发明内容
发明待解决的课题
如在上述的背景技术中所描述的那样,对用于乳品业中牛的乳腺炎的预防或有效治疗的手段存在强烈需求。
因此,本发明的目的在于,提供一种用于预防和/或治疗牛的乳腺炎的药剂或药物组合物或方法。
用于解决问题的方法
本发明人等此次发现:特定的芽孢杆菌属细菌通过对牛、尤其是奶牛的提供(或施用或摄取)而发挥乳腺炎预防效果,并且增强了对发病后的乳腺炎的治疗效果。
因此,本发明包含以下的特征。
[1]一种用于反刍动物的乳腺炎的预防剂或治疗剂,其特征在于,含有具有下述(1)的性质的芽孢杆菌属细菌作为有效成分:
(1)能够在牛体内增加或维持CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2。
[2]如[1]所述的预防剂或治疗剂,其中,所述芽孢杆菌属细菌还具有下述(2)的性质:
(2)当将枯草芽孢杆菌菌株C-3102(国际保藏号:FERMBP-1096)的双歧杆菌增殖活性设为1时,具有高于0.8的双歧杆菌增殖活性。
[3]如[1]或[2]所述的预防剂或治疗剂,其中,所述芽孢杆菌属细菌具有下述(3)的性质:
(3)当将枯草芽孢杆菌菌株C-3102(国际保藏号:FERMBP-1096)的蛋白酶活性及淀粉酶活性均设为1时,具有高于0.7的蛋白酶活性及淀粉酶活性。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的预防剂或治疗剂,其中,所述芽孢杆菌属细菌具有下述(4)的性质:
(4)当以1×105个/天/头或更多的剂量口服施用至牛时,能够预防或治疗乳腺炎。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的预防剂或治疗剂,其中,所述反刍动物为牛。
[6]如[4]~[5]中任一项所述的预防剂或治疗剂,其中,所述性质(4)中的所述经口施用在从牛的分娩前1个月至分娩后3个月的期间进行。
[7]如[1]~[6]中任一项所述的预防剂或治疗剂,其中,所述芽孢杆菌属细菌为枯草芽孢杆菌。
[8]如[7]所述的预防剂或治疗剂,其中,所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌菌株C-3102(国际保藏号:FERMBP-1096)或具有所述性质(1)、所述性质(1)及(2)、所述性质(1)及(3)、所述性质(1)~(3)、所述性质(1)及(4)、所述性质(1)、(3)及(4)、或所述性质(1)~(4)的菌株C-3102的变体。
[9]一种用于预防或治疗反刍动物的乳腺炎的饲料添加剂,其特征在于,含有[1]~[8]中任一项所述的预防剂或治疗剂作为有效成分。
[10]如[9]所述的饲料添加剂,所述饲料添加剂还含有用于治疗乳腺炎的抗生素。
[11]一种对反刍动物的乳腺炎具有增强的预防或治疗效果的饲料,其特征在于,含有用于预防或治疗反刍动物的乳腺炎的有效量的[9]或[10]所述的饲料添加剂。
[12]一种用于增强反刍动物用的饲料对反刍动物的乳腺炎的预防或治疗效果的方法,其特征在于,包括将用于预防或治疗反刍动物的乳腺炎的有效量的[9]或[10]所述的饲料添加剂添加至反刍动物用的饲料。
[13]一种用于预防或治疗反刍动物的乳腺炎的药物组合物,其特征在于,含有作为有效成分的芽孢杆菌属细菌和药学上可接受的载体的组合,所述芽孢杆菌属细菌具有下述(1)的性质:
(1)能够在牛体内增加或维持CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2。
[14]如[13]所述的用于预防或治疗的药物组合物,其中,所述芽孢杆菌属细菌还具有下述(2)的性质:
(2)当将枯草芽孢杆菌菌株C-3102(国际保藏号:FERMBP-1096)的双歧杆菌增殖活性设为1时,具有高于0.8的双歧杆菌增殖活性。
[15]如[13]或[14]所述的用于预防或治疗的药物组合物,其中,所述芽孢杆菌属细菌具有下述(3)的性质:
(3)当将枯草芽孢杆菌菌株C-3102(国际保藏号:FERMBP-1096)的蛋白酶活性及淀粉酶活性均设为1时,具有高于0.7的蛋白酶活性及淀粉酶活性。
[16]如[13]~[15]中任一项所述的用于预防或治疗的药物组合物,其中,所述芽孢杆菌属细菌具有下述(4)的性质:
(4)当以1×105个/天/头或更多的剂量经口施用至牛时,能够预防或治疗乳腺炎。
[17]如[13]~[16]中任一项所述的药物组合物,其中,所述反刍动物为牛。
[18]如[13]~[17]中任一项所述的药物组合物,其中,所述牛为正常奶牛、具有乳腺炎发病的可能性的奶牛、乳腺炎发病中的奶牛、或具有乳腺炎发病史的奶牛。
[19]如[16]~[18]中任一项所述的药物组合物,其中,所述性质(4)中的所述经口施用在从牛的分娩前1个月至分娩后3个月的期间进行。
[20]如[13]~[19]中任一项所述的药物组合物,其中,所述芽孢杆菌属细菌为枯草芽孢杆菌。
[21]如[20]所述的药物组合物,其中,所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌菌株C-3102(国际保藏号:FERMBP-1096)或具有所述性质(1)、所述性质(1)及(2)、所述性质(1)及(3)、所述性质(1)~(3)、所述性质(1)及(4)、所述性质(1)、(3)及(4)、或所述性质(1)~(4)的菌株C-3102的变体。
