专利名称：增强宿主对微生物感染的应答的氧合剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及本领域所熟知的氧合剂(oxygenating agent)的使用，在这里其被用作新的用途来增强宿主对感染的应答，也改善抗微生物剂对缺血组织(其低氧张力和其他局部状况倾向损害该抗菌素功效)中感染的体内功效。
相关技术领域当感染难以治疗时，是否因为(i)对抗微生物剂的多药耐药性(multidrugresistance)，(ii)不良的宿主防御(如AIDS)，(iii)快速繁殖和快速播散性感染(例如引起坏死的筋膜炎)，(iv)使抗微生物效能减弱(并增强各种微生物繁殖和播散的能力)的缺血或缺氧，或者由于其他原因，后果一般不好。例如，通常是肢体，骨或组织缺失增加(例如通过截肢坏疽性褥疮，该处也可能存在肌坏死，肌筋膜炎，或急性或慢性骨髓炎)；促使寿命减短(经由长期感染进入血液并在血液中播散)；并增加了健康护理系统的费用。增加的健康护理费用是由于一些因素诸如较长的住院时间；感染组织和骨清创术(debridement)或整形修复外科所需的外科治疗；这些患者发作并发症的风险例如复发的脓毒症(sepsis)，ARDS(成人呼吸窘迫综合征)，肾或心脏衰竭，和DIC(播散性血管内凝血)增加；必须试用的昂贵的抗微生物配伍方案(combinationregimen)；和最终，长期恢复和并发症以及长期卧床导致的衰弱(例如肺栓子，肺炎，骨质疏松，和此外的褥疮)。
在所有上面列出的难于治疗的感染类型和部位中，增加感染部位的pO2一般可以有助于感染的治愈；因为(i)在存在多药耐药性和/或快速繁殖的微生物情况下，已知pO2增加对多种这类的微生物(包括细菌和真菌)具有“静止的”和“杀伤的”作用。
(ii)在宿主防御不良的情况下，已知pO2增加能够改善宿主的防御(例如通过增加对细胞内和细胞外病原体有害的突发性氧化(oxidative burst)。
(iii)缺氧干扰抗微生物剂的功效处，pO2增加可以克服干扰该功效的状况。例如，熟知缺氧位点的低pO2诱导细菌的复制速率降低，因此随后的pO2增加诱导这些细菌繁殖，此时它们变得对许多作用于细胞壁的抗生素敏感，该抗生素的作用机制需要靶细菌是活跃繁殖的。
因此很明显pO2增加会有助于治疗广泛种类的病原体感染。但是，本领域已知的为治疗感染而增加pO2的唯一方法是使用高压氧(“HBO”)。
动物和/或人的实验证据已经建立关于感染的HBO治疗的以下原则。
1.它通过下列方式加快伤口闭合和组织修复(a)引起成纤维细胞和毛细血管增生，(b)减轻水肿，(c)减轻酸中毒，和(d)产生微血管的新血管生成。[参见例如Elliott DC，Kufera JA，Myers RA.Necrotizing soft tissue infectionsRisk factors for mortality and strategies for management.Ann Srug 1996 Nov；224(5)672-83.]2.它通过下列方式增强宿主的免疫力(a)刺激氧爆发，(b)刺激自由基形成，(c)恢复正确的氧化还原电位，(d)提高多形核细胞完成其代谢途径的能力，包括直接抗微生物能力，(e)调节细胞因子和趋化因子动力学，和(f)减轻乳酸中毒。[参见例如Shafer MR.Use of hyperbaric oxygen as adjunct therapy tosurgical debridement of complicated wounds.Semin Perioper Nurs 1993Oct；2(4)256-62.]3.它通过(a)直接杀细菌、杀病毒或杀真菌的作用和通过(b)减少病原体释放毒素的量，就像HBO降低梭状芽孢杆菌α毒素释放一样，来直接干扰许多病原体。在报告中Altiere等发现了HBO抗病毒作用的证据，其中HBO降低外周血单核细胞中HIV病毒的负荷(load)，而且其中几乎无HIV病毒进入已经暴露于HBO的未感染的细胞。[参见(a)Altieri RJ.HIV antiviral effectsof hyperbaric oxygen therapy.J.Assoc Nurses AIDS Care 1996 Jan-Feb；7(1)43-5，和(b)Kajs-Wyllie M.Hyperbaric oxygen therapy for rhinocerebralfungal infection.J Neurosci Nurs 1995 Jun；27(3)174-81.]4.最后，HBO帮助某些组织(如肠壁)抵抗微生物侵入身体的无菌区域(如血流)，在处于缺氧状况的部位这种入侵更容易发生。
但是，使用高压氧疗有许多风险和弊端。一个缺点是高压氧舱昂贵且需要很大面积，所以大多数二级和三级医疗中心没有HBO，更不用说医生办公室。而且，即使有HBO，全身产生的高氧张力会在精细组织如眼内产生氧自由基，导致白内障或其他不希望的后遗症。而且，已知HBO造成中枢神经系统毒性(癫痫发作是症状之一)以及肺毒性(减压疾病)，并且干扰耳内平衡(某些情况需要鼓膜切开术)。此外，HBO可能不能同等成功地渗透所有空腔时，例如肠或特殊空腔器官部位内部。最后，由于大多数感染的缺血组织在几天或几周里需要多种治疗，患者的风险和健康护理系统的费用都会随着这种治疗的数量和频率逐渐累积。
因此，既然在治疗各种微生物感染时迫切需要提高组织pO2，HBO的替代法将非常有价值。已经被开发用于克服各种组织中缺血的氧合剂，在逻辑上是一种替代，但是它尚未被用来治疗感染的组织。[使用氧合剂治疗缺氧状况的例子参见，例如，Iwai等“A new treatment for ischemic foot bath therapyusing oxygen soluble fluid”，J.Cardiov.Surg.30490-493，1989；Waxman等“Perfluorocarbons as blood substitutes”Ann.Emerg.Med.，151423-1424，1986；U.S.Pat.No.4,795,423“Oxygenated perfluorinated perfusion ofthe ocular globeto treat ischemic retinopathy”；和Tur等“Topical hydrogen peroxide treatmentof ischemic skin ulcers in the guinea pigBlood recruitment in multiple skinsites”，J.of the Amer.Acad.of Dermat.33217-221，1995.]在所有引用的参考文献中，使用了一种或另一种氧合剂，或者体表(topically)使用(在缺血的组织表面)或者直接注射入缺血组织(例如就上面引用的美国专利来说如果发生视网膜病考虑眼球给药)。在刚刚引用的参考文献中提到的一种氧合剂-过氧化氢-已经被用来治疗感染以及治疗缺血，然而下面会详细讨论，以过氧化氢为例的这类氧合剂不能渗透组织，所以只能作体表使用和用于多数表浅感染。但是，现有技术没有教导向感染的组织给药渗透性氧合剂。在本发明中，用渗透性氧合剂治疗感染的组织(无论缺氧与否)从而(i)增强宿主修复过程和抗微生物的防御功效，并(ii)改善抗微生物剂的功效。因此本发明提供感染的全身性HBO治疗的替代法。
发明概述本领域所知的氧合剂被本发明用作新的应用，用于治疗微生物感染的新目的。本发明具有的优势是增加组织pO2因此能够增强身体自身抗微生物的防御效能，也促进伤口修复，并且同时改善可以共同给药的抗微生物剂的功效。可以将所述氧合剂全身给药，但是也可以局部(regional)给药，即，对特定组织，而对pO2增加可能使之受害的其他区域(例如角膜)没有毒性。在任何情况下，都使用有效量的所述氧合剂来达到感染组织所需的Eh水平。
一些氧合剂已经被批准商业销售，但是所批准的是针对非感染的适应症，也就是主要是用于(i)治疗缺血，和(ii)替代创伤或选择性手术(electivesurgery)的失血。
