CN108135944A - 益生菌和益生元组合物及其调节微生物组的方法和用途 - Google Patents

益生菌和益生元组合物及其调节微生物组的方法和用途 Download PDF

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Abstract

本文描述了含有非病原性微生物实体(例如细菌实体)的益生菌组合物。该益生菌组合物可以任选地含有一种或多种益生元或者与其结合使用。还提供了益生菌组合物用于治疗或预防受试者中局部或系统微生物组紊乱的用途。

Description

益生菌和益生元组合物及其调节微生物组的方法和用途
相关申请
本申请要求2014年11月25日提交的美国临时专利申请No.62/084,536、2014年11月25日提交的美国临时专利申请No.62/084,537、2014年11月25日提交的美国临时专利申请No.62/084,540、2015年2月18日提交的美国临时专利申请No.62/117,632、2015年2月18日提交的美国临时专利申请No.62/117,637、2015年2月18日提交的美国临时专利申请No.62/117,639、2015年5月15日提交的美国临时专利申请No.62/162,562、以及2015年11月19日提交的美国临时专利申请No.62/257,714的优先权。上述每个申请的全部内容通过引用并入本文。
序列表
本申请包含已经以ASCII格式电子提交的序列表,并且该序列表以其整体通过引用并入本文。所述ASCII副本创建于2015年11月25日,名称为126383_01820_SL.txt,大小为4,147,475字节。
背景技术
人类和其他哺乳动物具有许多微生物小生境(niche),并且调节其微生物群的干预已经集中在抗生素(其主要导致微生物群的非特异性消灭以力图靶向病原体)、益生菌(主要以食品中的乳酸生产菌形式)、益生元(刺激性材料,主要是碳水化合物,其增加细菌生长和/或活性)和合生素(益生元和益生菌的组合)。参见例如WO2011/022542。自身免疫性和炎症性疾病的特征在于不适当的免疫不耐受或免疫应答异常,并影响多达5000万美国人。目前对这些病症的治疗方法(如免疫抑制药物)具有危险的全身副作用,如感染、器官损伤和产生新的自身免疫性疾病的风险。因此,需要用于自身免疫性和炎症性疾病的改进的诊断和预后措施、预防措施和治疗。
认识到哺乳动物在胃肠(GI)道、皮肤上以及其它上皮和组织小生境如口腔、眼表和阴道中被微生物定植。胃肠道、阴道和其他小生境内藏有丰富多样的微生物群落。它是一个复杂的系统,为许多不同物种或生物体的群落提供环境或小生境,包括不同的细菌菌株。数百种不同的物种可能在健康人的胃肠道或阴道中形成共生群落,这种生物体的补充从出生时开始,最终形成约3岁的功能成熟的微生物群体。极大多样的物种可能在健康人群的肠道和阴道中形成共生群落。这些群体中的微生物菌株与微生物与宿主(例如,宿主免疫系统)之间的相互作用形成群落结构以及远离肠腔的微生物群小生境,其中可用性和竞争资源影响微生物的分布。这些资源可以是食物、位置以及生长空间的可用性或微生物可附着的物理结构。例如,宿主饮食涉及形成胃肠道菌群和阴道菌群。
健康的微生物群为宿主提供多种益处,包括对广谱病原体的定植抗性、必需的营养生物合成和吸收以及维持健康的肠上皮和适当控制的全身免疫的免疫刺激。在“微生态失调(dysbiosis)”或经破坏的共生的环境中,微生物群功能可能丧失或混乱,导致对病原体的易感性增加、改变的代谢特征或诱导炎性信号,其可导致局部或全身炎症或自身免疫。因此,肠道微生物群在许多疾病和病症(包括胃肠道远端的各种病原性感染)的发病机理中起重要作用。例如,当正常肠道微生物群由于使用广谱抗生素而受到干扰时,受试者变得更容易发生病原性感染。这些疾病和病症中的许多是慢性病症,可显著降低受试者的生活质量,并可能最终致命。因此,从业者需要一种用多种选择和有用选择的微生物群在(populate)受试者的胃肠道繁殖的方法,以改变微生态失调。此外,从业者需要通过多种选择和有用选择的微生物组直接或间接地(例如通过胃肠道)在受试者的阴道繁殖,以便改变微生态失调。因此,为了响应通过恢复或增强微生物群功能来治疗免疫和炎症疾病的持久、高效和有效的组合物和方法的需要,本发明提供了用于治疗和预防与微生态失调(包括胃肠道远端的微生态失调)相关的免疫和炎性病症的组合物和方法。
抗生素耐药性是新出现的公共健康问题(Carlet J,Collignon P,Goldmann D,Goossens H,Gyssens IC,Harbarth S,Jarlier V,Levy SB,N’Doye B,Pittet D,etal.2011.Society’s failure to protect a precious resource:antibiotics.Lancet378:369–371)。许多细菌属藏有产生抗生素耐药性的物种。这些包括但不限于耐万古霉素肠球菌(VRE)和卡巴苯霉素耐药克雷伯菌(CRKp)。肺炎克雷伯杆菌和大肠杆菌菌株正在变得对碳青霉烯类具有耐药性,并且需要使用以高毒性为特征的旧抗生素,例如粘菌素(Cantón R,Akóva M,Carmeli Y,Giske CG,Glupczynski Y,Gniadkowski M,Livermore DM,Miriagou V,Naas T,Rossolini GM,et al.2012.Rapid evolution and spread ofcarbapenemases among Enterobacteriaceae in Europe.Clin Microbiol Infect 18:413–431)。观察到其它多种物种的多种耐药菌株,包括铜绿假单胞菌、肠杆菌属和不动杆菌属,临床上包括高度耐头孢他啶、碳青霉烯类和喹诺酮类的分离株(European Centre forDisease Prevention and Control:EARSS net database.http://ecdc.europa.eu.)。疾病预防控制中心(Centers for Disease Control and Prevention)在2013年发布了一项威胁报告(http://www.cdc.gov/drugresistance/threat-report-2013/),其中列举了许多细菌感染威胁,包括艰难梭菌、耐药性肠杆菌科(CRE)、耐多药耐药性不动杆菌、耐药性弯曲杆菌、广谱β-内酰胺酶生产肠杆菌科(ESBL)、万古霉素耐药性肠球菌(VRE)、耐多药耐药铜绿假单胞菌、耐药性非伤寒沙门氏菌、耐药性沙门氏菌、耐药志贺氏菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐药性肺炎链球菌、万古霉素金黄色葡萄球菌(VRSA)、抗红霉素A组链球菌和克林霉素抗性B组链球菌。由于耐药性微生物增长而导致的抗生素的日益失效需要新的治疗剂来治疗细菌感染。益生菌治疗性细菌组合物的施用提供了这种疗法的潜力。胃肠道作为许多这些生物体(包括VRE、MRSA、绿脓假单胞菌、不动杆菌和酵母假丝酵母)的储库(Donskey,Clinical Infectious Diseases 2004 39:214,The Role of theIntestinal Tract as a Reservoir and Source for Transmission of NosocomialPathogens),从而作为医院感染的来源。抗生素治疗和其他去污程序是用于减少敏感受试者(包括免疫抑制的受试者)中这些生物体的定植的手段之一。基于细菌的疗法将为去定植化提供新的工具,具有不会像抗生素疗法那样促进抗生素耐药性的关键益处。
除了由至少部分地GI或远端微生态失调产生的异常免疫应答引起的疾病之外,还需要对与胃肠道以外的GI微生态失调和远端微生态失调相关的疾病进行更安全和可再现的治疗。
发明简述
本文公开了含有益生菌、非病原细菌群体及其网络的治疗组合物,其用于预防、控制和治疗疾病、失调和病症,特别是与微生态失调相关的疾病例如胃肠道远端的微生态失调,并用于一般营养健康。在一些实施方案中,治疗组合物含有益生元(例如碳水化合物)与微生物群体和/或其网络结合。这些组合物有利地适合于对人和其他哺乳动物受试者的安全施用,并且在许多微生态失调疾病、失调和病症以及一般的营养健康方面是有效的。
在一个方面,本发明提供减少受试者的炎症的方法,包括向受试者施用包含分离的抗炎细菌群体的益生菌组合物,使得受试者的炎症减少。在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物包含药学上可接受的赋形剂。
在上述方面的一个实施方案中,受试者具有自身免疫性或炎症性疾病。在上述方面的一个实施方案中,自身免疫性或炎症性疾病选自移植物抗宿主病(GVHD)、炎性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎、克罗恩病、多发性硬化(MS)、系统性红斑狼疮(SLE)、I型糖尿病、类风湿性关节炎、综合征和乳糜泻。
在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物的施用减少了受试者的胃肠道中的炎症。在前述方面的一个实施方案中,在第一部位施用益生菌组合物可减少受试者远端部位的炎症。在前述方面的一个实施方案中,远端部位是血液、皮肤、阴道、肝、脾、输卵管、子宫或其组合。
在上述方面的实施方案中,受试者具有微。在前述方面的一个实施方案中,微生态失调是胃肠道微生态失调。在前述方面的一个实施方案中,微生态失调是远端微生态失调。
在上述方面的实施方案中,抗炎细菌群体通过人外周血单核细胞(PBMC)减少促炎性细胞因子的分泌和/或增加抗炎性细胞因子的分泌。在上述方面的一个实施方案中,抗炎细菌群体减少选自IFNγ、IL-12p70、IL-1α、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α、MIP1β、TNFα及其组合的促炎性细胞因子的分泌。在前述方面的一个实施方案中,抗炎细菌群体增加选自IL-10、IL-13、IL-4、IL-5、TGFβ及其组合的抗炎性细胞因子的分泌。
在前述方面的实施方案中,抗炎细菌群体包含一种或多种梭菌目的细菌物种。在上述方面的一个实施方案中,细菌物种来自布氏菌属(Blautia)、梭菌属(Clostridium)或瘤胃球菌属(Ruminococcus)。在前述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1中列出的单个细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1中列出的两种或更多种细菌物种。在上述方面,细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所示的单个细菌物种。在上述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的两种或更多种细菌物种。
在上述方面的实施方案中,抗炎细菌的水平在受试者的胃肠道中增加。在前述方面的一个实施方案中,在受试者的胃肠道中植入抗炎细菌。
在上述方面的实施方案中,抗炎细菌的水平在受试者的施用部位的远端部位增加。在前述方面的一个实施方案中,在施用益生菌组合物之前,抗炎细菌不可检测地存在于受试者胃肠道远端的部位。在前述方面的一个实施方案中,抗炎细菌转位于受试者内的远端部位。在前述方面的一个实施方案中,胃肠道远端的部位是血液、皮肤、阴道、肝、脾、输卵管、子宫或其组合。
在上述方面的实施方案中,不存在于益生菌组合物中的细菌物种的水平在受试者的胃肠道中增加。在上述方面的实施方案中,不存在于益生菌组合物中的细菌物种的水平在受试者的胃肠道远端的部位增加。在前述方面的一个实施方案中,胃肠道远端的部位是血液、皮肤、阴道、肝、脾、输卵管、子宫或其组合。
在上述方面的实施方案中,所述方法还包括向受试者施用益生元。在前述方面的一个实施方案中,益生元增强益生菌组合物中存在的抗炎细菌群体的生长。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚右旋糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其组合的单体或聚合物。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自下组的单体或聚合物:半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3'-岩藻糖基乳糖、3'-唾液酸乳糖、6'-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2'-2'-岩藻糖基乳糖及其组合。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖及其组合的单糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖及其组合的二糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括多糖,其中多糖是低聚木糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖、木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖、低聚木糖及其组合的糖。
另一方面,本发明提供了治疗受试者的远端微的方法,其包括向所述受试者施用益生菌组合物,所述益生菌组合物包含分离的细菌群体,其量足以改变所施用、植入或定植的部位的远端部位处的微生物组,使得远端微生态失调得以治疗。
在上述方面的一个实施方案中,益生菌组合物包含在远端微生态失调的部位处缺乏的细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,存在于益生菌组合物中的细菌物种在远端微生态失调的部位增加。在前述方面的一个实施方案中,在施用益生菌组合物之前,在远端微生态失调的部位处增加的细菌物种不可检测地存在于远端微生态失调的部位。在前述方面的一个实施方案中,细菌物种转位到远端微生态失调的部位。在上述方面的一个实施方案中,益生菌组合物中不存在的细菌物种在远端微生态失调的部位增加。
在上述方面的一个实施方案中,远端微生态失调的部位是血液、皮肤、阴道、肝、脾、输卵管、子宫或其组合。
在前述方面的一个实施方案中,微生态失调由产生短链脂肪酸的微生物的缺乏引起。在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物包含产生短链脂肪酸的细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,微生态失调由产生乳酸的微生物的缺乏引起。
在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物包含产生乳酸的细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物减少了施用部位的炎症。在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物减少在施用部位的远端部位处的炎症。在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物降低了受试者的肠渗透性。
在前述方面的一个实施方案中,远端微生态失调与受试者中的自身免疫性或炎症性疾病相关。在上述方面的一个实施方案中,自身免疫性或炎症性疾病选自移植物抗宿主病(GVHD)、炎性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎、克罗恩病、多发性硬化(MS)、系统性红斑狼疮(SLE)、I型糖尿病、类风湿性关节炎、综合征和乳糜泻。
在前述方面的一个实施方案中,其中远端微生态失调与受试者中移植物抗宿主病(GVHD)的易感性增加相关。在前述方面的一个实施方案中,受试者是接受移植的受试者。在前述方面的一个实施方案中,移植是造血干细胞移植、骨髓移植或实体器官移植。在前述方面的一个实施方案中,远端微生态失调与除移植物抗宿主病(GVHD)之外的自身免疫性或炎症性疾病相关。
在前述方面的实施方案中,细菌群体包含一种或多种梭菌目的细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1中列出的单个细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1中列出的两种或更多种细菌物种。在上述方面,细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所示的单个细菌物种。在上述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的两种或更多种细菌物种。
在前述方面的实施方案中,所述方法还包括向所述受试者施用益生元。在前述方面的一个实施方案中,益生元增强存在于益生菌组合物中的细菌群体的生长。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚右旋糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其组合的单体或聚合物。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自下组的单体或聚合物:半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3'-岩藻糖基乳糖、3'-唾液酸乳糖、6'-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2'-2'-岩藻糖基乳糖及其组合。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖及其组合的单糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖及其组合的二糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括多糖,其中多糖是低聚木糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖、木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖、低聚木糖及其组合的糖。
另一方面,本发明提供一种减少受试者肠渗透性的方法,包括向受试者施用包含分离的细菌群体的益生菌组合物,其中所述益生菌组合物的施用增加产生短链脂肪酸、粘蛋白或其组合的细菌物种,使得受试者的肠渗透性降低。
在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物包含产生短链脂肪酸的细菌物种。在上述方面的一个实施方案中,细菌物种产生丁酸。在前述方面的一个实施方案中,肠渗透性的降低调节受试者中胃肠道远端部位的微生物多样性。
在上述方面的实施方案中,细菌群体包含一种或多种梭菌目的细菌物种。在上述方面的一个实施方案中,细菌物种来自布氏菌属、梭菌属或瘤胃球菌属。在前述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1中列出的单个细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1中列出的两种或更多种细菌物种。在上述方面,细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的单个细菌物种。在上述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的两种或更多种细菌物种。
在前述方面的实施方案中,所述方法还包括向所述受试者施用益生元。在前述方面的一个实施方案中,益生元增强存在于益生菌组合物中的细菌群体的生长。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚右旋糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其组合的单体或聚合物。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自下组的单体或聚合物:半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3'-岩藻糖基乳糖、3'-唾液酸乳糖、6'-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2'-2'-岩藻糖基乳糖及其组合。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖及其组合的单糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖及其组合的二糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括多糖,其中多糖是低聚木糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖、木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖、低聚木糖及其组合的糖。
另一方面,本发明提供了治疗或预防有需要的受试者中与远端微生态失调相关的病症的方法,其包括向所述受试者施用益生菌组合物,所述益生菌组合物包含分离的细菌群体,其量足以改变所施用、植入或定植的部位的远端部位处的微生物组,使得与远端微生态失调相关的病症得以治疗。
在前述方面的一个实施方案中,与远端微生态失调相关的病症是自身免疫性或炎症性疾病。在上述方面的一个实施方案中,自身免疫性或炎症性疾病选自移植物抗宿主病(GVHD)、炎症性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎、克罗恩病、多发性硬化症(MS)、系统性红斑狼疮(SLE)、I型糖尿病、类风湿性关节炎、综合征和乳糜泻。
在前述方面的一个实施方案中,与远端微生态失调相关的病症是移植疾病。在前述方面的一个实施方案中,移植疾病是移植物抗宿主病。受试者正在接受造血干细胞移植、骨髓移植或实体器官移植。在上述方面的一个实施方案中,实体器官移植选自肾移植、心脏移植、肺移植、皮肤移植、肝移植、胰腺移植、肠移植、内分泌腺移植、膀胱移植和骨骼肌移植。
在前述方面的一个实施方案中,受试者在选自血液、皮肤、阴道、肝、脾、输卵管、子宫及其组合的远端部位处具有微生态失调。
在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物包含在远端微生态失调的部位处缺乏的细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,存在于益生菌组合物中的细菌物种在远端微生态失调的部位处增加。在前述方面的一个实施方案中,在施用益生菌组合物之前,在远端微生态失调的部位处增加的细菌物种不可检测地存在于远端微生态失调的部位处。在前述方面的一个实施方案中,细菌物种转位到远端微生态失调的部位处。在前述方面的一个实施方案中,不存在于益生菌组合物中的细菌物种在远端微生态失调的部位处增加。
在前述方面的一个实施方案中,微生态失调由产生短链脂肪酸的微生物的缺乏引起。在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物包含产生短链脂肪酸的细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,微生态失调由产生乳酸的微生物的缺乏引起。在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物包含产生乳酸的细菌物种。
在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物减少受试者的胃肠道中的炎症。在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物减少了在受试者的胃肠道远端部位处的炎症。在前述方面的一个实施方案中,益生菌组合物降低了受试者的肠渗透性。
在上述方面的实施方案中,细菌群体包含一种或多种梭菌目的细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1中列出的单个细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1中列出的两种或更多种细菌物种。在上述方面,细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的单个细菌物种。在上述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的两种或更多种细菌物种。
在前述方面的实施方案中,所述方法还包括向所述受试者施用益生元。在前述方面的一个实施方案中,益生元增强存在于益生菌组合物中的细菌群体的生长。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚右旋糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其组合的单体或聚合物。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自下组的单体或聚合物:半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3'-岩藻糖基乳糖、3'-唾液酸乳糖、6'-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2'-2'-岩藻糖基乳糖及其组合。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖及其组合的单糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖及其组合的二糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括多糖,其中多糖是低聚木糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖、木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖、低聚木糖及其组合的糖。
另一方面,本发明提供一种药物组合物,其包含能够通过人外周血单核细胞(PBMC)减少促炎性细胞因子的分泌和/或增加抗炎性细胞因子的分泌的分离的抗炎细菌群体,和药学上可接受的赋形剂。
在前述方面的一个实施方案中,细菌群体包含一种或多种梭菌目的细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1中列出的单个细菌物种。在前述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1中列出的两种或更多种细菌物种。在上述方面,细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的单个细菌物种。在上述方面的一个实施方案中,细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的两种或更多种细菌物种。
在前述方面的一个实施方案中,药物组合物还包含益生元。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚右旋糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其组合的单体或聚合物。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自下组的单体或聚合物:半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3'-岩藻糖基乳糖、3'-唾液酸乳糖、6'-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2'-2'-岩藻糖基乳糖及其组合。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖及其组合的单糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖及其组合的二糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括多糖,其中多糖是低聚木糖。在前述方面的一个实施方案中,益生元包括选自阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖、木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖、低聚木糖及其组合的糖。
在第一方面,本发明提供了一种药物制剂,其包含微生物网络,该微生物网络的量有效地在需要其的、被施用该制剂的人受试者的胃肠道繁殖,条件是i)至少增加了一种类型的微生物(例如,一种或多种微生物物种,如细菌物种或特定微生物物种的不止一种菌株),其在施用之前不可检测地存在于微生物网络中或在胃肠道中,和ii)人受试者的免疫系统得以调节。
另一方面,本发明提供了包含包括多个细菌实体的纯化细菌群体的药物制剂,其中所述细菌实体以有效诱导需要其的、被施用该制剂的人受试者的胃肠道中功能性微生物网络形成的量存在,条件是使得该人受试者的免疫系统得以调节。
在另一方面,本发明涉及包含纯化真菌群体的药物制剂,其包含多个真菌实体,其中所述真菌实体以有效诱导需要其的、被施用该制剂的人受试者的胃肠道中功能性微生物网络形成的量存在,条件是使得该人受试者的免疫系统得以调节。
在另一方面,本发明提供了包含包括多个微生物实体的纯化微生物群的药物制剂,其中所述微生物实体以有效诱导需要其的、被施用该制剂的人受试者的胃肠道中功能性网络形成的量存在,条件是使得该人受试者的免疫系统得以调节。
在前述方面的一些实施方案中,功能性网络包含至少一个真菌实体和/或一个细菌实体,并且分别包含至少一个宿主胃肠道细胞和/或至少一种免疫细胞。
在另一方面,本发明提供了包含微生物增加剂的药物制剂,其中当向有需要的人受试者施用时,微生物增加剂能够增加至少一种微生物实体。
在另一方面,本发明提供一种药物制剂,其包含微生物网络,该微生物网络的量有效地矫正需要其的、被施用该制剂的人受试者的远端微生态失调,条件是i)至少增加了一种类型的微生物,其在施用之前不可检测地存在于微生物网络中或在远端微生态失调的位置中,和ii)人受试者的免疫系统得以调节。
在另一方面,本发明提供了包含包括多个细菌实体的纯化细菌群体的药物制剂,其中所述细菌实体以有效诱导需要其的、被施用该制剂的人受试者的远端微生态失调的位置处的功能性微生物网络形成的量存在,条件是使得该人受试者的免疫系统得以调节。
在另一方面,本发明提供了包含纯化真菌群体的药物制剂,其包含多个真菌实体,其中所述真菌实体以有效诱导需要其的、被施用该制剂的人受试者的远端微生态失调的位置处的功能性微生物网络形成的量存在,条件是使得该人受试者的免疫系统得以调节。
在上述方面的一些实施方案中,功能性微生物网络包括细菌实体、真菌实体或其组合。
在前述方面的一些实施例中,所述增加在远端微生态失调的位置中产生功能性网络。
在另一方面,本发明涉及用于检测与免疫或炎症性疾病相关的微生态失调的诊断组合物,其包含能够检测第一细菌实体的第一检测部分和能够检测第二细菌实体的第二检测部分,其中第一和第二细菌实体包含网络,其中哺乳动物受试者中第一和第二细菌实体中至少一种的缺失指示了微生态失调。
在另一方面,本发明涉及用于检测与免疫或炎症性疾病相关的微生态失调的诊断装置,其包括能够检测第一细菌实体的第一检测措施和任选地能够检测第二细菌实体的第二检测部分,其中所述第一和第二细菌实体包含网络,其中哺乳动物受试者中第一和第二细菌实体中至少一种的缺失指示微生态失调。
在前述方面的一些实施方案中,检测措施包括磁共振成像装置,其中哺乳动物受试者患有神经障碍或有发展为神经障碍的风险。在一些实施例中,检测措施包括内窥镜检查装置,其中哺乳动物受试者患有炎症性肠病或有发展为炎症性肠病的风险。
在另一方面,本发明提供了改变存在于人受试者中的微生物组的群体的方法,其包括以下步骤:确定在人受试者的远端微生物群中存在微生物实体的不完整网络,并在使得不完整网络完整化的条件下,在这样的施用之前,向人受试者引入有效量的在人受试者的远端微生物群和/或胃肠道中不可检测到的一种或多种补充微生物实体,从而改变微生物组的群体,其中如果微生物组的群体没有被改变,则人受试者正在患有与免疫相关的疾病、失调或病症或有发展它们的风险。
在前述方面的一些实施方案中,一个或多个补充微生物实体成为该不完整网络的一部分,从而形成完整的网络。在一些实施方案中,一个或多个补充微生物实体改变哺乳动物受试者的微生物群,使得一个或多个另外的微生物实体完成该不完整的网络。在一些实施方案中,所述一种或多种补充微生物实体包含细菌实体。
另一方面,本发明涉及一种用于在有需要的人受试者中检测和矫正微生态失调的方法,所述方法包括以下步骤:提供来自人受试者的包含多个细菌实体的粪便样品;使粪便样品与能够检测存在于网络中的第一细菌实体的第一检测部分接触;检测粪便样本中第一个细菌实体的缺失,从而检测人受试者的微生态失调;并向人受试者施用包含有效量的第一细菌实体的组合物。
另一方面,本发明涉及一种用于在有需要的人受试者中检测和矫正免疫相关性微生态失调的方法,其包括以下步骤:提供来自人受试者的生物样品,其包含免疫相关分析物;使生物样品与能够检测免疫相关分析物的第一检测部分接触;检测生物样品中免疫相关分析物的存在,从而检测人受试者中的免疫相关性微生态失调;以及向所述人受试者施用包含有效量的第一微生物实体的组合物,所述第一微生物实体的量有效地矫正所述免疫相关性微生态失调。
在前述方面的一些实施方案中,所述步骤还包括确认人受试者中的微生态失调已被矫正。
在前述方面的一些实施方案中,生物样品选自包括全血、血浆、尿液、泪液、精液、唾液、颊粘膜、间质液、淋巴液、脑膜液、羊水、腺体液、痰液、粪便、汗液、粘液、阴道分泌物、脑脊液、毛发、皮肤、粪便物质、伤口渗出液、伤口匀浆和伤口液。
在前述方面的一些实施方案中,免疫相关分析物选自免疫细胞、抗体或细胞因子。在一些实施方案中,免疫相关分析物是IL-1或TNF-α。
在另一方面,本发明提供了诱导人受试者的远端微生物群中的细菌群体转位的方法,其包括向人受试者施用包含纯化细菌网络的口服可接受的药物制剂的步骤,条件是使得至少i)存在于细菌网络中的细菌实体的亚组可持续地植入胃肠道内,或ii)治疗组合物中不存在的至少一种类型的细菌在胃肠道内增加,并且其中存在于细菌网络中的至少一个细菌实体转位于人受试者的远端微生物群。
在另一方面,本发明提供了一种药物制剂,其包含微生物网络,该微生物网络的有效量可增加在需要其的、被施用该制剂的人受试者中的远端微生物群,条件是使得i)至少一种在施用之前微生物网络或远端微生物群中不可检测地存在的微生物类型增加,和ii)人受试者的免疫系统得以调节。
在前述方面的一些实施方案中,配制药物制剂用于口服递送、直肠递送、阴道递送、静脉内递送、皮下递送或肌内递送。
在另一方面,本发明提供了包含包括多个细菌实体的纯化细菌群体的药物制剂,其中细菌实体以有效诱导在需要其的、被施用该制剂的人受试者中的远端微生物群中功能性微生物网络形成的量存在,条件是使得人受试者的免疫系统得以调节。
在另一方面,本发明提供了包含包括多个真菌实体的纯化的真菌群体的药物制剂,其中所述真菌实体以有效诱导在需要其的、被施用该制剂的人受试者中的远端微生物群中功能性微生物网络形成的量存在,条件是使得人受试者的免疫系统得以调节。
在前述方面的一些实施方案中,功能性微生物网络包括细菌实体、真菌实体或其组合。
在上述方面的一些实施方案中,人受试者患有微生态失调或具有发展为微生态失调的风险。在一些实施方案中,人受试者患有与异常免疫应答或炎性应答相关的疾病、失调或病症或具有发展为它们的风险。
在前述方面的一些实施方案中,所述增加在胃肠道中产生功能性网络。
在上述方面的一些实施方案中,将药物制剂提供为i)包含至少一种药学上可接受的载体的口服成品药物剂型,或ii)适于肠胃外给药的成品药物剂型,包括至少一种药学可接受的载体。
在前述方面的一些实施方案中,哺乳动物受试者患有微生态失调,包括自身免疫性疾病或自身炎症性疾病、失调或病症。在一些实施方案中,哺乳动物受试者患有胃肠道微生态失调。在其它实施方案中,哺乳动物受试者患有远端微生态失调。在一些实施方案中,哺乳动物受试者遭受病原体或致病有机体的定植,或感染耐药性病原体或致病有机体。
在前述方面的一些实施方案中,微生物网络包含从粪便物质纯化的至少一个细菌实体和/或至少一个真菌实体。在一些实施方案中,对粪便物质进行培养步骤和/或处理步骤。在一些实施方案中,微生物网络被基本上耗尽可检测水平的第一致病物质。
在上述方面的其它实施方案中,微生物网络产生能够催化第一化学反应的第一多肽,其中第一化学反应能够在人受试者的胃肠道中发生,条件是使得第一化学反应的第一产物、存在于所述哺乳动物受试者内的物质、或所述第一产物与所述物质的组合在第二化学反应中用作底物以形成第二产物,其中第二产物诱导免疫应答。在一些实施方案中,免疫应答包括增加的T细胞产生。
在上述方面的一些实施方案中,微生物网络包含至少两个细菌实体的网络,其中所述网络包含至少一个关键(keystone)细菌实体和至少一个非关键细菌实体,其中所述至少两种细菌实体各自以有效治疗或预防人受试者的免疫疾病、失调或病症的量提供。在另一个实施方案中,微生物网络包含至少三个细菌实体。在一些实施方案中,微生物网络包含至少三个细菌实体,其包括至少两个关键细菌实体。在上述方面的一些实施方案中,微生物网络包括能够形成具有发芽能力的孢子(germination-competent spores)的至少两个关键细菌实体,其中至少两个关键细菌实体各自以有效治疗或预防人受试者的微生态失调的量提供。在上述方面的其它实施方案中,微生物网络包括能够形成具有发芽能力的孢子的至少两个关键细菌实体的网络。
在另一方面,本发明提供了包含纯化的微生物群的药物制剂,其包含多个微生物实体,其中所述微生物实体以有效诱导在需要其的、被施用该制剂的人受试者中的远端微生物群中功能性网络形成的量存在,条件是使得人受试者的免疫系统得以调节。
在前述方面的某些实施方案中,功能性网络包含至少一个真菌实体和/或一个细菌实体,并且分别包含至少一种宿主胃肠道细胞和/或至少一种免疫细胞。
在另一方面,本发明涉及包含微生物增加剂的药物制剂,其中当向有需要的人受试者施用时,微生物增加剂能够增加存在于远端微生物群中的至少一种微生物实体。
在前述方面的一些实施方案中,微生物增加剂是小分子、多肽、抗体、细菌实体、真菌实体、病毒实体、分离的哺乳动物细胞或其组合,并且其中微生物增加剂能够将至少一个微生物实体增加至有效诱导在需要其的、被施用该制剂的人受试者中的胃肠道中功能性网络形成的量,条件是使得人受试者的免疫系统得以调节。
另一方面,本发明涉及用于检测与免疫或炎症性疾病相关的微生态失调的诊断组合物,其包含能够检测远端微生物群中存在的第一细菌实体的第一检测部分。
在前述方面的一些实施方案中,诊断组合物还包含能够检测第二细菌实体的第二检测部分。在前述方面的一些实施方案中,第一和第二细菌实体包含网络,其中哺乳动物受试者中第一和第二细菌实体中至少一种的缺失指示微生态失调。
在另一方面,本发明涉及用于检测与免疫或炎症性疾病相关的微生态失调的诊断装置,其包括能够检测存在于远端微生态失调的第一细菌实体的第一检测措施。
在前述方面的一些实施方案中,诊断装置还包括能够检测第二细菌实体的第二检测部分,其中第一和第二细菌实体包括网络,其中哺乳动物受试者中第一和第二细菌实体中至少一种的缺失指示微生态失调。
在前述方面的一些实施方案中,检测措施包括磁共振成像装置,其中哺乳动物受试者患有神经障碍或有发展为神经障碍的风险。在前述方面的一些实施例中,检测措施包括内窥镜检查装置,其中哺乳动物受试者患有炎症性肠病或有发展为炎症性肠病的风险。
一方面,本发明涉及包含纯化的免疫调节细菌群体的治疗组合物,其通过以下步骤产生:a)提供粪便物质,和b)使所述材料进行培养步骤和/或处理步骤,导致免疫调节细菌的纯化和任选地c)配制用于口服施用的纯化群体,其中纯化群体以有效植入胃肠道中和/或在胃肠道中增加的量存在于组合物中,以便于治疗、预防或减轻在被施用治疗组合物的哺乳动物受体受试者中的远端微生态失调症状的严重性。
在前述方面的一些实施方案中,所述群体有效地治疗与胃肠道微生态失调相关的疾病、失调或病症。在一些实施方案中,群体有效地治疗与非胃肠道微生态失调相关的疾病、失调或病症。在一些实施方案中,群体有效地降低远端微生态失调的至少一种症状的严重性。在一些实施方案中,群体有效地调节存在于哺乳动物受体中的微生物群多样性。
在前述方面的一些实施方案中,群体包含细菌实体的群体。在一些实施方案中,细菌实体的群体从哺乳动物源分离。在一些实施方案中,纯化的细菌实体群体从人源分离。在一些实施方案中,纯化的细菌实体群体从人源的皮肤中分离。在其他实施方案中,纯化的细菌实体群体从人源的胃肠道分离。在一些实施方案中,纯化的细菌实体群体从受试者的粪便物质分离。在一些实施方案中,纯化的细菌实体群体从人类粪便物质分离。在其他实施方案中,纯化的细菌实体群体不从粪便物质分离。在一些实施方案中,纯化的细菌实体群体不是来源于粪便物质。
在前述方面的一些实施方案中,粪便物质是从健康的哺乳动物供体受试者或多个哺乳动物供体受试者获得的。
在前述方面的一些实施方案中,处理步骤包括:将材料加热至高于25摄氏度达至少30秒;使材料与溶剂接触;和/或接触材料的化学或物理操作。在前述方面的一些实施方案中,培养步骤包括在液体悬浮液和/或固体培养基中复制纯化的群体。在前述方面的一些实施方案中,治疗组合物包括去除粪便物质的至少一部分非细胞组分,从而将免疫调节细菌与非细胞材料分离。
在前述方面的一些实施方案中,群体包含单细菌制剂或细菌制剂的组合,其中每种细菌制剂从由单个哺乳动物供体受试者获得的粪便物质中纯化。在一些实施方案中,群体包含单一细菌制剂或细菌制剂的组合,其中每种细菌制剂从由哺乳动物供体受试者获得的粪便物质中纯化。
在前述方面的一些实施方案中,受体受试者是免疫低下或免疫抑制的。
在前述方面的一些实施方案中,哺乳动物受试者患有肠胃疾病、失调或病症,其选自艰难梭菌诱导的腹泻、肠易激综合征(IBS)、病原体或致病有机体定植、感染耐药性病原体或致病有机体、结肠炎和克罗恩病。
在前述方面的一些实施方案中,处理步骤包括耗尽或灭活致病物质。
在另一方面,本发明涉及包含纯化的免疫调节细菌群体的治疗组合物,所述免疫调节细菌群体通过以下步骤产生:a)提供粪便物质和b)使所述材料进行培养步骤和/或处理步骤,导致免疫调节细菌的纯化和任选地c)配制用于口服施用的纯化群体,其中纯化群体以有效植入胃肠道中和/或在胃肠道中增加的量存在于组合物中,以便于治疗、预防或减轻被施用治疗组合物的哺乳动物受试者的免疫失调症状的严重性。
在另一方面,本发明提供包含纯化的免疫调节细菌群体的治疗组合物,其量有效地i)治疗或预防由于微生态失调引起的炎性病症和/或ii)增加至少一种类型的、不存在于在被施用治疗组合物的哺乳动物受体受试者中的治疗组合物中的细菌,和/或iii)植入在治疗前存在于治疗组合物中但不存在于哺乳动物受试者中的至少一种类型的细菌。
在前述方面的一些实施方案中,治疗组合物包含基本上由孢子组成的孢子群体和/或基本上由营养细胞组成的孢子形成群体。
在前述方面的一些实施方案中,所述群体有效地治疗胃肠道微生态失调或与微生态失调相关的炎症性疾病。在一些实施方案中,微生态失调包括肠胃疾病、失调或病症,其选自艰难梭菌诱导的腹泻、肠易激综合征(IBS)、病原体或致病有机体定植、感染耐药性病原体或致病有机体、结肠炎和克罗恩病。在一些实施方案中,微生态失调包括与哺乳动物受试者的免疫抑制或免疫低下状态相关的胃肠疾病、失调或病症。
在另一方面,本发明涉及包含纯化的免疫调节细菌群体的治疗组合物,其量有效地i)增加存在于哺乳动物受体中的微生物群多样性和/或ii)治疗或预防在被施用治疗组合物的哺乳动物受体受试者中的微生态失调,其中通过从一个或多个哺乳动物供体受试者获得的粪便物质中至少一个残留栖息产物分离群体而获得纯化的群体。
在前述方面的一些实施方案中,纯化的群体从粪便物质或其部分或衍生物的混溶溶剂处理获得。在一些实施方案中,纯化的群体包含存在于粪便物质中的大量富集的细菌实体,并且其中所述组合物任选地包含萌发剂。在一些实施方案中,萌发剂选自BHISoxgall、CaDPA、一种或多种氨基酸、糖、核苷、胆汁盐、金属或金属阳离子、脂肪酸和长链烷基胺,或其组合。
在另一方面,本发明提供了改变哺乳动物受试者的微生物组的方法,所述方法包括向有需要的受试者施用药物组合物,其包含i)基本上纯化的梭菌目菌群和ii)刺激性寡糖,其中将药物组合物配制成用于口服施用,并且其中梭菌目细菌和刺激性寡糖以有效改变口服施用药物组合物的受试者的胃肠微生物组的量存在于药物组合物中。
在上述方面的一些实施方案中,梭菌目细菌基本上是孢子形式。在一些实施方案中,梭菌目细菌包括第一属和第二属。在一些实施方案中,第一属选自布氏菌属、梭菌属和瘤胃球菌属,其中第二属与第一属不相同。
在前述方面的一些实施方案中,梭菌目细菌和刺激性寡糖协同地诱导受试者的免疫调节活性。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括调节受试者中CD4+ T细胞群体的数量和/或活性。在一些实施方案中,T细胞群与胃肠道相关。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括减少树突状细胞和/或抗原呈递细胞的活化。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括降低受试者中白介素的表达和/或活性。在一些实施方案中,白介素是白介素-6。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括天然淋巴样细胞丰度的增加。在一些实施方案中,先天性淋巴样细胞包含白介素-23-响应的先天性淋巴样细胞和/或Lgr5+先天性淋巴样细胞。在一些实施方案中,刺激受试者中白介素-22的释放。
在前述方面的一些实施方案中,刺激受试者中R-脊椎蛋白1的释放,并且释放的R-脊椎蛋白1以有效刺激受试者的肠干细胞种群中的Wnt信号转导的量的存在于某个位置中。
在前述方面的一些实施方案中,梭菌目细菌在受试者中诱导免疫耐受。
在前述方面的一些实施方案中,梭菌目能够调节受试者的潘氏(Paneth)细胞群体的数量和/或活性。在一些实施方案中,梭菌目能够诱导宿主中潘氏细胞群体的数量和/或活性的增加。
在前述方面的一些实施方案中,与肠干细胞的参考群体相比,梭菌目能够增加肠干细胞群体中的Wnt信号转导途径。
在前述方面的一些实施方案中,药物组合物诱导受试者的胃肠道中至少一个细菌实体的定植。在某些实施方案中,至少一种细菌实体在药物组合物施用之前不可检测地存在于药物组合物中和/或不可检测地存在于受试者的胃肠道中。
在前述方面的一些实施方案中,药物组合物防止或减少受试者的胃肠道中至少病原体和/或致病有机体的定植。
在前述方面的一些实施方案中,药物组合物还包含抗微生物化合物,其量有效地减少存在于受试者的胃肠道中的至少一种病原体和/或致病有机体的数量、活性和/或存活力。在某些实施方案中,抗微生物化合物是抗生素化合物。在某些实施方案中,抗微生物化合物是本文公开的一种或多种抗生素化合物。
在前述方面的一些实施方案中,药物组合物还包含抗菌化合物,其量有效地预防或减少在施用药物化合物时在受试者的胃肠道中不存在的至少一种病原体和/或致病有机体的定植。在某些实施方案中,所述至少一种病原体是乳杆菌属细菌。在某些实施方案中,至少一种病原体是肠球菌属细菌。在一些实施方案中,抗菌化合物不会减少或预防胃肠道中梭菌目细菌的定植。
在前述方面的一些实施方案中,改变哺乳动物受试者中微生物组的方法还包括向受试者施用有效量的抗微生物化合物的步骤。
在上述方面的一些实施方案中,梭菌目细菌包含至少一种布氏菌物种。在一些实施方案中,基本上纯化的梭菌目菌群基本上由一种或多种布氏菌物种组成。
在前述方面的一些实施方案中,改变哺乳动物受试者中微生物组的方法还包括以一种或多种剂量向受试者施用口服或胃部营养补充剂的步骤。
另一方面,本发明涉及一种预防或治疗患有自身免疫性疾病、病症或失调的哺乳动物受试者的方法,包括向受试者施用显著增加受试者的胃肠道中的至少一种梭菌目细菌的相对丰度的药物组合物,其中哺乳动物受试者在施用药物组合物之前的至少12小时尚未接受大量的口服或胃部营养补充。
在前述方面的一些实施方案中,预防或治疗患有自身免疫性疾病、病症或失调的哺乳动物受试者的方法还包括在施用药物组合物之后以一种或多种剂量向受试者施用口服或胃部营养补充剂。
另一方面,本发明涉及一种预防或治疗患有炎症性疾病、病症或失调的哺乳动物受试者的方法,包括向受试者施用显著增加受试者的胃肠道中的至少一种梭菌目细菌的相对丰度的药物组合物,其中哺乳动物受试者在施用药物组合物之前的至少12小时尚未接受大量的口服或胃部营养补充。
在前述方面的一些实施方案中,所述方法还包括在施用所述药物组合物之后以一种或多种剂量向受试者施用口服或胃部营养补充剂的步骤。
另一方面,本发明涉及一种预防或治疗患有移植相关疾病或有发生移植相关疾病风险的哺乳动物受试者的方法,其包括向受试者施用显著增加受试者的胃肠道中的至少一种梭菌目细菌的相对丰度的药物组合物,其中哺乳动物受试者在施用药物组合物之前的至少12小时尚未接受大量的口服或胃部营养补充。
在前述方面的一些实施方案中,所述方法还包括在施用药物组合物之后以一种或多种剂量向受试者施用口服或胃部营养补充剂的步骤。
在前述方面的一些实施方案中,该方法还包括在受试者上进行同种异体骨髓移植或同种异体干细胞移植的步骤。
在前述方面的一些实施方案中,梭菌目细菌在受试者中诱导免疫调节活性。
在前述方面的某些实施方案中,免疫调节活性包括抑制先天免疫。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括减少受试者中树突状细胞和/或初始CD4+ T细胞。在一些实施方案中,免疫调节活性包括降低树突状细胞和/或抗原呈递细胞的活性。在一些实施方案中,将T细胞水平降低至或低于诱导同种异体移植物排斥的水平。在一些实施方案中,将T细胞水平降低至或高于诱导移植物对肿瘤反应的水平。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括白介素活性的降低。在一些实施方案中,白介素活性包括白介素-6活性。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括天然淋巴样细胞丰度的增加。在一些实施方案中,先天性淋巴样细胞是白介素-23-响应的先天性淋巴样细胞或Lgr5+先天性淋巴样细胞。在一些实施方案中,免疫调节活性包括刺激白介素活性。在一些实施方案中,白介素活性包括白介素-22活性。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括R-脊椎蛋白1的释放增加。在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性导致肠干细胞中Wnt信号转导的增加。
在另一方面,本发明提供了一种预防或治疗患有自身免疫性疾病、病症或失调的哺乳动物受试者的方法,其包括向受试者施用显著增加所述受试者的胃肠道中的至少一种梭菌目细菌的相对丰度的药物组合物,其中所述药物组合物被配制用于口服或胃部施用,并且包含含有有效量的梭菌目细菌的纯化菌群。
在前述方面的一些实施方案中,纯化的菌群包含有效量的梭菌目细菌以产生能够诱导和/或介导受试者中一种或多种抗炎作用的一种或多种代谢物。在一些实施方案中,一种或多种代谢物包含短链脂肪酸。在一些实施方案中,梭菌目产生一种或多种有效量的短链脂肪酸,以将局部短链脂肪酸浓度增加2倍、4倍、5倍、10倍、50倍、100倍、1000倍或1000倍以上。
在前述方面的一些实施方案中,纯化的菌群包含选自布氏菌属的梭菌目细菌。
在前述方面的一些实施方案中,所述方法还包括向受试者施用有效量的抗菌化合物的步骤。在一些实施方案中,药物组合物还包含有效量的抗菌化合物。
在另一方面,本发明涉及一种鉴定适合于用包含梭菌目细菌的药物组合物治疗的受试者的方法,其包括以下步骤:从适合于同种异体移植程序和/或具有发展自身免疫性疾病的风险的人受试者获得的粪便物质中鉴定至少一个细菌实体,其在粪便样本中的存在表明人受试者用包含梭菌目细菌的药物组合物进行治疗的适合性。
在另一方面,本发明涉及一种获得微生物组图谱(profile)的方法,其包括以下步骤:i)提供从适合于同种异体移植程序和/或具有发展自身免疫性疾病风险的人受试者获得的粪便物质,ii)从粪便物质分离一种或多种细菌实体,iii)从至少一种细菌实体分离一种或多种核酸,iv)测序分离的核酸,以及v)将测序的核酸与参考核酸序列进行比较。
在前述方面的某些实施方案中,同种异体移植程序是同种异体骨髓移植或同种异体干细胞移植。
在上述方面的某些实施方案中,该方法还包括分离微生物代谢物、通过选自以下的技术分析代谢物的步骤中的至少一个:液相色谱法、气相色谱法、质谱法和核磁共振光谱学,并将检测到的代谢物或代谢物片段与参考代谢物图谱进行比较。
在前述方面的一些实施方案中,测序的核酸包含一个或多个16S核酸序列。
在前述方面的一些实施方案中,人受试者是患有急性或慢性移植物抗宿主病、白血病、淋巴瘤或骨髓瘤或有发展为它们的风险的同种异体移植患者。
另一方面,本发明提供药物组合物,其包含i)基本上纯化的梭菌目菌群和ii)刺激性寡糖,其中所述药物组合物配制用于口服施用,其中所述梭菌目细菌和所述刺激性寡糖是以有效改变口服施用药物组合物的受试者的胃肠道微生物组的量存在于药物组合物中。
在前述方面的一些实施方案中,梭菌目细菌和刺激性寡糖能够协同诱导受试者的免疫调节活性。在前述方面的一些实施方案中,梭菌目细菌基本上是孢子形式。
在前述方面的一些实施方案中,梭菌目细菌包含第一属和第二属。在一些实施方案中,第一属选自布氏菌属、梭菌属和瘤胃球菌属,其中第二属与第一属不相同。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括抑制或减少初始CD4+ T细胞。
在前述方面的一些实施方案中,梭菌目细菌和刺激性寡糖能够协同诱导受试者胃肠道中至少一个细菌实体的定植。
在前述方面的某些实施方案中,梭菌目细菌被刺激性寡糖的聚合物包封。
在前述方面的一些实施方案中,药物组合物包含有效减少存在于受试者的胃肠道中的至少一种病原体和/或致病有机体数量的量的抗菌化合物。在一些实施方案中,药物组合物包含有效减少存在于受试者的胃肠道中的至少一种病原体和/或致病有机体数量的抗菌化合物。在一些实施方案中,药物组合物包含有效预防或减少存在于受试者的胃肠道中的至少一种病原体和/或致病有机体的定植的量的抗菌化合物。在某些实施方案中,所述至少一种病原体是乳杆菌属细菌。在某些实施方案中,至少一种病原体是肠球菌属细菌。在某些实施方案中,施用的抗菌化合物不会降低或预防胃肠道中布氏菌的定植。
在前述方面的一些实施方案中,药物组合物包含有效刺激布氏菌生长的量的刺激性寡糖。
在上述方面的一些实施方案中,将组合物配制成用于口服施用,其为固体、半固体、凝胶或液体形式。在一些实施方案中,组合物以丸剂、片剂、胶囊或锭剂的形式配制。在一些实施方案中,组合物包含肠溶衣。
在前述方面的一些实施方案中,布氏细菌在定位于受试者的胃肠道之前基本上是无活性的。
在前述方面的一些实施方案中,组合物还包含有效刺激存在于受试者的胃肠道中的梭菌目细菌生长的食物或营养补充剂。在一些实施方案中,营养补充剂由与健康人类肠微生物组相关联的细菌产生。在某些实施方案中,营养补充剂是由梭菌目细菌产生的。在某些实施方案中,营养补充剂包含短链脂肪酸。在某些实施方案中,短链脂肪酸选自丁酸、丙酸或其组合。在某些实施方案中,营养补充剂包含选自叶酸、维生素B6、维生素B12、维生素A、硫胺素、核黄素、烟酸、抗坏血酸、维生素D、维生素E和维生素K的营养素或其组合。在某些实施方案中,受试者中营养物的局部浓度增加了2倍、5倍、10倍、100倍、1000倍或1000倍以上。
在另一方面,本发明涉及两种或多种能够调节肠微生物组的五或六碳糖或其聚合物的组合物,其中所述组合物配制用于口服施用,其中所述组合物不含可检测量的细菌,其中组合物不含可检测量的不可食用的物质。
在前述方面的一些实施方案中,组合物在肠内保留超过3小时。在一些实施方案中,所述组合物对于维持调节的肠微生物组至少24小时是有效的。
在前述方面的一些实施方案中,组合物降低了肠道免疫应答。在一些实施方案中,组合物增加肠的完整性。
在上述方面的一些实施方案中,组合物增加了肠中孢子形成细菌的丰度或定植。
在上述方面的一些实施方案中,组合物预防或抵抗菌血症至少24小时。
在另一方面,本发明提供了一种包含两种或多种五或六碳糖或其聚合物的组合物,其能够增加肝脏中孢子形成细菌的丰度或定植,其中将所述组合物配制用于口服施用,其中所述组合物不含可检测量的细菌,其中所述组合物不含可检测量的不可食用的物质。
在另一方面,本发明提供了一种包含两种或多种五碳或六碳糖或其聚合物的组合物,其能够增加皮肤上孢子形成细菌的丰度或定植,其中将所述组合物配制用于口服施用,其中所述组合物不含可检测量的细菌,其中所述组合物不含可检测量的不可食用的物质。
在另一方面,本发明提供了一种生产包含适合于有需要的哺乳动物受试者的治疗性施用的细菌实体的群体的组合物的方法,包括以下步骤:(a)提供从哺乳动物供体受试者获得的粪便物质;和(b)在使得从粪便物质中产生纯化的免疫调节细菌群体的条件下,使粪便物质进行至少一个纯化步骤和/或至少一个培养步骤。
在前述方面的一些实施方案中,哺乳动物供体受试者是健康人受试者。在上述方面的一些实施方案中,该方法包括将粪便物质或其部分或衍生物与可混溶的溶剂接触。在上述方面的一些实施方案中,该方法包括可混溶的溶剂处理、不混溶的溶剂萃取、固体介质的洗脱、热破碎处理、放射处理、过滤处理、色谱分离处理、离心处理、机械破坏处理或其组合。
在另一方面,本发明提供了治疗或预防人受试者中的微生态失调的方法,其包括向所述人受试者施用通过前述任一方面的方法产生的组合物。
在前述方面的一些实施方案中,治疗性施用包括口服施用包含每剂量组合物至少约1×104个细菌实体的菌落形成单位的组合物。
在前述方面的一些实施方案中,细菌实体包含来自表1中提供的属的细菌。
在上述方面的一些实施方案中,组合物包含按质量计至少约0.1%、1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%或50%以上的孢子。在一些实施方案中,组合物包含至少约1×104个孢子/克或剂量。在一些实施方案中,组合物包含至少约1x103、1x104、1x105、1x106、1x107、1x108、1x109、1x1010或大于1×1010个孢子/克或剂量。
在另一方面,本发明包括纯化的细菌实体群体,其包含至少约1x103、1x104、1x105或1x106个孢子,其中所述组合物不超过约1克重量,配制用于口服施用以治疗或预防在有需要的哺乳动物受体受试者中由胃肠道微生态失调引起的免疫或炎症性疾病。
在前述方面的一些实施方案中,将治疗组合物配制成治疗或预防有需要的哺乳动物受体受试者中的胃肠道疾病、失调或病症。
在前述方面的一些实施方案中,细菌实体从由哺乳动物供体受试者获得的粪便物质中纯化。
在前述方面的一些实施方案中,治疗组合物的量作为单次剂量有效地治疗或预防施用该治疗组合物的哺乳动物受体受试者中的病症,该受试者患有该病症或有发展该病症的风险。
在前述方面的一些实施方案中,从获自至少一种哺乳动物供体受试者的粪便物质纯化细菌实体群体,其中所述至少一种哺乳动物供体受试者没有代谢紊乱的临床病史。
在另一方面,本发明提供了一种在一个或多个容器中包含粪便物质收集装置和溶剂溶液的试剂盒,以及使用它来产生纯化的免疫调节细菌群体的说明书。
在前述方面的一些实施方案中,溶剂溶液包含洗涤剂。在一些实施方案中,洗涤剂是Triton X-100、Tween 20、Tween 80、Nonidet P40、普朗尼克或多元醇。
另一方面,本发明涉及一种调节人受试者胃肠道中的微生物群群体的方法,包括向人受试者施用包含纯化的免疫调节细菌群体的治疗组合物的步骤,条件是使得i)存在于胃肠道中的微生物群体和/或ii)存在于胃肠道外部的微生物群体得以调节。
在前述方面的一些实施方案中,当施用治疗组合物时,所述调节包括减少或消除存在于胃肠道中的至少一种病原体和/或致病有机体。在一些实施方案中,所述调节包括植入治疗组合物中存在的至少一种类型的免疫调节细菌。在一些实施方案中,所述调节包括增加治疗组合物中不存在的至少一种类型的细菌。在前述方面的一些实施方案中,当施用治疗组合物时,至少一种类型的免疫调节细菌不可检测地存在于胃肠道中。在前述方面的一些实施方案中,所述调节包括增加治疗组合物中不存在的至少一种类型的免疫调节或非孢子形成细菌。在一些实施方案中,至少一种类型的免疫调节细菌或非孢子细菌形成在施用治疗组合物后增加至少2倍。
在前述方面的一些实施方案中,所述调节包括以下中的至少两种:i)当施用治疗组合物时,减少或消除存在于胃肠道中的至少一种病原体和/或致病有机体;ii)植入存在于治疗组合物中的至少一种类型的免疫调节细菌;和iii)增加不存在于治疗组合物中的至少一种类型的免疫调节或非孢子形成细菌。在一些实施方案中,所述调节包括当施用治疗组合物时减少或消除存在于胃肠道中的至少一种病原体和/或致病有机体,以及以下的至少一种:i)植入存在于治疗组合物中的至少一种类型的免疫调节细菌;和ii)增加治疗组合物中不存在的至少一种类型的细菌。在一些实施方案中,当施用组合物时,至少一种病原体和/或致病有机体以致病量存在于胃肠道中。
在前述方面的一些实施方案中,哺乳动物受试者患有细菌过度生长综合征(BOS)或具有发展细菌过度生长综合征(BOS)的风险。在一些方面,调节包括减少或消除与BOS相关联的至少一种病原体和/或致病有机体。在一些方面,调节包括减少或消除至少一种耐药病原体和/或致病有机体。
在另一方面,本发明涉及诱导人受试者的胃肠道中的细菌群体植入的方法,其包括向人受试者施用包含纯化的免疫调节细菌群体的治疗组合物的步骤,条件是至少i)在胃肠道内可持续地植入免疫调节细菌的亚组,或ii)治疗组合物中不存在的至少一种类型的细菌在胃肠道内增强。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节细菌群体基本上由孢子组成,并且其中孢子在胃肠道内发芽。
在一个方面,本发明涉及一种治疗阴道微生态失调的方法,其包括以下步骤:i)鉴定患有与阴道微生态失调有关的疾病、失调或病症的人受试者;和ii)施用一次或多次含有有效治疗阴道微生态失调的量的免疫调节性细菌组合物的药物制剂。
在前述方面的一些实施方案中,细菌组合物包含两个或多个细菌实体的协同组合。在一些实施例中,协同组合包括相互作用网络。在一些实施方案中,两个或多个细菌实体中的至少一个包括关键细菌实体。
在前述方面的一些实施方案中,细菌组合物包含抗微生物剂。在前述方面的一些实施方案中,细菌组合物包含免疫抑制剂。在前述方面的一些实施方案中,细菌组合物包含免疫刺激剂。在前述方面的一些实施方案中,细菌组合物包含益生元化合物。