[22]如[13]~[21]中任一项所述的药物组合物,所述药物组合物还含有用于治疗乳腺炎的抗生素。
[23]一种用于在反刍动物中预防或治疗乳腺炎的方法,所述方法包括:将[1]~[8]中任一项所述的预防剂或治疗剂、[9]或[10]所述的饲料添加剂、[11]所述的饲料、或[13]~[22]中任一项所述的药物组合物施用或提供至需要其的反刍动物。
[24]如[23]所述的方法,所述方法还包括根据需要施用用于治疗乳腺炎的抗生素。
发明效果
本发明提供一种具有特定性质的芽孢杆菌属细菌,所述芽孢杆菌属细菌在反刍动物、优选牛、更优选奶牛中的乳腺炎的预防或治疗中具有高的预防及治疗效果。已知即使在通过抗生素治疗而改善了症状之后,具有乳腺炎病史的奶牛在随后的每次分娩后具有极其高的乳腺炎发病的可能性,但本发明的预防剂或治疗剂提供了如下的预料不到的功效,即,通过从分娩前约1个月经口施用或饲喂,能够有效地抑制随后的乳腺炎的发病,并且在许多情况下,能够为完全不发病的状态。
具体实施方式
以下,对本发明进一步详细地进行说明。
1.预防剂或治疗剂
本发明提供一种用于反刍动物的乳腺炎的预防剂或治疗剂,所述预防剂或治疗剂含有以下描述的具有特定性质的芽孢杆菌属细菌、优选枯草芽孢杆菌作为有效成分。
以下将描述乳腺炎、芽孢杆菌属细菌及预防剂。
[1]乳腺炎
本说明书中所使用的乳腺炎为反刍动物、优选牛、进一步优选奶牛的乳腺炎,且该疾病包括临床型乳腺炎和隐性乳腺炎(也称为非临床型乳腺炎)。如以上背景技术中所描述的,临床型乳腺炎可观察到乳房伴有红肿、发热、疼痛、或在乳汁中混入血块等肉眼可见的异常,与此相对,隐性乳腺炎没有观察到临床型乳腺炎那样的异常而在乳腺中引起炎症。就产生比例而言,隐性乳腺炎高的多,据说产奶的牛的约25~50%罹患该病。临床型乳腺炎通过施用抗生素的治疗而容易痊愈,但另一方面,隐性乳腺炎为难治性且没有有效的治疗方法,因此,采用的仅有手段是诸如感染动物的隔离等。
特别地,在上述的乳腺炎、尤其是隐性乳腺炎的发病的奶牛中,会发生产奶量或牛奶质量的降低,另外,在使用抗生素等化学治疗剂的情况下,不能够使牛奶上市,因此,经济损失大。
本发明的预防剂或治疗剂不仅对临床型乳腺炎是有效的,而且对隐性乳腺炎也是有效的。用于预防或治疗隐性乳腺炎的有效的疗法迄今为止没有报道,因此,本发明的预防剂或治疗剂等在乳制品(乳品)工业上是重要的。
在本说明书中所使用的“反刍动物”包括牛、山羊、绵羊等家畜动物。特别地,分泌生产乳汁的反刍动物例如牛、山羊等是优选的。优选的牛为奶牛(例如荷尔斯泰因牛、娟姗牛、格恩西牛、爱尔夏牛、凯瑞牛、乳用短角牛(DairyShorthorn)、丹麦红牛、西门塔尔牛等),尤其是正常奶牛、具有乳腺炎发病的可能性的奶牛、乳腺炎发病中的奶牛、或具有乳腺炎发病史的奶牛。本发明的预防剂对正常奶牛、具有乳腺炎发病的可能性的奶牛或具有乳腺炎发病史的正常奶牛是尤其有效的,并能够在乳腺炎发病中的奶牛体内作为治疗剂使用。
[2]芽孢杆菌属细菌
本发明的预防剂或治疗剂以具有下述性质(1)及任选地具有性质(2)的芽孢杆菌属细菌作为有效成分:
(1)能够在牛体内增加或维持CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2,
(2)当将枯草芽孢杆菌菌株C-3102(国际保藏号:FERMBP-1096)的双歧杆菌增殖活性设为1时,具有高于0.8的双歧杆菌增殖活性。
具有上述(1)及任选地具有(2)的性质的芽孢杆菌属细菌的任一种,能够作为本发明的预防剂或治疗剂的有效成分使用。
关于上述性质(1),CD11c+CD172a+血液树突状细胞为抗原呈递细胞,为在血液中移动并进行局部免疫调节的CD11c阳性及CD172a阳性的细胞。该细胞通过使用Lympholyte-H的密度梯度离心(2300rpm、30分钟)从外周血回收淋巴细胞亚群,进一步将单核细胞、B细胞及T细胞进行分离之后,可以利用使用磁珠结合抗CD11c抗体及磁珠结合抗CD172a抗体和MACS分离柱的磁性细胞分选系统(MACS法)分离作为CD11c阳性及CD172a阳性的细胞,进一步用双色流式细胞仪法对CD11c+CD172a+血液树突状细胞进行分析。CD11c+CD172a+血液树突状细胞由图1A的第1象限的门1内所示的2个特征的细胞亚群(门2及门3)构成,已确认这些细胞亚群特别是门2在乳腺炎发病中的或没有从乳腺炎恢复的牛中减少,且在通过施用本发明的枯草芽孢杆菌的恢复的或没有发病的牛中增加,因此,初次发现CD11c+CD172a+血液树突状细胞与乳腺炎是否发病或是否从乳腺炎恢复具有相关性。
由上述的见解认为,在乳腺炎的发病高风险期(分娩后3个月以内的时期、尤其是分娩后约1个月以内的时期),在暴露于引起乳腺炎的细菌等的情况下,CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2的增加预防乳腺炎。即,利用本发明的预防剂或治疗剂,施用对象的CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2取决于环境(例如对细菌的接触、伤害的状况等)而增加。相反而言,关于乳腺炎发病中的牛,该期间的CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2未能被增加。即,作为本说明书中的枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属细菌的性质之一的“能够增加或维持CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2”是指:与上述的乳腺炎发病高风险期的乳腺炎发病时的比例相比,调整适于使目标动物的CD11c+CD172a+树突状细胞门2与总血液树突状细胞的比例增加或较高地维持,由此形成预防乳腺炎的发病的免疫环境。
