專利名稱：藻酸鹽低聚物在抗擊生物膜中的用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及抗擊生物膜的方法。具體地，本發明涉及使用特定類別的藻酸鹽、特別 是某些藻酸鹽低聚物來抗擊生物膜，所述生物膜包括生物表面和非生物表面上的生物膜。 因此，本發明提供了抗擊生物膜感染或防止無生命表面上的生物膜形成的醫學和非醫學用 途和方法，例如用于消毒和清潔目的。本發明基于以下令人驚奇的發現某些藻酸鹽低聚物 能夠與生物膜相互作用并且干擾生物膜。
背景技術：
通常，術語生物膜是由細胞外聚合物(在本領域也稱為糖萼(glycocalyx))的基 質包圍的微生物的集合或群落。這些細胞外聚合物通常為多糖，特別是由生物體自身產生 的多糖，但是它們也能夠包含其它生物聚合物。生物膜通常附著在可能是惰性或活的表面， 并且還已經觀察到生物膜可以由相互附著的微生物形成或者在任何界面形成。因此，通常 將生物膜表征為高度有組織的微生物的多細胞群落，所述微生物被包裹在細胞外聚合物基 質、通常為多糖基質中，或被其包圍，并且通常與表面或界面緊密聯系。此類生長模式對微 生物而言是保護性的，并且使其難以除去或根除(例如，如下文所進一步討論，對抗微生物 劑或宿主防御或清除機制的頑抗性或抗性)。根據本發明，認為藻酸鹽低聚物可以與生物膜 的聚合物基質相互作用，從而削弱生物膜。如下文所進一步討論，在感染、污染、污損和腐敗 方面，生物膜引起顯著的商業、工業和醫學問題，因此本發明在使得能夠或促進抗擊此類生 物膜上提供顯著的優點，所述對生物膜的抗擊既包括減少或避免生物膜的形成，也包括使 其更易被除去或減少，例如，更易于受到抗微生物劑(包括消毒劑或抗生素)的影響，或在 感染的情況下的確更易于受到受感染宿主的免疫響應的影響。因而可以增強治療和非治療 性的抗微生物劑、特別包括抗生素的功效。如果存在有益于微生物建群的條件，發現生物膜普遍地存在于各種表面或界面上 (例如水/固體和水/氣體(例如水/空氣)界面)。基本上，生物膜將形成于任何存在微 生物和界面或表面的地方，特別是暴露于水或濕氣的表面，并且現在認為生物膜是在此類 表面或界面上微生物生長的自然狀態。如上所述，基本而言，生物膜為微生物集落在表面上 或在界面處的復雜且有組織的排列，這在水或濕氣存在時特別可能發生。這些集落的組織 化是由微生物產生其中“包埋”有細胞的有組織的細胞外基質的能力造成的。該基質由微 生物生成的生物聚合物形成，而多糖通常在所述生物聚合物中占優勢。生物膜群落中的微生物顯示出細胞水平的性質(表型)，該性質不與其浮游生物 (自由漂浮)等效物共有。事實上，認為在生物膜中的微生物與浮游生物的自由漂浮細胞極 其不同。在群落水平上還觀察到進一步差異，并且將其歸因于細胞外基質的作用。也許最 值得注意的是通常觀察到的以下現象在生物膜環境中的微生物對于抗微生物劑(例如抗 生素、抗真菌劑和殺菌劑)和宿主免疫防御或清除機制顯示出不同的易感性。據信該抗性 由細胞外基質的屏障效應和/或微生物自身的表型改變導致。例如，一旦生物膜形成，抗體 不再附著至生物膜內的微生物(例如細菌)。實驗已顯示，抗體在生物膜的外部而不是在生物膜自身內厚厚地結殼。對于抵抗生物膜的白細胞活性的研究已經說明了類似的發現。在 浮游微生物與其駐留于生物膜集落中的等效物之間的毒素產生也可能不同，這表明了微生 物中的表型改變。此外，還認為在生物膜中的微生物可以較緩慢地生長，結果吸收抗微生物 劑更緩慢。生物膜易于在水生環境表面上形成，并且在暴露于水的任何表面(任何“濕”表 面)上已建立的微生物集落幾乎肯定作為生物膜結構存在。此外，生物膜還可以在微生物 感染的情況下(即在受感染宿主內或其上)形成，現在這正變得明顯且越來越多地被記載。 因而，生物膜的形成還可以在“生理學”或“生物”表面(其為有生命的表面或生物表面) 上發生，或在受感染宿主生物體(例如人類或非人類動物受試對象)上或其內的表面上，例 如在體內或體外的表面或組織表面上。目前正逐漸認為，在身體組織上的此類生物膜形成 (或感染)促成各種感染性疾病，包括例如自體瓣膜心內膜炎(二尖瓣、主動脈、三尖瓣、肺 動脈瓣膜)、急性中耳炎(中耳)、慢性細菌性前列腺炎(前列腺)、囊性纖維化(肺)、肺炎 (呼吸道)、牙周炎(支撐牙齒的組織，例如齒齦、牙周韌帶、齒槽骨(alveolar bone))。當 然，當植入醫療裝置時這些生物膜生態位(niches)都存在，并且在此類植入(“留置”)裝 置上生物膜的形成能夠導致在此類位置處的感染的臨床問題(例如，人工瓣膜心內膜炎和 裝置相關的感染(例如與子宮內裝置、隱形眼鏡、假體(例如人工關節)相關的感染))，以 及在導管(例如中心靜脈導管或導尿管)插入位置的感染的臨床問題。伴隨此類生物膜感染的顯著問題和風險在于，微生物(或具體而言為微集落)可 能從該生物膜斷裂或脫離并進入其它組織，顯著地包括循環。此類循環的源自生物膜的微 生物能夠引起進一步的感染，并導致嚴重的臨床問題，特別是當脫離的循環微生物可能具 有親本群落的所有抗性特征時。生物膜感染通常逐步發展，并可以緩慢地產生顯性癥狀。然而，一旦建立，如上所 述，生物膜難以清除，并且生物膜感染通常為持續性的，而即使在具有健康的天然免疫響應 和適應性免疫響應的個體中也很少被宿主防御或免疫機制解決。事實上激活的宿主響應可 能是有害的，例如，細胞介導的免疫(例如侵入性嗜中性粒細胞)可能引起鄰近的健康宿主 組織的附帶損害。生物膜感染僅短暫響應于抗生素治療。因而，當浮游微生物細胞可以被 抗體或吞噬細胞清除并且對抗微生物劑易感時，在生物膜中的微生物趨于對抗體、吞噬細 胞和抗微生物劑有抗性。吞噬細胞被吸引至生物膜，但是吞噬作用受阻。然而，吞噬性酶仍 得到釋放并且可能破環生物膜周圍的組織。浮游細菌可以由生物膜釋放并且此類釋放可能 引起在鄰近組織中的傳播和急性感染。死亡或損傷(例如壞死或發炎)的身體或組織表面特別容易受到生物膜感染。傷 口易受感染，并且生物膜形成能夠發生在短時間內未愈合的傷口中。傷口是理想的生物膜 形成環境，這是由于其對細菌建群的易感性且對于生物膜附著而言可以獲得基質和表面。 問題在于，傷口的感染通常進一步使愈合延遲，并因而使該傷口更易遭受生物膜形成和受 到已建立的感染。其中延遲愈合的傷口(所謂的慢性傷口)代表就生物膜形成而言的特別 受關注的位置。慢性傷口處于炎性狀態，具有升高水平的促炎癥細胞因子。這些細胞因子 的作用在于產生免疫細胞(嗜中性粒細胞和巨噬細胞)的區域云集。如果以任何方式延遲 該防御系統(如在慢性傷口中)，細菌或其它微生物有時間附著至該表面并進入生物膜生 長模式。逐漸增加的證據表明，慢性和急性傷口可能是生物膜感染的位置，證據在于傷口、特別是慢性傷口中的各種微生物群落或群體，包括在慢性傷口內的厭氧細菌。慢性傷口感 染與其它生物膜感染共有兩個重要屬性即使在具有健康的天然免疫響應和適應性免疫反 應的個體中也不會被宿主免疫系統清除的持續感染，和對全身和局部抗微生物劑的增加的 抗性。因此，基于生物膜的感染非常難以處理，而生物膜污染非常難以根除。頻繁的清創術 是幫助愈合慢性傷口的臨床上最有效的治療之一。這是部分有效的治療，因為其從傷口物 理除去生物膜。原則上，這與解決來自生物膜建群的留置醫療裝置(例如導液管)中的感 染類似，在所述醫療裝置中抗生素治療是無效的，而最有效的方法是除去或替換被生物膜 感染的裝置。慢性傷口在全世界是主要的健康問題，并代表臨床資源上的顯著消耗。三種主要 的慢性傷口類型為糖尿病足潰瘍、下肢靜脈性潰瘍和壓力性潰瘍，但包括外科傷口的其它 傷口也可能變為慢性。此類傷口的護理造成了巨大的材料和患者成本，因此有效的抗生物 膜治療、或事實上任何有助于或促進生物膜治療并因此加速或促進傷口愈合的治療將具有 非常顯著的影響。更一般性而言，考慮到生物膜的廣泛出現和它們引起的醫學、環境、工業或其它商 業問題，改善對生物膜的抗擊或能夠抗擊生物膜的任何手段在臨床和商業上都非常重要。因此，存在著對在臨床和工業或商業情況下抗擊生物膜的新方法的需要，本發明 旨在解決該需要。具體地，且如上所述，已經發現特定類型的藻酸鹽、即某些藻酸鹽低聚物，作為抗 生物膜劑是有效的。該藻酸鹽低聚物可以與生物膜的細胞外聚合物相互作用并由此將其削 弱，使得能夠或促進將其除去或分解(或破壞)，和/或促進抗微生物劑對生物膜的侵襲，由 此增強其抗生物膜功效。因此，本發明提出了用于抗擊生物膜的涉及使用藻酸鹽低聚物的 新方法或手段。藻酸鹽為(1-4)連接的β -D-甘露糖醛酸(M)和/或其C-5差向異構體α -L-古 洛糖醛酸(G)的線性聚合物。藻酸鹽的一級結構可以極大地變化。M和G可以組織為鄰接 的M或G殘基的均聚嵌段、組織為交替的M和G殘基的嵌段，并且可以發現單個M或G殘基 隔開這些嵌段結構。藻酸鹽分子能夠包含一些或所有的這些結構，并且此類結構在整個聚 合物中可能不均勻地分布。在極限情況下，存在古洛糖醛酸(聚古洛糖醛酸鹽)的均聚物 或甘露糖醛酸(聚甘露糖醛酸鹽)的均聚物。藻酸鹽已經從海洋褐藻(例如南極冰河海藻(Durvillea)、巨藻屬(Lessonia)和 海帶屬(Laminaria)的某些物種)和例如銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和棕 色固氮菌(Azotobacter vinelandii)等細菌中分離。其它的假單胞菌(例如，熒光假單胞 菌(Pseudomonas fluorescens)、惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida)和門多薩假單胞菌 (Pseudomonasmendocina))保留產生藻酸鹽的遺傳能力，但是在自然環境下它們不產生可 檢測水平的藻酸鹽。通過突變，能夠誘導這些非生產性假單胞菌穩定地產生大量的藻酸鹽。藻酸鹽可以作為聚甘露糖醛酸鹽合成，并且在聚合物中G殘基通過差向異構酶 (特別是C-5差向異構酶)在M殘基上的作用而形成。在提取自藻類的藻酸鹽的情形中，G殘 基主要被組織為G嵌段，因為在藻類中涉及藻酸鹽生物合成的酶優選將G殘基引入來與另 一個G鄰接，從而將M殘基的延伸鏈轉化成G嵌段。對這些生物合成系統的明晰使得能夠生 產具有特定一級結構的藻酸鹽(W0 94/09124，Gimmestad，M 等，Journal ofBacteriology,2003, Vol 185(12)3515-3523 和 WO 2004/011628)。藻酸鹽通常作為高分子量聚合物(例如，平均分子量為300，000道爾頓 500，000 道爾頓)從天然來源分離。然而，已知可以例如通過化學或酶促水解將此類大的藻酸鹽聚 合物降解或分解，從而產生較低分子量的藻酸鹽結構。工業上使用的藻酸鹽的平均分子量 通常為100，000道爾頓 300，000道爾頓(即，此類藻酸鹽仍被認為是大的聚合物)，盡管 在藥物中已經使用平均分子量約為35，000道爾頓的藻酸鹽。現在已經發現藻酸鹽低聚物具有干擾生物膜的細胞外基質的能力。不希望受到任 何特定的理論束縛，據信這種干擾引起生物膜的細胞外基質分解，由此導致生物膜的物理 破壞。所述分解還增加生物膜內的微生物(或其免疫原性成分，例如LPS和肽聚糖結構) 對于受感染宿主的免疫防御和/或已經或將要應用的任何抗微生物劑的暴露。所述分解還 降低了細胞外基質和微生物之間的關系的親密性，并且這導致了在表型水平上微生物對抗 微生物劑的敏感性的增加。
發明內容