在前述方面的一些实施方案中,药物制剂是口服施用的。在前述方面的一些实施方案中,药物制剂是直肠施用的。在前述方面的一些实施方案中,药物制剂是阴道施用的。
在前述方面的一些实施方案中,所述方法还包括以下步骤:a)在第一次施用药物制剂之前从人受试者获得第一阴道材料,b)在第一次施用药物制剂之后从人受试者获得第二阴道材料。
在前述方面的一些实施方案中,该方法包括确定第一阴道材料与第二阴道材料中的阴道微生物群的至少一个改变的步骤。在一些实施方案中,所述至少一个改变包括在第一阴道材料或药物制剂中不存在的第二阴道材料中的细菌实体的可检测的存在。在一些实施方案中,所述至少一个改变包括在第一阴道材料中存在的第二阴道材料中细菌实体的水平的可检测的增加。在一些实施方案中,所述至少一个改变包括在第一阴道材料中存在的第二阴道材料中不存在细菌实体。在一些实施方案中,所述至少一个改变包括存在于第一阴道材料中的第二阴道材料中细菌实体的水平的可检测的降低。在一些实施例中,所述至少一个改变包括检测相互作用网络。
在前述方面的一些实施方案中,该方法包括确定第一阴道材料与第二阴道材料中的宿主免疫应答的至少一个改变的步骤。
另一方面,本发明涉及鉴定和/或表征阴道微生态失调的发病率和/或风险的方法,其包括:i)提供参考阴道微生物群信号;和ii)确定存在于来自人受试者的阴道材料中的微生物组信号,所述人受试者的阴道微生态失调的发病率和/或风险将被鉴定或表征。
在另一方面,本发明涉及一种受试者监测的方法,包括以下步骤:i)提供与阴道微生态失调的严重程度相关的参考阴道微生物群信号,以及ii)确定阴道材料中的测试阴道微生物群信号,从而监测受试者。
在另一方面,本发明提供共生微生物群信号的文库。
在另一方面,本发明提供包含纯化的免疫调节细菌群体的治疗组合物,其包含乳杆菌实体和孢子形成细菌实体。
在前述方面的一些实施方案中,孢子形成细菌实体包含基本上由孢子组成的孢子群体和/或基本上由营养细胞组成的孢子形成群体。
另一方面,本发明涉及治疗组合物,所述组合物包含纯化的免疫调节细菌群体,其通过以下步骤产生:a)提供阴道或粪便物质,和b)使所述材料进行导致免疫调节细菌的纯化的培养步骤和/或治疗步骤,以及任选地c)配制用于口服施用的纯化群体,其中纯化群体以有效植入和/或增加胃肠道的量存在于组合物中以便治疗、预防或减轻在施用治疗组合物的哺乳动物受体受试者中阴道微生态失调症状的严重性。
在前述方面的一些实施方案中,所述群体有效治疗与胃肠道微生态失调相关的疾病、失调或病症。
在前述方面的一些实施方案中,治疗组合物还包含血红素基团。
在前述方面的一些实施方案中,治疗组合物还包含脂肪酸。
在上述方面的一些实施方案中,将治疗组合物配制成凝胶或阴道栓剂。
在前述方面的一些实施方案中,治疗组合物还包含选自雌激素、睾酮和孕酮的激素,或其组合。
在前述方面的一些实施方案中,治疗组合物还包含雌激素受体激动剂。
在前述方面的一些实施方案中,治疗组合物还包含雄激素受体激动剂。
在前述方面的一些实施方案中,治疗组合物还包含精液或其组分。
在前述方面的一些实施方案中,群体有效治疗与阴道微生态失调有关的疾病、失调或病症。在一些实施方案中,群体有效地降低阴道微生态失调的至少一种症状的严重性。在一些实施方案中,群体有效地调节存在于哺乳动物受体的阴道中的微生物群多样性。
在上述方面的一些实施方案中,群体包含细菌实体的群体。
在前述方面的一些实施方案中,阴道或粪便物质从健康的哺乳动物供体受试者或多个哺乳动物供体受试者获得。
在上述方面的一些实施方案中,处理步骤包括:将材料加热至25摄氏度至少30秒;使材料与溶剂接触;和/或接触材料的化学或物理操作。在一些实施方案中,培养步骤包括在液体悬浮液和/或固体培养基中复制纯化的群体。
在前述方面的一些实施方案中,治疗组合物包括去除阴道或粪便物质的至少一部分非细胞成分,从而将免疫调节细菌与非细胞材料分离。
在前述方面的一些实施方案中,群体包含单一细菌制剂或细菌制剂的组合,其中每种细菌制剂从由单个哺乳动物供体受试者获得的阴道或粪便物质中纯化。在一些实施方案中,群体包含单一细菌制剂或细菌制剂的组合,其中每种细菌制剂从由哺乳动物供体受试者获得的阴道或粪便物质中纯化。
在上述方面的一些实施方案中,受体受试者是免疫低下或免疫抑制的。
在上述方面的一些实施方案中,哺乳动物受试者患有i)肠胃疾病、失调或病症,其选自艰难梭菌诱导的腹泻、肠易激综合征(IBS)、结肠炎和克罗恩病或ii)病原体或致病有机体定植、或感染耐药性病原体或致病有机体。
在上述方面的一些实施方案中,治疗步骤包括耗尽或灭活致病物质。
另一方面,本发明涉及治疗组合物,其包含通过以下步骤产生的纯化的免疫调节细菌群种:a)提供粪便物质,和b)使所述材料进行导致免疫调节细菌的纯化的培养步骤和/或处理步骤,和任选地c)配制用于口服施用的纯化群体,其中纯化的群体以有效植入阴道中和/或在阴道中增加的量存在于组合物中以便治疗、预防或减少被施用治疗组合物的哺乳动物受体受试者的免疫失调症状的严重性。
另一方面,本发明涉及包含纯化的免疫调节细菌群体的治疗组合物,其量有效地i)治疗或预防由于微生态失调引起的炎性病症和/或ii)增加至少一种在施用治疗组合物的哺乳动物受体受试者中不存在于治疗组合物中的细菌类型,和/或iii)植入在治疗前存在于治疗组合物中但不存在于哺乳动物受试者中的至少一种类型的细菌。
在前述方面的一些实施方案中,治疗组合物包含基本上由孢子组成的孢子群体和/或基本上由营养细胞组成的孢子形成群体。
在前述方面的一些实施方案中,所述群体有效治疗与微生态失调相关的胃肠道微生态失调或炎性病症。
在上述方面的一些实施方案中,微生态失调包括阴道或胃肠道疾病、失调或病症,其选自艰难梭菌诱导的腹泻、肠易激综合征(IBS)、病原体或致病有机体定植、感染耐药性病原体或致病有机体、结肠炎和克罗恩病。在前述方面的一些实施方案中,所述微生态失调包括与哺乳动物受试者的免疫抑制或免疫低下状态相关的阴道或胃肠道疾病、失调或病症。
在另一方面,本发明涉及包含纯化的免疫调节细菌群体的治疗组合物,其量有效地i)增加存在于哺乳动物受体中的微生物群多样性和/或ii)治疗或预防在施用治疗组合物的哺乳动物受体受试者中的微生态失调,其中经由从一个或多个哺乳动物供体受试者获得的生物材料中的至少一个残留栖息产物分离群体来获得纯化群体。
在前述方面的一些实施方案中,纯化的群体从粪便物质或其部分或衍生物的混溶溶剂处理获得。
在前述方面的一些实施方案中,纯化的群体包含存在于粪便物质中大量富集的细菌实体,并且其中所述组合物任选地包含萌发剂。在一些实施方案中,萌发剂选自BHISoxgall、CaDPA、一种或多种氨基酸、糖、核苷、胆汁盐、金属或金属阳离子、脂肪酸和长链烷基胺,或其组合。
在另一方面,本发明涉及一种改变哺乳动物受试者的微生物组的方法,所述方法包括向有需要的受试者施用药物组合物,其包含i)基本上纯化的乳杆菌菌群,和ii)刺激性寡糖,其中将所述药物组合物配制用于口服施用,并且其中所述乳杆菌属细菌和所述刺激性寡糖以有效改变口服施用所述药物组合物的受试者的胃肠微生物组的量存在于所述药物组合物中。
在前述方面的一些实施方案中,乳杆菌属细菌和刺激性寡糖在受试者中协同地诱导免疫调节活性。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括调节受试者中CD4+ T细胞群体的数量和/或活性。在一些实施方案中,T细胞群体与阴道相关联。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括减少树突状细胞和/或抗原呈递细胞的活化。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括降低受试者中白介素的表达和/或活性。在一些实施方案中,白介素是白介素-6。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括天然淋巴样细胞丰度的增加。在一些实施方案中,先天性淋巴样细胞包含白介素-23-响应的反应性先天性淋巴样细胞和/或Lgr5+先天性淋巴样细胞。
在上述方面的一些实施方案中,刺激受试者中白介素-22的释放。
在上述方面的一些实施方案中,刺激受试者中R-脊椎蛋白1的释放,并且释放的R-脊椎蛋白1以有效刺激受试者肠干细胞群体中的Wnt信号转导的量存在于某个位置中。
在前述方面的一些实施方案中,梭菌目细菌在受试者中诱导免疫耐受性。
在前述方面的一些实施方案中,乳杆菌能够调节受试者的潘氏细胞群体的数量和/或活性。在一些实施方案中,乳杆菌能够诱导宿主中潘氏细胞群体的数量和/或活性的增加。在前述方面的一些实施方案中,与参考的肠干细胞的群体相比,乳杆菌能够增加肠干细胞群体中的Wnt信号转导途径。
在前述方面的一些实施方案中,药物组合物诱导受试者阴道中至少一个细菌实体的定植。在一些实施方案中,至少一个细菌实体在药物组合物施用之前不可检测地存在于药物组合物中和/或不可检测地存在于受试者的阴道中。
在前述方面的一些实施方案中,药物组合物预防或减少受试者的阴道中至少病原体和/或致病有机体的定植。
在前述方面的一些实施方案中,药物组合物还包含有效减少存在于受试者阴道中的至少一种病原体和/或致病有机体的数量、活性和/或存活力的量的抗微生物化合物。在一些实施方案中,抗微生物化合物是抗生素化合物。在一些实施方案中,抗微生物化合物是本文公开的一种或多种抗生素化合物。
在前述方面的一些实施方案中,药物组合物还包含的抗菌化合物,其量可有效地预防或减少施用该药物化合物时至少一种不存在于受试者阴道内的病原体和/或致病有机体的定植。
在前述方面的一些实施方案中,抗菌化合物不会减少或预防胃肠道中细菌的定植。
在前述方面的一些实施方案中,细菌包含至少一种乳杆菌种。
在前述方面的一些实施方案中,所述方法还包括向受试者施用有效量的抗微生物化合物的步骤。
在前述方面的一些实施方案中,该方法还包括以一种或多种剂量向受试者施用口服或胃部营养补充剂的步骤。
另一方面,本发明涉及一种预防或治疗患有自身免疫性疾病、病症或失调的哺乳动物受试者的方法,包括向所述受试者施用显著增加受试者阴道中至少一种乳杆菌属细菌的相对丰度的药物组合物,其中哺乳动物受试者在施用药物组合物之前的至少12小时尚未接受大量的口服或胃部营养补充。
另一方面,本发明涉及一种预防或治疗患有炎症性疾病、病症或失调的哺乳动物受试者的方法,包括向所述受试者施用显著增加受试者阴道中至少一种乳杆菌属细菌的相对丰度的药物组合物,其中哺乳动物受试者在施用药物组合物之前的至少12小时尚未接受大量的口服或胃部营养补充。
另一方面,本发明涉及一种预防或治疗患有移植相关疾病或有发生移植相关疾病风险的哺乳动物受试者的方法,其包括向受试者施用显著增加受试者阴道中的至少一种乳杆菌属细菌的相对丰度的药物组合物,其中所述哺乳动物受试者在施用所述药物组合物之前的至少12小时未接受大量的口服或胃部营养补充。
在前述方面的一些实施方案中,所述方法还包括在施用药物组合物之后以一种或多种剂量向受试者施用口服或胃部营养补充剂的步骤。
在前述方面的一些实施方案中,所述方法还包括在受试者上进行同种异体骨髓移植或同种异体干细胞移植的步骤。
在前述方面的一些实施方案中,乳杆菌属细菌在受试者中诱导免疫调节活性。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括抑制先天免疫。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括受试者中树突状细胞和/或初始CD4+ T细胞的减少。在一些实施方案中,免疫调节活性包括树突状细胞和/或抗原呈递细胞的活性降低。在一些实施方案中,T细胞水平降低至或低于诱导同种异体移植物排斥的水平。在一些实施方案中,T细胞水平降低至或高于诱导移植物对肿瘤反应的水平。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括白介素活性的降低。在一些实施方案中,白介素活性包括白介素-6活性。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括天然淋巴样细胞丰度的增加。在一些实施方案中,先天性淋巴样细胞是白介素-23-响应的先天性淋巴样细胞或Lgr5+先天性淋巴样细胞。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括刺激白介素活性。在一些实施方案中,白介素活性包括白介素-22活性。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括R-脊椎蛋白1的释放增加。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性导致肠干细胞中Wnt信号转导的增加。
在另一方面,本发明涉及一种预防或治疗患有自身免疫性疾病、病症或失调的哺乳动物受试者的方法,其包括向受试者施用显著增加受试者阴道中至少一种乳杆菌的相对丰度的药物组合物,其中将所述药物组合物配制为用于口服或胃部施用,并且包含含有效量的乳杆菌属细菌的纯化菌群。
在前述方面的一些实施方案中,纯化的菌群包含有效产生能够诱导和/或介导受试者中一种或多种抗炎作用的一种或多种代谢物的量的乳杆菌属细菌。在一些实施方案中,一种或多种代谢物包含短链脂肪酸。在一些实施方案中,细菌产生有效量的一种或多种短链脂肪酸,以将局部短链脂肪酸浓度增加2倍、4倍、5倍、10倍、50倍、100倍、1000倍或1000倍以上。
在上述方面的一些实施方案中,所述方法还包括向受试者施用有效量的抗菌化合物的步骤。在一些实施方案中,药物组合物还包含有效量的抗菌化合物。
在另一方面,本发明提供了一种鉴定适合于用包含乳杆菌属细菌的药物组合物治疗的受试者的方法,其包括从适合于同种异体移植程序和/或存在发展自身免疫性疾病的风险的人受试者获得的粪便物质中鉴定至少一个细菌实体的步骤,其在粪便样本中的存在表明该人受试者适用于采用含有乳杆菌属细菌的药物组合物的治疗。
另一方面,本发明提供了一种获得微生物组图谱的方法,包括以下步骤:i)提供从适合于同种异体移植程序和/或存在发展自身免疫性疾病的风险的人受试者获得的粪便物质,ii)从所述粪便物质分离一个或多个细菌实体,iii)从至少一个细菌实体分离一个或多个核酸,iv)对分离的核酸进行测序,以及v)将测序的核酸与参照核酸序列进行比较。
在前述方面的一些实施方案中,同种异体移植程序是同种异体骨髓移植或同种异体干细胞移植。
在前述方面的一些实施方案中,所述方法还包括分离微生物代谢物、通过选自以下的技术分析代谢物的步骤中的至少一个:液相色谱、气相色谱、质谱和核磁共振光谱学,并将检测到的代谢物或代谢物片段与参考代谢物图谱进行比较。
在前述方面的某些实施方案中,测序的核酸包含一个或多个16S核酸序列。
在前述方面的一些实施方案中,人受试者是患有急性或慢性移植物抗宿主病、白血病、淋巴瘤或骨髓瘤或有发展为它们的风险的同种异体移植患者。
在另一方面,本发明涉及药物组合物,其包含i)基本上纯化的乳杆菌菌群和ii)刺激性寡糖,其中所述药物组合物配制用于口服施用,并且其中所述乳杆菌属细菌和刺激性细菌寡糖以有效改变口服施用药物组合物的受试者的胃肠道微生物组的量存在于药物组合物中。
在前述方面的一些实施方案中,乳杆菌属细菌基本上是孢子形式。在一些实施方案中,乳杆菌属细菌包括第一属和第二属。在上述方面的一些实施方案中,第一属选自布氏菌属、梭菌属和瘤胃球菌属,其中第二属与第一属不相同。
在前述方面的一些实施方案中,乳杆菌属细菌和刺激性寡糖能够协同诱导受试者的免疫调节活性。
在前述方面的一些实施方案中,免疫调节活性包括抑制或减少初始CD4+ T细胞。
在前述方面的一些实施方案中,乳杆菌属细菌和刺激性寡糖能够协同诱导受试者阴道中至少一个细菌实体的定植。在一些实施方案中,乳杆菌属细菌被刺激性寡糖的聚合物包封。
在前述方面的一些实施方案中,药物组合物包含有效减少存在于受试者阴道中的至少一种病原体和/或致病有机体数量的量的抗菌化合物。在一些实施方案中,药物组合物包含有效预防或减少存在于受试者阴道中的至少一种病原体和/或致病有机体的定植的量的抗菌化合物。
在前述方面的一些实施方案中,所述至少一种病原体是乳杆菌属细菌。在上述方面的一些实施方案中,至少一种病原体是肠球菌属细菌。
在前述方面的一些实施方案中,施用的抗菌化合物不会减少或预防阴道中布氏菌的定植。
在前述方面的一些实施方案中,药物组合物包含有效刺激布氏菌的生长的量的刺激性寡糖。
在前述方面的一些实施方案中,将组合物配制成用于口服施用,其为固体、半固体、凝胶或液体形式。在一些实施方案中,组合物以丸剂、片剂、胶囊或锭剂的形式配制。在一些实施方案中,组合物包含肠溶衣。
在前述方面的一些实施方案中,布氏菌细菌在定位在受试者的阴道之前基本上是无活性的。
在前述方面的一些实施方案中,组合物还包含有效刺激存在于受试者阴道中的乳杆菌属细菌的生长的食物或营养补充剂。在一些实施方案中,营养补充剂由与健康人类肠或阴道微生物组相关联的细菌产生。在一些实施方案中,营养补充剂由乳杆菌属细菌产生。在前述方面的一些实施方案中,营养补充剂包含短链脂肪酸。在一些实施方案中,短链脂肪酸选自丁酸、丙酸或其组合。在一些实施方案中,营养补充剂包含选自叶酸、维生素B6、维生素B12、维生素A、硫胺素、核黄素、烟酸、抗坏血酸,维生素D、维生素E和维生素K的营养素或其组合。在一些实施方案中,受试者中营养物质的局部浓度增加了2倍、5倍、10倍、100倍、1000倍或超过1000倍。
另一方面,本发明提供两种或更多种能够调节肠或阴道微生物组的五或六碳糖或其聚合物的组合物,其中所述组合物配制用于口服施用,其中所述组合物不含可检测量的细菌,其中组合物不含可检测量的不可食用的物质。
在前述方面的一些实施方案中,组合物在肠或阴道内保留超过3小时。在前述方面的一些实施方案中,组合物对维持调节的肠道或阴道微生物组至少24小时是有效的。
在前述方面的一些实施方案中,组合物降低了肠道免疫应答。在前述方面的一些实施方案中,组合物增加肠的完整性。
在前述方面的一些实施方案中,组合物增加肠或阴道中孢子形成细菌的丰度或定植。
在上述方面的一些实施方案中,组合物预防或抵抗菌血症至少24小时。
另一方面,本发明涉及一种包含两种或更多种能够增加肝脏中孢子形成细菌的丰度或定植的五或六碳糖或其聚合物的组合物,其中将组合物配制为用于口服施用,其中所述组合物不含可检测量的细菌,其中所述组合物不含可检测量的不可食用的物质。
另一方面,本发明涉及一种包含两种或更多种能够增强皮肤上的孢子形成细菌的丰度或定植的五或六碳糖或其聚合物的组合物,其中将组合物配制为用于口服施用,其中所述组合物不含可检测量的细菌,其中所述组合物不含可检测量的不可食用的物质。
另一方面,本发明提供了一种生产包含适合于对有需要的哺乳动物受试者进行治疗性施用的细菌实体群体的组合物的方法,包括以下步骤:(a)提供从哺乳动物供体受试者中获得的粪便物质;和(b)在使得从粪便物质中产生纯化的免疫调节细菌群体的条件下,使粪便物质进行至少一个纯化步骤和/或至少一个培养步骤。
在前述方面的一些实施方案中,哺乳动物供体受试者是健康人受试者。
在前述方面的一些实施方案中,所述方法包括将粪便物质或其部分或衍生物与可混溶的溶剂接触。在一些实施方案中,该方法包括可混溶的溶剂处理、不混溶的溶剂萃取、固体介质的洗脱、热破碎处理、放射处理、过滤处理、色谱分离处理、离心处理、机械破碎处理、或其组合。
在另一方面,本发明涉及一种治疗或预防人受试者中的微生态失调的方法,其包括向人受试者施用通过前述方面或实施方案中任一项的方法产生的组合物。
在前述方面的一些实施方案中,治疗施用包括口服施用组合物,其包含每剂量组合物至少约1×104个细菌实体的菌落形成单位。
在前述方面的一些实施方案中,细菌实体包括来自表1中提供的属的细菌。
在上述方面的一些实施方案中,组合物包含以质量计至少约0.1%、1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%或50%以上的孢子。在前述方面的一些实施方案中,组合物包含至少约1×104个孢子/克或剂量。在前述方面的一些实施方案中,组合物包含至少约1x103、1x104、1x105、1x106、1x107、1x108、1x109、1x1010或大于1×1010个孢子/克或剂量。
在另一方面,本发明涉及包含纯化的细菌实体群体的治疗组合物,其包含至少约1x103、1x104、1x105或1x106孢子,其中所述组合物的重量不超过约1克,配制用于口服施用以治疗或预防在需要其的哺乳动物受体受试者中由胃肠道微生态失调引起的免疫或炎症性疾病。
在前述方面的一些实施方案中,将治疗组合物配制成在需要其的哺乳动物受体受试者中治疗或预防胃肠疾病、失调或病症。
在前述方面的一些实施方案中,细菌实体从由哺乳动物供体受试者获得的粪便物质中纯化。
在前述方面的一些实施方案中,治疗组合物的量作为单次剂量有效地治疗或预防施用该治疗组合物的哺乳动物受体受试者中的病症,该受试者患有该病症或有发展该病症的风险。
在前述方面的一些实施方案中,从获自至少一种哺乳动物供体受试者的粪便物质纯化细菌实体群体,其中所述至少一种哺乳动物供体受试者没有代谢紊乱的临床病史。
在另一方面,本发明提供了一种在一个或多个容器中包含粪便物质收集装置和溶剂溶液的试剂盒,以及使用其来产生纯化的免疫调节细菌群种的说明书。
在前述方面的一些实施方案中,溶剂溶液包含洗涤剂。在一些实施方案中,洗涤剂是Triton X-100、Tween 20、Tween 80、Nonidet P40、普朗尼克或多元醇。
另一方面,本发明提供了调节人受试者阴道中的微生物群群体的方法,其包括向人受试者施用包含纯化的免疫调节细菌群种的治疗组合物的步骤,条件是i)微生物群体存在于阴道中和/或ii)存在于阴道外的微生物群体得以调节。
在前述方面的一些实施方案中,当施用治疗组合物时,所述调节包括减少或消除存在于阴道中的至少一种病原体和/或致病有机体。在前述方面的一些实施方案中,所述调节包括植入治疗组合物中存在的至少一种类型的免疫调节细菌。在前述方面的一些实施方案中,所述调节包括增加治疗组合物中不存在的至少一种类型的细菌。
在前述方面的一些实施方案中,当施用治疗组合物时,至少一种类型的免疫调节细菌不可检测地存在于阴道中。
在前述方面的一些实施方案中,所述调节包括增加治疗组合物中不存在的至少一种类型的免疫调节或非孢子形成细菌。在一些实施方案中,至少一种类型的免疫调节细菌或非孢子形成细菌在施用治疗组合物后增加至少2倍。
在前述方面的一些实施方案中,所述调节包括以下中的至少两种:i)当施用治疗组合物时减少或消除存在于阴道中的至少一种病原体和/或致病有机体;ii)植入存在于治疗组合物中的至少一种类型的免疫调节细菌;和iii)增加不存在于治疗组合物中的至少一种类型的免疫调节或非孢子形成细菌。
在前述方面的一些实施方案中,所述调节包括当施用治疗组合物时减少或消除存在于阴道中的至少一种病原体和/或致病有机体,以及以下的至少一种:i)植入存在于治疗组合物中的至少一种类型免疫调节细菌;和ii)增加治疗组合物中不存在的至少一种类型的细菌。
在前述方面的某些实施方案中,当施用组合物时,至少一种病原体和/或致病有机体以致病量存在于阴道中。
在前述方面的某些实施方案中,哺乳动物受试者患有细菌过度生长综合征(BOS)或具有发展细菌过度生长综合征(BOS)的风险。在前述方面的某些实施方案中,所述调节包括减少或消除与BOS相关联的至少一种病原体和/或致病有机体。
在前述方面的某些实施方案中,所述调节包括减少或消除至少一种耐药病原体和/或致病有机体。
另一方面,本发明涉及一种诱导人受试者的阴道中细菌群种植入的方法,其包括向人受试者施用包含纯化的免疫调节细菌群种的治疗组合物的步骤,条件是使得至少i)所述免疫调节细菌的亚组可持续地植入所述阴道内,或ii)所述治疗组合物中不存在的至少一种类型的细菌在所述阴道内增加。
在前述方面的某些实施方案中,免疫调节细菌群种基本上由孢子组成,并且其中孢子在阴道内发芽。
在一个方面,本发明提供包含至少两种分离的细菌群体和包含至少一种聚合物或单体的第一分离的益生元混合物的药物制剂。
在另一方面,本发明提供了一种药物制剂,所述药物制剂包含至少一种分离的细菌群体(其任选地能够形成孢子),以及包含至少一种聚合物或单体的第一分离的益生元混合物。
在另一方面,本发明提供了包含至少两种能够形成孢子的分离的细菌群体和包含至少一种聚合物或单体的分离的益生元混合物的药物制剂。
在另一方面,本发明提供了一种药物制剂,其包含能够调节人受试者中存在于微生物小生境中的细菌多样性的至少一种聚合物或单体的第一纯化益生元混合物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂还包含至少一种另外的分离的益生元混合物,其包含至少一种聚合物或单体。
在前述方面的一些实施方案中,至少一种细菌群体和一种分离的益生元混合物能够在功能上相互作用。在前述方面的一些实施方案中,当共定位在人受试者的胃肠道中时,配制至少一种细菌群体和一种分离的益生元混合物以在功能上相互作用。
在前述方面的一些实施方案中,至少一个细菌实体能够形成孢子。
在前述方面的一些实施方案中,至少两种细菌群体形成网络。
在前述方面的一些实施方案中,第一益生元混合物包含至少一种选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚右旋糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其混合物的聚合物或单体,并且第二益生元混合物包含至少一种选自半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3'-岩藻糖基乳糖、3'-唾液酸乳糖、6'-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2'-2'-岩藻糖基乳糖及其混合物的聚合物或单体。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种N-乙酰寡糖。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种半乳糖苷。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种农产品或其分离物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种合成单糖和/或寡糖。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种哺乳动物乳分离物。
在前述方面的一些实施方案中,要求保护的制剂包含至少一种裂解物、浆料、粉末或部分研磨的谷物和种子的衍生物、马铃薯、香蕉、热处理淀粉产品、大麦、燕麦、黑麦、豌豆、大豆粉、甜菜浆、椰子蛋糕、棕榈蛋糕、苹果、甜菜浆、瓜尔豆胶、菜籽粉、菊芋或其混合物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂还包含至少一种聚乙二醇。在一些实施方案中,聚乙二醇是聚乙二醇3350Da。
在上述方面的一些实施方案中,至少一种细菌群体是营养性的(vegetative)或处于营养状态。
在前述方面的一些实施方案中,将制剂包封并任选地进一步包含肠溶衣。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含能够调节存在于分离的细菌群体中的至少一种核酸的第一益生元混合物。在某些实施方案中,至少一种核酸包含转录因子。
在前述方面的一些实施方案中,该制剂适合于口服或直肠施用。
在前述方面的一些实施方案中,至少一个细菌群体的至少90%是内生孢子或前孢子、或其任何比例的混合物,或其中至少一个细菌群体包含至少1×104个菌落形成单位(CFU)。
在前述方面的一些实施方案中,第一分离的细菌群体包含至少1×104个菌落形成单位(CFU),第二分离的细菌群体包含至少1×104个CFU。
在前述方面的一些实施方案中,至少一个分离的细菌群体包含至少1×104个CFU的细菌实体,其包含选自SEQ ID NO 1-2032的16S序列。在前述方面的一些实施方案中,第二分离的细菌群体包含至少1×104个CFU的细菌实体,其包含选自SEQ ID NO 1-2032的16S序列。在前述方面的一些实施方案中,第一和第二分离的细菌群体独立地包含至少1×104个CFU的包含本文提供的16S序列的细菌实体。
在上述方面的一些实施方案中,将制剂配制为固体、液体、凝胶或乳液。
在前述方面的一些实施方案中,至少一种分离的细菌群体包含非致病性、减毒细菌或其混合物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂还包含非细菌治疗剂。在一些实施方案中,治疗剂包含小分子、核酸或多肽。在一些实施方案中,治疗剂包括真菌、酵母或古菌。在一些实施方案中,治疗剂包含蛋白质。
在前述方面的一些实施方案中,至少一种细菌群体包含外源核酸。在一些实施方案中,外源核酸包含与孢子形成相关的核酸或发芽相关的氨基酸。
在前述方面的一些实施方案中,药物制剂还包含适合施用于有需要的哺乳动物受试者的药学上可接受的赋形剂。在一些实施方案中,赋形剂适合于口服施用。在一些实施方案中,赋形剂适合于直肠施用。
在另一方面,本发明涉及一种治疗、预防或降低哺乳动物受试者中疾病、失调或病症的严重性的方法,其包括以下步骤:向哺乳动物受试者施用任何上述方面和实施方案中的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,疾病、失调或病症是免疫或炎症性疾病、失调或病症。
在另一方面,本发明提供了包含任何前述方面或其实施方案的药物制剂的食品。
另一方面,本发明提供了一种包含用于治疗有需要的哺乳动物宿主的移植物抗宿主病的制剂的医用食品。
在前述方面的一些实施方案中,食品是婴儿配方。在前述方面的一些实施方案中,食品是酸奶。在前述方面的一些实施方案中,食品是饮料,例如冷冻饮料。
另一方面,本发明涉及一种增加哺乳动物肠道中孢子形成细菌的滴度的方法,所述方法包括向哺乳动物施用有效量的任何上述方面及其实施方案的药品。
在前述方面的一些实施方案中,药品每天施用。
在前述方面的一些实施方案中,药品通过消耗包含药品的食品来施用。
另一方面,本发明涉及增加哺乳动物肠道中期望的内源性细菌群体的滴度的方法,所述方法包括向哺乳动物施用有效量的上述任何方面及其实施方案的药物制剂。
在另一方面,本发明涉及降低哺乳动物肠道中不期望的内源性细菌群体的滴度的方法,所述方法包括向哺乳动物施用有效量的上述任何方面及其实施方案的药物制剂。
在前述方面的一些实施方案中,制剂通过选择性地增强竞争菌株对不需要的内源性细菌群体的生长、分裂或孢子形成而起作用。
在另一方面,本发明涉及促进有需要的婴儿或幼儿的胃肠道中有益微生物群的生长的方法,所述方法包括向婴儿或幼儿施用任何上述方面或其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种增强或促进有需要的婴儿或幼儿的肠屏障完整性的方法,所述方法包括向婴儿或幼儿施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,婴儿是通过剖腹产手术接生的新生儿。
在另一方面,本发明涉及一种刺激有需要的婴儿或幼儿的胃肠道中的肠神经细胞的方法,所述方法包括向婴儿或幼儿施用前述任何一种方面或实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种治疗有需要的哺乳动物宿主中的肥胖症或促进体重减轻的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种治疗或减轻哺乳动物宿主中的便秘的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种在哺乳动物宿主的胃肠道中重建、调节或产生有益细菌菌群的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面和实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种治疗哺乳动物宿主的肝性脑病的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种预防或治疗哺乳动物宿主中的一种或多种免疫性疾病的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,免疫性疾病是自身免疫性疾病。在一些实施方案中,自身免疫性疾病是胃肠道疾病。在一些实施方案中,自身免疫疾病是克罗恩病或结肠炎。
在前述方面的一些实施方案中,哺乳动物宿主是人。在一些实施方案中,所述人是婴儿或幼儿。
另一方面,本发明涉及一种预防或治疗哺乳动物宿主中的一种或多种感染的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,所预防或治疗的感染是上呼吸道的感染。
在前述方面的一些实施方案中,所施用的制剂的保护作用部分源于对适应性免疫应答的刺激。
另一方面,本发明涉及一种治疗有需要的哺乳动物宿主的肠易激综合征的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种在结肠镜检查或内窥镜大肠检查后恢复或重新繁殖哺乳动物宿主的胃肠细菌群体的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种治疗或预防有需要的哺乳动物宿主的过敏性疾病的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种治疗或预防有需要的哺乳动物宿主的乳糖不耐症的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种减少有需要的哺乳动物宿主中至少一种白血球细胞群体渗透到过敏性集合体(legion)中的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何的前述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,白血球细胞群体包含嗜酸性粒细胞、嗜中性粒细胞或单核细胞。
另一方面,本发明涉及一种抑制Th2型免疫应答、促进Th1介导的免疫应答或同时发挥两种作用的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何的前述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种用于改善哺乳动物生长速率的方法,所述方法包括向哺乳动物施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种用于提高动物从原料中提取营养物的能力的方法,所述方法包括向哺乳动物施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,所述动物是农业动物或伴侣动物。在一些实施方案中,哺乳动物是反刍动物。在一些实施方案中,哺乳动物是非反刍动物。
另一方面,本发明涉及一种增加哺乳动物宿主的胃肠道中的乳酸、乙酸、丙酸或丁酸的浓度的方法,该方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种增加需要其的哺乳动物宿主的维生素K的生物合成或生物利用度的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面和实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种用于改进益生菌制剂的保存期限的方法,所述方法包括将待储存的细菌群体与第一分离益生元混合物合并,该混合物包含至少一种聚合物或单体和包含至少一种聚合物或单体的至少一种另外的分离的益生元。
在前述方面的一些实施方案中,第一分离的益生元混合物包含至少一种选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚右旋糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其混合物的聚合物或单体,并且第二益生元混合物包含至少一种选自半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3'-岩藻糖基乳糖、3'-唾液酸乳糖、6'-唾液酸乳糖、乳-N-新四糖、2'-2'-岩藻糖基乳糖及其混合物的聚合物或单体。
另一方面,本发明涉及包含用于测量免疫产物的检测手段的测定。
一方面,本发明提供了包含至少两种分离的细菌群体和包含至少一种聚合物或单体的第一分离的益生元混合物的药物制剂。
在另一方面,本发明提供了一种药物制剂,所述药物制剂包含至少一种分离的细菌群体(其任选地能够形成孢子),以及包含至少一种聚合物或单体的第一分离的益生元混合物。
在另一方面,本发明提供了包含至少两种能够形成孢子的分离的细菌群体和包含至少一种聚合物或单体的分离的益生元混合物的药物制剂。
另一方面,本发明提供了一种药物制剂,其包含能够调节人受试者中微生物小生境中存在的细菌多样性的至少一种聚合物或单体的第一纯化益生元混合物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂还包含至少一种额外的分离的益生元混合物,其包含至少一种聚合物或单体。
在前述方面的一些实施方案中,至少一种细菌群体和一种分离的益生元混合物能够在功能上相互作用。在前述方面的一些实施方案中,当共定位在人受试者的胃肠道中时,配制至少一种细菌群体和一种分离的益生元混合物以在功能上相互作用。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含能够形成孢子的至少一个细菌实体。
在前述方面的一些实施方案中,至少两种细菌群体形成网络。
在前述方面的一些实施方案中,第一益生元混合物包含至少一种选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚右旋糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其混合物的聚合物或单体,并且第二益生元混合物包含至少一种选自半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3'-岩藻糖基乳糖、3'-唾液酸乳糖、6'-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2'-2'-岩藻糖基乳糖及其混合物的聚合物或单体。
在前述方面的一些实施方案中,所述制剂包含至少一种N-乙酰-寡糖。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种半乳糖苷。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种农产品或其分离物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种合成单糖和/或寡糖。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种哺乳动物乳分离物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种裂解物、浆料、粉末或衍生的部分研磨的谷粒和种子的衍生物、马铃薯、香蕉、经热处理的淀粉产品、大麦、燕麦、黑麦、豌豆、大豆粉、甜菜浆、椰子蛋糕、棕榈蛋糕、苹果、甜菜浆、瓜尔胶、油菜籽粉、菊芋或其混合物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂还包含至少一种聚乙二醇。在一些实施方案中,聚乙二醇是聚乙二醇3350Da。
在前述方面的一些实施方案中,至少一种细菌群体是营养性的或处于营养状态。
在前述方面的一些实施方案中,制剂被包封并任选地进一步包含肠溶衣。
在前述方面的一些实施方案中,制备物包含能够调节在分离的细菌群体中存在的至少一种核酸的第一益生元混合物。在一些实施方案中,所述至少一种核酸包含转录因子。
在前述方面的一些实施方案中,该制剂适合于口服或直肠施用。
在前述方面的一些实施方案中,至少一个细菌群体的至少90%是内生孢子或前孢子、或其任何比例的混合物,或其中至少一个细菌群体包含至少1×104个菌落形成单位(CFU)。
在前述方面的一些实施方案中,第一分离的细菌群体包含至少1×104个菌落形成单位(CFU),第二分离的细菌群体包含至少1×104个CFU。
在前述方面的一些实施方案中,至少一个分离的细菌群体包含至少1×104个CFU的细菌实体,其包含选自SEQ ID NO 1-2032的16S序列。
在前述方面的一些实施方案中,第二分离的细菌群体包含至少1×104个CFU的细菌实体,其包含选自SEQ ID NO 1-2032的16S序列。
在前述方面的一些实施方案中,第一和第二分离的细菌群体独立地包含至少1×104个CFU的细菌实体,其包含如本文提供的16S序列。
在前述方面的一些实施方案中,将制剂配制为固体、液体、凝胶或乳液。
在前述方面的一些实施方案中,至少一种分离的细菌群体包含非致病性、减毒细菌或其混合物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂还包含非细菌治疗剂。在一些实施方案中,治疗剂包含小分子、核酸或多肽。在一些实施方案中,治疗剂包括真菌、酵母或古菌。在一些实施方案中,治疗剂包含蛋白质。
在前述方面的一些实施方案中,至少一个细菌群体包含外源核酸。在一些实施方案中,外源核酸包含与孢子形成相关的核酸或发芽相关的氨基酸。
在前述方面的一些实施方案中,药物制剂还包含适合于有需要的哺乳动物受试者的药学上可接受的赋形剂。在一些实施方案中,赋形剂适合于口服施用。在一些实施方案中,赋形剂适合于直肠施用。
另一方面,本发明涉及一种治疗、预防或降低哺乳动物受试者的疾病、失调或病症的严重性的方法,其包括向哺乳动物受试者施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,疾病、失调或病症是免疫或炎症性疾病、失调或病症。
另一方面,本发明提供一种食品,其包含任何上述方面及其实施方案的药物制剂。
另一方面,本发明提供了一种医疗食品,其包含用于在有需要的哺乳动物宿主中治疗移植物抗宿主病的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,食品是婴儿配方。在前述方面的一些实施方案中,食品是酸奶。在上述方面的一些实施方案中,食品是饮料,例如冷冻饮料。
另一方面,本发明提供了一种增加哺乳动物肠道中孢子形成细菌的滴度的方法,所述方法包括向哺乳动物施用有效量的任何上述方面及其实施方案的药品。
在前述方面的一些实施方案中,药品每天施用。
在前述方面的一些实施方案中,通过消耗包含药品的食品来施用药品。
在另一方面,本发明涉及一种增加哺乳动物肠道中期望的内源性细菌群体的滴度的方法,所述方法包括向哺乳动物施用有效量的任何上述方面及其实施方案的药物制剂。
在另一方面,本发明涉及一种降低哺乳动物肠道中不期望的内源性细菌群体的滴度的方法,所述方法包括向哺乳动物施用有效量的任何上述方面及其实施方案的药物制剂。
在前述方面的一些实施方案中,制剂通过选择性地增强竞争菌株对不需要的内源性细菌群体的生长、分裂或孢子形成而起作用。
在另一方面,本发明涉及一种促进有需要的婴儿或幼儿的胃肠道中有益微生物群的生长的方法,所述方法包括向婴儿或幼儿施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种增强或促进有需要的婴儿或幼儿的肠屏障完整性的方法,所述方法包括向婴儿或幼儿施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,婴儿是由剖腹产手术接生的新生儿。
在另一方面,本发明涉及一种刺激需要其的婴儿或幼儿的胃肠道中的肠神经细胞的方法,所述方法包括向婴儿或幼儿施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种在需要其的哺乳动物宿主中治疗肥胖或促进体重减轻的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种治疗或减轻哺乳动物宿主中便秘的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种在哺乳动物宿主的胃肠道中重建、调节或产生有益细菌细菌群体的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种治疗哺乳动物宿主的肝性脑病的方法,该方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种预防或治疗哺乳动物宿主中的一种或多种免疫性疾病的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,免疫性疾病是自身免疫性疾病。在一些实施方案中,自身免疫性疾病是胃肠道疾病。在一些实施方案中,自身免疫性疾病是克罗恩病或结肠炎。
在前述方面的一些实施方案中,哺乳动物宿主是人。在一些实施方案中,所述人是婴儿或幼儿。
另一方面,本发明涉及一种预防或治疗哺乳动物宿主中的一种或多种感染的方法,该方法包括向哺乳动物宿主施用权利要求1、2、3或4的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,所预防或治疗的感染是上呼吸道的感染。
在前述方面的一些实施方案中,所施用的制剂的保护作用部分源于刺激适应性免疫应答。
另一方面,本发明涉及治疗有需要的哺乳动物宿主的肠易激综合征的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及在结肠镜检查或内窥镜大肠检查之后恢复或重新繁殖哺乳动物宿主的胃肠细菌菌群的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种治疗或预防有需要的哺乳动物宿主的过敏性疾病的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种治疗或预防有需要的哺乳动物宿主的乳糖不耐症的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种减少有需要的哺乳动物宿主中至少一种白血球细胞群体渗透到过敏性集合体中的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何的前述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,白血球细胞群体包含嗜酸性粒细胞、嗜中性粒细胞或单核细胞。
另一方面,本发明涉及一种抑制Th2型免疫应答、促进Th1介导的免疫应答或同时发挥两种作用的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何的前述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种用于改进哺乳动物生长速率的方法,所述方法包括向哺乳动物施用前述的一些方面及其实施方案中的制剂。
另一方面,本发明涉及一种用于提高动物从原料中提取营养物的能力的方法,所述方法包括向哺乳动物施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,所述动物是农业动物或伴侣动物。在一些实施方案中,哺乳动物是反刍动物。在一些实施方案中,哺乳动物是非反刍动物。
在另一方面,本发明涉及一种增加哺乳动物宿主的胃肠道中乳酸、乙酸、丙酸或丁酸的浓度的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种增加有需要的哺乳动物宿主中维生素K的生物合成或生物利用度的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面和实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种用于改进益生菌制剂的保存期限的方法,所述方法包括将待储存的细菌群体与第一分离益生元混合物合并,该混合物包含至少一种聚合物或单体和包括至少一种聚合物或单体的至少一种另外的分离的益生元。
在前述方面的一些实施方案中,第一分离的益生元混合物包含至少一种选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚右旋糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其混合物的聚合物或单体,并且第二益生元混合物包含至少一种选自半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3'-岩藻糖基乳糖、3'-唾液酸乳糖、6'-唾液酸乳糖、乳-N-新四糖、2'-2'-岩藻糖基乳糖及其混合物的聚合物或单体。
另一方面,本发明涉及包含用于测量免疫产物的检测措施的测定法。
在一个方面,本发明提供包含至少两种分离的细菌群体和包含至少一种聚合物或单体的第一分离的益生元混合物的药物制剂。
在另一方面,本发明提供了一种药物制剂,所述药物制剂包含至少一种分离的细菌群体(其任选地能够形成孢子),以及包含至少一种聚合物或单体的第一分离的益生元混合物。
在另一方面,本发明提供了一种药物制剂,所述药物制剂包含至少两个分离的细菌群体(其任选地能够形成孢子)和包含至少一种聚合物或单体的分离的益生元混合物。
另一方面,本发明提供一种药物制剂,其包含能够调节人受试者中微生物小生境中存在的细菌多样性的至少一种聚合物或单体的第一纯化益生元混合物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂还包含至少一种额外的分离的益生元混合物,其包含至少一种聚合物或单体。
在前述方面的一些实施方案中,至少一种细菌群体和一种分离的益生元混合物能够在功能上相互作用。
在前述方面的一些实施方案中,当共定位在人受试者的胃肠道中时,配制至少一种细菌群体和一种分离的益生元混合物以在功能上相互作用。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含能形成孢子的至少一个细菌实体。
在前述方面的一些实施方案中,至少两种细菌群体形成网络。
在前述方面的一些实施方案中,第一益生元混合物包含至少一种选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚右旋糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其混合物的聚合物或单体,并且第二益生元混合物包含至少一种选自半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3'-岩藻糖基乳糖、3'-唾液酸乳糖、6'-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2'-2'-岩藻糖基乳糖及其混合物的聚合物或单体。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种N-乙酰寡糖。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种半乳糖苷。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种农产品或其分离物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种合成单糖和/或寡糖。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种哺乳动物乳分离物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含至少一种裂解物、浆料、粉末或部分研磨的谷物和种子的衍生物、马铃薯、香蕉、热处理淀粉产品、大麦、燕麦、黑麦、豌豆、大豆粉、甜菜浆、椰子蛋糕、棕榈蛋糕、苹果、甜菜浆、瓜尔豆胶、菜籽粉、菊芋或其混合物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂还包含至少一种聚乙二醇。在一些实施方案中,聚乙二醇是聚乙二醇3350Da。
在前述方面的一些实施方案中,至少一种细菌群体是营养性或呈营养状态。
在前述方面的一些实施方案中,将制剂包封并任选地进一步包含肠溶衣。
在前述方面的一些实施方案中,制剂包含能够调节存在于分离的细菌群体中的至少一种核酸的第一益生元混合物。在一些实施方案中,所述至少一种核酸选自本文公开的任何一种序列。
在前述方面的一些实施方案中,该制剂适于口服或直肠施用。
在前述方面的一些实施方案中,至少一个细菌群体的至少90%是内生孢子或前孢子、或其任何比例的混合物,或其中至少一个细菌群体包含至少1×104个菌落形成单位(CFU)。
在前述方面的一些实施方案中,第一分离的细菌群体包含至少1×104个菌落形成单位(CFU),第二个分离的细菌群体包含至少1×104个CFU。
在前述方面的一些实施方案中,至少一个分离的细菌群体包含至少1×104个CFU的包含本文公开的16S序列的细菌实体。
在前述方面的一些实施方案中,第二分离的细菌群体包含至少1×104个CFU的细菌实体,其包含本文公开的16S序列。
在前述方面的一些实施方案中,至少约1×104个CFU营养生物体和包含两种或更多种纯化糖的益生元混合物。
在前述方面的一些实施方案中,在纯化的糖的存在下,营养生物体具有比在不存在纯化的糖的情况下增加的形成孢子的能力。
在前述方面的一些实施方案中,至少一种分离的细菌群体包含非致病性、减毒细菌或其混合物。
在前述方面的一些实施方案中,制剂还包含非细菌治疗剂。
在前述方面的一些实施方案中,治疗剂包含小分子、核酸或多肽。在一些实施方案中,治疗剂包括真菌、酵母或古细菌。在一些实施方案中,治疗剂包含蛋白质。
在前述方面的一些实施方案中,至少一个细菌群体包含外源核酸。在一些实施方案中,外源核酸包含与孢子形成相关的核酸或发芽相关的氨基酸。
另一方面,本发明提供一种药物制剂,其包含任何上述方面及其实施方案的药物制剂,其还包含适合施用于有需要的哺乳动物受试者的药学上可接受的赋形剂。
在前述方面的一些实施方案中,赋形剂适合于口服施用。在前述方面的一些实施方案中,赋形剂适合于直肠施用。
另一方面,本发明涉及在哺乳动物受试者中治疗、预防或降低疾病、失调或病症的严重性的方法,其包括向哺乳动物受试者施用任何的前述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,疾病、失调或病症是自身免疫性或炎症性疾病。
在另一方面,本发明提供了包含前述方面和其实施方案中任一项的药物制剂的食品。
在另一方面,本发明提供了一种包含用于在有需要的哺乳动物宿主中治疗自身免疫性或炎症性疾病的制剂的医用食品。
在前述方面的一些实施方案中,食品是婴儿配方。在前述方面的一些实施方案中,食品是酸奶。在上述方面的一些实施方案中,食品是冷冻饮料。
另一方面,本发明涉及增加哺乳动物肠道中孢子形成细菌的滴度的方法,所述方法包括向哺乳动物施用有效量的任何上述方面及其实施方案的药品。
在前述方面的一些实施方案中,药品每天施用。
在前述方面的一些实施方案中,通过消费包含药品的食品来施用药品。
在另一方面,本发明提供了一种增加哺乳动物肠道中期望的内源性细菌群体的滴度的方法,所述方法包括向哺乳动物施用有效量的任何上述方面及其实施方案的药物制剂。
在另一方面,本发明提供了一种降低哺乳动物肠道中不期望的内源性细菌群体的滴度的方法,所述方法包括向哺乳动物施用有效量的任何上述方面及其实施方案的药物制剂。
在前述方面的一些实施方案中,制剂通过选择性地增强竞争菌株对不需要的内源性细菌群体的生长、分裂或孢子形成而起作用。
在另一方面,本发明提供了一种促进有需要的婴儿或幼儿的胃肠道中有益微生物群的生长的方法,所述方法包括向婴儿或幼儿施用前述任何一种方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明提供一种增强或促进有需要的婴儿或幼儿的肠屏障完整性的方法,所述方法包括向婴儿或幼儿施用任何前述方面和实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,婴儿是通过剖腹产手术接生的新生儿。
在另一方面,本发明涉及一种刺激有需要的婴儿或幼儿的胃肠道中的肠神经细胞的方法,所述方法包括向婴儿或幼儿施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种在有需要的哺乳动物宿主中治疗肥胖或促进体重减轻的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种治疗或减轻哺乳动物宿主中的便秘的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种在哺乳动物宿主的胃肠道中重建、调节或产生有益的细菌菌群的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种治疗哺乳动物宿主的肝性脑病的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种预防或治疗哺乳动物宿主中的一种或多种免疫性疾病的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,免疫性疾病是自身免疫性疾病。在一些实施方案中,自身免疫性疾病是胃肠道疾病。在一些实施方案中,自身免疫性疾病是克罗恩病、溃疡性结肠炎、多发性硬化症、类风湿性关节炎、狼疮或原发性硬化性胆管炎。
在前述方面的一些实施方案中,哺乳动物宿主是人。在一些实施方案中,所述人是婴儿或幼儿。
在另一方面,本发明涉及一种预防或治疗哺乳动物宿主中的一种或多种感染的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,所预防或治疗的感染是上呼吸道的感染。
在前述方面的一些实施方案中,所施用的制剂的保护作用部分上源自刺激适应性免疫应答。
另一方面,本发明涉及一种治疗有需要的哺乳动物宿主的肠易激综合征的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及在结肠镜检查或内窥镜大肠检查之后恢复或重新繁殖哺乳动物宿主的胃肠细菌群体的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种治疗或预防有需要的哺乳动物宿主的过敏性疾病的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种治疗或预防有需要的哺乳动物宿主的乳糖不耐受性的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种减少在有需要的哺乳动物宿主中至少一种白血球细胞群体渗透到过敏性集合体中的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,白血球细胞群体包含嗜酸性粒细胞、嗜中性粒细胞或单核细胞。
另一方面,本发明涉及一种抑制Th2型免疫应答、促进Th1介导的免疫应答或同时发挥两种作用的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何的前述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种用于改进哺乳动物生长速率的方法,所述方法包括向哺乳动物施用任何前述方面及其实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种用于提高动物从原料中提取营养物的能力的方法,所述方法包括向哺乳动物施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
在前述方面的一些实施方案中,所述动物是农业动物或伴侣动物。
在前述方面的一些实施方案中,哺乳动物是反刍动物。在一些实施方案中,哺乳动物是非反刍动物。
另一方面,本发明涉及一种增加哺乳动物宿主的胃肠道中的乳酸、乙酸、丙酸或丁酸的浓度的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何上述方面及其实施方案的制剂。
另一方面,本发明涉及一种增加需要其的哺乳动物宿主的维生素K的生物合成或生物利用度的方法,所述方法包括向哺乳动物宿主施用任何前述方面和实施方案的制剂。
在另一方面,本发明涉及一种用于改进益生菌制剂的保存期限的方法,所述方法包括将待储存的细菌群体与第一分离益生元混合物合并,该混合物包含至少一种聚合物或单体和包括至少一种聚合物或单体的至少一种另外的分离的益生元。
在前述方面的一些实施方案中,第一分离的益生元混合物包含至少一种选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚右旋糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其混合物的聚合物或单体,并且第二益生元混合物包含至少一种选自半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3'-岩藻糖基乳糖、3'-唾液酸乳糖、6'-唾液酸乳糖、乳-N-新四糖、2'-2'-岩藻糖基乳糖及其混合物的聚合物或单体。
在另一方面,本发明提供了包含用于测量免疫产物的检测措施的测定方法。
表格简要说明
表1提供了对属、种和系统发生进化枝进行分类归属的分类操作单位(OTU)的列表。细菌OUT的进化枝成员资格基于16S序列数据。进化枝是使用与种系遗传学领域的技术人员所熟悉的最可能的方法基于由全长16S序列构建的系统发生树拓扑学定义的。进化枝被构造以确保在给定的进化枝中的所有OUT是:(i)在彼此间的规定数量的引导(bootstrap)支持的节点内,和(ii)在5%的遗传相似性内。基于16S-V4序列数据,可以将在相同进化枝内的OUT与在不同进化枝内的OUT从遗传学方面和系统发生方面区分开,而落入相同进化枝内的OUT则非常相关。落入相同进化枝内的OUT在生物进化方面非常相关且使用16S-V4序列数据可能或不可能与另一种区别开。相同进化枝的成员由于其生物进化关联性,在微生物生态学中起到类似的作用,例如在人肠道中发现的。用来自相同进化枝的另一物种代替当前物种的组合物很可能具有保守的生态作用并因此可用于本发明中。所有的OUT被表示为它们形成孢子的能力和它们是否是病原体或病原生物体(参见“病原生物体”的描述的定义)。NIAID优先病原体表示为“A类”、“B类”或“C类”,且机会性病原体表示为“OP”。非病原的或以病原体存在的能力未知的OUT表示为“N”。“SEQ ID NO”表示在序列表文件中的OTU的标示符,“公共DB登录号”表示在公共序列库中的OTU的标示符。参见例如WO2014/121304。
表1A提供了可用于本发明的示例性细菌的列表。
表1B提供了可用于本发明的示例性细菌的列表。
表1C提供了可用于本发明的示例性细菌的列表。
表1D提供了可用于本发明的示例性细菌的列表。
表1E提供了可用于本发明的示例性细菌的列表。这些细菌在受试者中被优选地被下调。
表1F提供了可用于本发明的示例性细菌的列表。这些细菌在受试者中被优选地被上调。
表2A列出了通过菌落挑取方法被鉴定为“可发芽的”和“可形成孢子的”物种。
表2B列出了使用16S菌落挑取方法被鉴定为“可发芽的”物种。
表2C列出了使用16S-V4NGS方法被鉴定为“可形成孢子的”物种。参见例如WO2014/121304。
表3提供了用于急性GVHD阶段的标准。
表4提供了允许利用益生元的微生物酶的代表性实例。
表5提供了在存活的GVHD患者中富集的物种的列表。
