專利名稱：控制包藏細(xì)菌的原生動物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及控制在含水系統(tǒng)中攜帶或包藏細(xì)菌的原生動物滋養(yǎng)體和孢囊的方法。更具體地講，本發(fā)明的實施方案涉及控制吞入變形蟲型原生動物內(nèi)的細(xì)菌的方法， 細(xì)菌包括嗜肺性軍團(tuán)桿菌。
背景技術(shù)：
胞內(nèi)細(xì)菌性病原體，是棲居于另一種細(xì)胞或微生物的細(xì)菌性病原體，是人發(fā)病率 和死亡率的主要原因。躲避敵對胞內(nèi)環(huán)境是病原體能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)生存、在宿主細(xì)胞內(nèi) 共生或寄生生長然而不被宿主細(xì)胞殺傷或抑制的方式之一。這些寄生物發(fā)展了作用和克服 宿主細(xì)胞自然防御機(jī)制的途徑。嗜肺性軍團(tuán)桿菌，已知導(dǎo)致人軍團(tuán)病(Legionnaire' s Disease)和龐提雅克熱 (Pontiac fever)的細(xì)菌，就是此類型的寄生物。雖然如果暴露于某些化學(xué)劑和抗生素能夠 很容易地殺傷軍團(tuán)桿菌細(xì)胞，但也可在某些原生動物宿主內(nèi)發(fā)現(xiàn)吞入(吞噬)的軍團(tuán)桿菌。 軍團(tuán)桿菌通常發(fā)現(xiàn)于吸附到固體表面的生物膜中，例如配水系統(tǒng)、冷卻塔、淋浴、水族館、噴 灑裝置、溫泉和清潔浴中的固體表面。原生動物為表面上的自然草食動物，并且作為其自然 生活周期的部分吞入和消化細(xì)菌。在大多數(shù)情況下，原生動物通過用其吞噬體(消化液泡) 中的消化酶消化這些細(xì)菌。然而，就軍團(tuán)桿菌而言，情況卻不是這樣。原生動物不能容易地 使吞入的軍團(tuán)桿菌細(xì)胞分解，實際上，軍團(tuán)桿菌生長并且使其數(shù)量增加，同時在原生動物吞 噬體內(nèi)受到保護(hù)。人的軍團(tuán)桿菌病可由呼吸含自由生活細(xì)菌細(xì)胞的軍團(tuán)桿菌氣溶膠或吸入 在易感原生動物內(nèi)聚集的軍團(tuán)桿菌的氣溶膠感染。因此，軍團(tuán)桿菌控制劑必須能夠殺傷自 由生活軍團(tuán)桿菌、原生動物內(nèi)的軍團(tuán)桿菌或原生動物自身。在本發(fā)明中所述的劑能夠殺傷 自由生活軍團(tuán)桿菌和宿主原生動物。能夠包藏傳染性軍團(tuán)桿菌的兩個原生動物物種為棘阿 米巴屬和四膜蟲屬。為了有效控制軍團(tuán)桿菌，除了殺傷自由生活菌或原生動物外，必須考慮另外的因 素。某些原生動物，特別是變形蟲型，已發(fā)展了用于在敵對環(huán)境中存活的機(jī)制。敵對環(huán)境 的實例為高溫、干燥、存在化學(xué)劑/抗生素、缺乏食物源等。在遇到敵對環(huán)境后，這些原生 動物回復(fù)到很難被殺傷的孢囊形式。孢囊形式變得對在為非孢囊(滋養(yǎng)體)形式時容易 殺傷相同生物體的化學(xué)劑更不易感。引入化學(xué)控制劑消滅棘阿米巴屬可實際提供敵對環(huán) 境，原生動物通過回復(fù)到孢囊形式響應(yīng)這種敵對環(huán)境，從而使其不受化學(xué)劑傷害。在孢囊包 含病原體軍團(tuán)桿菌時，化學(xué)劑可能不再達(dá)到被吞入的細(xì)菌，使化學(xué)處理無效。例如，可認(rèn)為 氯化或漂白對控制配水系統(tǒng)中的軍團(tuán)桿菌重要。暴露的軍團(tuán)桿菌容易被低量游離氯殺傷 (0. 