本发明的实施优选将已知的杀伤或抑制目的微生物(例如，细菌，真菌，酵母，寄生虫，病毒，或其他引起感染的微生物)的抗微生物剂至少与一种氧合剂联合共同给药。如果为协同作用将抗微生物剂和氧合剂共同给药，可以将它们或者在同一药物制剂中一起给药，或者在时间和部位上(通过不同途径，例如，一种体表给药和另一种静脉内给药)分开(separately)给药。在感染组织中升高pO2至使抗物生物剂功效达到在正常(即，大气的)或高于正常范围的氧张力大致达到的水平。因此本发明能达到在宿主防御免疫和抗生素间的协同作用。无论何种情况，实施本发明不需要抗微生物剂的共同给药。
在缺氧/缺血的组织中抗微生物剂功效倾向不良有几种原因。1)为了使多数抗微生物剂发挥作用，靶病原体必须是活跃增殖的。但是，这种复制明显地被降低的氧张力所抑制。这就是为什么在慢性化脓性感染病程的晚期细菌的生长率降低，并且反过来解释了为什么细菌对抗生素治疗变得耐受(refractory)。2)在感染的缺血/缺氧组织中抗微生物剂功效大大降低的第二个原因是该组织倾向为酸性环境。这一部分是由于缺氧，一部分是由于感染/炎症自身的结果。该酸性环境，伴有低的氧化还原电位，抑制某些抗微生物剂(例如，氨基糖苷)的作用。这是为什么通常使用碱性剂来恢复某些抗生素的功效，例如红霉素，林可霉素，氯林可霉素，和氨基糖苷氨基环醇抗生素的原因。3)功效降低的第三个原因是某些抗微生物剂向靶病原体的渗透需要氧依赖性步骤，因此这种进入会被低氧张力而抑制。
为了抗任何自由基的保护目的，考虑抗氧化剂(例如超氧合剂歧化酶(“SOD”)，生育酚，和抗坏血酸)，生长因子，内毒素拮抗剂，细胞因子调节剂，和许多其他协同剂也可以与本发明的氧合剂共同给药，所述自由基可能通过以下产生(i)某些感染(例如流感病毒)产生的呼吸性氧化应激，以及(ii)本发明的氧合剂本身。增效剂(synergizing agent)，例如所列出的，也可以促进伤口的较快速愈合；可以对抗(counter)各种前炎性因子(例如细胞因子)的作用；并且可以进一步增强共同处方的任何抗微生物剂的功效。这种增效剂的具体例子将在后面的部分中给出。
医师添加这些或其他增效剂以增强氧合剂的作用是本发明所希望的，并且不改变新发明步骤的性质。如果医师使用对微生物疾病已知的任何治疗(无论治疗性质如何)，并向混合物中加入氧合剂，他或她因此都是在实施本发明。
本发明使用本领域已知的氧合剂，采用本领域以前没描述过的新的步骤，应用此制剂进行传染病(infectious disease))的治疗。
发明内容
从上面的讨论我们看出无论在缺血/缺氧部位，还是甚至在正常氧合部位存在感染，任一情况下，在该部位增加pO2水平都可以(i)增加抗微生物剂的功效，和/或(ii)增强宿主自身对已经侵入该部位的微生物的防御。本发明通过向该部位给予氧合剂提高组织中的pO2，因此可以提高pO2而不必承担高压氧舱的风险并负担费用。
任何以合适的剂型并在合适的部位给药来实施本发明的氧合剂，都被分成下列类型(A)携氧剂(oxygen-carrying agent)，和(B)包埋的产氧剂(oxygen-generating agent)。
A.本领域已知的携氧剂包括但不局限于(i)天然血红蛋白和血红素部分的变体(modification)；(ii)合成的血红蛋白和血红素；(iii)全氟化碳；(iv)水性氧(aqueous oxygen)；和(v)任何能够溶解或疏松地结合氧的其他类型物质，然后又在血流中转运氧，并最后将其释放到一个或多个部位，包括需要它的靶部位。对某些这类物质的详细描述在后面给出。
B.本领域已知的包埋型产氧剂(i)以合适的剂型(例如传统的或改良(modified)的脂质体)被包埋，并(ii)随后在感染部位变成非包埋型，然后能在感染部位进行化学改变释放游离氧。这些包括但不局限于，下列包埋的制剂(i)过氧化氢，(ii)四氯十氧化物(tetrachlorodecaoxide)，(iii)高锰酸钾，和(iv)臭氧，所有这些与组织反应(直接地，或在某些试剂辅助下)释放分子氧(O2)。请注意本发明不要求这些物质在裸露(naked)、非包埋状态下的使用用途的权利。这是因为，例如，现有技术教导过氧化氢(本身，未包埋的)能帮助在感染部位如感染的伤口和感染的牙龈减少细菌。
但是，在这些物质释放的氧未被包埋时，它不能扩散超过它所在的上皮或结缔组织的前几层。例如，已知过氧化氢仅用来在感染部位的体表区域帮助氧合和清创。与此相比，本发明的包埋型产氧剂(及携氧剂)，在用某些载体制成制剂时(如所需可以发生)，能够(i)在体表给药时，渗透过组织的多层，并(ii)在非肠道注射时，通过循环系统广泛灌注(perfuse)。因此本发明的这些物质提高下列部位的pO2(i)皮内，皮下或真皮组织以及肌肉内或粘膜下组织；(ii)经循环系统它所到达的内脏器官的实质组织，和(iii)各种器官和结构的中空内部(这些物质在经循环系统到达该中空器官和结构附近后，其携带或产生的游离氧扩散至该部位)。例子包括但不局限于肠腔，胆囊内部，头颅的窦道。因此，如所提及的那样，非包埋型剂(unentrapped agent)仅限于体表使用，但是同样的制剂(agent)在以包埋剂型并按照本发明的方法改良后，可以用于渗透表面屏障并且也能够非肠道注射。下面给出包埋型剂(entrappedagent)的一些例子。
携氧剂本领域已知的携氧剂(如上面类型“A”中总结的)可被分成几组。这些组只作为例子而不是穷举列表，本发明也包括本领域的技术人员明显可知的其他(已知的，或将来发现的)例子(1)游离的分子氧(O2)暂时物理-化学性与所述制剂组分结合的那些携氧剂。例子包括但不局限于(a)基于无细胞血红蛋白和/或血红素产品的血液替代品；(b)包装的血红蛋白和包装的血红素产品；(c)合成的血红素化合物，例如改良的血红素化合物其中在近端第六个配位点(coordination site)有结合铁的链烷咪唑基，并带有四个长链链烷磷酸胆碱基团来提供亲脂性及氧口袋(oxygen pocket)；(d)脂质体包裹的血红蛋白制品，其有人工红细胞的功能；和(e)改良的血红蛋白包括但不局限于吡哆醛化的(pyridoxalated)血红蛋白聚氧乙烯结合物(“PHP”)；PEG-血红蛋白；氧化型棉子糖聚血红蛋白(o-RaffinosePloy Hemoglobin)(“Hemolink”)；聚硝酰-血红蛋白(“PNH”)；聚合的人血红蛋白(“PolySFH-P”)；聚合的纯化牛血红蛋白；和交联的血红蛋白例如琥珀酰水杨酸交联的血红蛋白(“DCLHb”，HEMASSISTTM)。
(2)液体状态的携氧剂，其中氧是溶解的而不是化学结合的。例子包括但不局限于(a)水性氧(“AO”)，最近Wayne州大学的发明描述其名称叫“TherOx”，其中水是用氧以每克水与1-3ml氧混合超饱和的，其在传送AO的装置中通过层流进入狭窄的管道系统不产生气泡成核现象(尽管O2的100倍大气压的高压(～1500psi)，以前只有HBO可达到)。然后将AO灌注(infuse)入动脉以形生局部血酸度过高(hyperoxemia)。TherOx的发明者在血液替代品IBC会议(IBC Conference of Blood Substitution)(Cambridge，MA，Nov.20，1997)上发言，提供了他们的发明在缺氧/缺血状况(例如在血管成形术和心肌缺血的治疗中)的使用数据。
(b)另一类携氧剂包括各种合成的化学化合物，例如全氟化碳(后者一般由一定数量的置换(permutation)碳原子和氟原子构成)。全氟化碳(“PFCs”)是小粒径低粘性物质，且它在生物系统中是化学惰性的，并且与血浆和全血相比具有高携氧能力。PFCs的例子包括但不局限于全氟化萘烷(C10F18)，全氟化-三-正-丙胺(C9F21N)，氟甲基(fluoromethylo-)金刚烷(“FMA”)，OXYGENT(全氟辛烷基溴(perfluorooctylbromide))，PERFLUBRON(C8F17Br)，和FLUOSOL-DA。后者已经被FDA批准在冠状动脉成形术中辅助使用，将其通过导管腔注入以向充气的气球末端的动脉段提供氧，该产品已经被证实降低与血管成形术有关的心肌缺血。大多数上面列出的化合物见下列文献中描述Blood SubstitutesNew Challenges，R.W. Winslow，K.D Vandegriff和M.Intaglietta，BostonBirkhause publisher，1996；和Scientific Basis of TransfusionMedicineImplications for Clinical Practicd，ed.By K.Anderson和P.Ness，PhiladelphiaW.B.Saunders Company，1994。全氟化链烷和全氟化-三-正-丙胺的简单描述见USP DI“Approved Drug Products and Legal Requirements”，17thEdition，1997。将两种物质共同制剂成一个这里列出的产品如“全氟化乳化剂”，对其描述如下“注射用水中的合成的全氟化化学物质的稳定乳剂。它也含有Polaxemer 188(非离子表面活性剂，它是聚乙二醇乙烯(polyolyethylene)[160]-聚乙二醇丙烯[30]块状(block)共聚合物)，甘油，蛋黄磷脂(从蛋黄中分离的天然磷脂混合物)，右旋糖(Dextrose)(天然的糖)，和油酸的钾盐(天然的脂肪酸)，加上生理浓度的电解质”。
