羧苄西林、卡茚西林、替卡西林、阿洛西林、美洛西林、甲氧西林、哌拉西林等)、四环素(例如金霉素、土霉素、甲烯土霉素、多西环素、米诺环素等)、头孢菌素(例如头孢羟氨苄、头孢氨苄、头孢拉定、头孢噻吩、头孢匹林、头孢唑啉、头孢克洛、头孢孟多、头孢尼西、头孢西丁、头孢替坦、头孢呋辛、头孢呋辛酯、头孢美唑、头孢丙烯、氯碳头孢、头孢雷特、头孢吡肟、头孢哌酮、头孢噻肟、头孢唑肟、头孢曲松、头孢他啶、头孢克肟、头孢泊肟、头孢布烯等)、氟喹诺酮(例如左氧氟沙星等)、喹诺酮(例如萘啶酸、西诺沙星、环丙沙星和诺氟沙星等)、林可霉素(例如克林霉素)、大环内酯(例如红霉素、阿奇霉素)、砜类(如氨苯砜)、磺胺(例如对氨基苯磺酰胺、磺胺嘧啶、磺胺甲恶唑、磺胺异恶唑、磺胺醋酰、复方新诺明)、脂肽(例如达托霉素)、多肽(例如杆菌肽)、糖肽(例如万古霉素)、氨基糖苷(例如链霉素、庆大霉素、妥布霉素、阿米卡星、奈替米星、卡那霉素等)、硝基咪唑(例如甲硝唑)和/或碳青霉烯(例如硫霉素)。

在一些实施例中，杀生物物质可以包含具有杀菌和/或抗菌作用的精油、植物药或其它植物提取物。以上可以包含浓度在1-10％体积/体积(提取物/本发明)之间的以下的油/提取物：木香(土木香、菊科土木香、野生土木香)、玫瑰(大马士革玫瑰、蔷薇科)、薰衣草(狹叶薰衣草、唇形科)、洋甘菊(德国洋甘菊、菊科)、橘子(芸香科)、葡萄柚(西柚)、桉树(蓝桉、桃金娘科)、多年生天竺葵(汉荭鱼腥草、牻牛儿苗科)、杜松(欧刺柏、柏科)、柑橘属(柳橙、芸香科)、茶树(互生叶白千层)、麦卢卡树(松红梅)、宁树(印度假苦楝、印度楝)、茶叶植物(山茶科山茶属植物)、迷迭香(桉油醇迷迭香、唇形科)、柠檬、牛至、肉桂、桉树、香茅以及百里香油。

还可以利用其它已知的杀生物剂，包含非治疗性杀生物剂，例如醇、醛、氯和氯释放剂(例如次氯酸钠、氯己定、葡萄糖酸氯己定)、碘、过氧化合物(例如过氧化氢、过氧乙酸)、酚类化合物、季铵化合物(例如苯扎氯铵)、碱(例如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠)和酸(例如无机酸和有机酸)。

在一个优选实施例中，所述组合物进一步包括一种或多种BAM，其中BAM是选自例如以下的生物表面活性剂：糖脂(例如槐糖脂、鼠李糖脂、甘露糖赤藓糖醇脂、纤维二糖脂和海藻糖脂)、脂肽(例如表面活性素、伊枯草菌素、丰原素、节杆菌脂肽和地衣素)、黄酮哌脂、磷脂(例如心磷脂)、脂肪酸酯化合物、脂肪酸醚化合物和高分子量聚合物(例如脂蛋白、脂多糖-蛋白质复合物和多糖-蛋白质-脂肪酸复合物)。

在某些实施例中，BAM的浓度是约5重量％或更低、优选地约0.5重量％到约2.5重量％、更优选地约0.7重量％到1.5重量％。

在一个具体实施例中，生物两亲性分子是表面活性剂，优选地生物表面活性剂。生物表面活性剂是降低相应表面和界面处的单独分子之间的表面和界面张力的表面活性化合物。除其它能力之外，生物表面活性剂还提供附加的免疫支持以抵抗病毒感染，并增强其它活性组分的生物可用性。

生物表面活性剂是可生物降解的，并且可以在可再生衬底上使用选定的生物体产生。大多数产生生物表面活性剂的生物体响应于生长培养基中烃源(例如油、糖、甘油等)的存在而产生生物表面活性剂。其它培养基组分例如铁浓缩物也可能会显著地影响生物表面活性剂生产。

微生物生物表面活性剂由多种微生物体产生，所述微生物体例如是假单胞菌属(绿脓杆菌、恶臭假单胞菌、荧光假单胞菌、莓实假单胞菌、丁香假单胞菌)；黄杆菌属；芽孢杆菌(枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽胞杆菌、蜡样芽孢杆菌)；威克汉姆酵母菌属(例如异常威克汉姆酵母菌)、假丝酵母菌属(例如白假丝酵母菌、皱褶假丝酵母菌、热带假丝酵母菌、解脂假丝酵母、球拟假丝酵母)；红球菌属；节杆菌属；弯曲菌属；棒杆菌属；毕赤酵母属(例如异常毕赤酵母、季也蒙毕赤酵母、西方毕赤酵母)；斯塔莫酵母(例如熊蜂生斯塔莫酵母)等等。

所有生物表面活性剂都是两亲物。它们由两部分组成：极性(亲水)部分和非极性(疏水)组。脂肪酸的烃链充当生物表面活性剂分子的常见亲脂部分，而亲水部分由中性脂质的酯或醇基团、脂肪酸或氨基酸(或肽)的羧酸酯基团、在黄酮哌脂情况下的有机酸或在糖脂情况下的碳水化合物形成。