关于上述的性质(2),可在本发明中使用的枯草芽孢杆菌另外具有如下特征:当将枯草芽孢杆菌菌株C-3102(国际保藏号:FERMBP-1096)的双歧杆菌增殖活性设为1时,具有高于0.8、优选高于0.9、进一步优选为1或更多的双歧杆菌增殖活性。双歧杆菌增殖活性与免疫增强具有相关性,但与树突状细胞增殖活性的相关性迄今为止没有被报道;但如果具有与枯草芽孢杆菌菌株C-3102的双歧杆菌增殖活性同等(80%左右)以上的能力,则期待通过树突状细胞增殖活性而具有乳腺炎预防或治疗效果。
可在本发明中使用的芽孢杆菌属细菌可以进一步具有以下的(3)和/或(4)的性质。
(3)当将枯草芽孢杆菌菌株C-3102(国际保藏号:FERMBP-1096)的蛋白酶活性及淀粉酶活性均设为1时,具有高于0.7的蛋白酶活性及淀粉酶活性,
(4)当以1×105个/天/头或更多的剂量经口施用至牛时,能够预防或治疗乳腺炎。
关于上述的性质(4),可在本发明中使用的芽孢杆菌属细菌具有如下特征:当以1×106个/天/头或更多、优选1×107个/天/头或更多、更优选1×108个/天/头或更多、进一步优选1×109个/天/头或更多、最优选6×109个/天/头或更多的剂量经口施用至牛时,能够预防或改善乳腺炎。在此,上述的剂量为每天每1头动物所摄取的芽孢杆菌属细菌的生菌细胞数目,动物的摄取可以分为1次~多次、例如2~4次而进行。另外,经口施用通常在从牛的分娩前1个月至分娩后3个月的期间进行,通过以外周血中的CD11c+CD172a+血液树突状细胞、特别是图1所示的门2的增加为指标,或通过基于兽医的诊断结果的判定,可以确认是否存在乳腺炎的恢复、改善。
关于上述的性质(3),可以具有如下性质:当将枯草芽孢杆菌菌株C-3102(国际保藏号:FERMBP-1096)的蛋白酶活性及淀粉酶活性均设为1时,具有高于0.7、优选高于0.8、进一步优选高于0.9、最优选为1或更多的蛋白酶活性及淀粉酶活性。蛋白酶活性及淀粉酶活性可以通过例如后述的实施例中所记载的方法进行测定。在已知作为生菌剂的芽孢杆菌属细菌中,枯草芽孢杆菌、例如枯草芽孢杆菌菌株C-3102具有高的蛋白酶活性及淀粉酶活性(参照后述表3)。
作为具有上述的性质(1)及任选地具有(2)的芽孢杆菌属细菌,可以列举枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌等,具体而言,可以例示例如枯草芽孢杆菌菌株C-3102(国际保藏号:FERMBP-1096)、具有上述的性质(1)、上述的性质(1)及(2)、上述的性质(1)及(3)、上述的性质(1)~(3)、上述的性质(1)及(4)、上述的性质(1)、(3)及(4)、或上述的性质(1)~(4)的该菌株C-3102的变体、枯草芽孢杆菌的模式菌株等。优选的芽孢杆菌属细菌为上述的枯草芽孢杆菌菌株C-3102及上述的该菌株C-3102的变体。
枯草芽孢杆菌菌株C-3102于1985年12月25日在日本茨城县筑波市东1丁目1番地1筑波中心中央第6(邮编305-8566)[保藏时:日本茨城县筑波郡谷田部町东1丁目1番地3(邮编305)]的独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心作为寄存编号微工研菌寄第8584号进行国内保藏,于1986年6月28日由同机关作为保藏编号FERMBP-1096(移交时;微工研条寄第1096号)向国际保藏移交(日本特开昭62-232343号公报)。该C-3102菌株另外以“CALSPORIN”(注册商标)的商品名由本申请人进行市售。
枯草芽孢杆菌菌株C-3102的变体可以通过如下方法得到:例如,通过紫外线、X射线等高能辐射的照射下的培养、或通过亚硝基胍、N-乙基-N-亚硝基脲、亚硝基胺等诱变剂的存在下的培养人工诱导突变,进行变体菌落分离,进而例如通过将该变体的rDNA(通常用于细菌分类)的碱基序列与菌株C-3102的序列进行比较而对是否为突变株进行检定,以及确认具有上述的性质(1)、上述的性质(1)及(2)、上述的性质(1)及(3)、上述的性质(1)~(3)、上述的性质(1)及(4)、上述的性质(1)、(3)及(4)、或上述的性质(1)~(4)的变体。
可在本发明中使用的芽孢杆菌属细菌可以以其培养物的形式直接使用,也可以根据需要通过离心分离、过滤等分离方法将细菌细胞成分进行分离或浓缩后,通过例如冷冻干燥、真空加热干燥、喷雾干燥等干燥方法得到干燥产物。枯草芽孢杆菌可以在本领域技术人员所惯用的培养条件下进行培养。
在用于培养枯草芽孢杆菌的培养基中至少含有碳源、氮源及无机盐。
碳源可列举例如:山梨醇、葡萄糖、淀粉、糊精、环糊精、直链淀粉、支链淀粉、普鲁兰多糖、低聚糖、甘油、麦芽汁等糖类。这些碳源可以以1种或2种以上的混合物使用。
氮源可列举:肉提取物、麦芽提取物、酵母提取物、蛋白胨、聚蛋白胨、蛋白水解物、大豆粉、乳酪蛋白、氨基酸、玉米浆等有机氮化合物,和/或氨、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵等铵盐,硝酸钠等硝酸盐,尿素等无机氮化合物等。氮源也可以单独使用或以2种以上的混合物使用。
