抗微生物組合物及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于制造用于預防或治療微生物感染的組合物的方法，適用于所 述治療的組合物和用于治療或預防感染的方法。所述組合物特別地用于治療反芻動物的 乳腺炎。通過乳房內輸注將組合物施用于動物的乳房中作為乳腺炎的高度有效的治療，或 作為預防性治療。在利用本發明的組合物和方法進行治療期間，動物所產生的乳液不含殘 留物，例如抗生素、抗微生物劑或抗微生物蛋白，它們可影響其飲用的適用性或制造乳制品 (例如奶酪或酸奶）的適用性。所述組合物和方法也用于治療和預防肺感染；和燒傷和傷 口的感染；以及生物膜引起的其它感染。組合物也可用于醫用裝置以防止感染。
【背景技術】
[0002] 牛乳腺炎在獸醫畜牧業中為最昂貴的醫學癥狀。乳腺炎是由于乳房的細菌感染導 致的。在所述感染中涉及三個元素：微生物、環境因素、和牛自身。葡萄球菌和鏈球菌為約 90 %感染的原因，但是其它例如大腸桿菌或假單胞菌也可引起感染。營養、墊料和擠奶技術 都影響感染的可能性。并且，泌乳階段造成影響（乳頭破裂并隨著泌乳循環進行而損壞） 并且動物進行的泌乳次數將指示發炎的可能性（但不必感染）。乳房的感染將導致產乳量 下降，以及乳液中體細胞計數（SCC)增加。SCC水平由奶農和乳處理器用作乳品質和存在細 菌感染的間接量度。>800,000/ml的SCC，連同動物不適跡象（例如乳房腫脹、觸痛）被視 為乳腺炎的臨床情況。在亞臨床情況中，動物沒有感染的外在跡象但是乳液中SCC計數增 加。通常根據SCC計數向奶農支付他們的乳液，根據低SCC水平分類，更好品質的乳液，吸 引獎金。
[0003] 乳腺炎的常見治療涉及使用抗生素療法。使用抗生素通常排除在治療期間及之后 動物乳液的出售，長達9天之久。因為乳腺炎，所以在抗生素治療期間需要丟棄或至少不能 出售乳液對乳品制造商造成額外的巨大經濟成本。無銷售需求以：
[0004] (i)阻止抗生素殘留物進入人類食物鏈：傳統的抗生素療法都需要在治療期間以 及治療后將乳液丟棄數天。這是為了確保食物鏈中沒有抗生素。食物鏈中的抗生素將產生 兩個重大影響-它們因持續地接觸藥物而增加細菌對藥物耐受性的可能性。目前，在美國， 因為頭孢菌素是用于人病原體治療的一類重要的藥物，所以它們（繼早期禁用氟喹諾酮 后）已被禁用于畜牧業（FederalRegister/第77卷，No. 4/星期五，2012年1月6日）。 其次，抗生素的存在會明顯地影響人腸道的菌群，抑制重要的益生菌細菌，并允許在此環境 下一般不能得到'立足'的潛在病原菌增殖。
[0005] (ii)確保用于奶酪和酸奶制造的細菌起子培養物沒有受到抑制：抗生素殘留物 的存在將抑制用于制造奶酪和酸奶的起子培養物（例如乳酸桿菌）。這些培養物一般由對 抗生素非常敏感的生物體組成，因此在抗生素使用后，需要長時間的棄奶期，以確保起子培 養物沒有受到抑制。在乳品的水平上，使用Delvo試驗是一種用于篩選乳液中抗微生物殘 留物的相對簡單的方法。其基于對抗微生物劑敏感的耐熱微生素的使用，并在乳制品實踐 中被視為'黃金標準'。生物體受到抑制表明乳液中存在抗微生物劑。微生物的生長表明 沒有抗微生物劑存在。因為不適于后加工，所以丟棄含抗微生物劑的乳液，對奶農造成大損 失。目前出售多種抗生素并所有都需要棄奶一段時間。例如，TetraDelta在治療期間需 要棄奶兩天以及在治療后需要棄奶5天。UbroYellow在治療期間需要棄奶三天以及在治 療后需要棄奶6天。Terrexine在治療期間需要棄奶一天以及在治療后需要棄奶6天。出 售的所有抗生素都需要棄奶。棄奶被奶農視為乳腺炎引起的最大損失。