关于某些全氟化烷的额外信息1997年5月15日由化妆品公司Dragoco在国际商业会议(International Business Conference)上提交，题目为“DeliveryTechnologies for Cosmetic Ingredients”。Dragoco的印刷品描述(1)“全氟化的碳化合物是适合用作替代血液的物质，能够溶解大量的氧”；(2)“当用生理乳化剂稳定时，该毫微乳剂(nanoemulsion)可以运输氧并将其传送给生物体”；(3)“可惜的是，该毫微粒子表现为几乎不能或不能穿透皮肤屏障”。
为了这个原因，Dragoco将全氟化碳毫微粒子掺入脂质体。他们的印刷品提供资料显示每天两次体表给药14天后，此脂质体的全氟化碳制剂增加了老年志愿者皮肤中的pO2的约100％。
例如，他们的印刷品继续报道说14天的治疗产生“降低皱纹数量10％，减轻皱纹深度40％，增加皮肤水份含量30％，并增加皮肤厚度10％....因为我们传递的氧所提供的能量，营养不良的皮肤恢复了最外层皮肤的再生能力”。Dragoco把注意力集中在该携氧系统作为克服缺血带来的影响(和缺血本身)的方法的潜力上。他们未提及它在治疗细菌性感染(无论缺血的还是正常组织)中的应用，感染与他们的目标和目的没有关系。因此，他们没有教导氧合物质在治疗传染病中的应用。
Dragoco在其印刷品中引用的、与该氧合剂抗缺血的用途有关的期刊文章是(1)Stanzl等“A new cosmetic product containing molecular oxygen”Euro Cosmetics，1/93，p.39.(2)Stanzl等“The effectiveness of molecular oxygenin cosmetic formulations”Intl.J.of Cosmetic Sci.，18137-150，1996。
为本发明的目的，PFCs比血红素-和血红蛋白-基础的氧合剂优选，因为在非优选的化合物中铁和/或血红素对巨噬细胞和内皮样排列的细胞是有毒的。此外，有报道说可能由于血红蛋白参与细菌内毒素的特异结合，血红蛋白-基础的产品会导致感染的风险升高。如果将本发明所用的氧合物质特别给药那些已经患有感染(或有感染风险)的人，希望会尽可能避免上面描述的副作用。但是，无论哪种携氧剂质可能被时间验证为最实用的，以有效剂量使用任何携氧物质，从而在微生物感染的治疗和/或预防中获得理想结果，都构成了本发明的实施。
包埋型产氧剂可以将本领域已知的包埋型产氧剂(和上面类型B总结的)分成几组(这是为了举例而不是穷举列表，本发明也包括技术人员明显可知或将要发现的例子)(1)就(例如)过氧化氢(H2O2)，四氯十氧化物，和臭氧(O3)而言在本领域已知的pH-敏感的载体中包埋产氧物质，所述载体如形似球形-，蜗状-或树丛状(dendrimer)物质，如脂质(脂质体)，氨基酸，聚合物，或任何其他本领域已知的或以后知道的合适剂型。当pH敏感的载体在感染部位(该部位一般是酸性的)降解，所述产氧物质被释放入外环境，在该处与组织的简单相互作用使其分解，产生游离的分子氧。
(2)就高锰酸钾(KMnO2)(例如)而言在本领域已知的PH-敏感载体内部区室包埋(例如多层脂质体)产氧物质；并在该载体外部区室包埋还原物质；因此pH敏感载体在感染部位(该部位一般是酸性的)的降解既向外环境释放产氧剂也释放将其还原的试剂，因此释放游离的分子氧。
可以在该处或向该处给予氧合剂的部位的例子当氧合剂可以在该部位杀伤细菌和/或辅助宿主防御时，它们在感染组织氧合不良时需要十分迫切。为清楚说明，将氧合不良的组织，及那里通常发现的感染描述如下(1)可能曾经是血管化很好的，但是其后来由于下列原因血管化不良的组织，由于(a)衰老的正常过程(该处皮肤的血流逐渐减少，导致缺血的皮肤溃疡然后成为感染)；(b)疾病的发展(例如糖尿病中发生的与小血管疾病相关的压痛，该痛然后成为感染)；和(c)物理性的创伤(例如随后引起感染的烧伤)。在压痛和相关的蜂窝织炎状态的早期阶段，在疾病进程中尽早给予本发明氧合剂是重要的，目的是不仅在这些部位控制细菌，而且利用已知的这些物质逆转缺血的能力以防止进一步组织坏死。这种恶性循环是自明的，其中(a)组织坏死程度越大，细菌定居(colonize)进展性损伤并且向更深层渗透的能力越强(因为这种入侵的屏障被破坏)，并且(b)该细菌繁殖和渗透的程度越大，组织坏死的进程越快。
(2)本身不是良好血管化的，并因此长期承受低氧张力的那些组织，例如在下列情况中获得的(a)骨(例如骨髓炎)，关节，眼(例如细胞巨化病毒(cytomegalus virus))，中耳，和窦的感染；(b)皮肤表浅层的感染(例如痤疮和脓疱病)；(c)男性和女性泌尿生殖器官的感染，例如梅毒，淋病，衣原体，输卵管炎(ovosalpingitis)，和肾脏(肾盂肾炎)，输尿管，膀胱，尿道，前列腺或附睾的急性或慢性感染；(d)粘膜感染，一般例如(i)上或下呼吸道的内层(lining)(如细菌和病毒性肺炎)，(ii)上或下消化道的内层如在Crohn’s病，溃疡性结肠炎，和胃和十二指肠溃疡(其可以有幽门螺杆菌感染)；和(iii)口腔感染(例如牙周炎)。
(3)脓肿，无论小的和表浅的(例如疖子(boils)和疖疮(furuncles))还是深的(例如腹膜炎，积脓症，会阴脓肿，或其他感染的体腔/组织)。
(4)中空器官的腔内感染，和该器官的输入或输出管道的感染。例子包括但不局限于胆囊或普通管道的感染，例如细菌感染(例如感染大肠杆菌)或寄生虫感染(例如已经迁移至胆囊的兰氏贾第鞭毛虫)。
(5)细胞内定位，例如感染细菌(例如结核分枝杆菌)或病毒(例如人类免疫缺陷病毒)的白细胞所处的淋巴结。
当处于如上面提到的氧合不良的组织中时可能十分需要本发明的用途，不过本发明不限于这些组织，因为其在正常氧张力的情况下也可以是有用的，例如在(i)感染微生物刚好是对高于正常的氧张力敏感，和/或(ii)处于衰弱的组织部位(例如卧床导致的压痛早期阶段)。在这种情况下，本发明改善的氧合作用会减轻此组织破坏的速度，并且结果是感染的风险下降。虽然可以被氧破坏的微生物的例子逻辑上包括厌氧的和微需氧的细菌，但是甚至某些需氧的细菌可以被升高的pO2破坏。因此，例如，HBO已经被用来强化治疗需氧和厌氧细菌感染的抗生素的功效。在本发明中，氧合剂用来替代HBO。
即使位于氧合良好的组织内，升高pO2可能是有益的其他感染例子包括肝炎病毒A，B或C感染，其中怀疑的感染物停留(reside)在肝实质细胞内；以及HIV，其中停留在T细胞中的感染物不仅存在于淋巴结，而且存在于循环系统中。在许多这类感染中，有证据表明pO2的增加可以改善宿主细胞的杀伤动力学(例如它们产生自由基的能力，和细胞因子在那里作用的功效)。
适合用于各种部位的制剂和给药系统的例子当感染部位相当表浅时，可以通过局部应用任何适当剂型的氧合剂(有或没有适当的抗微生物剂)将氧合剂体表给药以皮内渗透。
在那些怀疑氧合剂不能容易地穿透上皮的表浅层，和感染或者(i)在真皮/皮下的较深区域或(ii)体表给药根本不能接近的情况下，可以应用各种药物载体和给药方式以达有效穿透。由于感染和炎症引起的酸性和水肿状况，以及与这些状况伴随的结缔组织和血管通透性总体升高，使得载体预期在感染的组织中渗透的程度和速度提高(和未感染的组织相比)。这类载体和/或给药方式包括但不局限于
A.经皮贴，其中许多是本领域技术人员已知的。
