治疗和预防感染的方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请主张2017年3月30日提交的美国临时专利申请62/479,261的优先权益，该专利申请出于所有目的以其全部内容作为参考并入本文。

背景技术：

1.发现的技术领域。描述了用于治疗或预防细菌感染以及由细菌失衡所引起的或者通过人微生物群所介导的其它疾病和病况的方法和药物组合物。例如，描述了包含足以通过群体感应抑制终止毒力，借此将微生物群改变至健康状态的亚最小抑菌浓度(亚-mic)；即以下所建立的mic的浓度的活性氧(ros)的药物组合物。

2.背景信息。多药耐药性病原体的出现和生物膜-相关感染的流行产生了对替代性抗微生物疗法的需要。细菌感染仍是医疗保健的主要挑战，并且导致了大量的发病率和死亡率。这种情况由于日益老龄化和易感人群以及出现抗生素抗药性的大量细菌分离株而变得复杂。由于生物膜固有的高度抗生素耐药性，形成生物膜并定殖或感染医疗装置或创伤的细菌是特别难以治疗的。生物表面的大部分复发性感染具有其中细菌形成了生物膜的组分，并因此，生物膜形成的去除和生物膜发展的预防是非常重要的。

从共生至病原性的多种微生物存在于人体中。它们不仅与其宿主相互作用，而且这些不同的微生物之间彼此也相互作用。这种相互作用有时会导致生态失调，其表示体内的微生物失衡，即有害细菌水平升高以及有益细菌水平降低(worldjgastroenterol.2015；21(40):11450–11457.dysbioticinfectioninthestomach.)。

这些微生物通过群体感应(qs)协调它们的生物膜形成及其毒力因子的表达，所述群体感应是在高细胞密度调控基因表达并且在细菌感染建立中起到重要作用的系统。人体中存在的微生物集落通常是有益的，但是可以是寄生、共生或共栖的。有益菌落还通过与病原体竞争空间和营养来保护身体抵抗病原微生物的渗透。人类微生物群的改变并且特别是肠微生物群的变化已表明会干扰免疫性和免疫应答，并因此在包括全身性炎症在内的广泛的疾病中起作用。

已提议将对群体感应系统的干扰作为根除细菌感染的常规抗生素的替代。对于通过群体感应干扰的生物膜破环已做了多种工作，但是当前方法在这些新型治疗剂选择的实施中具有限制(currtopmedchem.2017,exploitingquorumsensinginhibitionforthecontrolofpseudomonasaeruginosaandacinetobacterbaumanniibiofilms.)。

由于微生物群失衡所造成的细菌感染的实例之一是细菌性阴道病(bv)。阴道炎是妇女中的常见问题。bv是处于生育年龄的妇女中最常见的生殖道感染，并且它与严重的健康并发症，如早产分娩以及几种性传播因子(sexuallytransmittedagent)的获得或传播有关。bv占症状病例的45％，并且估计存在于15％的无症状性行为活跃妇女中。bv是多微生物阴道感染，其特征为有益乳杆菌(lactobacilli)的减少以及厌氧细菌，包括阴道嗜血菌(gardnerellavaginalis)、阴道阿托波菌(atopobiumvagina)、动弯杆菌(mobiluncusspp.)、类杆菌(bacteroidesspp.)和普雷沃氏菌(prevotellaspp.)数目的显著增加(breen,j.主编,thegynecologistandtheolderpatient,304-305页(1988))。由于本质上是多微生物的，因此bv的病原学仍不清楚。然而，确定bv包括阴道多菌种厚生物膜的存在，其中阴道加德纳菌(g.vaginalis)是主要菌种。阴道中乳杆菌(lactobacilli)数目的减少具有双重作用，即(i)降低了对营养物的竞争，和(ii)所存在的乳酸的量减少，因此使得阴道中条件致病菌能够增殖，所述条件致病菌的生长通常受乳杆菌(lactobacilli)抑制。与多种其它生物膜-相关感染中所发生的类似，标准抗生素，如甲硝唑和克林霉素不能完全消除阴道生物膜，这可以解释bv的高复发率(microbiol.2016；6:1528.bacterialvaginosisbiofilms:challengestocurrenttherapiesandemergingsolutions)。此外，抗生素疗法还可以导致对健康阴道微生物群的负面影响。这些问题激起了对开发替代治疗策略的兴趣。

bv被认为是需要广谱治疗的广谱感染。在用抗生素治疗后长达1年，在超过50％的妇女中观察到了耐药性bv-相关病原体的复发。活性氧(ros)已用于局部(topical)或局部(local)应用至其中可能存在具有生物膜和慢性炎症的严重细菌生物负荷的创伤、粘膜或内部结构。ros已在治疗慢性创伤和清除多药耐药性生物中获得成功。ros的实例之一是过氧化苯甲酰(bpo)。bpo是世界卫生组织(who)的基本药物标准清单上所包括的有机过氧化物。包封bpo的水凝胶配制品已显示能够抑制bv-相关病原体阴道加德纳菌(g.vaginalis)的生长，同时对阴道生态系统中的健康乳杆菌(lactobacilli)具有有限的影响(infectdisobstetgynecol.,benzoylperoxideformulatedpolycarbophil/carbopol934phydrogelwithselectiveantimicrobialactivity,potentiallybeneficialfortreatmentandpreventionofbacterialvaginosis.v2013,articleid909354,10页,2013)。

