包括金属、金属纳米颗粒的益生细菌和其应用_4

文档序号:9755890阅读:来源:国知局
养物本身的特征和所要实现的治疗效应等因素来确定。其还取决于待治疗对象、所述对象所患疾病的严重程度、所选剂型等。因此,本发明述及的剂量一定只是被本领域技术人员视作指导,本领域技术人员必须根据上述变量调整剂量。在实施方式中,有效量造成被治疗疾病的一种或多种症状减轻,例如,对象缺乏的金属的水平正常化。
[0139]癌症治疗方法
[0140]根据本发明的细菌或根据本发明的生物纯培养物也适于递送磁性纳米颗粒至胃肠道。排列到细菌表面上的磁性纳米颗粒致使细菌呈现永久磁矩和较强磁响应。在施加的交变磁场中,磁性纳米颗粒的磁矩可被周期性重新定向,导致磁能转换成热能,并且周围区域的温度迅速升高至治疗温度范围(高于42°C),这会导致邻近细胞因体温过高而死亡。
[0141]因此,另一方面,本发明涉及根据第一方面的细菌或通过第三方面的方法可获得的细菌或其生物纯培养物,用于治疗癌症,其中金属被包含在磁性纳米颗粒中。
[0142]另一方面,本发明涉及根据第一方面的细菌或通过第三方面的方法可获得的细菌或其生物纯培养物在制备用于治疗癌症的药物中的应用,其中金属被包含在磁性纳米颗粒中。
[0143]另一方面,本发明涉及用于治疗癌症的治疗方法,包括给予对象治疗有效量的根据第一方面的细菌或通过第三方面的方法可获得的细菌或其生物纯培养物,其中金属被包含在磁性纳米颗粒中。
[0144]术语“治疗”、“对象”和“治疗有效量”在前文已连同用于治疗和/或预防金属缺乏相关疾病的治疗应用和方法一起被定义。
[0145]术语“癌症”,如本文所用,指代特征如下的疾病:不受控的细胞分裂(或生存力或凋亡抵抗力增加),所述细胞侵入其他邻近组织(侵入)、或通过淋巴管和血管扩散至通常不存在该细胞的身体其他区域(转移)的能力。根据其是否可通过侵入和转移扩散,肿瘤被分为良性或恶性:良性肿瘤是不能通过侵入或转移扩散的肿瘤,即,其仅局部生长;而恶性肿瘤是能够通过侵入和转移扩散的肿瘤。如本文所用,术语癌症包括但不限于下列类型的癌症:乳腺癌;胆道癌;膀胱癌;脑癌,包括成胶质细胞瘤和成神经管细胞瘤;子宫颈癌;绒毛膜癌;结肠癌;子宫内膜癌;食管癌;胃肠道癌?’胃癌;血液系统瘤,包括急性淋巴细胞和髓细胞性白血病;T-细胞急性淋巴细胞白血病/淋巴瘤;毛细胞白血病;慢性髓细胞性白血病、多发性骨髓瘤;AIDS相关性白血病和成人T细胞白血病/淋巴瘤;上皮内瘤,包括Bowen病和Paget病;肝癌;肺癌;淋巴瘤,包括Hodglun病和淋巴细胞淋巴瘤;成神经细胞瘤;口腔癌,包括鳞状细胞癌;卵巢癌,包括产生于上皮细胞、基质细胞、生殖细胞和间充质细胞的那些;胰腺癌;前列腺癌;直肠癌;肉瘤,包括平滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤、脂肪肉瘤、纤维肉瘤、和骨肉瘤;皮肤癌,包括黑素瘤、Merkel细胞癌、Kaposi肉瘤、基底细胞癌、和鳞状细胞癌;睾丸癌,包括生殖细胞瘤,如精原细胞瘤、非精原细胞瘤(畸胎瘤、绒毛膜癌)、间质肿瘤、和生殖细胞瘤;甲状腺癌,包括甲状腺腺癌和髓样癌;和肾癌,包括腺癌和Wi Ims瘤。本领域技术人员会知道其它癌症。
[0146]在【具体实施方式】中,癌症是胃肠道癌。术语“胃肠道癌”,如本文所用,指代任何损害(影响,affect)胃肠道(包括食管、胃、胆道系统、胰、小肠、大肠或结肠和直肠)的癌症。在【具体实施方式】中,胃肠道癌是胃癌、小肠癌或大肠或结肠癌。
