西他沙星在制备尿路感染治疗药物中的应用

本发明涉及医药领域，尤其涉及西他沙星在制备尿路感染治疗药物中的应用。背景技术：1、尿路感染(urinary tract infection，uti)是临床上最常见的感染性疾病之一。流行病学研究显示，全球每年约有1.3亿-1.75亿人患尿路感染，是仅次于呼吸道感染的第二大感染性疾病。引起尿路感染的病原菌主要包括肠球菌属、变形杆菌属、克雷伯菌属、铜绿假单胞菌等，其中尿路致病性大肠杆菌(uropathogenic escherichia coli，upec)是最主要的致病菌。2、当前尿路感染的反复发作和迁延不愈与持留菌(persister)的存在有着密切联系。持留菌是能够短暂耐受抗生素的细菌细胞亚群，通常生长缓慢或生长停滞，能够在抗生素去除后恢复生长，造成感染的复发，抗生素治疗后所形成的upec持留菌是尿路感染复发的主要原因，因此，根除upec持留菌是治疗持续性和复发性尿路感染的首要任务。3、现有的uti治疗药物杀灭upec持留菌的能力较弱。磷霉素、磺胺甲恶唑/甲氧苄啶(smx/tmp)、呋喃妥因以及β-内酰胺类抗生素等治疗复发性尿路感染(recurrent utis，rutis)的临床一线药物，其能够改善尿路感染的症状，但抗持留菌能力较弱，无法根除持留菌，导致其对于持续性的尿路感染和复发性尿路感染的治疗效果不佳。技术实现思路1、为了解决现有的rutis治疗药物的抗持留菌能力较弱，对于持续性和复发性尿路感染治疗效果不佳的技术问题，本发明提供了西他沙星在制备尿路感染治疗药物中的应用。西他沙星对upec具有独特的抗菌和杀菌活性，尤其能有效杀灭upec持留菌和生物膜菌，因而能够在持续性和复发性尿路感染的治疗中发挥较好的效果。2、本发明还提供了一种用于治疗尿路感染的药物组合物。该药物组合物将西他沙星与头孢呋辛和/或smx/tmp复配，能够产生协同增效的作用，实现更强的抗upec持留菌和生物膜菌活性，对尿路感染尤其是持续复发性尿路感染比现有的治疗方案发挥更好的治疗效果。3、本发明的具体技术方案为：4、第一方面，本发明提供了西他沙星在制备尿路感染治疗药物中的应用，所述尿路感染为持续性或复发性尿路感染。5、西他沙星对于生长和非生长的upec均具有较强的抗菌活性；处于静息状态的细胞内upec中持留菌水平较高，是复发性尿路感染的主要原因，而西他沙星能够较好地清除静止期upec，有效杀灭尿路感染中膀胱组织内的upec；并且，生物膜是持留菌形成的重要机制之一，生物膜的形成也为持留菌抵御抗生素提供了条件，而西他沙星对生物膜期upec具有较强的抗菌活性，并能破坏其已经形成的生物膜；此外，西他沙星能够作用于upec的能量代谢、应激反应系统、dna修复、转录翻译、生物膜形成等方面的相关基因表达，进而抑制持留菌形成的相关内通路，并削弱upec对于外界应激的抵抗能力和生物膜形成的能力。因此，利用西他沙星对upec持留菌较好的清除作用，能够在持续性和复发性尿路感染的治疗中发挥较好的效果。6、此外，本发明团队经试验后发现，相比于现有的临床治疗尿路感染的药物(呋喃妥因、磷霉素、磺胺甲恶唑/甲氧苄啶、β内酰胺类抗生素、氨基糖苷类)以及环丙沙星、左氧氟沙星、莫西沙星等药物而言，西他沙星具有更强的杀灭持留菌及生物膜菌的活性。7、进一步地，所述尿路感染治疗药物用于杀灭尿路致病性大肠杆菌持留菌或生物膜菌。8、本发明团队经试验后发现，西他沙星能够有效清除静止期upec，表明其能够杀灭upec持留菌；并且，生物膜期upec(即upec生物膜菌)更难被抗生素杀灭，而西他沙星能够有效杀灭生物膜期upec。9、进一步地，所述尿路感染为生物膜感染或导管感染。10、进一步地，所述尿路感染为由尿路致病性大肠杆菌引起的尿路感染。