因此，本發明提供了用于抗擊生物膜的方法，所述方法包括使所述生物膜與藻酸 鹽低聚物接觸。如上所述，藻酸鹽通常作為平均分子量至少為35，000道爾頓(即約175 190個 單體殘基)但通常更高的聚合物出現，而本發明的藻酸鹽低聚物可以被定義為通過將藻酸 鹽聚合物、通常是天然存在的藻酸鹽片段化(fractionation)(即尺寸降低)獲得的材料。 可以認為，藻酸鹽低聚物是平均分子量低于35，000道爾頓(即低于約190個單體殘基或低 于175個單體殘基)的藻酸鹽，特別是平均分子量低于30，000道爾頓(即低于約175個單 體殘基或低于150個單體殘基)，更特別是平均分子量低于25，000道爾頓或20，000道爾頓 (即低于約135個單體殘基或125個單體殘基或者低于約110個單體殘基或100個單體殘 基)的藻酸鹽。作為另一種選擇而言，低聚物通常包括2個以上單元或殘基，根據本發明使用的 藻酸鹽低聚物通常包含2 100個、優選2 75個、優選2 50個、更優選2 40個、2 35個或2 30個單體殘基，即根據本發明使用的藻酸鹽低聚物的平均分子量通常為350道 爾頓 20，000道爾頓、優選為350道爾頓 15，000道爾頓、優選為350道爾頓 10，000道 爾頓、更優選為350道爾頓 8000道爾頓、350道爾頓 7000道爾頓或350道爾頓 6，000 道爾頓。作為另一種選擇而言，藻酸鹽低聚物可以具有2 100、優選2 75、優選2 50、 更優選2 40、2 35或2 30的聚合度(DP)或數均聚合度(DPn)。如上所述，生物膜通常形成于表面或界面上，并且根據本發明處理的生物膜可以 處于任何表面或界面上。因此，在本發明的方法中生物膜可以處于任何有生命或無生命 (或生物或非生物)表面上，即任何活的表面、或者源自活材料(例如，死亡或損傷組織如壞 死組織)的表面(本文使用術語“有生命的”以包括任何活的表面或源自活材料的任何表 面、特別是已經死亡的活表面)、或者任何惰性或非活性表面(之前未曾存活或有生命的表 面)°術語“接觸”包括將藻酸鹽低聚物輸送至生物膜的任何直接或間接的手段，以及因此將藻酸鹽低聚物應用至生物膜或將生物膜暴露于藻酸鹽低聚物的任何手段，例如，將藻 酸鹽低聚物直接應用于生物膜、或將藻酸鹽低聚物施用于患有生物膜感染的受試對象。因 此可以理解，其包括體外和體內兩種方法。更具體地，使生物膜與有效量的藻酸鹽低聚物、更具體而言可有效抗擊生物膜的 量的藻酸鹽低聚物接觸。如上所述，藻酸鹽低聚物包含(或包括)古洛糖醛酸鹽或古洛糖醛酸(G)和/或 甘露糖醛酸鹽或甘露糖醛酸(M)殘基或單元。本發明的藻酸鹽低聚物將優選僅由糖醛酸鹽 /糖醛酸殘基組成或基本上僅由糖醛酸鹽/糖醛酸殘基組成(即基本上由其構成)，更具體 地僅由G和/或M殘基組成或基本上僅由G和/或M殘基組成。作為另一種選擇而言，在 本發明所用的藻酸鹽低聚物中，至少80 %、更具體地至少85 %、90 %、95 %或99 %的單體殘 基可以為糖醛酸鹽/糖醛酸殘基或更具體地為G和/或M殘基。換言之，藻酸鹽低聚物優 選不包含其它殘基或單元(即其它糖殘基，或更具體而言其它糖醛酸/糖醛酸鹽殘基)。藻酸鹽低聚物優選為線性低聚物。更具體而言，在優選實施方式中，藻酸鹽低聚物的至少30%的單體殘基為G殘基 (即古洛糖醛酸鹽或古洛糖醛酸)。換言之，藻酸鹽低聚物將包含至少30%古洛糖醛酸鹽 (或古洛糖醛酸)殘基。因此，具體實施方式
包括具有(例如包含)30% 70%的G(古洛 糖醛酸鹽)殘基或70% 100%的G(古洛糖醛酸鹽)殘基的藻酸鹽低聚物。因此，本發明 使用的代表性藻酸鹽低聚物將包含至少70% G殘基(即，藻酸鹽低聚物的至少70%的單體 殘基將為G殘基)。優選至少60%、更優選至少70%或75%、還更優選至少80%、85%、95%或99% 的單體殘基為古洛糖醛酸鹽。在一個實施方式中，藻酸鹽低聚物可以為低聚古洛糖醛酸鹽 (即，G的均聚物，或100% G)。在另一個優選實施方式中，本發明的上述藻酸鹽具有其中大多數G殘基處于所謂 的G嵌段中的一級結構。優選至少50%、更優選至少70%或75%、最優選至少80%、85%、 90%或95%的單獨的G殘基處于G嵌段中。G嵌段為至少2個G殘基、優選至少3個鄰接 的G殘基、更優選至少4或5個鄰接的G殘基、最優選至少7個鄰接的G殘基的鄰接序列。特別地，至少90%的G殘基與另一G殘基1-4連接。更特別地，藻酸鹽的至少95%、 更優選至少98%且最優選至少99%的G殘基與另一 G殘基1-4連接。用于本發明的藻酸鹽低聚物優選為3聚物 至35聚物、更優選為3聚物 28聚 物、特別是4聚物 25聚物、尤其是6聚物 22聚物、特別是8聚物 20聚物、尤其是10 聚物 15聚物，例如，其分子量為350道爾頓 6400道爾頓或350道爾頓 6000道爾頓、 優選為550道爾頓 5500道爾頓、優選為750道爾頓 5000道爾頓、尤其是750道爾頓 4500道爾頓。藻酸鹽低聚物可以為單一化合物，或其可以為化合物的混合物，例如具有一定范 圍的聚合程度的混合物。如上所述，藻酸鹽低聚物中的單體殘基可以相同或不同，并且不 需要所有都攜帶帶電基團，但優選大多數(例如，至少60%、優選至少80%且更優選至少 90%)攜帶帶電集團。優選基本上大多數(例如，至少80%、更優選至少90%)的帶電基 團具有相同的極性。在藻酸鹽低聚物中，羥基與帶電基團的比例優選為至少2 1，更優選 為至少3 1。
本發明的藻酸鹽低聚物可以具有3 28、4 25、6 22、8 20或10 15、或 5 18或7 15或8 12、尤其是10的聚合度(DP)或數均聚合度(DPn)。優選的分子量分布使得不超過5%摩爾的分子具有比相關DPnI限高出2的DP。 同樣地，優選不超過5%摩爾的分子具有其數值比相關DPn下限低2的DP。合適的藻酸鹽 低聚物描述于W02007/039754、W02007/039760和W02008/125828中，本文通過參考明確并 入其全部公開內容。代表性的合適的藻酸鹽低聚物的DPn為5 30，古洛糖醛酸鹽/半乳糖醛酸鹽分 數(Fe)至少為0. 80，甘露糖醛酸鹽分數(Fm)不超過0. 20，至少95摩爾％的分子的DP不超 過25。其它合適的藻酸鹽低聚物的數均聚合度為7 15 (優選為8 12)，古洛糖醛酸鹽 /半乳糖醛酸鹽分數(Fe)至少為0. 85 (優選至少為0. 90)，甘露糖醛酸鹽分數(Fm)不超過 0. 15 (優選不超過0. 10)，至少95摩爾％的分子的聚合度小于17 (優選小于14)。其它合適的藻酸鹽低聚物的數均聚合度為5 18 (尤其是7 15)，古洛糖醛酸鹽 /半乳糖醛酸鹽分數(Fe)至少為0. 80 (優選為至少0. 85，尤其是至少0. 92)，甘露糖醛酸鹽 分數(Fm)不超過0. 20 (優選不超過0. 15，尤其不超過0. 08)，至少95摩爾％的分子的聚合 度小于20 (優選小于17)。其它合適的藻酸鹽低聚物的數均聚合度為5 18，古洛糖醛酸鹽/半乳糖醛酸鹽 分數(Fe)至少為0. 92，甘露糖醛酸鹽分數(Fm)不超過0. 08，至少95摩爾％的分子的聚合 度小于20。其它合適的藻酸鹽低聚物的數均聚合度為5 18 (優選為7 15，更優選為8 12，尤其約為10)，古洛糖醛酸鹽/半乳糖醛酸鹽分數(Fe)至少為0.80 (優選為至少0.85， 更優選為至少0. 90，尤其是至少0. 92，最優選為至少0. 95)，甘露糖醛酸鹽分數(Fm)不超過 0. 20 (優選不超過0. 15，更優選不超過0. 10,尤其不超過0. 08,最優選不超過0. 05)，至少 95摩爾％的分子的聚合度小于20 (優選小于17，更優選小于14)。其它合適的藻酸鹽低聚物的數均聚合度為7 15 (優選為8 12)，古洛糖醛酸鹽 /半乳糖醛酸鹽分數(Fe)至少為0. 92 (優選至少為0. 95)，甘露糖醛酸鹽分數(Fm)不超過 0. 08 (優選不超過0. 05)，至少95摩爾％的分子的聚合度小于17 (優選小于14)。其它合適的藻酸鹽低聚物的數均聚合度為5 18，古洛糖醛酸鹽/半乳糖醛酸鹽 分數(Fe)至少為0. 80，甘露糖醛酸鹽分數(Fm)不超過0. 20，至少95摩爾％的分子的聚合 度小于20。其它合適的藻酸鹽低聚物的數均聚合度為7 15，古洛糖醛酸鹽/半乳糖醛酸鹽 分數(Fe)至少為0.85，甘露糖醛酸鹽分數(Fm)不超過0.15，至少95摩爾％的分子的聚合 度小于17。其它合適的藻酸鹽低聚物的數均聚合度為7 15，古洛糖醛酸鹽/半乳糖醛酸鹽 分數(Fe)至少為0. 92，甘露糖醛酸鹽分數(Fm)不超過0. 08，至少95摩爾％的分子的聚合 度小于17。藻酸鹽低聚物通常攜帶電荷，因此藻酸鹽低聚物的平衡離子可以為任何生理學上 耐受的離子，特別是通常用于帶電藥物物質的那些離子，例如鈉、鉀、銨、氯、甲磺酸鹽、葡甲 胺等。還可以使用促進藻酸鹽凝膠化的離子，例如第2族金屬離子。
盡管藻酸鹽低聚物可以為由合適數量的古洛糖醛酸鹽和甘露糖醛酸鹽殘基的聚 合產生的合成材料，用于本發明的藻酸鹽低聚物可以從天然來源(例如上述那些天然來 源)即天然藻酸鹽源材料獲得、生產或衍生。產生可用于本發明的藻酸鹽低聚物的多糖至低聚糖的裂解可以使用傳統的多糖 裂解技術(例如酶促消化和酸水解)來進行。然后可以使用離子交換樹脂通過色譜或通過 分級沉淀、溶解或過濾從多糖分解產物分離低聚物。US 6，121，441和WO 2008/125828 (本 文通過參考明確并入其全部內容)描述了適合制備用于本發明中的藻酸鹽低聚物的方法。 其它的信息和討論可見于例如“Handbooks of Hydrocolloids", Phillips和Williams編 著，CRC, Boca Raton, Florida, USA，2000，本文通過參考明確并入該教科書的全部內容。藻酸鹽低聚物還可以進行化學修飾，包括但不限于添加帶電基團(例如羧基化或 羧甲基化的聚糖)的修飾，和經修飾以改變柔性(例如通過高碘酸鹽氧化)的藻酸鹽低聚 物。適用于本發明的藻酸鹽低聚物(例如低聚古洛糖醛酸)可以方便地通過以 下方式來生產將來自但不限于北方海帶(Laminaria hyperbora)和巨藻(Lessonia nigrescens)的藻酸進行酸水解，在中性pH溶解，添加無機酸降低pH至3. 4以使藻酸鹽低 聚物(低聚古洛糖醛酸)沉淀，用弱酸洗滌，在中性PH重懸并凍干。用于生產本發明的藻酸鹽低聚物的藻酸鹽還可以從合適的細菌源(例如銅綠假 單胞菌和棕色固氮菌)直接獲得，然而考慮到事實上在這些生物體中產生的藻酸鹽趨于具 有其中大多數G殘基以G嵌段而不是作為單獨殘基排列的一級結構，故預期藻類來源是最 合適的。參與熒光假單胞菌和棕色固氮菌中藻酸鹽生物合成的分子設備已經得到克隆和 表征(W0 94/09124 ；Ertesvag, H.等，Metabolic Engineering，1999，第 1 卷，262-269 ；WO 2004/011628 ；Gimmestad,M.等，(見上)；Remminghorst 禾口 Rehm, Biotechnology Letters, 2006，第 28 卷，1701-1712 ;Gimmestad，M.等，Journal of Bacteriology，2006，第 188 (15) 卷，5551-5560)，并且通過操縱這些系統可以容易地獲得具有定制的一級結構的藻酸鹽。藻酸鹽(例如藻酸鹽源材料)的G含量能夠通過差向異構化例如使用來自棕色 固氮菌的甘露糖醛酸(marmUran)C-5差向異構酶或其它差向異構酶來增加。如此，可以使 用來自假單胞菌或固氮菌(Azotobacter)的分離的差向異構酶(例如，來自熒光假單胞菌 或棕色固氮菌的AIgG，或來自棕色固氮菌的AIgE酶(AIgEl AlgE7))來進行例如體外試 驗。此外，特別考慮了來自具有產生藻酸鹽的能力的其它生物體、特別是藻類的差向異構 酶的使用。使用棕色固氮菌AIgE差向異構酶的低G藻酸鹽的體外差向異構化詳細地描述 于 Ertesvag 等(見上)禾口 Strugala 等(Gums andStabilisers for the Food Industry, 2004，12，The Royal Society of Chemistry，84-94)。優選采用除了 AIgE4 的其它一種或 多種棕色固氮菌AIgE差向異構酶進行差向異構化，這是因為這些酶能夠產生G嵌段結構。 在使用時，還特別考慮了來自其它生物體的突變形式或同源物。WO 94/09124描述了例如由 差向異構酶序列編碼的重組或修飾的甘露糖醛酸C-5差向異構酶(AIgE酶)，在所述差向異 構酶序列中編碼差向異構酶的不同結構域或模塊的DNA序列已經改組(shuffle)或重組。 作為另一種選擇，可以使用天然存在的差向異構酶(AIgG或AIgE)的突變體，這些突變體通 過例如AIgG或AIgE基因的定點或隨機誘變而獲得。
