CN103826652A - 使用活化的功能蛋白质改善动物健康的方法 - Google Patents

Abstract

发现喂养包含一种或多种活化的生长因子的一种组合物增加了动物中的喂养与获益比，增加了整体体重增长，减少了必需的抗生素或电解质治疗并且降低了死亡率。该组合物源自首先从例如乳清或血液的一种来源分离一种或多种生长因子，然后使该因子经历一个活化过程，并且然后将该活化的生长因子提供给动物。包括恰当量的活化的生长因子的一种饲料添加剂显示出优于补充剂的标准治疗的改善的结果。活化的生长因子的应用可以是局部、注射或口服应用。

Description

使用活化的功能蛋白质改善动物健康的方法

发明领域

本发明涉及活化的功能蛋白质促进动物的生长的应用和用途。更加具体地，本发明涉及包括活化的功能蛋白质的动物饲料组合物和补充剂，并且披露了喂养该物质以促进生长、健康、增重增长、饲料转化效率、饲料摄取、以及改善的喂养与获益比并且减少使用抗生素和其他药物制剂的一种方法。

背景

“功能蛋白质”是提供不止营养或卡路里值的一种蛋白质。功能蛋白质可以调节、控制、或者否则影响代谢或免疫状况。在下文中所用的功能蛋白质的实例有溶菌酶、乳铁蛋白、生长因子、转移因子、细胞因子、和免疫球蛋白。这个列表不是穷尽的，只是为了示例。生长因子和细胞因子涉及细胞信号传导，分化和生长。认为细胞因子影响白细胞介素的水平和功能性。细胞水平的通信包含细胞因子结合至细胞表面的特异的受体上。生长因子和细胞因子调节很多种细胞和代谢过程，包括与白细胞介素相关的那些。它们介导胚胎发育、组织生长、组织修复和伤口愈合。

生长因子是肽激素或生物化合物的复合物家族(complex family)的一部分，例如转化生长因子，胰岛素样生长因子，筒箭毒碱(myostatin)，上皮生长因子，和胎盘生长因子，特别是例如IGF-1。生长因子在治疗背景下用于治疗很多人类病症的用途在过去十年内有所增长，并且这个趋势预期还要继续。此外，这些化合物看上去也有可能在动物饲料、注射、和局部应用中利用。

胰岛素样生长因子(IGF)是具有与胰岛素的高序列相似性的多肽。IGF是对正常生理条件以及许多病理状态，包括癌症的调节都很重要的复合体系统(complex system)的一部分，并且在细胞增殖和抑制细胞死亡中起作用。IGF可能影响不同的生长阶段。胰岛素样生长因子2(IGF-2)被认为是早期发育所需的主要生长因子，而需要胰岛素样生长因子1(IGF-1)表达来获得最大生长。几乎人体内的每个细胞都被IGF-1影响，特别是肌肉、软骨、骨骼、肝脏、肾脏、神经、皮肤、和肺中的细胞。IGF-1还可以调节细胞生长和发育，特别是神经细胞，以及DNA合成。

有许多种方法用于从生物学材料中分离功能蛋白质，例如生长因子和细胞因子，并且一些方法已经披露了获得活化的生长因子和功能蛋白质的方法。用于从全血中分离生长因子的通常为人所熟知的方法包含向血液中添加一种抗凝剂，离心，并且回收血浆。下一步，可以通过本领域的普通技术人员已知的一种方法通过化学沉淀从血浆提取脂类。生长因子通过pH处理步骤和分馏从脂类进一步提取。

可替代地，EP0313.515描述了纯化牛奶中的生长因子的一种方法。这个披露使用了连续的色谱步骤，特别是阳离子交换色谱法。从牛奶中分离生长因子的另一种方法包括阳离子交换色谱法，之后是羟磷灰石色谱法，然后使用不同的洗脱液来获得各种TGF-β馏分。(见PCT申请WO0125.276)。