由于其两亲结构，生物表面活性剂增加了疏水性水不溶性物质的表面积，增加了所述物质的水生物可用性，并改变了细菌细胞表面的性质。生物表面活性剂在界面处积聚，从而降低了界面张力并引起溶液中聚集胶束结构的形成。生物表面活性剂的两亲结构允许自缔合并与生物膜相互作用。生物表面活性剂形成孔并破坏生物膜稳定性的能力准许其用作抗菌剂、抗真菌剂和溶血剂。结合低毒和可生物降解性的特征，生物表面活性剂有利于用于包含人类健康的多种应用中。

在一个实施例中，本发明的生物表面活性剂是糖脂，例如鼠李糖脂、鼠李糖-d-磷脂、海藻糖脂、海藻糖二霉菌酸酯、海藻糖单霉菌酸酯、甘露糖赤藓糖醇脂、纤维二糖脂、黑粉菌酸和/或槐糖脂(包含内酯酸性和/或酸性形式)。

在一个实施例中，生物表面活性剂可以包括一种或多种脂肽，例如表面活性素、伊枯草菌素、丰原素、节杆菌脂肽、粘液菌素、安非新(amphisin)、丁香霉素和/或地衣素。

在一个实施例中，生物表面活性剂可以包括一种或多种其它类型的生物表面活性剂，例如心磷脂、埃莫桑(emulsan)、利普曼(lipomanan)、阿拉桑(alasan)和/或利普桑(liposan)。

在优选实施例中，所述组合物包括糖脂生物表面活性剂。在一个具体实施例中，糖脂是被纯化的SLP。SLP可以从酵母中获得，所述酵母例如是熊蜂生斯塔莫酵母或异常威克汉姆酵母菌。SLP对例如大肠杆菌、莫拉氏菌属、富养罗尔斯通氏菌、红平红球菌和猪霍乱沙门菌具有抗菌活性。另外，SLP可以抑制微生物群聚感应并破坏生物膜且/或抑制其形成。这对治疗感染特别有用，这是因为病毒和细菌形成的生物膜使它们能够对药物产生耐性并增强它们的病原性。

在一些实施例中，所述组合物包括脂肽生物表面活性剂。在一个具体实施例中，脂肽生物表面活性剂是表面活性素。脂肽由多种益生菌和非病原性细菌产生，例如纳豆芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、乳酸菌等。

特定地说，表面活性素是最强大的脂肽生物表面活性剂之一。表面活性素由各种枯草芽孢杆菌菌株产生，并且被指示为具有抗微生物、抗肿瘤、抗病毒和抗粘附性质。其可以抑制纤维蛋白凝块的形成，诱导脂质双层膜中离子通道的形成，并抑制环腺一磷(cAMP)。

在一个实施例中，表面活性剂可以包括一种或多种产生微生物的脂肪酸酯化合物和/或脂肪酸醚化合物，所述化合物具有类似于生物表面活性剂的物理性质和/或行为的物理性质和/或行为，但通常不称为生物表面活性剂。

在某些实施例中，脂肪酸酯化合物可以包含例如高度酯化的油脂肪酸，例如油脂肪酸乙酯和/或油脂肪酸甲酯(FAME)。

在一个实施例中，生物两亲性分子是皂苷。皂苷是发现于许多植物中并且展现出与微生物生物表面活性剂类似的特征例如自缔合和与生物膜相互作用的表面活性剂。存在三个基本类别的皂苷，包含三萜皂苷、甾体皂苷和甾体糖苷生物碱。

一些众所周知的积聚三萜皂苷的植物科尤其包含豆科、苋科、伞形科、石竹科、冬青科、五加科、葫芦科、小檗科、藜科、紫金牛科和蒺藜科。豆荚科例如大豆、菜豆和豌豆是三萜皂苷的丰富来源。甾体皂苷通常发现于龙舌兰科、葱科、天门冬科、薯蓣科、百合科、石蒜科、凤梨科、棕榈科和玄参科的成员中，并且大量积聚于作物例如山药、葱属、芦笋、胡芦巴、丝兰和人参中。甾体糖苷生物碱通常发现于茄科的成员中，所述成员包含番茄、土豆、茄子和辣椒。

许多皂苷和其它生物表面活性剂的一个明显特征在于它们能够抑制P-糖蛋白。P-糖蛋白(P-gp)是ATP依赖性膜转运蛋白的成员，并且已知以ATP依赖性机制将受质泵出细胞。P-gp在肿瘤细胞中的过度表达会降低细胞内药物浓度，从而降低广谱抗肿瘤药物的功效。因此，抑制P-gp可能会增强这些化合物中的一些的细胞生物可用性。

因此，在一些实施例中，生物表面活性剂例如皂苷通过例如增强组合物中存在的其它化合物的生物可用性而促进组合物的有效性。

在某些实施例中，所述组合物攻击、溶解或以其它方式削弱细菌生物膜基质，从而允许杀生物物质渗透到形成生物膜的细菌的单独细胞中。本发明还允许以较低量使用抗生素，从而降低毒性和治疗成本。

组合物可以具有其它组分，包含例如载剂、pH调节剂、缓冲剂、局部麻醉剂、伤口愈合促进剂、生物膜降解助剂、止血剂和/或凝块形成促进剂以及其它治疗组分和非治疗组分例如抗病毒剂、杀真菌剂、化学治疗剂、局部防腐剂、麻醉剂、含氧液体和/或含氧药剂、诊断剂、顺势疗法剂和非处方药品/药剂。