11、第二方面，本发明提供了西他沙星在制备抗尿路致病性大肠杆菌持留菌或生物膜菌药物中的应用。12、第三方面，本发明提供了一种用于治疗尿路感染的组合物，包括西他沙星，还包括头孢呋辛和/或磺胺甲恶唑/甲氧苄啶(smx/tmp)。13、头孢呋辛和smx/tmp是两种现有药物，本发明团队发现，当将其与西他沙星联合用药时，能够相互配合，产生协同效果，相较于单独用药而言，联合用药时具有更强的抗upec持留菌活性，能够对尿路感染实现更好的治疗效果，具体而言：14、(1)在将西他沙星与头孢呋辛联合用药时，能够更快地杀灭静止期upec和生物膜期upec，对upec中已形成的生物膜具有更强的破坏作用；并且，在单独用药时无法实现对生物膜期upec的根除，而联合用药后能够完全清除生物膜期upec，并能根除细胞内的upec，以及完全清除尿路感染中小鼠膀胱组织内持续存在的upec持留菌，而现有的治疗尿路感染的药物则不能。15、(2)在将西他沙星与smx/tmp联合用药时，能够增强药物杀灭静止期和生物膜期upec的能力。16、进一步地，所述西他沙星与头孢呋辛和/或磺胺甲恶唑/甲氧苄啶整合在同一制剂中。17、通过将几种药物整合在同一制剂中，能够便于服药，并使西他沙星与头孢呋辛、smx/tmp之间较好地发挥协同作用。18、第四方面，本发明提供了所述组合物在制备尿路感染治疗药物中的应用。19、进一步地，所述尿路感染治疗药物用于杀灭尿路致病性大肠杆菌持留菌或生物膜菌。20、进一步地，所述尿路感染为持续性或复发性尿路感染。21、进一步地，所述尿路感染为生物膜感染或导管感染。22、进一步地，所述尿路感染为由尿路致病性大肠杆菌引起的尿路感染。23、第五方面，本发明提供了所述组合物在制备抗尿路致病性大肠杆菌持留菌或生物膜菌药物中的应用。24、第六方面，本发明提供了西他沙星在制备尿路致病性大肠杆菌持留菌形成和存活相关基因表达调节剂中的应用。25、西他沙星能够调节upec持留菌形成和存活相关基因的表达，这为寻找杀死upec持留菌的靶点提供了方向，并为upec中相应基因异常表达模型的构建提供了新的手段。26、进一步地，所述尿路致病性大肠杆菌持留菌形成和存活相关基因包括尿路致病性大肠杆菌中的应激反应相关基因、脂肪酸代谢相关基因、辅酶a合成相关基因、生物素合成相关基因、蛋白质折叠相关基因和生物膜形成相关基因中的一种或多种。27、进一步地，所述应激反应相关基因包括噬菌体休克蛋白基因、热休克基因、冷休克基因、饥饿应激和氧化应激基因中的一种或多种。28、进一步地，所述噬菌体休克蛋白基因包括pspa、pspb、pspc和pspg中的一个或多个；所述热休克基因包括ibpa、ibpb和htpg中的一个或多个；所述冷休克基因包括cspa和/或cspg；所述饥饿应激包括csta和/或mgts；所述氧化应激基因为grxa。29、热休克基因ibpa、ibpb、htpg分别编码htpg、ibpa、ibpb热休克蛋白，它们共同参与了热应激下，保护热敏感结构，防止蛋白质变性，并帮助重新折叠受损的蛋白质，这些基因的下调使得大肠杆菌应对热压力的能力下降。30、冷休克基因cspa、cspg编码的是大肠杆菌的主要冷休克蛋白，在冷休克条件下，rna二级结构稳定，这被认为会影响mrna翻译、转录和dna复制的效率，cspa可以通过充当rna伴侣来阻止mrna中二级结构的形成来促进翻译，cspa、cspg的下调则可能导致冷休克条件下细菌转录翻译的过程无法正常进行。31、噬菌体休克蛋白(psp)在保护细胞膜方面的功能超过了对噬菌体感染的具体反应，渗透压、热、细胞毒素或膜包膜的缺陷也能触发应激反应。pspa是psp系统的关键效应子，在大肠杆菌中，它与细胞质膜传感器蛋白pspb和pspc相互作用。