本发明公开了通过使用处于足以避免杀死目标病原菌或者引发生物膜形成，同时又终止病理发生的浓度的ros来治疗或预防病原菌感染的方法。

技术实现要素：

本描述提供了用于治疗或预防细菌感染以及由细菌失衡所引起的或者通过人微生物群所介导的其它疾病和病况的方法和组合物。所述方法和组合物涉及对ros的亚-mic的观察，尽管过低而不能杀死目标病原菌，但是可以干扰群体感应以防止病原体进入其毒力状态。通过防止病原体的疾病-状态毒力，防止了生物膜的形成，恢复和维持了生物组织表面(例如，粘膜表面)上细菌的正常平衡，治疗了疾病症状并且避免了疾病复发。

因此，在某些方面，本描述提供了治疗或预防细菌感染或者改变生物组织表面的微生物群的方法，其包括向对其有需要的受试者施用包含治疗有效量的ros的组合物，其中所述治疗有效量的ros足以避免杀死疾病-相关病原体或者引发通过细菌中氧化应激(oxidativestress)所引起的生物膜形成，同时终止了疾病的病理发生。

在其它方面，本描述提供了治疗受试者中微生物感染或者改变生物组织表面的微生物群的方法，其包括向对其有需要的受试者施用包含亚最小抑菌浓度(mic)的活性氧(ros)的组合物，其中所述亚-mic足以避免杀死或抑制微生物生长或者引发所述微生物中的氧化应激，但是足以终止或降低病理发生，并且其中所述方法实现了微生物感染的治疗或者微生物群的有益改变。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述生物组织表面是胃肠、肺、阴道、皮肤、创伤或其组合中的至少一种。

在某些实施方式中，所述病原菌感染的特征在于与益生菌相比，病原菌群体的失衡。

在本文所述的任何方面或实施方式中，ros的有效量是ros的亚-mic。

在本文所述的任何方面或实施方式中，ros的亚-mic足以通过抑制细菌qs来终止毒力。

在本文所述的任何方面或实施方式中，qs的抑制实现了微生物群向非病原状态的恢复。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物是片剂、包衣片剂、凝胶剂、乳膏剂、插入剂、阴道环或阴道栓剂。在某些实施方式中，所述组合物配制用于局部施用。

在本文所述的任何方面或实施方式中，ros包括氧离子自由基(例如，超氧化物和羟基)和过氧化物(例如，过氧化氢、过氧化苯甲酰)。

在某些实施方式中，ros是过氧化苯甲酰(bpo)。在某些实施方式中，如本文所述的组合物包含含有bpo的水凝胶。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物不会降低生物组织表面或细菌环境的ph。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述生物组织表面是胃肠、肺、口腔、阴道、皮肤或其组合中的至少一种。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述细菌感染是细菌性阴道病、特应性皮炎、囊性纤维化或肠易激综合征中的至少一种。

在本文所述的实施方式的任何方面，受微生物群改变影响的状况有助于风湿性疾病，如类风湿性关节炎、慢性皮肤病况，如银屑病、自体免疫疾病、全身性炎症、认知障碍和心血管事件。

在某些实施方式中，所述细菌感染是细菌性阴道病。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物与至少一种其它抗生素治疗共施用。

在另一个方面，本描述提供了用于在治疗或预防细菌感染中使用的药物组合物，其包括有效量的亚-mic的ros，其中所述量足以避免杀死或引发氧化应激，同时通过qs的抑制终止了病理发生。

在某些实施方式中，所述药物组合物配制用于局部施用至生物组织表面。

在某些实施方式中，所述药物组合物配制用于亚-mic的ros的控制释放。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述药物组合物包含有效量的亚-mic的ros。在某些实施方式中，bpo的有效量在125μg/ml至250μg/ml之间。

根据以下结合附图所进行的详细说明，对于本领域技术人员来说，本公开的系统和方法的这些及其它特征将变得更加显而易见。

附图说明

图1代表了公开其中生物膜产生受到抑制的不同bpo浓度的图。

具体实施方式

以下是提供以辅助本领域技术人员实践本发明的发明详细说明。本领域那些技术人员可以在不背离本发明的精神或范围的前提下在本文所述的实施方式中做出改变和变化。除非另外定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。在本发明描述中使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，并且其不意欲限制本发明。本文所提及的所有专利公开、专利申请、专利、附图和其它参考文献将明确地以其全部内容作为参考并入。

尽管还可以在本发明的实践或测试中使用与本文所述的那些类似或等价的任何方法和材料，但是现将描述优选的方法和材料。本文所提及的所有专利公开作为参考并入本文以结合所引用的专利公开来公开和描述方法和/或材料。