表6列出了用于测试碳源利用的厌氧细菌物种。
表7提供了用于本发明的组合物和方法的示例性益生元/碳源。
表8提供了来自万古霉素治疗的小鼠(6天)的阴道样品中以低频率检测的细菌物种,其在未治疗的小鼠(0天)中不存在。
附图简要说明
图1是描述用木糖处理后随时间的血清内毒素水平(EU/ml)的曲线图。单独用木糖处理小鼠降低了血清内毒素的基础水平(14天vs 0天)。抗生素处理(环丙沙星(cipro)或恩诺沙星(enro))导致血清内毒素水平的增加(在第0天,在5天进程后测量2天),至第14天恢复至基线。木糖抵消了由cipro而非enro抗生素处理导致的内毒素增加。
图2(a-o)是一组显示Th1相关细胞因子的时间进程的曲线图,所述细胞因子由与活泼瘤胃球菌(Epv 1)、直肠真杆菌(Epv 2)、Blautia luti(Epv 3)、Blautia wexlerae(Epv 5)和粪肠球菌(Epv 8),或各种细菌与粪肠球菌的组合温育的人外周单核细胞(PBMC)释放。24、48和72小时后测量在培养基上清液中由PBMC释放的γ-干扰素(IFN-γ)、IL-12p70、IL-6、IL-2和TNFα的量。a)24小时后IFN-γ的浓度(pg/ml)。b)48小时后IFN-γ的浓度(pg/ml)。c)72小时后IFN-γ的浓度(pg/ml)。d)24小时后IL-12p70的浓度(pg/ml)。e)48小时后IL-12p70的浓度(pg/ml)。f)72小时后IL-12p70的浓度(pg/ml)。g)24小时后IL-6的浓度(pg/ml)。h)48小时后IL-6的浓度(pg/ml)。i)72小时后IL-6的浓度(pg/ml)。j)24小时后IL-2的浓度(pg/ml)。k)48小时后IL-2的浓度(pg/ml)。l)72小时后IL-2的浓度(pg/ml)。m)24小时后TNFα的浓度(pg/ml)。n)48小时后TNFα的浓度(pg/ml)。o)72小时后TNFα的浓度(pg/ml)。
图3(a-i)是一组显示Th2相关细胞因子的时间进程的曲线图,细胞因子由与活泼瘤胃球菌(R.gnavus)(Epv 1)、直肠真杆菌(E.rectale)(Epv 2)、B.luti(Epv 3)、B.wexlerae(Epv 5)和粪肠球菌(E.faecalis)(Epv 8),或每种细菌与粪肠球菌的组合温育的人PBMC释放。在24、48和72小时后测量在培养基上清液中由PBMC释放的IL-13、IL-4和IL-5的量。a)24小时后IL-13的浓度(pg/ml)。b)48小时后IL-13的浓度(pg/ml)。c)72小时后IL-13的浓度(pg/ml)。d)24小时后IL-4的浓度(pg/ml)。e)48小时后IL-4的浓度(pg/ml)。f)72小时后IL-4的浓度(pg/ml)。g)24小时后IL-5的浓度(pg/ml)。h)48小时后IL-5的浓度(pg/ml)。i)72小时后IL-5的浓度(pg/ml)。
图4是一组显示Th9、Th17和Treg细胞因子的时间进程的曲线图,细胞因子由与活泼瘤胃球菌(Epv 1)、直肠真杆菌(Epv 2)、B.luti(Epv 3)、B.wexlerae(Epv 5)和粪肠球菌(Epv 8),或每种细菌与粪肠球菌的组合温育的人PBMC释放。在24、48和72小时后测量在培养基上清液中由PBMC释放的IL-9、IL-17和IL-10的量。a)24小时后IL-9的浓度(pg/ml)。b)48小时后IL-9的浓度(pg/ml)。c)72小时后IL-9的浓度(pg/ml)。d)24小时后IL-17的浓度(pg/ml)。e)48小时后IL-17的浓度(pg/ml)。f)72小时后IL-17的浓度(pg/ml)。g)24小时后IL-10的浓度(pg/ml)。h)48小时后IL-10的浓度(pg/ml)。i)72小时后IL-10的浓度(pg/ml)。
图5(a-x)是一组显示单核细胞、巨噬细胞和嗜中性粒细胞源的炎性细胞因子的时间进程的曲线图,细胞因子由与活泼瘤胃球菌(Epv 1)、直肠真杆菌(Epv 2)、B.luti(Epv3)、B.wexlerae(Epv 5)和粪肠球菌(Epv 8),或每种细菌与粪肠球菌的组合温育的人PBMC释放。在24、48和72小时后测量在培养基中由PBMC释放的单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)、巨噬细胞炎症蛋白1β(MIP1β)、巨噬细胞炎症蛋白1α(MIP1α)、调节活化的正常T表达和分泌蛋白(RANTES)、白细胞介素-1α(IL-1α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、α2干扰素(IFN-α2)和白细胞介素-8(IL-8)的量。a)24小时后MCP-1的浓度(pg/ml)。b)48小时后MCP-1的浓度(pg/ml)。c)72小时后MCP-1的浓度(pg/ml)。d)24小时后MIP1β的浓度(pg/ml)。e)48小时后MIP1β的浓度(pg/ml)。f)72小时后MIP1β的浓度(pg/ml)。g)24小时后MIP1α的浓度(pg/ml)。h)48小时后MIP1α的浓度(pg/ml)。i)72小时后MIP1α的浓度(pg/ml)。j)24小时后RANTES的浓度(pg/ml)。k)48小时后RANTES的浓度(pg/ml)。l)72小时后RANTES的浓度(pg/ml)。m)24小时后IL-1α的浓度(pg/ml)。n)48小时后IL-1α的浓度(pg/ml)。o)72小时后IL-1α的浓度(pg/ml)。p)24小时后IL1β的浓度(pg/ml)。q)48小时后IL1β的浓度(pg/ml)。r)72小时后IL1β的浓度(pg/ml)。s)24小时后IFN-α2的浓度(pg/ml)。t)48小时后IFN-α2的浓度(pg/ml)。u)72小时后IFN-α2的浓度(pg/ml)。v)24小时后IL-8的浓度(pg/ml)。w)48小时后IL-8的浓度(pg/ml)。x)72小时后IL-8的浓度(pg/ml)。
图6(a-d)是一组显示细胞因子IFNγ(Ifng)、IL-12p70、IL-1α(IL-1a)、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α(MIP1a)、MIP1β(MIP1b)、TNFα(TNFa)、IL-10、IL-13、IL-9、IL-4、IL-5、IL-17α(IL-17A)和IL-2相对于用粪肠球菌单独处理24小时(粪肠球菌=100%)后分泌水平的分泌水平的图,细胞因子在a)活泼瘤胃球菌、b)B.wexlerae、c)直肠真杆菌和d)B.luti单独存在下或与粪肠球菌(Epv 8)联合存在下由PBMC产生。
图7(a-p)是一组显示活泼瘤胃球菌(Epv1)单独或与Epv 8(粪肠球菌)组合对由人PBMC产生的细胞因子的浓度(pg/ml)的作用的图。a)IL-6、b)IFN-γ、c)IL-13、d)IL-10、e)IL-12p70、f)MCP-1、g)IL-8、h)IL17A、i)IL-α、j)IL-9、k)IL-2、l)IL-4、m)IL-5、n)MIP-1α、o)MIP-1β、p)TNF-α。
图8(a-p)是一组显示直肠真杆菌(Epv2)单独或与Epv 8(粪肠球菌)组合对由人PBMC产生的细胞因子的浓度(pg/ml)的作用的图。a)IL-6、b)IFN-γ、c)IL-13、d)IL-10、e)IL-12p70、f)MCP-1、g)IL-8、h)IL17A、i)IL-α、j)IL-9、k)IL-2、l)IL-4、m)IL-5、n)MIP-1α、o)MIP-1β、p)TNF-α。
图9(a-p)是一组显示B.luti(Epv3)单独或与Epv 8(粪肠球菌)组合对由人PBMC产生的细胞因子的浓度(pg/ml)的作用的图。a)IL-6、b)IFN-γ、c)IL-13、d)IL-10、e)IL-12p70、f)MCP-1、g)IL-8、h)IL17α、i)IL-α、j)IL-9、k)IL-2、l)IL-4、m)IL-5、n)MIP-1α、o)MIP-1β、p)TNF-α。
图10(a-p)是一组显示B.wexlarae单独或与Epv 8(粪肠球菌)组合对由人PBMC产生的细胞因子的浓度(pg/ml)的作用的图。a)IL-6、b)IFN-γ、c)IL-13、d)IL-10、e)IL-12p70、f)MCP-1、g)IL-8、h)IL17α、i)IL-α、j)IL-9、k)IL-2、l)IL-4、m)IL-5、n)MIP-1α、o)MIP-1β、p)TNF-α。
图11(a-d)是一组显示(a-b)EPV3能够诱导用于治疗或预防GVHD的期望的抗炎性细胞因子谱和(c-d)EPV5诱导用于GVHD的次优谱的曲线图。
图12描述了用Epv6(柔嫩梭菌)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10,IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图13描述了在用Epv15(Blautia faecis)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图14描述了在用Epv20(Blautia/卵瘤胃球菌ATCC 29174)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图15描述了在用Epv21(Blautia producta ATCC 27340)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图16描述了在用Epv22(Blautia coccoides ATCC 29236)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图17描述了在用Epv23(Blautia hydrogenotrophica ATCC BAA-2371)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图18描述了在用Epv24(Blautia Hansenii ATCC27752)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图19描述了在用Epv35(直肠真杆菌)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图20描述了在用Epv47(之前未培养的布劳特氏菌,类似于GQ898099_s S1-5)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图21描述了在用Epv51(之前未培养的布劳特氏菌,类似于SJTU_C_14_16)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图22描述了在用Epv52(Blautia wexlerae(SJTU_B_09_77))处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图23描述了在用Epv54(Blautia luti ELU0087-T13-S-NI_000247)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图24描述了在用Epv64(Blautia wexlerae WAL 14507)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图25描述了在用Epv78(Blautia obeum)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图26描述了在用Epv102(活泼瘤胃球菌)处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图27描述了在用Epv114(Blautia luti(BlnIX))处理后由人PBMC产生促炎性(IL-12p70、IFN□、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子。
图28显示了使用流式细胞术确定的出自在各种共生细菌存在下温育的人PBMC中的T细胞群的流式细胞仪分析的结果。A)调节性T细胞(CD25+CD127lo)的比例;B)Th17细胞(CXCR3-CCR6+)的比例;C)Th1细胞(CXCR3+CCR6-)的比例;D)Th2细胞(CXCR3-CCR6-)的比例。细菌菌株如下:Epv 1:活泼瘤胃球菌;Epv 3:B.luti;Epv 2:直肠真杆菌;Epv 5:B.wexlerae;Epv.8:粪肠球菌;Epv 20:B.obeum;Epv 21:B.producta;Epv 24:B.hansenii.结果显示为CD3ε+CD4+细胞的百分比(%)。
图29显示了用各种共生细菌利用的优选碳源。
图30用图描述了用含有木糖的益生元制剂处理之前、期间和之后的血清IFNγ水平。
图31是显示在受试者中Chao1多样性(群落丰富度的指示剂)随时间的变化的图,每天三次(TID)向受试者施用1、2、8、12.5或15克木糖。
图32通过主成分分析(PCA)描述了口服万古霉素对肠道和阴道的微生物组的影响。
详细发明内容
I.概述
本文公开了用于预防、控制和治疗免疫和炎性疾病、紊乱和症状以及用于一般营养健康的含有细菌实体(例如非病原体有萌发能力的细菌实体)、真菌实体和/或益生元的治疗组合物。这些组合物在适用于安全施用给人和其它哺乳动物受试者方面是有利的并且在治疗或预防许多免疫和炎性疾病和胃肠道疾病、紊乱和症状中是有效的。
尽管基于孢子的组合物是已知的,但是这些通常根据各种技术例如液体细菌培养物的冷冻干燥或喷雾干燥来制备,导致差的疗效、不稳定、很大的变异性和缺乏足够的安全性和有效性。
已经发现细菌实体群体可以由从哺乳动物受试者(包括人)获得的生物材料获得。这些群体被配制成本文提供的组合物,并且可以依据本文描述的方法被施用给哺乳动物受试者。
正开始认识栖息于人胃肠道、皮肤、肺、阴道和其它小生境的微生物并认识其在人类健康和疾病中的作用(例如参见Human Microbiome Project Consortium 2012,Structure,function,and diversity of the healthy human microbiome.Nature 486(7402):207-14)。本发明的各方面是部分地基于以下认识:尽管自身免疫性疾病和炎性疾病通常被归因于基因突变,但是这些病症也受微生物的影响。还可以理解,因为微生物不仅与宿主相互作用而且还彼此间相互作用,所以微生物的免疫调节行为取决于微生物之间的关系。例如,在给定小生境中的微生物网络可以包括全都实现一种或多种相同的功能的多样的微生物,或相反可以包括单独地有助于完成一种或多种功能的多样的微生物。在另一实例中,在给定小生境中的微生物可以互相竞争营养物或空间。
微生物可以影响自身免疫性疾病或炎性疾病的风险、进展或治疗效能。在某些方面,微生物在自身免疫性疾病或炎性疾病的预防或在先天性或适应性免疫应答的抑制中起作用。相反地,在某些方面,微生物可以刺激炎症免疫应答并因而促成自身免疫性疾病或炎性疾病、增加其风险或恶化自身免疫性疾病或炎性疾病的症状。在某些方面,一些微生物可能与较低的疾病严重度或死亡率相关。
因此,本文公开了用于在人类受试者中预防和/或治疗与全身微生物组的破坏相关的紊乱例如自身免疫性疾病和炎性疾病的组合物和方法。
II.定义
如在说明书和附加的权利要求中所使用的,单数形式“一种”、“一个”和“该”包括了复数指代对象,除非上下文明确地另有说明。因此,例如,“一化合物”包含了多种化合物的混合物。
术语“约”或“大约”表示在由本领域技术人员确定的具体值的可接受的误差范围内,其部分地取决于该值是如何测量或确定的,即,测量系统的限制。例如,“约”根据本领域的实践可以表示位于3或多于3个标准偏差内。或者,“约”可以表示给定值的至多20%、或至多10%、或至多5%、或至多1%的范围。或者,特别地关于生物系统或过程,该术语可以表示在一个值的一个数量级内,或5倍内、或2倍内。
如本文所使用,术语“纯化的细菌制剂”是指包含“分离的”细菌或者在用于生成制剂的任何过程中的原材料或与细菌相关的任何材料中发现的至少一种相关物质分离的细菌的制剂。
“细菌实体”包括一种或多种细菌。通常,第一细菌实体可以与第二细菌实体区分开。
如本文所使用的,术语“形成”是指合成或产生。
如本文所使用的,术语“诱导”表示增加由上下文描述的给定材料的量或活性。
如本文所使用的,术语“耗竭”是指量的减少。
如本文所使用的,“益生元”是指允许对宿主可能有(或可能没有)益处的胃肠道微生物群的组成和/或活性的特定变化的成分。在一些实施方案中,益生元可以是可食用的食物或饮料或其成分。在一些实施方案中,益生元可以是选择性发酵的成分。益生元可以包括复杂碳水化合物、氨基酸、肽、矿物质或其它用于细菌组合物存活所必需的营养成分。益生元包括但不限于氨基酸、生物素、低聚果糖、低聚半乳糖、半纤维素(例如阿拉伯糖基木聚糖、木聚糖、木葡聚糖和葡甘露聚糖)、菊粉、甲壳素、乳果糖、甘露寡糖、低聚果糖富集的菊粉、树胶(例如瓜尔胶、阿拉伯树胶和角叉菜胶)、低聚果糖、低聚右旋糖、塔格糖、抗性麦芽糊精(例如抗性淀粉)、反式-低聚半乳糖、果胶(例如xylogalactouronan、柑橘果胶、苹果果胶和鼠李半乳糖醛酸聚糖-I)、膳食纤维(例如大豆纤维、甜菜纤维、豌豆纤维、玉米糠和燕麦纤维)和低聚木糖。
如本文所使用的,“预定比率”是指先前确定的或选择的比率。
如本文所使用的,“可发芽的细菌孢子”是能够响应于特定刺激(例如环境条件或小分子)形成营养细胞的孢子。
如本文所使用的,“可检测地存在”是指以可以使用本文提供的方法或截止申请日存在的现有技术已知的其它方法检测到的量存在。
如本文所使用的,“增强的”是指量的增加和/或定位至其中达到变成可检测地存在的点。
如本文使用的,“粪便物质”是指消化了的食物的固体废产物,且包括粪便或肠道洗涤物。
如本文所使用的,短语“宿主细胞反应”是指由宿主生物体的细胞产生的反应。
如本文所使用的,“哺乳动物受试者蛋白”是指由哺乳动物受试者产生并由哺乳动物受试者基因组编码的蛋白。术语哺乳动物受试者蛋白包括已经被翻译后加工和/或修饰的蛋白。
如本文所使用的,术语“源自食物的”是指在消耗的食物中发现的蛋白质或碳水化合物。
如本文所使用的,术语“生物材料”是指由生物有机体产生的材料。
如本文所使用的,术语“检测部分(detection moiety)”是指其起到检测分析物的作用的分析组分。
如本文所使用的,术语“不完全网络”是指缺乏进行一种或多种网络功能需要的全套组分中的至少一种的部分网络。
如本文所使用,术语“补充物”是指额外的且不相同的某事物。
如本文所使用的,当微生物不存在或通过使用标准的基因组学和微生物学技术确定为检测不到时,组合物为“实质上不含有”微生物。当非微生物碳水化合物不存在或通过使用标准的生化技术例如基于染料的测定法检测不到时,组合物为“实质上不含有”益生元或免疫刺激性碳水化合物。
如果该受试者或该受试者的细胞、组织、器官或其它环境不含有可检测水平的微生物剂(微生物个体或微生物群体、微生物网络或网络的部分、或微生物代谢物),该微生物剂被认为对受试者(例如人类或非人类动物)、细胞、组织、器官或人类或非人类动物的其它环境是“外源性的”。
当例如微生物剂或群体以在施用微生物剂或群体之前在宿主中没有发现的数量、浓度、形态或其它形式施用或处置在宿主或宿主环境上或其中时,或当微生物剂或群体含有不同于宿主的活性或结构组分(该宿主在施用微生物或随后处置微生物的目标环境中天然地不具有该微生物剂)时,微生物剂或其群体在宿主环境上或其中是“异源的”或者“异源地包含的”。
如本文所使用的,术语“抗氧化剂”被理解为包含抑制氧化反应或由活性氧物质(“ROS”)和其它自由基或非自由基物质促进的反应的各种物质的任意一种或多种(例如β-胡萝卜素(维生素A前体)、维生素C、维生素E和硒)。此外,抗氧化剂是能够减缓或预防其它分子的氧化的分子。抗氧化剂的非限制性实例包括虾青素、类胡萝卜素、辅酶Q10(“CoQ10”)、黄酮类、谷胱甘肽、枸杞(西方雪果)、橙皮苷、乳枸杞、木酚素、叶黄素、番茄红素、多酚、硒、维生素A、维生素C、维生素E、玉米黄素或其组合。
“主干网络生态”或简单地“主干网络”或“主干”是形成基础组合物的微生物的组成,该基础组合物可以累积或减除以优化网络生态或功能网络生态而分别具有特定的生物学特性或包含期望的功能性质。微生物组治疗法可以由这些“骨干网络生态”整体组成,或者“主干网络”可以通过添加或减去“R-组”以得到网络生态期望的特性和性质而改变。“R-组”可以以多个术语定义,这些术语包括但不限于:个体OUT、衍生自特定系统发生进化枝或期望表型(例如形成孢子的能力)的个体或多重OUT或功能性细菌组合物。“主干网络”可以包含计算衍生的网络生态整体或可以包含表示网络中造成功效的关键节点的所计算网络的子集,例如但不限于关键OUT的组合物。人胃肠道中有机体的数量以及健康个体之间的多样性指示健康肠道微生物组生态的功能性冗余。参见The Human MicrobiomeConsortia.2012.Structure,function and diversity of the healthy humanmicrobiome.Nature 486:207-214。这种冗余使得非常可能的是OTU的非显而易见的子集或功能途径(即主干网络)对于保持健康状态和/或催化微生态失调状态至健康状态的转化是至关重要的。利用这种冗余的一种方法是通过共享指定进化枝(见下文)的OTU的置换或通过添加没有在骨干网络中发现的进化枝成员。
“细菌组合物”是指包含细菌和/或细菌孢子的组合物。在一些实施方案中,细菌组合物包含含有两种或更多种OUT的一群微生物。骨干网络生态(Backbone NetworkEcologies),功能网络生态(Functional Network Ecologies),网络类(Network Classes)和核心生态(Core Ecologies)是各种类型的细菌组合物。如本文所使用的,细菌组合物包含治疗性细菌组合物、预防性微生物组合物、孢子群体、纯化的孢子群体或乙醇处理的孢子群体。
“细菌移位”是指一种或多种细菌通过人或非人动物的任何器官的上皮层。
“进化枝”是指系统发生树的OTU或成员,其处于系统发生树中统计学有效节点的下游。进化枝包括系统发生树中一组末端叶子(即树的尖端),其是独特的单系进化单元并且具有一定程度的序列相似性。进化枝是分级的,在一个实施方案中,被选择定义进化枝的系统发生树中的节点取决于适合于用于计算树形拓扑的底层数据的分辨率水平。
宿主生物有机体的“定植”包括细菌或其它微观生物有机体的非暂时性的驻留。如本文所使用的,病原或非病原细菌的宿主受试者胃肠道或阴道(或任何其它微生物群小生境)的“减少定植”包括在胃肠道或阴道中细菌的驻留时间的减少以及胃肠道或阴道中或粘附于胃肠道内腔表面的细菌的数量(或浓度)的减少。这种定植的减少可以是永久性的或发生在短暂时间段中。粘附病原体的减少的测定可以通过例如确定活检组织样品中的病原体负荷直接证明,或者减少可以例如通过测定哺乳动物宿主的粪便中的病原体负荷间接测定。
两种或更多种细菌的“组合”包括两种细菌的物理共存,其或者在相同的材料或产品中或者在物理上关联的产品中,以及两种细菌的暂时共同施用或共同定位。
细菌的“细胞毒性”活性包括杀死细胞例如细菌细胞(诸如致病细菌细胞)或宿主细胞的能力。细菌的“细胞抑制”活性包括抑制(例如部分地或完全地)细胞例如细菌细胞(诸如致病细菌细胞)的生长、代谢和/或增殖的能力。细胞毒性活性还可以应用于其它细胞类型例如但不限于真核细胞例如宿主细胞。
术语“远端”通常相关于人或其它哺乳动物的胃肠道,特别是肠内腔而使用。因此,“远端微生态失调”包括胃肠道内腔的外部的微生态失调,且“远端微生物群”包括胃肠道内腔外部的微生物群。在特定情况下,术语“远端”可以相对于本发明的组合物(例如益生菌组合物)的施用、植入或定植的位点使用。例如,如果阴道施用益生菌组合物,组合物的“远端”效应就会发生在阴道外部。
“微生态失调”是指肠道或其他身体区域(包括例如粘膜或皮肤表面(或任何其他微生物群落小生境))的微生物群或微生物组的状态,其中生态网络的正常多样性和/或功能被破坏。微生物群的优选的(例如理想的)状态的任何破坏可以被认为是微生态失调,即使这种微生态失调不会导致可检测到的健康状况的下降。这种微生态失调的状态可能是不健康的(例如,导致疾病状态),或者可能仅在某些情况下是不健康的,或者可能阻止受试者变得更健康。微生态失调可能是由于微生物群体组成的多样性减少,一种或多种病原体群体(例如病原体细菌群体)或致病有机体的过度生长,能够仅当患者中存在某些遗传和/或环境条件时引起疾病的共生生物体的存在和/或过度生长,或转变到不再为宿主提供有益功能并因此不再促进健康的生态网络。“远端微生态失调”包括但不限于在胃肠道内腔外部的微生态失调。
“萌发剂”是能够在宿主生物体内和/或在体外直接地或间接地诱导从休眠孢子至营养细菌细胞的萌发或营养细菌细胞的增殖的物质或组合物或物理化学过程。
如本文所使用的“移植物抗宿主病”是免疫学紊乱,其中移植物的免疫细胞进攻移植受体的组织,可能导致器官功能障碍。
如本文使用的“急性GVHD”是在移植的头100天内出现的GVHD。
如本文所使用的“慢性GVHD”是在移植的头100天之后出现的GVHD。
“抑制(Inhibit)”、“抑制性(inhibiting)”和“抑制作用(inhibition)”表示降低活性、响应、症状、疾病或其它生物学参数。这可以包括但不限于活性、响应、症状或疾病的完全消除。这还可以包括例如活性、响应、症状或疾病减少相对于原始的或对照水平的10%降低。因此,与原始的或对照水平相比,降低可以是10、20、30、40、50、60、70、80、90、100%或介于中间的任何量的降低。
病原体或非病原体的“抑制”包括通过本发明的益生菌(例如细菌)组合物抑制病原体或非病原体的任何期望的功能或活性。本文提供且另外被本领域技术人员认识到抑制的证明,例如致病细菌细胞群体生长的减少或致病细菌物种的定植水平的减少。病原或非病原细菌群体“生长”的抑制可以包括抑制病原或非病原细菌细胞群落大小的增加和/或抑制病原或非病原细菌细胞群体的增殖(或繁殖)。病原或非病原细菌物种的定植的抑制可以通过测量和比较治疗前后细菌物种的量或负荷证明。“抑制”或“抑制”行为包括病原体的一种或多种活性(例如生长、增殖、定植和功能)的完全停止和部分减少。如本文所使用的,抑制包括抑制细胞生长抑制和/或细胞毒性活性。功能的抑制包括例如由细菌组合物诱导的致病性基因产物(例如编码毒素和/或毒素生物合成途径的基因、或编码细胞内侵袭所需结构(例如侵袭性菌毛)的基因)的表达的抑制。
“分离的”包括(1)已经与至少一些在初始产生(无论是天然地还是在实验情况中)时与细菌或其它实体或物质相关的成分分离的,和/或(2)由人手工产生、制备、纯化和/或制造的细菌或其它实体或物质。分离的细菌包括例如培养的那些细菌,即使这些培养物不是单一培养物。分离的细菌可以与至少约10%、约20%、约30%、约40%、约50%、约60%、约70%、约80%、约90%或更多的起初与其相关的其它成分分离。在一些实施方案中,分离的细菌的纯度为超过约80%、约85%、约90%、约91%、约92%、约93%、约94%、约95%、约96%、约97%、约98%、约99%或多于约99%。如本文所使用的,如果其基本上不含有其它成分,那么该物质是“纯的”。术语“纯化”、“纯化性(purifying)”和“纯化的”是指细菌或其它物质已经与在初始生成或产生时(例如在自然界中或在实验情况中)或者在其初始产生后的任何时间期间与细菌或其它物质相关的至少一些成分分离。如果在产生时或产生后例如从包含细菌或细菌群体的物质或环境分离或通过培养物的传代,细菌或细菌群体可以被认为是纯化的,并且纯化的细菌或细菌群体可以含有至多约10%、约20%、约30%、约40%、约50%、约60%、约70%、约80%、约90%、或超过约90%的其它物质且仍然被认为是“分离的”。在一些实施方案中,纯化的细菌和细菌群体的纯度超过约80%、约85%、约90%、约91%、约92%、约93%、约94%、约95%、约96%、约97%、约98%、约99%、或多于约99%。在本文提供的细菌组合物的情况中,存在于组合物中的一种或多种细菌类型可以独立地从在含有该细菌类型的物质或环境中产生和/或存在的一种或多种其它细菌纯化。在一些实施方案中,细菌组合物及其细菌成分从残留的栖息产物纯化。在其它实施方案中,细菌组合物含有分离的细菌的限定混合物。例如,在一些实施方案中,益生菌组合物含有不超过100种细菌物种。例如,在一些实施方案中,益生菌组合物含有不超过75种细菌物种。在其它实施方案中,益生菌组合物含有不超过50种细菌物种,例如不超过40种细菌物种、不超过30种细菌物种、不超过25种细菌物种、不超过20种细菌物种、不超过15种细菌物种、不超过10种细菌物种等等。在其它实施方案中,益生菌组合物含有不超过10种细菌物种,例如10种细菌物种、9种细菌物种、8种细菌物种、7种细菌物种、6种细菌物种、5种细菌物种、4种细菌物种、3种细菌物种、2种细菌物种、1种细菌物种。在一些实施方案中,益生菌组合物包含限定量的每种细菌物种。在示例性实施方案中,益生菌组合物包含分离的细菌群体,其不是从粪便物质分离的。
“关键OTU”或“关键功能”是指一种或多种OTU或功能途径(例如KEGG或COG途径),其对于许多网络生态或功能网络生态是共有的且是在许多受试者中出现的网络的成员(即“是普遍的”)。由于关键OTU和它们的相关功能途径的普遍性质,它们对于健康受试者的网络生态的功能是极为重要的,并且在患有疾病的受试者中经常缺失或处于降低的水平。关键OTU和它们的相关功能可以以低、中或高丰度存在于受试者中。“非关键OTU”或“非关键功能”是指在网络生态或功能性网络生态中观察到的且不是关键OTU或功能的OTU或功能。
如本文所使用的“代谢”或“代谢反应”是指在哺乳动物细胞中或在微生物中发生的或可能发生的任何和全部生物分子分解代谢或合成代谢过程。
如本文所使用的“代谢物”是指用作在任何细胞或微生物代谢反应中的底物或者作为来自任何细胞或微生物代谢反应的产物化合物、组合物、分子、离子、协同因子、催化剂或营养物产生的任何和全部分子化合物、组合物、分子、离子、协同因子、催化剂或营养物。
“微生物群”是指(持续地或瞬时地)栖息于受试者(例如哺乳动物诸如人类)内和/或受试者上的微生物群落,包括但不限于真核生物(例如原生动物)、古生菌、细菌和病毒(包括细菌病毒,即噬菌体)。
“微生物组”是指持续地和瞬时地生存在人体内或人体上的微生物群落的遗传内容,包括真核生物、古生菌、细菌和病毒(包括细菌病毒(即噬菌体)),其中“遗传内容”包括基因组DNA、RNA例如核糖体RNA、表观基因组、质粒和所有其他种类的遗传信息。
“微生物负载(Carriage)”或简单地“负载”是指定栖在受试者(例如人受试者)内或上的小生境的微生物群体。负载通常用相对丰度定义。例如,OTU1包含总微生物负载的60%,意思是相对于进行测量的样品中的其它OTU,OTU1具有60%的相对丰度。负载大多数情况基于基因组测序数据,其中单一OTU或OTU组的相对丰度或负载通过相对于样品的测序阅读片段总数分配于该OTU的测序阅读片段数量。
“微生物增强”是指微生物群体的建立或显著增加,该微生物(i)从施用的治疗性微生物组合物不存在或检测不到(如通过使用标准基因组学、生物化学和/或微生物学技术测定)和/或(ii)在递送微生物组合物之前在宿主小生境(作为实例:胃肠道、皮肤、前鼻孔或阴道)中不存在、检测不到、或以低频率存在;和(iii)在施用微生物组合物后发现,即可检测到,或者当它们以较低频率存在时显著地增加,例如丰度提高2倍、5倍、1x102、1x103、1x104、1x105、1x106、1x107或大于1x108。构成增强的生态的微生物可以源自外源来源例如食物和环境,或从在其中其以低频率驻留的宿主中的微小生境长出。
治疗性组合物的施用可以诱导目标小生境中的环境变化,其促进了共生微生物生长的有利条件。在缺乏治疗性微生物组合物(具有或不具有一种或多种益生元)的治疗的情况下,宿主可以持续地暴露于这些微生物;然而,没有观察到与构成增强的生态的微生物的增加水平的稳定群落有关的持续生长和正向健康效应。
“微生物植入”或简单地“植入”是指目标小生境中包含在治疗性微生物组合物中的OTU的建立。在一个实施方案中,治疗前OUT在被治疗的宿主中不存在。在治疗性微生物组合物中发现了构成被植入的生态的微生物,且在治疗时确立为宿主微生物生态的成分。植入的OTU可以建立短暂的时间段,或显示出在定殖于通过治疗性微生物组合物处理后宿主的微生物生态中的长期稳定性。植入的生态可以诱导在目标小生境中的环境变化,其促进能够催化微生态失调生态至一种代表性健康状态的转变的共生微生物的生长的有利条件。
如本文所使用的,术语“矿物质”理解为包括硼、钙、铬、铜、碘、铁、镁、锰、钼、镍、磷、钾、硒、硅、锡、钒、锌或其组合。
“网络生态”是指在一些数量的受试者中共同发生的一群进化枝或OTU。如本文所使用的,“网络”通过描述特定节点(即进化枝或OTU)和边缘(特定进化枝或OTU之间的联系)如何彼此相关联以定义一群进化枝或OUT的结构生态的图来数学上定义。任何给定的网络生态具有内在的系统发生多样性和功能性质。
网络生态还可以就其功能能力定义,其中例如节点将由例如但不限于酶、直系同源组集群(COGS;http://www.ncbi.nlm.nih.govbooks/NBK21090/)或KEGG直系同源途径(www.genome.jp/kegg/)的元素组成;这些网络被称为“功能网络生态”。功能网络生态可以通过定义OTU组(其一起构成由功能网络生态定义的功能)实施。
术语“网络类”、“核心网络”和“网络类生态”是指通常计算确定为包含具有相似的系统发生和/或功能特性的生态的一组网络生态。因此网络类包含一组相关网络生态(即集群)的系统发生地或功能性地定义的重要生物学特征。核心网络生态的一个代表是设计的一群微生物,典型地是非致病性细菌,其代表了在许多不同受试者中看到的一组系统发生或功能相关的网络生态的核心特征。在许多情况下,尽管如本文描述的设计,核心网络以在一个或多个受试者中观察到的网络生态存在。核心网络生态可用于在其中基础的相关网络生态已经被破坏的受试者中反转或减少微生态失调。
“生态小生境”或简单地“小生境(Niche)”是指有机体或一组有机体(例如细菌群体)占据的生态空间。小生境描述了有机体或有机体群体如何对资源的分布、物理参数(例如宿主组织空间)和竞争者做出响应(例如,当资源丰富时和/或当捕食者、寄生虫和病原体缺乏时,通过生长)和其又如何改变那些相同的因素(例如,限制其他有机体获得资源、作为捕食者的食物来源和被捕食者的消费者发挥作用)。
不含有“不可食的产物”是指本文提供的细菌组合物或其它物质不含有实质量的不可食的产物例如不能食用的、有害的食物或在适用于施用(例如口服施用)于人受试者的产品中另外不期望的产物或物质。
“操作分类单位”、“OTU”(或复数“多个OTU”)是指系统发生树中的末端叶子并且通过核酸序列定义,例如完整的基因组或具体的基因序列、及在物种水平上与该核酸序列具有序列同一性的所有序列。在一些实施方案中,特定的基因序列可以是16S序列或16S序列的一部分。在其它实施方案中,两个实体的完整基因组被测序和比较。在另一实施方案中,选择性区域例如多基因座序列标签(MLST)、特定基因或基因集可以进行遗传学比较。在16S实施方案中,在整个16S或16S的一些可变区域中具有≥97%平均核苷酸同一性的OUT被认为是相同的OTU(参见例如Claesson MJ,Wang Q,O’Sullivan O,Greene-Diniz R,Cole JR,Ros RP和O’Toole PW.2010.Comparison of two next-generation sequencingtechnologies for resolving highly complex microbiota composition using tandemvariable 16S rRNA gene regions.Nucleic Acids Res 38:e200.Konstantinidis KT,Ramette A和Tiedje JM.2006.The bacterial species definition in the genomicera.Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 361:1929–1940.)。在涉及完整基因组的实施方案中,MLST、特定基因或具有≥95%平均核苷酸同一性的基因集OTU被认为是相同的OTU(参见例如Achtman M和Wagner M.2008.Microbial diversity and the genetic natureof microbial species.Nat.Rev.Microbiol.6:431–440.Konstantinidis KT,Ramette A和Tiedje JM.2006.The bacterial species definition in the genomic era.PhilosTrans R Soc Lond B Biol Sci 361:1929–1940.)。OTU经常通过比较生物有机体之间的序列来定义。通常,具有少于95%序列同一性的序列不被认为形成相同OTU的部分。OTU的特征还可在于核苷酸标志物或基因,特别是高度保守的基因(例如“管家”基因),或其组合的任何组合。这种表征采用了例如WGS数据或全基因组序列。
“致病有机体”或“机会性病原体”是指仅当在受试者中存在某些遗传和/或环境条件时能够引起疾病的共生生物体。
术语“系统发生多样性”是指在给定的网络生态、核心网络生态或基于构成网络的OTU的网络类生态中存在的生物多样性。系统发生多样性是相对的术语,意思是与另一个网络相比具有相比更高系统发生多样性的网络生态、核心网络或网络类含有更大数量的独特的种、属和分类科。通常使用代表所有种、属或分类科相对于彼此的遗传多样性的系统发生树来定义种、属和分类科的独特性。在另一个实施方案中,可以使用系统发生树的总分支长度或平均分支长度来测定系统发生多样性。
可以通过包含宽范围的生物多样性优化细菌组合物中的系统发生多样性。
“系统发生树”是指一种基因序列与另一种的进化关系的图示表示,其使用系统发生重建算法的限定集合(例如简约原则、最大似然率或贝叶斯算法)产生。树中的节点表示不同的祖先序列且通过自助法(bootstrap)或贝叶斯后验概率提供任何节点的置信,其测定分支不确定性。
如本文所使用的“预防”或“阻止”是指其中疾病状态由于方法的作用(诸如,例如本文描述的益生菌和/或益生元的施用)使得不发生的任何方法。一方面,可以理解预防还可以是指疾病没有确立达到在未处理的对照中发生的程度。例如相对于未处理的对照,疾病确立的频率可以有5,10,15,20,25,30,35,40,50,60,70,80,90或100%的降低。因此,疾病的预防包括相对于未处理的受试者(例如没有接受本文描述的益生菌和/或益生元的受试者),受试者发生疾病的可能性的减少。
“rDNA”、“rRNA”、“16S-rDNA”、“16S-rRNA”、“16S”、“16S测序”、“16S-NGS”、“18S”、“18S-rRNA”、“18S-rDNA”、“18S测序”和“18S-NGS”是指编码核糖体的RNA亚基的核酸。rDNA是指编码包含RNA亚基的rRNA的基因。在核糖体中有两个RNA亚基,称作小亚基(SSU)和大亚基(LSU);这些亚基的RNA遗传序列(rRNA)与通过遗传密码编码它们的基因(rDNA)有关。rDNA基因和它们的互补RNA基因广泛地用于生物体之间的进化关系的确定,因为它们是可变的,然而仍然足够保守以允许生物体分子的交叉比较。
典型地,30S SSU的16S rDNA序列(长度大约1542个核苷酸)被用于原核生物的基于分子的分类命名,和40S SSU的18S rDNA序列(长度大约1869个核苷酸)被用于真核生物。16S序列被用于系统发生重建,因为它们总的来说是高度保守的,但是含有具有足够核苷酸多样性以区分大多数细菌的属和种的特定高变区。
“残留栖息产物”是指来自在人或动物中或者人或动物上的微生物群栖息的物质。例如,微生物群存活在胃肠道中的排泄物中、在自身皮肤上、在呼吸道的唾液、粘液中、或泌尿生殖道的分泌物中(即与微生物群落相关的生物物质)。基本上不含有残留栖息产物意思是细菌组合物不再含有与人或动物受试者中或人或动物受试者上的微生物环境相关的生物物质,且为100%不含、99%不含、98%不含、97%不含、96%不含、或95%不含、94%不含、93%不含、92%不含、91%不含、90%不含、85%不含、80%不含、75%不含、70%不含、65%不含、或60%不含与微生物群落有关的任何污染生物物质。残留栖息产物可以包括非生物物质(包括不消化的食物)或其可以包括不想要的微生物。基本上不含有残留栖息产物还可以是指细菌组合物不包含来自人或动物的可检测的细胞,且只有微生物细胞可以检测到。在一个实施方案中,基本上不含有残留栖息产物还可以是指细菌组合物不含可检测的病毒(包括细菌病毒(即噬菌体))、真菌、支原体污染物。在另一个实施方案中,与微生物细胞相比,细菌组合物中少于1x10-2%,1x10-3%,1x10-4%,1x10-5%,1x10-6%,1x10-7%,1x10-8%的存活细胞是人或动物细胞。有多种方法来获得这种程度的纯度,其中没有一种是限制性的。因此,可以通过在固体培养基上划过单一菌落的多个步骤分离期望的组分直至来自系列的单一菌落的重复(例如但不限于两次)划线仅仅显示单一菌落形态来减少污染。或者,可以通过多轮的连续稀释得到单一期望细胞(例如10-8或10-9的稀释),例如通过多次10倍的连续稀释实现污染的减少。这可以通过显示多个分离的菌落具有相似的细胞形状和格兰氏染色行为进一步确认。用于确认足够纯度的其它方法包括遗传分析(例如PCR、DNA测序)、血清学和抗原分析、酶促和代谢分析及使用仪器(例如流式细胞仪)和试剂(其将期望的组分与污染物区分开)的方法。
在微生物学中,“16S测序”或“16S-rRNA”或“16S”是指通过表征构成16S核糖体RNA基因的核苷酸获得的序列。细菌16S rDNA的长度为大约1500个核苷酸,并且被用于用系统发生方法重建一种细菌分离株与另一种细菌分离株的进化关系和序列相似性。16S序列被用于系统发生重建,因为它们总的来说是高度保守的,但含有具有足够的核苷酸多样性以区分大多数细菌的属和种的特定高变区。
16S rRNA的“V1-V9区”是指用于细菌样品遗传分型的16S rRNA基因的第1至第9超变区。细菌中的这些区域使用基于大肠杆菌命名系统的编号分别通过核苷酸69-99,137-242,433-497,576-682,822-879,986-1043,1117-1173,1243-1294和1435-1465定义。Brosius等,Complete nucleotide sequence of a 16S ribosomal RNA gene fromEscherichia coli,PNAS 75(10):4801-4805(1978)。在一些实施方案中,V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8和V9区中的至少一个被用于表征OUT。在一个实施方案中,V1,V2和V3区被用于表征OUT。在另一实施方案中,V3,V4和V5区被用于表征OUT。在另一实施方案中,V4区被用于表征OUT。本领域技术人员可以通过比较考虑的候选序列与参考序列以及基于与参考超变区的相似性确定超变区来确定候选16S rRNA的特定超变区,或者,可以采用微生物或微生物群落的Whole Genome Shotgun(WGS)序列表征。
术语“受试者”是指作为方法或材料的对象的任何生物体或动物受试者,包括哺乳动物,例如人类,实验动物(例如灵长类动物,大鼠,小鼠,兔),家畜(例如,牛,绵羊,山羊,猪,火鸡和鸡),家庭宠物(例如狗,猫和啮齿动物),马和转基因非人动物。受试者可能患有微生态失调,包括但不限于由于胃肠道病原体引起的感染,或者可能具有由于胃肠病原体而发生或传播给他人的感染的风险。本文使用的同义词包括“患者”和“动物”。在一些实施方案中,受试者或宿主可能患有微生态失调,其导致或引起分类为自身免疫性或炎性疾病,移植物抗宿主病,克罗恩病,乳糜泻,炎性肠病,溃疡性结肠炎,多发性硬化,系统性红斑狼疮,Sjogren氏综合征或1型糖尿病的病症。在一些实施方案中,宿主可能具有包括但不限于诸如代谢性内毒素血症,原发性胆汁酸代谢改变,免疫系统活化,或者包括丁酸、丙酸、乙酸的短链脂肪酸和支链脂肪酸的失衡或产生减少的机制。
术语“表型”是指单个实体的一组可观察的特征。作为实例,个体受试者可以具有“健康”或“疾病”的表型。表型描述了共有描述该表型的相同特征集的表型内的实体和所有实体的状态。个体的表型部分地或总体地来自于实体基因组和/或微生物组与环境的相互作用。
“孢子”或“内生孢子”是指在休眠的、非营养的和非繁殖阶段的实体,特别是细菌实体。孢子通常对环境压力例如辐射、干燥、酶处理、温度变化、营养剥夺和化学消毒剂具有抗性。
“孢子群体”是指在组合物中存在的多个孢子。本文使用的同义词包括孢子组合物、孢子制剂、乙醇处理的孢子部分和孢子生态。孢子群体可以由粪便捐献纯化,例如通过乙醇或加热处理、或密度梯度分离或本文描述的方法的任意组合,以提高样品中孢子的纯度、效力和/或浓度。或者,孢子群体可以通过培养方法从分离的孢子形成物种或孢子形成OUT或这些物种的混合物开始来获得。
“孢子形成诱导剂”是能够直接地或间接地在宿主生物体内和/或在体外诱导细菌中的孢子形成的物质或物理化学过程。
增加细菌实体的产生包括孢子形成诱导剂的活性。产生包括营养性细菌细胞转化成孢子的转化和该转化的速率的增加以及降低孢子形式的细菌的萌发、降低体内或体外孢子衰变的速率、或增加孢子的总产出(例如通过增加粪便物质的体积产量)。
“协同”或“协同相互作用”是指两种或多种微生物产生大于它们单独的作用的总和的组合效应的相互作用或协同。在一个实施方案中,在两种或更多种微生物之间的“协同”可以导致对病原体抑制能力的增长。
“治疗(treatment)”、“处理(treat)”或“医治(treating)”是指减少疾病或病症的效应的方法。治疗还可以指减少疾病或病症本身而不仅仅是症状的方法。治疗可以是从治疗前水平的任何降低以及可以是但不限于疾病、病症或者疾病或病症的症状的完全消除。因此,在公开的方法中,“治疗”可以指确立的疾病的严重程度或疾病进展的10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或100%的减少。例如,用于减少GVHD效应的公开的方法被认为治疗(如果在与相同受试者的治疗前水平或对照受试者比较时,具有GVHD的受试者的疾病的一种或多种症状存在10%的减少)。因此,与原始或对照水平比较,减少可以是10、20、30、40、50、60、70、80、90、100%的或之间的任何量的减少。据了解和在本文中设想的,“治疗”不一定是指疾病或病症的治愈,而是改善疾病或病症(例如,GVHD)的前景。
如文本所使用的,术语“维生素”被认为包括各种以微量对于人体正常生长和活性必需的脂溶性或水溶性有机物质的任意一种(非限制性实例包括维生素A、维生素B1(硫胺素)、维生素B2(核黄素)、维生素B3(烟酸或烟酰胺)、维生素B5(泛酸)、维生素B6(吡哆醇、吡哆醛或吡哆胺、或盐酸吡哆醇)、维生素B7(生物素)、维生素B9(叶酸)和维生素B12(各种钴胺素;通常维生素补充物中的氰钴胺素),维生素C、维生素D、维生素E、维生素K、K1和K2(即MK-4,MK-7)、叶酸和生物素)(其从植物和动物食品天然地获得或由合成制备),维生素原,衍生物,类似物。如本文所使用的,术语“接受者”是指接收骨髓或固体器官移植的受试者。
III.本发明的益生菌组合物
本文公开了用于预防、控制和治疗炎症、自身免疫性和炎性紊乱、微生态失调例如胃肠道或远端微生态失调、与微生态失调相关的紊乱以及用于一般营养健康的细菌(例如益生菌)组合物,其包含非致病细菌或真菌群体,例如免疫调节细菌群体诸如抗炎性细菌群体,而有或没有一种或多种益生元。这些组合物在适用于安全施用给人和其它哺乳动物受试者是有利的并且对于治疗、预防、减少和改善炎症、自身免疫性和炎性紊乱、微生态失调例如胃肠道或远端微生态失调、与微生态失调相关的紊乱以及对于一般的营养健康是有效的。尽管基于孢子的组合物是已知的,但是它们通常根据各种技术例如液体细菌培养物的冷冻干燥或喷雾干燥制备,导致差的疗效、不稳定性、很大的变异性和缺乏足够的安全性和有效性。
已经发现细菌群体和真菌群体可以由从哺乳动物受试者包括人类获得的生物材料获得。这些群体被配制成本文提供的组合物,并使用本文提供的方法施用给哺乳动物受试者。
在一个实施方案中,提供了用于治疗、预防、减缓炎症或自身免疫性紊乱或炎性紊乱的一种或多种症状、微生态失调例如胃肠道或远端微生态失调、或与微生态失调相关的紊乱的发作及对其进行改善的治疗性组合物。如本文所使用的,“治疗性”组合物包括以预防性(例如防止的)方式起作用的组合物。治疗性组合物含有单独的或与一种或多种益生元组合的一种或多种免疫调节细菌和/或真菌群体。在一个实施方案中,微生物实体优选通过使用例如如下的步骤分离和/或培养来产生:a)提供粪便物质和b)使该物质经过培养步骤和/或处理步骤而得到免疫调节细菌的纯化和,任选地,c)配制纯化的群体用于施用,其中纯化的群体以有效植入和/或在胃肠道中扩增的量存在于组合物以便在施用治疗性组合物的哺乳动物接受者中治疗、预防炎症或自身免疫紊乱或炎性紊乱的一种或多种症状、微生态失调,例如胃肠道或远端微生态失调、或与微生态失调相关的紊乱或者减轻其严重程度。通常,提供有效量的群体以治疗(包括预防)与炎症、微生态失调例如胃肠道或远端微生态失调、炎症、或自身免疫性或炎性紊乱相关的或以其为特征的疾病、紊乱或病症。该治疗可以有效地减轻微生态失调例如胃肠道或远端微生态失调、或自身免疫性或炎性紊乱的至少一种症状的严重程度。该治疗可以有效地调节存在于哺乳动物接受者中的微生物群多样性。
在实施方案中,益生菌组合物含有免疫调节微生物,例如免疫调节细菌,其能够改变哺乳动物受试者的免疫活性。在示例性实施方案中,免疫调节细菌能够减少哺乳动物受试者的炎症。该免疫调节细菌在本文被称为抗炎性细菌。免疫调节细菌可以发挥作用以直接地或间接地改变受试者的免疫活性。例如,免疫调节细菌可以通过细菌组分的受体(例如Toll样受体)或通过产生例如免疫调节短链脂肪酸(SCFA)的代谢物直接地作用在免疫细胞上。由免疫调节细菌产生的SCFA可以包括例如丁酸、乙酸、丙酸或戊酸或其组合。该SCFA通过例如减少炎症或改善肠屏障的完整性对受试者的健康可以具有很多积极影响。在一个实施方案中,肠上皮屏障完整性的改善导致细菌、细菌组分和/或细菌代谢物至血液中的运输减少。在一个实施方案中,向受试者施用有效量的益生菌组合物以增加由哺乳动物宿主肠道中的一种或多种生物体的短链脂肪酸产生。免疫调节细菌还可以通过产生谷胱甘肽或γ-谷氨酰半胱氨酸影响受试者的免疫活性。
含有免疫调节细菌的益生菌组合物可以额外地或替代地通过调节受试者中的免疫细胞活性而直接地影响受试者的免疫活性。例如,免疫调节细菌可以改变宿主免疫细胞(例如巨噬细胞、B淋巴细胞、淋巴细胞、肥大细胞、外周血单核细胞(PBMC)等)或能够分泌细胞因子的其它类型的宿主细胞(例如,内皮细胞、成纤维细胞、基质细胞等)的细胞因子的表达。在示例性实施方案中,益生菌组合物含有能够诱导宿主细胞分泌抗炎性细胞因子的抗炎性免疫调节细菌。例如,抗炎性细菌可以诱导宿主细胞(例如宿主免疫细胞)分泌一种或多种抗炎性细胞因子例如但不限于IL-10、IL-13、IL-9、IL-4、IL-5、TGFβ及其组合。在另一个示例性实施方案中,益生菌组合物含有能够减少宿主细胞(例如宿主免疫细胞)的一种或多种促炎性细胞因子分泌的抗炎性免疫调节细菌。例如,抗炎性细菌可以减少一种或多种促炎性细胞因子例如但不限于IFNγ、IL-12p70、IL-1α、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α、MIP1β、TNFα和其组合的分泌。可以由免疫调节细菌调节的其它细胞因子包括例如IL-17A、IL-2和IL-9。在一些实施方案中,促炎性细胞因子的诱导和/或分泌可以由细菌(例如,粪肠球菌)(例如作为响应,直接地或间接地)诱导。
在一些实施方案中,基于益生菌组合物对宿主细胞(例如宿主免疫细胞)的细胞因子分泌的期望作用选择用于包含在本发明的益生菌组合物中的免疫调节细菌。例如,在一个实施方案中,益生菌组合物包含增加抗炎性细胞因子例如IL-10、IL-13、IL-9、IL-4、IL-5、TGFβ和其组合的分泌的抗炎性细菌。在一些实施方案中,抗炎性细菌增加两种或多种抗炎性细胞因子的分泌。在一些实施方案中,抗炎性细菌增加三种或更多种抗炎性细胞因子的分泌。在一些实施方案中,抗炎性细菌增加四种或更多种抗炎性细胞因子的分泌。在一些实施方案中,抗炎性细菌增加五种或更多种抗炎性细胞因子的分泌。在示例性实施方案中,所述增加是至少5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、80%、100%、200%、300%、500%或更多的增加。在另一个实施方案中,益生菌组合物包含减少促炎性细胞因子例如IFNγ、IL-12p70、IL-1α、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α、MIP1β、TNFα和其组合的分泌的抗炎性细菌。在一些实施方案中,抗炎性细菌减少两种或多种促炎性细胞因子的分泌。在一些实施方案中,抗炎性细菌减少三种或更多种促炎性细胞因子的分泌。在一些实施方案中,抗炎性细菌减少四种或更多种促炎性细胞因子的分泌。在一些实施方案中,抗炎性细菌减少五种或更多种促炎性细胞因子的分泌。在示例性实施方案中,所述减少是至少5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、80%、100%、200%、300%、500%或更多的减少。在另一个实施方案中,益生菌组合物包含增加一种或多种抗炎性细胞因子的分泌并且减少一种或多种促炎性细胞因子的分泌的抗炎性细菌。细胞因子表达的改变可以局部发生在例如受试者的胃肠道中或胃肠道远端的位点。
在其它实施方案中,含有免疫调节细菌的益生菌通过促进免疫细胞的特定亚群的分化和/或扩增影响受试者的免疫活性。例如,免疫调节细菌可以增加或减少受试者中的Treg细胞、Th17细胞、或Th细胞的比例。免疫细胞亚群的比例的增加或减少可以是系统性的,或其可以被定位在益生菌的作用位点,例如在胃肠道中或在远端微生态失调的位点。在一些实施方案中,基于益生菌组合物对于受试者中的免疫细胞亚群的分化和/或扩增的期望作用选择用于包含在本发明的益生菌组合物中的免疫调节细菌。
在一个实施方案中,益生菌组合物含有增加受试者中Treg细胞的比例的免疫调节细菌。在另一个实施方案中,益生菌组合物含有减少受试者中Treg细胞的比例的免疫调节细菌。在一个实施方案中,益生菌组合物含有增加受试者中Th17细胞的比例的免疫调节细菌(例如通过诱导受试者中Th17细胞的扩增)。在另一个实施方案中,益生菌组合物含有减少受试者中Th17细胞的比例的免疫调节细菌。在一个实施方案中,益生菌组合物含有增加受试者中Th1细胞的比例的免疫调节细菌(例如通过诱导受试者中Th1细胞的扩增)。在另一个实施方案中,益生菌组合物含有减少受试者中Th1细胞的比例的免疫调节细菌。在一个实施方案中,益生菌组合物含有增加受试者中Th2细胞的比例的免疫调节细菌(例如通过诱导受试者中Th2细胞的扩增)。在另一个实施方案中,益生菌组合物含有减少受试者中Th2细胞的比例的免疫调节细菌。免疫细胞亚群(例如Th17细胞、Th1细胞和Th2细胞)比例的增加或减少可以是局部的或系统性的。
在一个实施方案中,益生菌组合物含有能够调节受试者中Treg细胞、Th17细胞、Th1细胞、Th2细胞及其组合的一种或多种群体的比例的免疫调节细菌。某些免疫细胞谱可能是特别期望地用于治疗或预防与微生态失调相关的具体紊乱。例如,通过增加Treg细胞和Th2细胞的数量和/或减少Th17细胞和Th1细胞的数量促进GVHD的治疗或预防。因此,用于治疗或预防GVHD的益生菌组合物可以含有能够促进Treg细胞和Th2细胞并减少Th17和Th1细胞的益生菌。
在一个实施方案中,以有效量提供包含纯化的免疫调节微生物(例如细菌)的群体(具有或没有一种或多种益生元)的治疗性益生菌组合物以i)治疗或预防微生态失调例如胃肠道或远端微生态失调、炎症、或自身免疫性或炎性紊乱,和/或ii)在向其施用该治疗性组合物的哺乳动物接受者中增加不存在于治疗性组合物中的至少一种类型的微生物例如细菌,和/或iii)植入存在于治疗性组合物中但在治疗前不存在于哺乳动物受试者中的至少一种类型的微生物例如细菌。
在另一个实施方案中,以有效量提供包含纯化的免疫调节微生物群体的治疗性益生菌组合物以i)增强哺乳动物接受者中存在的微生物群多样性和/或ii)在施用治疗性组合物的哺乳动物接受者中治疗或预防微生态失调例如胃肠道或远端微生态失调、炎症、或自身免疫性或炎性紊乱,其中所述纯化的群体通过将群体与从一个或多个哺乳动物供体受试者获得的粪便物中的至少一种残留栖息产物分离而获得。在一些实施方案中,单个细菌株可以由粪便物质培养。这些菌株然后可以纯化或以其它方式分离并单独地或联合地使用。在一个实施方案中,益生菌组合物不含有粪便提取物。
在一个实施方案中,本文所述的益生菌组合物可以被用于治疗或矫正受试者的微生态失调。微生态失调可以例如是局部微生态失调或远端微生态失调。在另一个实施方案中,本文所述的益生菌组合物可以被用于在具有发展成微生态失调的风险的受试者中预防微生态失调。
在一些实施方案中,如上所述的纯化的免疫调节微生物群体与一种或多种益生元例如碳水化合物共施用或共配制。
在一些实施方案中,在向受试者施用一种或多种益生元之前施用上述纯化的免疫调节微生物群体。在一些实施方案中,在向受试者施用一种或多种益生元之后施用纯化的免疫调节微生物群体。在一些实施方案中,与一种或多种益生元同时施用纯化的免疫调节微生物群体。在其它实施方式中,与一种或多种益生元顺序地施用纯化的免疫调节微生物群体。在一些实施方案中,纯化的免疫调节微生物群体在配制为含有一种或多种药物赋形剂和任选地一种或多种益生元的组合物中施用。
在宿主免疫系统的调节中涉及的微生物i)可以是人共生体;ii)可以是器官的健康态微生物组的部分;iii)可以是远端器官的健康态微生物组的部分;iv)可以是外源的微生物;v)可以是无害的;vi)可以是致病有机体;vi)可以是病原体;viii)可以是条件病原体;或ix)其任何组合。在一些方面,不要求微生物是活跃增殖的(例如孢子、静息细胞、具有降低的代谢速率的细胞、或热灭活的细胞)以具有免疫调节作用。在某些方面,微生物细胞组分而不是全部微生物细胞可具有免疫调节作用。微生物组分的非限制性实例是脂类、碳水化合物、蛋白质、核酸和小分子。
本文提供了微生物组合物,其任选地包含益生元、非微生物免疫调节碳水化合物或微生物免疫调节细胞组分,其对于自身免疫性或炎性紊乱例如移植物抗宿主疾病(GVHD)、炎性肠病(IBD)(包括但不限于溃疡性结肠炎和克罗恩病)、多发性硬化病(MS)、系统性红斑狼疮(SLE)、I型糖尿病、类风湿性关节炎、氏综合征和乳糜泻或微生态失调的预防或治疗是有效的。
在一些实施方案中,组合物包含至少一种类型的微生物和至少一种类型的碳水化合物(益生元),和任选地还包含微生物免疫调节细胞组分或用于生成免疫调节代谢物的底物,其对于自身免疫性或炎性紊乱的预防或治疗是有效的。本文还公开了在人受试者中预防和/或治疗自身免疫性和炎性疾病的方法。
在一些实施方案中,本发明的细菌(例如益生菌)组合物包含纯化的孢子群体。如本文所定义的,纯化的孢子群体含有人类肠道微生物群的共生细菌,当施用于哺乳动物受试者时,其具有有意义地提供健康微生物群的一种或多种功能的能力。不受限于特定的机理,据认为该组合物抑制病原体例如艰难梭菌、沙门氏菌属的种、致肠病的大肠埃希氏菌、梭杆菌属的种、克雷白氏菌属的种和万古霉素抗性肠球菌属的种的生长,使得健康的、多样的和保护性的微生物群可以被保持或在病原菌感染的情况下,重新定殖肠道内腔以恢复对潜在的病原体的生态控制。在一些实施方案中,还纯化了酵母孢子和其它真菌孢子并选择用于治疗用途。
在一个实施方案中,可以将纯化的孢子群体植入宿主并保持存在1天、2天、3天、4天、5天、6天、7天、10天、14天、21天、25天、30天、60天、90天、或长于90天。此外,纯化的孢子群体可以诱导在健康肠道中发现的其它健康共生细菌(其不存在于纯化的孢子群体中或以较低的水平存在)植入宿主中。因此,这些物种被认为“增加”递送的孢子群体。以这种方式,在接受者的肠道中纯化的孢子群体的共生物种增加导致与初始存在的相比的肠道微生物群的更多样的群体。
在一些实施方案中,本发明的益生菌组合物含有单一细菌物种。在其它实施方式中,益生菌组合物含有两种或更多种细菌物种,例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、500、1000或更多种细菌物种。在一个实施方案中,益生菌组合物含有不超过20种细菌物种,例如20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、或1种细菌物种。在示例性实施方案中,益生菌组合物含有8种细菌物种。在其它的示例性实施方案中,益生菌组合物含有9种细菌物种。在其它实施方案中,益生菌组合物含有益生元或与益生元联合施用,如本文所述。
优选的细菌属包括Acetanaerobacterium、醋弧菌属、脂环芽孢杆菌属、嗜碱菌属、Anaerofustis、Anaerosporobacter、Anaerostipes、Anaerotruncus、无氧芽孢杆菌属、芽孢杆菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、短螺菌属、短芽孢杆菌属、Bryantella、Bulleidia、Butyricicoccus、丁酸弧菌属、Catenibacterium、衣原体目、梭菌科、梭菌目、梭菌属、柯林斯菌属、粪芽孢菌属、粪球菌属、柯克斯氏体属、脱铁杆菌门、Desulfotomaculum、脱硫肠状菌属、Dorea、Eggerthella、丹毒丝菌属、韦荣球菌科、产乙醇杆菌属、真杆菌属、Faecalibacterium、产线菌属、Flavonifractor、Flexistipes、Fulvimonas、梭杆菌属、芽殖菌属(Gemmiger)、土芽孢杆菌属、粘杆菌属、Holdemania、Hydrogenoanaerobacterium、考克氏菌属、Lachnobacterium、毛螺菌属、毛螺菌科、乳杆菌属、Lactonifactor、钩端螺旋体属、Lutispora、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)、柔膜菌纲、穆尔氏菌属、诺卡氏菌属、Oscillibacter、颤螺菌属、类芽孢杆菌属、Papillibacter、Pseudoflavonifractor、Robinsoniella、罗氏菌属、瘤胃菌科、瘤胃球菌属、糖单孢菌属、八叠球菌属、Solobacterium、Sporobacter、芽孢乳杆菌属、链霉菌属、Subdoligranulum、萨特氏菌属、互养球菌属、高温厌氧杆菌属、温双岐菌属和Turicibacter。
