用于治疗生物膜相关肺部病状的组合物和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2019年5月10日提交的美国临时专利申请第62/846,084号的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。


背景技术：

3.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，作为单个细胞发挥作用。例如，在传统的最小抑菌浓度(mic)分析中完成抗生素功效的量化。然而，某些微生物生长，包括许多人类(和其它动物)感染，现在被认为是由整个微生物菌落引起或加剧的，通常由在生物膜状态下共同工作的微生物组成。生物膜包含粘附的细胞外成分，其围绕并保护菌落免受例如抗生素和免疫系统的环境侵害。
4.生物膜在许多医学领域中具有广泛的临床相关性。已知细菌生物膜，例如通常与假单胞菌和葡萄球菌相关的细菌生物膜是顽固性感染以及慢性低度炎症的原因。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抵抗力。生物膜几乎定植于这些菌落可以粘附的任何表面。这包括人体内或人体上的表面。它们经常在生物材料上定植，例如导尿管、经皮静脉注射管和人工心脏瓣膜。
5.当自由漂浮的浮游细菌锚定在诸如留置医疗设备等表面时，生物膜就开始形成。附着的细菌繁殖并发展形成一个微菌落，然后是一个临界质量，其中发生细菌串扰，引发一种称为群体感应的现象。群体感应导致生物膜表型，开启在非固着细菌中不表达或不产生的生物膜产生基因。细菌共同响应以表达特定于生物膜表型的因子，从而导致围绕并连接单个细胞的胞外多糖(eps)基质的分泌。生物膜表型的形态特征是微生物塔的形成，所述微生物塔由嵌入的活细菌层与中间水道组成。在某些环境条件下，生物膜会释放自由漂浮的细菌以在其它位置和其它表面分散并继续循环。
6.生物膜的行为与自由漂浮形式的相同细菌不同。由于基因组表达不同，生物膜相关感染具有与浮游型感染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导致抗生素耐药细菌。这是因为菌落产生的eps基质使菌落能够产生针对抗生素的抗性，所述抗生素通常会杀死浮游形式的微生物。
7.当人体内存在生物膜时，细菌对抗生素的敏感性低得多，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，因此抗生素的使用会使问题复杂化，因为抗生素选择并延续越来越耐抗生素的细菌。这些细菌包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(mrsa)，其为世界上医院感染的主要原因，以及一种现在在整个社区中广泛传播的细菌。
8.另一种具有强大生物膜形成能力的病原体是铜绿假单胞菌，其为一种革兰氏阴性细菌，可引起急性和慢性感染，尤其是当宿主的防御系统受损时。铜绿假单胞菌产生胞外多糖，例如pel和psl，其提供生物膜的结构稳定性以及对表面和其它细胞的粘附。涉及铜绿假单胞菌感染的疾病包括囊性纤维化(cf)、呼吸机相关性肺炎(vap)和慢性阻塞性肺病(copd)。许多抗生素对治疗铜绿假单胞菌无效，部分原因是它能够形成生物膜。
9.囊性纤维化(cf)是一种常染色体隐性遗传疾病，严重影响肺部、胰腺、肝脏和肠道。cf与囊性纤维化跨膜传导调节(cftr)基因的突变有关，所述基因显著影响呼吸、消化和生殖系统。cf患者最严重的症状是由于粘液积聚和炎症阻塞气道而导致的呼吸困难。金黄色葡萄球菌(staphylococcus aureus)、流感嗜血杆菌(haemophilus influenzae)和铜绿假单胞菌(p.aeruginosa)是导致cf患者肺部感染的三种最常见的微生物。
10.慢性阻塞性肺疾病(copd)是一种疾病，其特征为由于肺组织的破坏和小气道的功能障碍导致的持续气流不畅。copd的常见症状是咳痰、呼吸急促和痰咳。气道炎症也与copd的发展有关。炎症导致蛋白酶-抗蛋白酶失衡、氧化-抗氧化失衡，进而导致肺泡破坏和支气管粘液腺肥大。
11.真菌生物膜也在一系列肺部疾病中发挥重要作用。例如，真菌烟曲霉可引起慢性肺曲霉病(cpa)和曲霉瘤。烟曲霉生物膜产生的胞外多糖包括半乳甘露聚糖、半乳糖氨基半乳聚糖(gag)和α-1,3-葡聚糖，它们介导生物膜的粘附能力并维持基质的完整性。
12.一旦诸如铜绿假单胞菌和烟曲霉等微生物在呼吸道中形成生物膜，由于肺部环境和细菌耐药机制，成功根除是不可能的。因此，这种感染最终会变成慢性，并且由此产生的持续炎症会导致肺功能下降。
13.目前，抗生素一再无法治疗生物膜相关感染。此外，本身没有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抵抗力，而且对其它抗菌剂和杀生物剂，例如酒精、酸和碘溶液也有抵抗力。
14.治疗致病性生物膜感染的尝试包括重复和长期抗生素疗法、物理去除生物膜(例如，通过手术或清创)和局部消毒剂，如基于酒精的泡沫或凝胶。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稳态。抗生素滋生越来越耐药的细菌；手术或清创导致解剖伤口，产生另一个潜在的感染部位；且局部消毒剂可以通过根除共生微生物来促进致病生物膜的发育和生长。
15.生物膜可能是一系列难以治疗的疾病和健康状况的原因。因此，需要用于治疗和/或预防生物膜形成的材料和方法，特别是关于受试者呼吸道中的生物膜感染。


技术实现要素：

16.本发明提供了用于治疗、破坏和/或预防呼吸道，特别是肺中的生物膜形成，以及用于治疗和/或预防与受试者的生物膜相关感染相关的症状、合并症和疾病的发展的组合物和方法。有利地，在某些实施例中，本发明增强了目前用于对抗病原细菌的抗生素抗性菌株的方法。
17.本发明还提供了用于预防和/或治疗受试者的呼吸道中的生物膜相关感染的方法。具体而言，本发明提供了用于治疗和/或预防需要此类治疗和/或预防的受试者的肺中的生物膜相关感染的方法。在一些实施例中，感染可能由葡萄球菌、嗜血杆菌、假单胞菌、伯克霍尔德菌、曲霉菌、赛多孢菌、念珠菌、外瓶霉、青霉菌或端梗孢菌引起。
18.在进一步的实施例中，感染可能由以下各者引起：金黄色葡萄球菌、流感嗜血杆菌、铜绿假单胞菌、洋葱伯克霍尔德菌(burkholderia cepacia)、烟曲霉(aspergillus fumigatus)、黄曲霉(aspergillus flavus)、构巢曲霉(aspergillus nidulans)、土曲霉(aspergillus terreus)、尖端赛多孢(scedosporium apiospermum)、多育赛多孢