除非另外定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。以下参考文献(其整个公开内容作为参考并入本文)为技术人员提供了在本发明中所使用的多个术语(除非在本文中另外定义)的一般定义：singleton等人,dictionaryofmicrobiologyandmolecularbiology(第2版.1994)；thecambridgedictionaryofscienceandtechnology(walker主编,1988)；theglossaryofgenetics,第5版,r.rieger等人(主编),springerverlag(1991)；和hale&marham,theharpercollinsdictionaryofbiology(1991)。通常，本文中所述或固有的分子生物学方法程序等是本领域中所使用的常规方法。这些标准技术可见于参考手册，如(例如)sambrook等人,(2000,molecularcloning--alaboratorymanual,第3版,coldspringharborlaboratories)；和ausubel等人,(1994,currentprotocolsinmolecularbiology,johnwiley&sons,new-york)。

在描述中使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，并且其不意欲限制本发明。当提供值的范围时，应理解除非上下文明确规定，否则位于该范围上下限之间的每个居中值(至下限单位的十分之一)和任何其它所说明的范围或位于所说明的范围中的居中值(如就含有一些碳原子的基团来说，其中提供了处于所述范围内的每个碳原子数)涵盖在本发明中。本发明还涵盖了这些较小范围的上下限可以独立地包含在所述较小的范围中，其受限于所说明范围中的任何具体排除的限制。当所说明的范围包括限制之一或两者时，排除那些所包括的限制之一或两者的范围也涵盖在本发明内。

以下术语用于描述本发明。在其中本文未具体定义术语的情况下，在术语用于描述本发明的背景中应用该术语的常规技术人员为该术语提供了本领域承认的含义。

除非上下文中明确指出，否则如本文和所附权利要求中所使用的冠词“一个”和“一种”在本文中用于表示一个或大于一个(即至少一个)所述冠词的语法对象。举例来说，“一个要素”表示一个要素或大于一个要素。

如本文在说明书和权利要求中所使用的短语“和/或”应理解为表示所结合的要素，即在一些情况下结合存在并且在其它情况下单独存在的要素中的“任一种或两者”。应以相同方式看待通过“和/或”所列举的多个要素，即“一个或多个”所结合的要素。除通过“和/或”短句所具体识别的要素以外，可以任选地存在其它要素，无论所述要素与那些具体识别的要素相关或不相关。因此，作为非限制性实例，当结合开放语言，如“包含”使用时，提及“a和/或b”，在一个实施方式中，可以仅表示a(任选地包括除b以外的要素)；在另一个实施方式中，仅表示b(任选地包括除a以外的要素；在另一个实施方式中，表示a和b(任选地包括其它要素)；等。

如本文在说明书和权利要求中所使用的，“或者”应理解为具有与如上定义的“和/或”相同的含义。例如，当分离列表中的项目时，“或者”或“和/或”应理解为包含性的，即包括至少一种，但是还包括不止一种的一些或一系列要素，并且任选地包括其它未列项目。仅明确相反指明的术语，如“仅……中的一个”或者“正好……中的一个”，或者当在权利要求中使用时，“由……组成”将表示包括一些或一系列要素中的正好一个要素。一般地，当放在排他性术语之前时，如“任一个”、“之一”、“仅……中的一个”或者“正好……中的一个”，如本文所使用的术语“或者”仅应理解为表示排他性的替代(即“一个或另一个，但不是两者”)。

在权利要求以及在以上说明书中，所有过渡性短语，如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由...构成”等将理解为开放性的，即表示包括(但不限于)。仅过渡性短语“由...组成”和“基本由...组成”应分别理解为封闭或半封闭过渡性短语，如美国专利局专利审查程序手册2111.03节中所述。

如本文在说明书和权利要求中所使用的，与一系列的一个或多个要素有关的短语“至少一个”应理解为表示选自要素列表中的任何一个或多个要素的至少一个要素，但是其不必需包括所述要素列表中具体所列的每个要素中的至少一个，并且不排除所述要素列表中的要素的任意组合。这种定义还允许可以任选地存在除短语“至少一个”所表示的要素列表内所具体识别的要素以外的要素，无论所述要素与那些具体识别的要素相关或不相关。因此，作为非限制性实例，“a和b中的至少一个”(或者，等价地，“a或b中的至少一个”，或者，等价地，“a和/或b中的至少一个”可以在一个实施方式中，表示至少一个，任选地包括不止一个，a，并且不存在b(并且任选地包括除b以外的要素)；在另一个实施方式中，表示至少一个，任选地包括不止一个，b，并且不存在a(并且任选地包括除a以外的要素)；在另一个实施方式中，表示至少一个，任选地包括不止一个，a，和至少一个，任选地包括不止一个，b(并且任选地包括其它要素等。

还应理解，除非上下文另外表示，否则在本文所述的包括不止一个步骤或动作的某些方法中，所述方法的步骤或动作的顺序不必需受限于其中所列举的所述方法的步骤或动作的顺序。

术语“共施用”和“共施用的”或者“组合疗法”表示同时施用(两种或更多种试剂同时施用)和时间不同的施用(在不同于其它试剂施用的时间的一种或多种试剂的施用)两者，只要所述试剂优选地以有效量，同时存在于在一定程度上要治疗的区域中。在某些优选的方面，将一种或多种本文所述的本发明的试剂与至少一种其它生物活性剂，具体地包括抗真菌剂、抗菌剂和/或杀菌剂组合共施用。在特别优选的方面，试剂的共施用。