另一種方法是創建在其一些或全部差向異構酶基因中進行了突變的假單胞菌和 固氮菌，從而這些突變體產生具有制備藻酸鹽低聚物所需的結構的藻酸鹽、甚至具有所需 結構和尺寸(或分子量)的藻酸鹽低聚物。具有突變的AIgG基因的許多熒光假單胞菌生 物體的產生詳細地描述于W02004/011628和Gimmestad，M.等，2003(見上)。具有突變的 AIgE基因的許多棕色固氮菌生物體的產生公開于Gimmestad，M.等，2006(見上)。無需過 度的負擔，本領域技術人員即能使用該教導來制備可生成本發明的藻酸鹽低聚物的新突變 體。另一種方法是使來自固氮菌和假單胞菌生物體的內源性差向異構酶基因缺失或 失活，然后引入一種或多種外源性差向異構酶基因，這些外源性差向異構酶基因可以為突 變的或未突變的(即可以為野生型或經修飾的)并且其表達可以例如通過使用誘導型或其 它“可控啟動子”控制。通過選擇基因的合適組合，能夠生產預定一級結構的藻酸鹽。另一種方法是將假單胞菌和/或固氮菌的一些或所有藻酸鹽生物合成機制引入 不產生藻酸鹽的生物體(例如大腸桿菌)，并且誘導藻酸鹽從這些經遺傳修飾的生物體產 生。當使用這些基于培養的系統時，藻酸鹽或藻酸鹽低聚物的一級結構能夠受培養條 件影響。本領域技術人員完全有能力調整例如溫度、摩爾滲透壓濃度(osmolarity)、養料水 平/來源和氣氛參數等培養參數以便控制由特定生物體產生的藻酸鹽的一級結構。"G殘基/G”和“M殘基/M”、古洛糖醛酸或甘露糖醛酸或者古洛糖醛酸鹽或甘露糖 醛酸鹽，可以與古洛糖醛酸/古洛糖醛酸鹽以及甘露糖醛酸/甘露糖醛酸鹽(具體而言是 α -L-古洛糖醛酸/古洛糖醛酸鹽和β -D-甘露糖醛酸/甘露糖醛酸鹽)應當可相互替換 地進行指代，并且進一步包括其衍生物，在所述衍生物中，一個或多個可利用的側鏈或基團 已被修飾而未造成比未修飾聚合物顯著更低的抗生物膜活性。常見的糖修飾基團包括乙酰 基、硫酸根、氨基、脫氧基團、醇基、醛基、酯基和脫水基團。還可對藻酸鹽低聚物進行化學修 飾以添加帶電基團(例如羧基化或羧甲基化的聚糖)和改變柔性(例如通過高碘酸鹽氧 化)。本領域技術人員將意識到，可以對低聚糖的單糖亞基進行其它化學修飾，并且這些化 學修飾可以應用于本發明的藻酸鹽。“生物膜”是指特征在于固著細胞占主導的微生物的群落，所述固著細胞附著于基 底(substratum)或界面或者相互附著(還可以存在一些游動細胞)并且其包埋于細胞外 聚合物(更具體為所述細胞已經產生的細胞外聚合物)的基質中，其特征在于所述集落的 微生物顯示出與生長速率和基因轉錄有關的改變的表型(例如，與其“非生物膜”或自由漂 浮或浮游的對應物(counterpart)相比)。本文使用術語“抗擊生物膜”來寬泛地包括破壞、減少或分解生物膜(S卩“攻擊”已 存在的生物膜)的任何效應，或使其更易受到抗微生物劑或宿主免疫響應的影響的效應， 以及抑制、減少、延遲或預防生物膜的形成的效應。因此“抗擊”包括對生物膜具有負面效 應的任何生物膜處理。因此，“抗擊生物膜”包括預防性和反應性措施或處理。因此抗擊生物膜包括生物 膜形成的預防、生物膜的消除、生物膜尺寸的減小、生物膜集落中微生物的數量的減少、生 物膜的生長速率的降低或停止、生物膜集落中微生物數量的擴增速率的降低或停止、生物 膜的物理完整性的降低、生物膜集落中的微生物對抗微生物劑或宿主免疫防御機制的敏感性的增加、以及生物膜對抗微生物劑或宿主免疫防御機制的滲透性的增加。因此，本發明的方法可以在臨床上使用，例如用于生物膜感染的治療，或其可以用 于清潔或凈化任何表面，例如商業或工業表面。生物膜中的微生物的尺寸、結構、完整性和數量能夠通過任何方便的方法分析。例 如，掃描和透射電子顯微鏡常用于評價生物膜的尺寸、完整性和結構。微生物和/或細胞 外基質成分的組織化學染色也是常規手段(例如用于來自假單胞菌生物膜的基質成分的 BODIPY 630/650-XSE染料和用于假單胞菌細胞膜的FM 1_43染料)，并且可用于目視地 或借助細胞分類裝置、共焦顯微鏡或表面熒光顯微鏡來評價微生物數量和生物膜結構和完 整性。MBEC 測試(Moskowitz SM 等，(2004) J ClinMicrobiol，42 :1915_1922，詳細描述于 實施例中)可用于評價生物膜中的微生物對抗微生物劑的敏感性。Donlan和Costerton， 2002，Clin. Mic. Rev.，第 15(2)卷，167-193 提供了其它實例。就生物膜中的微生物而言，根據本發明可以抗擊的生物膜不受限制，因為本發 明的藻酸鹽低聚物特別靶向細胞外基質。因此，生物膜可以包含任何綱、屬或種的微生 物，即可以形成生物膜的任何微生物。此類微生物通常包括細菌，包括任何屬或種的細 菌。因此，細菌可以為革蘭氏陽性菌或革蘭氏陰性菌，或不響應于革蘭氏測試的細菌。細 菌可以為需氧細菌或厭氧細菌。細菌可以為病原性細菌或非病原性細菌，或腐敗菌或指 示菌。細菌的屬或種的實例包括但不限于，營養缺陷菌屬(Abiotrophia)、無色桿菌屬 (Achromobacter)、氨基酸球菌屬(Acidaminococcus)、食酸菌屬(Acidovorax)、不動桿 菌屬(Acinetobacter)、方文線桿菌屬(Actinobacillus)、方文線棒菌屬(Actinobaculum)、 馬杜拉方文線菌屬(Actinomadura)、方文線菌屬(Actinomyces)、氣球菌屬(Aerococcus)、 氣單胞菌屬(Aeromonas)、阿菲波菌屬(Afipia)、土壤桿菌屬(Agrobacterium)、產堿菌 屬(Alcaligenes)、差異球菌屬(Alloiococcus)、交替單胞菌屬(Alteromonas)、無枝酸 菌屬(Amycolata)、擬無枝酸菌屬(Amycolatopsis)、厭氧螺菌(Anaerobospirillum)、棍 狀厭氧菌屬(Anaerorhabdus)、蛛菌屬(Arachnia)、隱秘桿菌屬(Arcanobacterium) > ^ 形菌屬(Arcobacter)、節桿菌屬(Arthrobacter)、阿托波氏菌屬(Atopobium)、金桿菌 屬(Aureobacterium) >(Bacteroides) > E K^^M (Balneatrix) > E/Kffl
屬(Bartonella)、伯杰氏菌屬(Bergeyella)、雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)、嗜膽菌 屬(Bilophila)、布蘭漢氏球菌屬(Branhamella)、疏螺旋體屬(Borrelia)、博德特氏菌 屬(Bordetella)、短螺旋體屬(Brachyspira)、短芽孢桿菌屬(Brevibacillus)、短桿菌 屬(Brevibacterium)、短波單胞菌屬(Brevundimonas)、布魯氏菌屬(Brucella)、伯克霍 爾德氏菌屬(Burkholderia)、布丘氏菌屬(Buttiauxella)、丁酸弧菌屬(Butyrivibrio)、 鞘桿菌屬(Calymmatobacterium)、彎曲桿菌屬(Campylobacter)、二氧化碳嗜纖維菌 屬(Capnocytophaga)、心桿菌屬(Cardiobacterium)、卡托氏菌屬(Catonella)、西地 西菌屬(Cedecea)、纖維單胞菌屬(Cellulomonas)、蜈蚣菌屬(Centipeda)、衣原體屬 (Chlamydia)、嗜衣原體屬(Chlamydophila)、色桿菌屬(Chromobacterium)、金黃桿菌 屬(Chyseobacterium) > ikfe Ifi^ M (Chryseomonas) > τ ff ^ M (Citrobacter) > M (Clostridium) > (Collinsella) > JA € Ifi 胃 M (Comamonas) > _ 木干胃 M (Corynebacterium)、考克斯氏體屬(Coxiella)、短小桿菌屬(Cryptobacterium)、代夫 特菌屬(Delftia)、皮桿菌屬(Dermabacter)、嗜皮菌屬(Dermatophilus)、脫硫單胞菌屬(Desulfomonas)、脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)、戴阿利斯特桿菌屬(Dialister)、偶蹄 形菌屬(Dichelobacter)、狡詐球菌屬(Dolosicoccus)、狡詐菌屬(Dolosigranulum)、愛 德華氏菌屬(Edwardsiella)、埃格特菌屬(Eggerthella)、埃里希氏體屬(Ehrlichia)、 艾肯氏菌屬(Eikenella)、穩桿菌屬(Empedobacter)、腸桿菌屬(Enterobacter)、腸球 胃 M (Enterococcus) > i K ^ M (Erwinia) > ^J- #^ M (Erysipelothrix) > R 菌屬(Escherichia)、真桿菌屬(Eubacterium)、愛文氏菌屬(Ewingella)、微小桿菌屬 (Exiguobacterium)、費克藍姆菌(Facklamia)、產線菌屬(Filifactor)、黃色單胞菌屬 (Flavimonas)、黃桿菌屬(Flavobacterium)、弗朗西絲氏菌屬(Francisella)、梭桿菌屬 (Fusobacterium)、力口德納氏菌屬(Gardnerella)、球鏈菌屬(Globicatella)、李生球菌屬 (Gemella)、戈登氏菌屬(Gordona)、嗜血菌屬(Haemophilus)、哈夫尼菌屬(Hafnia)^fJzF 菌屬(Helicobacter)、鹽球菌屬(Helococcus)、霍爾德曼氏菌屬(Holdemania)、不活動粒 菌屬(Ignavigranum)、約翰森氏菌屬Johnsonella)、金氏菌屬(Kingella)、克雷伯氏菌屬 (Klebsiella)、考克斯菌屬(Kocuria)、科澤氏菌屬(Koserella)、庫特氏菌屬(Kurthia)、 蓋球菌屬(Kytococcus) > ff lif M (Lactobacillus)、乳球菌屬(Lactococcus)、勞特洛 普氏菌屬(Lautropia)、勒克氏菌屬(Leclercia)、軍團菌屬(Legionella)、勒米諾氏 菌屬(Leminorella)、鉤端螺旋體屬(L印tospira)、纖毛菌屬(L印totrichia)、明串珠 菌屬(Leuconostoc)、利斯特氏菌屬(Listeria)、利斯頓氏菌屬(Listonella)、巨球形 菌屬(Megasphaera)、甲基桿菌屬(Methylobacterium)、微桿菌屬(Microbacterium)、 微球菌屬(Micrococcus)、光崗菌屬(Mitsuokella)、動彎桿菌屬(Mobiluncus)、米勒 氏菌屬(Moellerella)、莫拉氏菌屬(Moraxella)、摩根氏菌屬(Morganella)、分枝桿 菌屬(Mycobacterium)、支原體屬(Mycoplasma)、香味菌屬(Myroides)、奈瑟氏球菌 屬(Neisseria)、諾卡氏菌屬(Nocardia)、擬諾卡氏菌屬(Nocardiopsis)、蒼白桿菌屬 (Ochrobactrum) > /a K^M (Oeskovia) > UMf^MM (Oligella) > ^(Orientia) >