[0147]根据用于治疗癌症的治疗方法和应用,本发明的细菌可通过任何适当的途径被给予,例如,口服途径、胃肠外途径或静脉内途径。在优选实施方式中,本发明的细菌或培养物被口服给予。术语“口服给予”在前文已被定义。
[0148]在用于治疗癌症的治疗方法和应用的【具体实施方式】中,根据第一方面的细菌能够在口服摄入后被转运至乳腺。检测细菌转运至乳腺的能力的方法在前文已关于第一方面所述的细菌以及所述细菌的实例和【具体实施方式】被公开。在此【具体实施方式】中,本发明的细菌可用于治疗乳腺癌。因此,在本发明的治疗方法和应用的【具体实施方式】中,癌症是乳腺癌,并且细菌是能够在口服摄入后转运至乳腺的细菌。
[0149]术语“乳腺癌”指代任何恶性增殖性乳腺细胞障碍,通常在管道(将乳汁运至乳头的管)和小叶(乳汁生产腺)内发生。
[0150]在【具体实施方式】中,用于治疗癌症的治疗方法包括将根据第一方面的细菌靶向至肿瘤的步骤。
[0151]将根据本发明的细菌靶向至肿瘤的步骤可通过不同机制进行。在一个实施方式中,细菌由于其偏爱肿瘤厌氧微环境而指向肿瘤。在另一实施方式中,前文限定的包括磁性纳米颗粒的细菌通过一个或多个磁场或磁场梯度(例如,磁场或磁场梯度的外部来源)被导向和拉向目标肿瘤。这种场或梯度可由例如布置在目标肿瘤内或邻近处一个或多个磁体和相关医疗装置在细菌递送之前、期间或之后生成。在一些实施方式中,磁体利用外科或经皮方法被布置在体内,在目标肿瘤内或目标肿瘤外(例如,目标肿瘤周围或邻近)。在一些实施方式中,磁体是布置在对象体外以在目标肿瘤周围或邻近建立磁场外部来源的外部磁体。在一些实施方式中,磁场来源是永久磁体(例如,钕(NdFeB)磁体)。在一个实施方式中,磁场来源是电磁体。在其它实施方式中,磁体尺寸范围为约Imm至约10m,并且磁场强度范围为约
0.1特斯拉至约100特斯拉,包括约0.1至约0.5特斯拉、约0.5至约I特斯拉、约I特斯拉至约
1.1特斯拉、约1.1特斯拉至约1.2特斯拉、约1.2特斯拉至约1.3特斯拉、约1.3特斯拉至约1.4特斯拉、约1.4特斯拉至约1.5特斯拉、约1.5特斯拉至约2特斯拉、约2特斯拉至约4特斯拉、约4特斯拉至约10特斯拉、约10特斯拉至约30特斯拉、约30特斯拉至约50特斯拉、约50特斯拉至约70特斯拉、约70特斯拉至约90特斯拉、及其重叠范围。在若干实施方式中,磁场被施加约I分钟上至约5小时范围内的时期。在一些实施方式中,磁场被施加约I分钟至5分钟、约5分钟至约10分钟、约10分钟至约20分钟、约20分钟至约30分钟、及其重叠范围。在若干实施方式中,磁场被施加约5_15分钟,包括约6、7、8、9、10、11、12、13、或14分钟。
[0152]在一些实施方式中,磁场来源是来自设备的一个或多个磁体(例如,磁体组,作为塑形和聚焦磁场的一体设备)。这种设备可包括,例如,具有磁性末梢附件的外科工具(例如,导管、导线;和二级工具,如激光器和球囊、活检针、内窥镜探头,和类似的装置)(参见,例如,美国专利号7 ,280 ,863和美国专利公开号200711116006、2006/0116634、2008/0249395、2006/0114088和2004/0019447)。因此,在一些实施方式中,递送细菌并利用外部磁体靶向细菌。