如本文所理解的和所使用的术语“活性氧”或“ros”是指在呼吸期间在正常电子传递体系过程中所产生的或者在使用特定病症的某些治疗剂的治疗期间在疾病中所产生的高度反应性和毒性含氧化合物。ros包括(但不限于)超氧化物阴离子(o2^-)、过氧化氢(h2o2)、过氧化苯甲酰(bpo)、单线态氧、脂质过氧化物和过氧亚硝基。

术语“治疗有效量”是指实现治疗效果所需的量。治疗效果可以是从预防、症状改善、症状治疗到疾病终止或治愈的范围内的任何治疗效果。

如本文所使用的术语“最小抑菌浓度”或“mic”是指会抑制微生物可见生长的抗微生物药物的最低浓度。通常按照参考体的指导，通过以不断提高的浓度制备化学品溶液，将所述溶液与不同批次的培养细菌一起培育，并使用琼脂稀释法或者微量肉汤稀释法测量结果来确定所述化学品的mic。

术语“群体感应”或“qs”是指对细胞-群体密度的波动响应的基因表达的调控。群体感应细菌产生并释放了浓度相关于细胞密度而升高的被称为自体诱导分子的化学信号分子。自体诱导分子的最小阈值刺激浓度的检测导致了基因表达的改变。革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌使用群体感应通讯线路来调控多种不同的生理学活性。这些过程包括共栖、毒力、感应性(competence)、缀合、抗生素产生、运动性、孢子形成和生物膜形成。

术语“微生物群”是指到目前为止，从植物到动物所研究的所有多细胞生物中和多细胞生物上所存在的共生、共栖和病原性微生物的生态群落。微生物群包括细菌、古细菌、原生生物、真菌和病毒。它是对在人体中或人体上生活的微生物的统称术语。微生物群的特异性群簇(cluster)存在于皮肤上或胃肠道、口腔、阴道和眼中。

术语“细菌性阴道病”或“bv”是一类由天然存在于阴道中的细菌的过度生长所引起的阴道炎症，其扰乱了自然平衡。通常，在阴道中存在大量“好”细菌和一些“坏”细菌。好的类型帮助控制坏的类型的生长。在患有细菌性阴道病的妇女中，平衡被打乱。所存在的好细菌不足，而坏细菌过多。

术语“局部施用”是指通过大种类范围，包括乳膏剂、泡沫剂、凝胶剂、洗剂和软膏剂，应用于体表，如皮肤或粘膜来治疗疾病的方式。多种局部药物治疗是表皮性的(epicutaneous)，表示它们直接应用于皮肤。

现将详细参考本发明的示例性实施方式。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但是将理解它不意欲将本发明限制于那些实施方式。相反，它旨在覆盖可以包含在如所附权利要求所定义的本发明的精神和范围内的替代、改变和等价形式。

以下更详细地描述了本发明的示例性组合物和方法。

本发明公开了通过应用亚氧化应激浓度的ros改变微生物群治疗和预防以细菌失衡为特征的生物表面(肠表面、肺表面、口腔表面和阴道表面、皮肤、创伤表面)感染的方法，所述感染如细菌性阴道病、特应性皮炎、囊性纤维化、肠易激综合征以及与细菌性阴道病有关的这些疾病相关的病况和并发症，亚氧化应激浓度为：

低于会杀死目标病原菌的常用浓度

足够低，从而不在主要病原菌中引起氧化应激，并因此不引发生物膜形成

同时足够高，从而干扰群体感应并起到信号转导分子的作用，防止病原体进入其毒力状态和防止生物膜形成。

病况，如不育、早产分娩、胎膜早破、获得hiv的风险提高与细菌性阴道病有关。

抗感染剂是生物活性小分子，其基于所述试剂的浓度，可以在不同功能水平上与它们的微生物目标相互作用。在治疗实践中，在旨在抑制微生物功能和生长或快速根除微生物群落的“杀死”水平或高于该水平过量地使用抗感染剂(这些浓度通常定义为mic，最小抑菌浓度和mbc，最小杀菌浓度)。

尽管承认在低浓度下，抗微生物剂可以发挥杀死微生物(在mbc或高于mbc)或防止群体生长(在mic或高于mbc)以外的生物活性，但是未在对应于低于mic的浓度的浓度治疗性使用它们。研究已确立通常，在临床配制品中使用比体外所确立的浓度高1至2log的mic浓度。

常规思考和实验经验两者表明这种使用在消除病原体中将是无效的并且可能会刺激抗微生物剂耐药性，两者都不是所期望的效果。

来自微生物群落内的内部氧化应激和外部氧化应激两者可以引发微生物失衡。假设应存在一定水平的这种应激，其将低于“杀死”水平，但是高于应激水平，则它将改变与“处于应激”情况一致的微生物行为。

所谓的病原体或潜在有害的细菌通常是“正常”微生物群的一部分(对于特定类型的生物表面共生的微生物群落的共同体(constellation))。当特定病原体处于特定水平的氧化应激时，它们可能会通过形成生物膜来设法逃避这种应激。