2-0. 5 μ g/ml)。如果那些原生動物存在，在棘阿米巴屬吞噬體中也可包含傳染性軍團(tuán)桿菌。棘阿 米巴屬，感覺氯存在回復(fù)到孢囊形式，非有意地保存和保護(hù)吞入其內(nèi)的軍團(tuán)桿菌寄生物。用 > 500倍(> 100 μ g/ml “游離”氯)殺傷滋養(yǎng)體形式所需的濃度處理的棘阿米巴屬孢囊 不能在孢囊形式被殺傷。在去除氧化劑后，孢囊可回復(fù)到活性滋養(yǎng)體形式。目前，在商業(yè)用途中還沒有已知的孢囊去活化劑。雖然已知有效殺傷或處理軍團(tuán)桿菌的控制劑或抗微生物劑，但目前在應(yīng)用中沒有向其中存在軍團(tuán)桿菌和包藏軍團(tuán)桿菌的 原生動物和孢囊的水系統(tǒng)有效引入抗微生物劑或控制劑的方法。殺傷包藏軍團(tuán)桿菌的原生 動物和原生動物孢囊的控制劑為保證工人和公眾健康提供更需要的另外工具，可預(yù)防由吸 入軍團(tuán)桿菌或含軍團(tuán)桿菌的原生動物孢囊導(dǎo)致的呼吸性肺炎。例如，美國專利6，579，859 公開通式(R1) 3P+R2 · X—的磷鐺鹽的用途，其中R1為1至8個碳原子的烷基，R2為8至20個 碳原子的正烷基，X為由鹵離子、硫酸根離子、硝酸根離子、亞硝酸根離子等組成的陰離子。美國專利公布2005/002710教授使原生動物暴露于季銨鹽，而美國專利公布 2005/0080142公開用胍或雙胍鹽控制自由生活態(tài)和以滋養(yǎng)體形式吞入或棘阿米巴在孢囊 形式吞入的軍團(tuán)桿菌型細(xì)菌。然而，將這些劑引入軍團(tuán)桿菌的方法已有障礙，特別在實際工作條件下。因此，仍 需要傳輸已知的抗微生物劑(如以上所列)，以高效和有效方式與軍團(tuán)桿菌接觸，并有商業(yè) 用途的方法。發(fā)明概述本發(fā)明的一個實施方案包括一種控制原生動物滋養(yǎng)體和孢囊的方法，其中將一種 或多種抗微生物劑或控制劑包封在微囊內(nèi)，然后引入含水系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，利用在含水脂質(zhì)體核內(nèi)或在疏水脂質(zhì)體膜內(nèi)包含 抗微生物劑或控制劑制備脂質(zhì)體，然后將這些脂質(zhì)體引入含水系統(tǒng)，以控制原生動物滋養(yǎng) 體或孢囊。體現(xiàn)本發(fā)明特點的不同新特征特別在加到本公開并形成本公開部分的權(quán)利要求 中指明。當(dāng)然，可對本發(fā)明的不同組分作出變化和替代。本發(fā)明也在于所述要素的子組合 和子系統(tǒng)及使用它們的方法。發(fā)明詳述雖然已關(guān)于優(yōu)選的實施方案描述本發(fā)明，但本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員可在不脫 離本發(fā)明的技術(shù)范圍下對這些實施方案作出各種變化或替代。因此，本發(fā)明的技術(shù)范圍不 僅包括以上所述的那些實施方案，而且包括落在附加權(quán)利要求范圍的所有實施方案。如在整個說明書和權(quán)利要求中所用，可用近似語言修改任何定量表達(dá)，這些表達(dá) 可容許改變，而不引起所涉及的基本功能的改變。因此，由術(shù)語例如“約”修飾的數(shù)值不限于 所指定的精確值。至少在某些情況下，近似語言對于測定數(shù)值可相應(yīng)于儀器的精確度。范 圍限度可以組合和/或互換，這些范圍經(jīng)確定，并包括其中包含的所有子范圍，除非環(huán)境或 語言另外指明。