(scedosporium prolificans)、白色念珠菌(candida albicans)、皮炎外瓶霉(exophiala dermatitidis)、埃默森青霉(penicillium emersonii)或梭孢端梗孢(acrophialophora fusispora)。
19.在某些实施例中，本发明的方法利用包含由例如微生物产生的一种或多种生物两亲性分子(bam)的组合物。优选地，组合物进一步包含一种或多种额外的杀生物物质。有利地，抗生物膜组合物可用于消除具有耐药性或与之相关的生物膜，包括mrsa、肺炎链球菌、烟曲霉和铜绿假单胞菌。此外，微生物不容易对本发明的治疗产生抗性。
20.在具体实施例中，一种或多种杀生物物质是例如抗生素，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。
21.在一些实施例中，杀生物物质可包括精油、植物药或其它具有杀菌和/或抗菌作用的植物提取物。这些可以包括例如茶树、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。
22.在一个优选的实施例中，组合物包含一种或多种bam，其中bam是选自例如以下各者的生物表面活性剂：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(arthrofactin)和地衣素)、黄脂、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。
23.一种或多种生物表面活性剂可以进一步包括以下任何一种或组合：生物表面活性剂的修饰形式、衍生物、级分、同种型、异构体或亚型，包括生物或合成修饰的形式。
24.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。
25.组合物可具有其它成分，包括例如载体、ph调节剂、缓冲剂、局部麻醉剂、促进伤口愈合的药剂、帮助降解生物膜的药剂、止血和/或促进凝块形成的药剂，以及其它治疗性和非治疗性成分。
26.在某些实施例中，组合物攻击、溶解或以其它方式削弱细菌生物膜基质，允许杀生物物质渗透到形成生物膜的细菌或真菌的单个细胞。
27.在优选的实施例中，本发明提供通过将组合物直接或间接施用至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。
28.在某些实施例中，所述方法用于治疗已被诊断为患有生物膜感染和/或已被诊断为有患生物膜感染风险的受试者，其中所述方法包含：向患者体内具有生物膜或生物膜形成潜力的部位施用有效量的包含一种或多种微生物bam的组合物。在优选的实施例中，组合物进一步包含一种或多种杀生物物质。
29.在一个实施例中，本发明提供了用于预防和/或治疗由生物膜或抗生素抗性微生物引起或与之相关的疾病的方法。
30.在一个实施例中，所述组合物可以通过局部递送系统(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)施用于受试者的部位，直接施用于受生物膜影响或有受影响风险的组织。
具体实施方式
31.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/或预防受试者呼吸系统中的生物膜的形成，以及治疗和/或预防与受试者生物膜相关感染相关的症状、合并症和疾病的发展。具体而言，本发明提供用于治疗和/或预防肺中的生物膜相关感染的组合物和方法。有利地，本发明增强了目前用于对抗病原细菌的抗生素抗性菌株的方法。
32.选择的定义
33.如本文所用，术语“受试者”是指已被形成生物膜的病原体感染或有被其感染的风险的动物，例如哺乳动物。动物可以是例如猪、马、山羊、猫、小鼠、大鼠、狗、灵长类动物(例如猿、黑猩猩和猩猩)、豚鼠、仓鼠、牛、羊、禽类(例如鸡)、爬行动物、鱼、以及任何其它脊椎动物或无脊椎动物。本发明上下文中的优选受试者是任何性别的人。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。
34.作为有生物膜相关肺部病状“风险”的受试者是例如以下受试者：具有遗传性或预先存在的呼吸病状，例如需要氧气补充、通气或插管的病状；有吸烟史或化学吸入史；由于年龄或例如癌症而免疫受损；和/或生活在世界上某些影响呼吸系统的病毒、细菌或真菌传染病很常见的地区。
35.如本文所用，“感染”是指将引起疾病或致病性的生物体引入至另一生物体、组织或细胞中，和/或使所述生物体存在于所述另一生物体、组织或细胞中。
36.如本文所用，“生物膜”是微生物例如细菌或真菌的复杂聚集体，其中细胞彼此粘附和/或粘附到表面。生物膜中的细胞在生理上不同于同一生物的浮游细胞，这些浮游细胞是可以在液体培养基中漂浮或游动的单个细胞。
37.如本文所用，疾病、病状或病症的“预防(preventing/prevention)”意指延迟、抑制、遏制、阻止和/或最小化其特定体征或症状的发作或进展。预防可以包括但不要求在受试者的一生中无限期地、绝对地或完全地预防，这意味着所述体征或症状可能仍会在以后发展。预防可包括降低此类疾病、病状或病症发作的严重性，和/或抑制病状或病症向更严重病状或病症的进展。
38.如本文所用，疾病、病状或病症的“治疗(treating/treatment)”意指疾病、病状或病症(例如，感染)的至少一种体征或症状的根除、改善、减轻、缓解或逆转。治疗可包括但不要求完全治愈疾病、病状或病症，意味着治疗还可包括部分根除、改善、减轻、缓解或逆转。
39.如本文所用，“呼吸道”是指在呼吸中起作用的细胞和器官系统，特别地，呼吸道的器官、组织和细胞包括肺、鼻、鼻道、鼻旁窦、鼻咽、喉、气管、支气管、细支气管、呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡囊、肺泡、肺细胞(1型和2型)、纤毛粘膜上皮、粘膜上皮、鳞状上皮细胞、肥大细胞、杯状细胞和上皮内树突细胞。
40.如本文所用，微生物上下文中的“控制”是指杀死和/或根除微生物，或以其它方式减少种群数量和/或抑制微生物在特定部位的致病性或进一步生长。在一个实施例中，当微生物和/或生物膜引起感染时，控制微生物和/或生物膜可以是一种治疗形式。
41.本公开中使用的术语“有效量”和“有效剂量”是指当施用于部位时，能够在所述部位提供所需效果(例如，控制微生物或治疗感染)的化合物或组合物的量。化合物或组合物的实际量将取决于许多因素而变化，包括但不限于被治疗的特定微生物、所述部位存在的
微生物的数量，以及在治疗受试者由于例如生物膜感染而接受治疗的情况下，感染的严重程度、受试者的体型和健康状况以及施用化合物或组合物的途径。