類芽孢桿菌屬(Paenibacillus)、泛菌屬(Pantoea)、副衣原體屬(Parachlamydia)、巴 其J 德氏菌屬(Pasteurella)、片球菌屬(Pediococcus)、消化球菌屬(Peptococcus)、 消化鏈球菌屬(P印tostr印tococcus)、發光桿菌屬(Photobacterium)、光桿狀菌屬 (Photorhabdus)、鄰單胞菌屬(Plesiomonas)、卟啉單胞菌屬(Porphyrimonas)、普雷沃氏 菌屬(Prevotella)、丙酸桿菌屬(Propionibacterium)、變形菌屬(Proteus)、普羅威登斯 菌屬(Providencia)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、假諾卡氏菌屬(Pseudonocardia) > fx 支桿菌屬(Pseudoramibacter)、嗜冷桿菌屬(Psychrobacter)、拉恩氏菌屬(Rahnella)、 勞爾氏菌屬(Ralstonia)、紅球菌屬(Rhodococcus)、立克次氏體屬(Rickettsia)、羅 卡利馬氏體屬(Rochalimaea)、玫瑰單胞菌屬(Roseomonas)、羅氏菌屬(Rothia)、瘤胃 球菌屬(Ruminococcus)、沙門氏菌屬(Salmonella)、月形單胞菌屬(Selenomonas)、 小蛇菌屬(Serpulina)、沙雷氏菌屬(Serratia)、希瓦氏菌屬(Shewenella)、志賀氏 菌屬(Shigella)、芯卡體屬(Simkania)、史雷克氏菌屬(Slackia)、鞘氨醇桿菌屬 (Sphingobacterium)、鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)、螺菌屬(Spirillum)、葡萄球菌 屬(Staphylococcus)、寡養單胞菌屬(Stenotrophomonas)、口腔球菌屬(Stomatococcus)、 鏈桿菌屬(Streptobacillus)、鏈球菌屬(Streptococcus)、鏈霉菌屬(Streptomyces)、玻 珀酸弧菌屬(Succinivibrio)、薩特氏菌屬(Sutterella)、薩頓氏菌屬(Suttonella)、塔特姆氏菌屬(Tatumella)、替策氏菌屬(Tissierella)、特拉布斯氏菌屬(Trabulsiella)、 密螺旋體屬(Tr印onema)、創非銳屬(Tropheryma)、束村氏菌屬(Tsakamurella)、蘇黎世 菌屬(Turicella)、尿枝原體屬(Ureaplasma)、漫游球菌屬(Vagococcus)、韋榮氏球菌屬 (Veillonella)、弧菌屬(Vibrio)、威克斯氏菌屬(Weeksella)、沃林氏菌屬(Wolinella)、 黃單胞菌屬(Xanthomonas)、致病桿菌屬(Xenorhabdus)、耶爾森氏菌屬(Yersinia)、和預 研菌屬(Yokenella)；革蘭氏陽性細菌，例如，結核分枝桿菌(M. tuberculosis)、牛分枝桿 菌(M. bovis)、鼠傷寒分枝桿菌(M. typhimurium)、牛分枝桿菌BCG菌株、BCG亞菌株、鳥分 枝桿菌(M. avium)、胞內分枝桿菌(M. intracellular)、非洲分枝桿菌(M. africanum)、堪薩 斯分枝桿菌(M. kansasii)、海洋分枝桿菌(M. marinum)、潰瘍分枝桿菌(M. ulcerans)、鳥 分枝桿菌副結核分枝桿菌(paratuberculosis)亞種、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、馬葡萄球菌(Staphylococcus equi)、酉良胺鏈球菌(Streptococcus pyogenes)、無乳鏈球菌(Streptococcus agalactiae)、單核細胞增生利斯特氏菌(Listeriamonocytogenes)、伊氏利斯特氏菌 (Listeria ivanovii)、炭疽芽孢桿菌(Bacillusanthracis)、枯草芽胞桿菌(B. subtilis)、 M^i^^K (Nocardia asteroides)、$ft方(Actinomyces israelii) 桿菌(Propionibacteriumacnes)、禾口腸球菌屬(Enterococcus)物種；以及革蘭氏陰性細 菌，例如，破傷風梭菌(Clostridium tetani)、產氣莢膜梭菌(Clostridium perfringens)、 肉毒梭菌(Clostridium botulinum)、銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、霍舌匕弧 菌(Vibrio cholerae)、大葉性肺炎方文線桿菌(Actinobacilluspleuropneumoniae)、溶血 ElSiUft (Pasteurella haemolytica) ^^iWiM(Pasteurella multocida) >Bf 肺軍團菌(Legionella pneumophila)、傷寒沙門氏菌(Salmonella typhi)、流產布魯氏 菌(Brucella abortus)、砂目艮衣原體(Chlamydi trachomatis)、嬰鳥踏熱衣原體(Chlamydia psittaci)、伯氏考克其jf 氏體(Coxiella burnetii)、大腸埃希氏菌(Escherichia coli)、腦 膜炎奈瑟氏球菌(Neiserria meningitidis)、淋病奈瑟氏球菌(Neiserria gonorrhea)、 、流感嗜血菌(Haemophilus influenzae)、杜氏嗜血菌(Haemophilus ducreyi)、鼠疫耳口爾 森氏菌(Yersinia pestis)、小腸結腸炎耶爾森氏菌(Yersinia enterolitica)、大腸埃希 氏菌(Escherichia coli)、希拉腸球菌(E. hirae)、洋蔥伯克霍爾德氏菌(Burkholderia cepacia)、類鼻疽伯克霍爾德氏菌(Burkholderiapseudomallei)、土拉熱弗朗西絲氏 菌(Francisella tularensis)、月危弱擬木干菌(Bacteroides fragilis)、具核梭木干菌 (Fusobascterium nucleatum)、反當類考德里氏體(Cowdria ruminantium)。這樣，借助于代表性實例，生物膜可以包含屬葡萄球菌屬、假單胞菌屬、軍團菌屬、 分枝桿菌屬、變形菌屬、克雷伯氏菌屬、梭桿菌屬的細菌或其它腸道細菌或大腸細菌。生物膜還可以包含真菌，包括例如來自念珠菌屬(Candida)、曲霉屬 (Aspergillus)、月市抱子蟲屬(Pneumocystis)、青霄屬(Penicillium)禾口鍵刀菌屬 (Fusarium)的真菌。代表性的真菌物種包括但不限于白色念珠菌(Candidaalbicans)、 者β豐白林念珠菌(Candida dubliniensis)、新型 β急球菌(Cryptococcusneoformans) > ^IM 組織胞漿菌(Histoplama capsulatum)、煙曲霉菌(Aspergillus fumigatus)、粗球孢子 菌(Coccidiodes immitis)、巴西苜Ij球抱子菌(Paracoccidiodes brasiliensis)、皮炎芽 生菌(Blastomyces dermitidis)、卡氏月市孢菌(Pneomocystis carnii)、馬爾尼菲青霉菌(Penicillium marneffi)、fj|||"i包胃(Alternaria alternate)。在生物膜中還可以包含藻類，代表性的藻類物種包括膠毛藻屬(Chaetophora)、 異養小球藻(Chlorella protothecoides)、鞘毛藻(Coleochaetescutata)、散生鞘毛藻 (Coleochaete soluta)、單核紅藻(Cyanidioschyzonmerolae)、隱毛藻屬(Aphanochaete)、 膠帶藻屬(Gloeotaenium)、鞘藻屬(Oedogonium)、卵囊藻屬(Oocystis)、顫藻屬 (Oscillatoria)、帕亞都夏瑪爾提屬(Paradoxia multisitia)、席藻屬(Phormidium)、 色球藻屬(Chroococcus)、隱桿藻屬(Aphanothece)、脆桿藻屬(Fragillaria)、卵形藻屬 (Cocconis)、舟形藻屬(Navicula)、橋彎藻屬(Cymbella)、褐指藻屬(Phaeodactylum)以 及藍藻目(cyanobacteria)(藍綠藻)和硅藻屬(diatoms)(例如，谷皮菱形藻(Nitzschia palea))。生物膜還能夠包含其它生物體例如寄生物，例如，原生動物，如剛地弓形蟲 (Toxoplasma gondii)等弓形蟲屬(Toxoplasma)物種、如鐮狀瘧原蟲(Plasmodium falciparum)、間曰皰原蟲(Plasmodium vivax)、三日皰原蟲(Plasmodium malariae)等 皰原蟲屬(Plasmodium)物種、布氏錐蟲(Trypanosoma brucei)、克氏錐蟲(Trypanosoma cruzi)、如碩大利什曼原蟲(Leishmania major)等利什曼原蟲屬(Leishmania)物種、如 曼氏血吸蟲(Schistosoma mansoni)等血吸蟲屬(Schistosoma)和溶組織內阿米巴蟲 (Entamoeba histolytica)。生物膜常常包含微生物的混合集落，因此本發明的藻酸鹽低聚物所抗擊的生物膜 可以包含任何數量的上述物種。優選至少2種，更優選至少5種，最優選至少10種。生物膜集落優選包含來自以下屬的至少一種的微生物檸檬酸桿菌屬、腸桿菌屬、 埃希氏菌屬、哈夫尼菌屬、沙雷氏菌屬、耶爾森氏菌屬、消化鏈球菌屬、擬桿菌屬、假單胞菌 屬、軍團菌屬、葡萄球菌屬、腸球菌屬、鏈球菌屬、克雷伯氏菌屬、念珠菌屬、變形菌屬、伯克 霍爾德氏菌屬、梭桿菌屬和分枝桿菌屬，例如，金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、嗜肺軍團 菌、白色念珠菌、銅綠假單胞菌、洋蔥伯克霍爾德氏菌和釀膿鏈球菌。如上所述，生物膜可以存在于表面上。該表面不受限制，并且包括其上可以出現微 生物的任何表面，特別是如上所述的暴露于水或濕氣的表面。該表面可以是生物的或非生 物的，并且無生命的(或非生物的)表面包括可能暴露于微生物接觸或污染的任何表面。 因此，所述表面特別包括機械、特別是工業機械上的表面，或暴露于水生環境(例如海事設 備、或者船、艇或其零件或組件)的任何表面，或暴露于所述環境的任何部分的任何表面， 例如管道或建筑物上。暴露于微生物接觸或污染的所述無生命表面具體地包括以下的任何 部分食品或飲品加工、制備、貯存或配送機械或設備、空調設備、工業機械(例如，化學或 生物技術加工廠中的工業機械)、儲存罐和醫學或外科手術設備。任何可能暴露于水或濕 氣的用于運載、運輸或輸送材料的裝置或設備易受生物膜形成的影響。此類表面特別包括 管道(本文該術語用于廣義地包括任何導管或線路(line))。代表性的無生命或非生物表 面包括但不限于食品加工、貯存、配送或制備設備或表面、罐、輸送機、地板、排液裝置、冷卻 器、冷凍器、設備表面、墻、閥、帶、管道、空調導管、冷卻裝置、食品或飲品配送線、熱交換器、 艇殼或暴露于水的艇結構的任何部分、牙科水線(dentalwaterlines)、石油鉆探導管、隱形 眼鏡和貯存箱。如上所述，醫學或外科手術設備或裝置代表特定的一類其上可以形成生物 膜的表面。這類表面可以包括任何種類的線路，包括導管(例如中心靜脈導管和導尿管)、