无机盐可以使用例如镁、锰、钙、钠、钾、铜、铁及锌等的磷酸盐、盐酸盐、硫酸盐及醋酸盐等。
作为培养基,可以使用市售的培养基或营养肉汤。
可以在公知的培养条件下进行培养。培养温度通常为20~45℃,优选为35~42℃,另外,适于培养的培养基的pH通常为6.0~9.0,优选为6.5~8.5,但并不限定于这些范围。
[3]预防剂或治疗剂
本发明的预防剂或治疗剂含有具有上述的性质(1)、上述的性质(1)及(2)、上述的性质(1)及(3)、上述的性质(1)~(3)、上述的性质(1)及(4)、上述的性质(1)、(3)及(4)、或上述的性质(1)~(4)的芽孢杆菌属细菌(生菌体)、优选枯草芽孢杆菌、更优选枯草芽孢杆菌菌株C-3102或其变体作为有效成分。
就上述预防剂中的芽孢杆菌属细菌的含量而言,作为干燥菌体,通常为按重量计0.001%~95.0%,例如为按重量计0.1%~40%,但预防剂可含有该细菌的例如1×105~6×109个或更多。
预防剂或治疗剂用于经口施用或饲喂,并为固体、半固体或液体的形式;具体地,在固体的情况下,为粉末、颗粒、丸剂、粒剂、片剂、胶囊等形式;在半固体的情况下,为凝胶等形式;在液体的情况下,为悬液等形式。在该预防剂或治疗剂中,除作为有效成分的菌体之外,可以含有用于配制剂型的物质,例如载体(例如赋形剂、稀释剂等)、以及任选地添加剂。
作为载体,可以列举例如:乳糖、甘露醇、山梨醇、木糖醇、微晶纤维素、淀粉、磷酸二钙、纯水、明胶、琼脂、海藻酸钠、角叉菜胶等。
添加剂包括但并不限定于以下的物质:粘合剂、崩解剂、润滑剂、填充剂、助滑添加剂、表面活性剂、抗氧化剂、防霉剂、增稠剂等。
作为粘合剂,可列举例如:淀粉乙醇酸钠、黄蓍胶、阿拉伯胶、聚乙烯基吡咯烷酮、玉米淀粉、明胶、粉状纤维素、微晶纤维素、山梨醇、淀粉、聚乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮和乙烯基衍生物的共聚物、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等。
作为崩解剂,可列举例如:玉米淀粉、马铃薯淀粉、羟基乙酸淀粉钠、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钙、交联羧甲基纤维素钠、交联聚维酮、聚乙烯基吡咯烷酮、甲基纤维素、微晶纤维素、低级烷基取代的羟丙基纤维素、阿尔法淀粉、海藻酸钠等。
作为润滑剂,可列举例如:硬脂酸镁、硬脂酸、聚乙二醇、滑石、硅石等。
作为助滑添加剂,可列举例如:二氧化硅、滑石、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂富马酸钠、硬脂酸镁等。
作为表面活性剂,可列举例如:月桂基硫酸钠、聚山梨醇酯80等。
作为其它的成分,可列举:氨基酸类、维生素类、矿物质、色素(虾青素、角黄素等)、酶(例如,淀粉酶、蛋白酶、木聚糖酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、脂肪酶等)等。
预防剂或治疗剂中的载体及添加剂的总含量为从100%中减去了有效成分(干燥菌体)的含量百分比(%)的量。
本发明的预防剂或治疗剂可用于在反刍动物、优选牛、更优选奶牛中预防乳腺炎且在一些情况下治疗乳腺炎。
乳腺炎的预防可以通过如下方法而进行:例如在受孕的奶牛等牛中,在从分娩前至少1个月前至分娩后3个月,以每1天1×105~6×109个或更多的剂量,向奶牛经口施用或饲喂具有上述性质的枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属细菌。在施用或饲喂的情况下,可以1天分为1次~数次,例如分为早晨和晚上的2次,每1天施用该菌1×105~6×109个或更多的总剂量,或可以将这种剂量的该预防剂与饲料或饮品等进行混合而饲喂。例如,当饲喂CALSPORIN(注册商标)时,可以将其混合在饲料中而提供每1天40gCALSPORIN粉末(1.5×108CFU),例如早晨20g和晚上20g的剂量。关于奶牛等牛,特别是通常提供干草等粗饲料或浓缩饲料作为饲料的情况下,优选与这些饲料混合。关于施用对象的牛,通过向过去具有乳腺炎发病史的牛施用或饲喂,能够显著地抑制预计出现乳腺炎发病的牛的乳腺炎发病。
2.饲料添加剂及饲料
本发明进而提供一种含有上述的预防剂或治疗剂的饲料添加剂。
本发明的饲料添加剂可以通过如下方法来制备,即,将上述的预防剂或治疗剂与构成饲料添加剂的被认可的其它任选的成分进行混合,以使得添加剂含有用于预防反刍动物的乳腺炎的有效量的以上定义的枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属细菌。在此,枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属细菌的有效量为动物可摄取的每1天1×105~6×109个或更多的该细菌的量。
饲料添加剂一般而言为用于对动物饲料赋予所期望的功能的物质,在本发明的情况下,该功能为预防或治疗或抑制、减轻反刍动物、特别是牛、进一步优选奶牛的乳腺炎。