在一个实施例中，组合物可以包括一种或多种优选地选自以下的螯合剂：柠檬酸、磷酸盐、乙二胺四乙酸(EDTA)的二、三和四钠盐、EDTA的钙盐、乙二醇-双-(b-氨基乙醚)-N,N,N’,N’-四乙酸(EGTA)；1,2-双(2-氨基苯氧基)乙烷-N,N,N’,N’-四乙酸(BAPTA)；乙烯-N,N'二甘氨酸(EDDA)；2,2'-(亚乙基二亚氨基)-二丁酸(EBDA)；月桂酰EDTA；二月桂酰EDTA、三亚乙基四胺二氢氯化物(TRIEN)、二亚乙基三胺-五乙酸(DPTA)、三亚乙基四胺六乙酸(TTG)、去铁胺(DFO)、地拉罗司(DSX)、二巯基丙醇、柠檬酸锌、青霉胺、琥巯酸、依替膦酸盐、六偏磷酸钠、依地酸钙二钠、D-青霉胺、多酚、倍酚、儿茶酚、二巯基丙醇、四硫代钼酸盐、乳铁蛋白和氯碘羟喹以及其组合。

组合物的配制和给药

本发明的组合物可以通过直接施加来给药到受影响的组织(或其它部位)，从而显著地提高功效。消毒剂组合物还可以被配制成施用到惰性表面，例如使用湿擦拭物和/或喷雾剂来进行。

在某些实施例中，消毒剂组合物可以被配制成通过任何施用途径施用到受试者，所述施用途径包含例如口服、通过注射(例如静脉内(IV)、肌肉内(IM)、腹膜内、鞘内或皮下)、经皮、直肠、泌尿生殖器(例如阴道)、眼、耳、鼻、吸入和皮肤途径。

所述组合物可以被直接施加到受生物膜影响的区域，包含表面例如人类粘膜以及角化和非角化上皮。这类局部导向的疗法的实例包含皮肤药剂、鼻喷雾剂和洗剂、滴耳剂、直肠施用、口服吸入剂和雾化剂、滴眼剂、隐形眼镜、隐形眼镜溶液、口服含片、洁齿剂如漱口水、牙膏、牙线和牙周治疗。在每种情况下，本发明的组合物都是通过媒剂来施用，所述媒剂的组成基于施用部位在生理上是合适的。

其还可以被直接施加到医疗装置，例如但不限于手术网、血管移植物、乳房植入物或其它可植入的医疗装置。此外，其还可以被直接施加到其它惰性表面，例如地板、厕所、厨房和浴室柜台、泳池露台、购物车、船和舰的侧面和/或其它可以容易形成生物膜的表面。

在一个实施例中，消毒剂组合物的组分被配制为混合物，所述混合物包括任选的附加成分，例如一种或多种载剂(例如药学上可接受的载剂)和/或赋形剂。

如本文所用，术语“药学上可接受的”意思指与药物组合物的其它成分可相容并且对其接受者无害。

载剂和/或赋形剂可以被配制成呈例如固体、半固体、液体或气态形式的制剂，例如锭剂、胶囊、散剂、粒剂、软膏、凝胶、洗剂、溶液、栓剂、滴剂、贴片、注射剂、吸入剂和气雾剂。

本发明的载剂和/或赋形剂可以包含任何和所有溶剂、稀释剂、缓冲剂(例如中性缓冲盐水、磷酸盐缓冲盐水或任选的Tris-HCl、乙酸盐或磷酸盐缓冲剂)、水包油或油包水乳液、包含或不包含适用于例如IV使用的有机助溶剂的水性组合物、增溶剂(例如Tween80、聚山梨酯80)、胶体、分散介质、媒剂、填充剂，螯合剂(例如EDTA或谷胱甘肽)、氨基酸(例如甘氨酸)、蛋白质、崩解剂、粘合剂、润滑剂、润湿剂、乳化剂、甜味剂、着色剂、调味剂、芳香剂、增稠剂、涂料、防腐剂(例如硫柳汞、苯甲醇)、抗氧化剂(例如抗坏血酸、焦亚硫酸钠)、张力控制剂、吸收延迟剂、佐剂、膨胀剂(例如乳糖、甘露醇)等等。

在一些情况下，载剂可以是例如无菌或非无菌水性或非水性溶液、悬浮液和乳液。非水性溶剂的实例包含但不限于丙二醇、聚乙二醇、植物油和有机酯。水性载剂包含但不限于水、醇、盐水和缓冲溶液。可接受的载剂还可以包含生理学上可接受的水性媒剂(例如生理盐水)或适用于特定施用途径的其它已知载剂。载剂和/或赋形剂在药物和补充剂领域中的使用是众所周知的。除了与补充剂组合物不相容或与补充剂组合物相容的任何常规介质或试剂之外，可以考虑载剂在本发明组合物中的使用。

在一个实施例中，补充剂组合物被配制成使得其可以被口服给药到受试者。特别地说，所述组合物被配制为口服食用品。

本发明的口服食用品是适合于食用、营养、口腔卫生或愉悦的任何制剂或组合物，并且是意图被引入人类或动物口腔中以在那里停留特定一段时间并且然后被吞咽(例如准备食用的食物)或再次从口腔中取出(例如口香糖或口腔卫生产品或医用漱口水)的产品。这些产品包含意图在加工、半加工或未加工状态下被人类或动物摄入的所有物质或产品。这些产品还包含在生产、处理或加工期间被添加到口服食用品(例如活性成分，例如提取物、营养素、补充剂或药品)中并意图被引入人类或动物口腔中的物质。

口服食用品还可以包含意图被人类或动物吞咽并且然后在未改性、制备或加工状态下被消化的物质。这些产品包含也意图与产品一起被吞咽或预期被吞咽的套管、包衣或其它胶囊包。

本发明的组合物还可以以胶囊、锭剂(未包覆包衣的锭剂和包覆包衣的锭剂，例如耐胃液包衣)、包覆包衣的锭剂、粒剂、丸剂、固体物质混合物、液相分散体、乳液、散剂、溶液、糊剂或其它可吞咽或可咀嚼的制剂或膳食补充剂形式存在。