15例如心臟瓣膜、人工關節、假牙、齒冠、齒帽(dental caps)和軟組織植入物(例如胸部、臀 部和唇部植入物)等假體裝置。任何種類的可植入(或“留置”)醫療裝置(例如支架、子 宮內裝置、起搏器、插管、假體或或假體裝置、線路或導液管)都包括在內。“留置”醫療裝置 可包括其任何部分都被容納于身體內的裝置，即該裝置全部或部分地留置。所述表面可由任何材料制造。例如其可以為金屬，例如，鋁、鋼、不銹鋼、鉻、鈦、鐵 及其合金等。所述表面還可以為塑料，例如，聚烯烴(例如聚乙烯、(超高分子量)聚乙烯、 聚丙烯、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、丙烯腈、丁二烯、ABS、丙烯腈丁二烯等)、聚酯(例 如聚對苯二甲酸乙二酯等)和聚酰胺(例如尼龍)及其組合等。其它實例包括縮醛共聚物、 聚苯砜、聚砜、聚醚酰亞胺、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚偏二氟乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚 (四氟乙烯)。所述表面還可以為磚、瓦、陶瓷、瓷器、木材、乙烯樹脂、油氈或地氈及其組合 等。所述表面還可以為食品，例如牛肉、家禽、豬肉、蔬菜、水果、魚、貝類及其組合等。生物或有生命的表面可以包括在身體內或身體上的任何表面或界面。因此，如上 所述其可以視為“生理性”或“生物性”表面。其可以為任何內部或外部身體表面，包括任何 組織表面，所述組織可以包括血液組織或造血組織(例如，血液)。如上所討論，死亡或垂死 (例如壞死)組織或者受損(例如，發炎、斷裂或破裂)組織特別易受生物膜生長的影響，并 且此類組織被術語“有生命的”或“生物的”所涵蓋。所述表面可以為粘膜或非粘膜表面。代表性的生物表面包括但不限于在口腔中的任何表面(例如，牙齒、牙齦、齦縫、 牙周袋)、生殖道(例如子宮頸、子宮、輸卵管)、腹膜、中耳、前列腺、尿道、血管內膜、結膜、 角膜組織、呼吸道、肺組織(例如支氣管和肺泡)、心臟瓣膜、胃腸道、皮膚、頭皮、指甲和傷 口、特別是慢性傷口的內部(可以為局部或內部傷口)。在一方面所述表面不會是粘膜表面，或更具體地將不具有高粘性粘液包被 (hyperviscous mucus coating)。本領域技術人員將能夠確定給定表面處的粘液何時是高 粘性的。在一個實施方式中，所述表面不是分泌粘液的組織的表面。更具體地，在此類實施 方式中，所述表面不是由粘液包被的組織的表面。本領域技術人員將根據其公知常識識別 分泌粘液的組織和由粘液包被的組織。因此可見，本發明提供了本文定義的藻酸鹽低聚物用于治療或預防受試對象中的 生物膜感染(例如，由包括細菌、病毒、真菌或如原生動物等寄生物的任何微生物引起的生 物膜感染)的醫學用途。所述感染可以為病原體感染。能夠引起感染的微生物的代表性實 例如上所述。應該注意的是由以下微生物引起的感染檸檬酸桿菌屬、腸桿菌屬、埃希氏菌 屬、哈夫尼菌屬、沙雷氏菌屬、耶爾森氏菌屬、消化鏈球菌屬、擬桿菌屬、假單胞菌屬、軍團菌 屬、葡萄球菌屬、腸球菌屬、鏈球菌屬、克雷伯氏菌屬、念珠菌屬、變形菌屬、伯克霍爾德氏菌 屬、梭桿菌屬和分枝桿菌屬，例如，金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、嗜肺軍團菌、白色念珠 菌、銅綠假單胞菌、洋蔥伯克霍爾德氏菌和釀膿鏈球菌。由假單胞菌引起的感染，例如銅綠 假單胞菌感染特別值得注意。本文廣義地使用術語“在受試對象中”以包括在受試對象內部或在受試對象上 (例如，外部身體表面上)出現的生物膜感染。生物膜感染可以為慢性的(即可以為慢性生 物膜感染)，例如持續至少5天或至少10天、尤其至少20天、更優選至少30天、最優選至 少40天的感染。慢性感染通常表現為生物膜感染，但生物膜感染不必為此處限定的慢性感
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在本發明的該方面，生物膜感染可以出現在受試對象中或受試對象上的表面(即 上文所討論的生物表面)上和/或醫療裝置、特別是可植入或“留置”醫療裝置的表面上。因此，在該方面，本發明提供用于治療或預防在受試對象中的生物膜感染的藻酸 鹽低聚物(其可以為如本文定義的任何藻酸鹽低聚物)。作為另一種選擇而言，本發明的這方面提供藻酸鹽低聚物在制備用于治療或預防 受試對象中的生物膜感染的藥物上的用途。本發明的該方面還提供用于治療或預防受試對象中的生物膜感染的方法，所述方 法包括將藥物有效量的藻酸鹽低聚物施用至需要其的受試對象。本發明還提供藻酸鹽低聚物在治療或預防受試對象中的生物膜感染的用途。所述受試對象可以為任何人類或非人類動物受試對象，但更具體地可以為脊椎動 物，例如哺乳動物受試對象、鳥類受試對象、魚類或爬行類。優選人類受試對象，但是所述受 試對象可以例如為任何家畜或家養動物，或者例如動物園中的動物。因此，代表性的動物包 括狗、貓、兔、鼠、豚鼠、倉鼠、馬、豬、綿羊、山羊、牛、鳥和魚。因此本發明的獸醫用途被涵蓋 在內。可以將所述受試對象視為患者。生物膜感染能夠出現在任何受試對象中，但是某些受試對象對于感染比其它更易 感。對生物膜易感的受試對象包括但不限于其上皮和/或內皮屏障受到削弱或損害的受 試對象，其針對微生物感染的基于分泌的防御已經被廢除、破壞、削弱或逐漸損壞的受試對 象，和免疫受損、免疫缺陷或免疫抑制的受試對象(即，其中免疫系統的任何部分沒有正常 地工作、或在亞常態工作的受試對象，換言之，無論由于疾病或臨床干預或其它治療或者任 何方式所致，在所述受試對象中免疫響應的任何部分或免疫活性降低或受損)。對生物膜易感的受試對象的代表性實例包括但不限于患有事先建立的感染(例 如，細菌、病毒、真菌或如原生動物等寄生物引起的感染)的受試對象，特別是患有HIV的受 試對象、患有膿毒癥的受試對象和患有膿毒性休克的受試對象；患有免疫缺陷的受試對象， 例如，準備進行或正在進行化學治療和/或放射治療或者正從化學治療和/或放射治療恢 復的受試對象、器官(例如骨髓、肝、肺、心臟、心臟瓣膜、腎等)移植受試對象(包括自體移 植、同種異體移植和異種移植患者)、患有AIDS的受試對象；在健康護理機構(例如醫院) 中駐留的受試對象，特別是在重癥監護或危重監護中(即關注于為患者提供生命支持或器 官支持系統的那些單位)的受試對象；遭受創傷的受試對象；具有灼傷的受試對象、具有急 性和/或慢性傷口的受試對象；新生兒受試對象；老年受試對象；患有癌癥(此處被廣義地 定義為包括任何惡性或非惡性的腫瘤性狀況)的受試對象，特別是患有免疫系統癌癥(例 如白血病、淋巴瘤和其它血液學癌癥)的那些受試對象；患有如類風濕性關節炎、I型糖尿 病、克羅恩氏病等自身免疫疾病的受試對象，特別是經受針對這些疾病的免疫抑制治療的 那些受試對象；具有減少或廢止的上皮或內皮分泌物(例如粘液、淚液、唾液)和/或分泌 物清除的受試對象(例如，患有粘膜組織上的纖毛功能不良的受試對象，和/或具有高粘性 粘液的患者(例如吸煙者和患有C0PD、支氣管炎、囊性纖維化、氣腫、肺癌、哮喘、肺炎或鼻 竇炎的受試對象))；以及配備有醫療裝置的受試對象。這樣，根據本發明可以特別抗擊生物膜感染的受試對象包括持續受到損傷(無論 是由于灌注不良、反復性創傷、營養不良、給氧不足或白細胞障礙導致)的患者。特別值得注意的是已經經受物理創傷的受試對象。創傷自身可能引起受試對象上皮和/或內皮屏障的削弱或損害，或受試對象可能響應于創傷(休克響應)而變得免疫受 損。術語“創傷”廣義地指被外來物體的細胞攻擊和/或細胞的物理損傷。外來物體包括 微生物、顆粒物質和化學試劑等。物理損傷包括機械損傷；熱損傷，例如由過熱或過冷導致 的損傷；電損傷，例如由與電勢源接觸導致的損傷；由例如在紅外線、紫外線或電離輻射中 長期、徹底的暴露引起的輻射損害。此外特別值得注意的是具有灼傷的受試對象。任何灼傷、特別是嚴重的灼傷，對受 試對象的上皮和/或內皮屏障的完整性具有顯著的影響，并且受試對象將通常響應于灼傷 (休克響應)而變得免疫受損。典型的引起灼傷的因素為極端溫度(例如在極端溫度的火和液體及氣體)、電、腐 蝕性化學品、摩擦和輻射。暴露的程度和持續時間以及因素的強度/力度導致不同嚴重性 的灼傷。燙傷(即與高溫液體和/或氣體相關的創傷)被視為灼傷。表皮灼傷嚴重性通常以兩種方式分類。最常見的是根據程度的分類。一級灼傷通 常限于在整體損傷區域內的紅斑(發紅)和損傷位置處的白色斑塊(white plaque)。這些 灼傷的細胞創傷僅延伸至表皮深度。二級灼傷也顯示出在整體損傷區域內的紅斑，但具有 表皮的淺表性起泡。二級灼傷的細胞損傷涉及淺表(乳頭狀)真皮，并且還可以涉及深的 (網狀)真皮層。三級灼傷為其中表皮喪失且皮下組織受損的那些灼傷。損傷通常是極端 的，包括炭化。有時存在焦痂(干的黑色壞死組織)。三級灼傷可能需要進行移植。在四級 灼傷中，發生皮下組織的災難性損傷，例如皮下組織完全失去，伴隨著損傷延伸至下面的肌 肉、肌腱和韌帶組織。觀察到炭化和焦痂。如果證明灼傷并非致命的，則需要進行移植。另一常見的分類系統為通過厚度的分類。“淺層厚度”灼傷對應于一級灼傷。二級 灼傷的范圍由兩類“部分厚度(partial thickness) ”灼傷所覆蓋。“部分厚度-淺層”為 僅影響至乳頭狀真皮為止的表皮的灼傷。“部分厚度-深層”為影響至網狀真皮為止的真皮 的灼傷。“完全厚度”灼傷對應于三級和四級灼傷。一些物理損傷(例如一些灼傷)和被外來物體的細胞攻擊導致傷口的形成。更具 體地，可以認為傷口是組織中的的裂口或組織的剝蝕(denudement)。傷口還可以由例如皮 膚潰瘍(例如，靜脈性潰瘍、糖尿病性潰瘍或壓力性潰瘍)、肛裂或口腔潰瘍等自發形成的 病灶導致。傷口通常被定義為急性或慢性。急性傷口為依次經過愈合過程的三個公認階段 (即，炎性階段、增殖階段和重塑階段)進行而時間過程未延長的傷口。然而，慢性傷口是 由于傷口停滯在一個愈合階段而沒有完成愈合過程的生化事件的有序序列的那些傷口。通 常，慢性傷口停滯在炎性階段。根據本發明的一個特定方面，慢性傷口是在至少40天、尤其 至少50天、更優選至少60天、最優選至少70天內尚未愈合的傷口。如上所述，傷口是包括生物膜感染的感染、特別是慢性生物膜感染的理想環境，這 是因為它們缺乏上皮屏障，以及具有可用于建群和生物膜附著的基質和表面。問題在于， 傷口的感染通常進一步延遲愈合，并因而使該傷口更易受生物膜形成和已建立的感染的影 響。因此，本發明的藻酸鹽可有效治療和預防傷口的生物膜感染，并且慢性傷口的治療代表 了本發明的一個優選方面。因此，本發明的一個實施方式中提供了用于治療或預防上述受試對象、特別是患 有呼吸道疾病或病癥(例如囊性纖維化)、傷口、灼傷和/或創傷的受試對象中的生物膜感染、特別是慢性生物膜感染的方法，所述方法包括對受試對象施用藥物有效量的本文定義 的藻酸鹽低聚物。在一個特別重要的方面，藻酸鹽低聚物可用于治療或預防在傷口(例如灼傷)中 的生物膜感染，例如用于治療受感染的傷口(例如灼傷)。通過治療和預防傷口的生物膜感染的能力，本文定義的藻酸鹽低聚物可以除去傷 口愈合的障礙之一，因此如上定義的藻酸鹽低聚物也可有效促進急性和慢性傷口的愈合。促進愈合是指所述治療加速了所述傷口的愈合過程(即傷口經過愈合過程的三 個公認階段的進展)。愈合過程的加速可以表現為愈合階段(即炎癥階段、增殖階段和/或 重塑階段)中的一個、兩個或全部的進展速率的增加。如果傷口為停滯在愈合階段之一的 慢性傷口，加速可以表現為停滯后線性、順序愈合過程的重啟。換言之，治療將傷口從非愈 合狀態轉變為其中傷口通過愈合階段開始進展的狀態。重啟后的進展可以以正常速率或甚 至與正常急性傷口愈合的速率相比稍慢的速率進行。藻酸鹽低聚物可以用于治療在身體中或身體上任何地方發生的生物膜感染。因 此，在另一實施方式中，生物膜感染可以為醫療裝置、特別是留置醫療裝置的感染。如上所述，生物膜以例如牙菌斑的形式出現在牙齒上。根據本發明可將藻酸鹽低 聚物用作口腔保健劑，例如用于控制牙菌斑，如將其除去、使其減少、或者預防、降低或延遲 其發展。它們還可以用于治療和預防可能出現在口腔中的感染或感染性疾病，例如牙齦炎 和牙周炎。雖然如上所述本發明通常涵蓋肺和呼吸道以及身體所有區域的生物膜感染的治 療，但在一個實施方式中，本發明的醫學用途不涉及(i)罹患COPD(慢性阻塞性肺病)的患 者的呼吸道中、特別是鼻竇和肺中的生物膜的治療，特別是囊性纖維化、慢性阻塞性肺病、 氣腫、支氣管炎和鼻竇炎的治療；(ii)在罹患膠耳的患者的中耳中的治療；(iii)在患有生 殖力受損的雌性患者的生殖道中的治療；或(iv)在患有消化道功能障礙(例如便秘)的患 者的消化道中的治療。在本發明的具體實施方式