[0006]提出使用除抗生素外的治療乳腺炎的化合物，而不需消退期。美國專利號 6794181描述了稱為乳酸鏈球菌肽的醚抗生素類化合物的分離和用途。所述化合物具有 抗微生物性質。乳酸鏈球菌肽，以及類似化合物（例如，美國專利07/317, 627 ;5950269和 20110269671)為抗微生物肽，而不是抗生素，因此在乳液中沒有抗生素殘留物。但是，在其 它防腐方法不存在下，乳酸鏈球菌肽不抑制革蘭氏陰性細菌、酵母、或霉菌。因此，乳酸鏈球 菌肽主要用作食品防腐劑并不用作治療劑，并與其它協同的食品防腐方法例如低pH和高 鹽濃度組合。并且，在乳液中的乳酸鏈球菌肽殘留物也會抑制用于奶酪和酸奶制造的起子 培養物并因此以與抗生素類似的方式干預乳液的下游加工。已發現，例如，如果在任何一個 時間治療大量動物，則在乳液中的乳酸鏈球菌肽殘留物會在一定程度上干擾所培養的乳制 品（某些奶酪、酸奶）。使用乳酸鏈球菌肽也表現出在治療期間提高動物的體細胞計數，當 根據SCC水平向奶農支付時，這是一個嚴重的缺點。也報道了病原菌對乳酸鏈球菌肽和類 似分子的耐受性。
[0007] 除了關注與人類醫學相關的抗生素耐受性的發展，乳品業的一個主要問題是動物 的抗微生物耐受性，這與抗生素使用歷史相關。微生物對抗生素藥物的耐受性將在重復使 用后變得普遍，以使任何特定的抗生素在某個點作為治療將變得完全無效-這被普遍地視 為人類醫學和獸醫學的一個關鍵并迫切的挑戰。用于乳腺炎的病原生物體包括細菌大腸桿 菌、金黃色葡萄球菌、停乳鏈球菌、無乳癥支原體、乳房鏈球菌、和銅綠假單胞菌。其中，金黃 色葡萄球菌因微生物的表型而為一個特別問題。細菌菌株能夠感染乳房的上皮層，因此避 免了抗生素。并且，發現生物體一般以生物膜生長。在生物膜表型中，微生物更加適應抗微 生物劑的活動。因此，它們更難治療。例如，奶牛中金黃色葡萄球菌感染的抗生素治療通常 涉及兩個階段。首先，抗生素將引起初始SCC降低，表明正殺死細菌。但是，抗生素不會到 達上皮層的細胞。在短時間范圍（例如，2-3周）內，因為在上皮層中生長的細菌細胞在乳 房中再次脫落以在營養物富集的環境中增殖，所以感染將自己重新建立。目前，將此種情況 分為'慢性乳腺炎'。因為重復使用抗生素導致細菌菌株因重復接觸藥物而極為可能發展 耐受性，所以這些情況的治療特別困難。這些種情況的治療成功幾率低，即使使用當前最有 效的抗生素療法。在此階段，飼養動物一般在經濟上是不可行的，因此，處死動物，奶農將以 >€ 1，000 ($1，300)的價格賣掉動物。
[0008] 因此，與發生乳腺炎相關的經濟成本包括：乳產量減少、因所得乳品質不佳而導致 收入降低、獸醫費用、抗生素處方、因乳液保留和處死動物替換而導致收入降低。
[0009] 微牛物感染
[0010] 本發明的另一個目的是多種其它細菌感染的預防和治療。藥物遞送和對抗生素的 耐受性為囊性纖維化（CF)、結核病（TB)和肺炎治療的一個主要問題。通常因為只是亞抑制 濃度的藥物到達目標部位（即，肺部）而導致抗生素耐受性。慢性感染通常因此情況而產 生，嚴重地影響患者的健康。添加碘化物和過氧化氫的組合物以預防的方式作用于診斷患 有CF的患者，或可用于治療已發展成肺感染的患者。以霧化噴霧遞送，或以生理鹽水組合 物（或實際上將水用作載體）遞送的該組合物可用于醫院以最大程度減輕并控制感染，尤 其是由細菌的抗生素抗性菌株引起的那些感染。在手術過程期間此為一個特定風險，其中 體腔向環境敞開。