对于口服施用，锭剂或胶囊可以通过常规手段用可接受的赋形剂例如粘合剂、填充剂、润滑剂、崩解剂或润湿剂制备。如果期望的话，可以对锭剂包覆包衣。还可以适当地配制用于口服施用的制剂以提供活性成分的受控释放。用于口服施用的液体制剂可以采用例如溶液、糖浆或悬浮液的形式，或它们可以作为干燥产品呈现以用于在使用前用盐水或其它合适的液体媒剂构造。

如所属领域的技术人员所理解，本文所描述的制剂还可以含有可接受的添加剂，这取决于口服给药的特定形式。适当时，所述添加剂的非限制性实例包含悬浮剂、乳化剂、非水性媒剂、防腐剂、缓冲盐、调味剂、着色剂和甜味剂。特定添加剂的非限制性实例包含：明胶、甘油、水、蜂蜡、卵磷脂、可可粉、焦糖、二氧化钛和胭脂红。

在一个实施例中，所述组合物可以被配制用于例如以溶液或悬浮液形式通过注射来施用。溶液或悬浮液可以包括合适的无毒、肠胃外可接受的稀释剂或溶剂，例如甘露醇、1,3-丁二醇、水、林格氏溶液(Ringer's solution)或等渗氯化钠溶液，或合适的分散剂或润湿剂和悬浮剂，例如无菌的、温和的固定油，包含合成的甘油单酯或甘油二酯，以及脂肪酸包括油酸。用于静脉内使用的载剂的一个说明性实例包含10％USP乙醇、40％USP丙二醇或聚乙二醇600和余量USP注射用水(WFI)的混合物。用于静脉内使用的其它说明性载剂包含10％USP乙醇和USPWFI；于USPWFI中的0.01％-0.1％三乙醇胺；或于USPWFI中的0.01％-0.2％二棕榈酰二磷脂酰胆碱；和1％-10％角鲨烯或非经肠植物水包油乳液。水或盐水溶液以及葡萄糖和甘油水溶液可以优选地用作载剂，特别是对于可注射溶液来说。用于皮下或肌肉内使用的载剂的说明性实例包含磷酸盐缓冲盐水(PBS)溶液、于WFI中的5％葡萄糖、和于5％葡萄糖中的0.01％-0.1％三乙醇胺、或于USPWFI中的0.9％氯化钠、或10％USP乙醇、40％丙二醇的1:2或1:4混合物和余量可接受的等渗溶液例如5％葡萄糖或0.9％氯化钠；或于USPWFI中的0.01％-0.2％二棕榈酰二磷脂酰胆碱、和1％到10％角鲨烯或非经肠植物水包油乳液。

其它制剂还可以包含滴眼剂、凝胶、软膏、乳膏或适合应用领域的组合物的其它给药媒剂、眼周洗剂、鼻内水性或非水性喷雾剂、鼻盐水冲洗剂、皮肤皂、洗液、乳膏、润肤剂以及例如打算用于隐形眼镜清洁和维护的溶液、或喷雾剂。

在一个实施例中，补充剂组合物被配制成自形成给药系统，其中BAM形成脂质体或微胶囊或纳米胶囊，其中囊封有一种或多种杀生物组分。在一个实施例中，可以包含附加的生物聚合物以提供另一个用于囊封的结构。

BAM囊封可以通过保护一种或多种杀生物组分免受血液中的组分例如蛋白质和其它分子的影响、在其它方面可能会与化合物结合并阻止一种或多种杀生物组分渗透到靶部位来增强一种或多种杀生物组分的生物可用性。另外，被囊封的给药系统可以允许口服施用另外可能被GI道中的酸或酶降解的化合物，这是因为其创建了对抗酸或酶的屏障。此外，被BAM囊封的给药系统制剂允许其中的一种或多种化合物的限时释放，从而降低受试者体内的潜在毒性或潜在负面副作用。

如熟练技术人员所确定，可以向组合物中添加另外的组分，例如缓冲剂、载剂、粘度调节剂、防腐剂、调味剂、染料和专用于预期用途的其它成分。所属领域的技术人员将认识到，以上描述是说明性的而不是详尽的。实际上，适用于特定施用模式的许多附加的配制技术以及药学上可接受的赋形剂和载剂溶液是所属领域的技术人员熟知的。

在一个实施例中，制剂的pH值在约5.5与8.0之间、在约6.0与8.0之间和在约6.5与8.0之间、更优选地在约6.5与7.5之间、最优选地在约7与7.4之间。优选的pH值有助于避免细菌对制剂的耐性。

方法

在优选实施例中，本发明提供了用于治疗、破坏和/或预防一个部位处的生物膜形成的方法，所述方法是通过向所述部位施用包括一种或多种生物两亲性分子的组合物来进行。在优选实施例中，所述组合物进一步包括一种或多种杀生物化合物。在一个实施例中，所述方法可以用于预防和/或治疗由生物膜或耐抗生素微生物造成或与生物膜或耐抗生素微生物相关的疾病。

在具体实施例中，一种或多种杀生物物质例如是抗生素，包括先前所列举的抗生素，例如青霉素、四环素、头孢菌素、喹诺酮、林可霉素、大环内酯、磺胺、糖肽、氨基糖苷和碳青霉烯。

在一些实施例中，杀生物物质可以包含具有杀菌和/或抗菌作用的精油、植物药或其它植物提取物。在一些实施例中，杀生物物质可以包含治疗性或非治疗性杀生物剂，例如醇、氯己定(例如CHG)或过氧化氢。

