抗菌的细胞外多糖溶剂化体系的制作方法
【专利说明】抗菌的细胞外多糖溶剂化体系
[0001] 本申请是国际申请PCT/US2007/068477,国际申请日2007年5月8日，中国国家阶 段申请号200780016794. 9的发明专利申请的分案申请。 发明领域
[0002] 本发明涉及细菌性耳、鼻或喉疾病的治疗，其中包括慢性中耳炎伴积液（COME)、复 发性急性中耳炎（RAOM)、胆脂瘤和慢性鼻窦炎。
[0003] 发明背景
[0004] COME和RAOM是中耳的炎症性疾病。生物被膜形成可能是COME致病机理中的 一个因素，参见Post，J.C. "中耳炎中细菌性生物被膜的直接证据"（Direct evidence of bacterial biofilms in otitis)，Laryngoscope 111 (12):2083-94 (2001)， Ehrlich等，"中耳炎灰鼠模型的中耳粘膜上粘膜生物被膜的形成"（Mucosal Biofilm Formation on Middle-Ear Mucosa in the Chinhilla Model of Otitis Media)， JAMA287 (13) : 1710-15 (2002)以及Fergie，N等，"中耳炎伴积液是生物被膜感染吗？"（Is otitis media with effusion a biofilm infection ? ), Clin Otolaryngol Allied Sci. 29 (I) : 38-46 (2004)。当细菌与表面相互作用形成覆盖表面并为细菌进一步繁殖提供 一种活克隆的多聚被膜（有时被称为表多糖或细胞外多糖聚合物）时，生物被膜就形成了。 定居在生物被膜内的细菌比处于浮游（planktonic)(悬浮的）状态的细菌更加难以清除， 对许多抗生素和杀虫剂极端耐受。实验表明，大量不同细菌所产生的细胞外多糖（EPS)基 质和毒素可导致宿主产生炎症。有迹象表明与COME和RAOM相关的慢性炎症是宿主对细菌 生物被膜产生的反应。
[0005] -般情况下首先利用口服抗生素治疗COME和RA0M，如果需要再通过放置鼓膜造 孔插管进行更激进的治疗。偶尔在中耳发生严重感染或内含粘液很多的情况下，可以冲洗 中耳（例如，用盐水）。虽然大多数患者的鼓膜造孔插管都能发挥作用，但是约有20%的最 初放置鼓膜造孔插管的患者需要做其他手术（增殖腺切除术，第二组鼓膜造孔插管，通常 是既进行增殖腺切除术又放置鼓膜造孔插管）以治疗持续性的COME或持续性的RA0M。
[0006] 胆脂瘤是本发明涉及的另一种耳疾病。虽然一般都认为胆脂瘤大多是由真皮细胞 组成的囊肿，但是这种疾病也有细菌生物被膜的参与，参见Chole等，"胆脂瘤中生物被膜形 成的证据"（Evidence for Biofilm Formation in Cholesteatomas)，Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 128,1129-1133页（2002年10月）。在胆脂瘤中，细菌生物被膜形成，诱 导炎症发生，引起良性肿瘤产生，其中良性肿瘤主要由位于其核心的细菌和真皮细胞组成。 肿瘤可腐蚀听骨链（听骨）和颞骨乳突部，对听力造成损害。手术暴露和切除是去除胆脂 瘤最常用的治疗方法。但是这些方法的失败率高达25%，主要是因为胆脂瘤会复发，因此需 要再次手术或进行其他治疗。