优选的细菌属还包括醋丝菌属(Acetonema)、嗜碱菌属、双芽孢杆菌属(Amphibacillus)、Ammonifex、厌氧杆菌属、热解纤维素果汁杆菌属(Caldicellulosiruptor)、喜热菌属、Candidatus、Carboxydibrachium、Carboxydothermus、Cohnella、Dendrosporobacter Desulfitobacterium、Desulfosporosinus、盐拟杆菌属、阳光杆菌属、嗜阳菌属、Heliorestis、Lachnoanaerobaculum、赖氨酸芽孢杆菌属、大洋芽胞杆菌属(Oceanobacillus、Orenia(S.)、嗜草酸菌属、产醋杆菌属、Pelospora、Pelotomaculum、Propionispora、孢盐杆菌属、鼠孢菌属(Sporomusa)、芽孢八叠球菌属、Sporotomaculum、Symbiobacterium、Syntrophobotulus、互养生孢菌属(Syntrophospora)、Terribacillus、萨特氏菌属和Thermosinus。
在另一个实施方案中,本发明的益生菌组合物基本上由布劳特氏菌组成。
在一个实施方案中,本发明的益生菌组合物不包含单独的布劳特氏菌。
如本文所公开的,治疗性组合物包含或者可选地调节下列示例性细菌实体的定植和/或植入:戈氏乳杆菌、发酵乳杆菌、路氏乳杆菌、粪肠球菌、耐久肠球菌、Enterococcusvillorum、植物乳杆菌、乳酸片球菌、巴氏葡萄球菌、科氏葡萄球菌、血链球菌、虫草链球菌、缓症链球菌、链球菌属SCA22、链球菌属CR-3145、咽峡炎链球菌、变异链球菌、Coprobacillus cateniformis、Clostridium saccharogumia、长下颌真杆菌DSM 3991、梭菌属PPf35E6、索氏梭菌ATCC 9714,扭链瘤胃球菌、活泼瘤胃球菌、梭状梭菌、卵瘤胃球菌、Blautia producta、梭菌属ID5、Megasphaera micronuciformis、小韦荣氏菌、甲基戊糖梭菌、Clostridium islandicum、普氏粪杆菌、Bacteroides uniformmis、多形拟杆菌、Bacteroides acidifaciens、卵形拟杆菌、脆弱拟杆菌、吉氏副拟杆菌、Propinionibacteirum propionicum、Actinomycs hyovaginalis、粘滑罗斯菌、Rothiaaeria、短双歧杆菌、Scardovia inopinata和迟缓埃格特菌。
优选的细菌物种在表1、表1A、表1B、表1C、表1D、表1E、表1F和表5中提供。任选地,在一些实施方案中,优选的细菌物种是产孢菌。当提供了物种的具体菌株时,本领域技术人员会认识到该物种的其它菌株可以代替指定的菌株。
在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Acidaminococcus intestine。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是鲍氏不动杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是鲁氏不动杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Akkermansia muciniphila。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Alistipes putredinis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Alistipes shahii。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Anaerostipes hadrus。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Anaerotruncus colihominis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是粪拟杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Bacteroides cellulosilyticus。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Bacteroides dorei。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是埃氏拟杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Bacteroides finegoldii。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是脆弱拟杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Bacteroides massiliensis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是卵形拟杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Bacteroides salanitronis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Bacteroidessalyersiae。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是拟杆菌属1_1_6。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是拟杆菌属3_1_23。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是拟杆菌属D20。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Bacteroides thetaiotaomicrond。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是单形拟杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是普通拟杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是青春双歧杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是两歧双歧杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是短双歧杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Bifidobacterium faecale。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Bifidobacterium kashiwanohense。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是长双歧杆菌长亚种。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是假链状双歧杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Bifidobacteriumstercoris。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)coccoides。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Blautia faecis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Blautia glucerasea。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)hansenii。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Blautiahydrogenotrophica(Ruminococcus hydrogenotrophicus)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)luti。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)obeum。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Blautia producta(Ruminococcus productus)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)schinkii。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Blautiastercoris。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是布劳特氏菌未培养细菌BKLE_a03_2(GenBank:EU469501.1)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是布劳特氏菌未培养细菌SJTU_B_14_30(GenBank:EF402926.1)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是布劳特氏菌未培养细菌SJTU_C_14_16(GenBank:EF404657.1)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是布劳特氏菌未培养细菌S1-5(GenBank:GQ898099.1)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是布劳特氏菌未培养的PAC000178_s(www.ezbiocloud.net/eztaxon/hierarchy?m=browse&k=PAC000178&d=2)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Blautia wexlerae。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是分节丝状菌属SFB-小鼠-Yit。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Catenibacterium mitsuokai。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是梭菌科菌(Dielma fastidiosa)JC13。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是梭菌目菌1_7_47FAA。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Clostridiumasparagiforme。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是鲍氏梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是梭状梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Clostridium glycyrrhizinilyticum。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Clostridium(Hungatella)hathewayi。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是溶组织梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是吲哚梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是柔嫩梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Clostridium(Tyzzerella)nexile。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是产气荚膜梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Clostridium(Erysipelatoclostridium)ramosum。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是闪烁梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Clostridiumseptum。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是梭菌属14774。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是梭菌属7_3_54FAA。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是梭菌属HGF2。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是共生梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是产气柯林斯菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Collinsella intestinalis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是粪芽孢菌属D7。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是尖锐粪球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是伴生粪球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Dorea formicigenerans。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Dorealongicatena。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是粪肠球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是屎肠球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是韦荣球菌科菌3_1_53。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是大肠埃希氏菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是大肠埃希氏菌S88。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是挑剔真杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是断链真杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是细枝真杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是直肠真杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是普氏粪杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是是普氏梭杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是死亡梭杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是核粒梭杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Holdemania filiformis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Hydrogenoanaerobacterium saccharovorans。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是产酸克雷伯氏菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是毛螺菌科菌3_1_57FAA_CT1。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是毛螺菌科菌7_1_58FAA。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是毛螺菌科菌5_1_57FAA。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是干酪乳杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是鼠李糖乳杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是瘤胃乳杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Lactococcus casei。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是内脏气味杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Oscillibactervalericigenes。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Parabacteroides gordonii。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Parabacteroides johnsonii。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Parabacteroides merdae。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是乳酸片球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是不解糖消化链球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是颗粒丙酸杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Roseburia intestinalis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Roseburia inulinivorans。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Ruminococcus faecis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是活泼瘤胃球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是瘤胃球菌属ID8。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是扭链瘤胃球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Slackiapiriformis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是表皮葡萄球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是腐生葡萄球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是嵴链球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是停乳链球菌亚种Equisimilis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是Streptococcus infantis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是口腔链球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是血链球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是绿色链球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是嗜热链球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体例如种或菌株是殊异韦荣氏菌。
在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Acidaminococcus intestine。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括鲍氏不动杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括鲁氏不动杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Akkermansia muciniphila。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Alistipes putredinis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Alistipes shahii。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Anaerostipes hadrus。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Anaerotruncus colihominis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括粪拟杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Bacteroides cellulosilyticus。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Bacteroides dorei。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括埃氏拟杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Bacteroides finegoldii。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括脆弱拟杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Bacteroides massiliensis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括卵形拟杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Bacteroides salanitronis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Bacteroides salyersiae。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括拟杆菌属1_1_6。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括拟杆菌属3_1_23。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括拟杆菌属D20。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Bacteroides thetaiotaomicrond。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括单形拟杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括普通拟杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括青春双歧杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括两歧双歧杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括短双歧杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Bifidobacterium faecale。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Bifidobacterium kashiwanohense。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括长双歧杆菌长亚种。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括假链状双歧杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Bifidobacterium stercoris。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Blautia(Ruminococcus)coccoides。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Blautia faecis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Blautia glucerasea。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Blautia(Ruminococcus)hansenii。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Blautiahydrogenotrophica(Ruminococcus hydrogenotrophicus)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Blautia(Ruminococcus)luti。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Blautia(Ruminococcus)obeum。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Blautia producta(Ruminococcus productus)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Blautia(Ruminococcus)schinkii。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Blautia stercoris。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括布劳特氏菌属未培养的细菌BKLE_a03_2(GenBank:EU469501.1)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括布劳特氏菌属未培养的细菌SJTU_B_14_30(GenBank:EF402926.1)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括布劳特氏菌属未培养的细菌SJTU_C_14_16(GenBank:EF404657.1)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括布劳特氏菌属未培养的细菌S1-5(GenBank:GQ898099.1)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括布劳特氏菌属未培养PAC000178_s(www.ezbiocloud.net/eztaxon/hierarchy?m=browse&k=PAC000178&d=2)。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Blautia wexlerae。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括分节丝状菌sp.SFB-小鼠e-Yit。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Catenibacterium mitsuokai。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括梭菌科菌(Dielma fastidiosa)JC13。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括梭菌目菌1_7_47FAA。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Clostridiumasparagiforme。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括鲍氏梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括梭状梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Clostridiumglycyrrhizinilyticum。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Clostridium(Hungatella)hathewayi。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括溶组织梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括吲哚梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括柔嫩梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Clostridium(Tyzzerella)nexile。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括产气荚膜梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Clostridium(Erysipelatoclostridium)ramosum。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括闪烁梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Clostridium septum。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括梭菌属14774。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括梭菌属7_3_54FAA。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括梭菌属HGF2。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括共生梭菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括产气柯林斯菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Collinsella intestinalis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括粪芽孢菌属D7。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括尖锐粪球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括伴生粪球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Doreaformicigenerans。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Dorea longicatena。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括粪肠球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括屎肠球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括韦荣球菌科菌3_1_53。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括大肠埃希氏菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括大肠埃希氏菌S88。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括挑剔真杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括断链真杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括细枝真杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括直肠真杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括普氏粪杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括普氏梭杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括死亡梭杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括核粒梭杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Holdemania filiformis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Hydrogenoanaerobacterium saccharovorans。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括产酸克雷伯氏菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括毛螺菌科菌3_1_57FAA_CT1。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括毛螺菌科菌7_1_58FAA。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括毛螺菌科菌5_1_57FAA。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括干酪乳杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括鼠李糖乳杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括瘤胃乳杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Lactococcus casei。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括内脏气味杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Oscillibacter valericigenes。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Parabacteroides gordonii。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Parabacteroides johnsonii。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Parabacteroides merdae。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括乳酸片球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括不解糖消化链球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括颗粒丙酸杆菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Roseburia intestinalis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Roseburia inulinivorans。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Ruminococcus faecis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括活泼瘤胃球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括瘤胃球菌属ID8。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括扭链瘤胃球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Slackia piriformis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括表皮葡萄球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括腐生葡萄球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括嵴链球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括停乳链球菌亚种Equisimilis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括Streptococcus infantis。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括口腔链球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括血链球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括绿色链球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括嗜热链球菌。在一个实施方案中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包括殊异韦荣氏菌。
在一些实施方案中,治疗性组合物包含工程化微生物。例如,工程化微生物包括携带以下的微生物:i)一个或多个遗传变化,这种变化是细菌染色体上或内源性质粒上含有的一个或多个核苷酸的插入,缺失,易位或置换或其任何组合,其中所述遗传变化可导致一种或多种蛋白质编码基因、非蛋白质编码基因、基因调控区域或其任何组合的改变、破坏、去除或添加,并且其中这种变化可以是两个或多个单独的基因组区域的融合,或者可以是合成衍生的;ii)一个或多个含有内源基因的突变体拷贝的外源质粒,这种突变是一个或多个核苷酸的插入,缺失或置换或其任何组合;和iii)一种或多种含有突变或非突变外源基因或者两种或多种内源性、外源性或混合基因的融合的外源质粒。可以使用包括但不限于定点诱变、转座子诱变、敲除、敲入、聚合酶链反应诱变、化学诱变、紫外线诱变、转化(化学或电穿孔)、噬菌体转导或其任何组合的技术来产生工程微生物。用于工程化的合适的微生物是现有技术已知的。例如,如PCT公开号WO/93/18163,DELIVERY AND EXPRESSION OF AHYBRID SURFACE PROTEIN ON THE SURFACE OF GRAM POSITIVE BACTERIA;WO/03/06593,METHODS FOR TREATING CANCER BY ADMINISTERING TUMOR-TARGETTED BACTERIA AND ANIMMUNOMODULATORY AGENT;和WO/2010/141143,ENGINEERED AVIRULENT BACTERIA STRAINSAND USE IN MEDICAL TREATMENTS中所述。
在一些实施方案中,工程化的微生物是天然的人共生体。在其它实施方案中,工程化的微生物是病原体的减毒株,且可以包括但不限于绿脓杆菌、沙门氏菌属物种、单核细胞增生杆菌(Listeria monocytogenes)、人型枝原体、大肠埃希氏菌、志贺氏杆菌物种和链球菌物种,参见例如PCT公开No.WO/03/06593,METHODS FOR TREATING CANCER BYADMINISTERING TUMOR-TARGETTED BACTERIA AND AN IMMUNOMODULATORY AGENT。病原体的减毒株缺少毒力操纵子的全部或部分,可以缺少免疫刺激性表面部分(例如革兰氏阴性菌的脂多糖),并可以含有一种或多种营养缺陷。在特定实施方案中,工程化的微生物是减毒的细胞内病原体,例如单核细胞增生杆菌的无毒株。
在一些实施方案中,本发明的组合物包含能够在哺乳动物受试者中产生丁酸的一种或多种类型的微生物。产生丁酸的微生物可以通过实验鉴定,例如通过微生物产物的NMR或气相色谱分析或比色测定法(Rose IA.1955.Methods Enzymol.Acetate kinase ofbacteria.1:591-5)。产生丁酸的微生物还可以计算地鉴定,例如通过识别在丁酸合成中涉及的一种或多种酶。在产生丁酸的微生物中发现的酶的非限制性实例包括丁酸激酶、磷酸化丁酸酯转化酶(phosphotransbutyrylase)和丁酰CoA:乙酰CoA转移酶(Louis P.等2004.Restricted Distribution of the Butyrate Kinase Pathway among Butyrate-Producing Bacteria from the Human Colon.J Bact.186(7):2099-2106)。产生丁酸的菌株包括但不限于普氏粪杆菌、真杆菌属的种、溶纤维丁酸弧菌、Roseburia intestinalis、梭菌属的种、Anaerostipes caccae和瘤胃球菌属的种。在一些实施方案中,组合物包含两种或更多种类型的微生物,其中至少两种类型的微生物能够在哺乳动物受试者中产生丁酸。在其它实施方案中,组合物包含两种或更多种类型的微生物,其中两种或更多种类型的微生物协作(即,交叉进料(cross-feed))以在哺乳动物受试者中产生免疫调节SCFA(例如丁酸)。在优选的实施方案中,组合物包含至少一种类型的微生物(例如,双歧杆菌属的种),其能够代谢益生元,包括但不限于菊粉、菊粉型果聚糖、或寡果糖,使得生成的代谢产物可以由第二种类型的微生物(例如生成丁酸的微生物例如罗氏菌属的种)转化为免疫调节SCFA例如丁酸(Falony G.等2006.Cross-Feeding between Bifidobacterium longumBB536 and Acetate-Converting,Butyrate-Producing Colon Bacteria during Grownon Oligofructose.Appl.Environ.Microbiol.72(12):7835-7841.)。在其它方面,组合物包含至少一种产生乙酸的微生物(例如,多形拟杆菌)和至少一种消耗乙酸,产生丁酸的微生物(例如,普氏粪杆菌)。
在一些实施方案中,组合物包含能够在哺乳动物受试者中产生丙酸的一种或多种类型的微生物,任选地还包含适于丙酸生物合成的益生元或底物。用于产生丙酸的益生元或底物的实例包括但不限于L-鼠李糖,D-塔格糖,抗性淀粉,菊粉,聚右旋糖,阿拉伯糖基木聚糖,阿拉伯糖基木聚糖寡糖,甘露低聚糖和昆布多糖(Hosseini E.等2011.Propionateas a health-promoting microbial metabolite in the human gut.NutritionReviews.69(5):245-258)。产生丙酸的微生物可以通过实验来鉴定,例如通过微生物产物的NMR或气相色谱分析或比色测定(Rose IA.1955。Methods Enzymol.Acetate kinase ofbacteria.1:591-5)。产生丙酸的微生物也可以通过计算来鉴定,例如通过鉴定参与丙酸酯合成的一种或多种酶。在产丙酸微生物中发现的酶的非限制性实例包括琥珀酸途径的酶,包括但不限于磷酰基吡啶羧酸激酶,丙酮酸激酶,丙酮酸羧化酶,苹果酸脱氢酶,富马酸水合酶,琥珀酸脱氢酶,琥珀酰辅酶A合成酶,甲基丙二酰Coa脱羧酶,丙酸酯CoA转移酶,以及丙烯酸途径的酶,包括但不限于L-乳酸脱氢酶,丙酸CoA转移酶,乳酰基辅酶A脱水酶,酰基辅酶A脱氢酶,磷酸乙酰转移酶和丙酸激酶。使用琥珀酸途径的微生物的非限制性实例是脆弱拟杆菌和其他物种(包括普通拟杆菌),丙酸杆菌属(包括freudenrichii和产丙酸丙酸杆菌)、韦荣氏菌属的种(包括产气韦荣氏球菌)、Micrococcus lactilyticus、反刍月形单胞菌、大肠埃希氏菌和Prevotella ruminocola。利用丙烯酸途径的微生物的非限制性实例是Clostridium neopropionicum X4和埃尔登氏巨球形菌。
在优选的实施方案中,基于能够产生免疫调节SCFA的一种或多种微生物的发酵或代谢偏好(例如,相对于简单糖对于复合物的偏好或相对于益生元对于发酵产物的偏好)来选择微生物或微生物组合物与益生元的组合。例如,相对于葡萄糖发酵,埃尔登氏巨球形菌倾向于乳酸发酵,并且哺乳动物受试者中埃尔登氏巨球形菌的丙酸产生的最大化可以通过与埃尔登氏巨球形菌一起施用有利的底物(例如乳酸)或一种或多种能够将葡萄糖发酵成乳酸的微生物(例如,牛链球菌)来实现(Hosseini E.等2011.Propionate as a health-promoting microbial metabolite in the human gut.Nutrition Reviews.69(5):245-258)。因此,在一些实施方案中,组合物包含至少一种类型的产生SCFA的微生物和糖发酵产物(例如乳酸)。在其它实施方案中,组合物包含至少一种类型的产生SCFA的微生物和至少一种类型的糖发酵微生物,其中第二糖发酵微生物的发酵产物是产生SCFA的微生物的优选底物。
也可以通过微生物产生谷胱甘肽或γ-谷氨酰半胱氨酸来实现免疫调节。因此,在某些实施方案中,药物组合物、剂型或试剂盒包含能够在哺乳动物受试者中产生谷胱甘肽和/或γ-谷氨酰半胱氨酸的至少一种类型的微生物。在一些方面,组合物包含一种或多种对于谷氨酸半胱氨酸连接酶(例如,发酵乳杆菌)和/或L-脯氨酸生物合成酶(例如,大肠杆菌)的存在选择的微生物(Peran等,2006.Lactobacillus fermenum,a probiotic capableto release glutathione,prevents colonic inflammation in the TNBS model of ratcolitis.Int J Colorectal Dis.21(8):737-746;Veeravalli等,2011.Laboratoryevolution of glutathione biosynthesis reveals naturally compensatorypathways.Nat Chem Bio.7(2):101-105)。在优选的实施方案中,组合物中的至少一种微生物是发酵乳杆菌。
对甲酚(p-甲酚)是通过酪氨酸或苯丙氨酸的发酵的微生物产物。在肝脏或结肠中硫酸化为对甲酚硫酸酯,该分子减少Th1介导的反应(Shiba T.等2014.Effects ofintestinal bacteria-derived p-cresyl sulfate on Th1-type immune response invivo and in vitro.Tox and Applied Pharm.274(2):191-199)。在一些实施方案中,组合物包含能够在哺乳动物受试者中发酵酪氨酸和/或苯丙氨酸至对甲酚的至少一种类型的微生物。这类微生物的非限制性实例包括脆弱拟杆菌,艰难梭菌和乳杆菌属菌株#11198-11201(Yokoyama MT和Carlson JR.1981.Production of Skatole and para-Cresol by aRumen Lactobacillus sp.Applied and Environmental Microbiology.41(1):71-76。)和其它具有对羟基苯基乙酸酯脱羧酶活性的微生物。
IV.制备/分离益生菌组合物的方法
在一个实施方案中,本文提供含有纯化的细菌实体和/或真菌实体群体的治疗组合物。纯化的群体可以含有单一物种或多种物种。如本文所用,术语“纯化(purify)”、“纯化的(purified)”和“纯化性(purifying)”是指所需细菌实体和/或真菌实体的群体(例如,多个已知或未知量和/或浓度)的状态,其经过一个或多个纯化过程,例如所需细菌的选择或富集,或者如本文所述的残留栖息产物的去除或减少。在一些实施方案中,纯化的群体没有可检测的不期望的活性,或者替代地,不期望的活性的水平或量处于或低于可接受的水平或量。在其他实施方案中,纯化的群体具有等于或高于可接受量和/或浓度的所需细菌实体和/或真菌实体的量和/或浓度。在其它实施方案中,期望活性-不期望活性(例如,与繁殖体细菌相比的孢子)的比率改变了2-,5-,10-,30-,100-,300-,1×104,1×105,1×106,1×107,1×108或大于1×108。在其他实施方案中,与从其获得群体的起始物质(例如,粪便物质)相比,纯化的细菌实体和/或真菌实体的群体被富集。与起始物质相比,该富集可以为10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,95%,96%,97%,98%,99%,99.9%,99.99%,99.999%,99.9999%,99.9999%,或大于99.999999%。
在某些实施方案中,纯化的细菌实体和/或真菌实体的群体具有减少的或不可检测水平的一种或多种病原活性(例如毒性、造成哺乳动物接受者受试者感染的能力、不期望的免疫调节活性、自身免疫反应、代谢反应、或炎性反应或神经反应)。相较于起始物质,这种病原活性的减少可以是10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.9%、99.99%、99.999%、99.9999%、或多于99.9999%。在其它实施方案中,相较于粪便物,纯化的细菌实体和/或真菌实体群体具有减少的感官成分,例如减少的气味、味道、外观和鲜味。
在另一个实施方案中,本发明提供基本上没有残留栖息产物的纯化的细菌实体和/或真菌实体群体。在某些实施方案中,这意味着细菌组合物不再含有大量的与在人或动物受试者上或中生存的微生物群落相关的生物物质,并且纯化的孢子群体可以100%不含、99%不含、98%不含、97%不含、96%不含、95%不含、94%不含、93%不含、92%不含、91%不含、90%不含、85%不含、80%不含、75%不含、70%不含、60%不含、或50%不含与微生物群落相关的生物物质的任何污染。基本上没有残留栖息产物也可能意味着细菌组合物不包含来自人或动物的可检测的细胞,并且只有微生物细胞是可检测的,特别是仅所需的微生物细胞是可检测的。在另一个实施方案中,这意味着与微生物细胞相比,细菌组合物中少于1x10-2%,1x10-3%,1x10-4%,1x10-5%,1x10-6%,1x10-7%,1x10-8%的细胞是人类或动物细胞。在另一个实施方案中,存在于纯化群体中的残留栖息产物比从哺乳动物供体受试者获得的粪便物质降低至少一定的水平,例如降低至少约10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,95%,96%,97%,98%,99%,99.9%,99.99%,99.999%,99.9999%,或多于99.9999%。
在一个实施方案中,基本上没有残留栖息产物或基本上不含可检测水平的病原物质意味着细菌组合物不含可检测的病毒(包括细菌病毒(即噬菌体)),真菌或支原体或弓形虫污染物,或真核寄生虫如蠕虫。或者,纯化的孢子群体基本上不含非细胞材料,例如DNA,病毒衣壳材料或非存活的细菌物质。或者,可以通过杀死、灭活或去除一种或多种特定的不需要的病毒(例如肠病毒,包括诺如病毒、脊髓灰质炎病毒或甲型肝炎病毒)的方法来处理纯化的孢子群体。
如本文所述,纯化的孢子群体可以通过例如遗传分析(例如PCR,DNA测序),血清学和抗原分析,显微镜分析,微生物分析(包括萌发和培养)或使用仪器(例如流式细胞仪)和试剂(其将期望的细菌实体和或/或真菌实体与不需要的污染物质区分开)的方法证明。
在一个实施方案中,孢子制剂包括孢子形成物种,其中残留的非孢子形成物种已经通过化学或物理处理灭活,包括乙醇,洗涤剂,热,超声处理等;或其中通过包括密度梯度,离心,过滤和/或色谱法的各种分离步骤从孢子制剂除去非孢子形成物种;或其中组合灭活和分离方法以制备孢子制剂。在又另一个实施方案中,孢子制剂包含富含相对于存活非孢子形成体或繁殖体形式的孢子形成体富集的孢子形成物种。在该实施方案中,与所有繁殖体形式的细菌相比,孢子富集2倍,5倍,10倍,50倍,100倍,1000倍,10,000倍或大于10,000倍。在又另一个实施方案中,孢子制剂中的孢子在加工和制剂期间经历部分萌发,使得最终组合物包含孢子和来自孢子形成物种的繁殖体细菌。
在另一个实施方案中,本文提供了用于生产组合物例如益生菌组合物的方法,所述组合物包含细菌群体例如抗炎细菌群体落或真菌群体,具有或没有一种或多种益生元,其适合于对有需要的哺乳动物受试者的治疗性施用。在一个实施方案中,组合物可以一般地通过以下步骤制备:(a)提供从哺乳动物供体受试者获得的粪便物质;和(b)在从粪便物质产生细菌实体和/或真菌实体的群体的条件下使粪便物质进行至少一个纯化处理或步骤。
也可以使用培养法从粪便样品中分离单个细菌菌株。例如,向1mg冷冻粪便样品中加入5ml磷酸盐缓冲盐水(PBS),并通过在厌氧室中涡旋进行均质化以分离厌氧细菌。然后将悬浮液连续稀释10倍(例如10-1至10-9稀释),并将每个稀释液的100μl等分试样均匀地铺展在含有不同制剂的琼脂平板的表面上,例如厌氧血琼脂平板,拟杆菌胆汁七叶苷板,溶血(laked)卡那霉素万古霉素板,蛋黄琼脂板和Man Rogosa和Sharpe琼脂板。倒置板在厌氧室中孵育48小时+/-4小时。挑取具有不同形态的菌落并在厌氧血琼脂平板上重铺板以进行进一步测试,PCR分析和16S测序。选择的细菌菌株可以生长以单独或组合地用于治疗用途。
在一个实施方案中,本发明的益生菌组合物不是粪便移植物。在一些实施方案中,存在于纯化群体中的所有或基本上全部的细菌实体最初从粪便物质获得,且随后例如为了制备药物组合物,在如本文所述的或本领域另外已知的培养基中生长。在一个实施方案中,细菌细胞从细菌原种培养并如本文所述纯化。在一个实施方案中,每个细菌细胞群体被独立地培养和纯化,例如每个群体分开培养并随后混合在一起。在一个实施方案中,组合物中的一种或多种细菌细胞群体共同培养。
供体材料和筛选
通常,细菌和真菌源自生物样品,其可以包括一个或多个微生物群的群体。示例性生物样品包括粪便物质,例如粪便或从小肠和大肠的各个部分分离的物质。粪便物质从哺乳动物供体受试者获得,或可从多于一个供体受试者获得,例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、75、100、200、300、400、500、750、1000或来自大于1000个供体,其中随后在纯化所需细菌实体和/或真菌实体之前将这些物质合并。在另一个实施方案中,粪便物质可以从单个供体受试者多次获得,并从来自单个供体的多个样品例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、32、35、40、45、48、50、100个样品合并。
在替代实施方案中,从获自单个供体的单一粪便物质样品纯化所需的细菌实体和/或真菌实体,并且在该纯化后与来自其他纯化的纯化孢子群体组合,其他纯化或者在不同时间来自相同供体、或来自一个或多个不同的供体,或两者。
在一些实施方案中,存在于纯化群体中的全部或基本上全部的细菌实体和/或真菌实体是从如本文所述或本领域已知的其它方式处理的粪便物质获得的。在一些实施方案中,存在于纯化群体中的全部或基本上所有的细菌实体和/或真菌实体获自粪便物质,随后如本文所述的或本领域另外已知的在培养基中生长。在替代实施方案中,在培养中产生一种或多于一种细菌实体和/或真菌实体或细菌实体和/或真菌实体类型,并合并以形成纯化的孢子群体。在其他替代实施方案中,将这些培养产生的孢子群体中的一种或多种与粪便物质衍生的孢子群体组合以产生杂合孢子群体。
优选地,生物样品包括粪便物质,例如从健康哺乳动物供体受试者或多个哺乳动物供体受试者获得的。在一些实施方案中,生物材料不是粪便样品。其他合适的生物样品包括但不限于阴道或子宫颈拭子,皮肤拭子和支气管肺泡灌洗液(BALF)。
在一些实施方案中,哺乳动物供体受试者通常具有良好的健康并且具有与这样良好健康一致的微生物群。在一个实施方案中,供体受试者在收集粪便物质之前的一定时间内未施用抗生素化合物。在某些实施方案中,供体受试者不是肥胖或超重的,并且可以具有低于25,例如18.5和24.9之间的体重指数(BMI)得分。在其他实施方案中,供体受试者不是精神病患者或没有精神疾病的历史或家族史,例如焦虑障碍,抑郁症,双相情感障碍,自闭症谱系障碍,精神分裂症,惊恐障碍,注意力缺陷(多动症)障碍,进食障碍或情绪障碍。在其他实施方案中,供体受试者不具有易激肠疾病(例如克罗恩病,溃疡性结肠炎),肠易激综合征,乳糜泻,结肠直肠癌或这些疾病的家族史。在其他实施方案中,使用本领域已知的标准技术(例如,核酸测试,血清学测试,抗原测试,培养技术,酶测定,无细胞粪便滤液的寻找易感细胞培养基质的毒素的测定法)筛选供体的血源病原体和可粪便传播的病原体。
在一些实施方案中,对于供体还选择某些属和/或种的存在,该属和/或种提供了包含这些属或种的治疗组合物的增强的效力。在其他实施方案中,在粪便物质中产生比其它供体相对较高浓度的孢子的供体是优选的。在进一步的实施方案中,提供从中纯化具有提高效力的孢子的粪便物质的供体是优选的;该提高的效力使用如下所述的体外或动物研究来测量。在一些实施方案中,可以对供体进行一次或多次贡献前处理以减少粪便物质中的不需要的物质和/或增加所需的孢子群体。
在一个实施方案中,在收集粪便物之前和任选地收集粪便物之后一次或多次筛选供体受试者的健康是有利的。这种筛选鉴定携带病原物质(例如病毒(HIV,肝炎,脊髓灰质炎))和致病菌的供体。收集后,大约1周,2周,3周,1个月,2个月,3个月,6个月,1年或1年以上筛查供体,且这种筛查的频率可以是每日,每周,每两周,每月,每两个月,半年或每年。在贡赠前或后或者二者,经筛查且不是检测阳性的供体被认为是“有效的”供体。
纯化孢子的方法
在一个实施方案中,粪便样品的处理包括加热该物质例如25℃以上至少30秒,和/或将物质与溶剂接触,和/或接触化学制品或提供物质的物理操作。粪便物的培养包括在液体悬浮液和/或固定介质中复制纯化的群体。任选地,除去至少一部分粪便物的非细胞成分,因而将免疫调节细菌与非细胞物质分离。处理步骤还可以包括使病原物质耗减或失活。
溶剂处理
细菌和/或真菌可以包含由粪便物质或其部分或衍生物的可混溶溶剂处理获得纯化的群体。在一个实施方案中,为了纯化细菌实体和/或真菌实体,可以使粪便物质经受一次或多次溶剂处理。溶剂处理是可混溶溶剂处理(部分混溶或完全混溶)或非混溶溶剂处理。可混溶性是两种液体相互混合以形成均相溶液的能力。例如,水和乙醇完全混溶使得以任何比例含有水和乙醇的混合物只显示出一相。可混溶性以wt/wt%或者100g最终溶液中的一种溶剂的重量来提供。如果两种溶剂以任何比例都是完全混溶的,则他们的可混溶性是100%。作为与水完全混溶的溶液提供醇类,例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙二醇、丁二醇等。醇还可以与水组合来提供:例如含有10%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、89%、85%、90%、95%或多于95%的水的溶液。其它溶剂仅仅部分混溶,意思是只有一定部分溶解于水。例如,乙醚部分地与水混溶。至多7克的乙醚溶解于93克水中以得到7%(wt/wt%)的溶液。如果加入更多的乙醚,会形成两相溶液,水的上方具有清楚的乙醚层。其它部分混溶的物质包括醚、丙酸酯、丁酸酯、氯仿、二甲氧基乙烷、或四氢呋喃。相反,油例如烷烃和水是不混溶的并形成两个相。而且,不混溶处理任选地与清洁剂(离子清洁剂或非离子清洁剂)组合。示例性的清洁剂包括Triton X-100、吐温20、吐温80、Nonidet P40、普朗尼克、或多元醇。