在一个优选实施例中，所述组合物进一步包括一种或多种BAM，其中BAM是选自例如以下的生物表面活性剂：低分子量糖脂(例如槐糖脂、鼠李糖脂、甘露糖赤藓糖醇脂和海藻糖脂)、脂肽(例如表面活性素、伊枯草菌素、丰原素、节杆菌脂肽和地衣素)、纤维二糖脂、黄酮哌脂、磷脂(例如心磷脂)和高分子量聚合物(例如脂蛋白、脂多糖-蛋白质复合物和多糖-蛋白质-脂肪酸复合物)。在一个实施例中，BAM是皂苷。

在某些实施例中，抗生物膜组合物的施加部位在其上具有生物膜或是生物膜形成的潜在部位。在一个实施例中，本发明有效地分散并消除新形成的生物膜以及老化和/或慢性生物膜，例如形成至少1天、2天、5天、1周、2周、3周或1个月或更长时间的生物膜。

在某些实施例中，所述消毒剂治疗用于治疗已经被诊断为患有生物膜感染和/或已经被诊断为处于患生物膜感染的风险下的受试者，其中所述方法包括：向患者体内部位施用有效量的包括一种或多种杀生物物质和一种或多种微生物BAM的组合物。

所述方法可以用于预防和/或治疗受试者体内的多个部位的生物膜相关感染。举例来说，所述组合物可以通过局部给药系统(例如皮肤软膏、鼻喷雾剂、口服吸入剂或雾化剂、滴眼剂或口服液)直接施用到受生物膜影响或处于受到影响的风险下的组织。

在一个实施例中，部位是其上具有生物膜或处于其上形成生物膜的风险下的任何表面，无论是有生命的还是惰性的。举例来说，浴室、厨房、工厂、游泳池、更衣室、食品加工厂、船、舰和其它位置可以是本发明的部位的来源。

在一个实施例中，部位可以是受试者体内处于罹患生物膜相关感染的风险下或患有与生物膜形成相关的现有感染的任何部位。在某些实施例中，部位选自口腔、鼻腔、呼吸道、消化道(包含肠、胃和结肠)、泌尿生殖道、眼睛、鼻窦、手术部位、植入物和皮肤表面。在一些实施例中，组合物被直接或间接地施加到部位。

在一个具体实施例中，在用本发明的组合物治疗之前，首先诊断了患者患有生物膜感染。还可以在治疗之后和/或期间监测受试者以评估治疗功效。

生物膜感染的位置可以通过成像技术例如X射线和CT扫描来确定。在一个实施例中，生物膜感染可以通过以下来加以检测：从受试者获得生物样本；和测量一种或多种生物标记物(例如胞外多糖、蛋白质、mRNA)的存在，所述生物标记物与处于生物膜状态但不处于自由漂浮(浮游)状态的微生物体相关和/或由所述微生物体选择性表达。

在另一个实施例中，生物膜感染可以通过细菌胞外多糖(EPS)基质或EPS中所含的化学物质的存在来加以检测。

此外，形成生物膜的耐药微生物和/或病原性微生物体的种类可以通过例如使用识别与病原性微生物体的存在相关的抗原或肽的抗体，或使用识别病原性微生物体的核酸分子的探针来加以确定。

如本文所用，术语“生物样本”包含但不限于含有从受试者分离的组织、细胞和/或生物流体的样本。生物样本的实例包含但不限于组织、细胞、生检体、血液、淋巴、血清、血浆、尿液、脑脊液、唾液和眼泪。在某些具体实施例中，生物样本包含眼泪、鼻液和唾液。

根据本发明有用的生物标记物的存在和/或含量可以通过所属领域中已知的技术来测定，所述技术例如是酶联免疫吸附测定(ELISA)、蛋白质印迹法、RNA印迹法、免疫学测定、免疫荧光和核酸杂交技术。

在一个实施例中，生物膜感染已经被确定为对抗生素具有耐性。有利地，本发明的抗生物膜组合物可用于消除生物膜或减少生物膜形成，甚至在耐药细菌菌株中也是如此。此外，本发明可用于降低细菌耐药性。

在某些实施例中，例如当生物膜部位或潜在生物膜部位在受试者的消化道中时，所述方法可以进一步包括施加治疗有效量的质子泵抑制剂(PPI)。PPI通过减少胃内壁腺体所产生的胃酸的量起作用。

在一个实施例中，PPI通过减少受试者胃中胃酸的量来增强本发明的补充剂组合物的抗菌组分的效力。在一个实施例中，PPI可以抑制脲酶。在一种实施例中，PPI可以具有抗生物膜作用。

在一个实施例中，PPI是选自以下的药物：奥美拉唑、兰索拉唑、右兰索拉唑、埃索美拉唑、泮托拉唑、雷贝拉唑、艾普拉唑和替那拉唑。

在优选实施例中，PPI是奥美拉唑。奥美拉唑(普洛赛克(Prilosec))可以以小包、悬浮液、延迟释放锭剂或胶囊或口腔崩解片的形式施用。在一个实施例中，本发明组合物的奥美拉唑的一种剂量是2.5mg到40mg或5mg到20mg。在一个实施例中，当以液体形式施用时，奥美拉唑的浓度是每剂1mg/ml到5mg/ml、优选地2mg/ml。