除了操作實施例外，或者另外指明，說明書和權(quán)利要求書中使用的所有涉及 成分的量、反應(yīng)條件等的數(shù)字或表達(dá)均應(yīng)理解為在所有情況下受術(shù)語“約”修飾。本文所用術(shù)語“包括”、“包含”、“具有，，或其任何變型旨在覆蓋非排他性包含。例 如，包含一列要素的過程、方法、制品或裝置不一定只限于那些要素，而是可包括未明確列 舉或這些過程、方法、制品或裝置固有的其他要素。本發(fā)明涉及控制在含水系統(tǒng)中攜帶或包藏細(xì)菌的原生動物滋養(yǎng)體和孢囊的方法。 更具體地講，本發(fā)明的實施方案涉及控制吞入變形蟲型原生動物內(nèi)的細(xì)菌的方法，細(xì)菌包 括嗜肺性軍團(tuán)桿菌。在本發(fā)明中申請人的認(rèn)識是，由于軍團(tuán)桿菌被吞入并保護(hù)于原生動物的吞噬體 內(nèi)，軍團(tuán)桿菌殺傷劑、抗微生物劑或控制劑必須處于原生動物內(nèi)，接近軍團(tuán)桿菌細(xì)胞，而不使原生動物生成到孢囊階段。一個供選的實施方案引入抗微生物藥或劑，所述抗微生物藥或劑對原生動物顯現(xiàn)良性，并誘導(dǎo)它們脫囊或回復(fù)到活性滋養(yǎng)體形式。“抗微生物劑”旨在 包括但不限于抗微生物劑、抗微生物劑組合物、殺傷劑、控制劑及其組合。一個實施方案提供一種控制原生動物滋養(yǎng)體和孢囊的方法，所述方法包括將抗微 生物劑、殺傷劑或控制劑包封在微囊或納米囊內(nèi)，然后將微囊或納米囊以有效量引入含水 系統(tǒng)。微囊或納米囊以有效大小制備和應(yīng)用，即被原生動物吞噬的大小，例如約0. 025至約 10微米。制備微囊或納米囊，使得它具有適合由所述原生動物消化的外部組成。含水系統(tǒng) 包括但不限于配水系統(tǒng)、冷卻塔、淋浴、水族館、噴灑裝置、溫泉和清潔浴。一個供選或另外 的實施方案制備脂質(zhì)體，使得抗微生物藥或劑包含于含水脂質(zhì)體核內(nèi)或截留于疏水脂質(zhì)層 內(nèi)。隨后將脂質(zhì)體引入含水系統(tǒng)。脂質(zhì)體可以為含抗微生物劑的包囊體，或者這種含抗微 生物劑的脂質(zhì)體可自身被進(jìn)一步包囊，例如通過保護(hù)性材料的薄殼。在后一種情況下，殼可 以被例如復(fù)合，以對脂質(zhì)體提供進(jìn)一步的臨時保護(hù)覆蓋，例如可降解的皮，這種覆蓋提高脂 質(zhì)體在含水系統(tǒng)中的壽命，然而在某一時間后或在某些條件下溶解、腐壞或另外分解，從而 釋放然后可作用于目標(biāo)生物體的脂質(zhì)體。將有效量含抗微生物劑的微囊或脂質(zhì)體引入包含受傳染原生動物的含水系統(tǒng)?；?性原生動物(滋養(yǎng)體階段)然后以微囊或脂質(zhì)體為食，把它們誤認(rèn)為是細(xì)菌細(xì)胞。一旦結(jié)合 到原生動物細(xì)胞，即，一旦已將它們吞噬，含抗微生物劑的微囊或脂質(zhì)體由原生動物自然酶 促分解就會導(dǎo)致抗微生物劑、殺傷劑或控制劑以高濃度在原生動物中直接接近被吞入的軍 團(tuán)桿菌釋放。然后軍團(tuán)桿菌快速死亡。微囊或脂質(zhì)體的良性表面結(jié)構(gòu)的另一個優(yōu)點是，與 傳統(tǒng)控制劑不同，它不應(yīng)誘導(dǎo)產(chǎn)生更多處理屏障的孢囊形成。一般預(yù)料包囊的控制劑具體 由原生動物吸收并導(dǎo)向原生動物的能力允許較低濃度處理物質(zhì)加到流體系統(tǒng)，然而比使用 自由抗微生物劑更加高度有效，使用自由抗微生物劑效力取決于在流體整體中的水平。