在饲料添加剂中可以进一步含有用于治疗乳腺炎的抗生素。例如,在“家畜共济药效别药价基准表平成23年度版”中,作为抗生素,可列举:对已知作为引起乳腺炎的细菌的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、链球菌、铜绿假单胞菌等细菌有效的头孢类抗生素、青霉素类抗生素、大环内酯类抗生素等抗生素,例如、红霉素、盐酸土霉素、双氯西林钠、头孢唑啉、头孢呋辛钠、萘夫西林钠、苄基青霉素普鲁卡因、硫酸双氢链霉素、硫酸卡那霉素、头孢匹林钠、甘草酸单铵盐、头孢洛宁等抗生素的1种或多种混合物。
在饲料添加剂中,除有效成分之外,可以含有用于形成药剂的、例如载体(赋形剂或稀释剂)、添加剂等成分。载体或添加剂为用于制造本发明的上述预防剂或治疗剂的上述例示的物质。饲料添加剂可以具有固体、半固体或液体的任一种形式,优选为固体形式,例如可以制备为粉末、颗粒、丸剂、粒剂、片剂、胶囊等形状。
本发明进而提供一种用于增强反刍动物用的饲料对反刍动物的乳腺炎的预防或治疗效果的方法,所述方法包括将用于预防或治疗乳腺炎的有效量的上述的饲料添加剂添加至反刍动物用的饲料。
目前,可使用“家畜共济药效别药价基准表”(日本动物用医药品协会)中所刊载的乳腺炎治疗剂用于牛等的乳腺炎的治疗,且抗生素被用作主要的治疗剂,但没有达到防止复发的效果。本发明的上述预防剂或治疗剂、或含有其的饲料添加剂可以补充抗生素治疗。
由于本发明的预防剂或治疗剂的如上所述的独特的特征,因此本发明还涉及一种对反刍动物的乳腺炎具有增强的预防或治疗效果的饲料,其特征在于,含有用于预防或治疗反刍动物的乳腺炎的有效量的上述饲料添加剂。
与公知的饲料不同,本发明的饲料的特征在于,含有用于预防反刍动物的乳腺炎的有效量的上述枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属细菌。本申请的申请日前的公知的饲料,还没有认识到枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属细菌具有预防(或治疗)反刍动物的乳腺炎的作用或效果,因此,不可能作为乳腺炎的预防用(或治疗用)被出售。
饲料包含高纤维的粗饲料(例如青草、干牧草、青贮饲料稻草等)、和富含淀粉、蛋白的浓缩饲料(也称为饲料混合物)(例如玉米、大豆、米糠、麦麸、大麦、买罗高粱等谷类,大豆油渣饼、菜籽油渣饼、棉籽油渣饼等植物油渣饼等),将它们适当地混合而给予牛等反刍动物。此外,可以添加维生素(维生素A、D3、E、B1、B2、B6、B12、C、K3、肌醇、生物素、泛酸、烟酸、胆碱、叶酸等)、氨基酸、盐、其它矿物质类等。关于饲料成分,例如还可以使用日本标准饲料成分表(独立行政法人农业·食品工业技术综合研究机构编)中所记载的物质。
就饲料而言,优选以动物可摄取的每1天1×105~6×109个或更多的细菌的量含有上述枯草芽孢杆菌,因此,可将本发明的饲料添加剂与饲料混合以提供这种细菌细胞的量。
3.用于乳腺炎的预防或治疗的药物组合物及方法
本发明进而提供一种用于预防或治疗反刍动物的乳腺炎的药物组合物,所述药物组合物含有作为有效成分的枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属细菌和药学上可接受的载体的组合,所述芽孢杆菌属细菌具有上述的性质(1)、上述的性质(1)及(2)、上述的性质(1)及(3)、上述的性质(1)~(3)、上述的性质(1)及(4)、上述的性质(1)、(3)及(4)、或上述的性质(1)~(4)。
作为有效成分的枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属细菌与作为上述的预防剂或治疗剂的有效成分的细菌相同,具有上述的性质(1)及任选地具有性质(2),即,作为性质(1),能够增加奶牛等牛的血液树突状细胞中的CD11c+CD172a+细胞门2;以及作为任选地具有的性质(2),当将枯草芽孢杆菌菌株C-3102(保藏国际保藏号:FERMBP-1096)的双歧杆菌增殖活性设为1时,具有高于0.8、优选高于0.9、更优选为1或更多的双歧杆菌增殖活性,只要是具有这些性质的枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属细菌,就可以作为本发明的药物组合物的有效成分使用。
除上述的性质(1)及任选地具有的上述的性质(2)之外,枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属细菌还可以具有作为上述的性质(3)的性质和/或作为上述的性质(4)的性质,性质(3):当将枯草芽孢杆菌菌株C-3102(保藏国际保藏号:FERMBP-1096)的蛋白酶活性及淀粉酶活性均设为1时,具有高于0.7、优选高于0.8、更优选高于0.9、最优选为1或更多的蛋白酶活性及淀粉酶活性,性质(4):当以1×105~6×109个/天/头或更多的剂量经口施用至牛时,能够预防或治疗乳腺炎。
在本发明中,牛例如为正常奶牛、具有乳腺炎发病的可能性的奶牛、具有乳腺炎发病史的奶牛、或乳腺炎发病中的奶牛。只要是这样的奶牛,就可以利用本发明的组合物进行预防或治疗。此外,只要是实际上具有乳腺炎发病的牛,就可以使用本发明的组合物用于乳腺炎的治疗、或抑制、减轻或改善。