在这个实施例中，抗生物膜组合物可以与化学治疗剂和/或其它癌症疗法联合施用。

包含本发明的组合物在内的组合物的抗生物膜功效可以使用卡尔加里生物膜装置(Calgary Biofilm Device)加以评估，所述装置是FDA I级批准的用于接种生物膜的装置(美国专利第6,599,714号，其通过引用并入本文中)以执行MBEC(最低生物膜根除浓度)操作或其它评估抗生物膜功效的手段。可以采用的其它抗微生物测试包含：琼脂或圆盘扩散技术、柯-鲍二氏测试(Kirby-Bauer test)和最低抑菌浓度(MIC)。这些技术对所属领域的技术人员来说是众所周知的，并且在此处不再详细叙述。方案可以在John Lammert的《微生物学技术(Techniques in Microbiology)》，培生教育(Pearson Education)，2007年以及George A.Wistreich的《微生物实验室基础和应用(Microbiology LaboratoryFundamentals and Applications)》，培生教育，2003年中找到，所述文献通过全文引用的方式并入。

抗生物膜功效(生物膜抑制浓度或BIC)可以通过对相同的抗微生物化合物和被测试的微生物体执行最低抑制浓度(MIC)测试来直接与浮游生物功效进行比较。另外，抗生物膜功效可以使用类似于麦卢卡因子(manuka factor)的分类系统来测量(Molan,Peter，《蜂蜜抗菌活性的测定方法(Method for the assay of antibacterial activity ofhoney)》，2005年，其通过引用的方式并入本文中)，不同之处在于在这种情况下，测量内容是完全生物膜生长抑制的大小(生物膜抑制浓度或BIC)，而不是化合物例如蜂蜜的抗微生物物质的杀灭直径(“抑制区”)。这种操作将用于发展针对一系列细菌以及细菌组例如革兰氏阴性细菌、甲氧西林敏感性葡萄球菌和耐甲氧西林葡萄球菌等的组合物的BIC标准。

有利地，本发明的消毒剂组合物可有效对抗生物膜相关感染，即使当有机材料(包含血液、组织和/或污垢和碎屑)存在时也是如此。此外，所述方法可以用于通过将消毒剂组合物施加到惰性表面来预防形成生物膜的微生物蔓延，所述惰性表面例如是以下的惰性表面：留置医疗装置、导管、医疗/手术工具、植入物、地板、柜台、水槽、厕所、排水管、船、泳池露台、购物车、管道/管子、座椅(例如凳子、长凳、椅子)、门把手、通风口、咬嘴、运动器材或其它存在细菌并可能导致生物膜形成的场所。

在本发明的实施例中，抗生物膜组合物的施用每天进行，持续数天或更长时间。施用可以包含任何已知的药物施用方法，包含但不限于口服、经鼻、经皮、静脉内施用，或另外如本文所描述。在一个实施例中，由熟练的医师在逐个受试者的基础上确定每天一次、两次或三次将补充剂组合物施加到部位。当确定要施用的剂量数量时要考虑的因素包含接受治疗的个体的年龄和受试者症状的严重程度。

在一个实施例中，所述方法进一步包括对受试者执行后续测试以判定感染是否已经被治疗和/或治疗到何种程度。可以在整个治疗过程中监测受试者，例如每天或每隔一天，以便确定感染状态和判定组合物是否有效治疗感染。这可以包含例如执行测试，例如用于诊断感染的测试，以及观察受试者的健康改善的迹象。如果后续测试表明改善健康的速度低于期望速度，则可以根据熟练从业者的决定调整组合物的剂量。

本发明的抗生物膜组合物可以通过多种途径，使用广泛范围的当前可用的给药装置、系统和方法给药到部位。这些途径包含例如经皮、腹内、颅内、病灶内、胸内(手术期间)、鼻内、耳道内、作为口腔肠道制剂、洗胃、洗眼、牙周、直肠、软组织、皮下和阴道途径。

给药可以通过导管执行以治疗由一系列病原性生物膜或潜在病原性生物膜造成的感染，包含但不限于泌尿道感染、血流感染、颅内感染和关节感染。

在一个实施例中，所述组合物可以通过注射器施用以治疗和/或预防脊髓感染，包含但不限于例如脑膜炎。

在一个实施例中，所述组合物可以通过喷雾剂或液体喷雾剂施用以治疗适当的部位例如慢性伤口和烧伤，或用于经鼻施用或作为全身或局部淋浴以对例如在生物武器情况下已经或疑似已经暴露于致病原的受试者进行消毒。

在一个实施例中，所述组合物可以通过吸入施用，例如以治疗肺炎或其它呼吸道感染。在一个具体实施例中，所述组合物被配制用于被已经罹患与生物膜相关的肺部感染或处于罹患这种感染的风险下的囊性纤维化(CF)患者吸入。在一个具体实施例中，受试者已经被诊断患有(CF)。

在一个实施例中，所述组合物可以通过用于对皮肤和其它身体表面包含例如耳道进行消毒的材料来施用。所述材料可以例如是擦拭物、布或棉签。优选地，擦拭物、布、棉签或其它材料可以被配制甚至用于敏感皮肤，例如婴儿或老年人皮肤上。可以添加其它成分，包含例如保湿剂。

在一个实施例中，所述组合物可以被施用到愈合组织部位。出于本发明的目的，愈合组织部位是患有损伤或疾病并且在损伤或疾病得到治疗之后正在恢复的组织区域。愈合组织部位可以处于皮肤表面或内部。在一个实施例中，所述组合物可以通过贴片、绷带或敷料、浓稠粘性溶液、可生物降解的凝胶、或缝线来施用到愈合组织部位。

在一个实施例中，所述组合物可以通过口服摄取的锭剂、微胶囊给药球、纳米颗粒、靶向纳米颗粒(例如受体介导的靶向纳米颗粒)、时间受控给药系统、无菌消毒剂组合物的冷冻块、活性剂的简单水溶液、活性剂的等渗溶液或可植入的限时释放给药系统来施用。

