[发明专利]用电场治疗细菌

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2007年6月29日提交的美国临时申请60/947,212的权益，其全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及选择性破坏局部区域内的快速分裂的细胞，并且尤其涉及通过在体外或者活的患者区域应用具有特定特性的电场选择性破坏靶细胞而不会破坏附近的非靶细胞。

背景技术

所有的活体都通过细胞分裂增殖，包括细胞培养物、微生物(如细菌、支原体、酵母、原生动物以及其它单细胞生物)、真菌、藻类、植物细胞等等。通过基于这些有机体的分裂细胞对某些药剂的敏感性的方法，可以破坏有机体的分裂细胞或者控制它们的增殖。例如，某些抗生素停止细菌的增殖过程。

真核细胞分裂的过程称为“有丝分裂”，其包含细微的截然不同的时期(参见Darnell等人，Molecular Cell Biology，New York：ScientificAmerican Books，1986，p.149)。在分裂间期，细胞复制染色体DNA，染色体DNA在早前期开始凝集。这时，中心粒(每个细胞含2个)开始移向细胞相反的两极。在中前期，每个染色体由重复染色单体组成。微管纺锤体从邻近中心粒的区域呈辐射状，中心粒靠它们的极点越来越近。到晚前期，中心粒到达极点，并且一些纺锤丝延伸到细胞的中心，而另外的纺锤丝从极点延伸到染色单体。然后细胞进入中期，此时染色体移向细胞中纬线并排列在赤道面上。随后是早后期，在此期间子染色单体通过沿纺锤丝向相反的两极处的着丝点移动而在中纬线处相互分离。细胞开始沿极轴拉长；极至极的纺锤体也拉长。当每个子染色体(此时这么称呼它们)分别到达它们各自的相反的极时，晚后期出现。此时，随着在细胞中纬线处开始形成卵裂沟，胞质分裂开始。换言之，晚后期是细胞膜开始缢缩的时刻。在末期期间，胞质分裂基本上已完成并且纺锤体消失。仅有相对较窄的膜连接使两个细胞质连接在一起。最后，膜完全分离，胞质分裂完成并且细胞回到分裂间期。

在减数分裂中，细胞进行了第二次分裂，这包括姐妹染色体沿纺锤丝向细胞相反两极的分离，随后是卵裂沟的形成和细胞分裂。然而，这种分裂之前并没有染色体复制，因而产生单倍体生殖细胞。细菌还通过染色体复制分裂，随后进行细胞分离。然而，由于子染色体是通过附着到膜组分上分离的，没有可视设备可用于如真核细胞分裂那样的细胞分裂。

众所周知，肿瘤，特别是恶性肿瘤或癌性肿瘤，与正常组织相比不受控制地增长。这种迅速增长使得肿瘤占据不断增长的空间并损害或破坏与之相邻的组织。此外，某些癌症还以具有将癌性“种子”转移到新的位置的能力为特征，癌性“种子”包括单个细胞或小的细胞群(转移癌)，在该新的位置，转移癌细胞生长为另外的肿瘤。

如上所述，通常肿瘤的快速增长、特别是恶性肿瘤的快速增长与正常组织细胞相比，是这些细胞相对频繁的细胞分裂或增殖的结果。癌细胞非常频繁的细胞分裂是现存癌症治疗的有效性基础，例如放射治疗和使用各种各样的化疗药剂。此类治疗基于正在进行分裂的细胞比非分裂期的细胞对辐射和化疗药剂更为敏感的事实。因为肿瘤细胞比正常细胞分裂更为频繁，在一定程度上就可能通过放射治疗和/或化疗选择性地损害或破坏肿瘤细胞。细胞对辐射、治疗药剂等的实际敏感性还依赖于不同类型的正常或恶性细胞类型的具体特性。由此，不幸的是，肿瘤细胞的敏感性并显著地高于许多类型的正常组织。这就使得区别肿瘤细胞和正常细胞的能力减弱，因此，现有癌症治疗通常对正常细胞造成显著损害，由此限制了此类治疗方法的治疗效果。此外，对其它组织的不可避免的损害使得治疗对患者非常有损伤性，并且患者经常不能从似乎是成功的治疗中恢复过来。并且，某些类型的肿瘤对现有治疗方法根本就不敏感。

还存在用于破坏细胞的不单独依赖于放射治疗或化疗的其它方法。例如，可另外或替代常规治疗方法，使用用于破坏肿瘤细胞的超声波或电的方法。电场和电流被用于医学目的已经有许多年了。最为普通的是借助于一对导电电极，在导电电极之间维持一个电位差，在人或动物的体内通过施加电场产生电流。这些电流用于发挥其特殊效果，即刺激易兴奋的组织，或者由于身体充当电阻用于通过在体内流动产生热。第一种类型应用的例子包括：心脏除纤颤器、外周神经和肌肉刺激器、大脑刺激器等。电流用于产生热的例子如在以下设备中：肿瘤切除、功能失常的心脏或脑组织的切除、烧灼、减轻肌肉风湿痛或其它疼痛等等。