[0153]当本发明的细菌包括磁性纳米颗粒时,可通过交变施加在肿瘤附近的磁场来利用所述细菌施加热治疗至肿瘤,优选固体肿瘤。在此实施方式中,在磁性纳米颗粒负载细菌已到达肿瘤后,在肿瘤附近施加交变磁场,导致磁性纳米颗粒负载细菌产热。这种热治疗引致肿瘤细胞和/或肿瘤(一个或多个)部分或全部破坏。由于肿瘤细胞比健康细胞对热更加敏感(参见,例如:Overgaard等.,Cancer,1977,39,2637-2646),本公开描述的热疗可选择性地破坏肿瘤细胞。因此,在【具体实施方式】中,治疗方法包括如下步骤
[0154]i)使根据第一方面的包括磁性纳米颗粒的细菌靶向至肿瘤,和
[0155]ii)在肿瘤周围或邻近施加交变磁场。
[0156]术语“交变磁场”或“振荡磁场”,如本文所用,指代强度随时间变化的磁场。在一个实施方式中,治疗期间施加的交变磁场的特征在于频率处于约50k Hz和约1000k Hz之间,优选约100k Hz和约500k Hz之间,更优选约10kHz和约200k Hz之间。
[0157]在另一实施方式中,磁场的特征在于强度处于约0.1mT和约200mT之间,优选约ImT和约10mT之间,更优选约1mT和约60mT之间,一般在约1mT和约50mT之间。
[0158]磁场强度的最大值通过其对生物体有毒时(即,基本上是在其生成Foucault电流时)的数值来确定。可能的是,强度高于200mT的磁场可用于治疗(如果其显示无毒)。
[0159]在另一实施方式中,本发明的方法的特征在于施加磁场的时长。该时长可在约I秒和约6小时之间,优选约I分钟和约I小时之间,优选0.5和30分钟之间,最优选I分钟和30分钟之间。
[0160]热治疗优选地被施加至已麻醉的患者。因此,实施治疗的时间可等于或小于麻醉的时长。因此热治疗可以有可能在长于6小时期间实施一一例如,如果患者在长于6小时期间被麻醉。
[0161]在另一实施方式中,本发明的方法的特征在于治疗过程中所用的磁性纳米颗粒联合型细菌的数量。该磁性纳米颗粒联合型细菌数量与细菌的磁性纳米颗粒负载和纳米颗粒的磁性材料负载有关。该数量通过测量被给予的磁性纳米颗粒联合型细菌悬浮液中存在的磁性材料量来估测。需要注入的磁性纳米颗粒联合型细菌数量基本上取决于被治疗肿瘤的体积,治疗期间所需的温度和注入方法。最大肿瘤体积和最高肿瘤温度需要最大给予量的磁性纳米颗粒联合型细菌。
[0162]在另一实施方式中,磁性纳米颗粒联合型细菌的悬浮液浓度一般居于lmg/ml和
IOOmg/ml之间,优选I Omg/ml和50mg/m之间I,其中该浓度代表悬浮液中包含的磁性材料(优选氧化铁,更优选磁赤铁矿)的数量。
[0163]在另一实施方式中,反复给予磁性纳米颗粒联合型细菌至对象。反复次数取决于一次(at once)给予的磁性纳米颗粒联合型细菌的数量。如果一次仅给予少量磁性纳米颗粒联合型细菌,则给予步骤可反复多次,直到期望量的磁性纳米颗粒联合型细菌被给予患者。
[0164]在另一实施方式中,通过施加交变磁场开始的热治疗反复进行。在给予给定量磁性纳米颗粒联合型细菌后施加的相继热治疗被称为热循环。
[0165]用于每个热循环的给定量的磁性纳米颗粒联合型细菌可如上所述通过单次给药或通过多次相继给药被给予。热循环内的不同热治疗通过休息时间彼此间隔。休息时间可等于I秒或长于I秒,优选等于I分钟或长于I分钟,更优选等于10分钟或长于10分钟,优选等于或长于30分钟。
[0166]在实施方式中,热循环内的不同热治疗通过长于上述的休息时间彼此间隔开。该休息时间可居于I天和15天之间。
