[发明专利]具有抗内生孢子功效的抗微生物组合物

说明书

相关申请交叉引用

本国际申请要求分别提交于2015年8月7日和2015年8月31日的美国临时专利申请Nos.62/202,644和62/212,552的权益，其的公开内容通过引用并入本文。

背景技术

与真正的孢子不同，内生孢子不是另一个生物体的后代。然而，术语“孢子”和“内生孢子”在本文通篇可以互换使用。

营养细菌是可以生长、饲养和繁殖的细菌。当养分变得稀少时，某些营养细菌开始被称为“孢子形成”的过程，其中它们采取一种减少的，休眠的形式，允许他们在没有养分的情况下生存，并赋予他们对紫外线辐射、干燥、升高的温度、极端寒冷和化学消毒剂的抗性。在环境条件恢复到有利于营养生长后不久，此细菌能以孢核复水、皮质水解、孢壳脱落和最终启动DNA复制，来退出它们的休眠状态(“孢子萌发”)。有关这些复杂过程的其他信息，感兴趣的读者可以参考任一各种文本诸如，例如，J.C.Pommerville,Fundamentals of Microbiology,10th ed.(Jones&Bartlett Learning；Burlington,Massachusetts)。

在孢子形成步骤开始时，称为“母细胞”的营养细菌制作了它的DNA的副本，然后在新的DNA副本周围形成了质膜，具有复制DNA的细胞部分被质膜完全包围，称为“前孢子”。孢子形成的下一个形态学阶段是前孢子被其母细胞“吞没”，类似于吞噬的过程；当吞没完成时，前孢子被其内膜和外膜完全包围，并游离于母细胞细胞质中。在孢子的此核心附近集合了一系列保护结构，该结构的完成导致成熟内生孢子，该成熟内生孢子在母细胞裂解后被释放。

内生孢子具有多层结构，所有多层结构都保护核仁。核仁受若干层的保护，在以下表1中从内到外的顺序示出:

表1

孢子内壳可溶于碱性溶液，但孢子外壳抗碱水解，很可能在很大程度上是由于其众多的二硫(-S-S-)键。

孢子是非常难以根除的并且涉及疾病的传播，如艰难梭菌(C.diff)感染和炭疽病。

艰难梭菌(C.difficile)是革兰氏阳性、产孢细菌，通常在医疗保健设施中发现，且是引起抗生素相关性腹泻的原因。艰难梭菌(C.difficile)感染是一个日益严重的问题，每年影响数十万人，造成很大一部分受感染者死亡。艰难梭菌(C.difficile)孢子对大多数常规的表面清洁方法是有抗性的，在环境中长时间保持存活。

炭疽病是急性的、通常是致命的影响人类和动物的疾病，由炭疽杆菌(B.anthraci)细菌引起，其孢子可在体外产生并作为生物武器使用。炭疽病不会直接从一个受感染的动物或人传播到另一个，而是由孢子传播。

抑制孢子化合物不是杀孢子的，即它们不杀死孢子；相反，它们抑制孢子的萌发或导致萌发的孢子异常生长。孢子可以在暴露于这些化合物的情况下存活，然后在抑制孢子化合物不再存在后生长。抑制孢子化合物包括酚和甲酚、有机酸和酯、醇、季铵化合物、双胍类和有机汞化合物。某些抑制孢子化合物在高浓度下可以是少量杀灭孢子的；关于某些抑制孢子化合物为达到任何杀孢子功效所需的相对浓度，参见，例如，A.D.Russell,“Bacterial Spores and Chemical Sporicidal Agents,”Clinical Microbiology Reviews,pp.99-119(1990))。

通常使用的孢子处理选项包括醛，特别是戊二醛和甲醛；释氯剂，包括Cl₂、次氯酸钠、次氯酸钙以及氯还原剂，如二氯异氰尿酸盐；碘和碘伏；过氧类包括过氧化氢和过氧乙酸；气体，如环氧乙烷、环氧丙烷和臭氧；以及β-丙内酯。尽管，在所有情况下，它们抗孢子的活性机制还不是特别清楚，但该活性是受活性分子(一种或多种)通过孢子的保护层的渗透率限制。这需要穿透各种保护层，意味着孢子必须长时间暴露在高浓度的这些产品中。

美国专利Nos.8,940,792和9,314,017以及美国专利公开Nos.2010/0086576、2013/0272922、2013/0079407和2016/0073628描述了抗微生物组合物及其各种用途。孢子的核心和皮质(包括皮质膜)容易被这些文献所描述的高渗透压摩尔浓度组合物的类型分解和溶解。然而，此组合物还没被发现是有特别有效的抗孢子，可能由于能力有限，不足以破坏和然后穿透孢子外壳和孢子内壳。