含 抗微生物劑的微囊或脂質(zhì)體的有效量取決于其中加入的抗微生物藥或劑。然而，有效量包 括約0. 05至約500微克/毫升，或者約0. 1至約100微克/毫升。此方法也會引起抗微生物藥或劑破壞宿主原生動物。在原生動物已處于孢囊階段 的情況下，加入用細(xì)菌細(xì)胞大小和適合膜性質(zhì)制備的脂質(zhì)體或微囊應(yīng)誘導(dǎo)孢囊脫囊或回復(fù) 到活性滋養(yǎng)體階段，以便利用新的食物源。然后在那點脂質(zhì)體被原生動物食用和吞入，如上 所述。脂質(zhì)體，為其中脂質(zhì)加到含水緩沖劑以形成囊泡(包圍一定體積的結(jié)構(gòu))的系統(tǒng)， 可通過任何已知方法制備。這些方法可利用但不限于注射、擠出(例如，通過多孔膜將含水 抗微生物劑壓力擠成脂質(zhì)體，或者反之亦然)、聲處理、微流體處理器和轉(zhuǎn)子_定子混合器。 含抗微生物劑的脂質(zhì)體應(yīng)以約0. 05至約15 μ或者約0. 1至10. 0 μ的模擬細(xì)菌細(xì)胞大小 制備。類似地，可通過已知的包囊方法將這種劑包封在其他油或類油相內(nèi)，以具有一個或多 個限定微囊壽命、輸送性質(zhì)和使用環(huán)境的保護(hù)性外層?？稍诒景l(fā)明的方法中使用任何可利用的抗微生物劑或殺傷劑，包括但不限于胍或
雙胍鹽、季銨鹽和磷鐺鹽。胍或雙胍鹽的實例為以下通式的化合物 NH<formula>formula see original document page 5</formula><formula>formula see original document page 6</formula>
其中R、R\R2獨立為HX1-C2tl取代或未取代的烷基(線形或支化)或芳基，X為有 機(jī)或無機(jī)酸，η為0-20，ζ為1-12?？山邮艿牧阻K鹽的通式的實例包括(R1)3P+R2 · Γ，其中R1為1至8個碳原子的烷 基，R2為8至20個碳原子的正烷基，X為由鹵離子、硫酸根離子、硝酸根離子、亞硝酸根離子 及其組合組成的陰離子。一個供選式的條件為，R1為具有1-8個碳原子的烷基，R2為具有6-20個碳原子的 正烷基，Γ為陰離子，如鹵離子、硫酸根離子、硝酸根離子、亞硝酸根離子及其混合物。優(yōu)選 τ為氯離子、溴離子、碘離子、so4，n νο3-、ΝΟ2-或其混合物。另一個實施方案的條件為，R1和R2為具有1-4個碳的羥基烷基，X—為陰離子，如鹵 離子、硫酸根離子、硝酸根離子、亞硝酸根離子及其混合物。優(yōu)選Γ為氯離子、溴離子、碘離 子、SO4 =和NO” NO2-或其混合物。季銨鹽為可包囊或制成脂質(zhì)體核的抗微生物藥或劑的另一個實例，并具有以下通 式
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其中R1為鏈長度C8-C18的正烷基，R2和R3為CH3或鏈長度C2-C8的正烷基，Χ_為陰 離子，如鹵離子、硫酸根離子、硝酸根離子、亞硝酸根離子及其混合物。本發(fā)明的一個供選的實施方案提供控制其他細(xì)菌種類或帶傳染性的原生動物的 方法，包括但不限于導(dǎo)致變形蟲性痢疾、瘧疾、賈蘭第鞭毛蟲病、毛滴蟲病、隱孢子蟲病的那 些生物和其他致病性原生動物。另外，通過在被傳染原生動物開始以傳染數(shù)量出現(xiàn)時將未 受影響含水系統(tǒng)處理成準(zhǔn)備攻擊，可在檢修或主動措施中使用含抗微生物劑的脂質(zhì)體或微