在美国专利号7,141,262中，生长因子通过稀释牛奶或乳清至5和30g/升之间的溶液浓度而获得，然后在大约60℃和68℃之间的温度下，用酸处理至pH在4和5.5之间来沉淀部分乳清蛋白质。然后将该溶液通过微孔过滤(MF)进行透析过滤，得到一种MF渗余物，该渗余物高度富含TGF-β。参考美国专利号7,057,016和6,057,430，还提供了与获得活化的生长因子的方法相关的背景披露。

假设给动物喂养活化的功能蛋白质或向它们提供补充剂或局部应用可能促进细胞增殖和生长。

谷粒，像玉米、小麦和大米通常作为一种组合物喂养给家畜和其他动物。已经开发了很多饲料组合物并且利用它们积极地影响动物的健康和生长。例如，如果通过一种具体方法给予，包含美洲山核桃副产品的一种鸡饲料组合物促进健康并且恢复产蛋(美国专利号7,470,439)。增加家禽胸肌肉产量的一种方法通过喂养包括蛋白质、维生素、矿物质、半乳糖苷来源、和α半乳糖苷酶的一种组合物来完成。这个方法主张，相对于喂养包括无α-半乳糖苷酶的饲料组合物的饲养方案，增加了获益与喂养比以及白肉数量。(美国专利号6,174,558)。

发表于2010年9月的一个最近的专利主张了促进动物生长的一种组合物。该组合物包含茵陈蒿(Artemisia capillaris thunberg)、刺五加属(Acanthopanax)和蒜的提取物。这个专利披露了制造这些提取物的方法。该发明人主张喂养这种组合物正调节生长激素的分泌，这导致家畜动物中增加的体重增长、肉质改善以及产奶量。茵陈蒿、刺五加属和蒜的提取物应该加入到一种常规饲料预混物中，该预混物由玉米、大豆粉、小麦、牛油、糖蜜、磷酸钙、石灰石、盐等等组成，优选处于基于饲料总重量的按重量计0.005%-50%的量。提取物在细胞培养物测定中体外测量，以测试促进生长激素分泌的效果。(美国专利号7,790,206)。

非常理解向新生儿和初生儿的动物饲料中添加血浆可以导致每日平均效益、饲料摄取和获益与喂养比的改善。另外，已知血浆包含包括生长因子的功能蛋白质。但是，希望增加体重增长优于且超过向饲料中添加血浆所得到的增长，连同饲料转化效率和生长。还希望降低动物的死亡率并且改善动物的健康。优选获得这些结果而不扰乱正常饲料的营养平衡。最后，有利地是用相对较小量且方便混合、处理和储存的一种物质获得这些结果。

本发明的第一个目标是提供一种饲料添加剂或补充剂，当与喂养标准血浆添加剂相比时，该添加剂或补充剂改善幼小动物的喂养与获益比、增加饲料转化效率、积极地影响生长，并且优选地增加总收益；

本发明的第二个目标是提供一种饲料添加剂、补充剂或药物应用，它们能以容易处理和混合的体积或者重量添加，并且还促进动物摄取并且不替换它们而保持饲料基质中的根本营养素的平衡；

本发明的第三个目标是提供一种饲料添加剂、补充剂或药物应用，它将改善摄取其的动物的整体健康，如通过死亡率以及使用抗生素和电解质治疗来测量。

本发明的简要概述

功能蛋白质和生长因子的通常理解是它们影响某些细胞通路。这些通路中的一些控制细胞增殖(生长)。还通常理解功能蛋白质仅在活化状态时触发这些通路。本发明利用活化的功能蛋白质影响很多生长和健康度量，包括，但不限于，增加获益、饲料摄取、健康、改善喂养与获益比、和/或减少死亡率。功能蛋白质源自血浆、哺乳动物组织、动物组织或乳制品，而且还可以源自很多其他生物来源。生物来源在本发明中是可用的，只要起始材料包含潜伏态的功能蛋白质，不论是否结合至一种载体蛋白质，并且或者通过从它的载体蛋白质释放或者另外的刺激而活化。