中，藻酸鹽低聚物可用于治療自體瓣膜心內膜炎、急性 中耳炎、慢性細菌性前列腺炎、肺炎、牙菌斑、牙周炎、呼吸道疾病(包括囊性纖維化和哮 喘)中的生物膜感染以及與可植入或假體醫療裝置相關的裝置相關感染(例如，人工瓣膜 心內膜炎，或者線路、導管、人工關節或組織替代物的感染)。藻酸鹽的“藥物有效”量是為所靶向的生物膜(如上定義)提供可量度的效果和 /或對所靶向的病況提供可量度的效果的藻酸鹽量。該量可以參考用于決定劑量的標準操 作來確定，并且在其可利用的被設計來監測生物膜尺寸、結構、完整性和集落數量(例如上 述那些)的例行測試和設計來監測所靶向的病況的測試的幫助下，本領域技術人員能夠根 據其經驗來檢測成功治療的證據。藻酸鹽的合適劑量根據受試對象的不同而有所變化，并且可以由醫師和獸醫從業 者根據受試對象的體重、年齡、性別、病況的嚴重性、施用模式以及選擇的具體藻酸鹽低聚 物而確定。通常將本發明的藻酸鹽低聚物以至多10%、優選至多6%、更優選至多4%、最優 選至多2%的局部濃度施用于生物膜。當與生物膜感染相關進行使用時(即與當與生物膜自身相關進行使用時相反，與 受試對象中醫學病況/感染的治療相關)，本文使用“治療”來廣義地包括任何治療性效果，即對于病況或與生物膜感染相關的任何有益效果。因此治療不僅包括感染的根除或消除或 者受試對象或感染的治愈，還包括對受試對象的感染或病況的改善。因此，治療包括例如感 染的任何癥狀或體征的改善、或感染/病況的任何臨床上接受的指標的改善(例如，在傷口 尺寸的減小或愈合時間的加速)。因此，治療包括對例如事先存在或已被診斷的感染/病況 的治愈性和緩和性治療，即反應性治療。本文使用的“預防”是指任何預防性效果。因此，例如相對于預防性治療之前的疾 病或癥狀，預防包括對病況或病況的發病或者或其一種或多種癥狀的延遲、限制、減弱或預 防。因此，預防明確地包括絕對防止病況或其癥狀的出現或發展，以及對病況或癥狀的發作 或發展上的任何延遲，或對疾病或癥狀的發展或進展的任何減弱或限制。具體地，本發明的藻酸鹽可作為預防性治療，例如用以預防生物膜感染(例如，病 原體引起的生物膜感染)或至少使其風險最小化。本發明的該方面在護理住院患者上具 有特定用途，因為能夠使用本文定義的藻酸鹽低聚物的預防性方案來使感染醫院感染(常 稱為醫院相關/獲得性感染或健康護理相關感染)的風險最小化，所述醫院感染例如金黃 色葡萄球菌、二甲氧基苯青霉素抗性金黃色葡萄球菌(MRSA)、銅綠假單胞菌、鮑氏不動桿菌 (Acinetobacter baumannii)、嗜麥芽糖寡養單胞菌(Stenotrophomonasmaltophi 1 ia)、艱 難梭菌(Clostridium difficile)、結核分枝桿菌和耐萬古霉素腸球菌屬。本發明的該方面 還在遭受創傷的受試對象、具有灼傷的受試對象和具有傷口的受試對象的護理中具有特定 用途，所有上述受試對象比未受到類似影響的受試對象對于病原體感染更易感。通常，需要本發明的治療或預防的受試對象將被診斷為罹患目的疾病或有風險罹 患目的疾病，或被鑒定為患有生物膜感染或有風險發生生物膜感染。具體地，本發明的藻酸鹽低聚物可作為預防性治療以預防發生生物膜感染的風險 或至少使其最小化，所述生物膜感染包括例如傷口的感染、自體瓣膜心內膜炎、急性中耳 炎、慢性細菌性前列腺炎、牙周炎、呼吸道和肺的感染(例如，囊性纖維化或其它呼吸道疾 病)、牙菌斑、肺炎、或醫學(例如留置)醫療裝置的感染。在本發明的一個有利實施方式中，藻酸鹽低聚物可與抗微生物劑聯合或組合使 用。在醫學應用背景下，此類試劑可以是任何臨床上有用的抗微生物劑，特別是抗生素。在 非臨床應用背景下，抗微生物劑也可以為用于該目的的任何抗微生物劑，例如任何消毒劑、 防腐劑、清潔劑或殺菌劑。所述試劑可以分別使用，或在相同組合物中同時地、依次地或分 別地(例如以任何所需的時間間隔)使用。因此借助于代表性實例，抗微生物劑可以在藻酸鹽低聚物之后使用，但是在某些 情況下可能有益的是在其之前或同時使用。可以使用靶向處于靶標生物膜中的至少一種微生物的任何抗微生物劑。當然抗微 生物劑的選擇對于經受處理的表面而言必須合適，但是可以使用例如抗微生物劑(如抗生 素、抗真菌劑、防腐劑)和/或如輻射(比如υν、Χ-射線、Y)、極端溫度和極端PH等滅菌條 件。代表性的抗生素包括但不限于氨基糖苷類(例如，阿米卡星(amikacin)、慶大 霉素(gentamicin)、卡那霉素(kanamycin)、新霉素(neomycin)、奈替米星(netilmicin)、 鏈霉素(streptomycin)、妥布霉素(tobramycin))；碳頭孢烯類(carbec印hems)(例 如，氯碳頭孢(Ioracarbef)) ； 1代頭孢菌素類(例如，頭孢羥氨芐(cefadroxil)、頭孢唑林(cefazolin)、頭孢氨芐(cephalexin) ；2代頭孢菌素類(例如，頭孢克羅 (cefaclor)、頭孢孟多(cefamandole)、頭孢氨節(cephalexin)、頭孢西丁 (cefoxitin) > 頭孢丙烯(cefprozil)、頭孢呋辛(cefuroxime)) ；3代頭孢菌素類(例如，頭孢克肟 (cefixime)、頭孢地尼(cefdinir)、頭孢托倉(cefditoren)、頭孢哌酮(cefoperazone)、 頭孢噻月虧(cefotaxime)、頭孢泊肟(cefpodoxime)、頭孢他啶(ceftazidime)、頭孢布 坦(ceftibuten)、頭孢唑廂(ceftizoxime)、頭孢曲松(ceftriaxone)) ；4 代頭孢菌素 (例如，頭孢吡肟(cef印ime))；大環內酯類(例如，阿奇霉素(azithromycin)、克拉霉 % (clarithromycin) ,it ^L M M (dirithromycin) Λ ΜΜ (erythromycin)、！1tl β 素(troleandomycin))；單酉先胺霉素類(monobactams)(例如，氨曲南(aztreonam))； 青霉素類(例如，羥氨芐青霉素(amoxicillin)、氨芐青霉素(ampicillin)、羧芐青霉 素(carbenicillin)、氯唑西林(cloxacillin)、雙氯西林(dicloxacillin)、萘夫西林 (nafcillin)、苯唑西林(oxacillin)、青霉素 G、青霉素 V、哌拉西林(piperacillin)、 替卡西林(ticarcillin))；多肽抗生素類(例如，桿菌肽(bacitracin)、粘桿菌素 (colistin)、多粘菌素 B (polymyxin B))；喹諾酮類(例如，環丙沙星(ciprofloxacin)、 依諾沙星(enoxacin)、加替沙星(gatif loxacin)、左氧氟沙星(Ievofloxacin)、洛美 沙星(Iomefloxacin)、莫西沙星(moxifloxacin)、諾氟沙星(norfloxacin)、氧氟沙星 (ofloxacin)、曲伐沙星(trovaf loxacin))；磺酰胺類(例如，磺胺米隆(mafenide)、磺胺 醋酰(sulfacetamide)、磺胺甲二唑(sulfamethizole)、柳氮磺吡啶(sulfasalazine)、 磺胺異惡唑(sulfisoxazole)、甲氧節啶-磺胺甲惡唑(trimethoprim-sulfamethoxaz ole))；四環素類(例如，地美環素(demeclocycline)、強力霉素(doxycycline)、二甲 胺四環素(minocycline)、土霉素(oxytetracycline)、四環素(tetracycline))；碳青 霉烯類(carbapenems)(例如，亞胺培南(imipenem)、美羅培南(meropenem)、厄他培南 (ertapenem)、多禾培南(doripenem)、中白尼培南 / 倍他米隆(panipenem/betamipron)、 比阿培南(biapenem), PZ-601)；氯霉素；克林霉素(clindamycin)、乙胺丁醇；磷霉素 (fosfomycin)；異煙胼(isoniazid)；利奈唑胺(Iinezolid)；甲硝唑(metronidazole)； 呋喃妥因(nitrofurantoin)；吡嗪酰胺(pyrazinamide)；奎奴普丁 /達福普汀 (quinupristin/dalfopristin)；禾1J福平(rifampin)；大觀霄素(spectinomycin)；禾口萬古 霉素(vancomycin)。優選抗生素為萬古霉素、妥布霉素、美羅培南、環丙沙星、哌拉西林、粘 桿菌素、氨曲南、環丙沙星和阿奇霉素。代表性的防腐劑包括但不限于氯漂白劑(次氯酸鈉)、季銨鹽化合物(例如，苯 扎氯銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基氯化吡啶)、過氧化氫、苯酚化合物(如TCP)、醇 (例如乙醇)、Virkon 、碘化合物(如聚維酮碘)、銀化合物(如元素銀納米顆粒/微粒)。代表性的抗真菌劑包括但不限于多烯類(例如，那他霉素(natamycin)、 龜裂殺菌素(rimocidin)、非律平(filipin)、制霉菌素(nystatin)、兩性霉素 B (amphotericin B)、坎狄辛(candicin))；咪唑類(例如，咪康唑(miconazole)、酮康唑 (ketoconazole)、克霉唑(clotrimazole)、益康唑(econazole)、聯苯節唑(bifonazole)、 布康唑(butoconazole)、芬替康唑(fenticonazole)、異康唑(isoconazole)、奧昔 康唑(oxiconazole)、舍他康唑(sertaconazole)、硫康唑(sulconazole)、噻康唑 (tioconazole))；三唑類(例如，氟康唑(fluconazole)、伊曲康唑(itraconazole)、艾
21沙康唑(isavuconazole)、雷夫康唑(ravuconazole)、泊沙康唑(posaconazole)、伏立康 唑(voriconazole)、特康唑(terconazole))；烯丙胺類(例如，特比萘芬(terbinafine)、 阿莫羅芬(amorolfine)、萘替芬(naftif ine)、布替萘芬(butenaf ine))；和棘球白素類 (echinocandins)(例如，阿尼芬凈(anidulafungin)、卡泊芬凈(caspofungin)、米卡芬凈 (micafungin))。抗微生物劑可以在藻酸鹽之前、同時或之后方便地應用。方便起見，抗微生物劑與 藻酸鹽基本上同時或隨后應用。例如，在施用藻酸鹽低聚物后至少1小時、優選至少3小時、 更優選至少5小時且最優選至少6小時應用抗微生物劑。為了優化抗微生物劑的抗微生物 效果，可以在對所用抗微生物劑而言合適的時間點反復給予(例如施用或輸送)抗微生物 劑。本領域技術人員能夠設計合適的劑量或用量方案。在長期治療中，也可以反復使用藻 酸鹽。藻酸鹽的使用的頻率可以與抗微生物劑相同，但通常頻率更低。所需頻率將取決于 生物膜感染的位置、集落成分和所用的抗微生物劑，本領域技術人員能夠優化劑量或用量 模式以優化結果。在一個有利的實施方式中，可以在從表面物理地除去或減少(例如清創)生物膜 后使用或應用抗微生物劑。在除去或嘗試除去生物膜后，使表面與藻酸鹽低聚物接觸0 24小時、尤其2 12小時、更尤其4 8小時、最優選5 7小時，例如，6小時。隨后，如果需要可以應用抗 微生物劑。在臨床環境下，此類情況可能是期望的或特別適合的。在受生物膜感染的傷口 的情形中，培養(incubation)的持續時間能夠方便地進行設計從而對應于傷口敷料的預
定變化。生物膜的物理去除能夠使用任何合適的外科手術、機械或化學手段進行。方便起 見，所述手段可以是使用液體、凝膠、凝膠溶膠、半固體組合物或加壓下施加至生物膜的氣 體、超聲、激光或利用研磨工具。之前、期間或其后自身或作為洗滌溶液用于所述去除的組 合物可以方便地包含藻酸鹽低聚物。因此，在一個具體實施方式