[0007] 慢性鼻窦炎（CRS)是副鼻窦的炎症，症状有前部或后部流鼻涕、鼻塞或面部压力、 疼痛或肿胀至少持续约12周。在美国估计有10%或以上的人患有CRS。大多数CRS患者 开始时采用药物治疗，但是每年有成千上万的难治性CRS患者需要进行功能性的内窥镜鼻 窦手术（FESS)。CRS患者的生活质量通常都有下降，每年需要花费的医疗费用和损失的工 作时间价值数十亿美元。CRS是对多种机制产生的Thl和Th2炎症反应，其中包括而不限于 细菌毒素、细菌分泌的和细菌生物被膜内所包含的细胞外多糖基质、真菌、对细菌和真菌产 生的变态反应以及自身免疫失调。与CRS及其伴随炎症相关的细菌包括金黄色葡萄球菌、 绿脓杆菌、肺炎链球菌、流感嗜血杆菌以及粘膜炎莫拉菌。包含一种或多种这些微生物以 及可能还包含真菌的生物被膜是CRS发病机理中的一种因素，参见，例如，Ramadan等，"慢 性鼻窦炎和生物被膜"（Chronic rhinosinusitis and biofilm) ,Otolaryngol Head Neck Surg. 132:414-417(2005)以及Ferguson等，"人细菌性慢性鼻窦炎中存在生物被膜的证 据" （Demonstration of Biofilm in Human Bacterial Chronic Rhinosinusitis)， Am J Rhinol，5:19,452-457页，（2005)。细菌生物被膜所包含的细菌菌落和真菌所分泌的细胞 外多糖（EPS)基质和毒素都能激发宿主的炎症反应。
[0008] COME、RA0M、胆脂瘤和CRS的病因学及慢性特征可能与细菌生物被膜的存在及其 术后的顽固性有关。
[0009] 发明概述
[0010] 盐水和抗生素可用于处理耳鼻或喉部的细菌生物被膜，但是在难以治疗的病例中 可能无法使慢性状况得到足够的缓解。有许多技术和产品已被用于清除或杀死牙科水线 和医疗设备或其他体表上所发现的生物被膜内的细菌，但是这些可能都不适于治疗人体组 织。比较理想的是去除或杀死耳、鼻或喉部中的生物被膜内寄生的细菌，如果可能要充分清 除或破坏生物被膜本身以阻止细菌再生和生物被膜重新形成。我们还希望在达到此目的的 同时还能够满足与人体组织接触时生物相容性的要求，以及使用较小剂量的物质和较短的 给药周期。现在已经发现包含金属离子螯合剂和表面活性剂的溶剂化体系在破坏耳、鼻或 喉部细菌生物被膜方面有令人吃惊的疗效，同时该溶剂化体系相当温和，足以满足直接应 用于精细或敏感组织的要求。
[0011] 本发明在一个方面提供了金属离子螯合剂和重量百分比超过〇. 2%的表面活性剂 在制备细菌性耳、鼻或喉部疾病治疗药物中的用途，其中表面活性剂能分离、清除或破坏附 着或粘附到中耳或内耳的至少一部分上、鼻腔或鼻窦腔的内表面上的、或者口腔或咽部组 织上的至少一部分生物被膜。
[0012] 本发明的另一方面提供了（a)金属离子螯合剂、(b)能分离、清除或破坏附着或粘 附到中耳或内耳的至少一部分上的、鼻腔或鼻窦腔的内表面上的、或者口腔或咽部组织上 的至少一部分生物被膜的表面活性剂、以及（c)足以使pH大于5的缓冲剂在制备细菌性 耳、鼻或喉部疾病治疗药物中的用途。
[0013] 本发明另一方面提供了治疗细菌性耳、鼻或喉部疾病的方法，该方法包括：a)将 包含金属离子螯合剂和重量百分比大于〇. 2%的表面活性剂的溶剂化体系应用到附着或粘 附于中耳或内耳的至少一部分上的、鼻腔或鼻窦腔内表面上的、或者口腔或咽部组织上的 生物被膜上，以及b)分离、清除或以其他方式破坏至少一部分生物被膜。
[0014] 本发明另一方面提供了治疗细菌性耳、鼻或喉部疾病的方法，该方法包括：a)将 包含金属离子螯合剂、两性离子表面活性剂和足以使溶剂化体系的PH大于5的缓冲剂的溶 剂化体系应用到附着或粘附于中耳或内耳至少的一部分上的、鼻腔或鼻窦腔内表面上的、 或者口腔或咽部组织上的细菌生物被膜上，以及b)分离、清除或以其他方式破坏至少一部 分生物被膜。