在一个实施方案中,溶剂处理步骤减少了非孢子形成细菌物种的生存活力10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、99%、99.9%、99.99%、99.999%、或99.9999%,且其可以任选地减少污染原生生物、寄生虫和/或病毒的生存能力。
色谱处理。为了纯化孢子群体,可以顺序地或平行地将粪便物质进行一次或多次色谱处理。在色谱处理中,将含有粪便物质的溶液与含有疏水相互作用色谱(HIC)介质或亲和色谱介质的固体介质接触。在替代实施方案中,能够吸收存在于粪便物质中的残留栖息产物的固体介质与吸附残留栖息产物的固体介质接触。在某些实施方案中,HIC介质含有琼脂糖或衍生化琼脂糖如丁基琼脂糖,辛基琼脂糖,苯基琼脂糖或丁基-s琼脂糖。在其它实施方案中,亲和色谱介质包含用I、II、III、IV、V或VI型粘蛋白,或衍生自或类似于I、II、III、IV、V或VI型的低聚糖的低聚糖衍生化的物质。或者,亲和色谱介质包含用识别免疫调节细菌的抗体衍生化的物质。
机械处理。在一个实施方案中,粪便物质可以被物理地破坏,特别是通过一种或多种机械处理如共混,混合,摇动,涡旋,冲击粉碎和超声处理。如本文所提供的,机械破坏处理基本上破坏粪便物质中存在的非孢子材料,并且基本上不破坏粪便物质中存在的孢子,或者它可能使孢子材料破坏小于非孢子材料,例如,小于2倍,5倍,10倍,30倍,100倍,300倍,1000倍或小于超过1000倍。此外,机械处理使材料均质化用于随后的取样、测试和加工。机械处理任选地包括过滤处理,其中所需的孢子群体保留在过滤器上而不期望的(非孢子)粪便成分通过,然后从过滤介质中回收孢子级分。或者,不期望的颗粒物和真核细胞可以保留在过滤器上,而包括孢子的细菌细胞通过。在一些实施方案中,保留在过滤介质上的孢子级分进行渗滤步骤,其中保留的孢子与洗涤液体(通常为含无菌盐水溶液)或其它稀释剂(例如包括低分子量聚乙二醇(PEG)的水相容性聚合物溶液)接触,以进一步减少或去除不需要的粪便成分。
热处理。在另一个实施方案中,可以利用粪便物质的热破坏。通常,在一个实施方案中,将粪便物质在含盐水的溶液如磷酸盐缓冲盐水(PBS)中混合并经历加热的环境,例如温室,培养箱,水浴等,使得在加热的环境和粪便物质之间发生有效的热传导。优选地,在温育期间将粪便物质溶液混合以增强导热性并破坏颗粒聚集体。热处理可以通过环境温度和/或热处理的持续时间来调节。例如,粪便物质或包含粪便物质的液体经受加热环境,例如至少约20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100或大于100摄氏度的热水浴,至少约1、5、10、15、20、30、45秒或1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、40或50分钟,或1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或超过10小时。在某些实施方案中,热处理发生在两个不同的温度下,例如在100摄氏度环境中30秒,然后在50摄氏度的环境中10分钟。在优选的实施方案中,热处理的温度和持续时间足以杀死或除去病原物质,同时基本不损害或降低孢子的萌发能力。在其它优选实施方案中,热处理的温度和持续时间足够短小以减少孢子群体的萌发。
辐射处理。在另一个实施方案中,可以使用利用在足以杀死致病物质而基本上不损害所需的孢子群体的能量水平下提供的电离辐射(通常为γ辐照,紫外线照射或电子束照射)处理粪便物质或粪便物质的分离内容物的方法。例如,在低于每平方厘米约22,000微瓦秒的能量水平下提供的254nm的紫外线辐射通常不会破坏所需的孢子。
离心和密度分离处理。在一个实施方案中,可以通过离心将期望的孢子群体与粪便物质的其它成分分离。例如,含有粪便物质的溶液可进行一次或多次离心处理,例如约200xg,1000xg,2000xg,3000xg,4000xg,5000xg,6000xg,7000xg,8000xg或大于8000x g。差异离心将期望的孢子与不期望的非孢子材料分离;在较低的作用力下,孢子保留在溶液中,而在较高的作用力下,孢子被沉淀,而较小的杂质(例如病毒颗粒,噬菌体,微观纤维,生物大分子如游离蛋白质,核酸和脂质)保留在溶液中。例如,第一低作用力离心使纤维材料沉淀;第二个更高作用力离心使不期望的真核细胞沉淀,以及第三个再更高作用力离心将期望的孢子沉淀而较小的污染物保留在悬浮液中。在一些实施方案中,密度或迁移率梯度或缓冲(例如梯级缓冲),例如CsCl,Percoll,Ficoll,Nycodenz,Histodenz或蔗糖梯度,用于将所需孢子群体与粪便物质中的其它物质分离。
本文还提供了产生孢子群体的方法,其结合了本文所述的两种或更多种处理以便协同地纯化所需的孢子而同时杀死或去除孢子群体中不期望的物质和/或活性。通常期望的是将孢子群体保持在非萌发和非生长促进条件和培养基下,以使存在于孢子群体中的病原菌的生长最小化并使孢子萌发成繁殖体细菌细胞最小化。
细菌和/或真菌可以含有孢子群体,例如孢子和/或孢子形成体,或含有繁殖体细胞的群体。
用于制备施用于受试者的细菌组合物的方法
在一个实施方案中,用于产生细菌组合物的方法可以包括与一个或多个混合步骤组合的三个主要加工步骤。例如,这些步骤可以包括生物体建库(banking)、生物体产生和保存。
为了建库,包含在细菌组合物中的菌株可以(1)从样品中直接分离或从储备的库存中获取,(2)任选地在支持生长以产生活的生物质的营养琼脂或肉汤上培养,以及(3)可任选地以多等分试样长期储存的生物质。
在使用培养步骤的实施方案中,琼脂或肉汤可以含有提供必需元素和使得能够生长的特定因子的营养物质。例子包括由20g/L葡萄糖,10g/L酵母提取物,10g/L大豆蛋白胨,2g/L柠檬酸,1.5g/L磷酸二氢钠,100mg/L柠檬酸铁铵,80mg/L硫酸镁,10mg/L氯化血红素,2mg/L氯化钙,1mg/L甲萘醌组成的培养基。各种微生物培养基和变体在本领域中是公知的(例如,R.M.Atlas,Handbook of Microbiological Media(2010)CRC Press)。培养基可以在开始时加入到培养物中,可以在培养过程中加入,或可以间歇地/连续地流过培养物。细菌组合物中的菌株可单独,作为细菌组合物的子集,或作为构成细菌组合物的整个集合培养。例如,可以将第一菌株与第二菌株一起在混合连续培养基中以低于任一种细胞的最大生长速率的稀释速率下培养,以防止培养物从培养中洗除掉。
接种的培养物可以在有利条件下孵育足以建立生物量的时间。对于人类使用的细菌组合物,其可以在37℃以及具有与正常人类小生境相似的值的pH值和其他参数下。环境可以被主动地控制、被动地控制(例如通过缓冲液)或被允许漂移。例如,对于厌氧细菌组合物(例如,肠道微生物群),可以使用缺氧/还原环境。这可以通过向肉汤中加入诸如半胱氨酸的还原剂和/或从其中脱除氧来实现。例如,细菌组合物的培养物可以在上述培养基(用1g/L半胱氨酸-HCl预还原)中在37℃,pH 7下生长。
在一个实施方案中,当培养物产生足够的生物质时,可以将其保存用于建库。生物体可以放置在防止冷冻(加入“冷冻保护剂”),干燥(“冻干保护剂”)和/或渗透性冲击(“渗透保护剂”)的化学环境中,分配到多个(任选相同的)容器中以形成均匀的库,然后处理培养物用于保存。在一个实施例中,容器通常可以是不渗透的,并且具有确保与环境隔离的封闭件。冷冻保存处理可以通过在超低温(例如,在或低于-80℃)下冷冻液体来实现。干燥保存通过蒸发(在喷雾干燥或“冷却干燥”的情况下)或通过升华(例如,用于冷冻干燥,喷雾冷冻干燥)从培养物中除去水。去除水可以在高于冷冻的温度下提高长期细菌组合物储存的稳定性。如果细菌组合物包含孢子形成物种并导致孢子的产生,则可以通过其它方式纯化最终组合物,例如使用上述技术保存的密度梯度离心。细菌组合物建库可以通过单独培养和保存菌株,或通过将菌株混合在一起以形成组合库来完成。作为冷藏保存的一个例子,可以通过离心以从培养物中沉淀细胞,将上清液倾析并用含有15%甘油的新鲜肉汤培养液替换来收集细菌组合物培养物。然后可以将培养物等分到1mL冷冻管中,密封,并置于-80℃下以保持长期的活力。该过程在从冷冻储存中回收时可实现可接受的生存力。
生物体产生可以使用到建库的类似培养步骤(包括介质组成和培养条件)来进行。在一个实施方案中,其可以在较大的操作规模下进行,特别是用于临床开发或商业生产。在较大规模的情况下,在最终培养之前可以有几种细菌组合物的分培养。在培养结束时,可以收获培养物以能够进一步配制成用于施用的剂型。这可以包括浓缩,去除不需要的培养基成分,和/或引入到保存细菌组合物的化学环境中并使其可通过选择的途径施用。例如,可以将细菌组合物培养至浓度为1010CFU/mL,然后通过切向流微量过滤浓缩20倍;废培养基可以通过用由s2%明胶、100mM海藻糖和10mM磷酸钠缓冲液组成的保存介质进行渗滤来交换。然后可以将悬浮液冷冻干燥成粉末并滴定。
在一个实施方案中,干燥后,可以将粉末共混至合适的效力,并与其它培养物和/或填充剂例如微晶纤维素混合在获得稠度和操作方便性,且细菌组合物如本文提供的进行配制。
组合物表征方法
在一些实施方案中,提供用于测试包含微生物或微生物和益生元的组合物的某些特性的方法。例如,确定细菌组合物对于某些环境变量的敏感性,例如为了选择给定组合物、制剂和/或用途的特别期望的特性。例如,可以测试组合物的细菌组分的pH抗性、胆汁酸抗性和/或抗生素敏感性,或者逐组分单独地测试或者作为由多种细菌组分组成的细菌组合物(在本节中统称为细菌组合物)共同地测试。
pH敏感性测试。如果具有或不具有益生元的微生物组合物非结肠或直肠施用(即,例如口服途径),任选地对pH抗性的测试增强了微生物或治疗组合物的选择,该微生物或治疗组合物在胃肠道或阴道不同区域的不同pH环境中以最高的可能产率存活。了解细菌组合物如何对胃肠道或阴道的pH做出反应也有助于配制,使得如果有益的话可以增加剂型中的微生物数量和/或使得组合物可以以肠溶包衣胶囊或片剂或与缓冲或保护性组合物一起施用。
由于在高蛋白质餐后胃的pH可以降至1至2的pH短的时间,然后生理机制调节pH至3至4之间并且通常驻留于4至5的静止pH,并且由于小肠的pH可以在6至7.4的pH范围内,可以制备在这些变化的pH范围内存活的细菌组合物(具体地,其中至少1%,5%,10%,15%,20%,25%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%或高达100%的细菌可以在各种pH范围内存活肠道转运的时间)。这可以通过将细菌组合物暴露于不同的pH范围持续预期的肠道转运时间在那些pH范围内来测试。因此,仅作为非限制性实例,包含一种或多种细菌物种或菌株的组合物的18小时培养物可以在标准培养基中,例如肠微生物群培养基(“GMM”,参见Goodman等,Extensive personal human gut microbiota culture collectionscharacterized and manipulated in gnotobiotic mice,PNAS 108(15):6252-6257(2011))或另一无动物产品的培养基中生长,加入pH调节剂,pH为1至2,持续30分钟,pH为3-4,持续1小时,pH为4-5,持续1-2小时,pH为6-7.4,持续2.5~3小时。在美国专利4,839,281中描述了用于测试对酸的稳定性的替代方法。可以通过在合适的选择性或非选择性培养基上培养细菌并计数菌落来确定细菌的存活。
胆汁酸敏感性测试。此外,在一些实施方案中,对胆汁酸抗性的测试增强了在通过胃肠道或阴道转运期间暴露于胆汁酸存活的微生物或治疗组合物的选择。胆汁酸分泌到小肠中,并且可以像pH一样影响细菌组合物的存活。这可以通过将组合物暴露于胆汁酸以预期肠道暴露于胆汁酸的时间来测试。例如,可以使用pH 9的0.05mM Tris作为溶剂以所需浓度制备胆汁酸溶液。胆汁酸溶解后,用10%HCl将溶液的pH调节至7.2。治疗组合物的细菌组分可以在模拟患者胆汁酸浓度和类型的2.2ml胆汁酸组合物中培养,1.0ml的10%无菌过滤的粪便培养基和0.1ml的给定菌株的18小时培养物。孵育可以进行2.5至3小时或更长时间。在美国专利4,839,281中描述了用于测试对胆汁酸的稳定性的替代方法。可以通过在合适的选择性或非选择性培养基上培养细菌并计数菌落来确定细菌的存活。
抗生素敏感性测试。作为进一步的任选敏感性测试,可以测试具有或不具有益生元的微生物组合物的细菌组分对抗生素的敏感性。在一个实施方案中,可以选择细菌组分以使得它们对抗生素敏感,从而使得如果需要,可以通过至少一种靶向细菌组合物的抗生素从患者的胃肠道或阴道中消除或显着减少细菌成分。
对胃肠道细胞的粘附。可以任选地测试组合物粘附于胃肠细胞的能力。在美国专利4,839,281中描述了测试对胃肠细胞的粘附的方法。
免疫调节细菌的鉴定。在一些实施方案中,通过调节孢子形成的核酸序列的存在来鉴定免疫调节细菌。特别地,特征性孢子形成基因在包括梭菌和芽孢杆菌的远缘相关属的成员中是高度保守的。正向遗传学的传统方法已经确定了对于孢子形成是必需的许多(如果不是全部)基因(spo)。孢子形成的发育程序部分地由四个区室特异性的西格玛因子(按照σF,σE,σG和σK的顺序出现)的连续作用决定,其活动限制于前孢子(σF和σG)或母细胞(σE和σK)。在其他实施方案中,免疫调节细菌通过DPA产生酶的生物化学活性或通过分析培养物的DPA含量来鉴定。作为细菌孢子形成的部分,产生大量的DPA,并且占孢子质量的5-15%。因为不是所有的活孢子在已知的培养基条件下萌发和生长,所以很难评估细菌群体中的总孢子计数。因此,DPA含量的测量与孢子含量高度相关,并且是表征细菌群体中的总孢子含量的适当量度。
在其它实施方案中,通过筛选细菌以确定细菌是否诱导宿主细胞分泌促炎性或抗炎性细胞因子来鉴定免疫调节细菌。例如,能够分泌细胞因子的人或哺乳动物细胞,例如免疫细胞(例如,PBMC,巨噬细胞,T细胞等)可以暴露于候选免疫调节细菌或从候选免疫调节细菌的培养物获得的上清液,且可以使用标准技术(例如ELISA,免疫印迹,Luminex,抗体阵列,定量PCR,微阵列等)来测量细胞因子表达或分泌的改变。可以基于诱导人或哺乳动物细胞中所需细胞因子谱的能力来选择包含在益生菌组合物中的细菌。例如,可以基于诱导一种或多种抗炎性细胞因子分泌的能力和/或减少一种或多种促炎性细胞因子分泌的能力来选择包含在益生菌组合物中的抗炎性细菌。抗炎性细胞因子包括例如IL-10,IL-13,IL-9,IL-4,IL-5及其组合。其他炎性细胞因子包括例如TGFβ。促炎性细胞因子包括例如IFNγ,IL-12p70,IL-1α,IL-6,IL-8,MCP1,MIP1α,MIP1β,TNFα及其组合。在一些实施方案中,可以基于由不同类型的细菌(例如,来自不同物种的或来自相同物种的不同菌株的细菌)诱导的调节宿主细胞的一种或多种抗炎性细胞因子的分泌能力和/或减少一种或多种促炎性细胞因子分泌的能力来选择包含在益生菌组合物中的抗炎性细菌。
在其它实施方案中,通过筛选细菌以确定细菌是否影响免疫细胞的特定亚群的分化和/或扩增来鉴定免疫调节细菌。例如,可以针对促进从前体细胞例如原始T细胞分化和/或扩增Treg细胞、Th17细胞、Th1细胞和/或Th2细胞的能力筛选候选细菌。例如,可以在候选细菌或从候选细菌培养物获得的上清液存在下培养原始T细胞,并且可以使用标准技术(例如FACS分析)来确定Treg细胞、Th17细胞、Th1细胞和/或Th2细胞的数目。指示Treg细胞的标志物包括例如CD25+CD127lo。指示Th17细胞的标志物包括例如CXCR3-CCR6+。指示Th1细胞的标志物包括例如CXCR3+CCR6-。指示Th2细胞的标志物包括例如CXCR3-CCR6-。指示特定T细胞亚群的其它标志物是本领域已知的,并且可用于本文所述的测定中,例如以鉴定受候选免疫调节细菌影响的免疫细胞群体。可以基于促进所需免疫细胞亚群的分化和/或扩增的能力选择包含在益生菌组合物中的细菌。
在其它实施方案中,通过筛选细菌以确定细菌是否分泌短链脂肪酸(SCFA),例如丁酸,乙酸,丙酸或戊酸或其组合,来鉴定免疫调节细菌。例如,可以使用标准技术测量短链脂肪酸分泌到细菌上清液中的分泌。在一个实施方案中,可以使用NMR、质谱(例如GC-MS,串联质谱法,基质辅助激光解吸/电离等)、ELISA或免疫印迹测量一种或多种短链脂肪酸的水平以筛选细菌上清液。负责产生短链脂肪酸的细菌基因的表达也可以通过标准技术来测定,例如Northern印迹,微阵列或定量PCR。
V.细菌的混合物和微生物网络
在一个实施方案中,本文提供了包含多于一种类型的细菌的孢子群体。如本文所使用的,一种“类型”或多于一种“类型”的细菌可以在属水平、种水平、亚种水平、菌株水平或通过本文所述的和本领域另外已知的任何其它的分类方法区分。
在一个实施方案中,微生物(例如益生菌)群落包含单一微生物制剂或多种微生物制剂的组合,其中每种微生物制剂可以从单一哺乳动物供体受试者或从两个或多个供体受试者获得的粪便物质纯化。
在一些实施方案中,存在于分离的群体中的全部或几乎全部的细菌实体和/或真菌实体从如本文描述的或本领域另外已知的处理的粪便物质获得。在替代的实施方案中,一种或多于一种细菌实体和/或真菌实体或者细菌实体和/或真菌实体的类型在培养基中产生并组合以形成纯化的孢子群体。在其它替代的实施方案中,这些培养产生的孢子群体的一种或多种与一种或多种粪便物质衍生的孢子群体组合以产生杂合孢子群体。
在优选的实施方案中,细菌(例如益生菌)组合物可以包含一种或至少两种类型的优选的细菌,包括相同物种或不同物种的菌株。例如,细菌组合物可以包含1种、至少2种、至少3种、或至少4种类型的细菌。在另一实施方案中,细菌组合物可以包含至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、或至少20或多于20种类型的细菌,如由物种或包含这些物种的操作分类单位(OTU)定义的。在优选的实施方案中,细菌组合物包含2至不多于40种、2至不多于30种、2至不多于20种、2至不多于15种、2至不多于10种、2至不多于5种类型的细菌。在另一优选的实施方案中,细菌组合物包含单一类型的细菌。
在一个实施方案中,细菌组合物可以包含两种类型的细菌(称为“二元组合”或“二元对”)或多于两种类型的细菌。包含三种类型的细菌的细菌组合物被称为“三元组合”。
微生物组合物可以包含两种类型的微生物或许多微生物类型。如本文所使用的,一种“类型”或多于一种“类型”的微生物可以在属水平、种水平、亚种水平、菌株水平或通过本文描述的和本领域另外已知的任何其它分类方法区分。例如微生物组合物可以包含至少2种、至少3种、至少4种、至少5种、至少6种、至少7种、至少8种、至少9种、至少10种、至少11种、至少12种、至少13种、至少14种、至少15种、至少16种、至少17种、至少18种、至少19种、至少20种、或至少21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、或至少40种、至少50或大于50种类型的微生物,例如如通过物种或操作分类单位(OTU)或文本另外提供的方式所定义的。在一些实施方案中,微生物组合物包含至少60、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600种或更多类型的微生物。
或者,存在于微生物组合物中的微生物的类型数量是或低于已知的值。例如,微生物组合物包含1000、900、800、700、600、500、400、300、200、100、50种或更少类型的微生物,例如49、48、47、46、45、44、43、42、41、40、39、38、37、36、35、34、33、32、31、30、29、28、27、26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、或10种或更少、或9种或更少类型的微生物、8种或更少类型的微生物、7种或更少类型的微生物、6种或更少类型的微生物、5种或更少类型的微生物、4种或更少类型的微生物、或3种或更少类型的微生物。在优选的实施方案中,细菌组合物包含2至不多于40种、2至不多于30种、2至不多于20种、2至不多于15种、2至不多于10种、2至不多于5种类型的微生物。在另一优选的实施方案中,细菌组合物包含单一类型的微生物。
在优选的实施方案中,组合物包含约20种或更少的分离的细菌细胞群体。在另一个实施方案中,组合物包含约15种或更少的分离的细菌细胞群体。在另一个实施方案中,组合物包含约10种或更少的分离的细菌细胞群体。在另一个实施方案中,组合物包含约5种或更少的分离的细菌细胞群体。在另一个实施方案中,组合物包含约4种或更少的分离的细菌细胞群体。在另一个实施方案中,组合物包含约3种或更少的分离的细菌细胞群体。在另一个实施方案中,组合物包含约2种的分离的细菌细胞群体。在另一个实施方案中,组合物包含约12至20种分离的细菌细胞群体。在另一个实施方案中,组合物包含单一的分离细菌细胞群体。在另一个实施方案中,组合物包含至少2种分离的细菌细胞群体。在又一个实施方案中,组合物包含约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20种分离的细菌细胞群体。
本发明的方面涉及由纯化的菌株重建的微生物组合物。提供了包含至少一种、至少两种或至少三种不同的且能够降低自身免疫或炎性疾病、症状、病症、或紊乱或微生态失调的风险和/或严重程度的微生物的微生物组合物。在一个实施方案中,微生物组合物包含至少约2、3、4、5、6、7、8、9、或10种类型的分离的微生物。在一个实施方案中,微生物组合物包含至少约4种类型的分离的微生物或至少约5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30或更多种类型的分离的微生物。在一些实施方案中,上面的发明涉及进一步包含一种或多种益生元的微生物组合物。
可以通过操作分类单位(OTU)描述细菌组合物。可以制备细菌组合物,该组合物包含一种或至少两种类型的分离的细菌,其中第一种类型和第二种类型独立地选自表1中列出的种或OUT。具有至少两种类型分离的细菌(包含二元对)的细菌组合物的某些实施方案在本文中得到体现。此外,可以制备包含至少两种类型的分离的细菌的细菌组合物,其中第一OTU和第二OUT独立地通过即与列出的序列至少95%、96%、97%、98%、99%或包括100%的序列同一性表征。
可以制备细菌组合物,其包含选自表1,表1A,表1B,表1C,表1D,表1E,表1F或表5中的一种或至少两种类型的分离的细菌。通常,第一种细菌和第二种细菌是不同的。序列表文件中提供的对于表1中的OTU的序列是完全16S序列。因此,在一个实施方案中,第一和/或第二OTU可以由表1中列出的OTU的完全16S序列来表征。在另一个实施方案中,第一和/或第二OTU可以由16S序列的可变区域(V1-V9)中的一个或多个表征。细菌中的这些区域使用基于E大肠杆菌命名系统的编号分别由核苷酸69-99、137-242、433-497、576-682、822-879、986-1043、1117-1173、1243-1294和1435-1465来定义(参见例如Brosius等,Completenucleotide sequence of a 16S ribosomal RNA gene from Escherichia coli,PNAS 75(10):4801-4805(1978))。在一些实施方案中,使用V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8和V9区域中的至少一个来表征OTU。在一个实施方案中,V1,V2和V3区域用于表征OTU。在另一个实施方案中,使用V3,V4和V5区域来表征OTU。在另一个实施方案中,使用V4区来表征OTU。
OTU可以通过rRNA基因的全16S测序,通过对该基因的特定超变区(即V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8或V9)测序,或通过来自该基因的超变区的任何组合(例如V1-3或V3-5)的测序来定义。细菌16S rDNA长度约为1500个核苷酸,并用于使用系统发生方法重建一种细菌分离株与另一种细菌分离株的进化关系和序列相似性。16S序列用于系统发生重建,因为它们通常是高度保守的,但含有具有足够的核苷酸多样性以区分大多数微生物的不同属和物种的特定超变区。
使用众所周知的技术,为了确定全16S序列或16S序列的任何超变区的序列,从细菌样品中提取基因组DNA,16S rDNA(全区域或特定超变区)使用聚合酶链反应(PCR)扩增,清洁PCR产物,并描绘核苷酸序列以确定16S基因或基因的亚结构域的遗传组成。如果进行全16S测序,则使用的测序方法可以是但不限于Sanger测序。如果使用一个或多个超变区,例如V4区,测序可以是但不限于使用Sanger方法或使用下一代测序方法进行,例如使用允许多重反应的条码引物的Illumina(通过合成测序)方法。
OTU可以通过核苷酸标志物或基因的组合,特别是高度保守的基因(例如,“管家”基因)或其组合、全基因组序列或使用扩增的遗传产物生成的部分基因组序列或全基因组序列(WGS)来定义。使用明确定义的方法,从细菌样品提取的DNA具有使用PCR扩增并测序以确定扩增产物的核苷酸序列的特定基因组区域。在全基因组鸟枪(WGS)法中,提取的DNA不经扩增直接测序。序列数据可以使用任何测序技术生成,包括但不限于Sanger,Illumina,454Life Sciences,Ion Torrent,ABI,Pacific Biosciences和/或Oxford Nanopore。
VI.益生元组合物
益生元是选择性发酵的成分,其允许胃肠道微生物群的组成和/或活性两者发生对宿主的健康有益处的特定变化。益生元可以包括复杂碳水化合物、氨基酸、肽、或可用于细菌组合物的存活的其它营养成分。益生元包括但不限于氨基酸、生物素、低聚果糖、低聚半乳糖、菊粉、乳果糖、甘露寡糖、果寡糖富集的菊粉、果寡糖、低聚右旋糖、塔格糖、反式-低聚半乳糖和木寡糖。
合适的益生元通常是源自植物的复杂碳水化合物、低聚糖或多糖。通常,益生元是人难消化的或消化差的,并用作细菌的食物源。本文提供的可以用在药物剂型、药物组合物和试剂盒中的益生元包括不限于低聚半乳糖(GOS)、反式-低聚半乳糖、低聚果糖或果寡糖(FOS)、菊粉、寡果糖富集的菊粉、乳果糖、阿拉伯糖基木聚糖、木低聚糖(XOS)、甘露低聚糖、瓜尔胶、阿拉伯胶、塔格糖、直链淀粉、支链淀粉、木聚糖、果胶等以及它们的组合。在某些食物中可以发现益生元,例如菊苣、洋姜、蒲公英嫩叶、大蒜、韭菜、洋葱、芦笋、麦麸、小麦粉、香蕉、牛奶、酸乳、高粱、牛蒡、西兰花、球芽甘蓝、卷心菜、菜花、羽衣甘蓝、无头甘蓝、萝卜、和芜菁甘蓝、和味噌。或者,益生元可以纯化或者化学地或酶促地合成。
本发明的益生元
在一些实施方案中,组合物包含至少一种益生元。在一个实施方案中,益生元是碳水化合物。在一些实施方案中,本发明的组合物包含含有至少一种碳水化合物的益生元混合物。“碳水化合物”是指糖或糖的聚合物。术语“糖”,“多糖”,“碳水化合物”和“低聚糖”可以互换使用。大多数碳水化合物是具有许多羟基(通常在分子的每个碳原子上一个)的醛或酮。碳水化合物通常具有分子式(CH2O)n。碳水化合物可以是单糖,二糖,三糖,低聚糖或多糖。最基本的碳水化合物是单糖,例如葡萄糖,蔗糖,半乳糖,甘露糖,核糖,阿拉伯糖,木糖和果糖。二糖是两个连接的单糖。示例性的二糖包括蔗糖,麦芽糖,纤维二糖和乳糖。通常,低聚糖包括三至六个单糖单元(例如蜜三糖,水苏糖),多糖包括六个或更多个单糖单元。示例性多糖包括淀粉,糖原和纤维素。碳水化合物可以含有修饰的糖单元,例如除去羟基的2'-脱氧核糖,其中羟基被氟取代的2'-氟核糖,或N-乙酰葡糖胺,含氮形式的葡萄糖(例如2氟核糖,脱氧核糖和己糖)。碳水化合物可以以许多不同形式存在,例如构象异构体,环状形式,非环形式,立体异构体,互变异构体,端基差向异构体和同分异构体。碳水化合物可以从天然(例如,植物或微生物)来源(即,它们被酶促合成)纯化,或者它们可以化学合成或修饰。
合适的益生元碳水化合物可以包括碳水化合物,碳水化合物单体,碳水化合物低聚物或碳水化合物聚合物中的一种或多种。在某些实施方案中,药物组合物,剂型或试剂盒包含至少一种类型的微生物和至少一种不可消化的糖,其包括不可消化的单糖,不可消化的低聚糖或不可消化的多糖。在一个实施方案中,低聚糖或多糖的糖单元可以连接在单个直链中,或者可以是具有一个或多个侧分支的链。低聚糖或多糖的长度可以随来源而变化。在一个实施方案中,链中也可以含有少量的葡萄糖。在另一个实施方案中,益生元组合物可以部分水解或含有作为一级低聚糖成分的单个糖部分(参见美国专利号8,486,668,PREBIOTIC FORMULATIONS AND METHODS OF USE)。
益生元碳水化合物可以包括但不限于单糖类(例如三糖,四糖,戊糖,戊醛糖,戊酮糖,己糖,环状半缩醛,己酮糖,庚糖)及其多聚体,以及差向异构体,环状异构体,立体异构体,及其端基差向异构体。单糖的非限制性实例包括(在L-或D-构象中)甘油醛,苏糖,核糖,阿卓糖,葡萄糖,甘露糖,塔罗糖,半乳糖,古洛糖,艾杜糖,来苏糖,阿拉伯糖,木糖,阿洛糖,赤藓糖,赤藓酮糖,塔洛酮糖、山梨糖,核酮糖,阿洛酮糖,木酮糖,果糖,二羟基丙酮及其环状(α或β)形式。其多聚体(二糖,三糖,低聚糖,多糖)包括但不限于蔗糖,乳糖,麦芽糖,乳果糖,海藻糖,纤维二糖,曲二糖,黑曲霉糖,异麦芽糖,槐糖,昆布二糖,龙胆糖,松二糖,麦芽酮糖,帕拉金糖,龙胆二酮糖,甘露二糖,蜜二酮糖,芸香糖,芦丁糖,木二糖,樱草糖,直链淀粉,支链淀粉,淀粉(包括抗性淀粉),壳多糖,纤维素,琼脂,琼脂糖,木聚糖,糖原,细菌多糖如荚膜多糖,LPS和肽聚糖以及生物膜外多糖(例如藻酸盐,EPS),N-连接的聚糖和O-连接的聚糖。益生元糖可以被修饰,并且碳水化合物衍生物包括氨基糖(例如唾液酸,N-乙酰葡糖胺,半乳糖胺),脱氧糖(例如鼠李糖,海藻糖,脱氧核糖),磷酸糖,糖胺,糖醇和酸性糖(例如,葡萄糖醛酸,抗坏血酸)。
在一个实施方案中,药物组合物、剂型、或试剂盒的益生元碳水化合物成分基本上由一种或多种不可消化的糖组成。在一个实施方案中,不可消化的低聚糖是低聚半乳糖(GOS)。在另一个实施方案中,不可消化的低聚糖是低聚果糖(FOS)。
在一个实施方案中,药物组合物、剂型、或试剂盒的益生元碳水化合物成分允许常规地保持的共生结肠微生物群,其包含与健康态微生物组相关的微生物或显示患者发生自身免疫或炎性病症的低风险。在一个实施方案中,益生元碳水化合物允许共施用或共配制的一种或多种微生物在哺乳动物受试者中植入、生长和/或常规维持。在一些实施方案中。哺乳动物受试者是人受试者。在优选的实施方案中,哺乳动物受试者遭受或存在发生自身免疫或炎性紊乱的风险。
在一些实施方案中,益生元有利于施用的微生物的生长,其中施用的微生物的生长和/或通过施用的微生物对施用的益生元的发酵减缓或减少了病原体或致病有机体的生长。例如,FOS、neosugar或inuliri促进了结肠中酸形成细菌(例如属于乳杆菌属或双歧杆菌属的细胞)的生长,且嗜酸乳杆菌和两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidus)可以在减少结肠中致病细菌的数量上起作用(参见美国专利第8,486,668号,PREBIOTICFORMULATIONS AND METHODS OF USE)。其它聚合物例如各种半乳聚糖、乳果糖、和碳水化合物基树胶例如车前籽胶、瓜尔胶、角叉菜胶、明胶和魔芋胶也都已知可以改善胃肠道(GI)的健康。
在一些实施方案中,本发明的益生元组合物包含GOS、乳果糖、蜜三糖、水苏糖、乳果糖、FOS(即低聚果糖或寡果聚糖)、菊粉、异麦芽糖低聚糖、木低聚糖、帕拉金糖低聚糖、反式半乳糖化低聚糖(即反式半乳糖低聚糖)、反式半乳糖化二糖、大豆低聚糖(即大豆寡糖)、龙胆糖低聚糖、葡萄糖低聚糖、果胶糖低聚糖、帕拉金糖缩聚物、二果糖酐III、山梨醇、麦芽糖醇、乳糖醇、多元醇、聚右旋糖、还原的帕拉金糖、纤维素、β-葡萄糖、β-半乳糖、β-果糖、毛蕊花糖、肌醇半乳糖、和β-葡聚糖、瓜尔胶、果胶、高藻酸钠、和λ角叉菜胶、或其混合物中的一种或多种。GOS可以是短链GOS、长链GOS或其任何组合。FOS可以是短链FOS、长链FOS或其任何组合。
在一些实施方案中,益生元组合物以至少1:1、至少2:1、至少5:1、至少9:1、至少10:1、约20:1或至少20:1的混合物的形式包含两种碳水化合物种类(非限制性实例是GOS和FOS)。
在一些实施方案中,本发明的益生元组合物包含一种或多种不可消化的低聚糖、不可消化的多糖、游离单糖、不可消化的糖类、淀粉或非淀粉多糖的混合物。在一个实施方案中,益生元组合物的益生元成分是GOS组合物。在一个实施方案中,益生元组合物是药物组合物。在一个实施方案中,药物组合物是GOS组合物。
低聚糖通常被认为具有还原端和非还原端,无论在还原端的糖是否事实上是还原糖。本文描述的大多数低聚糖用非还原糖的名称或缩写(例如Gal或D-Gal)来描述,前面或后面加上糖苷键的构型(α或β)、环键、键中涉及的还原糖的环位置和然后是还原糖的名称或缩写(例如Glc或D-Glc)。两个糖单元之间的连接(例如糖苷键、半乳糖苷键、葡萄糖苷键)可以表示为例如1,4、1—>4、或(1-4)。
FOS和GOS两者是不可消化的糖。糖类的β-糖苷键,例如在但不限于FOS和GOS中发现的那些,使得这些益生元在胃和小肠中主要是不可消化和不可吸收的,α-连接的GOS(α-GOS)也不被人唾液淀粉酶水解,但可以由双歧双歧杆菌和丁酸梭菌使用(Yamashita A.等人,2004.J.Appl.Golcosci.51:115-122)。除了作为药物组合物的部分施用的共生微生物和微生物能够代谢低聚糖的情况之外,FOS和GOS可以通过小肠并大多数完整地进入大肠(结肠)。
GOS(也称为低聚半乳寡糖,低聚半乳寡糖,反式寡糖(TOS),反式半乳低聚糖(TGOS)和反式低聚半乳糖)是半乳糖分子的低聚物或聚合物,主要以葡萄糖封端或有时以半乳糖分子封端,且具有不同的聚合度(通常DP在2-20之间)和连接类型。在一个实施方案中,GOS包含半乳糖和葡萄糖分子。在另一个实施方案中,GOS仅包含半乳糖分子。在另一个实施方案中,GOS是[β-D-Gal-(1-6)]n-β-D-Gal-(1-4)-D-Glc形式的含半乳糖的寡糖,其中n是2-20。在另一个实施方案中,GOS是含有半乳糖的寡糖,其形式为Glcα1-4-[βGal 1-6)]n,其中n=2-20。在另一个实施方案中,GOS为α-D-Glc(1-4)-[β-D-Gal-(1-6)-]n的形式,其中n=2-20。Gal是吡喃半乳糖单位,和Glc(或Glu)是吡喃葡萄糖单元。
在一个实施方案中,益生元组合物包含GOS相关化合物。GOS相关化合物可以具有下列性质:a)“乳糖”部分;例如具有gal-glu部分和任何聚合值或连接类型的GOS;或b)对人胃肠道中的“乳糖发酵”微生物是刺激性的;例如蜜三糖(gal-fru-glu)是“相关的”GOS化合物,其同时刺激乳酸杆菌和双歧杆菌。
在一个实施方案中,益生元组合物包含低聚合度的GOS。在一个实施方案中,包含低聚合度的GOS的益生元组合物比等同量的包含高聚合度的GOS的益生元组合物更大程度地增加了益生菌和选择的共生菌的生长。在一个实施方案中,包含高百分比的具有低聚合度的GOS的益生元组合物比等同量的包含低百分比的具有低聚合度(DP)的GOS的益生元组合物更大程度地增加了益生菌和有益共生菌的生长。在一个实施方案中,益生元组合物包含DP低于20,例如低于10、低于9、低于8、低于7、低于6、低于5、低于4、或低于3的GOS。在另一个实施方案中,包含具有低DP的GOS的益生元组合物增加了共配制或共施用的微生物和/或有益共生微生物在受试者的胃肠道中的生长。
在GOS和其它低聚糖中发现的个体糖单元之间的连接包括β-(1-6)、β-(1-4)、β-(1-3)和β-(1-2)连接。在一个实施方案中,施用的低聚糖(例如GOS)是分支糖。在另一实施方案中,施用的低聚糖(例如GOS)是线性糖。
在一些实施方案中,GOS包含二糖Galα(1-6)Gal、至少一种选自Galβ(1-6)-Galβ(1-4)-Glc和Galβ(1-3)-Galβ(1-4)-Glc的三糖、四糖Galβ(1-6)-Galβ(1-6)-Galβ(1-4)-Glc和五糖Galβ(1-6)-Galβ(1-6)-Galβ(1-6)-Galβ(1-4)-Glc。
在一个实施方案中,GOS组合物是10-45%w/v的二糖、10-45%w/v的三糖、10-45%w/v的四糖、和10-45%w/v的五糖的混合物。在另一个实施方案中,GOS组合物是低聚糖的混合物,该混合物包含20-28重量%的β(1-3)连接、20-25重量%的β(1-4)连接和45-55重量%的β(1-6)连接。在一个实施方案中,GOS组合物是低聚糖的混合物,该混合物包含26重量%的β(1-3)连接、23重量%的β(1-4)连接和51重量%的β(1-6)连接。
α-GOS(也称为α-键GOS或α-连接的GOS)是具有α-半乳糖吡喃糖基的寡糖。α-GOS包含糖单元之间的至少一个α糖苷键。α-GOS通常由α-(Gal)n(n通常表示2至10的整数)或α-(Gal)nGlc(n通常表示1至9的整数)表示。实例包括α-半乳糖基葡萄糖,α-半乳二糖,α-半乳三糖,α-半乳四糖和更高级寡糖的混合物。另外的非限制性实例包括可由beat、大豆寡糖等产生的蜜二糖,甘露三糖,蜜三糖,水苏糖等。
市售的和酶合成的α-GOS产物也可用于本文所述的组合物。用酶合成α-GOS是利用以半乳糖、含半乳糖的物质或葡萄糖作为底物的α-半乳糖苷酶的脱水缩合反应进行的。含半乳糖的物质包括含半乳糖的物质的水解产物,例如通过使β-半乳糖苷酶作用于乳糖而获得的半乳糖和葡萄糖的混合物等。葡萄糖可以与半乳糖分别混合并用作α-半乳糖苷酶的底物(参见例如WO 02/18614)。已经描述了制备α-GOS的方法(参见例如EPI 514551和EP2027863)。
在一个实施方案中,GOS组合物包含为α-GOS的糖与使用β半乳糖苷酶通过半乳糖基转化作用产生的糖的混合物。在另一实施方案中,GOS包含α-GOS。在另一实施方案中,α-GOS包含10-100重量%的α-(Gal)2。在一个实施方案中,GOS仅仅包含使用β半乳糖苷酶通过半乳糖基转化作用产生的糖。
在一个实施方案中,GOS组合物可以包含具有α连接和β连接的GOS。
在一个实施方案中,除了一种或多种微生物外,药物组合物、剂型或试剂盒包含低聚糖组合物,该组合物是低聚糖的混合物,该混合物包含1-20重量%的二糖、1-20重量%的三糖、1-20重量%的四糖、和1-20重量%的五糖。在另一实施方案中,低聚糖组合物是低聚糖的混合物,其基本上由1-20重量%的二糖、1-20重量%的三糖、1-20重量%的四糖、和1-20重量%的五糖组成。
在一个实施方案中,益生元组合物是低聚糖的混合物,该混合物包含1-20重量%的聚合度(DP)为1-3的糖,1-20重量%的DP为4-6的糖、1-20重量%的DP为7-9的糖、和1-20重量%的DP为10-12的糖、1-20重量%的DP为13-15的糖。
在另一实施方案中,益生元组合物包含低聚糖的混合物,该混合物包含50-55重量%的二糖、20-30重量%的三糖、10-20重量%的四糖、和1-10重量%的五糖。在一个实施方案中,GOS组合物是低聚糖的混合物,该混合物包含52重量%的二糖、26重量%的三糖、14重量%的四糖、和5重量%的五糖。在另一实施方案中,益生元组合物包含低聚糖的混合物,该混合物包含45-55重量%的三糖、15-25重量%的四糖、1-10重量%的五糖。
在某些实施方案中,根据本发明的组合物包含如WO 2005/039597(N.V.Nutricia)和美国专利申请20150004130(其通过引用并入本文)中所公开的中性和酸性寡糖的混合物。在一个实施方案中,酸性寡糖的聚合度(DP)为1至5000。在另一个实施方案中,DP为1至1000。在另一个实施方案中,DP为2至250。如果使用具有不同聚合度的酸性寡糖的混合物,酸性寡糖混合物的平均DP优选在2和1000之间。酸性寡糖可以是均相或多相碳水化合物。酸性寡糖可以由果胶,果胶酸盐,藻酸盐,软骨素,透明质酸,肝素,乙酰肝素,细菌碳水化合物,唾液酸聚糖(sialoglycan),岩藻多糖,低聚岩藻糖(fucooligosaccharide)或角叉菜胶制成,且优选由果胶或藻酸盐制备。酸性寡糖可以通过WO 01/60378中描述的方法制备,其通过引用并入本文。酸性寡糖优选由高甲氧基化果胶制备,其特征在于高于50%的甲氧基化度。如本文所用,“甲氧基化度”(也称为DE或“酯化度”)意指多聚半乳糖醛酸链中含有的游离羧酸基团被酯化(例如通过甲基化)的程度。在一些实施方案中,酸性寡糖具有高于约10%,高于约20%,高于约50%,高于约70%的甲氧基化度。在一些实施方案中,酸性寡糖具有高于约10%,高于约20%,高于约50%,高于约70%的甲基化程度。
本发明中使用的术语中性低聚糖是指具有超过2,超过3,超过4或超过10的单糖单元聚合度的糖,其不消化或仅通过存在于人上消化道(小肠和胃)中的酸或消化酶的作用在肠中部分消化但由人肠道菌群发酵并且优选缺乏酸性基团。中性寡糖在结构上(化学上)不同于酸性寡糖。本文所用的术语中性寡糖优选是指低聚糖的聚合度低于60单糖单元的糖。术语单糖单元是指具有封闭环结构的单元,例如吡喃糖或呋喃糖形式。在一些实施方案中,中性寡糖包含至少90%或至少95%的选自甘露糖,阿拉伯糖,果糖,岩藻糖,鼠李糖,半乳糖,-D-吡喃半乳糖,核糖,葡萄糖,木糖及其衍生物的单糖单元,以其中所含的单糖单元的总数计算。合适的中性低聚糖优选由肠道菌群发酵。合适的中性低聚糖的非限制性实例是纤维二糖(4-O-β-D-吡喃葡萄糖基-D-葡萄糖),纤维糊精((4-O-β-D-吡喃葡萄糖基)n-D-葡萄糖),B-环糊精(α-1-4-连接的D-葡萄糖的环状分子;α-环糊精-六聚体,β-环糊精-七聚体和γ-环糊精-八聚体),难消化的糊精,低聚龙胆糖(β-1-6连接的葡萄糖残基的混合物,一些1-4连接),低聚葡萄糖(α-D-葡萄糖的混合物),异麦芽低聚糖(线性α-1-6连接的葡萄糖残基,具有一些1-4连接),异麦芽糖(6-O-α-D-吡喃葡萄糖基-D-葡萄糖);异麦芽三糖(6-O-α-D-吡喃葡萄糖基-(1-6)-α-D-吡喃葡萄糖基-D-葡萄糖),潘糖(6-O-α-D-吡喃葡萄糖基-(1-6)-α-D-吡喃葡萄糖基-(1-4)-D-葡萄糖),白菌二糖(5-O-α-D-吡喃葡萄糖基-D-吡喃果糖苷),帕拉金糖或异麦芽酮糖(6-O-α-D-吡喃葡萄糖基-D-果糖),theanderose(O-α-D-吡喃葡萄糖基-(1-6)-O-α-D-吡喃葡萄糖基-(1-2)-B-D-呋喃果糖苷),D-塔格糖(agatose),D-来苏-己糖,乳果糖(O-β-D-吡喃半乳糖基-(1-4)-O-α-D-吡喃葡萄糖基-(1-2)-β-D-呋喃果糖苷),α-半乳低聚糖包括蜜三糖、水苏糖和其它大豆低聚糖(O-α-D-半乳吡喃糖基-(1-6)-α-D-吡喃葡萄糖基-β-D-呋喃果糖苷),β-半乳低聚糖或反式半乳低聚糖(β-D-半乳吡喃糖基-(1-6)-[β-D-吡喃葡萄糖基]n-(1-4)α-D葡萄糖),乳酮糖(4-O-β-D-吡喃半乳糖基-D-果糖),4′-半乳糖基乳糖(O-D-吡喃半乳糖基-(1-4)-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1-4)-D-吡喃葡萄糖),合成的半乳糖低聚糖(neogalactobiose,isogalactobiose,galsucrose,异乳糖I、II和III),Levan型果聚糖(β-D-(2→6)-呋喃果糖基)nα-D-吡喃葡萄糖苷),菊粉型果聚糖(β-D-((2→1)-呋喃果糖基)nα-D-吡喃葡萄糖苷),1f-β-蔗果五糖(fructofuranosylnystose)(β-D-((2→1)-呋喃果糖基)n B-D-呋喃果糖苷),木糖低聚糖(B-D-((1→4)-木糖)n,lafinose,低聚乳果糖和低聚阿拉伯糖。
在一些实施方案中,中性低聚糖选自下组:果聚糖、低聚果糖、难消化的糊精低聚半乳糖(包括反式低聚半乳糖)、低聚木糖、低聚阿拉伯糖、低聚葡萄糖、低聚甘露糖、低聚岩藻糖和其混合物。
合适的低聚糖和其制备方法进一步描述在Laere K.J.M.(Laere,K.J.M.,Degradation of structurally different non-digestible oligosaccharides byintestinal bacteria:glycosylhydrolases of Bi.adolescentis.PhD-thesis(2000),Wageningen Agricultural University,Wageningen,The Netherlands)中,其全部内容通过引用并入本文。反式半乳糖低聚糖(TOS)例如以商标VivinalTM(Borculo DomoIngredients,Netherlands)销售。可以通过玉米淀粉热解产生的不可消化的糊精包含如天然淀粉中存在的α(1→4)和α(1→6)糖苷键,并含有1→2和1→3连接和左旋葡聚糖。由于这些结构特征,难消化的糊精含有由人类消化酶部分地水解的发育良好的分支颗粒。许多其他商业来源的难消化的寡糖是本领域技术人员容易获得和已知的。例如,反式半乳低聚糖可获自Yakult Honsha Co.,Tokyo,Japan。大豆低聚糖可获自Calpis Corporation,其由Ajinomoto U.S.A.Inc.,Teaneck,N.J分配。
在进一步优选的实施方案中,本文所述的药物组合物的益生元混合物包含由果胶、藻酸盐及其混合物制备的DP为1至5000的酸性寡糖;和选自果聚糖,低聚果糖,难消化的糊精,低聚半乳糖(包括反式低聚半乳糖),低聚木糖,阿拉伯低聚糖,葡萄糖低聚糖,低聚甘露糖,低聚岩藻糖和其混合物的中性寡糖。
在某些实施方案中,益生元混合物包含木糖。在其它实施方案中,益生元混合物包含木糖聚合物(即木聚糖)。在一些实施方案中,益生元包括木糖衍生物,例如木糖醇,通过木糖的催化氢化还原木糖产生的糖醇,以及木糖低聚物(例如低聚木糖)。虽然木糖可以被人消化,但通过木糖基转移酶活性,人体消化的大多数木糖在尿液中排泄。相比之下,一些微生物在木糖代谢中是高效的,或者可以选择用于增强的木糖代谢。微生物木糖代谢可以通过至少四个途径发生,包括异构酶途径,Weimburg途径,Dahms途径,以及对于真核微生物,氧化-还原酶途径。
木糖异构酶途径包含D-木糖通过木糖异构酶向D-木酮糖的直接转化,之后通过木酮糖激酶将D-木酮糖磷酸化以得到D-木酮糖-5-磷酸,其为磷酸戊糖途径的中间体。
在Weimberg途径中,D-木糖被D-木糖脱氢酶氧化成D-木糖内酯。然后,D-木糖脱氢酶被内酯酶水解以得到D-木糖酸,然后木糖酸脱水酶活性得到2-酮-3-脱氧木糖酸。Weimberg途径的最终步骤是形成2-酮戊二酸半醛的脱水酶反应和形成2-酮戊二酸(Krebs循环的中间体)的氧化反应。
Dahms途径遵循与Weimberg途径相同的机制,但一旦产生2-酮-3-脱氧木糖酸,则歧化。在Dahms途径中,醛缩酶将2-酮-3-脱氧木糖酸分裂成丙酮酸和乙醇醛。
还被称为木糖还原酶-木糖醇脱氢酶途径的木糖氧化还原酶途径是通过木糖还原酶将木糖还原成木糖醇开始,然后通过木糖醇脱氢酶将木糖醇氧化成D-木酮糖。如在异构酶途径中,氧化还原酶途径的下一步骤是通过木酮糖激酶磷酸化D-木酮糖以产生D-木酮糖-5-磷酸。
木糖存在于食物如水果和蔬菜以及其他植物如用于木材和纸浆生产的树中。因此,可以在这些植物的提取物中获得木糖。可以使用已知方法从各种植物来源获得木糖,包括酸水解,然后进行各种类型的色谱。制备木糖的这类方法的实例包括在M Maurelli,L.等(2013),Appl.Biochem.Biotechnol.170:1104-1118;Hooi H.T.等(2013),Appl.Biochem.Biotechnol.170:1602-1613;Zhang H-J.等(2014),BioprocessBiosyst.Eng.37:2425-2436中描述的那些方法。
优选地,木糖的代谢和/或在本发明的药物组合物中提供的由于木糖代谢引起的微生物群的转变赋予宿主益处,例如,免疫耐受性。例如,在其中患者处于GVHD的危险中或患有GVHD的方面,免疫耐受性可降低移植物抗宿主活性而同时保持移植物抗白血病活性。在另一个例子中,在其中患者患有乳糜泻的方面,免疫耐受性防止对谷蛋白的不适当的免疫反应。木糖可以例如,i)是对自身免疫性疾病和/或炎性疾病相关病原体或致病有机体细胞毒性的,ii)是对自身免疫性疾病和/或炎性疾病相关病原体或致病有机体细胞抑制的,iii)能够降低自身免疫疾病-和/或炎性疾病相关病原体或致病有机体的生长,iv)能够抑制自身免疫性疾病和/或炎性疾病相关病原体或致病有机体的生长,v)能够减少自身免疫性疾病和/或炎性疾病相关病原体或致病有机体的定植,vi)能够抑制自身免疫性疾病和/或炎性疾病相关病原体或致病有机体的定植,vii)能够在宿主中引发降低自身免疫性和/或炎性疾病的风险的免疫调节反应,viii)能够在宿主中引发降低自身免疫性和/或炎性紊乱的严重性的免疫调节反应,ix)能够通过其对微生物群的影响直接或间接地促进屏障完整性,或x)i)-ix)的任何组合。
在一些实施方案中,药物组合物或剂型包含细菌群体和木糖,其量有效地促进宿主中梭菌科(Clostridiacea)的选择细菌的生长,包括梭菌属、瘤胃球菌属或布氏菌属的成员或其近缘细菌。在一些实施方案中,药物组合物或剂型进一步有效地促进梭菌科的选择细菌的增殖,包括梭菌属、瘤胃球菌属或布氏菌属的成员或其近缘细菌。在某些实施方案中,药物组合物或剂型包含细菌群体和木糖,其量有效促进梭菌科的选择细菌的定植和/或植入,包括梭菌属、瘤胃球菌属或布氏菌属的成员或其近缘细菌。在优选的实施方案中,药物组合物或剂型还能够改变微失态失调状态,使得宿主被病原体,致病有机体,疾病相关微生物或其组合的生长,增殖,定植和/或植入,使得至少一种病原体,致病有机体或疾病相关微生物的群体减少2倍,5倍,10倍,50倍,100倍,200倍,500倍,1000倍,10000倍,或超过10000倍。在一个实施方案中,药物组合物或剂型能够从宿主中局部地或全身地消除至少一种病原体,致病有机体或疾病相关微生物。
在一些实施方案中,益生元混合物包含已被修饰的碳水化合物单体或聚合物,即被其它取代基(例如乙酰基,葡糖醛酸残基,阿拉伯糖残基等)取代(参见美国专利申请20090148573,通过引用并入本文)。如本文所用,术语“修饰的”是指从参考分子修饰的分子,且不仅包括人工产生的分子而且包括天然存在的分子。在优选的实施方案中,修饰发生在参考碳水化合物的一个或多个羟基处。在一些实施方案中,修饰发生在碳-2(C2)处,修饰发生在碳-6(C6)或其组合。
在一些实施方案中,碳水化合物(单体或优选聚合物)用一个或多个亲水基团修饰。亲水基团的非限制性实例包括乙酰基,4-O-甲基-α-D-葡萄糖醛酸残基,L-阿拉伯呋喃糖残基,L-阿拉伯糖残基和α-D-葡萄糖醛酸残基。在一些实施方案中,修饰是用-H,-CH2OH,-CH3或-NH2代替一个或多个羟基。
在一些实施方案中,组合物包含引发免疫调节反应的至少一种碳水化合物。示例性的免疫调节碳水化合物包括(但不限于)低聚果糖,糖胺聚糖(例如硫酸肝素,硫酸软骨素A,透明质酸),O-聚糖和角叉菜聚糖寡糖,以及低聚半乳糖。免疫调节性碳水化合物可以从植物或微生物中纯化或可以合成地衍生。免疫调节性碳水化合物可以有效地例如预防疾病,抑制症状,治疗疾病或其任何组合。
在一些实施方案中,免疫调节性碳水化合物是C型凝集素受体配体。在优选的实施方案中,C-型凝集素受体配体由一种或多种真菌物种产生。在其它实施方案中,免疫调节性碳水化合物是细菌外多糖,例如(但不限于)由枯草芽孢杆菌,短双歧杆菌或脆弱拟杆菌产生的胞外多糖(EPS)。在一些方面,免疫调节性碳水化合物是两性离子多糖。在一些方面,免疫调节性碳水化合物调节宿主中的toll样受体2(TLR2)和/或toll样受体4(TLR4)反应。例如,可以通过TLR4激动剂例如但不限于枯草芽孢杆菌EPS来预防以肠炎症为特征的自身免疫性或炎性疾病(Jones S,Paynich ML,Kearns DB,Knight KL,2014.通过细菌外多糖的肠道炎症保护,“免疫学杂志”192:4813-4820)。免疫调节性碳水化合物还可以激活CD4+ T细胞和/或导致抗炎性细胞因子白介素-10的上调(Mazmanian SK,Kasper DL,2006.Thelove-hate relationship between bacterial polysaccharides and the host immunesystem.Nat.Rev Immunol.6:849-858)。可以基于糖残基的存在,丰度,分布,修饰和/或连接来选择施用于患者的免疫调节性碳水化合物。例如,可以基于i)甘露糖残基的高丰度,ii)末端吡喃甘露糖基(t-Man)残基和/或2,6连接的甘露吡喃糖基残基(2,6-Man)的存在,iii)在大约8:2至9:1范围内的甘露糖与葡萄糖残基的比率,iv)半乳糖残基的存在,v)正电荷区域,或vi)其组合来选择用于预防肠道疾病或肠道中显示的自身免疫性病症(非限制性实例为IBD和GVHD)的免疫调节性碳水化合物。
碳水化合物可以根据选择施用于哺乳动物受试者的微生物的发酵或代谢偏好来选择。选择标准包括但不限于糖的复杂性(例如,单糖(包括但不限于葡萄糖)相对低聚糖或淀粉)以及按照期望的最终产物。非限制性实例包括发酵产物乙醇和二氧化碳(CO2)(例如,通过酵母属、发酵单胞菌属的乙醇发酵)、乳酸(例如,通过乳球菌属、链球菌属、肠球菌属、片球菌属和一些乳杆菌属物种的同型乳酸发酵),乳酸、乙醇和二氧化碳(例如,通过一些乳杆菌属的种以及明串珠菌属、酒球菌属和魏斯氏菌属的异乳酸发酵(其包括磷酸酮醇酶途径)),丁醇、丙酮、CO2和H2(通过一些梭菌属的丙酮-丁醇发酵)及短链脂肪酸(有或没有其他产物的产生)(Muller V,2011.Bacterial Fermentation.Encyclopedia of LifeSciences)。导致短链脂肪酸产生的发酵的实例包括同型乙酸发酵(例如,通过醋杆菌属,并产生乙酸),丙酸发酵(例如通过丙酸杆菌属,并产生丙酸盐、乙酸盐和二氧化碳)、混合酸发酵(例如,通过埃希氏杆菌属,并产生乙醇、乳酸、乙酸、琥珀酸、甲酸、二氧化碳和氢气),丁酸发酵(例如,通过一些梭菌属,产生丁酸、二氧化碳和氢气),以及2,3-丁二醇发酵(例如,通过肠杆菌属,产生乙醇、丁二醇、乳酸、甲酸、二氧化碳和氢气)。在一些实施方案中,可以通过微生物酶途径的计算分析来实现与一种或多种类型的微生物共同配制或共同施用的碳水化合物的选择,包括但不限于代谢/发酵途径酶(包括但不限于不限于表4中提供的酶)的存在。
其它益生元包括能够由本文所含组合物的微生物选择性或半选择性地利用的分子。微生物利用感兴趣的代谢物的能力由该微生物的基因组能力决定。公共数据库已经鉴定了许多微生物并使基因组的注释自动化,以允许对微生物潜在地能够利用的代谢物进行计算分析。诸如直系同源基团组集群(COG)数据库的数据库以这种方式表征来自各种物种的基因组,并且能够表征新测序的基因组(例如参见Tatusov等人2000.Nucl Acid Res)。此外,途径分析将COG分为不同类别,其具有单字母化代码,包括J,翻译;L复制,重组和修复,K转录;O分子伴侣及相关功能,M,细胞壁结构和生物发生与外膜,N分泌运动和趋化性;T信号转导;P无机离子转运和代谢;C能量产生和转化;G,碳水化合物代谢和转运;E氨基酸代谢和转运;F,核糖核酸代谢和转运;D细胞分裂和染色体分配;R一般功能预测。在优选实施方案中,将类别N,M,P,C,G,E和F的COG选择为优选COG以同时提供在特定基质上增加的生长和与抗肿瘤性质相关的改良行为。在其他优选实施方案中,包括C,G,E的COG和特定COG功能列于表4中。
通过搜索感兴趣的微生物中存在而在其他竞争生物体的大集合中不存在的特定功能来选择在宿主中或宿主的其他微生物中特异性或半富集的COG。对于组织内表达的酶进行宿主的组织特异性分析以鉴定宿主中组织特异性的酶活性。特定功能不存在于选自宿主,宿主组织,疾病相关微生物群,宿主肠道微生物群,对微生物组合物的植入特异性的宿主小生境(例如胃肠道,皮肤)的至少90%,至少80%,至少70%,至少60%,至少50%,至少40%,至少30%,至少20%或至少10%的其他生物体。
一旦鉴定这些COG,使用诸如KEGG的数据库来关联酶功能以鉴定作为这些选择性COG的底物的代谢物。此外,在COG的底物组上重复用于产生选择性代谢物的选择性分析,以验证途径和代谢物对所需的微生物组合物是选择性的。
还提供了微生物群体和碳水化合物或促进期望的微生物生长而同时可选地抑制不期望的微生物生长其他材料的共同制剂。例如,将一种或多种细菌实体包封在碳水化合物层或涂层中(示例性制剂包括木糖-PEG和/或木糖-PEG-PLGA)。
对于特定益生菌选择益生元
众所周知,生物体(包括细菌)显示出不同碳水化合物的优先和分级利用。一些细菌将根本不响应于糖,而一些细菌将优先使用糖。糖对于细菌的代谢物作用反映了细菌如何感知和响应于其环境。为细菌提供具有优先利用的糖可以促进其生长/选择。相反,向细菌提供不优选的糖可导致其向下选择(down selection)。例如,特定的糖可能不是代谢的优选底物,因此可用于使特定微生物(例如细菌)物种或菌株的生长和/或增殖产生偏向或者增强特定微生物(例如细菌)物种或菌株的生长和/或增殖。此外,特定的糖或其代谢可以用作促进宿主中期望的微生物群体的存活、定植和/或植入的选择剂。替代地或同时地,特定的糖或其代谢可以用作选择剂以减少或消除宿主中不期望的微生物群体的存活、定植和/或植入。
可以根据选择施用于哺乳动物受试者的微生物的发酵或代谢偏好而选择碳水化合物。选择标准包括但不限于糖复杂性(例如,单糖(包括但不限于葡萄糖)相对于寡糖或淀粉)以及期望的最终产物。非限制性实例包括发酵产物乙醇和二氧化碳(CO2)(例如,通过酵母属、发酵单胞菌属的乙醇发酵)、乳酸(例如,通过乳球菌属、链球菌属、肠球菌属、片球菌属和一些乳杆菌属物种的同型乳酸(homolactic acid)发酵),乳酸、乙醇和CO2(例如,通过乳杆菌属以及明串珠菌属、酒球菌属和魏斯氏菌属中的一些物种的异乳酸(heterolacticacid)发酵(其包括磷酸酮醇酶途径)),丁醇、丙酮、CO2和H2(通过一些梭菌属的丙酮-丁醇发酵)及短链脂肪酸(有或没有其他产物的产生)(Muller V,2011.BacterialFermentation.Encyclopedia of Life Sciences)。导致短链脂肪酸产生的发酵的实例包括同型乙酸发酵(例如,通过醋杆菌属,并产生乙酸)、丙酸发酵(例如,通过丙酸杆菌属,并产生丙酸、乙酸和CO2)、混合酸发酵(例如,通过埃希氏杆菌属,并产生乙醇、乳酸、乙酸、琥珀酸、甲酸、CO2和H2)、丁酸发酵(例如,通过一些梭菌属,产生丁酸、CO2和H2)以及2,3-丁二醇发酵(例如,通过肠杆菌属,产生乙醇、丁二醇、乳酸、甲酸、CO2和H2)。在一些实施方式中,可以通过微生物酶途径的计算分析(包括但不限于代谢/发酵途径酶(包括但不限于不限于表4中提供的酶)的存在)实现用于与一种类型的微生物或多种类型的微生物共同配制或共同施用的碳水化合物的选择。
在优选实施方式中,基于能够产生免疫调节性SCFA的一种或多种微生物的发酵或代谢偏好(例如,对于复杂糖相对于简单糖的偏好,或者对于发酵产物相对于益生元的偏好)选择微生物或微生物组合物的类型和益生元的类型混合物的组合。例如,M.eldsenii相对于葡萄糖发酵更偏好乳酸发酵,并且哺乳动物受试者中M.eldsenii的丙酸产生的最大化可以因此通过与M.eldsenii一起施用有利的底物(例如乳酸)或一种或多种能够将葡萄糖发酵成乳酸的微生物(例如,牛链球菌(Streptococcus bovis))而实现(Hosseini E.等,2011.Propionate as a health-promoting microbial metabolite in the humangut.Nutrition Reviews,69(5):245-258)。
免疫调节也可以通过微生物产生谷胱甘肽或γ-谷氨酰半胱氨酸而实现。因此,在某些实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含能够产生谷胱甘肽和/或γ-谷氨酰半胱氨酸的至少一种类型的微生物。
在一些方面,组合物、剂型或试剂盒包含对于谷氨酸半胱氨酸连接酶(例如发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum))和/或L-脯氨酸生物合成酶(例如大肠杆菌)的存在而选择的一种或多种微生物(Peran等,2006.Lactobacillus fermenum,a probiotic capableto release glutathione,prevents colonic inflammation in the TNBS model of ratcolitis.Int J Colorectal Dis.21(8):737-746;Veeravalli等,2011.Laboratoryevolution of glutathione biosynthesis reveals naturally compensatorypathways.Nat Chem Bio.7(2):101-105)。在优选实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒中的至少一种微生物是发酵乳杆菌。
VII.使用益生元和/或益生菌改变微生物组的方法
本文公开了用于预防、控制和治疗免疫和炎性疾病、失调和病症以及一般营养健康的含有非致病性的、具有萌发能力的细菌实体和/或真菌实体的治疗组合物。这些组合物在适合安全施用于人和其它哺乳动物受试者的方面是有利的,并且在众多免疫和炎性疾病、失调和病症以及一般营养健康方面是有效的。虽然基于孢子的组合物是已知的,但这些通常是根据各种各样的技术制备,例如液体细菌培养物的冻干或喷雾干燥,从而导致差的功效、不稳定性、显著的变异性和缺乏足够的安全性。
现已发现细菌实体和/或真菌实体的群体可以从获自包括人的哺乳动物受试者的生物材料获得。将这些群体配制成本文提供的组合物,并使用本文提供的方法施用于哺乳动物受试者。
纯化的孢子群体。在一些实施方式中,细菌组合物包含纯化的孢子群体。如本文所述,纯化的孢子群体含有人肠道微生物群的共生细菌的组合,其当施用于哺乳动物受试者时,具有能够有意义地提供健康微生物群的功能的能力。不限于特定的机制,据认为这样的组合物抑制病原体(如艰难梭菌、沙门氏菌属的种、致肠病的大肠埃希氏菌、梭杆菌属的种、克雷白氏菌属的种和万古霉素抗性肠球菌属的种)的生长,使得可以保持健康的、多样的和保护性的微生物群,或者在致病性细菌感染的情况下,在重新定殖(repopulate)肠腔以重建对潜在病原体的生态控制。在一个实施方式中,纯化的孢子群体可以植入宿主中并保持存在1天、2天、3天、4天、5天、6天、7天、10天、14天、21天、25天、30天、60天、90天或超过90天。此外,纯化的孢子群体可以诱导在纯化的孢子群体中不存在或以较低水平存在的在健康肠道中发现的其他健康共生细菌植入宿主中,且因此这些物种被认为“增加”所递送的孢子群体。以这种方式,接受者的肠道中纯化的孢子群体的共生物种增加导致肠道微生物群比最初存在的更加多样化的群体。