作为上述芽孢杆菌属细菌的实例,可列举枯草芽孢杆菌菌株C-3102(保藏国际保藏号:FERMBP-1096)、具有上述性质的该菌株C-3102的变体、枯草芽孢杆菌的模式菌株等,但只要是具有上述的性质(1)、上述的性质(1)及(2)、上述的性质(1)及(3)、上述的性质(1)~(3)、上述的性质(1)及(4)、上述的性质(1)、(3)及(4)、或上述的性质(1)~(4)的芽孢杆菌属菌株,均为可在本发明中使用的细菌。
就本发明的药物组合物中的枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属细菌的含量而言,作为该细菌,可以含有例如1×105~6×109个或更多。优选以每1天1×105~6×109个或更多的剂量施用至动物或由动物摄取,因此,可以将该组合物分为1次~多次(例如2次~4次)经口施用或饲喂。
在药物组合物中,可以任选地含有乳腺炎治疗剂(抗生素等)。作为乳腺炎治疗剂,可以使用“家畜共济药效别药价基准表”(日本动物用医药品协会)中所刊载的乳腺炎治疗剂,特别可列举对已知作为引起乳腺炎的细菌的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、链球菌、铜绿假单胞菌等细菌有效的头孢类抗生素、青霉素类抗生素、大环内酯类抗生素等抗生素,例如上述例示的抗生素。
本发明的药物组合物为固体、半固体或液体的形式,在固体的情况下,为粉末、颗粒、丸剂、粒剂、片剂、胶囊等形式;在半固体的情况下,为凝胶等形式;在液体的情况下,为悬液等形式。除作为有效成分的菌体之外,该预防剂可以含有用于配制剂型的、例如药学上可接受的载体(例如赋形剂、稀释剂等)、以及任选地添加剂。
作为载体,可以列举例如:乳糖、甘露醇、山梨醇、木糖醇、微晶纤维素、淀粉、磷酸二钙、纯水、明胶、琼脂、海藻酸钠、角叉菜胶等。
添加剂包括但并不限定于以下的物质:粘合剂、崩解剂、润滑剂、填充剂、助滑添加剂、表面活性剂、抗氧化剂、防霉剂、增稠剂等。添加剂可以从以下的物质中适当选择而被包含在组合物中。
作为粘合剂,可列举例如:淀粉乙醇酸钠、黄蓍胶、阿拉伯胶、聚乙烯基吡咯烷酮、玉米淀粉、明胶、粉状纤维素、微晶纤维素、山梨醇、淀粉、聚乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮和乙烯基衍生物的共聚物、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等。
作为崩解剂,可列举例如:玉米淀粉、马铃薯淀粉、羟基乙酸淀粉钠、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钙、交联羧甲基纤维素钠、交联聚维酮、聚乙烯基吡咯烷酮、甲基纤维素、微晶纤维素、低级烷基取代的羟丙基纤维素、阿尔法淀粉、海藻酸钠等。
作为润滑剂,可列举例如:硬脂酸镁、硬脂酸、聚乙二醇、滑石、硅石等。
作为助滑添加剂,可列举例如:二氧化硅、滑石、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂富马酸钠、硬脂酸镁等。
作为表面活性剂,可列举例如:月桂基硫酸钠、聚山梨醇酯80等。
作为其它的成分,可列举:氨基酸类、维生素类、矿物质、色素(虾青素、角黄素等)、酶(例如淀粉酶、蛋白酶、木聚糖酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、脂肪酶等)等。
本发明进而提供一种用于在反刍动物中预防或治疗乳腺炎的方法,所述方法包括将上述的预防剂或治疗剂、饲料添加剂、饲料或药物组合物经口施用或饲喂至需要其的反刍动物。
关于乳腺炎的预防或治疗,优选从分娩前至少1个月至分娩后3个月,以每1天1×105~1×106个/天/头或更多、优选1×107个/天/头或更多、更优选1×108个/天/头或更多、进一步优选1×109个/天/头或更多、最优选6×109个/天/头或更多的剂量,将枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属细菌施用至受孕的奶牛等反刍动物。关于剂型,如上所述1天分为1次~数次、每1天施用该生菌细胞的上述剂量作为总剂量即可。在施用药物组合物时,可以将该组合物与饲料、饮品等食饲料进行混合而饲喂。关于奶牛等牛,特别是通常提供干草或浓缩饲料作为饲料的情况下,优选与这些饲料混合。关于施用对象的牛、特别是奶牛,为正常奶牛、具有乳腺炎发病的可能性的奶牛、或具有乳腺炎发病史的奶牛,这样的奶牛的乳腺炎发病可以被显著抑制,另外,可治疗或减轻乳腺炎发病中的奶牛的乳腺炎。
另外,在确认具有乳腺炎发病的牛中,如果需要,通过与目前可以用于治疗的抗生素(上述)的并用,既能够提高痊愈率,另外,也许能够缩短至痊愈的时间。通过静脉内施用、肌肉内施用、经口施用等的方法将对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、链球菌、铜绿假单胞菌等致病菌有效的抗生素施用至乳腺炎发病中的牛,另一方面,可以在抗生素的施用前、施用中或施用后,将本发明的药物组合物施用至动物。
上述的预防剂或治疗剂、饲料添加剂、或药物组合物优选通过与动物的饲料或饮品等混合而施用或饲喂至动物。
另外,关于剂量,优选以每1天1×105~1×106个/天/头或更多、优选1×107个/天/头或更多、更优选1×108个/天/头或更多、进一步优选1×109个/天/头或更多、最优选6×109个/天/头或更多的生菌剂量的方式施用或饲喂至动物。
实施例
以下,列举实施例,参照实施例的同时对本发明更详细地进行说明,但本发明的技术范围并不受这些实施例限制。