[0015] 本发明另一方面提供了用于破坏组织上的细菌生物被膜的溶剂化体系，其组成包 含金属离子螯合剂、重量百分比大于〇. 2%的表面活性剂和抗微生物剂。
[0016] 本发明另一方面提供了用于破坏组织上的细菌生物被膜的溶剂化体系，其组成包 含金属离子螯合剂、两性离子表面活性剂和足以使溶剂化体系的PH大于5的缓冲剂。
[0017] 本文公开的用途、方法和系统可用于中耳或内耳的治疗或术后护理以及鼻、口腔 或咽部的治疗或术后护理。本文公开的方法和系统还可用于治疗疾病或慢性疾病如慢性中 耳炎伴积液、复发性急性中耳炎、胆脂瘤、慢性鼻窦炎以及其他细菌性耳、鼻、口腔或咽部疾 病。
[0018] 附图的简要描述
[0019] 图1是正在利用本文公开的方法进行治疗的中耳的横断面示意图。
[0020] 图2是图1的局部放大图，显示的是本文公开的溶剂化体系用于处理咽鼓管峡附 近的细菌生物被膜。
[0021] 各个图中类似的附图标记代表类似的元件。图中各元件不是按比例绘制的。
[0022] 优选实施方式的详细描述
[0023] 下面的详细说明描述了一些实施方式，但并不代表对本发明的限制。本文所有的 重量、数量和比例都以重量单位计，除非特别指明。下面所显示的术语有如下意思：
[0024] 术语"抗微生物剂"是指采用下文实施例中描述的细菌平板计数方法，能够使一种 或多种金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、肺炎链球菌、流感嗜血杆菌或粘膜炎莫拉菌菌群中的细 菌数量下降90%以上（即，至少下降一个对数级）的物质。
[0025] 术语"附着的"和"粘附的"用于指细菌生物被膜和表面时意味着生物被膜已在 表面建立并且至少部分地包被或覆盖了表面，能够在一定程度上对抗从表面的清除。由于 这种关系的性质非常复杂且了解不多，因此这种用法并不意味着任何特定的附着或粘附机 制。
[0026] 术语"细菌生物被膜"是指粘附到表面上的细菌群落，群落内的生物体包含在细菌 产生的细胞外聚合物（EPS)基质内。
[0027] 术语"生物相容性的"用于指物质时意味着该物质在接触机体时不会产生明显的 毒性或不良反应。
[0028] 术语"生物可降解的"用于指物质时意味着该物质到达体内时会被降解或腐蚀形 成更小的化学物质。这种降解过程可能是酶催化的、化学的或生理的过程。
[0029] 术语"生物可吸收的"用于指物质时意味着该物质能够被机体吸收。
[0030] 术语"分离"、"清除"和"破坏"用于指附着或粘附到表面的细菌生物被膜时意味 着原来存在于表面上的生物被膜至少有一定数量的生物被膜不再附着或粘附于表面上。这 种用法并不意味着任何特定的分离、清除或破坏机制。
[0031] 术语"螯合剂"是指能与其他材料特别是金属离子结合进而抑制或阻止材料从溶 液中跑出的化合物。术语"金属离子螯合剂"是指能与一种或多种金属离子如碱金属、碱土 金属、铁离子等结合进而抑制或阻止金属离子从溶液中析出的螯合剂。按原子序数逐渐升 尚排序，喊金属有钮、纳、钟、御、艳和纺，喊土金属有被、儀、妈、锁、锁和辖。
[0032] 术语"溶剂化"是指形成包含溶剂或其他载体的溶液或分散液，溶质溶解或悬浮于 溶液或分散液中。
[0033] 按照图1的描述，提供了一种将溶剂化体系应用于治疗部位如耳10内的方法，该 方法包括：将插管12插过耳道14和鼓膜18内的耳管16 (例如，通过鼓膜切开术放置），然 后插到中耳20内。插管12也可通过其他方式插入而不需要进行鼓膜切开术，例如通过针头 或其他导引装置介导通过耳、咽鼓管或鼻，摸索着操作，或者利用其他