B.胶囊化和微胶囊化制剂。很多装入胶囊的技术是本领域技术人员已知的。[见例如Encapsulation and Controlled Release，Ed.by D.R.Karsa和R.A.Stephenson，Royal Society of Chemistry，Cambridge，1993出版。]例如，技术人员对下列的应用是熟悉的(i)脂质体，(ii)非磷脂脂质体型制剂，(iii)树丛状，(iv)螺状(cochlear)脂类材料，和(v)微胶囊材料，所有上面提到的是本领域已知的，并且适当改进后能够包埋氧合剂直至该载体被降解，随后将氧合剂释放入靶向的体壁(integument)较深层。
C.乳剂和凝胶体，如技术人员已知的，虽然不是严格意义上的装入胶囊，但却可能具有特性防止大多数氧释放直到充分穿透皮肤层。
D.绷带和敷料，如技术人员已知的，它们被放在伤口和切口的表面，其中所述氧合剂通过装入微胶囊或其他适合氧随时间释放的技术散布其上。适合此目的的基础(underlying)绷带和敷料的组合物是技术人员已知的，且包括(但不局限于)聚氨基甲酸酯和其他聚合物薄膜；水状胶体(hydrocolloid)和水凝胶；藻酸钙；和胶原蛋白为基的复合物。所述绷带和敷料可以含有任何数量的其它本领域已知的促进伤口愈合和/或防腐的试剂，本文的发明步骤加入氧合剂E.Packing物质(例如Iodoform纱布)，它被塞入伤口和切口来促进灭菌，引流，和愈合，且其中所述氧合剂通过装入微胶囊或其他适合氧随时间释放的技术散布其上。适合此目的的基础的包装物质组合物是技术人员已知的，且包括(但不局限于)聚氨基甲酸酯和其他聚合体薄膜；水状胶体和水凝胶；藻酸钙；和胶原基础的复合物。包装物质可以含有任何数量本领域已知的促进伤口愈合和/或防腐的其它试剂，本文的发明步骤是加入氧合剂。
E.就牙周感染而言，氧合剂可被用作(i)作为牙膏，凝胶或其他患者自己使用的适当剂型，以使所述氧合剂穿透齿龈，和/或(ii)作为填充物质能被牙医填入龈袋中(很多方面与牙医目前在牙龈间隙用作填充物质的抗生素释放剂型相似)。所述牙膏，凝胶和填充物质的剂型是本领域已知的，本文的发明步骤是在合适剂型中加入氧合剂。
F.气雾剂，例如喷雾以达到鼻腔和/或鼻窦，以及吸入给药至肺部。本领域已知有许多喷雾和吸入制剂，其中任何一种可以用于本发明，本文的发明步骤加入氧合剂。这种气雾剂的一个例子是Schering-Plough生产的PROVENTILTM吸入剂所代表的类型，其推进物含有油酸，三氯氟化甲烷，和二氯二氟甲烷。如果需要可以根据治疗中使用的氧合剂来调整推进物成分和乳化剂的浓度。
G.通过直接注射或滴注，在这些情况下感染的组织中包括表面治疗达不到的区域。例子包括但不局限于眼睛的感染(该处直接注射药物)，体腔的脓肿(该处也直接注射药物)，有瘘管的骨感染(该处将药物滴入瘘管)。
H.所有传统的非肠道途径给药是实用的，例如通过下列途径注射皮下，肌肉内，静脉内，动脉内，腹膜内，心内，心包内，腰椎穿刺，鞘内，和通过钻孔直接滴入脑膜或脑实质本身(在脓肿的情况下)。
I.对各种内在的粘膜表面可以给予氧合剂。因此，例如，氧合剂的给药可以是经口(漱口制剂或凝胶应用)；以栓剂或灌肠剂经阴道或经直肠；和通过内窥镜检查法，例如会咽，支气管，肺，胃(或十二指肠)，子宫(或输卵管)，和上，中或下段尿路感染。意味着离其开口(orifice)最近的这些粘膜表面较末梢区域，可以使用上面描述的用于皮肤的相似的或相同的体表制剂(topical formulation)，其中该制剂中的脂质体或其他载体能够使氧合剂或其负荷的氧气深度穿透至粘膜下区域。
在所有上面引用的例子中，可以用作传递氧合剂的载体的赋形剂对本领域的技术人员是明显可知的。例如，所述氧合剂可以是冻干形式并且之后可以在临注射给药前溶解于水或盐水(saline)中。如果需要，可以加入本领域技术人员已知的稀释剂和稳定剂。
可以将氧合剂和适当的抗微生物剂在同一载体(例如，通过共同装入胶囊)或同注射或IV滴注中共同给药，但是实施本发明不是必需共同给药两种类型物质。实际上，可以将所述氧合剂和抗微生物剂通过不同途径和在不同时间给药(例如，体表给药抗生素而注射给药氧合剂，或反之亦然)。
无论共同制剂(co-formulated)还是分开给药，考虑可以将各种免疫调节物和其他物质与氧合剂一起给药。所述调节物包括但不限于(a)抗氧化物，例如超氧化物歧化酶(“SOD”)，维生素E(生育酚)，过氧化氢酶，和抗坏血酸。
(b)生长因子，例如但不局限于各种表皮生长因子(EGFs)，干扰素，细胞因子，趋化因子，和MHC II类诱导或调节因子。
(c)内毒素拮抗剂，例如类固醇，单克隆抗体，或重构的HDL。
可以将这些和其他增效剂与本发明的氧合剂共同给药，目的是(a)保护不受任何自由基侵害，该自由基可能(i)由某些感染(如流感病毒)引起的呼吸性氧化应激(“ROS”)产生，或(ii)可能由氧合剂本身产生。
(b)促进伤口愈合更快。
(c)对抗各种前炎性物质例如细胞因子的作用，和/或(d)进一步增强共同处方的任何抗微生物剂的功效。
氧合剂靶向的微生物的例子本发明不要求治疗所有微生物感染的权利，因为可能某些病原体(i)不受pO2增高直接影响，或(ii)在pO2升高加强了抗菌剂功效或者加强了宿主抗微生物防御功效时，不受其所带来改善的间接影响。但是，医师能够预测，或能根据经验判断，哪种微生物一般对提高pO2的作用是直接或间接敏感的。当医师用氧合剂(与HBO治疗相对)作为任何感染的部分或全部治疗时，他或她在实施本发明。
可以被本发明治疗的感染可以源自任何微生物，包括但不局限于细菌，病毒，酵母，真菌，立克次氏体和寄生虫(无论后者是单细胞还是多细胞的)。
当打算将本发明用于治疗任何动物或人的微生物感染时，特别要考虑这里描述的方法在治疗由耐药性微生物引起的感染时是非常有用的，其全部优势都被需要用来杀灭微生物并支持宿主防御。尤其对靶细菌，专家报道目前下面所列的耐药细菌种属和菌株(见，例如，Gibbons，Science，2571036-1038，1992)代表对人类最大的威胁1.肠杆菌科家族的所有临床重要成员，最著名地，但是不局限于下列a)所有临床重要的埃希氏菌属的菌株，最著名的如大肠杆菌。
b)所有临床重要的克雷伯氏菌属的菌株，最著名的如肺炎克雷伯氏菌。
c)所有临床重要的志贺氏菌属的菌株，最著名的如痢疾志贺氏菌。
d)所有临床重要的沙门氏菌属的菌株，包括马流产沙门氏菌(S.abortus-equi)，伤寒沙门氏菌，鼠伤寒沙门氏菌，纽波特沙门氏菌(S.Newport.)沙门氏副伤寒菌-A，沙门氏副伤寒菌-B，波茨坦沙门氏菌(S.Potsdam)，和S.pollurum。
e)所有临床重要的沙雷氏菌属的菌株，最著名的如粘质沙雷氏菌。
f)所有临床重要的耶尔森氏菌属的菌株，最著名的如鼠疫耶尔森菌。
g)所有临床重要的肠杆菌属的菌株，最著名的如阴沟肠杆菌。
2.所有临床重要的肠球菌，最著名的如粪肠球菌和屎肠球菌。
3.所有临床重要的嗜血杆菌的菌株，最著名的如流感嗜血杆菌。
4.所有临床重要的分枝杆菌，最著名的如结核分枝杆菌，鸟型-细胞内结核分枝杆菌(M.avium-intracellulare)，牛结核分枝杆菌，麻风分枝杆菌。
5.淋病奈瑟氏菌和脑膜炎奈瑟氏菌。
6.所有临床重要的假单胞菌，最著名的如铜绿假单胞菌。
7.所有临床重要的葡萄球菌，最著名的如金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌。
8.所有临床重要的链球菌，最著名的如肺炎链球菌和酿脓链球菌。
9.霍乱弧菌。
其他的细菌病原体虽然目前没处于抗生素耐药危机状态，但是是用按照本发明的氧合剂治疗的优秀侯选者，此类病原体太多以致于不能都提及。因此，所有对提高pO2水平或改善宿主防御敏感的细菌感染都可以用本发明治疗。
许多其他种属的微生物(病毒，酵母，寄生虫，立克次氏体，等等)也已经变成多药耐药性的。因此本发明在治疗或共治疗这样的其他种类微生物时尤其有用，将其中的一些而不是全部列于下面的部分。
可以与氧合剂共同给药的抗微生物剂的例子可以将本发明的氧合剂用于对提高pO2水平敏感的任何微生物感染的单独治疗或辅助(adjunctive)治疗。许多抗微生物剂与该氧合剂联合可用于这类感染的治疗。可以与本发明氧合剂共同给药的合适的抗微生物剂的例子包括但不局限于下列(i)抗生素(意思是由各种细菌，真菌和其他微生物分泌的抗细菌的化学物质)；(ii)化学疗法的药物(意思是合成的抗细菌化学物质，例如硫胺类药物)；(iii)噬菌体；(iv)细菌素；(v)细菌素样抑制物质(“BLIS”)；(vi)羊毛硫抗生素(lantibiotics)；(vii)“防卫素”的成员，一组由脊椎和无脊椎动物的皮肤，粘膜，白细胞和/或其他结构分泌的天然抗细菌物质，重要的例子是细菌通透性提高蛋白(“BPI”)和“爪蟾抗菌素(magainins)”；(viii)各种抗病毒，抗真菌和抗寄生虫药物，无论其化学组成或作用方式如何；和(ix)体表使用或可以体表使用的各种杀菌/消毒物质，它与本发明的氧合剂联合。但是，本发明不限于上面列出的抗微生物剂的种类，因为本领域的技术人员可以容易地判断与本发明氧合剂联合会有用的其他抗微生物剂或其种类。用于治疗这些微生物的抗感染物质在这里全部称作“抗微生物剂”。