在本方法中，活化的功能蛋白质的正确用途可以为以下各项中的任何一种或全部：降低死亡率、增加体重增长、增加饲料摄取、改善动物的整体健康、以及改善喂养与获益比。

本发明的详细说明

本发明所用的功能蛋白质可以从很多来源获得。具体地是，尽管不欲限制，下面所列提供了供考虑的多种起始材料或生物来源，所述来源包括血液，牛奶，和来自哺乳动物的组织，一些具体的实例列于此：血浆、乳制品、全血、红血细胞、粘液组织、肠内组织、喷雾干燥的牛血浆(SDBP)、喷雾干燥的猪血浆(SDPP)、液态牛血浆、液态猪血浆、液态奶、粉末状奶、液态初乳、喷雾干燥的初乳、液态乳清、乳清蛋白浓缩物、奶粉、乳清蛋白分离物、乳清渗余物、组织、血液、胚胎组织。总之，来自所有哺乳动物种类的血液、血浆乳状物、初乳、乳清制品、乳制品、和胚胎组织；和来自其他农业动物，例如鸡的血浆制品，和从其中可以分离功能蛋白质的其他生物组织可以是功能蛋白质的生物来源。

可能受活化的功能蛋白质的饲养、补充或药用影响的动物包括牛、猪、人、马、犬、猫、水产养殖的鱼和甲壳动物、以及家禽。

源自生物来源的功能蛋白质可以通过本领域已知的几种不同方法之一来活化，这些方法包括，但不限于，使用pH调节，热激，调温，乙醇萃取，酶添加，离子交换，其他化学添加，和压力，或其组合，如在“Physicochemicl Activation of Recombinant Latent Transforming GrowthFactor-beta's1,2,and3″(重组潜伏转化生长因子-β1,2和3的物理化学活化),Brown,Peter D.,Wakefield,Lalage M.,Leninson,Arthur D.,Sporn,Micheal B.(1990)Growth Factors(《生长因子》),Vol.3,pp.35-43。在此处参考的专利中披露了几种其他方法。定量分析程序例如酶联免疫吸附测定法(ELISA assay)使用多种方法来活化和测量功能蛋白质。另外，测量活化的生长蛋白质的另一种方法在美国专利号7094550中披露。用活化的功能蛋白质获得了希望的结果，其中活化的生长因子的水平提高至高于生物来源的天然状态。

一旦功能蛋白质被活化，希望将它们稳定在活化状态，从而添加至用于递送给动物的饲料或其他材料中，以便该过程可以用来产生饲料或其他可以储存的产物。但是，稳定是为了方便并且不是产生此处描述的希望的结果和效果所必需的。

在一个实施方案中，这些活化的功能蛋白质与一种标准饲料组合物基质组合，其中针对该动物的种类和生长阶段对该基质进行定制。但是，与一种标准饲料组合物组合不是唯一的递送模式。其他模式包括局部应用和用于口服使用或注射使用的药物制剂。作为一个更加具体的实例，当这些活化的功能蛋白质包含活化的生长因子时，它们能以通常小于喂养大部分商业上可得的血浆添加剂推荐的比例进行喂养。在这个应用中，否则由一种标准血浆添加剂提供的营养蛋白质被替换。通常，这些营养蛋白质替换是通过植物或动物蛋白质，例如大豆蛋白质和红血细胞进行的。

在几个试验中，确定了实现活化的功能蛋白质作为标准血浆补充剂的替换物带来统计学上改善的喂养与获益比、更高的绝对体重增长、以及降低的死亡率。

在第二个实施方案中，活化的功能蛋白质作为一种单一剂量的新生儿补充剂喂养。当与用一种初乳补充剂或一种标准乳制品替代剂而不是活化的功能蛋白质的单剂量新生儿补充剂喂养的动物比较时，结果显示死亡率和所需抗生素和电解质治疗的显著下降。

