抗微生物组合物及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于制造用于预防或治疗微生物感染的组合物的方法，适用于所 述治疗的组合物和用于治疗或预防感染的方法。所述组合物特别地用于治疗反刍动物的 乳腺炎。通过乳房内输注将组合物施用于动物的乳房中作为乳腺炎的高度有效的治疗，或 作为预防性治疗。在利用本发明的组合物和方法进行治疗期间，动物所产生的乳液不含残 留物，例如抗生素、抗微生物剂或抗微生物蛋白，它们可影响其饮用的适用性或制造乳制品 (例如奶酪或酸奶）的适用性。所述组合物和方法也用于治疗和预防肺感染；和烧伤和伤 口的感染；以及生物膜引起的其它感染。组合物也可用于医用装置以防止感染。
【背景技术】
[0002] 牛乳腺炎在兽医畜牧业中为最昂贵的医学症状。乳腺炎是由于乳房的细菌感染导 致的。在所述感染中涉及三个元素：微生物、环境因素、和牛自身。葡萄球菌和链球菌为约 90 %感染的原因，但是其它例如大肠杆菌或假单胞菌也可引起感染。营养、垫料和挤奶技术 都影响感染的可能性。并且，泌乳阶段造成影响（乳头破裂并随着泌乳循环进行而损坏） 并且动物进行的泌乳次数将指示发炎的可能性（但不必感染）。乳房的感染将导致产乳量 下降，以及乳液中体细胞计数（SCC)增加。SCC水平由奶农和乳处理器用作乳品质和存在细 菌感染的间接量度。>800,000/ml的SCC，连同动物不适迹象（例如乳房肿胀、触痛）被视 为乳腺炎的临床情况。在亚临床情况中，动物没有感染的外在迹象但是乳液中SCC计数增 加。通常根据SCC计数向奶农支付他们的乳液，根据低SCC水平分类，更好品质的乳液，吸 引奖金。
[0003] 乳腺炎的常见治疗涉及使用抗生素疗法。使用抗生素通常排除在治疗期间及之后 动物乳液的出售，长达9天之久。因为乳腺炎，所以在抗生素治疗期间需要丢弃或至少不能 出售乳液对乳品制造商造成额外的巨大经济成本。无销售需求以：
[0004] (i)阻止抗生素残留物进入人类食物链：传统的抗生素疗法都需要在治疗期间以 及治疗后将乳液丢弃数天。这是为了确保食物链中没有抗生素。食物链中的抗生素将产生 两个重大影响-它们因持续地接触药物而增加细菌对药物耐受性的可能性。目前，在美国， 因为头孢菌素是用于人病原体治疗的一类重要的药物，所以它们（继早期禁用氟喹诺酮 后）已被禁用于畜牧业（FederalRegister/第77卷，No. 4/星期五，2012年1月6日）。 其次，抗生素的存在会明显地影响人肠道的菌群，抑制重要的益生菌细菌，并允许在此环境 下一般不能得到'立足'的潜在病原菌增殖。
[0005] (ii)确保用于奶酪和酸奶制造的细菌起子培养物没有受到抑制：抗生素残留物 的存在将抑制用于制造奶酪和酸奶的起子培养物（例如乳酸杆菌）。这些培养物一般由对 抗生素非常敏感的生物体组成，因此在抗生素使用后，需要长时间的弃奶期，以确保起子培 养物没有受到抑制。在乳品的水平上，使用Delvo试验是一种用于筛选乳液中抗微生物残 留物的相对简单的方法。其基于对抗微生物剂敏感的耐热微生素的使用，并在乳制品实践 中被视为'黄金标准'。生物体受到抑制表明乳液中存在抗微生物剂。微生物的生长表明 没有抗微生物剂存在。因为不适于后加工，所以丢弃含抗微生物剂的乳液，对奶农造成大损 失。目前出售多种抗生素并所有都需要弃奶一段时间。例如，TetraDelta在治疗期间需 要弃奶两天以及在治疗后需要弃奶5天。UbroYellow在治疗期间需要弃奶三天以及在治 疗后需要弃奶6天。Terrexine在治疗期间需要弃奶一天以及在治疗后需要弃奶6天。出 售的所有抗生素都需要弃奶。弃奶被奶农视为乳腺炎引起的最大损失。