42.如本文所用，植物“提取物”是指通过将植物部分暴露于溶剂并去除溶剂，或通过使用本领域技术人员已知的各种化学、免疫学、生物化学或物理程序，包括但不限于沉淀、蒸汽蒸馏、离心、过滤、柱色谱、洗涤剂溶解和冷压(或压榨)。植物提取物可包括例如精油。植物材料可包括根、茎、叶、花或其部分。
43.术语“分离的”或“纯化的”，当与生物或天然材料如核酸分子、多核苷酸、多肽、蛋白质、有机化合物如小分子、微生物细胞/菌株或宿主细胞结合使用时，意指材料基本上不含在自然界中与之相关的其它化合物，例如细胞材料。也就是说，在没有这些其它化合物的情况下，所述材料不会自然产生和/或与天然材料中发现的那些具有不同或独特的特征。
44.在某些实施方式中，按重量计，纯化的化合物为感兴趣的化合物的至少60％。优选地，制剂为所需化合物重量的至少75％，更优选至少90％，且最优选至少99％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。
45.与“包含”或“具有”同义的过渡术语“包括”是包含性的或开放式的，并且不排除其他未叙述的要素或方法步骤。相反，过渡短语“由
……
组成”不包括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基本和新颖特征的那些”。术语“包含”的使用涵盖了“由”所列举的组分“组成”或“基本上由”其“组成”的其它实施例。
46.除非特别声明或从上下文中显而易见，否则如本文所使用的，术语“或”应理解为包括性的。除非特别说明或根据上下文显而易见，否则如本文所使用的，术语“一(a/an)”、和“所述”应理解为单数或复数。
47.除非特别说明或从上下文中显而易见，否则如本文所使用的，术语“约”应理解为在本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。
48.在本文对变量的任何定义中列举化学基团的列举包括将该变量定义为所列基团的任何单个基团或组合。本文中对变量或方面的实施方式的叙述包括该实施方式作为任何单个实施方式或与任何其他实施方式或其部分组合。本文引用的所有参考文献通过引用整体并入本文。
49.治疗组合物
50.在某些实施例中，本发明利用包含由例如微生物产生的一种或多种生物两亲性分子(bam)和优选地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，包括由肺炎链球菌、铜绿假单胞菌和烟曲霉形成的生物膜。此外，微生物不容易对本发明的治疗产生抗性。
51.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处理生物膜中的功能。因此，例如当与单独的任何bam或杀生物物质相比时，一种或多种bam和一种或多种杀生物物质的组合在破坏和处理生物膜中表现出有利的特性。
52.在一个优选的实施例中，与未处理的部位相比，将本发明的消毒剂组合物施用于部位导致所述部位的微生物数量和/或生物膜形成的减少。有利地，在优选的实施例中，当
施用于受试者的部位时，根据本发明的消毒剂组合物可导致有效控制和/或预防生物膜相关感染而不引起组织损伤。
53.有利地，在优选的实施例中，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，同时通过增强致病性生物膜分散以及改善正常、局部的先天免疫反应来改善相关的慢性发炎性病状。
54.在具体实施例中，一种或多种杀生物物质是例如抗生素，包括例如青霉素(例如青霉素g、青霉素v、氨苄西林、阿莫西林、巴坎西林、羧苄青霉素、羧苄青霉素茚满基、替卡西林、阿洛西林、美洛西林、甲氧西林、哌拉西林等)、四环素(如金霉素、土霉素、甲环素、强力霉素、米诺环素等)、头孢菌素(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)、喹诺酮(如萘啶酮酸、西诺沙星、环丙沙星和诺氟沙星等)、林可霉素(例如克林霉素)、大环内酯类(例如红霉素、阿奇霉素)、砜类(例如氨苯砜)、磺胺类(例如磺胺、磺胺嘧啶、磺胺甲恶唑、磺胺异恶唑、磺胺醋酰、磺胺甲恶唑)、脂肽(例如达托霉素)、多肽(例如杆菌肽)、糖肽(例如万古霉素)、氨基糖苷类(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/或碳青霉烯类(例如硫霉素)。
55.根据本发明的抗生素或抗感染剂的某些具体实例包括但不限于氨苄西林、强力霉素、头孢氨苄、环丙沙星、磺胺醋酰、克林霉素、甲硝唑、红霉素、阿奇霉素、磺胺甲恶唑、阿莫西林、氧四环素、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、磺胺甲恶唑、妥布霉素、对氨基苯甲酸、二氨基嘧啶、β-内酰胺、β-内酰胺酶抑制剂、糖肽、氯霉素、大环内酯、皮质类固醇、前列腺素、环丙沙星、洁霉素、克林霉素、大观霉素、多粘菌素b、粘菌素、异烟肼、利福平、乙胺丁醇、乙硫异烟胺、氨基水杨酸、环丝氨酸、卷曲霉素、砜、氯法齐明、沙利度胺、多烯抗真菌剂、氟胞嘧啶、咪唑、三唑、灰黄霉素、特康唑、布康唑环吡酮、环吡酮胺、卤丙醇、托萘酯、萘替芬、特比萘芬、左氧氟沙星和其任何组合。
56.在一些实施例中，杀生物物质可包括精油、植物药或其它具有杀菌和/或抗菌作用的植物提取物。这些可以包括浓度为1-10％体积/体积(提取物/发明)的油/提取物：土木香(inula helenium，l.asteraceae，elecampane)、玫瑰(突厥蔷薇l.，蔷薇科)、薰衣草(lavandula angustifolia l.，唇形科)、洋甘菊(德国洋甘菊l，菊科)、橙(芸香科)、葡萄柚(citrus paradisi)、桉树(eucalyptus globulus.l，桃金娘科)、天竺葵(纤细老鹳草l.，牻牛儿苗科)、杜松(欧刺柏l.，柏科)、柑橘(甜橙l.，芸香料)、茶树(互叶白千层)、麦卢卡树(leptospermum scoparium)、楝树(印楝，a.juss)、茶树(camellia sinensis)、迷迭香(rosmarinus officinalis l.，唇形科)、柠檬、牛至、肉桂、桉树、香茅油和百里香油。
57.也可以使用其它已知的杀生物剂，包括非治疗性杀生物剂，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)。
58.在一个优选的实施例中，组合物进一步包含一种或多种bam，其中bam是选自例如以下各者的生物表面活性剂：低分子量糖脂(例如，槐糖脂、鼠李糖脂、甘露糖赤藓糖醇脂、
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。
59.一种或多种生物表面活性剂可以进一步包括以下任何一种或组合：生物表面活性剂的修饰形式、衍生物、级分、同种型、异构体或亚型，包括生物或合成修饰的形式。