活性氧(ros)是通常由微生物在好氧条件下所产生的几种代谢过程的化学反应性副产物，并且其通过进化发展出清扫机制以保护它们抵抗氧化的破坏作用。当ros和清除系统之间的平衡受到干扰或者当清除系统受到ros水平的压制时，细胞间条件(称为氧化应激)可以导致微生物死亡。

含有ros的药物产品已长期用于治疗或预防感染。实例：创伤感染的治疗/预防中的过氧化氢；痤疮治疗中的过氧化苯甲酰，或者提议/专利保护的治疗/预防(如专利7,709,026中的用于治疗/预防细菌性阴道病的过氧化物)。

使用ros及其它抗微生物剂的处方/推荐浓度通常将高于“杀死”浓度(mbc)，其中氧化应激不可避免地导致了目标病原体的死亡(但是也导致了多种微生物，包括非病原共生微生物的死亡)。理论上，所使用的浓度还可以高于mic(其中氧化应激将防止群体生长的水平)，但是因为ros的抗微生物作用机制(尽管单纯地理解为)与微生物杀死有关，而不是与其生长保护有关，因此在ros的抗微生物使用的背景中通常不考虑mic浓度。

当前对于粘膜和皮肤的细菌失衡-相关疾病所制定的假说需要以下假设：

ros的药物配制品旨在通过氧化应激(作用)来治疗疾病。氧化的作用是普遍的，不考虑这种氧化是否来自药物或者是具有自然原因。

这种应激/作用的程度与配制品中ros物质的浓度有关，并且始终是疾病-和配制品-特定的。然而，不考虑配制品，氧化应激可以概念性地具有三种不同的严重性水平：

1.杀死水平(mbc及高于mbc)

2.逃避-至-生物膜水平(mic及高于mic)。

3.低于mic水平。

4.低于qs-抑制水平。

水平1：杀死水平，mbc及高于mbc。

在该水平，氧化压制了病原体的清除及其它防御并最终导致它们死亡。在美国专利7,709,026中对于该水平公开了ros-药物的当前治疗性使用和预期使用两者。

水平2：逃避-至-生物膜，mic及高于mic。

病原体清除防御将保持，至少可能部分保持的浓度范围(低于杀死水平1)。在该水平，微生物细胞在氧化中存活，但是它们的生长受到抑制。重要地，这种水平的氧化应激将引发/刺激生物膜形成。这种生物膜保护病原体抵抗过度氧化应激。这种生物膜将依靠微生物群落组成的改变来实现氧化平衡(某些病原体的生长将超过有益微生物及其它病原体)，并且将提高主要病原体的毒力。

主要病原体从氧化应激的“应激”水平的脱离是生物膜形成和群体感应介导的毒力因子激活背后，并因此是疾病起始及其复发性质背后的核心驱动力。换言之，病原体从氧化应激“脱离”至生物膜，从而将这种微生物群落或微生物群转化为失衡(不健康的)状态。这种微生物群不再是“正常的”。现在，其(1)在功能上以(2)已激活为疾病毒力水平的病原体为主。在患有与微生物失衡有关的疾病的患者中，这相应地反映在(1)微生物学发现(微生物失衡，主要病原体过度生长和其它细菌减少)和(2)临床发现(疾病症状，所实现的毒力水平的反映)。

活性氧可以产生与如上所述的氧化应激一致的变化。还可以将氧化应激机制用作其它抗菌剂，例如，抗生素的作用机制途径。ros和抗生素之间的主要差异在于微生物，并且特别是存活于厌氧环境中的具有不同氧气利用度水平的微生物(例如，肠或阴道微生物群)的确具有保护它们抵抗不希望的氧化应激的天然清除系统(换言之，ros和ros-基药物是微生物的“天然”敌人，并且微生物的确具有抵抗ros-基药物的防御系统)。

当前所使用的ros-药物不旨在以这种水平使用。然而，以整个目标生物学目的或在其特定区域(例如，难以触及的区域，非常病重的生物膜区域)，当所述药物浓度由于释放动力学而波动时，将无意地以这种水平使用所有抗细菌药，包括ros。相应地并且逆理地，处于水平1和2浓度的ros-药物将因此不仅会消除病原体(以水平1作用)，而且还将引发生物膜形成(以水平2作用)。这是以这两种水平使用这些药物将与常见疾病复发有关的原因。

水平3：低于mic，但是高于ros将抑制qs的水平

在这种水平，通过清除防御系统来补偿氧化应激并且不抑制微生物生长。低于不会引发生物膜形成的特定阈值是病原体和疾病特异的。

ros通常将用于“杀死”病原体(以水平1)并且这将允许在短期内消除大部分病原体。然而，由于一些病原体事实上将仅暴露于水平2的氧合，因此生物膜将存活并快速再次生长。出于相同原因，将不会以水平2使用ros。本发明将逆理地以水平3起作用。该水平代表了独特的浓度带，其中ros-药物将意外地干扰qs，从而防止疾病-状态毒力的出现，并因此将为微生物群落提供“安定”信号，从而逆理地治疗和预防疾病。由于在该水平，亚-mic浓度将不会促进逃避-至-生物膜的行为，因此ros的使用将导致减少或消除复发并导致可持续的治愈。

当以处于第3浓度水平且高于第4浓度水平(其中将不会实现qs-抑制阈值)的以上所解释的独特浓度带中的疾病-和配制品特异性浓度应用时，ros将起到干扰qs的信号转导分子的作用。