[0006]提出使用除抗生素外的治疗乳腺炎的化合物，而不需消退期。美国专利号 6794181描述了称为乳酸链球菌肽的醚抗生素类化合物的分离和用途。所述化合物具有 抗微生物性质。乳酸链球菌肽，以及类似化合物（例如，美国专利07/317, 627 ;5950269和 20110269671)为抗微生物肽，而不是抗生素，因此在乳液中没有抗生素残留物。但是，在其 它防腐方法不存在下，乳酸链球菌肽不抑制革兰氏阴性细菌、酵母、或霉菌。因此，乳酸链球 菌肽主要用作食品防腐剂并不用作治疗剂，并与其它协同的食品防腐方法例如低pH和高 盐浓度组合。并且，在乳液中的乳酸链球菌肽残留物也会抑制用于奶酪和酸奶制造的起子 培养物并因此以与抗生素类似的方式干预乳液的下游加工。已发现，例如，如果在任何一个 时间治疗大量动物，则在乳液中的乳酸链球菌肽残留物会在一定程度上干扰所培养的乳制 品（某些奶酪、酸奶）。使用乳酸链球菌肽也表现出在治疗期间提高动物的体细胞计数，当 根据SCC水平向奶农支付时，这是一个严重的缺点。也报道了病原菌对乳酸链球菌肽和类 似分子的耐受性。
[0007] 除了关注与人类医学相关的抗生素耐受性的发展，乳品业的一个主要问题是动物 的抗微生物耐受性，这与抗生素使用历史相关。微生物对抗生素药物的耐受性将在重复使 用后变得普遍，以使任何特定的抗生素在某个点作为治疗将变得完全无效-这被普遍地视 为人类医学和兽医学的一个关键并迫切的挑战。用于乳腺炎的病原生物体包括细菌大肠杆 菌、金黄色葡萄球菌、停乳链球菌、无乳症支原体、乳房链球菌、和铜绿假单胞菌。其中，金黄 色葡萄球菌因微生物的表型而为一个特别问题。细菌菌株能够感染乳房的上皮层，因此避 免了抗生素。并且，发现生物体一般以生物膜生长。在生物膜表型中，微生物更加适应抗微 生物剂的活动。因此，它们更难治疗。例如，奶牛中金黄色葡萄球菌感染的抗生素治疗通常 涉及两个阶段。首先，抗生素将引起初始SCC降低，表明正杀死细菌。但是，抗生素不会到 达上皮层的细胞。在短时间范围（例如，2-3周）内，因为在上皮层中生长的细菌细胞在乳 房中再次脱落以在营养物富集的环境中增殖，所以感染将自己重新建立。目前，将此种情况 分为'慢性乳腺炎'。因为重复使用抗生素导致细菌菌株因重复接触药物而极为可能发展 耐受性，所以这些情况的治疗特别困难。这些种情况的治疗成功几率低，即使使用当前最有 效的抗生素疗法。在此阶段，饲养动物一般在经济上是不可行的，因此，处死动物，奶农将以 >€ 1，000 ($1，300)的价格卖掉动物。
[0008] 因此，与发生乳腺炎相关的经济成本包括：乳产量减少、因所得乳品质不佳而导致 收入降低、兽医费用、抗生素处方、因乳液保留和处死动物替换而导致收入降低。
[0009] 微牛物感染
[0010] 本发明的另一个目的是多种其它细菌感染的预防和治疗。药物递送和对抗生素的 耐受性为囊性纤维化（CF)、结核病（TB)和肺炎治疗的一个主要问题。通常因为只是亚抑制 浓度的药物到达目标部位（即，肺部）而导致抗生素耐受性。慢性感染通常因此情况而产 生，严重地影响患者的健康。添加碘化物和过氧化氢的组合物以预防的方式作用于诊断患 有CF的患者，或可用于治疗已发展成肺感染的患者。以雾化喷雾递送，或以生理盐水组合 物（或实际上将水用作载体）递送的该组合物可用于医院以最大程度减轻并控制感染，尤 其是由细菌的抗生素抗性菌株引起的那些感染。在手术过程期间此为一个特定风险，其中 体腔向环境敞开。