60.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。
61.在某些实施例中，bam的浓度为约5％或更低，优选为约0.5％至约2.5％，更优选为约0.7％至1.5％。
62.在一个具体实施例中，bam是表面活性剂，优选生物表面活性剂。生物表面活性剂是降低各个表面和界面处单个分子之间的表面和界面张力的表面活性化合物。除其它功能外，生物表面活性剂还提供额外的免疫支持以抵抗病毒感染，并提高其它活性成分的生物可用性。
63.生物表面活性剂是可生物降解的，并且可以在可再生基质上使用选择的生物体产生。大多数产生生物表面活性剂的生物体响应生长介质中烃源(例如油、糖、甘油等)的存在而产生生物表面活性剂。其它介质成分，例如铁的浓度，也会显著影响生物表面活性剂的产生。
64.微生物生物表面活性剂由多种微生物产生，例如假单胞菌属(铜绿假单胞菌、恶臭假单胞菌、荧光假单胞菌、脆弱假单胞菌、丁香假单胞菌)；黄杆菌属；芽孢杆菌属(枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌)；威克汉姆酵母属(例如，异常威克汉姆酵母)、念珠菌属(例如，白色念珠菌、红斑念珠菌、热带念珠菌、解脂念珠菌、圆环念珠菌)；红球菌属；节杆菌属；弯曲杆菌属；棒状杆菌属；毕赤酵母属(例如，异常毕赤酵母、季氏毕赤酵母、西方毕赤酵母)；假丝酵母属(例如，球拟假丝酵母)；等等。
65.所有生物表面活性剂均为两亲分子。它们由两部分组成：极性(亲水)部分和非极性(疏水)部分。脂肪酸的烃链作为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、在黄脂的情况下由有机酸，或在糖脂的情况下由碳水化合物形成。
66.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，增加了此类物质的水生物利用度，并改变了细菌细胞表面的特性。生物表面活性剂在界面处积聚，从而降低了界面张力并导致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允许其用作抗菌剂、抗真菌剂和溶血剂。结合低毒性和可生物降解性的特征，生物表面活性剂有利于用于包括人类健康在内的多种应用。
67.在一个实施例中，根据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、乌冬氨酸和/或槐糖脂(包括内酯和/或酸性形式)。
68.在一个实施例中，生物表面活性剂可包含一种或多种脂肽，例如表面活性素、伊枯草菌素、丰原素、节杆菌脂肽、粘液菌素、丁香霉素和/或地衣素。
69.在一个实施例中，生物表面活性剂可包含一种或多种其它类型的生物表面活性
剂，例如心磷脂、乳化剂(emulsan)、脂甘露聚糖、alasan和/或甲壳素。
70.在优选的实施例中，组合物包含糖脂生物表面活性剂。在一个具体实施例中，糖脂是纯化的slp。slp可以从酵母，例如球拟假丝酵母和异常威克汉姆酵母获得。slp对例如大肠杆菌、莫拉氏菌属、富养产碱杆菌、红串红球菌和猪霍乱沙门氏菌具有抗菌活性。此外，slp可以抑制微生物群体感应并破坏生物膜和/或抑制其形成。这对于治疗感染特别有用，因为病毒和细菌形成的生物膜使它们能够对药物产生耐药性并增强其致病性。
71.在一些实施例中，组合物包含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致病菌，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、乳酸菌等产生。
72.特别地，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，且表明具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒和抗粘附特性。它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，并抑制环磷酸腺苷(camp)。
73.在一个实施例中，表面活性剂可包含一种或多种微生物产生的脂肪酸酯化合物和/或脂肪酸醚化合物，其物理特性和/或行为类似于生物表面活性剂的物理性质和/或行为，但通常不称为生物表面活性剂。
74.在某些实施例中，脂肪酸酯化合物可包括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)。
75.在一个实施例中，bam是皂苷。皂苷是在许多植物中发现的表面活性剂，并且表现出与微生物生物表面活性剂相似的特征，例如，自缔合和与生物膜的相互作用。皂苷有三个基本类别，包括三萜皂苷、甾体皂苷和甾体糖苷生物碱。
76.一些众所周知的三萜皂苷积累植物科包括豆科、苋科、伞形科、石竹科、冬青科、五加科、葫芦科、小檗科、藜科、紫金牛科和蒺藜科等。诸如大豆、菜豆和豌豆等豆科植物是三萜皂苷的丰富来源。甾体皂苷通常存在于龙舌兰科、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，并且在农作物，如山药、葱属植物、芦笋、胡芦巴、丝兰和人参中大量积累。甾体糖苷生物碱通常存在于茄科的成员中，包括番茄、马铃薯、茄子和辣椒。
77.许多皂苷和其它生物表面活性剂的一个显著特征是它们能够抑制p-糖蛋白(p-gps)。p-gp是atp依赖性膜转运蛋白的成员，并且已知以atp依赖性机制将底物泵出细胞。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疗效。因此，抑制p-gp可能会增强其中一些化合物的细胞生物可用性。
78.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有助于组合物的有效性。
79.在某些实施例中，组合物攻击、溶解或以其它方式削弱细菌生物膜基质，允许杀生物物质渗透到形成生物膜的细菌的单个细胞。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。
80.组合物可具有其它成分，包括例如载体、ph调节剂、缓冲剂、局部麻醉剂、促进伤口愈合的药剂、帮助降解生物膜的药剂、止血和/或促进凝块形成的药剂，以及其它治疗性和非治疗性成分，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/或药剂、诊断剂、顺势疗法剂和非处方药/药剂。
81.在一个实施例中，组合物可包含一种或多种螯合剂，优选地选自柠檬酸、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、琥珀酸、依地膦酸盐(editronate)、六偏磷酸钠、依地酸钙钠、d-青霉胺、多酚、没食子酚、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。