其他实施方案包括给予活化的功能蛋白质以增加生长率，以便达到从生长抑制状态完全恢复，支持正常生长阶段的生长，或者帮助从应力或其他病症恢复。

本发明的其他目标、特征、和优势将从下面的描述中容易地理解。该描述参考了附图，提供这些附图来解释优选的实施例。但是，这个实施例不代表本发明的全部范围。本发明人视为其发明的主题被特别指出并且在权利要求书中明确主张了本说明书的结论。

附图简要说明

图1.猪试验，第一阶段饮食。

图2.猪试验，第二阶段饮食。

图3.比较每日获益、每日饲料摄取、喂养与获益比的第0-21天的图。

图4.比较每日获益、每日饲料摄取、喂养与获益比的第0-43天的图。

图5.新生牛试验的图。

发明详细说明

包含生长因子的功能蛋白质存在于商业上采购的血浆内，并且被活化(活化方法的一个实例参见下面的实例3)，并且之后被干燥。这些活化的生长因子如所描述地在几个试验中给予并且收集结果。在下面实例中，术语1/x饮食或1/x功能蛋白质或生长因子饮食指的是一种饮食，其中功能蛋白质和生长因子以血浆饮食中喂养的血浆的1/x的比率喂养。换句话说，如果血浆饮食包含X量的血浆，那么该1/x饮食包括包含生长因子的功能蛋白质的量为1/x的血浆饮食中的血浆的量。质量和蛋白质的不同由营养蛋白质补充剂组成，通常源自大豆。

实例1-滴定试验：

进行了滴定试验。现在参考图1和2，研究了192只猪，平均起始体重为10.8lbs。该研究设定为2只猪/围栏，每个处理重复16次。喂养14天活化的功能蛋白质饮食，同样地，喂养14天对照饮食和血浆饮食。之后所有的猪喂养相同的饮食(见图1和2)。相对于血浆饮食中的血浆，这些功能蛋白质饮食被设定为包括特定重量比例的活化的功能蛋白质。这些功能蛋白质饮食不包括血浆；但是，血浆的蛋白质等效物以大豆蛋白质分离物的形式添加。对照饮食不包括血浆或活化的功能蛋白质。图3显示的结果表明，对于活化的功能蛋白质饮食，在血浆饮食中的血浆的1/5重量下，对于第0-7天的平均每日获益是统计学上较高的(p<0.05)。在1/5和1/15功能蛋白质饮食中平均每日饲料摄取统计学上高于对照饮食，但是仅对于1/5饮食的饲料摄取是统计学上高于血浆饮食的。作为这些差异的结果，对于0-7天，所有功能蛋白质饮食的喂养与获益比低于对照饮食或者血浆饮食，特别是1/5饮食。对于8-21天，平均每日获益和平均每日饲料摄取对于活化的功能蛋白质饮食只轻微地稍高，其中1/5和1/15饮食最高。喂养与获益比同样如此。对于1-21天以及再次地对于1-43天的总体结果显示在图4中。在0-21天，对于1/5和1/15功能蛋白质饮食的平均每日获益统计学上高于血浆饮食；在0-43天，对于1/15功能蛋白质饮食的平均每日获益较高。

实例2(5)-小牛死亡率和治疗

在这个研究中，将0-3天之间大的150只小牛随机分配至一个单盲法研究中。有三组：阴性对照组，竞争者初乳补充剂组，和功能蛋白质共混物组。该研究跟踪了体重增长、死亡率和抗生素/电解质治疗的数量。对于那些各自的实验组，初乳补充剂和功能蛋白质共混物(2克，与标准乳制品替代物共混为正常剂量重量)替代了首次标准乳制品替代物进行瓶饲；其后，所有的小牛喂养相同的标准乳制品替代物。活化的功能蛋白质组的体重增长高于其他组，而死亡率不到初乳补充剂或阴性对照组的一半。活化的功能蛋白质组需要的抗生素和电解质治疗的数量仅仅是初乳组需要的数量的70%，并且仅仅是阴性对照组需要的数量的61%。(见图5)。