^ ο雖然已關(guān)于優(yōu)選的實施方案描述了本發(fā)明，但本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員可在不 脫離本發(fā)明的技術(shù)范圍下對這些實施方案作出各種變化或替代。因此，本發(fā)明的技術(shù)范圍 不僅包括以上所述的那些實施方案，而且包括落在附加權(quán)利要求范圍的所有實施方案。
權(quán)利要求
一種控制原生動物滋養(yǎng)體和孢囊的方法，所述方法包括將抗微生物劑包封在微囊或納米囊內(nèi)，并將含抗微生物劑的微囊或納米囊以有效量引入含水系統(tǒng)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述原生動物為滋養(yǎng)體形式。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述原生動物為孢囊形式。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述原生動物包含軍團(tuán)桿菌型細(xì)菌。
5.權(quán)利要求1的方法，其中抗微生物劑選自抗微生物劑組合物、殺傷劑、控制劑及其組合。
6.權(quán)利要求1的方法，其中囊以約0.025至約10微米的大小制備和應(yīng)用。
7.權(quán)利要求1的方法，其中抗微生物劑選自胍或雙胍鹽、季銨鹽和磷鐺鹽。
8.權(quán)利要求1的方法，其中抗微生物劑引入含水系統(tǒng)的有效量為約0.05至約500微克/毫升。
9.權(quán)利要求1的方法，其中含水系統(tǒng)選自飲用和非飲用配水系統(tǒng)、冷卻塔、淋浴、水族 館、噴灑裝置、溫泉、管線和清潔浴。
10.一種控制原生動物滋養(yǎng)體和孢囊的方法，所述方法包括制備在其核中結(jié)合抗微生 物劑的脂質(zhì)體，并將含抗微生物劑的脂質(zhì)體以有效量引入含水系統(tǒng)。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述原生動物為滋養(yǎng)體形式。
12.權(quán)利要求10的方法，其中所述原生動物為孢囊形式。
13.權(quán)利要求10的方法，其中所述原生動物包含軍團(tuán)桿菌型細(xì)菌。
14.權(quán)利要求10的方法，其中抗微生物劑選自抗微生物劑組合物、殺傷劑、控制劑及其 組合。
15.權(quán)利要求1的方法，其中脂質(zhì)體以約0.025至約10微米的直徑大小制備和應(yīng)用。
16.權(quán)利要求10的方法，其中抗微生物劑選自胍或雙胍鹽、季銨鹽和磷鐺鹽。
17.權(quán)利要求10的方法，其中抗微生物劑引入含水系統(tǒng)的有效量為約0.05至約500微克/毫升。
18.權(quán)利要求10的方法，其中含水系統(tǒng)選自飲用和非飲用配水系統(tǒng)、冷卻塔、淋浴、水 族館、噴灑裝置、溫泉、管線和清潔浴。
19.權(quán)利要求1的方法，其中微囊或納米囊為要由原生動物吞噬的大小。
20.權(quán)利要求1的方法，其中微囊或納米囊具有適合由原生動物消化的外部組成。
全文摘要
一種控制原生動物滋養(yǎng)體和孢囊的方法，其中將抗微生物劑或控制劑包封在微囊內(nèi)，或者制成脂質(zhì)體的核，然后將含抗微生物劑的微囊或脂質(zhì)體引入含水系統(tǒng)。
文檔編號A01N25/28GK101820752SQ200880111491
公開日2010年9月1日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日
發(fā)明者G·J·塔費爾, W·K·懷特克特爾 申請人:通用電氣公司