下表提供一些可以与本发明氧合剂联合以提高正在讨论的抗微生物剂功效的抗微生物物质的例子，但不是全部。在表中引用的微生物是细菌的所有情况下，也可以将具体的靶细菌在所有情况下用噬菌体和/或细菌素杀灭，因此引入这些后者物质作为参考。提高pO2可以改善噬菌体的作用(象对抗生素一样)，因为(i)细菌可能在较低氧张力时复制减少，和(ii)噬菌体需要靶细菌复制以产生可以裂解该细菌的子代噬菌体，因此提高pO2会对噬菌体复制有利，并且因此对噬菌体的抗细菌作用有利。
在下表中，左手栏列出(不是包括一切的)各种微生物的界和种属的例子，其感染可被本发明的pO2升高所减弱。右手栏列出(不是包括一切的)相应的抗微生物剂(和/或剂的分组)的例子其功效可被本发明的该氧合剂所增强。
考虑联合制剂中抗微生物成分的剂量相同于或少于该物质单独应用的剂量。与氧合剂联合给予该剂量直至所述微生物被完全消灭，或直至它们的数量已经减至不超过宿主防御的数目，此时宿主防御可杀灭任何残留细菌。
本发明的另一实施方案是开发用该氧合剂(有或没有抗微生物剂或其他增效剂)治疗动物和人细菌感染的方法。本发明不限于(i)特定的氧合剂，(ii)特定的需要治疗的微生物感染，也不限于(iii)特定的抗微生物剂。相反地，可以利用本发明治疗人和其他动物的任何和全部感染，其中或者(i)引起该感染的微生物对pO2升高敏感或者(ii)该升高的pO2可以明显增强宿主对微生物的抵御。
本发明的意向受体用本发明的方法治疗的动物包括但不局限于人类，家养宠物，牲畜(包括家禽和家养牲畜)，水产(aquaculture)，动物园和水上公园中的动物(例如鲸鱼和海豚)。
本说明书中所有提及的书籍，文章和专利将在此全文引入以作参考。
下面的实施例是对本发明的解释，但是，发明的实施不限于此也不受其任何方式的限制。
实施例实施例1感染的缺血创伤使用体表氧合剂穿透至皮内和皮下空间。
步骤1建立感染使用感染的部分厚度烧伤的通过改良非糖尿病小鼠来设计的糖尿病小鼠模型，它由Cribbs等，A Standardized Model of Partial Thickness Scald Burnsin Mice.Journal of Surgical Research.8069-74，1998开发。在此模型中，通过将麻醉的肥胖型糖尿病小鼠背部暴露于60℃水中持续必需的数秒制造部分厚度烫伤，用组织标本来核实。然后以5×105cfu将非烈性(non-virulent)的铜绿假单胞菌菌株接种到此烧伤的区域，以获得慢性的非致死性的创伤。在烧伤的第5天，从创伤切下焦痂(如果有的话)，然后临床和组织学观察创伤愈合的程度和细菌计数。
步骤2.治疗形式将大鼠分成4组组1.每天2次体表单独给药全氟化碳15天，以每个脂质体中含有大约1ml全氟化碳全氟萘烷装在脂质体状制剂中(如叫作A*O*C*S*的Coty有限公司的产品)。
组2.每天2次体表单独给药抗生素15天，以1克抗生素Cleocin T凝胶1％的体表制剂的形式。
组3.按照如上在相同时间体表给药联合抗生素和A*O*C*S*。
组4.每天2次体表给药安慰剂15天，此安慰剂包含(a)含正常盐水的脂质体，和(b)本质上是尿囊素和各种赋形剂的抗生素的基本载体。
用法说明在所有例子中，给药所述感染的缺血皮肤部位1克脂质体制剂(或安慰剂对照)和1克抗生素制剂(或其安慰剂对照)，每天2次，大约间隔6小时，14天。每次用无菌纱布重新覆盖损伤区，所述纱布的皮肤面排列(lined)有已知不吸收脂质体制剂或抗生素制剂的不通透层。在这种方式下绷带是可靠的，动物不会将其拉掉或咀嚼掉，并因此不能舔掉药物/安慰剂。
步骤3.用作分析的标本的制备每组处死一只动物。在14天疗程中的每个第4天，在无菌条件下作每组一只动物的缺血皮肤损伤的活组织检查；然后将该物质称重，用pH 6.0的PBS作1∶10稀释以检测每克皮肤结构的细菌菌落数(方法见下)。在第15天，通过肌肉(IM)注射给所有动物标准的安乐死药物来人道处死。为在处死时组织学检测损伤愈合的程度或其缺损，以及每区域白细胞数目(感染和炎症的征兆)，外科手术切下缺血皮肤区域并用解剖刀切分成4个面积大致相同的长方形，标为部分A，B，C和D，部分A和D是在损伤外围(左和右侧)的长方形，部分B和C是在损伤中间的长方形。
将部分A和C(一个来自外围和一个来自中间)称重，然后不加热将其轻轻软化，在0.5cc正常无菌盐水中悬浮此软化物，再将盐水倒在含有溴棕三甲铵的培养皿(Petri dish)中以选择性分离并鉴定假定的铜绿假单胞菌。然后将培养皿在37℃保温48小时。
将部分B和D(也是一个来自外围和一个来自中间)称重，然后用解剖刀竖向切成大约1/8英寸宽的小条，用组织学方法封固在光学显微镜下观察。然后由不知道实验状况的专家给这些部分分级，他以从完全坏死到完全愈合的尺度(测量出在其它变量中占正常上皮厚度的％)给每个都打分。
步骤4.结果细菌计数通过已经涂在培养皿上的软化皮肤的悬液所生长的细菌的cfu，对4个实验分支中的每一支作计数。
组织学对4个实验分支中的每一支，测量尸检皮肤的厚度(代表损伤的愈合)和每立方毫米大约的炎性细胞(PMNs，等)数目。
结果显示氧合剂和抗生素联合在减少细菌数目上比抗生素单独使用更有效。联合也提高愈合百分比并更大程度降低浸润每cc皮肤的炎性细胞百分比。
实施例2.向缺血的皮下感染注射氧合剂。
修改Onderdonk’s小组列出的步骤(见例如(1)Onderdonk，A.B.等，“Experimental Animal Models for Anaerobic Infections”.Reviews of InfectiousDisease，Vol.1，No.2，March-April 1979，和(2)Joiner，K.A.等，A QuantitativeModel for Subcutaneous Abscess Formation in Mice，Br.J.Exp.Path.(1980)61，97-107)，因此创建腿上(而不是如Onderdonk描述的在胁腹)的皮下途径。
步骤1建立感染接种体包括(a)脆弱拟杆菌和金黄色葡萄球菌的菌落，它们每个已经通过加入预还原的无菌蛋白胨-酵母-葡萄糖(PYG)被调节到3×108CFU/ml；和(b)包括在PYG中的高压灭菌小鼠盲肠内容物的佐剂。按照Joiner等描述的方式(其包括在注射物质时追踪针迹)将0.25ml的接种体皮下注射到剃毛并拔毛的小鼠左侧胁腹。
步骤2.治疗时间安排将动物根据时间安排分成两组(a)组1接受下述的治疗形式，在观察到下面的前脓肿炎症的客观症状边缘模糊且一般可压缩时开始(一般在48-72小时左右)治疗。
(b)组2接受下述的治疗形式，在观察到下面的成熟脓肿的客观症状轮廓清楚的皮下(s.c.)结节容易可见并触及，但还不坚硬时开始(一般在48-72小时左右)治疗。
步骤3.治疗形式将每个时间组的小鼠分配到4个治疗分支中的一支，其中从上面所示的治疗起点开始连续15天，给每只动物每天两次(间隔8小时)注射下面描述的一或其它的物质。将该物质直接注射至炎症或脓肿部位，看具体情况而定，如Joiner描述在注射过程中追踪针迹。被注射的物质是(a)1.0ml氧合剂溶液(本例中是PERFLUBRON)；(b)1.0ml抗生素(本例中是含有150mg/ml药物的氯林可霉素溶液)；(c)或多或少同时注射PERFLUBRON和氯林可霉素(浓度和量与上面描述的相同，但用另外的注射器给药)，或(d)1.0ml无菌正常盐水。
步骤4.结果的评价和定量每天测评动物，用测径器测量发展的脓肿的大小，将最长的直径(D)和相应的垂直直径(d)的乘积记作“外表面积”(Dxd)。在细菌接种后的第20天用100％CO2将动物处死。在处死的5min内，通过远缘解剖(wide dissection)切下脓肿并用两种方式加工(a)对于组织学检查立即将所述脓肿放入20ml 10％福尔马林中并按照Joiner等的准则定量脓肿大小。