82.组合物的配制和递送
83.本发明的组合物可通过直接施用递送至受影响的组织，例如肺，显著提高功效。在某些实施例中，消毒剂组合物可配制成通过任何施用途径向受试者施用，包括例如经口、通过注射(例如静脉内(iv)、肌肉内(im)、腹膜内、鞘内或皮下)、经皮、经直肠、经泌尿生殖器(例如阴道)、经眼、经耳、经鼻、吸入和皮肤途径。
84.所述组合物可直接施用于受生物膜影响的区域，包括诸如人粘膜以及角化和非角化上皮的表面。这种局部定向疗法的实例包括皮肤药物、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，例如漱口水、牙膏、牙线和牙周治疗。在每种情况下，本发明的组合物通过载体给药，所述载体的组成基于施用部位在生理上是合适的。
85.在一个实施例中，消毒剂组合物的组分被配制成混合物，其包含任选的额外成分，例如一种或多种载体(例如药学上可接受的载体)和/或赋形剂。
86.如本文所用，术语“药学上可接受的”是指与药物组合物的其它成分相容并且对其接受者无害。
87.载体和/或赋形剂可以配制成例如固体、半固体、液体或气体形式的制剂，例如片剂、胶囊剂、粉剂、颗粒剂、软膏剂、凝胶剂、洗剂、溶液剂、栓剂、滴剂、贴剂、注射剂、吸入剂和气雾剂。
88.根据本发明的载体和/或赋形剂可以包括任何和所有溶剂、稀释剂、缓冲剂(例如，中性缓冲盐水、磷酸盐缓冲盐水，或任选的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐(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用途的有机助溶剂的水性组合物、增溶剂(例如tween 80、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、涂层、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、填充剂(例如乳糖、甘露醇)等。
89.在一些情况下，载体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括但不限于丙二醇、聚乙二醇、植物油和有机酯。水性载体包括但不限于水、酒精、盐水和缓冲溶液。可接受的载体还可以包括生理学上可接受的水性载体(例如生理盐水)或适用于特定施用途径的其它已知载体。载体和/或赋形剂在药物和补充剂领域的使用是众所周知的。除了与补充剂组合物或与不相容的任何常规介质或试剂之外，可以考虑其在本发明组合物中的用途。
90.在一个实施例中，将补充组合物配制为可口服递送给受试者。特别地，所述组合物被配制成口服消费品。
91.根据本发明的口服消费品是适合于食用、营养、口腔卫生或愉悦的任何制剂或组合物，并且是打算引入人类或动物口腔中以在那里停留一段时间，且接着被吞咽(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。这些产品包括旨在在加工、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。这还包括在生产、处理或加工过程中添加到口服消费品(例如，提取物、营养素、补充剂或药品等活性成分)中并打算引入人类或动物口腔的物质。
92.口服消费品还可以包括打算被人类或动物吞咽，且接着以未改性、制备或加工状态消化的物质。这些包括也打算与产品一起吞咽或预期吞咽的肠衣、涂层或其它封装。
93.本发明的组合物还可以如下形式存在：胶囊、片剂(未包衣和包衣的片剂，例如耐胃液包衣)、包衣片剂、颗粒剂、丸剂、固体-物质混合物、液相分散体、作为乳液、粉末、溶液、糊剂或其它可吞咽或咀嚼的制剂，或作为膳食补充剂。
94.对于口服施用，片剂或胶囊剂可以通过常规方法与可接受的赋形剂，例如粘合剂、填充剂、润滑剂、崩解剂或润湿剂一起制备。如果需要，可以对片剂进行包衣。还可以适当地配制用于口服给药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，或者它们可以作为在使用前用盐水或其它合适的液体媒剂复原的干燥产品提供。
95.如本领域技术人员所理解的，取决于口服递送的特定形式，本文所述的制剂还可含有可接受的添加剂。此类添加剂的非限制性实例包括悬浮剂、乳化剂、非水性媒剂、防腐剂、缓冲盐、调味剂、着色剂和甜味剂(视情况而定)。具体添加剂的非限制性实例包括：明胶、甘油、水、蜂蜡、卵磷脂、可可、焦糖、二氧化钛和胭脂红。
96.在一个实施例中，组合物可以配制用于通过注射施用，例如作为溶液或悬浮液。溶液或悬浮液可包含合适的无毒、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，例如无菌温和的固定油，包括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体的一个说明性实例包括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。其它用于静脉内使用的说明性载体包括10％usp乙醇和usp wfi；含0.01-0.1％三乙醇胺的usp wfi；或含0.01-0.2％二棕榈酰二磷脂酰胆碱的usp wfi；和1-10％角鲨烯或肠胃外植物水包油乳液。水或盐水溶液以及葡萄糖和甘油水溶液可优选用作载体，特别是对于可注射溶液。用于皮下或肌肉内使用的载体的说明性实例包括磷酸盐缓冲盐水(pbs)溶液、含5％葡萄糖的wfi和含0.01-0.1％三乙醇胺的5％葡萄糖或含0.9％氯化钠的usp wfi，或10％usp乙醇、40％丙二醇和余量可接受的等渗溶液，如5％葡萄糖或0.9％氯化钠的1:2或1:4混合物；或含0.01-0.2％二棕榈酰二磷脂酰胆碱的usp wfi和1％至10％角鲨烯或肠胃外植物水包油乳液。
97.其它制剂还可以包括滴眼剂、凝胶、软膏、乳膏或其它适合于施用区域的组合物递送媒剂、眼周洗剂、鼻内水性或非水性喷雾剂、鼻盐水冲洗液、皮肤皂、洗剂、乳膏、润肤剂和溶液，例如用于隐形眼镜清洁和保养或喷雾。
98.在一个实施例中，将补充剂组合物配制成自形成递送系统，其中bam形成脂质体或
微胶囊或纳米胶囊，其中包封有杀生物组分。在一个实施例中，可包括额外的生物聚合物以提供用于封装的进一步结构。
99.bam封装可以通过保护杀生物组分免受血液中的组分(例如蛋白质和其它分子)的影响来提高杀生物组分的生物可用性，否则所述血液中的组分可能会与化合物结合并阻止其穿透目标部位。此外，封装的递送系统可以允许口服施用否则可能被胃肠道中的酸或酶降解的化合物，因为它形成了针对酸或酶的屏障。此外，bam封装的递送系统制剂允许其中的化合物的时间释放，从而降低受试者的潜在毒性或潜在负面副作用。