游离pspa可以通过与带负电荷的膜脂质相互作用在外周与细菌内膜结合，从而抵消膜应激。噬菌体休克蛋白基因的下调，会导致细菌适应外界环境的能力减弱，从而更容易被抗生素所杀伤。32、进一步地，所述脂肪酸代谢相关基因包括fada、fadb、fade和fadl中的一个或多个。33、脂肪酸代谢相关的基因fada、fadb、fade、fadl分别参与了脂肪酸的降解和转运，这些基因在西他沙星作用后同时出现了不同程度的下调，一定程度上抑制了细菌的生长发育。34、进一步地，所述辅酶a合成相关基因包括coaa。35、辅酶a合成相关基因coaa编码的泛酸激酶coaa是参与辅酶a的关键调节剂，而辅酶a是大肠杆菌代谢途径中的重要辅助因子，参与了多种重要的代谢反应，包括了三羧酸循环以及脂肪酸的代谢。西他沙星作用后的coaa下调会影响大肠杆菌的多个代谢途径，使其无法正常法进行生长发育。36、进一步地，所述生物素合成相关基因包括biod。37、进一步地，所述蛋白质折叠相关基因包括groel、groes和dnaj中的一个或多个。38、groel、groes分别编码了大肠杆菌的两种伴侣蛋白groel和groes，它们为细胞中许多新翻译的蛋白质的折叠提供了必要的帮助，这对于大肠杆菌的存活和生长是必不可少的。groel和groes能够组成一个纳米笼，允许封装非天然底物蛋白，并提供优化的物理环境以促进和加速蛋白质折叠。同时，这两种伴侣蛋白参与了细菌对于环境的适应性，尤其是对于高温的热稳定性。因此西他沙星对于这两个基因的下调会导致大肠杆菌对于蛋白质折叠能力下降，许多未折叠蛋白质聚集无法发挥其本来的作用，严重影响了细菌的生长发育。39、dnaj所编码dnaj蛋白也是大肠杆菌中常见的分子伴侣，它的作用与groel和groes类似，能够与底物蛋白进行结合，防止其发生错误的折叠，帮助折叠成天然状态。不仅如此，这些分子伴侣对底物蛋白还有一定的选择性，这样可以实现蛋白的高效折叠并帮助分泌，dnaj的下调会导致蛋白质的错误折叠和聚集。同时，dnaj还参与了鞭毛蛋白的合成，鞭毛是细菌运动的重要因素也是细菌侵袭的重要因素，基因的下调可能会导致大肠杆菌cft073的鞭毛合成异常，降低了大肠杆菌的侵袭能力。40、进一步地，所述生物膜形成相关基因包括bssr和/或pgad。41、在西他沙星处理后，基因bssr出现上调，基因pgad出现下调，两者均能够抑制大肠杆菌生物膜的形成。42、进一步地，所述基因表达调节剂用于构建尿路致病性大肠杆菌基因异常表达模型。43、第七方面，本发明提供了西他沙星在制备尿路致病性大肠杆菌持留菌形成和存活相关信号通路调节剂中的应用。44、进一步地，所述尿路致病性大肠杆菌持留菌形成和存活相关信号通路包括苯甲酸盐降解信号通路、脂多糖的生物合成信号通路、赖氨酸降解信号通路、苯丙氨酸信号通路、酪氨酸和色氨酸的生物合成信号通路、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的代谢信号通路、氨基糖和核苷酸糖代谢信号通路、半乳糖代谢信号通路、双组分系统信号通路、甲烷代谢信号通路中的一条或多条。45、进一步地，所述信号通路调节剂用于构建尿路致病性大肠杆菌信号通路异常激活或抑制模型。46、与现有技术相比，本发明具有以下优点：47、(1)本发明发现，西他沙星对upec具有较强的抗菌和杀菌活性，尤其能有效杀灭upec持留菌和生物膜菌，因而能够在持续性和复发性尿路感染的治疗中能够发挥较好的效果；48、(2)本发明发现，当将西他沙星与头孢呋辛或smx/tmp联合用药时，能够产生协同增效的作用，实现更强的抗upec持留菌活性，对尿路感染尤其是难治的持续性和复发性尿路感染发挥更好的治疗效果，为临床治疗持续性和复发性尿路感染提供了新的治疗方案。