(b)对于脓性溢泌物中的定量细菌计数用无菌技术切开该脓肿。将每份0.1ml的脓性物质取出，加到9.9ml预还原的VPI稀释盐中，并立即转移到无氧箱中。将此标本用组织研磨器匀浆，进行连续的100倍稀释，将0.1ml的每份稀释物涂在预还原的布鲁氏菌血液基础琼脂上。保温48小时后计数菌落，结果表示为CFU/ml脓汁。
步骤5.结果实验结果显示氧合剂和抗生素联合在减少细菌数上比抗生素单独作用更有效。
实施例3氧合剂(水性氧，“AO”)的动脉内灌输以产生血酸度过高来治疗缺血的皮下皮肤感染步骤1.建立感染按照Joiner，K.A.等“A quantitative model for subcutaneous abscessformation in mice”，Br.J.Exp.Path.(1980)61，97-107的方法建立感染的缺血性皮下溃疡的兔子模型。因为感染是在大腿皮下部位而不是在胁腹被诱导，所以修改了方法。
接种体包括将每毫升109cfu脆弱拟杆菌皮下注射至16只动物每只的左腿。
水性氧是每克含有1-2ml O2的氧饱和的无气泡的灌注物。无论将AO灌注到何处，给药方法如下将导管插入感染对侧的股动脉并向心脏的方向插入，直到放射线照相确认(用对照介质(contrast medium))导管的尖端在主动脉远端(即，刚好在肾动脉尾部)。然后灌注AO，因此携带AO的血液到达左和右股动脉，并因而在左侧大腿有损伤。
步骤2.治疗形式将兔子分配到四组中的任一组，每天2次治疗15天。
组1.单独水性氧如上述将水性氧灌注到主动脉远端。将氧在1500psi压力下溶解于水中，并用窄径静脉内导管以0.5ml/min的流速通过层流灌注该物质，持续60min，每天2次15天。
组2.单独抗生素将皮肤用抗生素氯林可霉素的体表制剂Cleocin T Gel治疗，每天2次，共15天。
组3.按照上面的方式联合体表用药抗生素和动脉内AO灌注。
组4.安慰剂灌注与AO同样压力和pH的正常盐水；体表给药安慰剂替代抗生素，它用的基础载体与抗生素所掺入的相同。
用法说明在所有情况下，每次都是将体表制剂(无论安慰剂或有活性的)用于感染的缺血皮肤部位，然后用无菌纱布重新覆盖损伤区，所述纱布的皮肤面排列有已知不吸收脂质体制剂或抗生素制剂的不通透层。在这种方式下绷带是可靠的，动物不会将其拉掉或咀嚼掉，并因此不能舔掉药物/安慰剂。
步骤3.用于分析的标本的制备在第15天通过静脉内(i.v.)注射EuthanylR(戊巴比妥钠)100-240mg/kg处死所有四组动物。在处死后5分钟内，作比损伤周围宽约1/4英寸的切口，外科手术切下缺血的皮肤损伤，达筋膜层从而将真皮与下面的肌肉分离。将皮肤损伤的水平平面用解剖刀切分成4个面积大致相同的区域，标为部分A，B，C和D，部分A和D是在损伤外围的区域，部分B和C是在损伤中间的区域。将部分A和C不加热而轻轻软化，之后在0.5cc正常无菌盐水中悬浮该软化物，再将此盐水倒在含有类型和量对感染细菌生长合适的营养物的培养皿中。然后将此培养皿在37℃保温48小时。将部分B和D用解剖刀竖向切成大约1/8英寸宽的小条，用组织学方法封固在光学显微镜下观察。然后由不知道实验状况的专家给这些部分分级，他以从完全坏死到完全愈合的尺度(测量出在其它变量中占正常上皮厚度的％)给每个都打分。
步骤4.结果细菌计数通过已经涂在培养皿上的软化皮肤的悬液所生长的细菌的cfu，对4个实验分支中的每一支作计数。
组织学对4个实验分支中的每一支，测量尸检皮肤的厚度(代表损伤的愈合)和每立方毫米大约的炎性细胞(PMNs，等)数目。
这些实验显示氧合剂和抗生素联合在减少细菌数目上比抗生素单独使用更有效。此外，联合用药显示代表改善愈合的皮肤厚度增加更快。与单独用抗生素相比，联合用药的炎性细胞数目也降得更低。
实施例4.
腹膜炎在治疗腹膜脓肿中，胃肠道外给药的氧合剂和/或抗生素的使用(患病组织本身是低氧张力的深部感染的例子)。
使用本领域描述的腹膜炎小鼠模型(Onderdonk，A.B.等，”Use of a Modelof Intraabdominal Sepsis for Studies of the Pathogenicity of Bacteroidesfragilis”)。为诱导腹膜脓肿形成，此小鼠模型的优点是(i)细菌接种体需要存在只有一种细菌种属(脆弱拟杆菌)和盲肠内容物，和(ii)可以将接种体直接注射到腹腔，而不需要外科移植。
步骤1.建立感染将本领域已知的促进脓肿形成的专性厌氧脆弱拟杆菌(ATCC 23745)的原种培养物，在37℃无氧箱内的预还原的蛋白胨-酵母-葡萄糖(PYG)(Scott-Robbins Laboratories，Fiskeville，RI)中生长。18h后，将该培养物迅速用液氮冷冻并贮存于-60℃直至使用。
为共接种，制备高压灭菌的小鼠盲肠内容物的原培养物，作为本领域已知的佐剂确保脓肿形成。用100％CO2处死后收集40只用谷物喂养的小鼠的盲肠内容物并混合。向此物质中加入PYG培养液(broth)以使总体积在单独的混合盲肠内容物体积的4倍以上。通过两层粗的手术纱布将所得的浆液过滤进第2个烧杯以去除大的颗粒物质。将最终的混合物在121℃高压灭菌2h并冻于-60℃直至使用。
为制备注射用的接种体，将冻存的细菌培养液培养物(106cfu/ml)和冻存的高压灭菌的小鼠盲肠内容物在无氧箱中融化。以相同体积将其在箱中的无菌管中完全混合，并将1.0ml的此混合物吸入结核菌素注射器。将此注射器插进(capped)18号针头，从箱中拿出后马上注射小鼠。然后不麻醉将0.25ml接种体通过左侧腹壁进行腹膜内(i.p.)注射。
步骤2.治疗形式将动物分配至如下描述的4组中的一组。将治疗延期至有腹膜炎的客观表现(发热，乱毛，眼周溢泌物，驼背，等等)。除第4组的每一组，动脉内给予各自的治疗，每天1次共连续3天，其方法如下将放在左侧股动脉的导管向前插直至到达(用染料注射的放射线照相证实)升主动脉，刚好在左侧肱动脉水平以下。以这种方式，任何被注射的物质将通过供应腹腔和网膜的动脉分散，因此氧合剂携带的氧可渗透分散到腹腔并因此提高腔内的pO2。治疗前，将左侧大腿的外部用Scholl’s Hair Remover(Scholl，Inc.，Chicago，IL)剃毛拔毛，并用碘酒处理。临治疗前，将动物用0.15ml戊巴比妥钠(50mg/ml；Abbott，North Chicago，IL)腹膜内注射麻醉并且使麻醉维持整个注射过程的1/2h。
组1单独用氧合剂FLUOSOL治疗。将0.5ml FLUOSOL在30分钟时间里动脉内给药，因此给予药物的合计剂量共每公斤体重1.8克。每隔2小时的间隔重复该治疗，共给予3次治疗。
组2单独用抗生素动脉内治疗，即氯林可霉素150mg/ml(以前已经确认该抗生素可杀菌所用的脆弱拟杆菌菌株)。在30分钟时间里将抗生素缓慢注入给药，因此给予药物的合计剂量共600mg。
组3按照上述将抗生素和PERFLUBRON联合动脉内治疗。
组4FLUOSOL的直接腹膜内注射。此情况下将0.5ml FLUOSOL乳剂在接种细菌部位的对侧直接注射到腹腔内。
组5安慰剂动脉内给动物缓慢注入不含有FLUOSOL的悬浮于无菌正常盐水中的乳剂，在30分钟时间里给药，其速度为在其它实验分支中给予动物相同量液体的速度。
步骤3.结果通过吸入100％CO2，在第3次和最后一次给药后24h将每组一半动物处死，另一半在72h后处死。但是，在处死前和整个实验期间，动物都由评估人(rater)观察。
1.“临床评价”按照下面客观指标每天评估2次可见的疾病外部症候尺度5＝外观正常；4＝轻度病态(ill)(无生气)；3＝中度病态(无生气，乱毛)；2＝中度病态(无生气，乱毛，驼背，眼周溢泌物)；4＝垂死(moribund)；和5＝死亡。
2.腹膜溢泌物和脓肿中的细菌菌落计数(死后)将脓肿用无菌技术切开，来培养从而定量判定脓性溢泌物中的细菌数。取出1.0ml脓性物质，将其加入9.9ml预还原的VPI稀释盐中，并立即转移到无氧箱中。将此标本用组织研磨器匀浆，进行连续的100倍稀释，将0.1ml的每份稀释物涂于预还原的布鲁氏菌血液基础琼脂上。保温48小时后计数菌落，结果表示为CFU/ml脓汁。
3.脓肿的组织学(死后)。