[0167]在实施方式中,热循环反复I至648000次,具体地I至101000次,更具体地I至100
次,一般是I至10次。通过假设治疗在15天内实施很短时间(一般约I秒)并且休息时间很短(一般每次治疗间隔约I秒休息时间),估测最高反复速率为648 000次。治疗反复次数取决于治疗时长。优先地,治疗越长,需要的反复越少,条件是其他治疗参数(如施加磁场的强度和或频率)固定。
[0168]磁能至热消融的转化已被广泛证实导致空间和时间受到控制的药物递送一一取决于被施加高频磁场的‘开-关’操作(J.Liu,Y.Zhang,C.Wang,R.Xu,Z.Chen,N.Gu,J.Phys.Chem.C 114(2010)7673-7679)。作为实例,具有聚合物聚乙烯醇(PVA)和普朗尼克F68中的布洛芬(ibuprofen)以及二氧化娃薄层的磁铁矿纳米颗粒呈现快速的磁触发性药物释放行为(S.H.Hu,Y.Y.Chen,T.C.Liu,T.H.Tung,D.M.Liu,S.Y.Chen,Chem.Commun.47(2011)1776-1778)。因此,在另一实施方式中,包括磁性纳米颗粒的本发明细菌进一步包括可用于治疗癌症的治疗剂。在一个实施方式中,在载体上编码的该剂能够表达编码所述剂的至少一种外源基因。在此实施方式中,用该载体转化本发明的细菌。在进一步的实施方式中,该剂被连接至本发明的细菌。该剂可被连接、键合、固定或化学偶联或附着至本发明的细菌或细菌膜,或通过技术人员已知的任何其它手段被附着/连接。在进一步实施方式中,该剂被连接至金属纳米颗粒或被封装在金属纳米颗粒中。连接该剂至金属纳米颗粒或封装该剂到金属纳米颗粒中的方法将取决于该剂的性质,并且为本领域技术人员已知。
[0169]术语“可用于治疗癌症的治疗剂”,如本文所用,指代适用于治疗癌症的剂,如细胞毒性剂、抗血管生成剂或抗转移剂。
[0170]可用于根据用于治疗癌症的本发明治疗方法的这种实施方式的细胞毒性剂包括但不限于蒽环类抗生素如多柔比星(doxorubicin)和道诺霉素(daunorubi cin )、紫杉烧类如紫杉醇(Taxol?)和多西紫杉醇(docetaxel)、长春花生物碱类如长春新碱(vincristine)和长春碱('^11131381:;[116)、5-氟尿啼啶(5-?1])、亚叶酸、伊立替康(;[1';[11(^6 0311)、伊达比星(idarubicin)、丝裂霉素C、奥沙利钼(oxaliplatin)、雷替曲塞(raltitrexed)、他莫昔芬(tamoxifen)、顺铀、卡铀、氨甲噪呤(methotrexate)、放线菌素D、米托蒽醌(mitoxantrone)、博来霉素(blenoxane)或光辉霉素(mithramycin)。可与本发明抗体组合用于治疗癌症的抗血管生成剂包括但不限于选自下列的抗血管生成剂:紫杉醇(pacIitaxeI)、2_甲氧基雌二醇、普啉司他(prinomastat)、巴马司他(^&1:;[1]1&8七&1:)、BAY12-9566、竣基酰胺三卩坐、CC-1088、右美沙芬乙酸(dextromethorphan acetic acid)、二甲基氧杂蒽酮乙酸、内皮抑素(endostatin)、IM-862、马立马司他(marimas
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