100.可以向组合物中加入由熟练技术人员确定的其它组分，例如缓冲剂、载体、粘度调节剂、防腐剂、调味剂、染料和其它专用于预期用途的成分。本领域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额外制剂技术和药学上可接受的赋形剂和载体溶液是本领域技术人员众所周知的。
101.在一个实施例中，制剂的ph介于约5.5与8.0之间、介于约6.0与8.0之间以及约6.5与8.0之间，更优选介于约6.5与7.5之间，最优选介于约7与7.4之间。优选的ph有助于避免细菌对制剂的抗性。
102.方法
103.本发明提供了用于预防和/或治疗受试者的呼吸道中的生物膜相关感染的方法。具体而言，本发明提供用于治疗和/或预防受试者肺中的生物膜相关感染的方法。在一些实施例中，感染可能由大肠杆菌、葡萄球菌、寡养单胞菌、嗜血杆菌、克雷伯菌属、假单胞菌、伯克霍尔德菌、曲霉菌、赛多孢菌、衣原体、念珠菌、外瓶霉、青霉菌或端梗孢菌引起。
104.在进一步的实施例中，感染可能由以下各者引起：肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、嗜麦芽寡养单胞菌、流感嗜血杆菌、铜绿假单胞菌、支原体肺炎、洋葱伯克霍尔德菌、烟曲霉、黄曲霉、构巢曲霉、土曲霉、尖端赛多孢、多育赛多孢、白色念珠菌、皮炎外瓶霉、埃默森青霉或梭孢端梗孢。
105.在优选的实施例中，本发明提供了通过施用包含一种或多种生物两亲性分子的组合物来治疗、破坏和/或预防受试者呼吸道中的生物膜形成的方法。在优选的实施例中，组合物进一步包含一种或多种杀生物化合物。在一个实施例中，所述方法可用于预防和/或治疗由生物膜或抗生素抗性微生物引起或与之相关的疾病。
106.在具体实施例中，一种或多种杀生物物质是例如抗生素，包括先前所列的那些，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。
107.在一些实施例中，杀生物物质可包括精油、植物药或其它具有杀菌和/或抗菌作用的植物提取物。在一些实施例中，杀生物物质可包括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。
108.在一个优选的实施例中，组合物进一步包含一种或多种bam，其中bam是选自例如以下各者的生物表面活性剂：重量糖脂(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。在一个实施例中，bam是皂苷。
109.在某些实施例中，抗生物膜组合物的施用部位在其上具有生物膜或者是生物膜形
成的潜在部位。在一个实施例中，本发明有效地分散和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。
110.在某些实施例中，消毒剂治疗用于治疗已被诊断为患有生物膜感染和/或已被诊断为有患生物膜感染风险的受试者，其中所述方法包含：向患者体内的部位施用有效量的包含一种或多种杀生物物质和一种或多种微生物bam的组合物。
111.所述方法可用于预防和/或治疗受试者体内多个部位的生物膜相关感染。例如，组合物可以通过局部递送系统(例如，皮肤软膏、鼻喷雾剂、口服吸入剂或雾化剂、滴眼液或口服液)直接施用至受生物膜影响或有受影响风险的组织。
112.在一个实施例中，所述部位可以是受试者体内有发生生物膜相关感染的风险或具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，所述部位选自口腔、鼻腔、呼吸道、消化道(包括肠、胃和结肠)、泌尿生殖道、眼睛、鼻窦、手术部位、植入物和皮肤上。在一些实施例中，将组合物直接或间接地施用于所述部位。
113.在具体实施例中，具有生物膜相关感染或具有产生生物膜相关感染风险的部位选自肺、鼻、鼻道、鼻窦、气管、支气管、细支气管、呼吸性细支气管、肺泡管和手术部位。
114.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获得治疗的功效。
115.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，可以如下地检测生物膜感染：通过从受试者获得生物样品；和测量一种或多种生物标志物(例如，胞外多糖、蛋白质、mrna)的存在，所述生物标志物与处于生物膜状态但不处于自由漂浮(浮游)状态的微生物相关和/或由所述微生物选择性表达。
116.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中包含的化学物质的存在来检测。
117.此外，可以通过例如使用识别与致病微生物的存在相关的抗原或肽的抗体，或使用识别致病微生物的核酸分子的探针来确定形成生物膜的耐药微生物和/或致病微生物的种类。
118.如本文所用，术语“生物样品”包括但不限于含有从受试者分离的组织、细胞和/或生物流体的样品。生物样品的实例包括但不限于组织、细胞、活检、血液、淋巴、血清、血浆、尿液、脑脊液、唾液和泪液。在某些特定实施例中，生物样品包括血液、泪液、鼻液和唾液。
119.根据本发明适用的生物标志物的存在和/或水平可以通过本领域已知的技术，例如酶联免疫吸附测定(elisa)、蛋白质印迹、rna印迹、免疫学测定、免疫荧光和核酸杂交技术来确定。
120.在一个实施例中，已确定生物膜感染对抗生素具有抗性。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的形成，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。
121.在一个实施例中，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。
122.包括本发明的组合物在内的组合物的抗生物膜功效可以使用calgary生物膜装置进行评估，calgary生物膜装置是fda i类批准用于接种生物膜(美国专利第6,599,714号，亦引用的方式并入本文)以执行mbec(最小生物膜清除浓度)程序或其它评估抗生物膜功效
的方法的装置。可以采用的其它抗微生物测试包括：琼脂或圆盘扩散技术、kirby-bauer测试和最小抑菌浓度(mic)。这些技术对本领域技术人员来说是众所周知的，并且在这里不再详细叙述。实验方案可以在john lammert的“techniques in microbiology”，pearson education，2007和george a.wistreich的“microbiology laboratory fundamentals and applications”，pearson education，2003中找到，其以全文引用的方式并入。