在一个实施例中，所述组合物可有效减轻感染造成的炎症。减轻可以是至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％或基本上完全减轻炎症或感染，或约任何前述数字，或由前述数字中的任两个界定的范围。

在一个实施例中，本发明提供了用于预防、减轻和治疗受试者的生物膜相关感染造成的炎症的方法，其中所述方法包括向受试者施用包括一种或多种生物两亲性分子(BAM)和任选的一种或多种杀生物物质的组合物。优选地，炎症由呼吸道感染、泌尿道感染、血流感染、颅内感染和关节感染造成。更优选地，炎症是由生物膜形成造成的肺部感染。

在某些实施例中，所述组合物在被施用到部位之后留在所述部位。在另一个实施例中，用例如不含活性剂的无菌溶液冲洗部位或组织。不含活性剂的溶液的实例包含但不限于纯水、盐水和不含活性剂的等渗溶液。冲洗可以通过将不含活性剂的溶液施用到部位并通过例如抽吸从部位或组织除去所得溶液来执行。在某些实施例中，冲洗是在从将组合物施用到受试者体内的部位的时间起约1分钟到约10分钟、约2分钟到约5分钟或约3分钟内执行。在其它实施例中，执行抽吸并且进行或不进行冲洗。

用于本发明的方法中的剂量可以取决于以下而变化：治疗是治疗性的还是预防性的、症状的发作、发展、严重程度、频率、持续时间、概率或易感性、治疗所针对的发病机理类型、期望的临床终点、先前、同时或后续治疗、受试者的一般健康状况、年龄、性别或种族、生物可用性、潜在的不良全身性、区域性或局部副作用、受试者中其它病症或疾病的存在以及将被技术人员所了解到其它因素(例如病史或家族史)。

如期望的临床结果、感染状态、症状或病理、治疗或疗法的任何不良副作用所指示，剂量、频率或持续时间可以增加或减少。技术人员将了解可能影响提供足以或有效提供预防或治疗效果或益处的量所需的剂量、频率和时间的因素。鉴于与需要治疗的受试者相关的因素，确切剂量将由从业者确定。调整剂量和施用以提供足够含量的一种或多种活性剂或维持期望效果。应当了解，本文所描述的治疗包含预防疾病、改善症状、减缓疾病发展、逆转损伤或治愈疾病。

用于治疗生物膜相关感染的组合物可以包括在约0.01毫克/剂量与3000毫克/剂量之间、在约0.1毫克/剂量与2000毫克/剂量之间、在约1毫克/剂量与1500毫克/剂量之间、在约10毫克/剂量与1000毫克/剂量之间、在约20毫克/剂量与800毫克/剂量之间、在约50毫克/剂量与500毫克/剂量之间、在约100毫克/剂量与300毫克/剂量之间、或在约100毫克/剂量与200毫克/剂量之间的一种或多种抗生素。优选地，抗生素以约10毫克/剂量、20毫克/剂量、30毫克/剂量、50毫克/剂量、100毫克/剂量、150毫克/剂量、200毫克/剂量、250毫克/剂量、200毫克/剂量或300毫克/剂量提供于可吸入组合物中。

抗生素总量/天可以在约0.01毫克/天与6,000毫克/天之间、在约0.1毫克/天与5,500毫克/天之间、在约1毫克/天与5,000毫克/天之间、在约10毫克/天与4,500毫克/天之间、在约20毫克/天与4,000毫克/天之间、在约30毫克/天与3,000毫克/天之间、在约50毫克/天与2,000毫克/天之间、在约100毫克/天与2,000毫克/天之间、在约150毫克/天与2,000毫克/天之间、在约200毫克/天与2,000毫克/天之间、在约250毫克/天与2,000毫克/天之间、在约300毫克/天与1,500毫克/天之间、在约500毫克/天与1,000毫克/天之间或约800毫克/天与1,000毫克/天之间。优选地，抗生素以约200毫克/天、300毫克/天、500毫克/天、1,000毫克/天或1,250毫克/天提供于组合物中。

用于治疗生物膜相关感染的组合物包括在约0.01毫克/剂量与3000毫克/剂量之间、在约0.1毫克/剂量与2000毫克/剂量之间、在约0.5毫克/剂量与1000毫克/剂量之间、在约1毫克/剂量与1000毫克/剂量之间、在约10毫克/剂量与1000毫克/剂量之间、在约20毫克/剂量与800毫克/剂量之间、在约50毫克/剂量与500毫克/剂量之间、在约100毫克/剂量与300毫克/剂量之间、在约100毫克/剂量与200毫克/剂量之间、在约0.1毫克/剂量与100毫克/剂量之间、在约0.5毫克/剂量与100毫克/剂量之间、在约1毫克/剂量与100毫克/剂量之间、在约5毫克/剂量与100毫克/剂量之间、在约10毫克/剂量与100毫克/剂量之间或在约0.1毫克/剂量与10毫克/剂量之间的一种或多种BAM。优选地，BAM以约0.1毫克/剂量、0.5毫克/剂量、1毫克/剂量、5毫克/剂量、10毫克/剂量、20毫克/剂量、30毫克/剂量、50毫克/剂量、100毫克/剂量、150毫克/剂量、200毫克/剂量、250毫克/剂量、200毫克/剂量或300毫克/剂量提供于组合物中。

活性谱

本发明的组合物和方法适用于需氧和/或厌氧生长的生物膜。对生物膜的控制可以通过多种机制实现，所述机制包含预防、抑制和/或破坏生物膜或病原性微生物体在生物或非生物表面的沉积、粘附和/或锚定；预防、抑制和/或破坏细胞外因子例如胞外多糖(EPS)基质的分泌和/或释放；和/或预防、抑制和/或破坏群聚感应机制。这些病原体包含需氧和厌氧的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。