从腹腔解剖取出脓肿，并以两种方式加工用于组织切片的，立即将其放入20ml 10％福尔马林中48-72h并如下加工在垂直于皮肤的平面上，沿中线在最长直径处切开，得到二个等分。将一个一半再次通过中线横断，但是与最初成90°，得到二个四等分。使用任意四等分，在皮肤平面上并沿第2次横断的轴，用测径器测量脓肿的准确中心到损伤外边缘的距离记录为“半径1”。对原始半块的另一半进行不同加工在与最初切开平行并在脓肿外围的平面上再次切开这一半。用测径器测量此部分沿与半径1相同的轴的半径，并记录为半径2。在垂直于组织学切片的平面上此脓肿的直径等于半径1+半径2。
为组织学评价将第2个半块用苏木素和伊红以及苯胺蓝(胶原染色)染色。将染色的切片用光学显微镜评价。将横切面的脓肿面积用测面法(planimetry)测定。将组织切片用放大镜(Schneider-Kreuznach 5.6/135)放大4倍，并将放大的图像投射到磨砂的玻璃板上。用Grafpen sonic digitizer(DesignData，Inc.，Cambridge，MA)和Hewlitt Packard 9830A数码计算机进行测面法测定。用下面公式计算脓肿的体积
脓肿体积＝组织学切片上横切面的脓肿面积×(半径1+半径2)/2实验显示氧合剂和抗生素联合在减少细菌数目上比抗生素单独使用更有效。联合用药也提供了改善的组织病理结果。
实施例5.牙龈脓溢(pyorrhea)在动物模型上体表给药氧合剂和/或抗生素以控制脓溢。
步骤1按照Genco，C，Van Dyke，T和Amar，S.Animal models for Porphyromonasgingivalis-mediated periodontal disease.Trends in Microbiology，Vol.6，No.11，1998描述的模型在狗的牙周组织建立牙龈脓溢。
步骤2.将动物分成4个治疗组组1接受每天一次使用含有脂质体全氟化碳制剂A*O*C*S*的体表制剂，它所在的基础赋形剂已知可向牙周空间扩散并穿透到口腔粘膜表浅层，因此该赋形剂使该氧合剂能够到达在缺氧间隙中的致病菌。
组2接受每天一次在齿龈(gum)上体表给予的凝胶制剂形式的抗生素氯林可霉素(Cleocin T Gel 1％)。
组3接受每天一次的FLUOSOL和抗生素氯林可霉素的联合治疗。
组4只接受赋形剂。
步骤3.
间隔评价，以判定上面列出的治疗使疾病进展停止的能力。这些评价是通过(i)肉眼检查齿龈外观，和(ii)计数存在于感染齿龈刮出物(scraping)中的细菌种属类型和数目。在实验末尾，人道地将动物处死，并取出牙周组织作各种炎性细胞(PMNs，等等)浸润程度的组织学分析。
步骤4结果此实验进一步表明联合使用氧合剂和抗生素时改善是可观察到的，即联合使用在减少细菌数目上比抗生素单独使用更有效。
虽然已经描述的本发明与目前认为实用并优选的实施方案有关，可以理解本发明不限于或受限于公开的实施方案，相反，它意图涵盖包括在待审的权利要求的精神和范围内的各种修改和同等安排。
因此，应理解所描述的发明中的变化对本领域技术人员显而易见而不背离本发明的创新方面，并且打算将这种变化包括在下面的权利要求范围内。
权利要求
1.不通过高压氧疗治疗受试者微生物感染的方法，其包括(a)提供氧合剂；(b)给予该受试者有效剂量的此氧合剂。
2.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中该氧合剂至少选自如下之一(i)基于无细胞血红蛋白和血红素产品的血液替代品，或(ii)胶囊化的血红蛋白和血红素产品。
3.如权利要求2要求的治疗微生物感染的方法，其中该氧合剂至少选自如下之一(a)合成的血红素化合物及氧口袋，其中该合成的血红素化合物是改良的血红素化合物，其在近端第六个配位点有结合铁的链烷咪唑基，并带有四个长链链烷磷酸胆碱基团来提供亲脂性；(b)被脂质体胶囊化的血红蛋白制品，它具有人工红细胞的功能；或(c)改良的血红蛋白。
4.如权利要求3要求的治疗微生物感染的方法，其中该氧合剂选自吡哆醛化的血红蛋白聚氧乙烯结合物(“PHP”)；PEG-血红蛋白；氧化型棉子糖聚血红蛋白(“Hemolink”)；聚硝酰-血红蛋白(“PNH”)；聚合的人血红蛋白(“PolySFH-P”)；聚合的纯化牛血红蛋白；或交联的血红蛋白。
5.如权利要求4要求的治疗微生物感染的方法，其中该交联的血红蛋白是琥珀酰水杨酸交联的血红蛋白(“DCLHb”，HEMASSISTTM)。
6.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中该氧合剂是能溶解氧的一种非血红蛋白，非血红素的物质，该物质包括称作全氟化碳(PFCs)的一类制剂的合成化学化合物。
7.如权利要求6要求的治疗微生物感染的方法，其中该合成的化学化合物选自全氟化萘烷(C10F18)，全氟化-三-正-丙胺(C9F21N)，氟甲基金刚烷(“FMA”)，OXYGENT(全氟辛烷基溴化物)，PERFLUBRON(C8F17Br)，和FLUOSOL-DA，或其他本领域现在或将来所知的全氟化碳衍生物。
8.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中该氧合剂是能溶解氧的一种非血红蛋白，非血红素的物质，该物质是用氧超饱和的水用以形成Aqueous Oxygen，该Aqueous Oxygen然后被灌注以形成局部或全身血酸度过高。
9.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中该氧合剂通过化学反应产生氧。
10.如权利要求9要求的治疗微生物感染的方法，其中该氧合剂选自过氧化氢，四氯十氧化物，臭氧和高锰酸钾。
11.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中该受试者是人。
12.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中通过皮内，皮下或粘膜内穿透将该氧合剂体表给药。
13.如权利要求12要求的治疗微生物感染的方法，其中将该氧合剂配制成非胶囊化的药用组合物来产生能穿透真皮或粘膜层的配制剂。
14.如权利要求13要求的治疗微生物感染的方法，其中该配制剂选自经皮贴剂上的载体和穿透型润肤剂。
15.如权利要求14要求的治疗微生物感染的方法，其中该配制剂是二甲基亚砜(“DMSO”)。
16.如权利要求12要求的治疗微生物感染的方法，其中将该氧合剂配制成胶囊化的药用组合物或微胶囊化的药用组合物，该配制剂穿透真皮或粘膜层。
17.如权利要求16要求的治疗微生物感染的方法，其中将该配制剂包裹在载体中，该载体包含由选自脂类，氨基酸，和/或其他类型聚合物中的至少一种构成的形式。
18.如权利要求17要求的治疗微生物感染的方法，其中该形式选自球体(脂质体)，微球体，螺状体，和树丛状体。
19.如权利要求18要求的治疗微生物感染的方法，其中该微球体包括选自下列的至少一种天然的聚合物，蛋白质，碳水化合物和蜡。
20.如权利要求19要求的治疗微生物感染的方法，其中该微球体包括选自下列的至少一种明胶，白蛋白，酪蛋白，阿拉伯胶，金合欢胶，琼脂，藻酸酯，角叉藻聚糖，淀粉，黄原胶，蜂蜡和虫胶。
21.如权利要求19要求的治疗微生物感染的方法，其中该微球体包括选自下列的至少一种纤维素酯，纤维素醚，脂肪酸衍生物和脂肪醇衍生物。
22.如权利要求19要求的治疗微生物感染的方法，其中该微球体包括选自下列的至少一种甲基纤维素，乙基纤维素，醋酸纤维素，丁酸醋酸纤维素，羧甲基纤维素钠，硝酸纤维素，甘油单硬脂酸酯，甘油二硬脂酸酯，甘油三硬脂酸酯，硬脂酸，单硬脂酸铝，甘油单棕榈酸酯，甘油二棕榈酸酯，氢化动物脂，12-羟基-十八烷醇，氢化蓖麻油，十六烷醇，和肉豆寇醇(1-四-癸醇)。
23.如权利要求19要求的治疗微生物感染的方法，其中该微球体包括合成的聚合物。
24.如权利要求23要求的治疗微生物感染的方法，其中该合成的聚合物选自如下(a)烯基聚合物和共聚物，(b)聚酰胺和聚酯，(c)通过界面聚合制备的聚合物，(d)蜡和树脂以及(e)氨基树脂，醇酸树脂，环氧树脂，聚酯树脂，聚二甲基硅氧烷，和聚碳酸酯。
25.如权利要求24要求的治疗微生物感染的方法，其中该合成聚合物选自如下聚乙烯醇，聚丙烯酰胺和共聚物，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯，聚乙烯吡咯烷酮，聚苯乙烯，苯乙烯-丙烯腈共聚物，氯化聚二乙烯(polyvinylidiene chloride)，乙烯基醚共聚物，羧乙烯基聚合物(carboxyvinyl polymer)(“Carbopol”))，尼龙6-10，聚赖氨酸和共聚物，聚谷氨酸和共聚物，聚乳酸和共聚物，水凝胶聚合物(聚甲基丙烯酸羟乙基酯和共聚物)，聚羟基乙酸，聚氨基甲酸酯，石蜡和烃蜡。