[实施例1]
<奶牛的乳腺炎的治疗>
针对下述表1所示的测试区的在前一泌乳期具有乳腺炎发病史的奶牛(牛编号23及15),将CALSPORIN(注册商标;Calpis(株)、日本)(有效成分:枯草芽孢杆菌菌株C-3102(FERMBP-1096)1×1010个/g)以每1天6×109个或更多的生菌剂量与饲料混合,从分娩前1个月至分娩后3个月饲喂。就饲料而言,泌乳期饲喂酪农家族MAX(北日本合作社饲料、日本)、ASTROLINER(维生素剂:雪印、日本)、压片玉米、粗饲料(梯牧草、燕麦、大粒玉蜀黍青贮饲料、紫花苜蓿干草),干乳期施用干乳期用饲料(TransPro:雪印、日本)及粗饲料(梯牧草、燕麦)。另一方面,对于同一表1中所示的具有乳腺炎发病史的对照区(牛编号94及902),在饲料中没有添加CALSPORIN。
已知在前一泌乳期具有乳腺炎发病史的奶牛在本期中乳腺炎发病风险高。前一泌乳期是指从上次的分娩后至本期的分娩前1个月的期间,用于本实验的动物均为在前一泌乳期具有1~3次的乳腺炎发病史的奶牛,其为接受了6~23次抗生素的给药的牛。
[表1]
*在MACS法评价中,○表示在图1中描述的树突状细胞分析中、在测试期间门2的比例轻微增加或减少且维持在较高水平,×是指存在门2的比例暂时或长期低的期间。
表1示出结果。在测试区(牛编号15及23)中,均显示如下结果:(1)没有乳腺炎的发病;(2)没有抗生素的给药;(3)与对照区相比,在树突状细胞分析中在测试期间,CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2与总树突状细胞的比例轻微增加或减少并维持在较高水平。与此相对,在对照区(牛编号94及902)中,均为如下倾向:乳腺炎发病,接受利用抗生素的治疗,另外,与测试区相比,在树突状细胞分析中,CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2的比例也是暂时或长期地低的。在此,将CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2的测定结果示于图1(C、D)及表2。就测试区而言,与对照区相比,CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2与总树突状细胞的比例在分娩后8~10日明确地增加。其显示在分娩后的乳腺炎的高风险时期(特别是分娩后8~10日),在暴露于引起乳腺炎的细菌等的情况下,测试区具有可以与细菌对抗的免疫力。即,相对于总树突状细胞的CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2的轻微增加或减少以及根据需要地升高,暗示了通过枯草芽孢杆菌菌株C-3102的施用,防御乳腺炎的发病的血液中的免疫力得以增加或维持。在测试期间,在测试区没有观察到乳腺炎的发病,与此相对,在对照区,具有1次或2次的乳腺炎发病,从而需要实施抗生素治疗。分娩后约7天(最容易引起乳腺炎的时期)的测试区内的CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2的增加成为显示本发明的预防剂或治疗剂(有效成分:枯草芽孢杆菌菌株C-3102)有效地起作用用于预防乳腺炎的指标。
[表2]
MACS法数据
*关于血液采集日,将分娩日设为第0天,分娩前设为负数。
表2中,94号个体具有2次乳腺炎发病:在血液采集期间1和2之间及2和3之间各发病1次。另外,902号个体在期间2和3之间发病1次乳腺炎。本结果中,902号个体在分娩后8~10天由于应激反应等影响,观察到CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2的比例减少,认为具有乳腺炎发病。另外,94号个体从分娩前具有低的CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2的比例,其后(即使暴露于细菌)CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2的比例也没有充分地上升,认为具有乳腺炎发病。另一方面,进行了枯草芽孢杆菌菌株C-3102施用的个体(23号及15号个体),虽然与94号个体相同,分娩前具有低的CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2的比例,但是,在分娩后8~10天,观察到CD11c+CD172a+血液树突状细胞门2的比例的上升,表明抑制了乳腺炎的发病。
[实施例2]
<对乳腺炎的预防或治疗有效的枯草芽孢杆菌的特征描述>
目前,已知用于牛的许多生菌剂,但具体地显示乳腺炎预防或治疗效果的生菌剂是未知的。此次,将实际上被出售的生菌剂中的各菌株与作为本发明的目的菌株的枯草芽孢杆菌菌株C-3102的双歧杆菌增殖活性、蛋白酶活性及淀粉酶活性进行比较。
(1)关于菌株
关于经调整的芽孢杆菌属菌株,包含菌落的形状的不同,对后述的表3所示的枯草芽孢杆菌(B.subtilis)的8个菌株、地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)的1个菌株、芽孢杆菌属(Bacillussp.)的2个菌株进行制备。
(2)各菌体的孢子悬液的制备