这种作用将使微生物群落对外部和内部逃避-至-生物膜的氧化水平，并且进一步对氧化应激脱敏，因此防止了生物膜形成和维持。

因此，在某些方面，本描述提供了治疗或预防生物组织表面的微生物感染的方法，其包括向对其有需要的受试者施用包含治疗有效量的ros的组合物，其中所述治疗有效量的ros足以避免杀死微生物和抑制微生物生长，同时终止病理发生。

在其它方面，本描述提供了治疗受试者中微生物感染或者改变生物组织表面的微生物群的方法，其包括向对其有需要的受试者施用包含亚最小抑菌浓度(mic)的活性氧(ros)的组合物，其中所述亚-mic足以避免杀死或抑制微生物生长或者引发所述微生物中的氧化应激，但是足以终止或降低病理发生，并且其中所述方法实现了微生物感染的治疗或者微生物群的有益改变。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述生物组织表面是胃肠、肺、口腔、阴道、皮肤、创伤或其组合中的至少一种。

在某些实施方式中，所述病原菌感染的特征在于与健康微生物群相比，微生物群体的失衡。

在本文所述的任何方面或实施方式中，ros的有效量是ros的亚最小抑菌浓度(mic)。

在本文所述的任何方面或实施方式中，ros的具体的亚-mic带(浓度水平3)足以抑制细菌的群体感应(qs)。

在本文所述的任何方面或实施方式中，群体感应(qs)的抑制实现了微生物群向非病原状态的恢复。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物是片剂、包衣片剂、凝胶剂、乳膏剂、插入剂、阴道环或阴道栓剂。在某些实施方式中，所述组合物配制用于局部施用。

在本文所述的任何方面或实施方式中，ros是过氧化苯甲酰(bpo)。在某些实施方式中，如本文所述的组合物包含含有bpo的水凝胶。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物不会直接降低生物组织表面或细菌环境的ph。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述生物组织表面是胃肠、肺、口腔、阴道、皮肤、创伤或其组合中的至少一种。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述细菌感染是细菌性阴道病、特应性皮炎、囊性纤维化或肠易激综合征中的至少一种。

在某些实施方式中，所述细菌感染是细菌性阴道病。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物与至少一种其它抗生素或抗微生物治疗共施用。

在另一个方面，本描述提供了用于在治疗或预防细菌感染中使用的药物组合物，其包括有效量的特定亚-mic的ros，其中所述量足以避免杀死微生物或抑制微生物生长，同时通过qs的抑制终止了病理发生。

在某些实施方式中，所述药物组合物配制用于局部施用至生物组织表面。

在某些实施方式中，所述药物组合物配制用于亚-mic的ros的控制释放。

应理解在局部药物临床前开发过程中体外建立的mic、mbc或任何其它浓度不能直接应用于将在患者中测试或最终在患者中使用的药物配制品。任何生物表面的实际情况比体外测试期间更加具有攻击性。在患者中，任何局部药物将经受物理消除、生物流体(例如，阴道流体)的稀释、攻击性酶促降解、导致活性药物成分效力丧失或媒介物结构丧失的其它生化活性。因此，在药物中实际使用的抗感染剂的浓度通常将超出mic10、50或100倍。例如，如果发现某种含有bpo的凝胶的mic浓度为0.01％，则很可能将在人中测试的浓度将为约0.5％、约1％和约1.5％。

照此，在某些实施方式中，ros，例如，bpo的治疗有效量或亚-mic量为小于或等于约5wt％，小于或等于约4wt％，小于或等于约3wt％，小于或等于约2wt％，小于或等于约1.5wt％，小于或等于约1.25wt％，小于或等于约1.0wt％，小于或等于约0.75wt％，小于或等于约0.5wt％或者小于或等于约0.25wt％。技术人员将理解这些范围必需排除0wt％的量。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述药物组合物包含有效量的亚-mic的ros。在某些实施方式中，有效量在0.25wt％至小于1wt％之间。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述药物组合物包含有效量的亚-mic的ros。在某些实施方式中，ros，例如，bpo的有效量在约100μg/ml至约350μg/ml之间，或在约125μg/ml至约250μg/ml之间，在约125μg/ml至约225μg/ml之间，在约125μg/ml至约220μg/ml之间，在约125μg/ml至约215μg/ml之间，在约125μg/ml至约210μg/ml之间，在约125μg/ml至约200μg/ml之间，在约125μg/ml至约195μg/ml之间，在约125μg/ml至约190μg/ml之间，在约125μg/ml至约185μg/ml之间，在约125μg/ml至约180μg/ml之间，在约125μg/ml至约175μg/ml之间，在约125μg/ml至约170μg/ml之间，在约125μg/ml至约165μg/ml之间，在约125μg/ml至约160μg/ml之间，在约125μg/ml至约155μg/ml之间，在约125μg/ml至约150μg/ml之间，在约125μg/ml至约145μg/ml之间，在约125μg/ml至约140μg/ml之间，在约125μg/ml至约135μg/ml之间，在约125μg/ml至约130μg/ml之间，或者为约125μg/ml，或约215μg/ml。