123.通过对被测微的相同抗微生物化合物和生物进行最小抑制浓度(mic)测试，可以直接将抗生物膜功效(生物膜抑制浓度或bic)与浮游生物功效进行比较。此外，可以使用类似于麦卢卡因子(manuka factor)的分类系统测量抗生物膜功效(molan,peter,“method for the assay of antibacterial activity of honey”,2005，以引用的方式并入本文)，不同之处在于，在这种情况下，所测量的是完全生物膜生长抑制的大小(生物膜抑制浓度，或bic)，而不是蜂蜜等化合物的抗菌物质的杀伤直径(“抑制区”)。此程序将用于针对一系列细菌以及细菌群(例如革兰氏阴性菌、甲氧西林敏感和耐甲氧西林葡萄球菌等)开发组合物的bic标准。
124.在本发明的实施例中，每天进行抗生物膜组合物的施用，持续数天或更长时间。施用可包括任何已知的施用方法，包括但不限于经口、经鼻、经皮、静脉内施用或本文所述的其它方式。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用于部位。在确定施用剂量时要考虑的因素包括接受治疗的个体的年龄和受试者症状的严重程度。
125.在一个实施例中，所述方法进一步包含对受试者进行后续测试以确定感染是否被治疗和/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，以确定感染状态和组合物是否有效治疗感染。这可以包括例如进行测试，如用于诊断感染的测试，以及观察受试者是否有改善健康的迹象。如果后续测试显示改善健康的速率低于期望的速率，则可以根据熟练从业者的决定调整组合物的剂量。
126.本发明的抗生物膜组合物可以通过多种途径，使用多种当前可用的递送装置、系统和方法递送至部位。这些途径包括例如经皮、腹内、颅内、病灶内、胸内(手术期间)、经鼻、耳道内、作为口服肠道制剂、洗胃、作为洗眼剂、牙周、经直肠、软组织、皮下和经阴道途径。
127.可通过导管进行递送以治疗由一系列致病生物膜或潜在致病生物膜引起的感染，包括但不限于呼吸道感染、尿路感染、血流感染、颅内感染和关节感染。
128.在一个实施例中，所述组合物可以通过吸入给药，例如以治疗受试者的呼吸道感染，例如肺部感染。在一个实施例中，感染是由以下肺病引起、引起以下肺病或与以下肺病相关：囊性纤维化(cf)；哮喘；慢性阻塞性肺疾病(copd)；肺动脉高压；肺癌；肺纤维化；支气管扩张；急性呼吸窘迫综合征；气肿；尘肺；结核；非结核分枝杆菌(ntm)肺部感染；冠状病毒，例如sars-cov、mers-cov和sars-cov-2；或肺炎，包括但不限于呼吸机相关性肺炎、社区获得性肺炎、支气管肺炎和大叶性肺炎。
129.在一个实施例中，受试者可以是插管或通气的患者、肺移植的接受者、已被诊断患有cf、copd、支气管炎(例如慢性支气管炎和急性支气管炎)、百日咳(pertussis/whooping cough)、sars、mers、covid-19、内耳感染、链球菌性咽喉感染、吸入性炭疽、兔热病、肺动脉高压、肺癌、肺纤维化、支气管扩张、急性呼吸窘迫综合征、肺气肿、尘肺、肺结核、非结核分枝杆菌(ntm)肺部感染、肺炎或鼻窦炎的患者。在一个实施例中，患者患有cf或copd。在一个
实施例中，患者患有过敏性支气管肺曲霉病。
130.在具体的实施例中，组合物被配制用于由已经产生与生物膜相关的肺部感染或有产生这种感染的风险的cf或copd患者吸入。在一个具体实施例中，受试者已被诊断患有cf或copd。
131.在一个实施例中，所述组合物可有效减轻由感染引起的炎症。减轻可以是炎症或感染的至少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，或大约任何前述数字，或由前述数字中的任何两个限定的范围。
132.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由生物膜相关感染引起的炎症的方法，其中所述方法包含向受试者施用包含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、尿路感染、血流感染、颅内感染和关节感染引起。更优选地，炎症是由生物膜形成引起的肺部感染。
133.在一个实施例中，在一段时间内向受试者施用包含bam和/或抗生素的组合物，使得治疗感染导致用力呼气量(fev)增加。增加可以是至少2％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％或大约任何上述数字，或由上述数字中的任何两个限定的范围。
134.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，包括但不限于例如脑膜炎。
135.在一个实施例中，所述组合物可以通过喷雾或气雾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对已经或怀疑已经暴露于病原体的受试者进行消毒，例如在生物武器的情况下。
136.在一个实施例中，组合物可以施用于愈合组织的部位。出于本发明的目的，愈合组织部位是遭受损伤或疾病并且在针对损伤或疾病的治疗后正在恢复的组织区域。愈合组织部位可以位于呼吸道或肺的表面。
137.在一个实施例中，组合物可以通过口服片剂、微胶囊递送球、纳米颗粒、靶向纳米颗粒(例如受体介导的靶向纳米颗粒)、时间控制递送系统、无菌消毒剂组合物的冷冻块、活性剂的普通水溶液、活性剂的等渗溶液或可植入的延时释放递送系统。
138.在某些实施例中，组合物在向部位施用后留在所述部位。在另一实施例中，用例如不含活性剂的无菌溶液冲洗所述部位或组织。不含活性剂的溶液的实例包括但不限于不含活性剂的纯水、盐水和等渗溶液。冲洗可以通过将不含活性剂的溶液施用于所述部位并通过例如抽吸从所述部位或组织移除所得溶液来进行。在某些实施例中，冲洗在从将组合物施用至受试者的部位的时间起约1分钟至约10分钟、约2分钟至约5分钟或约3分钟内进行。在其它实施例中，进行抽吸，进行或不进行冲洗。
139.用于根据本发明的方法的剂量可以根据以下因素而变化：治疗是治疗性的还是预防性的；症状的发作、进展、严重性、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、同时或随后的治疗；受试者的总体健康状况、年龄、性别或种族；生物可用性；潜在的不利全身性、区域性或局部副作用；受试者中其它病症或疾病的存在；以及将被技术人员理解的其它因素(例如，病史或家族史)。