优选地,治疗组合物中提供的一种或多种微生物累加地、更优选协同地发挥作用以赋予宿主益处,例如,免疫耐受性。例如,在患者处于GVHD的风险中或患有GVHD的方面,免疫耐受性可降低移植物抗宿主活性,同时保持移植物抗白血病活性。在另一个实例中,在患者患有乳糜泻的方面,免疫耐受性防止对谷蛋白的不适当的免疫反应。微生物可以累加地或协同地,例如,i)对自身免疫性疾病和/或炎性疾病相关病原体或致病有机体具有细胞毒性,ii)对自身免疫性疾病和/或炎性疾病相关病原体或致病有机体具有细胞抑制性,iii)能够减少自身免疫性疾病和/或炎性疾病相关病原体或致病有机体的生长,iv)能够抑制自身免疫性疾病和/或炎性疾病相关病原体或致病有机体的生长,v)能够减少自身免疫性疾病和/或炎性疾病相关病原体或致病有机体的定植,vi)能够抑制自身免疫性疾病和/或炎性疾病相关病原体或致病有机体的定植,vii)能够在宿主中引发降低自身免疫性和/或炎性疾病的风险的免疫调节反应,viii)能够在宿主中引发降低自身免疫性和/或炎性疾病的严重度的免疫调节反应;或者ix)i)-viii)的任何组合。
本文所述的微生物可以累加地或协同地、分别远端地(例如,口服施用的微生物减少不是在胃肠道中的器官中的总微生物负荷或者阴道内施用的微生物减少不是在阴道中的器官中的总微生物负荷)或局部地(例如,肠或阴道)减少自身免疫性疾病或炎性疾病相关病原体或致病有机体的类型的数量。远端位置包括但不限于肝、脾、输卵管和子宫。
因此提供了配制用于阴道施用的组合物,例如细菌群体。细菌群体能够穿过阴道组织转位到远端位置,或从阴道腔易位到胃肠道中。
类似地,本文所述的微生物可以累加地或协同地、远端地(例如,其中微生物的肠施用导致改变皮肤或肝脏处的免疫反应)或局部地(例如,微生物的肠施用导致改变肠中的免疫反应)引发免疫调节反应。
在一些情况下,受体受试者是免疫低下或免疫抑制的,或者是处于发生免疫或炎性紊乱的风险中。
施用细菌组合物以治疗受试者的方法。
具有或不具有益生元的微生物组合物的施用。具有或不具有一种或多种益生元的本发明的微生物组合物适合向有需要的哺乳动物和非哺乳动物施用。在某些实施方式中,哺乳动物受试者是具有微生态失调的一种或多种症状的人受试者,所述症状包括但不限于不期望的致病有机体或病原体的过度生长、关键细菌分类群(例如拟杆菌门或厚壁菌门或其属或种)减少的表现、或与健康个体相比微生物物种多样性的降低、或厌氧细菌总体丰度降低。
当哺乳动物受试者患有特征在于异常微生物群的疾病、失调或病症时,本文所述的细菌组合物适用于其治疗。在一些实施方式中,哺乳动物受试者在用细菌组合物治疗之前未接受过抗生素。例如,哺乳动物受试者在施用治疗组合物之前的一周内未施用至少两个剂量的万古霉素、甲硝唑和/或类似的抗生素化合物。在其它实施方式中,哺乳动物受试者在施用治疗组合物前的一个月内未先前接受过抗生素化合物。在其它实施方式中,哺乳动物受试者已接受使用一种或多种不同抗生素化合物的一种或多种治疗,并且这样的治疗不导致症状改善或症状恶化。在一些实施方式中,组合物在成功的抗生素疗程之后施用以预防微生态失调并增强多样化的、健康的微生物群的恢复。
在一些实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是病原体感染、溃疡性结肠炎、结肠炎、克罗恩病或肠易激病。
在一些实施方式中,治疗组合物在疾病、失调或病症改善之前仅施用一次。在一些实施方式中,治疗组合物以大于两天的间隔施用,例如每三、四、五或六天一次,或每周一次或低于每周一次的频率。或者可以根据设定的时间表间歇地施用制剂,例如每天一次、每周一次或每月一次、或当受试者的原发疾病复发时。在另一个实施方式中,制剂可以长期施用于处于感染这些病原体的风险中或可能是这些病原体的携带者的个体,包括将进行侵入性医疗程序(例如手术)的个体、将要住院的个体、在长期护理或康复机构中的个体、因其专业(牲畜和动物加工工作人员)而暴露于病原体的个体、或可能是病原体的携带者的个体(包括医院工作人员,如医生、护士和其他医疗保健专业人员)。
在其中向受试者施用益生菌组合物和益生元组合物的实施方式中,益生菌和益生元可以同时施用。例如,益生菌组合物可以含有益生元,或者可以与益生元同时施用。在其他实施方式中,益生菌和益生元按照不同方案施用。例如,益生元可以在施用益生菌之前或之后施用。在其它实施方式中,益生元可以定期施用,并且益生菌以与益生元的施用相比具有降低的频率的间隔施用。
还提供了使用本文提供的治疗组合物治疗或预防患有或处于发生代谢性疾病以及选自糖尿病、代谢综合征、肥胖症、心脏病、自身免疫性疾病、肝病和自闭症的失调或病症的风险中的哺乳动物受试者的方法。
在实施方式中,具有或不具有益生元的微生物组合物经肠施用。这优先地包括口服施用,或通过口饲管或鼻饲管(包括鼻胃管、鼻空肠管、口胃管或口空肠管)。在其它实施方式中,施用包括直肠施用(包括灌肠剂、栓剂或结肠镜)。微生物组合物可以施用于胃肠道的至少一个区域,包括口腔、食道、胃、小肠、大肠和直肠。在一些实施方式中,将其施用于胃肠道的所有区域。微生物组合物可以以药物如粉末、胶囊、片剂、凝胶或液体的形式口服施用。微生物组合物还可以通过口服途径或经过鼻胃管以凝胶或液体形式施用,或者通过直肠途径以凝胶或液体形式施用,通过灌肠剂或经过结肠镜输注或通过栓剂施用。在一些实施方式中,上述发明的微生物组合物与一种或更多种益生元经肠施用。
如果组合物通过结肠镜施用,并且任选地,如果含有或不含一种或多种益生元的微生物组合物通过其它直肠途径(例如灌肠剂或栓剂)施用,或者即使受试者进行口服施用,受试者可以进行结肠清洁准备。结肠清洁准备可以帮助适当地使用结肠镜或其它施用装置,但即使在其不用于机械目的时,其也可以使细菌组合物相对于此前驻留在受试者胃肠道中的其他生物体的比例最大化。可以使用任何通常可接受的结肠清洁准备,例如当受试者进行结肠镜检查时通常提供的那些。
为了评估受试者,在施用纯化的细菌群体后1天至6个月的治疗后评估微生态失调的症状。在此期间收集粪便物质,并且可以通过16S rDNA或宏基因组测序分析或本领域技术人员通常使用的其他分析评估存在于胃肠道中的微生物。孢子群体提供的物种的重新定殖以及不存在于孢子群体中的共生微生物的增强将在此时发生,因为孢子群体催化肠道或阴道生态重塑为健康生活状态。
治疗受试者的方法。在一些实施方式中,本文公开的组合物施用于患者或使用者(有时统称为“受试者”)。本文所用的“施用”和“给药”包括其中一个人指导另一个人以某种方式和/或为某个目的消耗细菌组合物的实施方式,以及其中使用者独立于或不同于从第二个人接收到的任何指令以某种方式和/或为某个目的使用细菌组合物的情况。其中一个人指导另一个人以某种方式和/或为某个目的消耗细菌组合物的实施方式的非限制性实例包括医生对患者规定行为和/或治疗的过程的情况,父母命令未成年使用者(如儿童)消耗细菌组合物的情况,训练者建议使用者(例如运动员)遵循特定的行为和/或治疗过程的情况,以及制造商、分销商或营销人员对最终用户推荐使用的情形,例如通过在包装上或在提供的与产品的销售或营销相关的其他材料上的广告或标签。
具有或不具有一种或多种益生元的微生物组合物提供对抗一种或多种感兴趣的GI病原体的感染的保护和/或治疗效果,并且可以在已解决急性感染情况之后施用以防止复发,如果细菌组合物不是和GI病原体一样对抗生素敏感,在急性感染情况期间作为抗生素疗法的补充剂施用,或者预防感染或减少从疾病携带者的传播。
具有或不具有一种或多种益生元的本发明微生物组合物可用于各种临床情况。例如,当患者患有急性感染时,组合物可以作为抗生素的补充治疗施用,以减少在急性感染已经消退后的复发风险,或当患者将与具有或处于严重胃肠感染风险的其他人(医生、护士、医院工作人员、患病或住院的那些人的家庭成员)接近时。
具有或不具有一种或多种益生元的本发明微生物组合物可以施用于动物,包括人、实验室动物(例如,灵长类动物、大鼠、小鼠)、家畜(例如,牛、绵羊、山羊、猪、火鸡、鸡)和家庭宠物(如狗、猫、啮齿动物)。
在本方法中,具有或不具有一种或多种益生元的微生物组合物可以经肠施用,换句话说,通过进入胃肠道或阴道的途径。这包括口服施用、直肠施用(包括灌肠剂、栓剂或结肠镜)、通过口饲管或鼻饲管(鼻胃管、鼻空肠管、口胃管或口空肠管),如本文中更全面详述的。
治疗前方案。在施用具有或不具有一种或多种益生元的微生物组合物之前,患者可任选地进行治疗前方案以使胃肠道或阴道准备接受细菌组合物。在某些实施方式中,治疗前方案是可取的,例如当患者患有具有高度复原性的病原体的急性感染时。在其他实施方式中,治疗前方案是完全任选的,例如当引起感染的病原体不具有复原性时,或者患者已经具有被成功治疗的急性感染,但医生担心感染可能复发时。在这些情况下,治疗前方案可以增强细菌组合物影响患者的微生物组的能力。
作为使患者准备施用微生物生态系统的一种方式,可以施用至少一种抗生素以改变患者中的细菌。作为使患者准备施用微生物生态系统的另一种方式,可以将标准结肠清洁制备物施用于患者以基本上排空结肠内容物,例如用于使患者准备进行结肠镜检查。“基本上排空结肠内容物”这种用法意味着除去结肠内容物的普通体积的内容物的至少75%、至少80%、至少90%、至少95%或约100%。抗生素处理可以在结肠清洁方案之前。
如果患者已经接受用于治疗感染的抗生素,或者如果患者已经接受作为特定治疗前方案的部分的抗生素,则在一个实施方式中,抗生素可以在足够的时间内停止以允许抗生素在施用细菌组合物之前在肠道或阴道中的浓度显著降低。在一个实施方式中,抗生素在施用细菌组合物之前可以中断1、2或3天。在另一个实施方式中,抗生素在施用细菌组合物之前可以中断3、4、5、6或7个抗生素半衰期。在另一个实施方式中,可以选择抗生素,使得细菌组合物中的组分具有高于肠道或阴道中抗生素浓度的MIC50。
细菌组合物或组合物中的元素的MIC 50可以通过本领域公知的方法测定。Reller等,Antimicrobial Susceptibility Testing:A Review of General Principles andContemporary Practices,Clinical Infectious Diseases 49(11):1749-1755(2009)。在这样的实施方式中,抗生素施用与细菌组合物施用之间的额外时间不是必要的。如果治疗前方案是急性感染的治疗的一部分,则可以选择抗生素使得感染对抗生素是敏感的,但细菌组合物中的组分对抗生素不敏感。
施用途径。如上所述,组合物还可以在药学上可接受的载体中体内施用。“药学上可接受的”是指不是生物学上或在其他方面不期望的材料,即材料可与核酸或载体一起施用于受试者而不引起任何不期望的生物学作用或与其被包含在其中的药物组合物的其它组分中的任一种以有害方式相互作用。如本领域技术人员所公知的,载体自然地选择为使活性成分的任何降解最小化,并且使受试者中的任何不良副作用最小化。组合物可以通过适合递送所公开的组合物用于治疗、抑制或预防微生态失调或与微生态失调有关的疾病和失调的任何途径施用,包括但不限于口服、舌下、直肠、肠胃外(例如,静脉内注射(i.v.)、颅内注射(i.e.);肌内注射(i.m.)、腹膜内注射(i.p.)及皮下注射(s.c.)和骨内输注(i.o.))、经皮(使用任何标准贴剂)、身体外、吸入,局部等,包括局部鼻内施用或通过吸入剂施用。本文所述的组合物和剂型可以通过例如皮内、眼睛、鼻(内)、局部、非口服例如气雾剂、吸入、皮下、肌内、口腔、舌下、(经)直肠、阴道、动脉内和鞘内、经粘膜(例如舌下、舌侧、(经)口腔、(经)尿道、阴道(例如,经阴道和阴道周)、膀胱内、肺内、十二指肠内、胃内、支气管内等施用。在优选实施方式中,本文所述的药物组合物和剂型通过选自口服、局部、(经)皮、鼻(内)和直肠的途径施用。在某些实施方式中,鼻(内)施用通过气雾剂或吸入剂实现。
本发明的组合物适用施用于有需要的哺乳动物和非哺乳动物。在某些实施方式中,哺乳动物受试者是具有微生态失调的一种或多种症状的人受试者。
在一些实施方式中,在施用益生菌组合物1小时内给受试者喂食。在另一个实施方式中,在施用益生菌组合物的同时给受试者喂食。
当哺乳动物受试者患有特征在于异常微生物群的疾病、失调或病症时,本文所述的细菌组合物适合于其治疗。在一些实施方式中,哺乳动物受试者在用细菌组合物治疗之前尚未接受抗生素。例如,哺乳动物受试者在施用治疗组合物之前的一周内未施用至少两剂量的万古霉素、甲硝唑和/或类似的抗生素化合物。在其它实施方式中,哺乳动物受试者在施用治疗组合物前的一个月中未接受抗生素化合物。在其它实施方式中,哺乳动物受试者已接受使用一种或多种不同抗生素化合物的一种或多种治疗,并且这样的治疗导致症状不改善或症状恶化。
在一些实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是病原体感染、溃疡性结肠炎、结肠炎、克罗恩病或肠易激病。有益地,治疗组合物在疾病、失调或病症改善之前仅施用一次。在一些实施方式中,治疗组合物以大于两天的间隔施用,例如每三、四、五或六天一次,或每周一次或频率低于每周一次。在其他实施方式中,可以根据设定的时间表间歇地施用制剂,例如每天一次、每周一次或每月一次,或当受试者的原发疾病复发时。在另一个实施方式中,制剂可以长期施用于处于感染这些病原体的风险或可能是这些病原体的携带者的个体,包括将进行侵入性医疗程序(例如手术)的个体、将要住院的个体、住在长期护理或康复机构中的个体、因其专业(牲畜和动物加工工作人员)而暴露于病原体的个体、或可能是病原体的携带者的个体(包括医院工作人员,如医生、护士和其他医疗保健专业人员)。
在某些实施方式中,将微生物组合物肠内施用。这优先地包括口服施用,或通过口管或鼻管(包括鼻胃管、鼻空肠管、口胃管或口空肠管)。在其它实施方式中,施用包括直肠施用(包括灌肠剂、栓剂或结肠镜检查)。微生物组合物可以施用于胃肠道的至少一个区域,包括口腔、食道、胃、小肠、大肠和直肠。在一些实施方式中,将其施用于胃肠道的所有区域。微生物组合物可以以药物如粉末、胶囊、片剂、凝胶或液体的形式口服施用。微生物组合物还可以通过口服途径或经过鼻胃管以凝胶或液体形式施用,或者通过直肠途径以凝胶或液体形式施用,通过灌肠剂或经过结肠镜输注或通过栓剂施用。在上述发明的某些实施方式中,微生物组合物与一种或更多种益生元肠内施用。
如果组合物通过结肠镜施用,并且任选地,如果组合物通过其它直肠途径(例如灌肠剂或栓剂)施用,或者即使受试者进行口服施用,受试者可以进行结肠清洁准备。结肠清洁准备可以帮助适当使用结肠镜或其它施用装置,但即使在其不用于机械目的时,其也可以使细菌组合物相对于此前居住在受试者胃肠道中的其他生物体的比例最大化。例如,结肠清洁准备可以使到达和/或植入到受试者的胃肠道的细菌组合物的细菌实体的量最大化。可以使用任何通常可接受的结肠清洁准备,例如当受试者进行结肠镜检查时通常提供的那些。
用于施用的剂量和时间表
施用于受试者的剂量应足以预防微生态失调、部分地逆转微生态失调、完全逆转微生态失调或建立健康状态的微生物组。在一些方面,施用于受试者的剂量应足以预防与自身免疫性、炎性或屏障失调相关的症状的发作,减少与自身免疫性、炎性或屏障失调相关的症状,消除自身免疫性、炎性或屏障失调相关的症状,或预防自身免疫性、炎性或屏障失调的复发或再发生。
本领域技术人员将认识到,剂量将取决于多种因素,包括所用特定活性成分的强度以及受试者的年龄、物种、状况和体重。剂量的大小也将由施用的途径、时间和频率以及可能伴随特定组合物的施用的任何不良副作用和期望的生理效应的存在、性质和程度决定。
适合的剂量和剂量方案可以通过本领域普通技术人员已知的常规范围发现技术确定。通常,以较小剂量开始治疗,该剂量小于活性成分的最佳剂量。此后,剂量以小的增量增加,直到达到在这种情况下的最佳效果。有效的剂量和治疗方案可以通过例行和常规手段确定,开始于例如实验室动物中的低剂量且然后在监测效果的同时增加剂量,并系统性地改变剂量方案。动物研究通常用于测定生物活性剂的每千克体重最大可耐受剂量(“MTD”)。本领域技术人员有规律地针对在其他物种(包括人)中的功效而避免毒性来外推剂量。
根据临床医生或从业者的判断,考虑到如年龄、体重、疾病的严重度以及每次施用中施用的剂量等因素,给药可以是一种施用或者是两种或更多种施用的组合,例如每天、每两天、每周、每月或其他。
根据上述,在治疗应用中,根据本发明使用的组合物的剂量,除了影响所选剂量的其它因素之外,根据形式,根据受体患者的年龄、体重和临床病症,并且根据施用治疗的临床医生或从业者的经验和判断而变化。通常,剂量应该足以导致减轻并优选消除微生态失调或疾病相关的微生物组,最优选导致从自身免疫性、炎性或屏障失调完全恢复。可以通过培养和/或测序技术,以及通过检测包括但不限于血清、尿和粪便的体液中的微生物生物标志物或通过本领域已知的其他技术,测量微生态失调或疾病相关的微生物组的缓解或消除。通过活检和随后分析免疫细胞、微生物细胞和/或TEER,通过局部或全身测量细胞因子水平,通过检测免疫细胞的生物标志物,通过乳果糖/甘露醇测试,或通过本领域已知的其它技术,可以指示自身免疫性、炎性或屏障疾病、失调或病症的缓解或消除。
在一些实施方式中,微生物、碳水化合物及微生物和益生元组合物在剂型中提供。在某些实施方式中,设计剂型用于施用本文公开的至少一种OTU或其组合,其中所施用的细菌组合物的总量选自0.1ng至10g、10ng至1g、100ng至0.1g、0.1mg至500mg、1mg至100mg或10-15mg。在其他实施方式中,细菌组合物以每天0.1ng至10g、每天10ng至1g、每天100ng至0.1g、每天0.1mg至500mg、每天1mg至100mg或每天10-15mg或更高的速率消耗。
在某些实施方式中,治疗期为至少1天、至少2天、至少3天、至少4天、至少5天、至少6天、至少1周、至少2周、至少3周、至少4周、至少1个月、至少2个月、至少3个月、至少4个月、至少5个月、至少6个月或至少1年。在一些实施方式中,治疗期为1天至1周、1周至4周、1个月至3个月、3个月至6个月、6个月至1年或超过一年。
在一个实施方式中,可以在给定剂型中向患者施用总共约105至约1012个微生物(例如CFU)。在另一个实施方式中,有效量可以以1至500ml或1至500g的具有每ml或每克107至1011个细菌的细菌组合物,或具有107至1011个细菌的1mg至1000mg冻干粉末的胶囊、片剂或栓剂提供。接受急性治疗的患者可以接受比接受长期施用的患者(如医院工作人员或进入长期护理设施的人员)更高的剂量。
本文所述的任何制剂可以在单个时机或多个时机时施用一次,例如每天一次,持续数天;或在施用日每天多次(包括每天两次、每天三次或至多每天五次)。在另一个实施方式中,制剂可以根据设定的时间表间歇地施用,例如每周一次、每月一次、或当患者从原发疾病复发时。在一个实施方式中,制剂可以长期施用于处于感染这些病原体的风险中或可能是这些病原体的携带者的个体,包括将进行侵入性医疗程序(例如手术)的个体、将要住院的个体、住在长期护理或康复设施中的个体、因其专业而暴露于病原体的个体(牲畜和动物加工工作人员)、或可能是病原体的携带者的个体(包括医院工作人员,如医生、护士和其他医疗保健专业人员)。
患者选择。可以针对个体患者或具有特定特征的患者选择具有或不具有一种或多种益生元的特定微生物组合物。例如,可以对给定患者进行16S测序以鉴定存在于他或她的微生物群中的细菌。测序可以使用16S测序分析患者的整个微生物组的谱(到科、属或种水平),使用16S测序分析的患者微生物组的一部分的谱,或者其可用于检测作为针对健康或特定疾病状态的生物标志物(例如多重耐药性生物体或关注的特定属如埃希氏菌属(Escherichia)的标志物)的特定候选细菌的存在或不存在。基于生物标志物数据,可以选择施用于患者的特定组合物以补充或补偿患者的微生物群,从而恢复健康或治疗或预防疾病。在另一个实施方式中,可以筛选患者以确定其微生物群的组成而确定成功治疗的可能性。
在一些实施方式中,使用患者组织样品或来自患者组织的微生物培养物的代谢物谱来鉴定发生胃肠道、自身免疫性或炎症反应的风险因素,诊断胃肠道、自身免疫性或炎性疾病,评估所述疾病的预后或严重度,评价治疗方案的成功,或其任何组合。用于诊断目的、预后风险评估或治疗评估目的的示例性代谢物包括短链脂肪酸、胆汁酸和乳酸。在优选实施方式中,在患者的疾病和治疗期间的不同时间点取得代谢物谱,以更好地评价患者的疾病状态,包括恢复或复发事件。这样的监测对于降低患者在免疫调节治疗后发生新的自身免疫性病症的风险也是重要的。在一些实施方式中,代谢物谱对随后的治疗提供信息,包括但不限于治疗组合物的剂量变化、益生元的形成、或特定益生元或细菌群体的施用,以促进期望的微生物群体在宿主中的生长、增殖、定植和/或植入。在一些实施方式中,患者具有通过治疗增强的期望微生物群体的缺陷。在一些实施方式中,患者具有通过治疗减少的期望微生物群体过量。
本发明的药物组合物和制剂
制剂。提供的是用于向有需要的人和其他受试者施用的制剂。通常,微生物组合物与另外的活性和/或非活性材料组合以产生最终产物,其可以是单一剂量单位或多剂量形式。在本发明的一些实施方式中,微生物组合物由微生物组成。在本发明的一些实施方式中,微生物组合物由微生物和一种或多种益生元组成。
如本文所述,组合物包含至少一种益生元碳水化合物。“碳水化合物”是指糖或糖的聚合物。术语“糖”、“多糖”、“碳水化合物”和“寡糖”可以互换使用。大多数碳水化合物是具有许多羟基(通常在分子的每个碳原子上一个)的醛或酮。碳水化合物通常具有分子式CnH2nOn。碳水化合物可以是单糖、二糖、三糖、寡糖或多糖。最基本的碳水化合物是单糖,例如葡萄糖、蔗糖、半乳糖、甘露糖、核糖、阿拉伯糖、木糖和果糖。二糖是两个连接的单糖。示例性的二糖包括蔗糖、麦芽糖、纤维二糖和乳糖。通常,寡糖包括三至六个单糖单元(例如棉子糖、水苏糖),而多糖包括六个或更多个单糖单元。示例性多糖包括淀粉、糖原和纤维素。碳水化合物可以含有修饰的糖单元,例如其中除去羟基的2’-脱氧核糖、其中羟基被氟代替的2’-氟核糖、或N-乙酰葡糖胺、葡萄糖的含氮形式(例如2’-氟核糖、脱氧核糖和己糖)。碳水化合物可以以许多不同形式存在,例如构象异构体、环状形式、非环状形式、立体异构体、互变异构体、端基差向异构体和同分异构体。
在一些实施方式中,组合物包含至少一种脂质。如本文所用,“脂质”包括脂肪、油、甘油三酯、胆固醇、磷脂、任何形式的脂肪酸,包括游离脂肪酸。脂肪、油和脂肪酸可以是饱和的、不饱和的(顺式或反式)或部分不饱和的(顺式或反式)。在一些实施方式中,脂质包含至少一种选自月桂酸(12:0)、肉豆蔻酸(14:0)、棕榈酸(16:0)、棕榈油酸(16:1)、十七烷酸(17:0)、十七碳烯酸(17:1)、硬脂酸(18:0)、油酸(18:1)、亚油酸(18:2)、亚麻酸(18:3)、十八碳四烯酸(18:4)、花生酸(20:0)、二十碳烯酸(20:1)、二十碳二烯酸(20:2)、二十碳四烯酸(20:4)、二十碳五烯酸(20:5)(EPA)、二十二烷酸(22:0)、二十二碳烯酸(22:1)、二十二碳五烯酸(22:5)、二十二碳六烯酸(22:6)(DHA)和二十四烷酸(24:0)的脂肪酸。在其它实施方式中,组合物包含至少一种改性脂质,例如已经通过蒸煮改性的脂质。
在一些实施方式中,组合物包含至少一种补充矿物质或矿物质源。矿物质的实例包括但不限于:氯、钠、钙、铁、铬、铜、碘、锌、镁、锰、钼、磷、钾和硒。任何前述矿物质的适合形式包括可溶性矿物盐、微溶性矿物盐、不溶性矿物盐、螯合矿物质、矿物质复合物、非反应性矿物质如羰基矿物质和还原的矿物质,及其组合。
在某些实施方式中,组合物包含至少一种补充维生素。该至少一种维生素可以是脂溶性或水溶性维生素。适合的维生素包括但不限于维生素C、维生素A、维生素E、维生素B12、维生素K、核黄素、烟酸、维生素D、维生素B6、叶酸、吡哆醇、硫胺素、泛酸和生物素。上述任何一种的适合形式是维生素的盐、维生素的衍生物、具有维生素的相同或相似活性的化合物和维生素的代谢物。
组合物可以包含不同类型的载体,取决于其是以固体、液体还是以气雾剂形式施用,以及其是否需要为这样的施用途径如注射而灭菌。本发明可以静脉内、皮内、动脉内、腹膜内、病灶内、颅内、关节内、前列腺内、胸膜内、气管内、鼻内、玻璃体内、阴道内、直肠内、局部、肿瘤内、肌内、腹膜内、皮下、结膜下、囊内、粘膜、心包内、脐带内、眼内、口服、局部、部分地施用、作为注射剂、输注、连续输注、直接浸浴目标细胞的局部化输注施用、经由导管、经由灌洗、作为脂质组合物(例如脂质体)、作为气雾剂施用,或通过如本领域技术人员知晓的其他方法或前述的任何组合施用(参见,例如,Remington’s Pharmaceutical Sciences,第18版.Mack Printing Company,1990,通过引用并入本文)。
在其它实施方式中,组合物包含赋形剂。适合的赋形剂的非限制性实例包括缓冲剂、防腐剂、稳定剂、粘合剂、压实剂、润滑剂、分散增强剂、崩解剂、调味剂、甜味剂和着色剂。
在另一个实施方式中,赋形剂是缓冲剂。适合的缓冲剂的非限制性实例包括柠檬酸钠、碳酸镁、碳酸氢镁、碳酸钙和碳酸氢钙。
在一些实施方式中,赋形剂包含防腐剂。适合的防腐剂的非限制性实例包括抗氧化剂,例如α-生育酚和抗坏血酸,以及抗微生物剂,例如对羟基苯甲酸酯、氯丁醇和苯酚。
在其中益生菌制剂含有厌氧细菌菌株的情况下,可以选择药物制剂和赋形剂以防止细菌菌株暴露于氧。
在其它实施方式中,组合物包含作为赋形剂的粘合剂。适合的粘合剂的非限制性实例包括淀粉、预胶化淀粉、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯基噁唑烷酮(polyvinyloxoazolidone)、聚乙烯醇、C12-C18脂肪酸醇、聚乙二醇、多元醇、糖、寡糖及其组合。
在另一个实施方式中,组合物包含作为赋形剂的润滑剂。适合的润滑剂的非限制性实例包括硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、氢化植物油、sterotex、聚氧乙烯单硬脂酸酯、滑石、聚乙二醇、苯甲酸钠、月桂基硫酸钠、月桂基硫酸镁和轻质矿物油。
在其它实施方式中,组合物包含作为赋形剂的分散增强剂。适合的分散剂的非限制性实例包括淀粉、藻酸、聚乙烯吡咯烷酮、瓜尔胶、高岭土、膨润土、纯化木纤维素、淀粉羟乙酸钠、非同晶(isoamorphous)硅酸盐和作为高HLB乳化剂表面活性剂的微晶纤维素。
在一些实施方式中,组合物包含作为赋形剂的崩解剂。在其它实施方式中,崩解剂是非泡腾崩解剂。适合的非泡腾崩解剂的非限制性实例包括淀粉,例如玉米淀粉、马铃薯淀粉、其预胶化和改性淀粉;甜味剂;粘土如膨润土、微晶纤维素、藻酸盐、淀粉羟乙酸钠;树胶如琼脂胶、瓜尔胶、角豆胶、刺梧桐胶、果胶(pecitin)和黄蓍胶。在另一个实施方式中,崩解剂是泡腾崩解剂。适合的泡腾崩解剂的非限制性实例包括与柠檬酸组合的碳酸氢钠,和与酒石酸组合的碳酸氢钠。
在另一个实施方式中,赋形剂包括调味剂。调味剂可以选自合成调味油和调味芳族化合物;天然油;植物、叶、花和果实的提取物;及其组合。在一些实施方式中,调味剂选自肉桂油;冬青油;薄荷油;三叶草油;草油;茴香油;桉树油;香草油;柑橘油如柠檬油、橙油、葡萄和葡萄柚油;和果实精油包括苹果、桃、梨、草莓、覆盆子、樱桃、李子、菠萝和杏仁精油。
在其它实施方式中,赋形剂包括甜味剂。适合的甜味剂的非限制性实例包括葡萄糖(玉米糖浆)、右旋糖、转化糖、果糖及其混合物(当不用作载体时);糖精及其各种盐,如钠盐;二肽甜味剂,如阿斯巴甜;二氢查耳酮化合物,甘草甜素;甜叶菊(甜菊苷);蔗糖的氯代衍生物,如三氯蔗糖;和糖醇如山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇(sylitol)等。还考虑的是氢化淀粉水解物和合成甜味剂3,6-二氢-6-甲基-1,2,3-氧杂噻嗪-4-酮-2,2-二氧化物,特别是钾盐(乙酰舒泛-K)及其钠盐和钙盐。
在其它实施方式中,组合物包含着色剂。适合的着色剂的非限制性实例包括食品、药物和化妆品着色剂(FD&C)、药物和化妆品着色剂(D&C)以及外用药物和化妆品着色剂(Ext.D&C)。着色剂可用作染料或其相应色淀(lake)。
制剂中赋形剂或赋形剂组合的重量分数通常为组合物总重量的约99%或更少,例如约95%或更少,约90%或更少,约85%或更少,约80%或更少,约75%或更少,约70%或更少,约65%或更少,约60%或更少,约55%或更少,50%或更少,约45%或更少,约40%或更少,约35%或更少,约30%或更少,约25%或更少,约20%或更少,约15%或更少,约10%或更少,约5%或更少,约2%或更少,或约1%或更少。
本文公开的组合物可以配制成各种形式并通过多种不同的方式施用。组合物可以按需要在含有常规可接受的载体、佐剂和媒介的制剂中口服、直肠或肠胃外施用。本文所用的术语“肠胃外”包括皮下、静脉内、肌内或胸骨内注射和输注技术。在一个示例性实施方式中,组合物口服施用。
用于口服施用的固体剂型包括胶囊、片剂、囊片、丸剂、锭剂、糖锭剂、粉末和颗粒。胶囊通常包括包含细菌组合物的芯材和包封芯材的外壳壁。在一些实施方式中,芯材包括固体、液体和乳液中的至少一种。在其它实施方式中,外壳壁材料包括软明胶、硬明胶和聚合物中的至少一种。适合的聚合物包括但不限于:纤维素聚合物如羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素、乙基纤维素、乙酸纤维素、邻苯二甲酸乙酸纤维素、偏苯三酸乙酸纤维素、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯和羧甲基纤维素钠;丙烯酸聚合物和共聚物,例如由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸铵、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸乙酯形成的那些(例如以商品名“Eudragit”出售的那些共聚物);乙烯基聚合物和共聚物如聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯邻苯二甲酸酯、乙酸乙烯酯巴豆酸共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;和虫胶清漆(纯化的虫胶)。在又一些实施方式中,至少一种聚合物起到掩味剂的作用。
片剂、丸剂等可以被压片、多重压片、多重分层和/或包衣。包衣可以是单一的或多重的。在一个实施方式中,包衣材料包括从植物、真菌和微生物中的至少一种提取的糖、多糖和糖蛋白之一。非限制性实例包括玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、纤维素、半纤维素、葡聚糖、麦芽糖糊精、环糊精、菊粉、果胶、甘露聚糖、阿拉伯胶、角豆胶、牧豆胶(mesquite gum)、瓜尔胶、刺梧桐胶、茄替胶(gum ghatti)、黄蓍胶、海萝(funori)、角叉菜胶、琼脂、藻酸盐、壳聚糖或结冷胶(gellan gum)。在一些实施方式中,包衣材料包含蛋白质。在另一个实施方式中,包衣材料包含脂肪和油中的至少一种。在其它实施方式中,脂肪和油中的至少一种是高温熔融的。在又一个实施方式中,脂肪和油中的至少一种被氢化或部分氢化。在一个实施方式中,脂肪和油中的至少一种源自植物。在其它实施方式中,脂肪和油中的至少一种包含甘油酯、游离脂肪酸和脂肪酸酯中的至少一种。在一些实施方式中,包衣材料包含至少一种可食用蜡。可食用蜡可以源自动物、昆虫或植物。非限制性实例包括蜂蜡、羊毛脂、月桂蜡、巴西棕榈蜡和米糠蜡。片剂和丸剂还可以用肠溶包衣制备。
或者,可以将实施本文公开的细菌组合物的粉末或颗粒引入食品中。在一些实施方式中,食品是口服施用的饮料。适合的饮料的非限制性实例包括果汁、水果饮料、人造风味饮料、人造甜味饮料、碳酸饮料、运动饮料、液体乳制品、奶昔、酒精饮料、咖啡因饮料、婴儿配方食品等。用于口服施用的其它适合的方法包括从含有适合的溶剂、防腐剂、乳化剂、悬浮剂、稀释剂、甜味剂、着色剂和调味剂中的至少一种的非泡腾颗粒重构的水性和非水性溶液、乳液、悬浮液和溶液和/或悬浮液。
在一些实施方式中,食品可以是固体食物。固体食物的适合实例包括但不限于食品棒、零食棒、曲奇、布朗尼、松饼、薄脆饼干、冰淇淋棒、冷冻酸奶棒等。
在其它实施方式中,将本文公开的组合物引入治疗性食物中。在一些实施方式中,治疗性食物是即食食物,其任选地含有一些或所有必需的宏量营养素和微量营养素。在另一个实施方式中,将本文公开的组合物引入设计成被混入现有膳食中的补充食物中。在一个实施方式中,补充食物含有一些或所有必需的宏量营养素和微量营养素。在另一个实施方式中,将本文公开的细菌组合物与现有食物混合或加入到现有食物中以增强食物的蛋白质营养。实例包括主食(谷物、盐、糖、烹饪油、人造黄油)、饮料(咖啡、茶、苏打水、啤酒、酒精饮料、运动饮料)、零食、糖果和其他食物。
在一个实施方式中,将制剂装入用于口服施用的明胶胶囊中。适合的胶囊的实例是含有10(至多100mg)的冻干粉末(108至1011个细菌)、160mg微晶纤维素、77.5mg明胶和2.5mg硬脂酸镁的250mg明胶胶囊。在一个替代性实施方式中,可以使用105至1012个细菌、105至107、106至107或108至1010,如果需要,伴随赋形剂的调整。在一个替代实施方式中,可以使用肠溶包衣胶囊或片剂或具有缓冲或保护性组合物。
具有或不具有一种或多种益生元的微生物组合物通常配制成用于口服或胃施用,通常施用于哺乳动物受试者。在具体实施方式中,组合物配制成作为固体、半固体、凝胶或液体形式口服施用,例如以丸剂、片剂、胶囊或糖锭剂形式。在一些实施方式中,这样的制剂含有或通过肠溶包衣包被以保护细菌经过胃和小肠,尽管孢子通常对胃和小肠具有抗性。在其它实施方式中,具有或不具有一种或多种益生元的微生物组合物可以与萌发剂(germinant)一起配制以增强植入或功效。在又一些实施方式中,细菌组合物可以与益生元物质共配制或共施用以增强植入或功效。在一些制剂中,细菌组合物可以与益生元物质共配制或共施用以增强植入或功效。
具有或不具有一种或多种益生元的微生物组合物可以配制成以单次施用或多次施用在给定哺乳动物受试者中有效。例如,单次施用在施用组合物的哺乳动物受试者中基本上有效减少炎症和免疫应答。基本上有效意味着受试者的炎症和/或免疫应答在施用组合物后降低至少10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%、99%或大于99%。例如,单次施用基本上有效降低施用组合物的哺乳动物受试者中的Cl.difficile和/或Cl.difficile毒素含量。基本上有效意味着受试者的Cl.difficile和/或Cl.difficile毒素含量在施用组合物后降低至少10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%、99%或大于99%。在一些实施方式中,微生物和益生元组合物可以如上所述配制。
将组合物配制成使得单个口服剂量含有至少约1×104个菌落形成单位的细菌实体和/或真菌实体,并且单个口服剂量通常将含有约1×104、1×105、1×106、1×107、1×108、1×109、1×1010、1×1011、1×1012、1×1013、1×1014、1×1015或大于1×1015个CFU的细菌实体和/或真菌实体。给定的纯化孢子种群中给定类型的细菌的存在和/或浓度可以是已知的或未知的。如果已知,例如给定菌株的孢子或所有菌株的集合体的浓度为例如每克组合物或每个施用剂量1×104、1×105、1×106、1×107、1×108、1×109、1×1010、1×1011、1×1012、1×1013、1×1014、1×1015或大于1×1015个活细菌实体(例如,CFU)和/或真菌实体。
在一些制剂中,组合物含有基于质量的至少约0.5%、1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或大于90%的孢子。在一些制剂中,施用剂量以质量计不超过200、300、400、500、600、700、800、900毫克或1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8或1.9克。
细菌和/或真菌可以含有纯化的群体,其包括存在于粪便物质中的细菌实体的实质富集,并且其中组合物任选地包含萌发剂,例如BHIS oxgall、CaDPA、一种或多种氨基酸、糖、核苷、胆汁盐、金属或金属阳离子、脂肪酸和长链烷基胺,或其组合。
最近已经发现,共生微生物(包括许多乳杆菌属物种)的DNA保护以免于固有层树突状细胞的激活并维持调节性T细胞转化(Bouladoux N,Hall JA,Grainger JR,dosSantos LM,Kann MG,Nagarajan V,Verthelyi D和Belkaid Y,2012.Regulatory role ofsuppressive motifs from commensal DNA.Mucosal Immunol.5:623–634)。因此,共生DNA可以保护免于肠道中的结肠炎、IBD和/或其他免疫不耐受。此外,乳杆菌属物种在健康阴道微生物组中普遍存在。因此,来自乳杆菌或其他阴道微生物组共生体的DNA可能抑制阴道内可能破坏正常健康状态的阴道微生物组并导致并发症(如慢性HPV、不育症、流产或UTI)的免疫反应。因此,在某些实施方式中,微生物组合物、药物组合物、剂型或试剂盒另外包含从一个或多个宿主共生体分离的DNA。
组合疗法。具有或不具有一种或多种益生元的微生物组合物可以以组合疗法模式与其它药剂一起施用,包括抗微生物剂。施用可以是顺序的(在数小时或数天期间内),或同时的。
在一个实施方式中,将具有或不具有一种或多种益生元的微生物组合物包括在与一种或多种抗微生物剂的组合疗法中,所述抗微生物剂包括抗细菌剂、抗真菌剂、抗病毒剂和抗寄生虫剂。
抗细菌剂可以包括头孢菌素抗生素(头孢氨苄、头孢呋辛、头孢羟氨苄、头孢唑啉、头孢噻吩、头孢克洛、头孢羟唑、头孢西丁、头孢丙烯和头孢吡普);氟喹诺酮抗生素(盐酸环丙沙星(cipro)、左氧氟沙星(Levaquin)、氧氟沙星(floxin)、加替沙星(tequin)、莫西沙星(avelox)和诺氟沙星(norflox));四环素抗生素(四环素、米诺环素、土霉素和多西环素);青霉素抗生素(阿莫西林、氨苄西林、青霉素V、双氯西林、羧苄西林、万古霉素和甲氧西林);和碳青霉烯抗生素(厄他培南、多立培南、亚胺培南/西司他丁和美罗培南)。
抗病毒剂可以包括阿巴卡韦、阿昔洛韦、阿德福韦、安普那韦、阿扎那韦、西多福韦、地瑞那韦、地拉韦啶、地达诺新、二十二醇、依非韦伦、埃替拉韦、恩曲他滨、恩夫韦地、依曲韦林、泛昔洛韦、膦甲酸、福米韦生、更昔洛韦、茚地那韦、碘苷、拉米夫定、洛匹那韦、马拉维若、MK-2048、奈非那韦、奈韦拉平、喷昔洛韦、雷特格韦、利匹韦林、利托那韦、沙奎那韦、司他夫定、替诺福韦三氟尿苷、伐昔洛韦、缬更昔洛韦、阿糖腺苷、伊巴他滨、金刚烷胺、奥司他韦、金刚乙胺、替拉那韦、扎西他滨、扎那米韦和齐多夫定。
抗真菌化合物的实例包括但不限于多烯抗真菌剂,例如那他霉素、龟裂霉素(rimocidin)、菲利平、制霉菌素、两性霉素B、坎底辛(candicin)和哈霉素;咪唑抗真菌剂,例如咪康唑、酮康唑、克霉唑、益康唑、奥莫康唑、联苯苄唑、布康唑、芬替康唑、异康唑、奥昔康唑、舍他康唑、硫康唑和噻康唑;三唑抗真菌剂,例如氟康唑、伊曲康唑、艾沙康唑、拉夫康唑、泊沙康唑、伏立康唑、特康唑和阿巴康唑;噻唑抗真菌剂,例如阿巴芬净;烯丙胺抗真菌剂,例如特比萘芬、萘替芬和布替萘芬;和棘白菌素抗真菌剂,例如阿达芬净、卡泊芬净和米卡芬净。具有抗真菌性质的其它化合物包括但不限于水蓼二醛、苯甲酸、环匹罗司、托萘酯、十一碳烯酸、氟胞嘧啶或5-氟胞嘧啶、灰黄霉素和卤普罗近(haloprogin)。
在一个实施方式中,将细菌组合物包括在与一种或多种皮质类固醇、美沙拉嗪(mesalazine)、美沙拉明(mesalamine)、柳氮磺吡啶、柳氮磺吡啶衍生物、免疫抑制药物、环孢菌素A、巯基嘌呤、硫唑嘌呤、泼尼松、甲氨蝶呤、抗组胺剂、糖皮质激素、肾上腺素、茶碱、色甘酸钠、抗白三烯、用于鼻炎的抗胆碱能药物、抗胆碱能减充血剂、肥大细胞稳定剂、单克隆抗IgE抗体、疫苗及其组合的组合疗法中。
在一个实施方式中,将细菌组合物包括在与一种或多种另外的GVHD治疗的组合或辅助治疗中。例如,细菌组合物可施用于已经或正在用免疫抑制性治疗例如环孢霉素、高剂量类固醇、甲氨蝶呤或甲基泼尼松龙治疗的移植受试者。
益生元是可以允许胃肠道微生物群的组成和/或活性两者的特定改变的成分,其赋予宿主舒适和健康益处。益生元可以包括复杂碳水化合物、氨基酸、肽或细菌组合物的存活所必需的其他营养成分。益生元包括但不限于氨基酸、生物素、低聚果糖、低聚半乳糖、菊粉、乳果糖、低聚甘露糖、低聚果糖富集的菊粉、低聚果糖、寡右旋糖、塔格糖、反式低聚半乳糖和低聚木糖。
用于测试组合物的定殖效果的方法
用于确定组合物是否在受试者的胃肠道或阴道中定殖的体内试验。为了确定组合物定殖在受试者的胃肠道或阴道中,可以使用动物模型,例如小鼠模型。模型可通过评估小鼠的微生物群开始。可以使用正常小鼠粪便中微生物群落的16S谱分析实现定性评估。它还可以通过全基因组测序、全基因组鸟枪法测序(WGS)或传统微生物学技术实现。可以使用如下所述的定量PCR(qPCR),或通过传统微生物学技术和计数菌落形成进行定量评估。
任选地,小鼠可以接受抗生素处理以模拟微生态失调的状况。抗生素处理可以降低群落的分类学丰富度、多样性和均匀性,包括减少大量细菌分类群的丰度。Dethlefsen等,The pervasive effects of an antibiotic on the human gut microbiota,asrevealed by deep 16S rRNA sequencing,PLoS Biology 6(11):3280(2008)。可以使用至少一种抗生素,并且抗生素是众所周知的。抗生素可以包括氨基糖苷抗生素(阿米卡星、阿贝卡星、庆大霉素、卡那霉素、新霉素、奈替米星、巴龙霉素、陀螺霉素(rhodostreptomycin)、链霉素、妥布霉素和安普霉素)、阿莫西林、氨苄西林、安灭菌(阿莫西林/克拉维酸钾组合)、头孢菌素(头孢克洛、defadroxil、头孢唑啉、头孢克肟、fefoxitin、头孢丙烯、头孢他啶、头孢呋辛、头孢氨苄)、克拉维酸钾、克林霉素、粘菌素、庆大霉素、卡那霉素、甲硝唑或万古霉素。作为个体的非限制性具体实例,可以向小鼠7天提供含有分别为40mg/kg、4.2mg/kg、3.5mg/kg、21.5mg/kg和4.5mg/kg(mg/平均小鼠体重)的抗生素卡那霉素、粘菌素、庆大霉素、甲硝唑和万古霉素的混合物的饮用水。或者,可以以15-20mg/kg(mg/平均小鼠体重)的剂量给小鼠施用环丙沙星7天。
如果为小鼠提供抗生素,可以提供一天至三天的无抗生素处理且无细菌组合物处理的洗净期。
随后,将组合物通过口服强饲施用于小鼠。组合物可以以含有104CFU的治疗组合物中每种类型的细菌的0.2ml体积施用。剂量响应可以通过使用剂量范围来评估,包括但不限于102、103、104、105、106、107、108、109和/或1010
可以使用16S测序、全基因组测序、全基因组鸟枪法测序(WGS)或传统微生物学技术评估小鼠,以确定施用组合物是否导致一种或多种施用的细菌在小鼠的胃肠道或阴道中定殖。仅仅举例而言,在细菌组合物施用于小鼠后一天、三天、一周、两周和一个月,进行16S谱分析以确定施用组合物是否导致一种或多种施用的细菌在小鼠的胃肠道或阴道中定殖。定量评估,包括qPCR和传统微生物学技术,如菌落计数,可以额外地或替代地以相同时间间隔进行。
此外,可以评估随时间精确地对应于组合物中的那些的序列计数的数量,以确定在特定时间段内具体地细菌组合物中的哪些组分驻留在胃肠道或阴道中。在一个实施方式中,组合物的细菌菌株存留期望的时间段。在另一个实施方式中,组合物的细菌菌株存留期望的时间段,同时还增加其它微生物(例如存在于环境、食物等中的那些)在胃肠道或阴道中定殖的能力,从而进一步增加总体多样性,如下所述。
组合物在胃肠道或阴道的不同区域中繁殖的能力。还可以评估本发明的微生物组合物在胃肠道或阴道的不同区域中定殖的能力。在一个实施方式中,可以根据在胃肠道的一个或多于一个区域(包括但不限于胃、小肠(十二指肠、空肠和回肠)、大肠(盲肠、结肠(上升、横向、下降、乙状结肠)和直肠))定殖的能力选择治疗组合物的微生物。在另一个实施方式中,可以根据在阴道的一个或多于一个区域定殖的能力选择细菌组合物。在上述发明的一些实施方式中,微生物组合物包含微生物和一种或多种益生元。
可以进行体内研究以确定给定的细菌组合物将在胃肠道或阴道的哪些区域定殖。可以进行与上述小鼠模型类似的小鼠模型,除了代替评估小鼠产生的粪便,可以单独地移除和研究胃肠道或阴道的特定区域。例如,可以移除胃肠道或阴道的至少一个特定区域,并且可以对该胃肠道或阴道区域的内容物进行定性或定量测定。在另一个实施方式中,可以任选地移除内容物,并且可以对从小鼠移除的组织进行定性或定量测定。
qPCR。作为用于确定具有或不具有一种或多种益生元的微生物组合物是否在胃肠道或阴道定殖的一种定量方法,可以进行定量PCR(qPCR)。可以共同地、单独地或以亚组(如果适用)对细菌组合物的所有组分按照标准技术产生感兴趣的细菌组合物的标准曲线。可以根据制造商的说明书,使用市售试剂盒,例如Mo Bio-htp 96Well SoilDNA Isolation Kit(Mo Bio Laboratories,Carlsbad,CA),Mo BioDNAIsolation Kit(Mo Bio Laboratories,Carlsbad,CA)或QIAamp DNA Stool Mini Kit(QIAGEN,Valencia,CA),从样品提取基因组DNA。
在一些实施方式中,可以使用HotMasterMix(5PRIME,Gaithersburg,MD)和对感兴趣的细菌组合物特异性的引物进行qPCR,并且可以在具有Barcode(0.1mL)的Fast Optical 96孔反应板(Life Technologies,Grand Island,NY)上进行和在配有CFX96TM实时系统的BioRad C1000TM Thermal Cycler(BioRad,Hercules,CA)上进行,具有FAM和ROX通道的荧光读数。FAM通道上每个孔的Cq值通过CFX ManagerTM软件2.1版测定。通过将给定样品的Cq值输入到从标准曲线生成的线性回归模型中而将标准曲线孔的Cq值与那些样品的已知log10(cfu/ml)比较,计算每个实验样品的log10(cfu/ml)。技术人员可以采用替代的qPCR模式。
VIII.胃肠微生态失调
“微生态失调”是指受试者中包括粘膜或皮肤表面的肠道或其他身体区域(其中生态网络的正常多样性和/或功能被破坏)的微生物群的状态。这种不健康的状态可能是由于多样性的减少、一种或多种病原体或致病有机体的过度生长、能够仅在某些遗传和/或环境状况存在于受试者中时引起疾病的共生生物体、或向不再为宿主受试者提供基本功能的生态微生物网络的转变,且因此不再促进健康。因此,“胃肠道微生态失调”是指其中生态网络或小生境的正常多样性和/或功能被破坏的肠道的微生物群或微生物组的状态。本文所用术语“肠道”是指整个胃肠道或消化道(也称为食物通道),并且其是指多细胞动物内摄入食物、消化食物以提取能量和营养,并排除剩余废物的器官系统。如本文所用,术语“胃肠道”是指从口腔到直肠的整个消化道。术语“胃肠道”包括但不限于口腔,并继续到食管、胃、小肠、大肠、直肠和最后到肛门。
微生物群的优选(例如,理想、正常或有益)状态的任何破坏都可以认为是微生态失调,即使这样的微生态失调不造成可检测的疾病或失调(例如胃肠疾病、失调或病症)。这种微生态失调状态可以导致疾病或失调(例如胃肠疾病、失调或病症),或者微生态失调状态可以仅在某些条件下造成疾病或失调(例如胃肠疾病、失调或病症),或者微生态失调状态可以阻止受试者响应于疾病或失调(例如胃肠疾病、失调或病症)的治疗或从其恢复。
在某些方面,本发明涉及在有需要的哺乳动物宿主的胃肠道中重建、调节或产生有益的细菌群落的方法,其包括向哺乳动物宿主施用包含至少一种分离细菌群体的组合物。在一个实施方式中,至少一个细菌群体与一种或多种益生元,例如至少一种聚合物或单体共施用或共配制。在一个实施方式中,益生元是碳水化合物,例如木糖。在一个实施方式中,受试者患有胃肠道失调。在某些实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是与降低的肠屏障完整性相关或特征在于降低的肠屏障完整性的疾病或失调。
在某些其他方面,本发明涉及治疗或缓解有需要的受试者的胃肠道失调的方法,所述方法包括向受试者施用至少一种分离细菌群体。在一个实施方式中,至少一个细菌群体与一种或多种益生元,例如至少一种聚合物或单体共施用或共配制。在一个实施方式中,一种或多种益生元是碳水化合物,例如木糖。
在一些实施方式中,益生元包括至少一种聚合物或单体。例如,益生元可以选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚葡萄糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其混合物。在一些实施方式中,益生元包括选自阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖、木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖、低聚木糖及其组合的糖。
在一些实施方式中,组合物包含多于一种益生元。例如,在一个实施方式中,一种或多种另外的益生元可以包含选自半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3’-岩藻糖基乳糖、3’-唾液酸乳糖、6’-唾液酸乳糖、乳-N-新四糖、2’-2-岩藻糖基乳糖及其混合物的至少一种聚合物或单体。
在一个实施方式中,细菌细胞和益生元能够在功能上相互作用。在另一个实施方式中,细菌细胞和益生元配制成当共定位在人受试者的胃肠道中时在功能上相互作用。
在一个实施方式中,用于本发明方法的组合物可进一步包含非细菌治疗剂。例如,非细菌治疗剂可以包括小分子、核酸或多肽。非细菌治疗剂还可以包括例如真菌、酵母或古生菌。
在这些方面的一个实施方式中,受试者是成人受试者。在另一个实施方式中,受试者是婴儿或幼儿。在另一个实施方式中,受试者是儿童或青少年。在另一个实施方式中,受试者已经进行结肠镜检查或内窥镜大肠检查。本发明的组合物可以通过本领域技术人员已知的任何方法施用。例如,在一个实施方式中,本发明的组合物可以口服或直肠施用。
如本文所用,术语“胃肠疾病、失调或病症”包括与肠道或胃肠道相关或对其有影响的任何急性或慢性疾病、失调和病症,包括但不限于炎性胃肠疾病、失调和病症,自身免疫性疾病、失调和病症,以及涉及微生态失调或微生物的感染或定植(例如细菌或真菌感染)或由其造成的胃肠疾病、失调和病症。在一些实施方式中,胃肠疾病、失调或病症选自抗生素相关腹泻、艰难梭菌诱导的腹泻、便秘、炎性肠病(IBD),包括克罗恩病和乳糜泻、肠易激综合征(IBS)、病原体或致病有机体的定植、耐药性病原体或致病有机体的感染、以及结肠炎。在一个实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是抗生素相关腹泻。在一个实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是艰难梭菌诱导的腹泻。在一个实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是便秘。在一个实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是IBD。在一个实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是克罗恩病。在一个实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是乳糜泻。在一个实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是IBS。在一个实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是病原体或致病有机体的定植。在一个实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是耐药性病原体或致病有机体的感染。在一个实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是结肠炎。
在一个实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是慢性疾病、失调或病症。例如,慢性胃肠疾病包括但不限于艰难梭菌诱导的腹泻、便秘、炎性肠病(IBD),包括克罗恩病和乳糜泻、肠易激综合征(IBS)、慢性移植物抗宿主病(GVHD)的GI并发症、胃炎、胃溃疡、先天性蔗糖酶-异麦芽糖酶(somaltase)缺乏症(CSID)、憩室病和憩室炎。
在另一个实施方式中,胃肠疾病、失调或病症是急性胃肠疾病、失调或病症。例如,急性胃肠疾病包括但不限于急性腹泻、急性便秘或急性细菌感染及其相关症状。在某些实施方式中,急性胃肠疾病包括但不限于急性移植物抗宿主病(GVHD)的GI并发症、感染性结肠炎、食道炎、急性腹泻和胃肠炎。
在本发明的某些方面,施用于受试者或宿主的一个或多个细菌群体能够植入到受试者或宿主中。在一个实施方式中,施用于受试者或宿主的细菌群体或菌种中的每一个都能够植入到受试者或宿主中。在另一个实施方式中,施用于受试者或哺乳动物宿主的细菌群体或菌种的亚组能够植入到受试者或宿主中。在一个实施方式中,一个或多个细菌群体植入到宿主中有益于治疗急性胃肠疾病、失调或病症,因为植入提供疾病、失调或病症的长期、持续的缓解。在优选实施方式中,一个或多个细菌群体植入到宿主中有益于治疗慢性胃肠疾病、失调或病症,因为植入提供疾病、失调或病症的长期、持续的缓解。
在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法的细菌群体或菌种中的至少一个能够形成孢子。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体或菌种中的至少10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或更多能够形成孢子。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法的细菌群体或菌种中的每一个都能够形成孢子。在另一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法的细菌群体或菌种中的至少一个不能形成孢子。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法的细菌群体或菌种中的至少10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或更多不能形成孢子。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法的细菌群体或菌种中的每一个都不能形成孢子。
在一个实施方式中,向受试者或宿主施用包含约20个或更少的分离细菌细胞群体的组合物。在另一个实施方式中,向受试者或宿主施用包含约15个或更少的分离细菌细胞群体的组合物。在另一个实施方式中,向受试者或宿主施用包含约10个或更少的分离细菌细胞群体的组合物。在另一个实施方式中,向受试者或宿主施用包含约5个或更少的分离细菌细胞群体的组合物。在另一个实施方式中,向受试者或宿主施用包含约4个或更少的分离细菌细胞群体的组合物。在另一个实施方式中,向受试者或宿主施用包含约3个或更少的分离细菌细胞群体的组合物。在另一个实施方式中,向受试者或宿主施用包含2个分离细菌细胞群体的组合物。在另一个实施方式中,向受试者或宿主施用包含约12至20个分离细菌细胞群体的组合物。在另一个实施方式中,向受试者或宿主施用包含单个分离细菌细胞群体的组合物。在另一个实施方式中,向受试者或宿主施用包含至少两个分离细菌细胞群体的组合物。在又另一实施方式中,向受试者或宿主施用1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20个分离细菌细胞群体。
在一个实施方式中,细菌细胞群体包含抗炎细菌细胞。在本发明的一些实施方式中,抗炎细菌细胞通过人外周血单核细胞(PBMC)群体减少促炎性细胞因子的分泌和/或增加抗炎性细胞因子的分泌。在本发明的一些实施方式中,抗炎细菌细胞减少选自IFNγ、IL-12p70、IL-1α、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α、MIP1β、TNFα及其组合的促炎性细胞因子的分泌。在其它实施方式中,抗炎细菌细胞增加选自IL-10,IL-13,IL-4,IL-5及其组合的抗炎性细胞因子的分泌。
在前述方面的一些实施方式中,用于本发明方法的细菌细胞包括梭菌目的细菌细胞。在上述方面的一些实施方式中,用于本发明方法的细菌细胞是布劳特氏菌属、梭菌属或瘤胃球菌属的。
在一些实施方式中,用于本发明方法的细菌细胞属于表1所述的细菌菌株或菌种。在一些实施方式中,用于本发明方法的细菌细胞属于表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F所述的单一细菌菌株或菌种。