由于定义了水平3，因此这些功能-限定的浓度的roc的应用将意外地并且逆理地防止微生物群的内部和外部氧化应激(例如，与抗微生物治疗或者任何其它来源的过度氧合有关)，并因此防止了生物膜形成，从而打破了疾病复发的恶性循环。

这种改变微生物群而不会产生氧化应激的方法将导致与微生物失衡有关的疾病的持续治愈和预防。

当在疾病状态期间应用时，基于这种方法配制的药物应用将通过使微生物群从疾病-状态改变至“正常”(更共生的)而不杀死微生物，不引发逃避-至-生物膜(escape-to-biofilm)行为并且无与其它治疗方法有关的复发性生物膜和疾病症状来治疗与微生物群失衡有关的疾病。

当在疾病状态期间与其它可用的治疗方法一起应用或者在其它治疗方法之前应用时，基于这种方法配制的药物应用将有助于防止与其它治疗方法有关的微生物群失衡，从而提高治疗的有效性并且有助于减少疾病症状的复发。

当在初始治疗期(通过包括相同方法的药物治疗或通过其它可用的治疗方法进行)之后应用时，这种方法将使微生物群恢复至健康状态并防止微生物群复发为疾病状态，从而有助于减少疾病的复发或预防了疾病。

就配制品而言，这可以是将主要处于针对疾病和配制品的目的-所设计的浓度带的ros递送至目标生物表面的任何配制品或装置(片剂、包衣片剂、凝胶剂、乳膏剂、插入剂、阴道环或阴道栓剂，或者来自专门设计的材料的任何设计构造)，所述浓度带高于抑制qs的水平但是低于将“杀死”病原体或抑制它们的生长的常用浓度。足够低，从而不引起可以引发生物膜形成的病原菌上的氧化应激，但同时又足够高，从而干扰qs并起到信号转导分子的作用，这防止了病原体进入其毒力状态。

实施例1：处于低亚-mic的bpo可以足以干扰阴道加德纳菌(g.vaginalis)的qs，控制阴道加德纳菌(g.vaginalis)并防止这种病原菌达到其毒力状态。

实验细节：在实验的第一步，将肉汤微量稀释测定用于确定bpo对造成细菌性阴道病的主要微生物阴道加德纳菌(g.vaginalis)的mic和亚mic。将250μg/ml的浓度建立为对于阴道加德纳菌(g.vaginalis)的亚-mic(换言之，需要大于250μg/ml的bpo浓度来完全抑制阴道加德纳菌(g.vaginalis)的生长)。

作为第二步，确定抑制生物膜产生的浓度。测试了几种bpo浓度：0、31.25、62.5、125和250μg/ml。将比色法用于生物膜染色和确定处理后的生物膜完整性百分比。

结果：如图1所示，与对照相比，当用亚-mic浓度(250μg/ml)的bpo处理细胞时，抑制了约80％的生物膜形成。当bpo浓度为125μg/ml时，存在大于40％的生物膜保护。有趣地，即使当使用250μg/ml的最高亚-mic浓度时，细菌细胞存活力不受bpo影响。低亚mic的bpo不会引发氧化应激相关的(与细菌性阴道病的发展和复发有关的)生物膜的构建和维持。因此，通过使用会干扰阴道加德纳菌(g.vaginalis)的qs但是不会产生足够强以引发生物膜形成，但作为替代将防止生物膜形成的氧化应激的低亚mic的bpo会有效治疗和预防细菌性阴道病。

该数据表明处于特定亚-mic浓度，bpo不影响阴道加德纳菌(g.vaginalis)的细菌生长并且部分抑制了阴道加德纳菌(g.vaginalis)部分(与亚-mic定义完全一致)，但是意外地，其非常有效地抑制了生物膜的形成。该后一种发现违反了已建立的抗生素治疗的基本原理，其中预期生物膜将比生物膜形成微生物更耐受抗菌治疗，并且鼓励用较高剂量而不是较低剂量来处理生物膜。

参考[0067]中所述的氧化应激水平，可以假定：

1.杀死水平(mbc及高于mbc)

2.逃避-至-生物膜水平(mic及高于mic)：高于250μg/ml。

3.低于mic水平：约250μg/ml(不影响存活力并且仅部分抑制阴道加德纳菌(g.vaginalis)，但是意外地抑制生物膜(20％的生物膜完整性))。

4.低于qs-抑制水平：125μg/ml可能处于所述范围之外或者非常接近于处于所述范围之外，因为生物膜受到抑制，但是不严重。

注意在该测试中，未使用阴道凝胶原型，而是使用了pbo的dmso溶液(96-孔微板需要的溶液)。因此，在该测试中所发现的阴道加德纳菌(g.vaginalis)的抑制浓度不可以与上述实验(xu等人,2013)中所发现的bpo-凝胶的抑制浓度相比较。