140.剂量、频率或持续时间可以增加或减少，如所需的临床结果、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。技术人员将理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。根据与需要治疗的受试者相关的因素，由执业医师确定确切剂量。调整剂量和施用以提供足够水平的活性剂或维持所需的效果。应理解，本文所述的治疗包括预防疾病、改善症状、减缓疾病进展、逆转损害或治愈疾病。
141.用于治疗生物膜相关感染的组合物可包含约0.01mg/剂与3000mg/剂之间、约0.1mg/剂与2000mg/剂之间、约1mg/剂与1500mg/剂之间、约10mg/剂与1000mg/剂之间、约20mg/剂与800mg/剂之间、约50mg/剂与500mg/剂之间、约100mg/剂与300mg/剂之间、或约100mg/剂与200mg/剂之间的一种或多种抗生素。优选地，抗生素以约10mg/剂、20mg/剂、30mg/剂、50mg/剂、100mg/剂、150mg/剂、200mg/剂、250mg/剂、200mg/剂或300mg/剂提供于可吸入组合物中。
142.每天抗生素的总量可以在约0.01mg/天与6,000mg/天之间、约0.1mg/天与5,500mg/天之间、约1mg/天与5,000mg/天之间、约10mg/天与4,500mg/天之间、约20mg/天与4,000mg/天之间、约30mg/天与3,000mg/天之间、约50mg/天与2,000mg/天之间、约100mg/天与2,000mg/天之间、约150mg/天与2,000mg/天之间、约200mg/天与2,000mg/天之间、约250mg/天与2,000mg/天之间、约300mg/天与1,500mg/天之间、约500mg/天与1,000mg/天之间、或约800mg/天与1,000mg/天之间。优选地，抗生素以约200mg/天、300mg/天、500mg/天、1,000mg/天或1,250mg/天提供于可吸入组合物中。
143.用于治疗生物膜相关感染的组合物包含约0.01mg/剂与3000mg/剂之间、约0.1mg/剂与2000mg/剂之间、约0.5mg/剂与1000mg/剂之间、约1mg/剂与1000mg/剂之间、约10mg/剂与1000mg/剂之间、约20mg/剂与800mg/剂之间、约50mg/剂与500mg/剂之间、约100mg/剂与300mg/剂之间、约100mg/剂与200mg/剂之间、约0.1mg/剂与100mg/剂之间、约0.5mg/剂与100mg/剂之间、约1mg/剂与100mg/剂之间、约5mg/剂与100mg/剂之间、约10mg/剂与100mg/剂或约0.1mg/剂与10mg/剂之间的一种或多种bam。优选地，bam以约0.1mg/剂、0.5mg/剂、1mg/剂、5mg/剂、10mg/剂、20mg/剂、30mg/剂、50mg/剂、100mg/剂、150mg/剂、200mg/剂、250mg/剂、200mg/剂或300mg/剂提供于可吸入组合物中。
144.活性谱
145.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。生物膜的控制可以通过多种机制实现，包括防止、抑制和/或破坏生物膜或致病微生物在生物或非生物表面的沉积、粘附和/或锚定；防止、抑制和/或破坏细胞外因子，如胞外多糖(eps)基质的分泌和/或释放；和/或防止、抑制和/或破坏群体感应机制。这些病原体包括需氧和厌氧的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。
146.除了消除、防止或抑制生物膜的形成，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”，使这些细菌不太可能引起感染。有利地，根据本发明的消毒剂组合物的施用可导致有效控制生物膜相关感染而不引起组织损伤。
147.微生物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)和苯唑西林敏感葡萄球菌(也称为耐甲氧西林[mrsa]或甲氧西林敏感葡萄球菌))；不动杆菌属(例如，烟曲霉、黄曲霉)；端梗
孢属(例如，梭孢端梗孢)；曲霉属(例如，构巢曲霉、土曲霉)；拟杆菌属(例如，脆弱拟杆菌)；伯克霍尔德菌属(例如，洋葱伯克霍尔德菌)；念珠菌属(例如，白色念珠菌)；衣原体属；艰难梭菌；肠杆菌属；肠球菌属(例如，粪肠球菌和屎肠球菌、万古霉素敏感和万古霉素抗性菌株)；大肠杆菌；外瓶霉属(例如，皮炎外瓶霉)；弗朗西斯氏菌属；嗜血杆菌属(例如，流感嗜血杆菌)；螺杆菌属(例如，胆汁螺杆菌、毕氏螺杆菌、加拿利螺杆菌、犬螺杆菌、同性恋螺杆菌、芬纳尔螺杆菌、海尔曼螺杆菌、肝型螺杆菌、肠胃炎螺杆菌、幽门螺杆菌、芜菁螺杆菌、鲑鱼螺杆菌和猪螺杆菌)；克雷伯氏菌属(例如，产气克雷伯菌、肺炎克雷伯菌)；支原体肺炎；埃默森青霉；丙酸杆菌属；奇异变形杆菌；假单胞菌属(例如，铜绿假单胞菌)；沙门氏菌属；赛多孢菌属(例如，尖端赛多孢、多育赛多孢)；新月形单胞菌属；寡养单胞菌属(例如，嗜麦芽寡养单胞菌)；韦荣氏球菌属；和鼠疫耶尔森菌。
[0148]
与生物膜感染相关的病状
[0149]
有利地，本发明可以同时改善由生物膜感染引起的疾病、病症和病状，减少生物膜感染的发生，以及减少细菌的抗生素抗性菌株的发展。
[0150]
在某些实施例中，本发明可用于预防、治疗或改善由生物膜引起或与生物膜相关的疾病。这些可包括但不限于脓毒病、败血症、过敏症、哮喘、曲霉病、“游泳耳病”、外耳炎、中耳炎、慢性中耳炎、特应性皮炎、慢性鼻窦炎、慢性窦炎、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、干眼综合征、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、胃肠道出血、腹泻、便秘、胀气、腹胀、食物过敏、胃灼热、反酸、gerd、消化不良、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、非酒精性脂肪肝和纤维化、急性和慢性胰腺炎发病机制、自身免疫性胰腺炎、糖尿病和代谢综合征、慢性扁桃体炎和腺样体炎。
[0151]
在某些实施例中，本发明可用于预防、治疗或改善由生物膜引起或与生物膜相关的肺部疾病。这些肺部疾病可包括但不限于囊性纤维化(cf)；哮喘；慢性阻塞性肺疾病(copd)；肺动脉高压；肺癌；肺纤维化；支气管扩张；急性呼吸窘迫综合征；气肿；尘肺；结核；非结核分枝杆菌(ntm)肺部感染；sars、mers、covid-19或其它冠状病毒；或肺炎，包括但不限于呼吸机相关性肺炎、社区获得性肺炎、支气管肺炎和大叶性肺炎。
[0152]
在一个实施例中，本发明用于防止或减少在无生命物体例如呼吸机、气管内导管、氧气面罩、外科植入物、支架、导管和其它留置医疗装置之中或之上的生物膜的形成。