在一个实施方式中,涉及胃肠道失调的可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Acidaminococcus intestine。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是鲍氏不动杆菌(Acinetobacterbaumannii)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Akkermansia muciniphila。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Alistipesputredinis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Alistipes shahii。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Anaerostipes hadrus。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Anaerotruncus colihominis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是粪拟杆菌(Bacteroides caccae)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Bacteroides cellulosilyticus。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Bacteroides dorei。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是埃氏拟杆菌(Bacteroides eggerthii)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Bacteroides finegoldii。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Bacteroides massiliensis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是卵形拟杆菌(Bacteroides ovatus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Bacteroides salanitronis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Bacteroides salyersiae。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是拟杆菌sp.1_1_6。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是拟杆菌sp.3_1_23。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是拟杆菌sp.D20。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Bacteroidesthetaiotaomicrond。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是单形拟杆菌(Bacteroides uniformis)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是普通拟杆菌(Bacteroidesvulgatus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是两歧双歧杆菌(Bifidobacteriumbifidum)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是短双歧杆菌(Bifidobacterium breve)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Bifidobacterium faecale。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Bifidobacteriumkashiwanohense。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是长双歧杆菌长亚种(Bifidobacterium longum subsp.Longum)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是假链状双歧杆菌(Bifidobacterium pseudocatenulatum)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Bifidobacterium stercoris。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Blautia(Ruminococcus)coccoides。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Blautia faecis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Blautia glucerasea。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Blautia(Ruminococcus)hansenii。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Blautiahydrogenotrophica(Ruminococcus hydrogenotrophicus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Blautia(Ruminococcus)luti。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Blautia(Ruminococcus)obeum。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Blautia producta(Ruminococcus productus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Blautia(Ruminococcus)schinkii。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Blautia stercoris。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是布劳特氏菌未培养细菌克隆体BKLE_a03_2(GenBank:EU469501.1)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是布劳特氏菌未培养细菌克隆体SJTU_B_14_30(GenBank:EF402926.1)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是布劳特氏菌未培养细菌克隆体SJTU_C_14_16(GenBank:EF404657.1)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是布劳特氏菌未培养细菌克隆体S1-5(GenBank:GQ898099.1)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是布劳特氏菌未培养PAC000178_s(www.ezbiocloud.net/eztaxon/hierarchy?m=browse&k=PAC000178&d=2)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Blautia wexlerae。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是分节丝状菌(Candidatus Arthromitus)sp.SFB-小鼠-Yit。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Catenibacterium mitsuokai。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是梭菌科细菌(Dielmafastidiosa)JC13。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是梭菌目细菌1_7_47FAA。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Clostridium asparagiforme。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是鲍氏梭菌(Clostridiumbolteae)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是梭状梭菌(Clostridium clostridioforme)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Clostridium glycyrrhizinilyticum。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Clostridium(Hungatella)hathewayi。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是溶组织梭菌(Clostridium histolyticum)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是吲哚梭菌(Clostridium indolis)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是柔嫩梭菌(Clostridium leptum)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Clostridium(Tyzzerella)nexile。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Clostridium(Erysipelatoclostridium)ramosum。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是闪烁梭菌(Clostridium scindens)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Clostridium septum。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是梭菌sp.14774。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是梭菌sp.7_3_54FAA。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是梭菌sp.HGF2。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是共生梭菌(Clostridium symbiosum)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是产气柯林斯菌(Collinsella aerofaciens)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Collinsellaintestinalis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是粪芽孢菌(Coprobacillus)sp.D7。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是尖锐粪球菌(Coprococcus catus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是伴生粪球菌(Coprococcus comes)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Dorea formicigenerans。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Dorea longicatena。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是粪肠球菌(Enterococcusfaecalis)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是屎肠球菌(Enterococcus faecium)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是韦荣球菌科(Erysipelotrichaceae)细菌3_1_53。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是大肠埃希氏菌(Escherichia coli)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是大肠埃希氏菌S88。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是挑剔真杆菌(Eubacterium eligens)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是断链真杆菌(Eubacterium fissicatena)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是细枝真杆菌(Eubacterium ramulus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是直肠真杆菌(Eubacteriumrectale)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是普氏粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是普氏梭杆菌(Flavonifractor plautii)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是死亡梭杆菌(Fusobacterium mortiferum)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是核粒梭菌(Fusobacterium nucleatum)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Holdemaniafiliformis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Hydrogenoanaerobacterium saccharovorans。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是产酸克雷伯氏菌(Klebsiellaoxytoca)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是毛螺菌科(Lachnospiraceae)细菌3_1_57FAA_CT1。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是毛螺菌科细菌7_1_58FAA。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是毛螺菌科细菌5_1_57FAA。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是瘤胃乳杆菌(Lactobacillus ruminis)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Lactococcus casei。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是内脏气味杆菌(Odoribacter splanchnicus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Oscillibacter valericigenes。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Parabacteroides gordonii。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Parabacteroides johnsonii。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Parabacteroides merdae。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是不解糖消化链球菌(Peptostreptococcus asaccharolyticus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是颗粒丙酸杆菌(Propionibacterium granulosum)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Roseburia intestinalis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Roseburia inulinivorans。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Ruminococcus faecis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是瘤胃球菌sp.ID8。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Slackiapiriformis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是腐生葡萄球菌(Staphylococcussaprophyticus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是嵴链球菌(Streptococcus cristatus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是停乳链球菌(Streptococcusdysgalactiae)亚种Equisimilis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Streptococcus infantis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是口腔链球菌(Streptococcusoralis)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是血链球菌(Streptococcus sanguinis)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是绿色链球菌(Streptococcus viridans)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是嗜热链球菌(Streptococcus thermophiles)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是殊异韦荣氏菌(Veillonella dispar)。
在一个实施方式中,涉及胃肠道失调的可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Acidaminococcus intestine。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含鲍氏不动杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含鲁氏不动杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Akkermansia muciniphila。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Alistipes putredinis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Alistipes shahii。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Anaerostipes hadrus。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Anaerotruncus colihominis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含粪拟杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Bacteroides cellulosilyticus。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Bacteroides dorei。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含埃氏拟杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Bacteroides finegoldii。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含脆弱拟杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Bacteroides massiliensis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含卵形拟杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Bacteroides salanitronis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Bacteroides salyersiae。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含拟杆菌sp.1_1_6。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含拟杆菌sp.3_1_23。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含拟杆菌sp.D20。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Bacteroides thetaiotaomicrond。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含单形拟杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含普通拟杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含青春双歧杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含两歧双歧杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含短双歧杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Bifidobacterium faecale。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Bifidobacterium kashiwanohense。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含长双歧杆菌长亚种。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含假链状双歧杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Bifidobacterium stercoris。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)coccoides。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Blautia faecis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Blautia glucerasea。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)hansenii。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Blautia hydrogenotrophica(Ruminococcus hydrogenotrophicus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)luti。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)obeum。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Blautiaproducta(Ruminococcus productus)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)schinkii。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Blautia stercoris。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含布劳特氏菌未培养细菌克隆体BKLE_a03_2(GenBank:EU469501.1)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含布劳特氏菌未培养细菌克隆体SJTU_B_14_30(GenBank:EF402926.1)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含布劳特氏菌未培养细菌克隆体SJTU_C_14_16(GenBank:EF404657.1)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含布劳特氏菌未培养细菌克隆体S1-5(GenBank:GQ898099.1)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含布劳特氏菌未培养PAC000178_s(www.ezbiocloud.net/eztaxon/hierarchy?m=browse&k=PAC000178&d=2)。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Blautia wexlerae。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含分节丝状菌sp.SFB-小鼠-Yit。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Catenibacteriummitsuokai。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含梭菌科细菌(Dielma fastidiosa)JC13。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含梭菌目细菌1_7_47FAA。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Clostridium asparagiforme。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含鲍氏梭菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含梭状梭菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Clostridium glycyrrhizinilyticum。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Clostridium(Hungatella)hathewayi。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含溶组织梭菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含吲哚梭菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含柔嫩梭菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Clostridium(Tyzzerella)nexile。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含产气荚膜梭菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Clostridium(Erysipelatoclostridium)ramosum。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含闪烁梭菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌实体(例如菌种或菌株)是Clostridium septum。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含梭菌sp.14774。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含梭菌sp.7_3_54FAA。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含梭菌sp.HGF2。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含共生梭菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含产气柯林斯菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Collinsella intestinalis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含粪芽孢菌sp.D7。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含尖锐粪球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含伴生粪球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Dorea formicigenerans。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Dorea longicatena。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含粪肠球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含屎肠球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含韦荣球菌科细菌3_1_53。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含大肠埃希氏菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含大肠埃希氏菌S88。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含挑剔真杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含断链真杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含细枝真杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含直肠真杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含普氏粪杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含普氏梭杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含死亡梭杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含核粒梭菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Holdemania filiformis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Hydrogenoanaerobacterium saccharovorans。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含产酸克雷伯氏菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含毛螺菌科细菌3_1_57FAA_CT1。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含毛螺菌科细菌7_1_58FAA。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含毛螺菌科细菌5_1_57FAA。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含干酪乳杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含鼠李糖乳杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含瘤胃乳杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Lactococcus casei。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含内脏气味杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Oscillibactervalericigenes。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Parabacteroides gordonii。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Parabacteroides johnsonii。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Parabacteroides merdae。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含乳酸片球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含不解糖消化链球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含颗粒丙酸杆菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Roseburia intestinalis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Roseburia inulinivorans。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Ruminococcus faecis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含活泼瘤胃球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含瘤胃球菌sp.ID8。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含扭链瘤胃球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Slackia piriformis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含表皮葡萄球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含腐生葡萄球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含嵴链球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含停乳链球菌亚种Equisimilis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含Streptococcus infantis。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含口腔链球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含血链球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含绿色链球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含嗜热链球菌。在一个实施方式中,可用于本发明的组合物和方法中的细菌群体包含殊异韦荣氏菌。
在一个实施方式中,用于本发明方法的细菌细胞群体中的至少一个或多个包含繁殖体形式的细菌细胞。在一个实施方式中,组合物中的所有细菌细胞群体都是繁殖体形式。
用于本发明方法的细菌细胞群体可以通过本领域普通技术人员已知的任何方法分离。例如,可以从粪便物质中纯化细菌细胞。在另一个实施方式中,从细菌原种培养细菌细胞并如本文所述纯化。在一个实施方式中,独立地培养和纯化每个细菌细胞群体,例如分开培养每个群体并随后混合在一起。在一个实施方式中,共同培养组合物中的细菌细胞群体中的一个或多个。
在一些实施方式中,至少一个细菌细胞群体包含至少1×104个菌落形成单位(CFU)。在一些实施方式中,第一细菌细胞群体包含至少1×104个菌落形成单位(CFU),而第二细菌细胞群体包含至少1×104个CFU。在一些实施方式中,至少一个细菌细胞群体包含至少1×104个CFU的OUT,其包含选自SEQ ID NO 1-2032的16S序列。在一些实施方式中,第一和第二分离的细菌细胞群体独立地包含至少1×104个CFU的包含选自SEQ ID NO 1-2032的16S序列的OTU。
肠易激综合征(IBS)
在某些实施方式中,本发明提供治疗或减轻肠易激综合征(IBS)的方法,其包括向受试者施用本发明的组合物,例如包含至少一种分离细菌群体和任选地一种或更多益生元的组合物。IBS是常见肠功能失调,其对生活质量有显著影响。IBS的定义特征是腹部不适或疼痛。用于IBS的罗马III诊断标准(基于症状诊断功能性胃肠失调的系统)是临床情况中用于诊断IBS的公认当前标准,并且符合FDA指导。
支持IBS诊断的其他症状包括疼痛;异常粪便排出(紧张、紧急或不完全排泄的感觉);粘液排出;鼓胀或腹胀感觉。患者可以根据其潜在的肠习性细分:(i)腹泻支配型IBS、(ii)便秘支配型IBS和(ii)便秘与腹泻交替型(交替型IBS)。
炎性肠病(IBD)
在某些实施方式中,本发明提供治疗或减轻炎性肠病(IBD)的方法,其包括向受试者施用本发明的组合物,例如包含至少一种分离细菌群体和任选地一种或更多益生元的组合物。IBD的特征在于小肠和/或大肠中的炎症或溃疡。在一些实施方式中,IBD的特征在于包括溃疡性结肠炎或克罗恩病。在一个实施方式中,IBD还包括微观结肠炎的形式,例如没有宏观异常的粘膜炎症的组织学证据。IBD的特征在于患者报告的病史和内窥镜、组织病理学和放射学检查的群集,通常与血清学相关。反映胃肠道内的炎症过程的示例性体征是直肠出血、腹泻、发烧和体重减轻,偶尔与肠外表现相关。
虽然克罗恩病和溃疡性结肠炎共有其特征性免疫反应的要素(例如,可在患者粪便中检测到的高TNF-α),但其相关免疫反应也可具有区别性标志物。例如,白细胞介素-16(IL-16)水平是高的,并且T-bet在克罗恩病患者的固有层T细胞核中过表达,但在溃疡性结肠炎患者中不是如此。值得注意的是T-bet产生促炎性细胞因子IFN-γ。IBD之间的一个相似性是高IFN-γ(约4倍),部分是由于高TL1A和TNF-α造成。此外,这些细胞因子的水平与IBD的严重度相关。
早期克罗恩病与慢性克罗恩病具有不同的免疫学特征。在患者呈现早期病灶的方面,可以选择具有或不具有一种或多种益生元的微生物组合物以抵消T辅助细胞2介导的反应。例如,任选地与免疫调节分子如核苷酸或碳水化合物组合的微生物组合物可以降低白细胞介素-4(IL-4)水平或增加IFN-γ。在患者呈现慢性病灶的方面,可以选择微生物组合物以抵消T辅助细胞1介导的反应。例如,任选地与免疫调节分子如核苷酸或碳水化合物组合,微生物组合物可以降低IL-2、IFN-γ、TNF-α、TL1A、IL-12和/或IL-18。在其中患者患有包括但不限于克罗恩病的IBD的一些实施方式中,将具有或不具有一种或多种益生元的益生菌微生物组合物施用于患者,使得其有效降低TNF-α水平,如在粪便样品中可检测到的,约5倍、10倍、25倍、50倍或100倍。克罗恩病患者倾向于呈现低血浆水平的维生素或矿物,包括但不限于维生素A、维生素E、维生素C、番茄红素、类胡萝卜素和/或硒。因此,适于免疫调节治疗的患者可以施用任选地与适当的维生素或矿物补充剂组合的免疫调节微生物、分子和/或微生物组分,如通过血浆缺乏确定的。
乳糜泻
在某些实施方式中,本发明提供治疗或减轻乳糜泻的方法,其包括向受试者施用本发明的组合物,例如包含至少一种分离细菌群体和任选地一种或多种益生元的组合物。本发明的方法增加肠屏障完整性(即,减少饮食和微生物抗原,特别是食物过敏原从肠腔经过进入粘膜或全身循环),因此可以通过防止食物过敏原进入粘膜或全身循环而有利地用于治疗或预防乳糜泻。乳糜泻是自身免疫失调,其中摄取谷蛋白引起导致小肠损伤的免疫应答。
抗生素相关腹泻
抗生素相关腹泻包括响应于用于治疗细菌感染的药物(抗生素)而发生的频繁的水样排便(腹泻)。抗生素相关腹泻是由抗生素治疗引起的结肠微生物群的不平衡造成,并且可以是轻度或重度。通常,抗生素相关腹泻在中断抗生素后很快消除。然而,在某些情况下,抗生素相关腹泻导致结肠炎(结肠炎症)或更严重的结肠炎形式,称为假膜性结肠炎。两者都可引起腹痛、发烧和出血性腹泻。抗生素相关腹泻的风险因素包括免疫状态受损、高龄、腹部手术、共患病、抗生素的类型和长期使用、胃酸减少和住院时间长度。
病原体或致病有机体的定植和/或病原体或致病有机体感染的抑制和减少
在某些实施方式中,本发明提供治疗或缓解病原体或致病有机体的定植或耐药性病原体或致病有机体感染的方法,其包括向受试者施用本发明的组合物,例如包含至少一种分离细菌群体和任选地一种或多种益生元的组合物。提供的是具有向哺乳动物宿主施用时有意义地提供健康微生物群功能的能力的人肠道微生物群的细菌和细菌组合。不限于特定机制,据认为这样的组合物抑制微生态失调微生物群小生境中的一种或多种致病细菌的生长、增殖和/或定植,使得健康、多样化和保护性微生物群定植和在肠腔(和肠腔远端的微生物群小生境)中定殖以建立或重新建立对病原体或潜在病原体的生态控制(例如,一些细菌只有当存在于微生态失调环境中时才是致病细菌)。病原体的抑制包括如艰难梭菌、沙门氏菌属的种、致肠病大肠埃希氏菌、多重耐药性细菌,如克雷伯氏菌属和大肠埃希氏菌、耐碳青霉烯肠杆菌科(CRE)、耐广谱β-内酰胺肠球菌(ESBL)和耐万古霉素肠球菌(VRE)那些致病原。
在一些实施方式中,本发明的方法包括施用包含益生元,例如碳水化合物,如木糖,和细菌群体的组合物。在一些实施方式中,细菌组合物包含纯化的孢子群体。纯化的孢子群体含有具有当向哺乳动物宿主施用时有意义地提供健康微生物群功能的能力的人肠道微生物群的共生细菌的组合。不限于特定机制,据认为这样的组合物抑制病原体如艰难梭菌、沙门氏菌属、致肠病大肠埃希氏菌和耐万古霉素肠球菌属的生长,使得可以维持健康、多样化和保护性微生物群,或者在病原菌感染的情况下,在肠腔重新定殖,以重新建立对潜在病原体的生态控制。在一些实施方式中,对于治疗用途,还纯化并选择酵母孢子和其它真菌孢子。在其它实施方式中,用于本发明方法的细菌组合物包含纯化的非孢子形成群体。
在一些实施方式中,细菌组合物提供了对抗感兴趣的一种或多种GI病原体的感染的保护或治疗效果。
在一些实施方式中,致病细菌选自耶尔森氏菌属(Yersinia)、弧菌属(Vibrio)、密螺旋体属(Treponema)、链球菌属(Streptococcus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、志贺氏菌属(Shigella)、沙门氏菌属(Salmonella)、立克次氏体属(Rickettsia)、东方体属(Orientia)、假单胞菌属(Pseudomonas)、奈瑟氏菌属(Neisseria)、支原体属(Mycoplasma)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、李斯特菌属(Listeria)、钩端螺旋体属(Leptospira)、军团菌属(Legionella)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、螺杆菌属(Helicobacter)、嗜血杆菌属(Haemophilus)、弗朗西斯氏菌属(Francisella)、埃希氏菌属(Escherichia)、埃利希氏体属(Ehrlichia)、肠球菌属(Enterococcus)、柯克斯氏体属(Coxiella)、棒状杆菌属(Corynebacterium)、梭菌属、衣原体属(Chlamydia)、嗜衣原体属(Chlamydophila)、弯曲杆菌属(Campylobacter)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、布鲁氏菌属(Brucella)、包柔氏螺旋体属(Borrelia)、博德特氏菌属(Bordetella)、双歧杆菌属、芽孢杆菌属(Bacillus)、多重耐药性细菌、抗广谱β-内酰胺肠球菌(ESBL)、抗碳青霉烯肠杆菌科(CRE)和抗万古霉素肠球菌(VRE)。
在一些实施方式中,这些病原体包括但不限于嗜水气单胞菌、胚胎弯曲杆菌、类志贺邻单胞菌、蜡样芽孢杆菌、空肠弯曲杆菌、肉毒梭菌、艰难梭菌、产气荚膜梭菌、肠集聚性大肠埃希氏菌、肠出血性大肠埃希氏菌、肠侵入性大肠埃希氏菌、产肠毒素性大肠埃希氏菌(例如,但不限于,LT和/或ST)、大肠埃希氏菌0157:H7、幽门胃螺杆菌、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiellia pneumonia)、单核细胞增生李斯特氏菌(Lysteria monocytogenes)、类志贺邻单胞菌、沙门氏菌属、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、副伤寒沙门氏菌(Salmonellaparatyphi)、志贺氏菌属、葡萄球菌属、金黄色葡萄球菌、耐万古霉素肠球菌属、弧菌属(Vibrio spp.)、霍乱弧菌(Vibrio cholerae)、副溶血性弧菌(Vibrioparahaemolyticus)、创伤弧菌(Vibrio vulnificus)和小肠结肠炎耶尔森菌(Yersiniaenterocolitica)。
在一个实施方式中,感兴趣的病原体是选自艰难梭菌、沙门氏菌属、病原性大肠埃希氏菌、耐万古霉素肠球菌属和抗广谱β-内酰胺肠球菌(ESBL)的至少一种病原体。
产生本文提供的细菌组合物,并证实其抑制致病细菌的功效,如本文进一步详细描述的。
特别地,为了表征与哺乳动物肠道生息环境的动力学相关的肠道共生体之间的那些拮抗关系,提供了证实那些细菌组合物的功效(包括抑制(或拮抗)细菌病原体或致病有机体(通常为胃肠微生物)的生长的能力)的试验。这些方法提供了能够体内恢复或增强对重要病原体或致病有机体的生态控制的肠道微生物群物种和OTU的新组合。
在一些实施方式中,细菌组合物具有排除、减少或下调致病细菌的能力。如本文所提供的,示例性细菌组合物证明减少或下调病原体或致病有机体的生长速率,其中细菌组合物的能力通过使用体外试验评估OTU或菌株的组合对于给定病原体的拮抗活性而证实。
在一些实施方式中,使用用于估计人微生物群内的成分的生态控制因子(ECF)的方法开发具有持久地排除病原体或致病有机体的能力的细菌组合物。通过使用体外试验评估给定共生菌株或菌株组合对于给定病原体的拮抗活性来测定ECF,导致在各种浓度的添加的共生菌株下观察到的生态控制水平。共生菌株或菌株组合的ECF有些类似于抗生素评估中采用的长期最小抑制浓度(MIC)评估。ECF允许评估和分级共生菌株和菌株组合拮抗胃肠道病原体的能力的相对潜力。共生菌株或菌株组合的ECF可以通过评估组合物在体外试验中能够介导靶病原体的给定抑制百分比(例如,至少10%、20%、30%、40%、50%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或100%)的浓度而计算。本文提供的是人微生物群内的菌株或OTU的组合,其能够在体外试验中显著降低胃肠病原体复制的速率。这些组合物能够提供影响这样的细菌病原体的生长、复制和疾病严重度的安全和有效的方式。
在一个实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒的益生元碳水化合物组分(例如木糖)允许定期维持共生结肠微生物群,其包含与健康状态微生物组相关的微生物或呈现出患者发生微生态失调(例如胃肠微生态失调、或选自抗生素相关腹泻、艰难梭菌诱导的腹泻、便秘、炎性肠病(IBD),包括克罗恩病和乳糜泻、肠易激综合征(IBS)、病原体或致病有机体的定植、耐药性病原体或致病有机体感染、或结肠炎的胃肠疾病、失调或病症)的低风险。在一个实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒的益生元碳水化合物组分允许共施用或共配制的一种或多种微生物在哺乳动物受试者中存活、植入、生长和/或常规维持。在一些实施方式中,哺乳动物受试者是人受试者。在优选实施方式中,哺乳动物受试者患有微生态失调或处于发生微生态失调的风险,例如胃肠微生态失调或胃肠疾病、失调或病症。在一些实施方式中,本发明的益生元组分有利于施用的或内源性的微生物的生长,其中施用的或内源性的微生物的生长和/或施用的或内源性的微生物对施用的益生元的发酵减缓或减少病原体或致病有机体的生长。例如,FOS、新糖(neosugar)或菊粉促进可以在减少结肠中的致病细菌的数量方面发挥作用的结肠中的酸形成细菌(例如属于乳杆菌属或双歧杆菌属和嗜酸乳杆菌和两歧双歧杆菌的细菌)的生长(美国专利第8,486,668号,PREBIOTICFORMULATIONS AND METHODS OF USE)。还已知其它聚合物,例如各种半乳聚糖、乳果糖和基于碳水化合物的树胶,例如车前子胶、瓜尔胶、角叉菜胶、结冷胶和魔芋胶,改善胃肠(GI)健康。
如本文所提供,治疗组合物包含,或者,调节以下示例性细菌实体的定植和/或植入:戈氏乳杆菌、发酵乳杆菌、路氏乳杆菌、粪肠球菌、耐久肠球菌、Enterococcusvillorum、植物乳杆菌、乳酸片球菌、巴氏葡萄球菌、科氏葡萄球菌、血链球菌、虫草链球菌、缓症链球菌、链球菌sp.SCA22、链球菌sp.CR-3145、咽峡炎链球菌、变异链球菌、Coprobacillus cateniformis、Clostridium saccharogumia、细长真杆菌DSM 3991、梭菌sp.PPf35E6、索氏梭菌ATCC 9714、扭链瘤胃球菌、活泼瘤胃球菌、梭状梭菌、卵瘤胃球菌、Blautia producta、梭菌sp.ID5、Megasphaera micronuciformis、小韦荣氏菌、甲基戊糖梭菌、Clostridium islandicum、普氏粪杆菌、Bacteroides uniformmis、多形拟杆菌、Bacteroides acidifaciens、卵形拟杆菌、脆弱拟杆菌、吉氏副拟杆菌、Propinionibacteirum propionicum、Actinomycs hyovaginalis、粘滑罗斯菌、Rothiaaeria、短双歧杆菌、Scardovia inopinata和迟缓埃格特菌。
证实细菌组合物的保护作用的体外试验。
在一个实施方式中,提供的是利用细菌组合物或其亚组与病原体或致病有机体之间的竞争的体外试验。该试验的示例性实施方式在本文和在实施例中提供。
在另一个实施方式中,提供的是使用10%(重量/体积)无菌过滤粪便的体外试验。提供的是测试细菌组合物的保护作用并在体外筛选抑制病原体生长的微生物组合的体外试验。试验可以在自动化高通量或手动模式下工作。在任一系统下,可以将人或动物粪便重悬于厌氧缓冲溶液中,例如预还原的PBS或其它适合的缓冲液,通过离心除去颗粒并过滤物灭菌。该10%无菌过滤粪便物质用作体外试验的基础介质。为了测试细菌组合物,研究人员可以将其添加到无菌过滤粪便物质中持续第一孵育期,然后可以用感兴趣的病原体接种孵育的微生物溶液持续第二孵育期。可以通过多种方法(例如下述那些)定量所得病原体滴度,并将病原体的量的变化与包括在不存在细菌组合物的情况下培养的病原体的标准对照进行比较。试验使用至少一个对照进行。来自健康受试者的粪便可用作阳性对照。作为阴性对照,可以使用经抗生素处理的粪便或经热处理的粪便。可以在该材料中测试各种细菌组合物,并且任选地将细菌组合物与阳性和/或阴性对照进行比较。抑制病原体生长的能力可以通过将孵育的材料在艰难梭菌选择性培养基上铺板并计数菌落而测量。在细菌组合物与艰难梭菌之间的竞争之后,将体外试验板的每个孔连续稀释十倍六次,并在选择性培养基(例如但不限于环丝氨酸头孢西丁甘露醇琼脂(CCMA)或环丝氨酸头孢西丁果糖琼脂(CCFA))上铺板并孵育。然后计数艰难梭菌的菌落以计算竞争结束时每个孔中的活细胞浓度。病原体或致病有机体的菌落通过其特征性弥漫性菌落边缘形态以及紫外光下的荧光而确认。
在另一个实施方式中,体外试验使用经抗生素处理的粪便。在替代性实施方式中,不使用10%无菌过滤粪便,而是可以将人或动物粪便重悬于厌氧缓冲溶液中,例如预还原的PBS或其它适合的缓冲液。用抗生素(如克林霉素)或多种抗生素的混合物处理重悬粪便以减少来自健康受试者的粪便抑制病原体或致病有机体的生长的能力;这种材料被称为经抗生素处理的基质。虽然不受任何机制的约束,但据信健康受试者中的有益细菌通过竞争胜过病原体或致病有机体而保护健康受试者免受感染。用抗生素处理粪便杀死或减少那些有益细菌的群体,允许病原体或致病有机体在该试验基质中生长。除克林霉素以外抑制正常群落的抗生素包括头孢曲松和哌拉西林-他唑巴坦,并且可以替代克林霉素。离心经抗生素处理的基质,除去上清液,并将沉淀的材料重悬于过滤灭菌的、稀释的粪便中,以除去任何残留的抗生素。该经洗涤的、抗生素处理的基质可用于上述体外试验以替代10%无菌过滤粪便。
还提供的是利用细菌组合物或其亚组与耐万古霉素屎肠球菌之间的竞争的体外试验。该试验的示例性实施方式在本文和实施例中提供。
还提供的是利用细菌组合物或其亚组与摩氏摩根菌之间的竞争的体外试验。该试验的示例性实施方式在本文和实施例中提供。
还提供的是利用细菌组合物或其亚组与肺炎克雷伯氏杆菌(Klebsiellapneumoniae)之间的竞争的体外试验。该试验的示例性实施方式在本文和实施例中提供。
或者,可以通过定量PCR(qPCR)测量抑制病原体生长的能力。可以按照标准技术来产生感兴趣的病原体的标准曲线。可以根据制造商的说明书,使用市售试剂盒,例如Mo Bio-htp 96Well Soil DNA Isolation Kit(Mo Bio Laboratories,Carlsbad,CA),Mo BioDNA Isolation Kit(Mo Bio Laboratories,Carlsbad,CA)或QIAamp DNA Stool Mini Kit(QIAGEN,Valencia,CA),从样品提取基因组DNA。可以使用HotMasterMix(5PRIME,Gaithersburg,MD)和对感兴趣的病原体特异性的引物进行qPCR,并且可以在具有Barcode的Fast Optical 96孔反应板(0.1mL)(LifeTechnologies,Grand Island,NY)上进行和在配有CFX96TM实时系统的BioRad C1000TMThermal Cycler(BioRad,Hercules,CA)上进行,荧光读数为FAM和ROX通道。
艰难梭菌感染和艰难梭菌诱导的腹泻
在某些实施方式中,本发明提供治疗或缓解有需要的受试者的由感染艰难梭菌引起的艰难梭菌诱导的腹泻的方法,所述方法包括向受试者施用本发明的组合物,例如包含至少一个分离细菌群体的组合物。在一个实施方式中,至少一个细菌群体与一种或多种益生元,例如至少一种聚合物或单体共施用或共配制。在一个实施方式中,益生元是碳水化合物,例如木糖。
艰难梭菌(通常称为C.difficile或C.diff)是人结肠中天然发现的革兰氏阳性厌氧生物体。艰难梭菌感染可引起范围从腹泻到危及生命的结肠炎症的症状。艰难梭菌引起的疾病最通常影响医院或长期护理设施中的老年人,并且通常在使用抗生素药物后发生。医院获得的艰难梭菌相关腹泻(CDAD)正在成为世界范围的主要公共卫生问题。
Chen等已经提供了CDAD的小鼠模型(2008.Gastroenterology 135:1984-1992,其全部内容通过引用明确并入本文)。他们描述了据报道密切代表人疾病的模型,因此可用于测试本发明组合物的体内功效。另一种模型在如Kaur等描述的小鼠中提供(2010.J.Gasteroenterol.Hepatol.25:832-838)。在这样的模型中,可以测试本发明的组合物针对感染的保护作用,其中所建立的感染是来自用艰难梭菌接种动物。
使用这些模型,可以在艰难梭菌强饲之前(预防性治疗)或之后(治疗性治疗)施用细菌组合物。此外,可以在(任选的)万古霉素治疗(见下文)之后给予细菌组合物以评估其预防复发且因此体内抑制病原体的能力。评估的结果是体重、临床体征、死亡率和粪便中艰难梭菌的脱落。通常在没有治疗的情况下观察到体重减轻、疾病临床体征和艰难梭菌脱落。
例如,在示例性实验中,通过用经由小鼠饮用水递送的5至7种抗生素(包括卡那霉素、粘菌素、庆大霉素、甲硝唑和万古霉素并任选地包括氨苄西林和环丙沙星)处理7天(实验的第-12至-5天),然后是第-3天的单剂量的克林霉素,使小鼠对艰难梭菌易感,然后在三天后在第0天用104个艰难梭菌孢子经由口服强饲(即,口-胃灌肠)进行攻击。细菌组合物可以在艰难梭菌强饲之前(预防性治疗)或之后(治疗性治疗)给予。此外,可以在(任选的)万古霉素治疗(见下文)之后给予细菌组合物以评估其预防复发且因此体内抑制病原体的能力。从第-1天至第6天(或超过,为了预防复发)每天评估的结果是体重、临床体征、死亡率和粪便中艰难梭菌的脱落。通常在没有治疗的情况下观察到体重减轻、疾病临床体征和艰难梭菌脱落。在第-1至4天通过口服强饲提供的万古霉素保护免于这些结果,并且充当阳性对照。临床体征是主观的,并且由同一有经验观察者每天评分。将失去大于或等于其25%的体重的动物安乐死并计为感染相关的死亡。每天从小鼠笼子(每笼5只小鼠)收集粪便,并且使用如上文体外试验所述的选择性平板试验检测粪便中艰难梭菌孢子的脱落。
便秘
在某些实施方式中,本发明提供了治疗或缓解有需要的受试者的便秘的方法,所述方法包括向受试者施用至少一个分离细菌群体。在一个实施方式中,至少一个细菌群体与一种或多种益生元,例如至少一种聚合物或单体共施用或共配制。在一个实施方式中,益生元是碳水化合物,例如木糖。
便秘通常被描述为具有每星期少于三次排便。慢性便秘是持续数周或更久的稀少排便或粪便难以排出。本发明还提供了治疗、预防或缓解表现出作为症状的便秘的疾病和失调的方法。
受试者和受试者选择
本发明组合物可以有利地用于改善哺乳动物(特别是人)的肠屏障完整性的方法中。本发明组合物还可以有利地用于治疗或预防与肠屏障完整性降低相关的疾病的方法中,所述方法包括向哺乳动物施用本发明的组合物。
在某些实施方式中,本发明的方法有利地在婴儿或幼儿(0至2岁)中进行,并且可以与包括蛋白质、碳水化合物和脂肪的完全营养组合。由于新生儿的肠屏障功能尚未完全发育,本发明组合物可以有利地施用于初生婴儿,即年龄在0至6个月的婴儿。组合物可以以不含人乳或与人乳混合的婴儿配方食品的形式施用于婴儿。因此,本发明还提供了包含人乳和本发明组合物的婴儿配方食品餐。在某些实施方式中,本发明方法在早产儿(怀孕37周前出生的婴儿)中进行。在另外的实施方式中,本发明也可用于治疗或预防婴儿腹泻。
此外,本发明的方法可以用于已经进行或正在进行腹部手术的受试者和经历肠的术后功能障碍的受试者和/或营养不良受试者。本发明的方法也可以在结肠镜检查或内窥镜大肠检查之后用于受试者。因此,所述方法可以在可能导致肠损伤的医学治疗之前或之后在受试者中进行。这样的医学治疗可以例如是手术或肠内药物治疗(例如抗生素、止痛剂、NSAID、化疗剂等)。
在其它具体实施方式中,本发明的方法可以对具有特定特征的一个或多个受试者进行。例如,可以对于给定受试者进行16S测序,以鉴定他或她的微生物群中存在的细菌。测序可以使用16S测序对受试者的整个微生物组进行谱分析(达到科、属或种水平),使用16S测序对受试者的微生物组的一部分进行谱分析,或者其可用于检测作为针对健康或特定疾病状态的生物标志物(例如多重耐药性生物体或关注的特定属如埃希氏菌属的标志物)的特定候选细菌的存在或不存在。基于生物标志物数据,可以选择用本发明的方法治疗以增补或补充受试者的微生物群的受试者,从而恢复健康或治疗或预防疾病。在另一个实施方式中,可以筛选受试者以确定其微生物群的组成而确定成功治疗的可能性。
组合治疗
本发明的组合物可以在组合疗法中与其它试剂一起施用。因此,在某些实施方式中,本发明的方法还包括施用一种或多种其他试剂。施用可以是连续的(在数小时或数天期间内)或同时的。在一个实施方式中,将组合物与一种或多种抗微生物剂包括在组合疗法中,所述抗微生物剂包括抗细菌剂、抗真菌剂、抗病毒剂、抗寄生虫剂。
抗细菌剂包括头孢菌素抗生素(头孢氨苄、头孢呋辛、头孢羟氨苄、头孢唑啉、头孢噻吩、头孢克洛、头孢羟唑、头孢西丁、头孢丙烯和头孢吡普);氟喹诺酮抗生素(盐酸环丙沙星、左氧氟沙星、氧氟沙星、加替沙星、莫西沙星和诺氟沙星);四环素抗生素(四环素、米诺环素、土霉素和多西环素);青霉素抗生素(阿莫西林、氨苄西林、青霉素V、双氯西林、羧苄西林、万古霉素和甲氧西林);和碳青霉烯抗生素(厄他培南、多立培南、亚胺培南/西司他丁和美罗培南)。
抗病毒剂包括阿巴卡韦、阿昔洛韦、阿德福韦、安普那韦、阿扎那韦、西多福韦、地瑞那韦、地拉韦啶、地达诺新、二十二醇、依非韦伦、埃替拉韦、恩曲他滨、恩夫韦地、依曲韦林、泛昔洛韦、膦甲酸、福米韦生、更昔洛韦、茚地那韦、碘苷、拉米夫定、洛匹那韦、马拉维若、MK-2048、奈非那韦、奈韦拉平、喷昔洛韦、雷特格韦、利匹韦林、利托那韦、沙奎那韦、司他夫定、替诺福韦三氟尿苷、伐昔洛韦、缬更昔洛韦、阿糖腺苷、伊巴他滨、金刚烷胺、奥司他韦、金刚乙胺、替拉那韦、扎西他滨、扎那米韦和齐多夫定。
抗真菌化合物的实例包括但不限于多烯抗真菌剂,例如那他霉素、龟裂霉素、菲利平、制霉菌素、两性霉素B、坎底辛和哈霉素;咪唑抗真菌剂,例如咪康唑、酮康唑、克霉唑、益康唑、奥莫康唑、联苯苄唑、布康唑、芬替康唑、异康唑、奥昔康唑、舍他康唑、硫康唑和噻康唑;三唑抗真菌剂,例如氟康唑、伊曲康唑、艾沙康唑、拉夫康唑、泊沙康唑、伏立康唑、特康唑和阿巴康唑;噻唑抗真菌剂,例如阿巴芬净;烯丙胺抗真菌剂,例如特比萘芬、萘替芬和布替萘芬;和棘白菌素抗真菌剂,例如阿达芬净、卡泊芬净和米卡芬净。具有抗真菌性质的其它化合物包括但不限于水蓼二醛、苯甲酸、环匹罗司、托萘酯、十一碳烯酸、氟胞嘧啶或5-氟胞嘧啶、灰黄霉素和卤普罗近。
在一个实施方式中,组合物与一种或多种皮质类固醇、美沙拉嗪、美沙拉明、柳氮磺吡啶、柳氮磺吡啶衍生物、免疫抑制药物、环孢菌素A、巯基嘌呤、硫唑嘌呤、泼尼松、甲氨蝶呤、抗组胺剂、糖皮质激素、肾上腺素、茶碱、色甘酸钠、抗白三烯、用于鼻炎的抗胆碱能药物、抗胆碱能减充血剂、肥大细胞稳定剂、单克隆抗IgE抗体、疫苗及其组合被包括在组合疗法中。
IX.远端微生态失调
如前所述,本文所述的益生菌组合物在施用部位处(例如,对于口服施用的组合物在胃肠道中,或对于阴道施用的组合物在阴道中)局部地对受试者具有有益效果。出人意料地,本文所述的益生菌组合物也可用于纠正或预防施用部位的远端部位的微生态失调。
术语“远端”通常与人或其他哺乳动物的胃肠道,特别是肠腔相关地使用,其代表口服施用的益生菌的植入或定植的预期位置。因此,关于施用于胃肠道的益生菌,“远端微生态失调”包括在胃肠道的腔的外部的微生态失调。在其他情况下,术语“远端”可以与本发明的组合物(例如益生菌组合物)的施用、预期植入或预期定植的部位。例如,如果阴道施用益生菌组合物,组合物的远端作用将发生在阴道外。类似地,如果将益生菌组合物施用于皮肤,例如通过皮肤贴剂、透皮洗剂等,组合物的远端作用将发生在皮肤以外的小生境中。如果将益生菌组合物施用于肺,例如在可吸入制剂中,组合物的远端作用将发生在肺外。如果将益生菌组合物施用于耳、眼、鼻等,组合物的远端作用将发生在组合物的施用、植入或定植的部位以外的部位(即,耳的远端、眼的远端、鼻的远端等)。
远端部位包括但不限于肝、脾、输卵管和子宫。其他远端部位包括皮肤、血液和淋巴结。在其他实施方式中,远端部位是胎盘、脾、肝、子宫、血液、眼、耳、肺、肝、胰腺、脑、胚胎囊或阴道。在另一个实施方式中,远端部位是阴道、皮肤、肺、脑、鼻、耳、眼/结膜、口、循环系统,例如血液、胎盘、生殖道、心血管系统和/或神经系统。益生菌组合物可以对受试者中多于一个远端部位的微生物群有影响。例如,在一些实施方式中,益生菌组合物调节施用、植入或定植部位(例如胎盘、脾、肝、子宫、血液、眼、耳、肺、肝、胰腺、脑、胚囊、阴道、皮肤、脑、鼻、口、生殖道、心血管系统和/或神经系统中的一个或多个)的一个或多个远端部位的微生物群。
