[发明专利]用于破坏生物膜稳定性、改变生物膜和分散生物膜的组合物和方法

说明书

本公开涉及用于破坏生物膜稳定性、改变生物膜和分散生物膜的组合物和方法。本公开涉及用于破坏生物膜稳定性、改变生物膜3D结构和分散生物膜的组合物和方法，以便提高生物膜细胞去除和/或对其它试剂的敏感性(例如，环境或共施加处理)。具体地，本公开涉及L‑精氨酸在医疗、工业、家庭或环境应用中微生物的去除和/或致感(例如，对抗微生物剂)以及细菌感染(例如，在生物膜中)的治疗中的应用。

本申请为分案申请，原申请的申请日为2014年9月24日，申请号为201480064187.X(PCT/US2014/057235)，发明名称为“用于破坏生物膜稳定性、改变生物膜和分散生物膜的组合物和方法”。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年9月24日提交的美国临时申请序列号61/881,762和于2014年3月31日提交的美国临时申请序列号日61/972,920的权益，其中每一个通过引用其全文的方式并入本文。

发明领域

本公开涉及用于破坏生物膜稳定性、改变生物膜3D结构和分散生物膜的组合物和方法，以便提高生物膜细胞去除和/或对其它试剂的敏感性(例如，环境或共施加处理)。具体地，本公开涉及L-精氨酸在医疗、工业、家庭或环境应用中微生物的去除和/或致感(例如，对抗微生物剂)以及细菌感染(例如，在生物膜中)的治疗中的应用。

发明背景

生物膜是粘附至表面的微生物的有机群体，并且嵌入粘液质的细胞外聚合性物质(EPS)中。EPS是由细菌细胞、细胞裂解和水解产物所产生的高分子质量的聚合物(>10,000Da)以及从基质吸附的有机物的复杂混合物。EPS参与到在生物膜中微生物的稳定安排的建立中(Wolfaardt等人(1998)Microb.Ecol.35:213-223；通过引用其全文并入本文)，并且细胞外DNA(eDNA)是EPS的主要成分之一(Flemming等人(2001)Water Sci.Technol.43:9-16；Spoering等人(2006)Curr.Opin.Microbiol.9:133-137；每个通过引用其全文并入本文)。生活在生物膜中的细菌通常具有与相同物种的自由浮动(浮游)细菌显著不同的性质，因为膜的致密和受保护的环境允许它们以各种方式合作和互作。这种环境的一个好处是提高了对洗涤剂和抗生素的抗性，因为致密细胞外基质和细胞的外层保护群体的内部。在某些情况下，抗生素抗性可以被增加千倍(Stewart等人(2001)Lancet358:135-138；通过引用其全文并入本文)。可以在各种细菌物种中形成生物膜(例如，不动杆菌属(Acinetobactersp.)(例如，贝利不动杆菌(A.baylyi)、鲍曼不动杆菌(A.baumannii))、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)、大肠杆菌(Escherichia coli)(例如，E.coli K-12)。由这些物种的生物膜形成是在定居或感染过程中医疗结果的主要决定因素。例如，不动杆菌通常通过形成于呼吸器管道上、皮肤和伤口部位、医用导管等上的生物膜的形成移植于在临床情况中的患者，并且是获得性肺炎的常见原因。

由于生物膜是由各要素形成的复杂结构，它们的去除或破坏通常需要使用分散剂、表面活性剂、清洁剂、酶制剂、抗生素、杀虫剂、沸腾工序、腐蚀性化学品、机械清洗、使用抗菌剂、抑制微生物附着、通过消除必需的营养物质抑制生物膜的生长、以及促进生物膜基质的生物质分离和降解(ChenXS,P.S.:Biofilmremoval causedby chemicaltreatments.WaterRes 2000；34:4229-4233；通过引用其全文并入本文)。然而，这种传统的去除或破坏方法并不是在其中生物膜的形成是不需要的所有情况下都是有效的且可行的。

需要在生物膜中不希望的细菌的其他方法。

发明内容