[0011] 烧伤/皮肤/ 口
[0012] 身为本发明组合物和方法的适宜目标的其它感染为因烧伤和开放、或慢性伤口而 导致的那些感染。关于安全性、效力、及对治疗的细菌耐受性的低风险，在CF或TB治疗 中，与目前抗生素治疗方案相比使用所述组合物、治疗或方法的优点将类似于以上所述的 那些。本发明者表明，所述组合物有效地治疗基于细胞的生物膜（附着到固体层的那些细 胞）。在TB/CF患者肺部中，以及在开放伤口或烧伤中，这为最明显的细菌表型。生物膜表 型向细菌赋予对大量抗生素的普遍耐受性。
[0013] 本发明组合物也可用作具有多种目的的一般抗菌溶液。例如，包含抗菌组合物的 漱口水可帮助阻止在口中形成生物膜。同样地，抗菌鼻洗液可用于帮助缓解鼻窦问题，例如 鼻窦炎或过敏性鼻炎。目前，使用类固醇和盐水鼻洗液。但是，抗菌盐水洗液也利于阻止和 应对鼻腔的细菌定植。
[0014] 医用装詈
[0015] 使用本发明的抗菌组合物在治疗和预防植入医用装置的细菌感染中也具有多个 优点。感染（以异常型生物膜形式）在多种装置例如导管中最常见。
[0016] 抗真菌剂
[0017] 感染可因酵母或真菌生长以及细菌产生。因此，能够发挥抗微生物活性（与抗菌 活性不同，如利用抗生素的情况）的治疗方案是特别有利的。为此，组合物的所述实例能够 清除多种真菌菌株，包括，但不限于：念珠菌（真菌菌株一般被描述成机会病原体。它们可 引起多种皮肤病，以及外阴阴道炎和尿路感染）；酿酒酵母（常被称为发面酵母）在食品制 造中为一种重要的生物体。其在饮料工业中也造成很大困扰，并在啤酒生产线上是一种典 型的生物体，是饮料腐败的原因。
[0018] 本发明也发现用作抗病毒剂。
[0019] 过氧化氢用作表面的高浓度消毒剂，只在水溶液中，或与其它化学物组合。3%溶 液也用作杀菌剂。因为高浓度（0. 15%以上）的过氧化氢对哺乳动物组织造成损伤，所以这 些应用不适用于人或动物体内的抗微生物治疗。并且，高浓度的过氧化氢表明妨碍愈合并 因其破坏新形成的细胞而导致损伤组织结疤（例如在伤口和烧伤中）。
[0020] 就在例如UV辐射的处理中作为副产物和作为乳过氧化物酶（或其它过氧化物酶） 系统的产物而言，讨论了次碘酸盐（?ο)(EP2510944A1、专利号US2012/0021071A1、专利 号US2012/0128650A1、专利号 5607681)。
[0021] 次碘酸盐（10 )，作为过氧化物、过氧化物酶和碘化物的反应产物，其可对在实验 室培养基中生长的革兰氏阴性微生物具有杀菌性，但是文献教示了此方法在生理条件下无 效，因为10的产生因硫氰酸盐的存在而受到抑制，硫氰酸盐化合物的浓度一般在唾液、乳 液和其它生理环境中所见（Klebanoff等，1967,JExpMed1967126(6) :1063-78;Tenovuo 等20020ralDiseases8,23-29)。10 -般被视为对革兰氏阳性生物体具有抑菌性（即， 只是抑制生长），作为天然抗微生物乳过氧化物酶系统的一部分。大肠杆菌和铜绿假单胞菌 为革兰氏阴性生物体，而金黄色葡萄球菌和链球菌为革兰氏阳性生物体。
[0022] 过氧化氢自身在高浓度下具有抗菌性，但主要对革兰氏阳性菌有效并被认为只对 革兰氏阴性菌例如铜绿假单胞菌具有抑菌性。并且，细菌中存在过氧化氢酶得到甚至对革 兰氏阳性菌不大有效的浓度低于