通过使用处于会干扰qs但不引发(通过主要病原体的)生物膜形成的独特浓度窗中的任何ros会有效治疗和预防与细菌失衡有关的其它疾病和病况。

实施例2.水平3的ros。不可以在临床前研究(例如，体外或体内)中实现发现抗菌药物(事实上，任何药物)的治疗有效浓度的目标，并且该目标总是临床研究(人中的研究)的主题。简言之，会在人中测试不同浓度的治疗效果和安全性(副作用)两者，并且认为是最佳效力和安全性的组合的浓度将选择作为治疗浓度。fda希望药物公司证明抗菌谱的两端：低端的低/不足的效力和高端的提高的毒力/折中的安全性的迹象。在本实例中，已确定了抗菌谱低端的效力，其是反常且非常不寻常的。实际上，这将意味着(例如)对于细菌性阴道病的治疗或预防，0.5％浓度的特定含有bpo的凝胶将比0.1％、1.0％和2.5％浓度的相同凝胶效果更好。对于不同配制品，浓度序列可以是不同的。例如，对于含有bpo的阴道形式，我们可能表明其0.1％的浓度比其0.05％和0.5％的浓度效果更好。注意，建立效力的研究终点当然将与体外测试明显不同。例如，这些终点可能是在特定预防治疗(在研究的预防目标的情况下)持续时间之后，细菌性阴道病复发的患者比例，或者在研究的治疗目标的情况下，表明所述疾病的症状和病征的改善的患者比例。

示例性实施方式。

在某些方面，本描述提供了治疗受试者中微生物感染或改变生物组织表面的微生物群的方法或者包含亚最小抑菌浓度(mic)的活性氧(ros)的组合物用于治疗受试者中微生物感染或改变生物组织表面的微生物群的用途，所述方法包括向对其有需要的受试者施用包含亚最小抑菌浓度(mic)的活性氧(ros)的组合物，其中所述亚-mic足以避免杀死或抑制微生物生长或者引发所述微生物中的氧化应激，但是足以终止或降低病理发生，并且其中所述方法实现了微生物感染的治疗或者微生物群的有益改变。

在某些其它方面，本描述提供了治疗阴道微生物感染的方法或者包含亚最小抑菌浓度(mic)的活性氧(ros)的组合物用于治疗阴道中微生物感染的用途，包括向对其有需要的受试者阴道施用包含亚最小抑菌浓度(mic)的过氧化苯甲酰(bpo)的组合物，其足以避免杀死或抑制微生物生长或者引发氧化应激，但同时又终止了病理发生，借此减弱或干扰细菌群体感应(qs)，并且其中所述方法实现了微生物感染的治疗。

在某些其它方面，本描述提供了用于治疗或预防细菌感染的药物组合物，包括包含足以避免杀死或抑制生长或引发氧化应激，但同时又通过群体感应(qs)的抑制终止病理发生的亚最小抑菌浓度(mic)的活性氧(ros)的局部配制品；和药物可用的载体。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述微生物感染的特征在于与正常或共生微生物相比，病原微生物群体的失衡。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述微生物群的改变实现了全身性炎症性病症、类风湿性关节炎、银屑病、肠易激综合征或其组合中至少一种的治疗。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述微生物感染的特征在于生物膜或生物膜形成微生物的存在。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述亚-mic的ros足以抑制细菌的群体感应(qs)，但不会引起氧化迸发。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述亚-mic的ros足以抑制生物膜形成，借此终止疾病的病理发生或发展，或者复发。

在本文所述的任何方面或实施方式中，qs的抑制实现了微生物群向非病原状态的恢复。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物是片剂、包衣片剂、凝胶剂、乳膏剂、插入剂、阴道环或阴道栓剂。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物配制用于局部施用。

在本文所述的任何方面或实施方式中，ros是过氧化苯甲酰(bpo)。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物包含含有bpo的水凝胶。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物不会直接降低生物组织表面或细菌环境的ph。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述生物组织表面是胃肠、肺、口腔、阴道、皮肤、创伤或其组合中的至少一种。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述细菌感染是细菌性阴道病、特应性皮炎、囊性纤维化相关疾病或肠易激综合征中的至少一种。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物与至少一种其它抗微生物治疗共施用。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物是配制用于局部施用至生物组织表面的乳膏剂或凝胶剂。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述组合物配制用于亚-mic的ros的控制释放。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述有效量或亚-mic量在125μg/ml至250μg/ml之间。

在本文所述的任何方面或实施方式中，所述有效量足以治疗全身性炎症性病症、类风湿性关节炎、银屑病、肠易激综合征或其组合中的至少一种。

至多使用常规实验，本领域技术人员将认识到或者能够确定本文所述的本发明的具体实施方式的多种等价形式。这些等价形式旨在涵盖在以下权利要求中。应理解仅出于说明性目的，通过举例提供了本文所述的详细实例和实施方式，并且这些实例和实施方式决不认为是对本发明的限制。将向本领域技术人员表明根据其的多种改变或变化，并且这些改变或变化包含在本发明申请的精神和范围内并且应认为其处于所附权利要求的范围内。例如，可以改变所述成分的相对量以优化所期望的效果，可以添加其它成分，和/或可以用类似成分取代一种或多种所述成分。根据所附权利要求，与本发明所述的系统、方法和过程有关的其它有利的特征和功能性将变得显而易见。此外，至多使用常规实验，本领域技术人员将认识到或者能够确定本文所述的本发明的具体实施方式的多种等价形式。这些等价形式旨在涵盖在以下权利要求中。