中，提供了清創或洗滌組合物，例如，包含藻酸鹽低聚 物、特別是如本文定義的任何藻酸鹽低聚物的傷口用溶液。此類清創組合物通常為無菌溶 液、特別是無菌水溶液或油類無菌溶液，并且還可以包含蛋白水解酶(例如，膠原酶、胰蛋 白酶、胃蛋白酶、彈性蛋白酶)、研磨劑固相(例如，膠態二氧化硅、浮石粉、植物粉末或動物 外殼)。組合或聯合使用其它生物膜破壞劑可能是有益的。生物膜破壞劑包括但不限于 蛋白酶，例如，絲氨酸蛋白酶、金屬蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶(這些蛋白酶類型的實例列于 EP0590746中，本文通過參考并入其全部內容)；核酸酶，例如，DNA酶I和II，RNA酶A、H、 I、II、III、P、PhyM, R ；脂肪酶和能夠降解多糖的酶、凝溶膠蛋白、巰基還原劑、乙酰半胱氨 酸、不帶電的低分子量多糖(例如右旋糖苷)；或陰離子聚氨基酸(例如聚ASP或聚GLU)。特別可以舉出藻酸鹽裂解酶，并且其與本文定義的藻酸鹽低聚物的組合使用代表 本發明這方面的一個可能的具體實施方式
。在臨床環境下處理生物膜時，組合或聯合使用免疫刺激劑也可能是有益的。這些 免疫刺激劑可以在對應于上文關于抗微生物劑所述時間點的時間點方便地使用，并且可以 在必要時與藻酸鹽低聚物和抗微生物劑組合使用。合適的免疫刺激劑包括但不限于如TNF、IL-l、IL-6、IL-8等細胞因子和免疫刺激性藻酸鹽(例如，如US 5，169，840、W091/11205和 W003/045402中所述的高M含量藻酸鹽，本文通過參考明確地并入其全部內容，但是包括任 何具有免疫刺激性質的藻酸鹽)。藻酸鹽低聚物與生長因子(例如，PDGF, FGF、EGF、TGF、hGF)和酶的組合或聯合 使用在本發明的醫學用途上也可能是有益的。合適的酶的代表性實例包括但不限于蛋 白酶，例如，絲氨酸蛋白酶、金屬蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶(這些蛋白酶類型的實例列于 EP0590746中，本文通過參考引入其全部內容)；核酸酶，例如，DNA酶I和II，RNA酶A、H、 I、II、III、P、PhyM、R ；脂肪酶和能夠降解多糖的酶。藻酸鹽低聚物與生理學耐受的粘膜粘度降低劑組合或聯合使用也可能是有益 的，例如，核酸裂解酶(例如，如DNA酶I等DNA酶)、凝溶膠蛋白、巰基還原劑、乙酰半 胱氨酸、氯化鈉、不帶電的低分子量多糖(例如右旋糖苷)、精氨酸(或其它一氧化氮前 體或合成刺激劑)、或陰離子聚氨基酸(例如聚ASP或聚GLU)。重要的具體粘液溶解劑 (mucolytics)是氨溴索(Ambroxol)、溴己新(bromhexine)、羧甲司坦(carbocisteine)、 多米奧醇(domiodol)、依普拉酮(eprazinone)、厄多司坦(erdosteine)、來托司坦 (Ietosteine)、巰乙磺酸鈉(mesna)、奈替克新(neltenexine)、索布瑞醇(sobrerol)、司替 羅寧(stepronin)、硫普羅寧(tiopronin)。特別優選使用DNA酶。如上所討論，必要時可將藻酸鹽低聚物與可能需要使用的任何其它治療活性劑 (例如抗炎劑)一起使用。與其它治療活性劑(例如抗微生物劑或抗炎劑)組合使用的藻 酸鹽低聚物可以有利地使得其它治療活性劑的劑量(例如通常或正常的劑量)減少，例如， 可以將其以正常或通常劑量、或更低的劑量(例如，其正常劑量的至多50% (或正常劑量的 50%))使用。本發明涵蓋了單一藻酸鹽低聚物或不同藻酸鹽低聚物的混合物(多種/復數種) 的應用。因此，可以使用例如不同藻酸鹽低聚物(例如，兩種或多種)的組合。在醫學應用的情況下，可以以任何便利形式或通過任何便利手段(例如，通過局 部、口腔、胃腸外、腸內、胃腸外途徑或通過吸入)來對受試對象施用本發明的藻酸鹽。優選 將藻酸鹽通過局部、口腔或胃腸外途徑施用或通過吸入施用。本領域技術人員將能夠根據本領域已知和廣泛地描述于文獻中的任何常規方法 將本發明的藻酸鹽配制成適合這些施用途徑的藥物組合物。僅作為指導起見，實施例11和 12描述了兩種可能的組合物(局部組合物和清創液)。因此，本發明還提供用于治療或預防生物膜感染的藥物組合物，所述藥物組合物 包含本文定義的藻酸鹽低聚物以及至少一種藥物可接受的載體、稀釋劑或賦形劑。所述活性成分、必要時與其它活性劑一起可以與一種或多種常規載體、稀釋劑和/ 或賦形劑混合以生產常規蓋倫制劑(galenic pr印aration)，例如，片劑、丸劑、粉末劑(例 如吸入粉末)、錠劑、袋劑(sachet)、扁囊劑、酏劑、懸浮劑、乳劑、溶液劑、糖漿劑、氣霧劑 (作為固體或處于液體介質中)、噴霧劑(例如鼻噴霧劑)、用于霧化器的組合物、膏劑、軟和 硬凝膠膠囊、栓劑、無菌注射液和無菌包裝的粉末劑等。合適的載體、賦形劑和稀釋劑的實例為乳糖、右旋葡萄糖、蔗糖、山梨醇、甘露醇、 淀粉、阿拉伯樹膠、磷酸鈣、惰性藻酸鹽、黃芪膠、凝膠、硅酸鈣、微晶纖維素、聚乙烯吡咯烷 酮、纖維素、水糖漿(water syrup)、水、水/乙醇、水/乙二醇、水/聚乙烯、高滲鹽水、乙二醇、丙二醇、甲基纖維素、羥基苯甲酸甲酯、羥基苯甲酸丙酯、滑石、硬脂酸鎂、礦物油或脂肪 物質(例如硬脂)或其合適的混合物。優選的賦形劑和稀釋劑為甘露醇和高滲鹽水。另外，該組合物還可以包含潤滑劑、潤濕劑、乳化劑、懸浮劑、防腐劑、甜味劑和調 味劑等。如上討論，提出用于本發明的藻酸鹽低聚物可以與其它治療劑組合使用，例如，用 來在單一的藥物制劑或組合物中共同施用，或分別施用(即分別、依次或同時地施用)。因 此，本發明的藻酸鹽可以與第二(或更多的)治療活性劑組合，例如，在藥物試劑盒或作為 組合的(“組合”)產品。因此，本發明的另一方面提供了包含本文定義的藻酸鹽低聚物和第二活性劑作為 組合制劑的產品，所述組合制劑被分別、同時或依次應用于生物膜和/或施用至受試對象 以用于抗擊生物膜和/或治療或預防受試對象中的生物膜感染或本文定義的任何病況。如上關于組合治療所述，藥物組合物中可以包含其它治療活性劑。胃腸外施用形式(例如靜脈內溶液)應該為無菌的，并且不含生理學上不能接 受的試劑，以及應該具有較低摩爾滲透壓濃度以便使刺激或施用時的其它副作用最小化， 因此溶液應該優選為等滲溶液或稍微高滲的溶液，例如高滲鹽水。合適的載劑包括通常 用于胃腸外溶液施用的水性載劑，例如，氯化鈉注射液、林格氏注射液、右旋葡萄糖注射 液、右旋糖和氯化鈉注射液、乳酸化林格氏注射液，以及如Remington' sPharmaceutical Sciences,第 15 版，Easton =Mack Publishing Co.，第 1405-1412 頁和第 1461-1487 頁 (1975)禾口The National Formulary XIV,第 14版,Washington :American Pharmaceutical Association(1975)中所述的其它溶液。所述溶液可以包含傳統上用于胃腸外溶液的防腐 劑、抗微生物劑、緩沖液和抗氧化劑以及賦形劑與其它添加劑，其與生物聚合物相容并且不 干擾產品的制造、貯存或使用。為進行局部施用，可將藻酸鹽低聚物加入霜劑、膏劑、凝膠劑和透皮貼劑等中。還 可以將藻酸鹽低聚物加入醫用敷料中，例如，如織造(例如纖維)敷料或非織造敷料(例如 凝膠或具有凝膠成分的敷料)等傷口敷料。藻酸鹽聚合物在敷料中的使用是已知的，并且 可以將本發明的藻酸鹽低聚物加入此類敷料或實際上任何敷料中。因此，在另一個具體實施方式
中，本發明還提供包含藻酸鹽低聚物(其可以為本 文定義的任何藻酸鹽低聚物)的傷口敷料。設想的另一個合適的局部系統是原位藥物輸送系統，例如，其中固體、半固體、無 定形或液晶凝膠基質原位形成并且可以包含藻酸鹽低聚物的凝膠。可以方便地將此類基質 設計來控制藻酸鹽低聚物從基質的釋放，例如能夠在選定的時期使釋放延遲和/或持續。 此類系統僅當與生物組織或流體接觸時才可以形成凝膠。該凝膠通常是生物粘附性的。通 過此類輸送技術能夠針對向任何身體位置的輸送，所述輸送能夠保持或適合保持前凝膠 (pre-gel)組合物。此類系統描述于W02005/023176。對于對口腔、面頰和牙齒表面的應用，特別可舉出牙膏和漱口劑。因此，在一個特 定方面，本發明包括包含藻酸鹽低聚物(其可以為本文定義的任何藻酸鹽低聚物)的口腔 保健組合物或口腔衛生組合物、特別是漱口劑或牙膏。如上所述，本發明的優選組合物為用于清創過程中除去生物膜(例如，從組織中 除去生物膜)的清創組合物。此類組合物通常是液體，但是可以使用凝膠、凝膠溶膠、半固
24體組合物。該組合物可用于清除生物膜(例如通過在壓力下應用于組織)和/或可以用于 在借助其它手段(例如通過外科手術、機械或化學方法)進行清創之前、期間和/或之后沖 洗組織。本領域技術人員能夠容易地配制本發明的清創組合物。在無生命表面上的生物膜的情形中，可以以任何便利的組合物或制劑或者通過任 何便利手段將藻酸鹽低聚物應用至待處理表面。因此，藻酸鹽低聚物可以為液體、凝膠、凝 膠溶膠、半固體或固體形式(例如溶液劑、懸浮劑、均勻混合劑(homogenate)、乳劑、糊劑、 粉末劑、氣霧劑、蒸汽劑)。用于處理此類無生命表面生物膜的組合物通常是非藥物可接受 的組合物。組合物形式的選擇將由生物膜結構以及集落組成和位置決定。例如，如果生物 膜的位置為流體線，則應用流體組合物可能較為方便。此外可能優選的是使用持續作用于 待處理表面上但不會浸入正常使用的流體的組合物，例如粘合性凝膠。本領域技術人員能 夠根據其公知常識容易地制備合適的組合物。例如，可以將藻酸鹽低聚物添加至涂料制劑， 并應用于待處理表面(例如，艇殼或暴露于水的艇結構的其它部分)，或應用于建筑物或其 任何部分、罐(例如貯存罐或處理罐)，或實際上可應用于任何工業機械的任何部分。如上 所述，此類組合物還可以方便地包含抗微生物劑，例如氯漂白劑、TCP、乙醇、Virkon 、聚維 酮碘、銀化合物等。由于該組合物不必為藥物可接受的，因而考慮到表面損傷、環境污染、用 戶安全和受處理表面的污染以及與組合物其它成分的相互作用，能夠使用苛刻的抗微生物 劑。通過使用本領域已知的方法可以將本發明的組合物配制來以便在施用至受試對 象/表面后提供對活性成分的快速、持續或延遲釋放。優選粘合性組合物。粘合性的、持續 和/或延遲釋放的制劑可能是特別方便的。在另一方面，本發明提供了已對其易感表面用本文定義的藻酸鹽低聚物進行預處 理的、易受生物膜建群影響的產品。易受生物膜建群影響的產品和表面的非限制性實例如 上所述。特別可以舉出食品或飲品加工、貯存或配送設備和醫療裝置。預處理能夠通過任 何方便的手段來實現，例如將藻酸鹽低聚物應用至表面的任何形式、特別是對表面進行涂 布(例如，噴霧干燥、用包含藻酸鹽低聚物的聚合物進行聚合物涂布、和使用包含藻酸鹽低 聚物的涂料、清漆或漆進行噴涂、涂清漆或涂漆)。此類包含藻酸鹽低聚物的“涂布”組合物 (例如油漆、清漆或漆)代表本發明的又一個方面。作為另一種選擇，可將藻酸鹽低聚物引 入制造表面的材料中。該方法適合由例如塑料和硅酮等聚合物制造的表面，例如，如上所述 的醫療裝置。
參考以下的非限制性實施例將進一步描述本發明，其中圖1顯示在產生過夜、然后用粘蛋白(2.5g/L)和G片段(0、1%、2%或6%)處理 過夜、用阿米卡星(4096 μ g/ml 0 μ g/ml)處理過夜后0小時、6小時和24小時時的假單 胞菌生物膜中的細菌生長。圖2顯示在產生過夜、然后用粘蛋白(2.5g/L)和G片段(0、1%、2%或6%)處理 過夜、用土霉素(4096 μ g/ml 0 μ g/ml)處理過夜后0小時、6小時和24小時時的假單胞 菌生物膜中的細菌生長。圖3顯示在使用粘蛋白(2.5g/L)和G片段(0、1 %、2%或6% )產生過夜，用土霉素(4096 μ g/ml 0 μ g/ml)處理過夜后0小時、6小時和24小時時的假單胞菌生物膜中的