26.如权利要求19要求的治疗微生物感染的方法，其中该微球体包括以可预知方式降解的聚合物，其中该氧合剂的这种随时间释放传递方式是可控的。
27.如权利要求26要求的治疗微生物感染的方法，其中微球体包括丙交酯-乙交酯共聚物(poly-lactide-co-glycolide)，将该微球体作为皮下移植物给药受试者。
28.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中将通过选自下列的针注射方法传递该氧合剂皮下；直接注射至浅表感染(例如疖)或深部感染(例如腹腔内脓肿)；肌肉内；静脉内；动脉内；心内；心包内；鞘内；腰椎穿刺；和通过钻孔直接滴入脑膜或脑实质。
29.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中将通过选自下列的传递方法传递该氧合剂(a)通过血管内导管灌注器官大血管，例如为了灌注梗死的和感染的肠段；(b)点滴管，例如在脓肿时为向腹腔滴注；(c)通过导管冲洗中空器官的腔(例如膀胱和子宫)，或胃肠道的腔(一些提供利于病原体复制的厌氧的或微需氧环境的节段，例如胃或十二指肠的幽门螺杆菌感染和与此伴发的溃疡，和克罗恩氏病(Crohn’s disease)和/或溃疡性结肠炎，这些是可被各种抗生素处方控制的熟知状况)；和(d)通过内窥镜仪器，例如为冲洗(i)输卵管或(ii)肺尖(这些部分氧合相当不良并因此使结核分枝杆菌倾向于低水平定居)。
30.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中将该氧合剂掺入绷带，敷料和/或填料(packings)中，它用于(i)浅表或深部创伤，(ii)切口，(iii)瘘管，和/或(iv)倾向发作或已经发作压痛，坏疽，或蜂窝织炎的皮肤区域的防护。
31.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中将该氧合剂掺入牙膏，凝胶和/或填料中，它在治疗和预防牙周疾病和与其伴发的骨缺失中可被患者使用或被牙医填塞。
32.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中该感染的微生物是任何类型的细菌，病毒，酵母，真菌，霉菌，藻类或寄生虫(原生动物，阿米巴，或其他类型)。
33.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中该感染的微生物可源自任何组，但是尤其是通常被认为难治疗的组，因此使感染的人或动物需要诸如本发明所述的辅助治疗。
34.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中该微生物由于定位于缺氧/缺血部位而难于治疗，该缺氧/缺血状况导致微生物复制速度降低，因此使该微生物所处部位对需要活跃复制而起作用的抗微生物剂无反应。
35.如权利要求34要求的治疗微生物感染的方法，其中该微生物选自金黄色葡萄球菌，铜绿假单胞菌，鼠伤寒沙门氏菌，大肠杆菌，酿脓葡萄球菌，粘质沙雷氏菌，P.mirabilis，白色念珠菌(C.albicans)，和结核分枝杆菌。
36.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中该微生物由于定位在抗微生物剂不易扩散的部位而难于治疗。
37.如权利要求36要求的治疗微生物感染的方法，其中该定位选自如下细胞内定位例如巨噬细胞，T细胞，神经元和肝细胞；任何walled-off部分如脓肿或结节；体腔内；囊内(例如心包)；关节内；骨的隐窝内；中空器官的腔内(例如胃肠道，膀胱，生殖器官，和上，下呼吸道及其窦内)；牙周部位；或任何器官的内层(例如，腹膜，胸膜内层，和脑膜或脑的其他内层)。
38.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中该微生物由于是多药耐药性的而难于治疗。
39.如权利要求38要求的治疗微生物感染的方法，其中该微生物选自万古霉素耐受的屎肠球菌，和万古霉素中度耐受或万古霉素耐受的金黄色葡萄球菌。
40.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中该微生物可以被升高的pO2直接杀伤。
41.如权利要求40要求的治疗微生物感染的方法，其中该微生物选自艰难梭菌，产气荚膜梭菌，疮疱丙酸杆菌和牙龈卟啉单胞菌。
43.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，其中该微生物可以被升高的pO2间接杀伤，因为该升高会增强内在的宿主抗微生物防御(例如专业吞噬细胞的突发性氧化，该爆发是氧依赖的)。
44.如权利要求43要求的治疗微生物感染的方法，其中该增强是在较高pO2下提高各种白细胞产生自由基的能力，所述自由基反过来杀伤细胞内(i)鼠伤寒沙门氏菌和(ii)人类免疫缺陷病毒的样本。
45.如权利要求1要求的治疗微生物感染的方法，还包括辅助的增效剂以单独或多种联合或置换，或者在药物的共同制剂中，或者在时间和部位上分开与所述氧合剂共同给药。
46.如权利要求45要求的治疗微生物感染的方法，其中该辅助的增效剂是适用于感染微生物的抗微生物剂。
47.如权利要求46要求的治疗微生物感染的方法，其中该抗微生物剂是抗细菌剂。
48.如权利要求47要求的治疗微生物感染的方法，其中该抗细菌物质选自下列抗生素之一化学疗法的药物(例如磺胺甲异噁唑)；噬菌体和缺陷性噬菌体；细菌素和细菌素样物质(“BLIS”)；防卫素和所有相关的肽基础的抗细菌剂；急性给药治疗感染的治疗性抗体或疫苗；和杀菌剂和消毒剂。
49.如权利要求48要求的治疗微生物感染的方法，其中当靶细菌在缺氧环境(并因此不分裂)中时该噬菌体不能有效繁殖(如果根本不能)，本发明将使该噬菌体变得更有效，无论它们是野生型，还是由于特殊的特征而可被授权的菌株(例如周期时间长并因此被RES清除而延误)。
50.如权利要求47要求的治疗微生物感染的方法，其中该抗微生物剂特定针对病毒，该抗微生物剂选自AZT，阿昔洛韦，或干扰素。
51.如权利要求47要求的治疗微生物感染的方法，其中该抗微生物剂特定针对酵母，该剂选自Nystatin或Vasgistat。
52.如权利要求47要求的治疗微生物感染的方法，其中该抗微生物剂特定针对真菌，该剂选自两性霉素B，两性霉素B脂质体复合物，或ketoconazole。
53.如权利要求47要求的治疗微生物感染的方法，其中该抗微生物剂特定针对寄生虫，无论它是单细胞的还是多细胞的，该剂选自灭滴灵，Iodoquin，奎宁，疟涤平，或本领域已知的类似抗寄生虫药物。
54.如权利要求45要求的治疗微生物感染的方法，其中该辅助的增效剂是抗氧化剂，该抗氧化剂选自生育酚(维生素E)，过氧化氢酶，抗坏血酸和超氧化物歧化酶(“SOD”)。
55.如权利要求45要求的治疗微生物感染的方法，其中该辅助的增效剂是内毒素拮抗剂，该拮抗剂选自单克隆抗体，或重构的高密度脂蛋白(“rHDL”)衍生物。
56.如权利要求45要求的治疗微生物感染的方法，其中该辅助的增效剂是细胞因子调节物，其减弱感染微生物及其毒素的有害作用，其例子包括针对前炎性细胞因子(例如IL-6，TNF)的单克隆抗体，那些细胞因子的可溶性受体，和/或阻断转录因子(例如但不局限于NF-kappaB)转位，否则会增加该前炎性细胞因子的合成和释放的药物。
57.如权利要求45要求的治疗微生物感染的方法，其中该辅助的增效剂是可以帮助组织修复和愈合的生长因子，该剂选自表皮生长因子(EGFs)并也包括干扰素，抗炎性细胞因子，趋化因子，或MHC2类诱导或调节因子。
58.如权利要求45要求的治疗微生物感染的方法，其中该辅助的增效剂是诱导血管生成并因此加速创伤愈合的制剂，其例子包括但不局限于becaplermin。
全文摘要
本发明中使用氧合剂是为了治疗微生物感染的新目的。本发明具有的优势是增加组织产生的pO
文档编号A61K38/44GK1655817SQ03812330
公开日2005年8月17日 申请日期2003年3月26日 优先权日2002年3月28日
发明者杰弗里·E·加尔平, 理查德·M·卡尔顿 申请人:指数生物公司