关于各个菌株,在TS琼脂培养基上涂布,在37℃下过夜培养。将在培养基上形成的菌落全部用匙状小竹板刮起,悬浮于加热至80℃的灭菌水。将其在3,000rpm室温下离心分离10分钟,除去上清液之后,再悬浮于加热至80℃的灭菌水。将该操作进行2次之后,将悬浮于5ml的灭菌水的液体设为各菌株的孢子悬液。
(3)分泌蛋白酶活性的测定
使用1%酪蛋白酸钠TS琼脂培养基(1%酪蛋白酸钠(和光纯药工业、日本)、3%BBLTrypticaseSoyBroth、2%琼脂),在该培养基上涂布1μl各菌株的孢子悬液(约1×104CFU/ml)。其后,在37℃下进行48小时培养,测定通过菌落周围的酪蛋白的水解而产生的晕圈的大小。就晕圈的大小而言,测定从菌落的边缘至晕圈的边缘的距离。实验进行3次,对各菌株算出3次测定值的平均值和相对于各次的C-3102菌株I型的比活性值的平均值。
(4)淀粉酶活性的测定
使用1%淀粉TS琼脂培养基(1%淀粉(和光纯药工业、日本)、3%BBLTrypticaseSoyBroth,2%琼脂),在该培养基上涂布1μl各菌株的孢子悬液(约1×104CFU/ml)。在37℃下进行48小时培养之后,在培养基上逐滴添加2ml鲁哥氏溶液(Lugol’ssolutionstabilized(Merck)),将未分解的淀粉进行染色,由此测定在菌落周围所产生的晕圈的大小。就晕圈的大小而言,测定从菌落的边缘至晕圈的边缘的距离。实验进行3次,对各菌株算出3次测定值的平均值和相对于各次的C-3102菌株I型的比活性值的平均值。
(5)双歧杆菌增殖活性
以参考文献(KouyaT.etal.,J.Biosci.Bioeng.2007;103:464-471)中所记载的方法为参考,如下进行。在TS软琼脂培养基(琼脂0.75%)上铺设混合纤维素酯滤膜(直径90mm且孔径0.2μm(ADVANTEC)),在滤膜上接种50μl孢子悬液(约1×109CFU/ml),在37℃下进行24小时培养。培养后,剥下滤膜而回收培养基,转移至50ml的离心管,进行8,000rpm15分钟离心分离。将得到的上清液用0.22μm的混合纤维素酯滤膜(ADVANTEC)过滤,使60μl滤液渗透至置于TPY琼脂培养基(3%葡萄糖,0.4%Trypticasepeptone,0.15%ProteosepeptoneNo.3,0.25%酵母提取物,0.2%K2HPO4,0.3%KH2PO4,0.025%MgCl2·6H2O,0.025%L-cystein,0.0005%FeSO4·7H2O,1.5%琼脂)上的纸盘(直径10mm,厚度(ADVANTEC))中,所述TPY琼脂培养基倾注有青春双歧杆菌CP2238。将其在放入有3个AnaeroPack(三菱气体化学)的厌氧罐内于37℃下进行18小时厌氧培养,测定在纸盘周围产生的双歧杆菌增殖圆的直径。实验进行2次,对各菌株算出2次测定值的平均值和相对于各次的C-3102菌株I型的比活性值的平均值。
(6)结果
表3示出进行了测试的菌株的测定结果。
[表3]
由表3可确认:枯草芽孢杆菌菌株C-3102与其它细菌相比,在所有性质上具有平均高的活性。这些性质显示提高了在牛的消化道内的生存能力,进而推测:通过提高消化道内的双歧杆菌增殖,从而有助于提高血液树突状细胞。其结果,即使在奶牛的乳头等遭受伤害的情况下,也可以抑制细菌感染,另外,即使被细菌感染,也通过抑制对乳房的乳槽部、乳管、乳腺的感染而预防乳腺炎。进而推测:通过提高特定的树突状细胞,对罹患乳腺炎的奶牛的治疗也有效地起作用。
实际上,如实施例1所示,枯草芽孢杆菌菌株C-3102具有在实际的奶牛中的乳腺炎预防或治疗效果,只要是以该菌株为基准、具有与其类似或同等高的上述活性的枯草芽孢杆菌,就可以预期具有增加或维持树突状细胞门2的能力,并可以预期与C-3102菌株具有同等的效果。
[实施例3]
<具有乳腺炎发病的奶牛的治疗>
针对具有乳腺炎发病史的泌乳期的奶牛,在泌乳期间乳腺炎发病时,在饲料中混合CALSPORIN(注册商标;Calpis(株))(有效成分:枯草芽孢杆菌菌株C-3102(FERMBP-1096)1×1010个/g),以每1天6×109个或更多的生菌剂量,在发病后施用一定时间(数日~1周)。就饲料而言,泌乳期给予酪农家族MAX(北日本合作社饲料、日本)、ASTROLINER(维生素剂:雪印)、压片玉米、粗饲料(梯牧草、燕麦、大粒玉蜀黍青贮饲料、紫花苜蓿干草),干乳期给予干乳期用饲料(TransPro:雪印、日本)及粗饲料(梯牧草、燕麦)。
工业上的可利用性
利用本发明,可以预防或治疗反刍动物、尤其是奶牛等牛的乳腺炎的发病,因此,可以显著改善在乳品业中由于奶牛的乳腺炎发病造成的经济损失,可以说在工业上是极其有用的。
保藏菌
“枯草芽孢杆菌菌株C-3102”于1985年12月25日在日本茨城县筑波市东1丁目1番地1筑波中心中央第6(邮编305-8566)[保藏时:日本茨城县筑波郡谷田部街东1丁目1番地3(邮编305)]的独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心作为保藏编号微工研菌寄第8584号进行国内保藏,于1986年6月28日由同机关作为保藏编号FERMBP-1096(移交时;微工研条寄第1096号)向国际保藏移交。该保藏菌株目前由独立行政法人制品评价技术基础机构的NITE专利生物保藏中心(NITE-IPOD)(日本千叶县木更津市上总镰足2-5-8120号室(邮编292-0818)保管。