[0011] 燒傷/皮膚/ 口
[0012] 身為本發明組合物和方法的適宜目標的其它感染為因燒傷和開放、或慢性傷口而 導致的那些感染。關于安全性、效力、及對治療的細菌耐受性的低風險，在CF或TB治療 中，與目前抗生素治療方案相比使用所述組合物、治療或方法的優點將類似于以上所述的 那些。本發明者表明，所述組合物有效地治療基于細胞的生物膜（附著到固體層的那些細 胞）。在TB/CF患者肺部中，以及在開放傷口或燒傷中，這為最明顯的細菌表型。生物膜表 型向細菌賦予對大量抗生素的普遍耐受性。
[0013] 本發明組合物也可用作具有多種目的的一般抗菌溶液。例如，包含抗菌組合物的 漱口水可幫助阻止在口中形成生物膜。同樣地，抗菌鼻洗液可用于幫助緩解鼻竇問題，例如 鼻竇炎或過敏性鼻炎。目前，使用類固醇和鹽水鼻洗液。但是，抗菌鹽水洗液也利于阻止和 應對鼻腔的細菌定植。
[0014] 醫用裝詈
[0015] 使用本發明的抗菌組合物在治療和預防植入醫用裝置的細菌感染中也具有多個 優點。感染（以異常型生物膜形式）在多種裝置例如導管中最常見。
[0016] 抗真菌劑
[0017] 感染可因酵母或真菌生長以及細菌產生。因此，能夠發揮抗微生物活性（與抗菌 活性不同，如利用抗生素的情況）的治療方案是特別有利的。為此，組合物的所述實例能夠 清除多種真菌菌株，包括，但不限于：念珠菌（真菌菌株一般被描述成機會病原體。它們可 引起多種皮膚病，以及外陰陰道炎和尿路感染）；釀酒酵母（常被稱為發面酵母）在食品制 造中為一種重要的生物體。其在飲料工業中也造成很大困擾，并在啤酒生產線上是一種典 型的生物體，是飲料腐敗的原因。
[0018] 本發明也發現用作抗病毒劑。
[0019] 過氧化氫用作表面的高濃度消毒劑，只在水溶液中，或與其它化學物組合。3%溶 液也用作殺菌劑。因為高濃度（0. 15%以上）的過氧化氫對哺乳動物組織造成損傷，所以這 些應用不適用于人或動物體內的抗微生物治療。并且，高濃度的過氧化氫表明妨礙愈合并 因其破壞新形成的細胞而導致損傷組織結疤（例如在傷口和燒傷中）。
[0020] 就在例如UV輻射的處理中作為副產物和作為乳過氧化物酶（或其它過氧化物酶） 系統的產物而言，討論了次碘酸鹽（?ο)(EP2510944A1、專利號US2012/0021071A1、專利 號US2012/0128650A1、專利號 5607681)。
[0021] 次碘酸鹽（10 )，作為過氧化物、過氧化物酶和碘化物的反應產物，其可對在實驗 室培養基中生長的革蘭氏陰性微生物具有殺菌性，但是文獻教示了此方法在生理條件下無 效，因為10的產生因硫氰酸鹽的存在而受到抑制，硫氰酸鹽化合物的濃度一般在唾液、乳 液和其它生理環境中所見（Klebanoff等，1967,JExpMed1967126(6) :1063-78;Tenovuo 等20020ralDiseases8,23-29)。10 -般被視為對革蘭氏陽性生物體具有抑菌性（即， 只是抑制生長），作為天然抗微生物乳過氧化物酶系統的一部分。大腸桿菌和銅綠假單胞菌 為革蘭氏陰性生物體，而金黃色葡萄球菌和鏈球菌為革蘭氏陽性生物體。
[0022] 過氧化氫自身在高濃度下具有抗菌性，但主要對革蘭氏陽性菌有效并被認為只對 革蘭氏陰性菌例如銅綠假單胞菌具有抑菌性。并且，細菌中存在過氧化氫酶得到甚至對革 蘭氏陽性菌不大有效的濃度低于