除了消除、预防或抑制生物膜形成之外，本发明的组合物还可以使某些形成生物膜的细菌“去病原化”，从而使这些细菌不太可能造成感染。有利地，本发明的消毒剂组合物的施用可以引起对生物膜相关感染的有效控制而不会造成组织损伤。

微生物体可以选自但不限于链球菌属(例如无乳链球菌、肺炎链球菌、化脓性链球菌、唾液链球菌和血链球菌)；葡萄球菌属(例如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、溶血葡萄球菌、人葡萄球菌和模仿葡萄球菌以及耐苯唑西林(ORSA)葡萄状球菌和苯唑西林敏感性葡萄状球菌(也称为耐甲氧西林[MRSA]葡萄状球菌或甲氧西林敏感性葡萄状球菌))；不动杆菌属；拟杆菌属(例如脆弱拟杆菌)；艰难梭菌；肠杆菌属；肠球菌属(例如粪肠球菌和屎肠球菌、万古霉素敏感性菌株和耐万古霉素菌株)；大肠杆菌；法朗西斯菌属；螺杆菌属(例如胆螺杆菌、毕氏螺杆菌、加拿大螺杆菌、犬螺杆菌、同性恋螺杆菌、芬纳尔螺杆菌、海尔曼螺杆菌、肝螺杆菌、幼禽螺杆菌、幽门螺杆菌、弯曲螺杆菌、沙门尼螺杆菌和猪螺杆菌)；克雷伯氏菌属(例如产气克雷伯氏菌、克雷伯氏肺炎菌)；丙酸杆菌属；奇异变形杆菌；绿脓杆菌；沙门氏菌属；新月形单胞菌属；寡养单胞菌属；韦荣氏球菌属；以及鼠疫杆菌。

与生物膜感染相关的病况

有利地，本发明可以同时引起生物膜感染造成的疾病、病症和病况改善、生物膜感染发生减少以及细菌的耐抗生素菌株的发展减少。

在某些实施例中，本发明可以用于预防、治疗或缓解由生物膜造成或与生物膜相关的疾病。这些疾病可以包含但不限于脓毒症、败血症、过敏症、哮喘、曲霉病、“游泳耳”、外耳炎、中耳炎、慢性耳炎、特应性皮炎、慢性鼻炎鼻窦炎、慢性鼻窦炎、过敏性鼻炎、过敏性结膜炎、慢性支气管炎、囊性纤维化、鼻腔感染、鼻窦感染、红眼病、眼部感染、干眼症、偏头痛、焦虑、抑郁、慢性牙龈炎、慢性牙周炎、胃痛、恶心、呕吐、消化性溃疡、胃癌、胃炎、胃肠道(GI)出血、腹泻、便秘、胀气、腹胀、食物过敏、胃灼热、反酸、胃食管反流病(GERD)、消化不良、肠易激综合征(IBS)、癌症(例如结肠癌)、湿疹皮炎、痤疮、慢性不愈合伤口、慢性膀胱炎、慢性睑缘炎、睑板腺炎、酒渣鼻、动脉粥样硬化、冠心病、急性缺血性中风、心肌梗塞、肝细胞癌、肝硬化和肝性脑病、非酒精性脂肪肝病和纤维化、急性和慢性胰腺炎的发病机制、自身免疫性胰腺炎、糖尿病和代谢综合征、慢性扁桃体炎和增殖腺炎。

在一个实施例中，本发明的组合物用于例如在手术植入物、支架、导管和其它留置医疗装置的环境中预防或减少生物膜形成。

Claims

1.一种用于破坏一个部位处的生物膜的方法，其中，所述方法包括向所述部位施用包括一种或多种生物两亲性分子BAM和任选的一种或多种杀生物物质的组合物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述组合物包括一种或多种选自青霉素、四环素、头孢菌素、喹诺酮、林可霉素、大环内酯、磺胺、糖肽、氨基糖苷和碳青霉烯的杀生物物质。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，组合物包括一种或多种选自氨苄西林、多西环素、头孢氨苄、环丙沙星、磺胺醋酰、克林霉素、甲硝哒唑、红霉素、阿奇霉素、磺胺甲恶唑、阿莫西林、土霉素、四环素、链霉素、氨苯砜、甲氧西林、青霉素、万古霉素、杆菌肽、达托霉素、复方新诺明和左氧氟沙星的杀生物物质。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述组合物包括一种或多种选自具有抗菌作用的精油、植物药和植物提取物的杀生物物质。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一种或多种BAM是微生物生物表面活性剂和/或皂苷。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述生物表面活性剂是

选自鼠李糖脂RLP、槐糖脂SLP、海藻糖脂TL、纤维二糖脂和甘露糖赤藓糖醇脂MEL的糖脂，

选自表面活性素、伊枯草菌素、节杆菌脂肽、丰原素和地衣素的脂肽，

心磷脂和/或

脂肪酸酯化合物。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部位是在受试者体内或体表。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述部位是所述受试者的口腔、鼻腔、呼吸道、消化道、泌尿生殖道、眼睛、鼻窦、皮肤和/或手术部位和/或植入物，其中消化道包含肠、胃和结肠。

9.根据权利要求7所述的方法，其用于治疗脓毒症。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生物膜由微生物体的耐抗生素菌株造成。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述微生物体是MRSA或幽门螺杆菌。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部位是惰性表面。

13.根据权利要求12所述的方法，所述惰性表面是导管、植入物、手术工具、地板、柜台、水槽、厕所、排水管、船、泳池露台、购物车、座椅、管道、管子、门把手、通风口、咬嘴或运动器材。