細菌生長。圖4顯示在使用粘蛋白(2.5g/L)產生6小時、然后用粘蛋白(2. 5g/L)和G片段 (0或6%)處理、用阿米卡星、妥布霉素、土霉素或“阿米卡星+ 土霉素”(4096 μ g πιΓ1 Oyg πιΓ1)處理過夜后0小時、6小時和24小時時的假單胞菌生物膜中的細菌生長。圖5顯示在不使用粘蛋白產生6小時、然后用G片段(0或6% )但不用粘蛋白處 理、用阿米卡星(4096 μ g/ml 0 μ g/ml)或妥布霉素(1024 μ g/ml 0 μ g/ml)處理過夜 后0小時、6小時和24小時時的假單胞菌PAOl生物膜中的細菌生長。圖6顯示在使用粘蛋白(2. 5g/L)產生6小時、然后用粘蛋白(2. 5g/L)和“G_嵌段 #0802”(0或6%)處理過夜、用阿米卡星(4096 μ g πιΓ1 0 μ g πιΓ1)或妥布霉素(1024 μ g πιΓ1 0 μ g πιΓ1)處理過夜后0小時、6小時和24小時時的假單胞菌PAOl生物膜中的細菌 生長。圖7顯示在使用粘蛋白(2.5g/L)產生6小時、然后用粘蛋白(2. 5g/L)和G片段 (0或6% )處理過夜、用土霉素(4096 μ g πιΓ1 0 μ g ι Γ1)處理過夜后0小時、6小時和 24小時時的金黃色葡萄球菌菌株ATCC 6538生物膜中的細菌生長。圖8顯示在使用粘蛋白(2.5g/L)產生6小時、然后用粘蛋白(2. 5g/L)和G片段 (0或6%)處理額外過夜、用妥布霉素(1024 μ g/ml 0 μ g/ml)處理過夜后0小時、6小時 和24小時時的MRSA傷口分離株‘1103’生物膜中的細菌生長。圖9顯示在用粘蛋白(2.5g/L)和0或2%的G片段處理過夜的生物膜中G片段和 粘蛋白對白色念珠菌ATCC 90028和都柏林念珠菌CD36T的附著的影響。圖10顯示用粘蛋白(2. 5g/L)處理6小時然后用粘蛋白(2. 5g/L)和0或2%的G 片段處理24小時的假單胞菌生物膜的電子顯微照片。
實施例實施例1 材料和標準方法細菌菌株將兩種培養收集菌株銅綠假單胞菌PAOl (ATCC 15682，傷口分離株)和金黃 色葡萄球菌(ATCC 6538)與來自慢性下肢靜脈性潰瘍的臨床分離株(金黃色葡萄球菌 (MRSA) ‘1103，)共同用于MBEC測試。將兩種念珠菌型菌株(白色念珠菌ATCC 90028和 都柏林念珠菌CD36T)用于附著測試。化學藥品和細菌培養基細菌菌落在補充有5%綿羊血的2號血液瓊脂基質(BA ；Labl5, LabM, Bury，英 國)上生長，并用于接種胰蛋白胨大豆肉湯(TSB，CMO129, Oxoid, Basingstoke，英國) 以生長過夜。在經陽離子調節的米勒-海頓(Mueller-Hinton)肉湯(CAMHB ;Labll4， LabM)中產生了生物膜。所用的所有抗生素均為醫藥級(Sigma-Aldrich，Gillingham, 英國)，并且包括阿米卡星、土霉素和妥布霉素。豬胃粘蛋白糖蛋白(由JeffPearson， NewcastleUniversity 純化)和藻酸鹽低聚物 CF-5/20 ( "G-片段”;2600Da，％ G 90 95) 和 G-嵌段(G-block) #0802(6400Da, % G 91)由挪威 Sandvika 的 Algipharma AS 提供。最小生物膜根除濃度測試(MBEC)
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所用的MBEC 方法改編自 Moskowitz SM 等，(2004) J Clin Microbiol42 1915-1922。從-80°C貯存器中取出后，使細菌分離株在BA上生長，然后在TSB中生長 過夜。將細菌培養物在具有或不具有粘蛋白(2.5g/L)的CAMHB中稀釋至0.5麥克法蘭 (McFarland)后，將100 μ 1轉移至平底96孔微量滴定板的孔中。在實施例3中，將細菌培 養物稀釋至在具有粘蛋白(2. 5g/L)和藻酸鹽的CAMHB中的0. 5麥克法蘭后，將100 μ 1轉 移至平底96孔微量滴定板的孔中。然后將平板包在石蠟膜(parafilm)中以防止脫水，并在37°C溫育以使得可以形 成生物膜。溫育時間和條件如下所述而有所不同。生物膜形成后，除去浮游細胞和上清液，然后用無菌磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)洗滌 各孔。洗滌后，將細胞在100 μ 1 CAMHB中用藻酸鹽和/或抗生素的組合并使用或不使用粘 蛋白(2. 5g/l)進行處理。然后將平板包在石蠟膜中，并在37°C溫和翻轉下溫育。溫育時間 和條件如下所述而有所不同。所用的抗生素和濃度范圍如下所示。將孔用PBS洗滌，然后一式兩份地添加100 μ 1每種濃度的抗生素在CAMHB中的連 續稀釋液。將平板再次包在石蠟膜中，并在37°C溫和翻轉下溫育過夜。在所有MBEC測試中，如下評估最終的細胞數量。將孔用PBS洗滌，使生物膜通過 劇烈的移液器混合(pipetting)而重懸于100 μ 1 CAMHB中。在微孔板閱讀儀(FLUOstar OPTIMA, BMG LABTECH)上立即(0小時)和在37°C溫育后在6h和24h時測定620nm處的光 想、度(OD620)。MBEC值是測試樣品中抑制細菌的所有生長的抗生素的濃度。細菌生長根據樣品吸 光度的增加而測定。因此，MBEC值的降低表明樣品對抗生素的敏感性的增加(即需要更少 的抗生素來避免細菌生長)。所用的抗生素和濃度范圍
權利要求
一種用于抗擊生物膜的方法，所述方法包括使所述生物膜與藻酸鹽低聚物接觸。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述生物膜處于有生命或無生命的表面上。
3.如權利要求1或2任一項所述的方法，其中所述生物膜處于選自以下表面的表面上 食品或飲品加工、制備、貯存或配送機械或設備的表面、空調設備的表面、工業機械的表面、 儲存罐的表面、醫學或外科手術設備的表面、水生/海事設備的表面或建筑物和其它結構 的表面。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述表面選自食品加工、貯存、配送或制備設備或 表面、罐、輸送機、地板、排液裝置、冷卻器、冷凍器、設備表面、墻、閥、帶、管道、空調導管、冷 卻裝置、食品或飲品配送線、熱交換器、艇殼、牙科水線、石油鉆探導管、隱形眼鏡、隱形眼鏡 貯存盒、導管、假體裝置或可植入醫療裝置。
5.一種用于治療或預防受試對象中的生物膜感染的藻酸鹽低聚物。
6.藻酸鹽低聚物在藥物制備中的用途，所述藥物用于治療或預防受試對象中的生物膜 感染。
7.如權利要求1或6中任一項所述的方法、藻酸鹽低聚物或用途，其中所述藻酸鹽低聚 物的平均分子量低于35，000道爾頓，優選低于30，000道爾頓、25，000道爾頓或20，000道爾頓。
8.如權利要求1 7中任一項所述的方法、藻酸鹽低聚物或用途，其中所述藻酸鹽低聚 物的數均聚合度為2 100、優選為2 75、2 50、2 35或2 30。
9.如權利要求1 8中任一項所述的方法、藻酸鹽低聚物或用途，其中所述藻酸鹽低聚 物具有至多100個單體殘基，并且優選為2聚物 至35聚物、2聚物 30聚物、3聚物 35 聚物、3聚物 28聚物、4聚物 25聚物、6聚物 22聚物、8聚物 20聚物或10聚物 15聚物。
10.如權利要求1 9中任一項所述的方法、藻酸鹽低聚物或用途，其中所述藻酸鹽 低聚物具有至少30 %的G殘基或至少70 %的G殘基，優選30 % 70 %的G殘基或70 % 100%的G殘基。
11.如權利要求5 10中任一項所述的藻酸鹽低聚物或用途，其中所述生物膜處于內 部或外部身體表面中或其上。
12.如權利要求11所述的藻酸鹽低聚物或用途，其中所述內部或外部身體表面選自 以下表面口腔、生殖道、尿道、呼吸道、胃腸道、腹膜、中耳、前列腺、血管內膜、結膜、角膜組 織、肺組織、心臟瓣膜、皮膚、頭皮、指甲或傷口內部。
13.如權利要求5 12中任一項所述的藻酸鹽低聚物或用途，其中所述受試對象為選 自以下的受試對象患有事先建立的感染的受試對象、免疫受損的受試對象、進行重癥監護 或危重監護的受試對象、遭受創傷的受試對象、具有灼傷的受試對象、具有急性傷口和/或 慢性傷口的受試對象、新生兒受試對象、老年受試對象、患有癌癥的受試對象、罹患自身免 疫疾病的受試對象、具有減少或廢止的上皮或內皮分泌物和/或分泌物清除的受試對象， 或者配備有醫療裝置的受試對象。
14.如權利要求13所述的藻酸鹽低聚物或用途，其中所述受試對象選自以下患有選 自HIV、膿毒癥、膿毒性休克、AIDS、免疫系統的癌癥、類風濕性關節炎、I型糖尿病、克羅恩 氏病、C0PD、支氣管炎、囊性纖維化、氣腫、肺癌、哮喘、肺炎和鼻竇炎的病況的受試對象；準2備進行、正在進行化學治療和/或放射治療或者正從化學治療和/或放射治療恢復的受試 對象；器官移植受試對象；駐留于健康護理機構的受試對象或吸煙者。
15.如權利要求5 13中任一項所述的藻酸鹽低聚物或用途，其中所述藻酸鹽低聚物 用于治療和/或預防在傷口和/或灼傷中或者在留置醫療裝置中的生物膜感染。
16.如權利要求5 15中任一項所述的藻酸鹽低聚物或用途，其中所述生物膜感染為 假單胞菌感染，例如銅綠假單胞菌感染。
17.如權利要求5 16中任一項所述的藻酸鹽低聚物或用途，其中所述藻酸鹽低聚物 用于治療和/或預防牙菌斑、牙齦炎、牙周炎、自體瓣膜心內膜炎、急性中耳炎、慢性細菌性 前列腺炎、肺炎、哮喘或者與植入性醫療裝置和/或假體醫療裝置或組織替代物有關的裝 置相關性感染。
18.如權利要求1 17中任一項所述的方法、藻酸鹽低聚物或用途，其中所述藻酸鹽低 聚物與抗微生物劑組合使用。
19.如權利要求18所述的方法、藻酸鹽低聚物或用途，其中所述抗微生物劑為抗生素 或抗真菌劑或防腐劑、消毒劑、殺菌劑或清潔劑。
20.如權利要求1 19中任一項所述的方法、藻酸鹽低聚物或用途，其中所述藻酸鹽 低聚物與至少一種其它生物膜破壞劑和/或粘膜粘度降低劑組合使用，所述生物膜破壞劑 和/或粘膜粘度降低劑優選選自蛋白酶、核酸酶、脂肪酶、能夠降解多糖的酶、凝溶膠蛋白、 巰基還原劑、乙酰半胱氨酸、氯化鈉、不帶電的低分子量多糖或陰離子聚氨基酸、一氧化氮 前體或合成刺激劑。
21.如權利要求20所述的方法、藻酸鹽低聚物或用途，其中所述藻酸鹽低聚物與藻酸 鹽裂解酶和/或DNA酶組合使用。
22.如權利要求1 21中任一項所述的方法、藻酸鹽低聚物或用途，其中所述藻酸鹽低 聚物與其它治療活性劑組合使用，所述治療活性劑優選為免疫刺激劑、生長因子或消炎劑。
23.一種包含權利要求1、5或7 10中任一項所定義的藻酸鹽低聚物和第二活性劑作 為組合制劑的產品，所述組合制劑被分別、同時或依次用于抗擊生物膜或者治療或預防受 試對象中的生物膜感染。
24.如權利要求23所述的產品，其中所述活性劑如權利要求18 22中任一項所定義。
25.如權利要求23或24任一項所述的產品，所述產品的形式為高滲鹽水溶液、吸入溶 液、吸入粉末、鼻噴霧劑、清創組合物、局部組合物、牙膏或漱口劑。
26.一種包含如權利要求2 4中任一項所定義的無生命表面的產品，所述產品包含 權利要求1、5或7 10中任一項所定義的藻酸鹽低聚物，或所述產品已經用權利要求1、5 或7 10中任一項所定義的藻酸鹽低聚物進行預處理。
27.一種清創組合物，所述清創組合物包含權利要求1、5或7 10中任一項所定義的 藻酸鹽低聚物。
全文摘要
本發明提供用于抗擊生物膜的方法，所述方法包括使所述生物膜與藻酸鹽低聚物接觸。所述生物膜可以處于有生命或無生命的表面上，并且本發明提供醫學和非醫學的用途和方法。在一方面，本發明提供用于治療或預防受試對象中的生物膜感染的藻酸鹽低聚物。在另一方面，所述方法可用于抗擊非生物表面上的生物膜，例如，出于消毒和清潔目的。
文檔編號A61K31/734GK101939030SQ200880118093
公開日2011年1月5日 申請日期2008年10月24日 優先權日2007年11月27日
發明者愛德爾·歐塞也恩, 羅爾夫·米沃德 申請人:阿爾吉法瑪Ipr公司