实例3-获得活化的生长因子的方法

如在先有技术中已知的，可以经由压力、pH活化、酶添加、离子交换、遵循标准方案的其他化学处理或热激获得活化的生长因子。见“Physicochemicl Activation of Recombinant Latent Transforming GrowthFactor-beta's1,2,and3”(重组潜伏转化生长因子-β1,2和3的物理化学活化),Brown,Peter D.,Wakefield,Lalage M.,Leninson,Arthur D.,Sporn,Micheal B.(1990)Growth Factors(《生长因子》),Vol.3,pp.35-43。

在本发明中，功能蛋白质没有使用本领域中已知的多种方法之一从生物起始材料分离，而是替代地，从一个商业供应商处采购。

生长因子然后通过如Brown等人描述的两种前述方法活化。在一个应用中，从起始材料的天然pH调整pH直至功能蛋白质的活化的测量值，显示活化增加超过天然pH下的活化。如先有技术中已知，所用的pH调节是碱性或者是酸性，其中对于TGF-β1和-β2两者，从潜伏期pH4.1和3.1之间以及pH11.0和11.9之间急剧转化，如Brown等人所报道。如也是众所周知的，通过标准添加NaOH、HCl或其他碱和酸实现调整。

所用的第二种活化方法包括热激商业上获得的蛋白质至75摄氏度，保持五(5)分钟或至80摄氏度保持1分钟，或者直至功能蛋白质的活化的测量值，显示超过天然状态的活化增加。在这个实例中，引用的时间周期是足够的，尽管在75度下较长的时间周期不显示负面效应；在50-60摄氏度长达1小时也是有用的。

通过前述方法的某些功能蛋白质的活化通过ELISA测定来确定(R&D Systems公司，明尼阿波利斯(Minneapolis)，MN)。对上述猪试验中所用的血浆来源进行了活化的IGF-1的水平的测量，并且还在如上所述获得的活化的功能蛋白质的制剂中进行了测量。每种情况下，样品中的活化的IGF1在将样品进行测定方案(X)之前首次测量，并且然后在进行测量方案(Y)之后测量。测量结果用X/Y表示。具体地，当血浆来源是Innomax Plasma(来自Land O’Lakes公司)时，结果如下：

Innomax IGF-1测量结果，三个结果是：

35/581,25/686,37/573活化的/总体，单位ng/g。

制备的活化的IGF-1的测量结果是：

150/695,119/396,244/364活化的/总体，单位ng/g。

非常重要地是理解该测定以一种非常独特的方式使用。如上所述，首次测量结果在样品没有进行活化过程时获得的。ELISA方案要求的pH变化被用来活化功能蛋白质，因此，理论上，如果跳过ELISA方案要求的pH处理步骤，得到的测量结果应该表示样品中的生长因子的活化水平。第二个测量结果在样品进行极端pH之后获得，这是ELISA方案的一部分。理论上，这个极端pH应该导致所有生长因子的活化。

因此，已经以例证的方式对本发明进行了描述。应理解已经使用的术语是文字描述的性质而不是限制。

本发明的很多改性和变化根据上面的教义是可能的。因此，除了具体描述的之外，可以在所附的权利要求的范围之内实践本发明。

Claims (18)

1.一种方法，该方法使用选自由以下各项组成的组中的至少一种活化的功能蛋白质，该组由溶菌酶、乳铁蛋白、生长因子、转移因子、细胞因子、和免疫球蛋白组成，来改善选自由以下各项组成的组中的至少一种动物健康度量，该组由体重增长、饲料摄取、饲料转化效率、药物干预率、和较低的死亡率组成，所述方法包括给予一个有效量的所述至少一种活化的功能蛋白质的步骤，其中所述活化的功能蛋白质的活化水平高于所述至少一种功能蛋白质在生物来源中发现的水平。

2.一种方法，该方法使用来自由以下各项组成的组的至少一种活化的功能蛋白质，该组由溶菌酶、乳铁蛋白、生长因子、转移因子、细胞因子、和免疫球蛋白组成，来生产一种改善的动物补充剂，该方法包括将一种常规补充剂与有效量的至少一种活化的功能蛋白质混合，其中所述至少一种活化的功能蛋白质的活化水平高于所述至少一种活化的功能蛋白质在生物来源中发现的水平，并且所述有效量包括改善以下度量之一的量：喂养与获益比、死亡率降低、抗生素治疗减少、电解质治疗减少、以及平均每日获益改善。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一种功能蛋白质的活化水平通过一种方法增加至高于所述至少一种功能蛋白质在所述生物来源中发现的活化水平，该方法选自下组，该组由以下各项组成：pH调整、调温、乙醇提取、酶添加、离子交换、化学添加、和压力改变。

4.如权利要求1所述的方法，其中该至少一种功能蛋白质的活化水平通过热激增加至高于所述至少一种功能蛋白质在所述生物来源中发现的活化水平。

5.如权利要求1所述的方法，其中将所述至少一种活化的功能蛋白质喂养给年幼的动物。

6.生产用于补充动物饮食的、改善的动物饲料的一种方法，该方法包括将一种常规饲料与一种材料混合的步骤，该材料包含源自一种生物来源的至少一种活化的生长因子，其中所述至少一种活化的生长因子的活化水平高于所述生长因子在生物来源中的活化水平。

7.用于减少幼小动物的死亡率的一种组合物，该组合物包括有效量的一种材料，该材料包括至少一种活化的功能蛋白质的一个活化水平，该活化水平高于该至少一种活化的功能蛋白质的生物来源，该至少一种活化的功能蛋白质选择下组，该组由以下各项组成：溶菌酶、乳铁蛋白、生长因子、转移因子、细胞因子、和免疫球蛋白。

8.如权利要求5所述的方法，其中所述至少一种活化的功能蛋白质包括至少一种生长因子并且所述幼小动物包括出生六小时之内的新生小牛。

9.如权利要求5所述的方法，其中所述至少一种活化的功能蛋白质包括至少一种活化的生长因子并且所述幼小动物包括出生三天之内的小牛。

10.如权利要求1所述的方法，用于改善幼小的猪的生长，该方法包括通过提供一种饲料组合物来改善所述的喂养与获益比，该饲料组合物包括所述有效量的所述至少一种活化的功能蛋白质。

11.如权利要求1所述的方法，用于改善幼小的猪的生长，该方法包括通过提供一种饲料组合物增加所述平均每日获益，该饲料组合物包括所述有效量的所述至少一种活化的功能蛋白质。

12.如权利要求1所述的方法，其中该给予步骤包括使用所述有效量的至少一种活化的功能蛋白质作为一种饲料补充剂。

13.如权利要求1所述的方法，其中该给予步骤包括给料该有效量的至少一种活化的功能蛋白质作为一种口服医药应用。

14.如权利要求1所述的方法，其中该给予步骤包括施用有效量的至少一种活化的功能蛋白质作为一种局部应用。

15.如权利要求1所述的方法，其中该给予步骤包括施用有效量的至少一种活化的功能蛋白质作为一种注射的医药应用。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述动物选自下组，该组由以下各项组成：牛、猪、马、犬、猫、家禽、人、和水养动物。

17.如权利要求1所述的方法，其中改善所述的医药干预率包括选自下组的至少一种的改善，该组由抗生素治疗和电解质治疗组成。

18.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一种功能蛋白质获得自一组来源，该组来源由以下各项组成：牛奶、乳清、初乳、乳清蛋白、胚胎组织、哺乳动物组织、动物组织、血浆、血液、全血和红血细胞，所述来源包括活化至第一水平的所述至少一种功能蛋白质并且所述方法进一步包括增加所述至少一种功能蛋白质的活化水平至第二水平的步骤。

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