提供的是向远端部位提供一种或多种细菌和/或真菌实体的调节、植入和/或增加的组合物和方法。为了表征目标小生境的改变,例如通过小生境内的细菌的植入和/或增加,提供的是检测、定量和表征皮肤、阴道等中的16S、18S和ITS特征的方法。此外,提供的是检测通常与远端部位中的一个微生物群相关联的细菌和真菌组分的方法,通常与该远端部位的微生物群相关联(以生理方式)。例如,在施用组合物之后,在远端部位(例如血液或胃肠腔外的另一个小生境)检测出在施用前可检测地存在于胃肠道或阴道中的细菌。例如,给定位置(例如胃肠道)的微生物组的变化导致远端位置(例如阴道)的微生物组的变化。
因此,在远端部位检测和定量微生物网络的16S、18S和ITS特征可用于表征正常健康条件下远端部位的微生物组的组分,并且当远端部位的微生物组的组分被破坏时,也可用于检测远端部位的微生态失调。
为了表征远端微生态失调,提供的是检测、定量和表征免疫器官如淋巴结、脾脏等中的16S、18S和ITS特征的方法。此外,提供的是检测通常与远端部位中的一个微生物群相关联的细菌和真菌组分的方法,通常(以生理或病理方式)与该远端部位的微生物群相关联。例如,在远端部位例如血液中检测到通常在胃肠道或阴道中检测到的细菌。
远端微生态失调包括在除了胃肠道(其通常是口服提供的益生菌的施用部位)以外的部位处受试者中的微生物网络的正常多样性和/或功能的破坏。在将益生菌组合物施用于除胃肠道以外的部位的情况下,远端微生态失调可包括在除了施用、定植或植入部位以外的部位处受试者中的微生物网络的正常多样性和/或功能的破坏。
本文描述的益生菌组合物可以通过纠正存在于远端部位的微生物多样性的不平衡而纠正或治疗远端微生态失调。包含在益生菌组合物中的细菌可以通过转位到远端部位而直接纠正远端微生态失调。包含在益生菌组合物中的细菌还可以通过促进其它肠道共生体转位到远端部位或通过改变远端部位的微环境以创造恢复健康微生物组的条件(例如通过减少炎症)而间接纠正远端微生态失调。
不希望受到理论束缚,本发明的益生菌组合物可以以几种方式影响远端部位。
在一个实施方式中,存在于益生菌组合物中的细菌菌株植入到受试者的胃肠道中并转位至远端部位,由此在远端部位处增加存在于益生菌组合物中的细菌菌株。在一个实施方式中,在施用益生菌之前,存在于益生菌组合物中的细菌菌株不是可检测地存在于远端部位处。
在另一个实施方式中,存在于益生菌组合物中的细菌菌株在受试者的胃肠道中增加而未植入,并且转位至远端部位,由此在远端部位处增加存在于益生菌组合物中的细菌菌株。在一个实施方式中,在施用益生菌之前,存在于益生菌组合物中的细菌菌株不是可检测地存在于远端部位处。
在另一个实施方式中,存在于益生菌组合物中的细菌菌株调节肠道微环境,增加存在于肠微生物群内的第二细菌菌株。在肠中增加的第二细菌菌株转位至远端部位,由此在远端部位处增加第二细菌菌株。在实施方式中,第二细菌菌株不存在于益生菌组合物中。在一些实施方式中,存在于益生菌组合物中的细菌菌株是免疫调节细菌,例如抗炎细菌。肠微环境的调节可以包括例如由肠中和肠周围的宿主细胞分泌的细胞因子的改变、肠中炎症的减少、肠中短链脂肪酸分泌的增加或肠中免疫细胞亚群比例的改变,其中每一种都影响肠微生物组。肠微环境的调节可以包括增加或减少总体微生物多样性。
在另一个实施方式中,存在于益生菌组合物中的细菌菌株调节受试者中远端部位处的微环境,由此在远端部位处增加第二细菌菌株。在实施方式中,第二细菌菌株不存在于益生菌组合物中。在一些实施方式中,存在于益生菌组合物中的细菌菌株是免疫调节细菌,例如抗炎细菌。免疫调节细菌可以通过例如减少全身性炎症而调节受试者中胃肠道远端部位处的微环境。这可以通过改变免疫细胞的细胞因子表达谱或改变免疫细胞亚群的比例而实现。存在于益生菌组合物中的细菌菌株还可以调节肠渗透性,例如通过短链脂肪酸的分泌,其影响远端部位的微环境。另外地或可替代地,存在于益生菌组合物中的细菌菌株可以增加或减少总体微生物多样性。
因此,本文所述的益生菌组合物可以累加地或协同地,远端地(例如,其中肠内施用微生物导致改变胃肠道外的部位(例如皮肤或肝)处的免疫应答)或局部地(例如肠内施用微生物导致改变胃肠道中(例如肠中)的免疫应答)引起免疫调节应答。
受试者的免疫系统与受试者的微生物组紧密联系,并且全身性地相互作用。在胃肠道和远端部位两者中对微生物组的破坏都可以在受试者整个机体内产生深远的影响。特别是,对微生物组的破坏增加受试者的全身性炎症和肠屏障功能障碍。增加的炎症和肠屏障功能障碍通过促进胃肠道远端的广泛炎症和自身免疫病症,在许多方面负面地影响受试者的健康。相反,受试者中增加的炎症导致受试者的微生物组中的破坏,并且对微生物组的破坏进而进一步增加炎症。施用含有免疫调节细菌的益生菌组合物可以减少胃肠道中的炎症并恢复肠屏障完整性,导致胃肠道远端部位处的炎症减少,以及与全身性炎症相关的自身免疫或炎性疾病的症状改善。施用含有分泌短链脂肪酸的细菌菌株的益生菌组合物也能够减少炎症,恢复肠屏障完整性。
在其它实施方式中,本发明的益生菌组合物改善血液/脑屏障完整性。在其它实施方式中,本发明的益生菌组合物改善肺上皮完整性。
本文所述的益生菌组合物和方法可以预防或治疗公认在微生态失调期间或在造成微生态失调的一个或多个微生物群群体的变化中发生的屏障功能的丧失或减少。屏障功能的丧失导致细菌群体的全身性接种,导致微生态失调活性,并且在某些情况下,屏障功能的丧失导致细菌群体的局部再接种。在这两种情况下,所得免疫激活导致致病性炎症和免疫应答。作为响应,提供的是能够恢复屏障功能、恢复正常微生物群组分、并减少(例如抑制)免疫/炎症应答的组合物。在一个实施方式中,肠上皮屏障完整性的改善导致运送到血液中的细菌、细菌组分和/或细菌代谢物减少。在一些组合物中,提供的是除去靶小生境中的现有微生物群落,同时新施用或招募的细菌和真菌在靶小生境定殖(或重新定殖)的抗生素药剂。与碳水化合物的组合(例如通过共施用或共配制)可以协同地影响该定殖/重新定殖技术。
与增加全身性炎症和/或降低肠屏障完整性的微生态失调(即胃肠微生态失调或远端微生态失调)相关的疾病包括例如自身免疫或炎性疾病、克罗恩病、阴道微生态失调和移植失调,例如移植物抗宿主病。可以通过施用(例如口服施用)含有免疫调节(例如抗炎)细菌菌株的益生菌组合物治疗这些疾病。
在一些实施方式中,本文所述的益生菌组合物可以分别相加地或协同地、远端地(例如,口服施用的微生物减少不在胃肠道中的器官中的总微生物负荷或者阴道内施用的微生物减少不是阴道的器官中的总微生物负荷)或局部地(例如,肠或阴道)减少自身免疫性疾病或炎症性疾病相关病原体或致病有机体的类型数。
因此,在一个方面,本发明提供减少受试者中的炎症的方法,其包括向受试者施用包含分离的抗炎细菌群体的益生菌组合物,使得受试者中的炎症减少。炎症的全身性减少可以调节细菌群体的施用、预期植入或预期定植的部位远端的小生境的微生物组。益生菌组合物可以含有可用于作为药物组合物的制剂的赋形剂。在细菌群体包括厌氧细菌的实例中,赋形剂可以在一个实施方式中减少细菌群体暴露于氧气。
在优选实施方式中,施用益生菌组合物可以减少在施用、植入或定植部位(例如阴道、皮肤、肺、脑、鼻、耳、眼/结膜、口、循环系统,例如血液、胎盘、胚胎囊、生殖道、心血管系统和/或神经系统)的远端部位处的炎症。在一个实施方式中,施用益生菌组合物可以减少在选自血液、皮肤、阴道、肝、脾、输卵管、子宫或其组合的部位处的炎症。在一个实施方式中,施用益生菌组合物调节在远端部位处的微生物组。
抗炎细菌群体可以诱导宿主细胞减少促炎性细胞因子的分泌和/或增加抗炎性细胞因子的分泌。细菌群体的抗炎性质可以通过本文所述或本领域已知的方法测定,例如通过测量暴露于细菌群体的外周血单核细胞(PBMC)的细胞因子分泌的改变。可以基于感兴趣的特定细胞因子的调节,选择抗炎细菌以包含在益生菌制剂中。例如,可以基于减少一种或多种促炎性细胞因子(例如IFNγ、IL-12p70、IL-1α、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α、MIP1β、TNFα及其组合)的分泌的能力,和/或增加一种或多种抗炎性细胞因子(例如IL-10,IL-13,IL-4,IL-5及其组合)的分泌的能力,选择抗炎细菌。
在另一个方面,本发明提供通过以足以改变在细菌群体的施用、植入或定植部位的远端部位处的微生物组的量向受试者施用包含分离细菌群体的益生菌组合物来治疗或预防受试者中的远端微生态失调的方法,从而治疗远端微生态失调。例如,施用益生菌组合物可以在细菌群体的施用、植入或定植部位处调节第一微生物群,导致随后在不同于第一微生物组的部位(例如远端部位)处调节第二微生物组。
在一个实施方式中,本发明提供通过口服施用在胃肠道远端部位处改变微生物组的益生菌组合物治疗或预防远端微生态失调的方法。
在另一个方面,本发明提供治疗或预防有需要的受试者的与远端微生态失调相关的疾病的方法,其包括以足以改变在远端微生态失调的部位处的微生物组的量向受试者施用包含分离菌种的益生菌组合物,从而治疗与远端微生态失调相关的疾病。与远端微生态失调相关的疾病(包括对系统性微生物组的破坏)在本文中描述并包括例如自身免疫或炎性疾病,例如移植物抗宿主病(GVHD)、炎性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎、克罗恩病、多发性硬化(MS)、系统性红斑狼疮(SLE)、I型糖尿病、类风湿性关节炎、综合征和乳糜泻;移植疾病如移植物抗宿主病;和阴道微生态失调。在一个实施方式中,与远端微生态失调相关的疾病在呼吸道(例如肺)中发生,包括但不限于囊性纤维化和慢性阻塞性肺病(COPD)。
在一个实施方式中,益生菌组合物含有在远端微生态失调部位缺乏的细菌物种。施用益生菌组合可以增加远端微生物组中缺乏的物种的量。在一个实施方式中,在施用益生菌组合物之前,缺乏的物种不是可检测地存在于远端微生态失调部位。在一个实施方式中,益生菌组合物中的细菌物种转位到远端微生态失调部位。
在另一个实施方式中,益生菌组合物导致在远端部位处益生菌组合物中不存在的细菌物种增加。这种增加可以由例如益生菌组合物中不存在的细菌物种转位到远端部位,和/或以改变微生物组的方式调节远端部位的微环境而造成。
在优选实施方式中,益生菌组合物含有免疫调节细菌,例如抗炎细菌。
在另一个方面,本发明提供通过施用包含分离细菌群体的益生菌组合物降低受试者的肠渗透性的方法,其中施用益生菌组合物增加产生短链脂肪酸的细菌物种,使得受试者的肠渗透性降低。在其它实施方式中,通过施用含有含粘蛋白细菌和/或抗炎细菌的益生菌组合物改善肠通透性和与之相关的疾病。
可用于纠正或治疗远端微生态失调或治疗与微生态失调相关的胃肠道远端的疾病的益生菌组合物可包括本文所述的任何益生菌组合物。在示例性实施方式中,可用于纠正或治疗远端微生态失调的益生菌组合物包含来自表1的一种或多种细菌菌株。在其它实施方式中,可用于纠正或治疗远端微生态失调的益生菌组合物包含来自表1A的一种或多种细菌菌株。在其它实施方式中,可用于纠正或治疗远端微生态失调的益生菌组合物包含来自表1B的一种或多种细菌菌株。在其它实施方式中,可用于纠正或治疗远端微生态失调的益生菌组合物包含来自表1C的一种或多种细菌菌株。在其它实施方式中,可用于纠正或治疗远端微生态失调的益生菌组合物包含来自表1D的一种或多种细菌菌株。在其它实施方式中,可用于纠正或治疗远端微生态失调的益生菌组合物包含来自表1E的一种或多种细菌菌株。在其它实施方式中,可用于纠正或治疗远端微生态失调的益生菌组合物包含来自表1F的一种或多种细菌菌株。在一些实施方式中,益生菌组合物含有单一细菌菌株。在其它实施方式中,益生菌组合物含有两种或更多种细菌菌株,例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、500、1000或更多种细菌菌株。在其它实施方式中,如本文所述,益生菌组合物含有益生元或与益生元结合施用。
优选的细菌属包括Acetanaerobacterium、醋弧菌属、脂环芽孢杆菌属、嗜碱菌属、Anaerofustis、Anaerosporobacter、Anaerostipes、Anaerotruncus、无氧芽孢杆菌属、芽孢杆菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、短螺菌属、短芽孢杆菌属、Bryantella、Bulleidia、Butyricicoccus、丁酸弧菌属、Catenibacterium、衣原体目、梭菌科、梭菌目、梭菌属、柯林斯菌属、粪芽孢菌属、粪球菌属、柯克斯氏体属、脱铁杆菌门、Desulfitobacterium、Desulfotomaculum、脱硫肠状菌属、Dorea、Eggerthella、丹毒丝菌属、韦荣球菌科、产乙醇杆菌属、真杆菌属、Faecalibacterium、产线菌属、Flavonifractor、Flexistipes、Fulvimonas、梭杆菌属、芽殖菌属、土芽孢杆菌属、粘杆菌属、Holdemania、Hydrogenoanaerobacterium、考克氏菌属、Lachnobacterium、毛螺菌属、毛螺菌科、乳杆菌属、Lactonifactor、钩端螺旋体属、Lutispora、赖氨酸芽孢杆菌属、柔膜菌纲、穆尔氏菌属、诺卡氏菌属、Oscillibacter、颤螺菌属、类芽孢杆菌属、Papillibacter、Pseudoflavonifractor、Robinsoniella、罗氏菌属、瘤胃菌科、瘤胃球菌属、糖单孢菌属、八叠球菌属、Solobacterium、Sporobacter、芽孢乳杆菌属、链霉菌属、Subdoligranulum、萨特氏菌属、互养球菌属、高温厌氧杆菌属、温双岐菌属和Turicibacter。
优选的细菌属还包括醋丝菌属、嗜碱菌属、双芽孢杆菌属、Ammonifex、厌氧杆菌属、热解纤维素果汁杆菌属、喜热菌属、Candidatus、Carboxydibrachium、Carboxydothermus、Cohnella、Dendrosporobacter Desulfitobacterium、Desulfosporosinus、盐拟杆菌属、阳光杆菌属、嗜阳菌属、Heliorestis、Lachnoanaerobaculum、赖氨酸芽孢杆菌属、大洋芽胞杆菌属、Orenia(S.)、嗜草酸菌属、产醋杆菌属、Pelospora、Pelotomaculum、Propionispora、孢盐杆菌属、鼠孢菌属、芽孢八叠球菌属、Sporotomaculum、Symbiobacterium、Syntrophobotulus、互养生孢菌属、Terribacillus、萨特氏菌属和Thermosinus。
如本文所提供的,治疗性组合物包括,或者,调节以下示例性细菌实体的定植和/或植入:戈氏乳杆菌、发酵乳杆菌、路氏乳杆菌、粪肠球菌、耐久肠球菌、Enterococcusvillorum、植物乳杆菌、乳酸片球菌、巴氏葡萄球菌、科氏葡萄球菌、血链球菌、虫草链球菌、缓症链球菌、链球菌属SCA22、链球菌属CR-3145、咽峡炎链球菌、变异链球菌、Coprobacillus cateniformis、Clostridium saccharogumia、长下颌真杆菌DSM 3991、梭菌属PPf35E6、索氏梭菌ATCC 9714,扭链瘤胃球菌、活泼瘤胃球菌、梭状梭菌、卵瘤胃球菌、Blautia producta、梭菌属ID5、Megasphaera micronuciformis、小韦荣氏菌、甲基戊糖梭菌、Clostridium islandicum、普氏粪杆菌、Bacteroides uniformmis、多形拟杆菌、Bacteroides acidifaciens、卵形拟杆菌、脆弱拟杆菌、吉氏副拟杆菌、Propinionibacteirum propionicum、Actinomycs hyovaginalis、粘滑罗斯菌、Rothiaaeria、短双歧杆菌、Scardovia inopinata和迟缓埃格特菌。
优选细菌物种在表1、表1A、表1B、表1C、表1D、表1E、表1F和表5中提供。任选地,在一些实施方式中,优选细菌物种是产孢菌。细菌物种可以繁殖体形式和/或孢子形式使用。因此,在一些实施方式中,存在于组合物中的细菌仅为孢子形式。在一些实施方式中,存在于组合物中的细菌仅为繁殖体形式。在一些实施方式中,存在于组合物中的细菌是繁殖体形式和孢子形式的组合。当提供物种的特定菌株时,本领域技术人员将认识到该物种的其它菌株可以替代指定菌株。
在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Acidaminococcus intestine。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鲍氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鲁氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Akkermansia muciniphila。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Alistipes putredinis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Alistipes shahii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Anaerostipes hadrus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Anaerotruncus colihominis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是粪拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroidescellulosilyticus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides dorei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是埃氏拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides finegoldii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是脆弱拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides massiliensis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是卵形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides salanitronis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides salyersiae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是拟杆菌属1_1_6。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是拟杆菌属3_1_23。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是拟杆菌属D20。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroidesthetaiotaomicrond。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是单形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是普通拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是青春双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是两歧双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是短双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bifidobacterium faecale。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bifidobacterium kashiwanohense。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是长双歧杆菌长亚种。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是假链状双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bifidobacterium stercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)coccoides。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia glucerasea。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)hansenii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia hydrogenotrophica(Ruminococcushydrogenotrophicus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)luti。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)obeum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia producta(Ruminococcus productus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)schinkii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia stercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆BKLE_a03_2(GenBank:EU469501.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_B_14_30(GenBank:EF402926.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_C_14_16(GenBank:EF404657.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆S1-5(GenBank:GQ898099.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养PAC000178_s(www.ezbiocloud.net/eztaxon/hierarchy?m=browse&k=PAC000178&d=2)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia wexlerae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是分节丝状菌sp.SFB-小鼠-Yit。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Catenibacterium mitsuokai。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌科菌(Dielma fastidiosa)JC13。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌目菌1_7_47FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium asparagiforme。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鲍氏梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭状梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridiumglycyrrhizinilyticum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium(Hungatella)hathewayi。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是溶组织梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是吲哚梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是柔嫩梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium(Tyzzerella)nexile。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是产气荚膜梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium(Erysipelatoclostridium)ramosum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是闪烁梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium septum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌属14774。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌属7_3_54FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌属HGF2。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是共生梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是产气柯林斯菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Collinsella intestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是粪芽孢菌属D7。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是尖锐粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是伴生粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Dorea formicigenerans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Dorea longicatena。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是粪肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是屎肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是韦荣球菌科菌3_1_53。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是大肠埃希氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是大肠埃希氏菌S88。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是挑剔真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是断链真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是细枝真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是直肠真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是普氏粪杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是普氏梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是死亡梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是核粒梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Holdemania filiformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Hydrogenoanaerobacterium saccharovorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是产酸克雷伯氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是毛螺菌科菌3_1_57FAA_CT1。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是毛螺菌科菌7_1_58FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是毛螺菌科菌5_1_57FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是干酪乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鼠李糖乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是瘤胃乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Lactococcus casei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是内脏气味杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Oscillibacter valericigenes。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Parabacteroides gordonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Parabacteroides johnsonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Parabacteroides merdae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是乳酸片球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是不解糖消化链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是颗粒丙酸杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Roseburiaintestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Roseburia inulinivorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Ruminococcus faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是活泼瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是瘤胃球菌属ID8。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是扭链瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Slackia piriformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是表皮葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是腐生葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是嵴链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是停乳链球菌亚种Equisimilis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Streptococcus infantis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是口腔链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是血链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是绿色链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是嗜热链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是殊异韦荣氏菌。
在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Acidaminococcusintestine。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鲍氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鲁氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Akkermansia muciniphila。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Alistipes putredinis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Alistipes shahii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Anaerostipes hadrus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Anaerotruncus colihominis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含粪拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides cellulosilyticus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides dorei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含埃氏拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides finegoldii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含脆弱拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides massiliensis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含卵形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroidessalanitronis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroidessalyersiae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含拟杆菌属1_1_6。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含拟杆菌属3_1_23。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含拟杆菌属D20。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides thetaiotaomicrond。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含单形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含普通拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含青春双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含两歧双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含短双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bifidobacteriumfaecale。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bifidobacteriumkashiwanohense。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含长双歧杆菌长亚种。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含假链状双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bifidobacteriumstercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)coccoides。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautiaglucerasea。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)hansenii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia hydrogenotrophica(Ruminococcus hydrogenotrophicus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)luti。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)obeum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia producta(Ruminococcusproductus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)schinkii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia stercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆BKLE_a03_2(GenBank:EU469501.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_B_14_30(GenBank:EF402926.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_C_14_16(GenBank:EF404657.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆S1-5(GenBank:GQ898099.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养PAC000178_s(www.ezbiocloud.net/eztaxon/hierarchy?m=browse&k=PAC000178&d=2)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia wexlerae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含分节丝状菌sp.SFB-小鼠-Yit。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Catenibacterium mitsuokai。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌科菌(Dielmafastidiosa)JC13。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌目菌1_7_47FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridiumasparagiforme。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鲍氏梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭状梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium glycyrrhizinilyticum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium(Hungatella)hathewayi。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含溶组织梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含吲哚梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含柔嫩梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium(Tyzzerella)nexile。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含产气荚膜梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium(Erysipelatoclostridium)ramosum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含闪烁梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium septum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌属14774。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌属7_3_54FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌属HGF2。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含共生梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含产气柯林斯菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Collinsella intestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含粪芽孢菌属D7。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含尖锐粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含伴生粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Dorea formicigenerans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Dorea longicatena。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含粪肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含屎肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含韦荣球菌科菌3_1_53。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含大肠埃希氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含大肠埃希氏菌S88。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含挑剔真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含断链真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含细枝真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含直肠真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含普氏粪杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含普氏梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含死亡梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含核粒梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Holdemania filiformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Hydrogenoanaerobacterium saccharovorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含产酸克雷伯氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含毛螺菌科菌3_1_57FAA_CT1。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含毛螺菌科菌7_1_58FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含毛螺菌科菌5_1_57FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含干酪乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鼠李糖乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含瘤胃乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Lactococcus casei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含内脏气味杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Oscillibacter valericigenes。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Parabacteroides gordonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Parabacteroides johnsonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Parabacteroides merdae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含乳酸片球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含不解糖消化链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含颗粒丙酸杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Roseburia intestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Roseburia inulinivorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Ruminococcus faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含活泼瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含瘤胃球菌属ID8。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含扭链瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Slackia piriformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含表皮葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含腐生葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含嵴链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含停乳链球菌亚种Equisimilis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Streptococcus infantis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含口腔链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含血链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含绿色链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含嗜热链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含殊异韦荣氏菌。
可用于治疗与远端微生态失调相关的疾病的示例性益生菌组合物含有能够减少受试者的炎症的细菌菌株。如本文所述,这样的免疫调节(抗炎)细菌可以通过宿主免疫细胞调节细胞因子表达,导致受试者中抗炎性细胞因子分泌总体增加和/或促炎性细胞因子分泌总体减少,从而全身性地减少炎症。在示例性实施方式中,可用于治疗与远端微生态失调相关的疾病的益生菌组合物刺激宿主免疫细胞如PBMC分泌一种或多种抗炎性细胞因子。抗炎性细胞因子包括但不限于IL-10、IL-13、IL-9、IL-4、IL-5、TGFβ及其组合。在其它示例性实施方式中,可用于治疗与远端微生态失调相关的疾病的益生菌组合物抑制宿主免疫细胞如PBMC分泌一种或多种促炎性细胞因子。促炎性细胞因子包括但不限于IFNγ、IL-12p70、IL-1α、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α、MIP1β、TNFα及其组合。其它示例性细胞因子是本领域已知的并且在本文中描述。含有抗炎细菌的益生菌组合物在施用部位(例如在胃肠道中)以及在受试者整个机体的远端部位减少炎症。
可用于治疗与胃肠道远端的微生态失调相关的疾病的其它示例性益生菌组合物含有能够改变受试者中的免疫亚群(例如T细胞亚群)的比例的细菌菌株。
例如,免疫调节细菌可以增加或减少受试者中的Treg细胞、Th17细胞、Th1细胞或Th2细胞的比例。免疫细胞亚群比例的增加或减少可以是系统性的,或者它可以局限于益生菌的作用位置,例如在胃肠道中或在远端微生态失调部位。在一些实施方式中,包含免疫调节细菌的益生菌组合物基于益生菌组合物对受试者中的免疫细胞亚群的分化和/或扩增的期望效果而被用于治疗与胃肠道远端的微生态失调相关的疾病。
在一个实施方式中,益生菌组合物含有增加受试者中的Treg细胞比例的免疫调节细菌。在另一个实施方式中,益生菌组合物含有减少受试者中的Treg细胞比例的免疫调节细菌。在一个实施方式中,益生菌组合物含有增加受试者中的Th17细胞比例的免疫调节细菌。在另一个实施方式中,益生菌组合物含有降低受试者中的Th17细胞比例的免疫调节细菌。在一个实施方式中,益生菌组合物含有增加受试者中的Th1细胞比例的免疫调节细菌。在另一个实施方式中,益生菌组合物含有降低受试者中的Th1细胞比例的免疫调节细菌。在一个实施方式中,益生菌组合物含有增加受试者中的Th2细胞比例的免疫调节细菌。在另一个实施方式中,益生菌组合物含有减少受试者中的Th2细胞比例的免疫调节细菌。
在一个实施方式中,益生菌组合物含有能够调节受试者中的Treg细胞、Th17细胞、Th1细胞中的一种或多种及其组合的比例的免疫调节细菌。某些免疫细胞谱可以是特别期望的以治疗或预防与微生态失调相关的特定疾病。例如,可以通过增加Treg细胞和Th2细胞的数量并减少Th17细胞和Th1细胞的数量促进自身免疫或炎性疾病的治疗或预防。因此,用于治疗或预防自身免疫性或炎性疾病的益生菌组合物可以含有能够促进Treg细胞和Th2细胞并减少Th17和Th1细胞的益生菌。
短链脂肪酸(SCFA)可以具有免疫调节(即免疫抑制)作用,因此其产生(即通过发酵的生物合成或转化)对于预防、控制、缓解和治疗自身免疫性和/或炎性疾病是有利的(Lara-Villoslada F.等,2006.Short-chain fructooligosaccharides,in spite ofbeing fermented in the upper part of the large intestine,have anti-inflammatory activity in the TNBS model of colitis.Eur J Nutr.45(7):418-425)。在无菌小鼠和经万古霉素处理的常规小鼠中,施用SCFA(乙酸、丙酸或丁酸)在大肠中恢复正常数量的Treg(Smith PM等,Science.2003;569-573)。短链脂肪酸(SCFA)由一些细菌作为木糖发酵的副产物产生。SCFA是肠道微生物组产生的最丰富的代谢产物之一,特别是Clostridiacea科,包括梭菌属、瘤胃球菌属或布劳特氏菌属的成员。在一些方面,药物组合物、剂型或试剂盒包括至少一种类型的微生物(例如,一种或多种微生物物种,例如细菌物种,或特定微生物物种的多于一种菌株)和至少一种类型的益生元,使得组合物、剂型或试剂盒能够增加哺乳动物受试者中一种或多种免疫调节性SCFA(例如,乙酸、丙酸、丁酸或戊酸)的水平。任选地,药物组合物、剂型或试剂盒还包含一种或多种产生SCFA的发酵和/或生物合成途径的一种或多种底物。在某些实施方式中,向哺乳动物受试者施用组合物、剂型或试剂盒导致哺乳动物受试者中的一种或多种SCFA增加约1.5倍、2倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍或大于100倍。在一些实施方式中,微生态失调由于缺乏产生短链脂肪酸的微生物引起。因此,在一些实施方式中,益生菌组合物可以含有产生短链脂肪酸的细菌物种。
本发明的方面还包括中链甘油三酯(MCT)。MCT被动地从胃肠道扩散到门静脉系统(更长的脂肪酸被吸收到淋巴系统中),而不需要如长链脂肪酸或非常长链脂肪酸的改变。此外,MCT不需要胆汁盐进行消化。患有营养不良或吸收不良综合征的患者用MCT治疗,因为它们不需要用于吸收、使用或储存的能量。中链甘油三酯通常被认为是人体发现相当容易代谢的良好生物学惰性能量源。它们在蛋白质代谢中具有潜在的有益属性,但在一些情况下因其倾向于诱导酮生成和代谢性酸中毒而可能是禁忌的。中链甘油三酯因其被身体迅速吸收的能力而已经被用于治疗各种吸收不良疾病。低脂肪饮食的MCT补充已被描述为治疗原发性肠淋巴管扩张(Waldmann病)的基础。MCT是胃肠外营养乳液中的成分。因此,在一些实施方式中,木糖组合物能够增加哺乳动物受试者中一种或多种中链甘油三酯的水平。在某些实施方式中,向哺乳动物受试者施用木糖组合物导致哺乳动物受试者中的一种或多种中链甘油三酯增加约1.5倍、2倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍或大于100倍。
通过施用含有产生短链脂肪酸(SCFA)(例如丁酸、乙酸、丙酸或戊酸,或其组合)的细菌菌株的益生菌组合物可以治疗或改善与肠屏障功能丧失相关的远端失调。如本文所述,通过施用含有减少炎症的细菌菌株的益生菌组合物可以治疗或改善与肠屏障功能丧失相关的远端失调。
在其它实施方式中,远端微生态失调由于缺乏产生乳酸的微生物引起。因此,在一个实施方式中,益生菌组合物可以含有产生乳酸的细菌物种。
用于调节远端微生物组的益生菌组合物可以任选地与益生元组合施用。例如,可以选择增加益生菌组合物中存在的抗炎细菌群体的生长的益生元。示例性益生元在表7中提供。可以增加示例性细菌物种的生长的示例性益生元在图29中提供。在一个实施方式中,益生元可以是选自阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚右旋糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺,葡萄糖或其组合的单体或聚合物。在另一个实施方式中,益生元可以是单体或聚合物,例如半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3’-岩藻糖基乳糖、3’-唾液酸乳糖、6’-唾液酸乳糖、乳-N-新四糖、2’-2’-岩藻糖基乳糖或其组合。在一个实施方式中,益生元可以包括选自阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖及其组合的单糖。在另一个实施方式中,益生元可以包括选自木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖或其组合的二糖。在另一个实施方式中,益生元包括多糖,例如低聚木糖。示例性益生元包括糖,如阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖、木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖和低聚木糖或其组合。
上述益生菌组合物(和任选的益生元组合物)可以用于治疗与受试者内的特定小生境处的微生物组的微生态失调相关或与系统性微生物组的失调相关的以下疾病。
X.自身免疫性/炎性疾病
我们在本文公开了任选包含益生元、非微生物免疫调节碳水化合物或微生物免疫调节细胞组分的益生菌微生物组合物,其有效预防或治疗与全身性炎症和/或肠屏障功能丧失有关的病症,如自身免疫性或炎性病症,例如移植物抗宿主疾病(GVHD)、炎性肠病(IBD),包括但不限于溃疡性结肠炎和克罗恩病、多发性硬化(MS)、系统性红斑狼疮(SLE)、I型糖尿病、类风湿性关节炎、综合征和乳糜泻。在某些实施方式中,所述组合物包含至少一种微生物和至少一种碳水化合物(益生元),和任选进一步包含微生物免疫调节细胞组分或用于产生免疫调节代谢物的底物,其有效地预防或治疗自身免疫性或炎性病症。我们还在本文公开了用于预防和/或治疗人受试者的自身免疫和炎性疾病的方法。
自身免疫性和炎性疾病包括但不限于:急性播散性脑脊髓炎、急性坏死性出血性脑白质炎、艾迪生病、粘连性关节囊炎、无丙种球蛋白血症、斑秃、淀粉样变性、强直性脊柱炎、抗GBM肾炎、抗TBM肾炎、抗磷脂综合征、arthofibrosis、心房纤维化、自身免疫性血管性水肿、自身免疫性再生障碍性贫血、自身免疫性家族性自主神经异常(autoimmunedusautonomia)、自身免疫性肝炎、自身免疫性高脂血症、自身免疫性免疫缺陷、自身免疫性内耳疾病、自身免疫性心肌炎、自身免疫性卵巢炎、自身免疫性胰腺炎、自身免疫性视网膜病、自身免疫性血小板减少性紫癜、自身免疫性甲状腺疾病、自身免疫性荨麻疹、轴突和神经元的神经病、Balo病、病、良性黏膜类天疱疮、大疱性类天疱疮、心肌病、Castleman病、乳糜泻、Chagas病、慢性疲劳综合征、慢性炎性脱髓鞘性多发性神经病、慢性莱姆病、慢性复发性多灶性骨髓炎、Churg-Strauss综合征、瘢痕性类天疱疮、肝硬化、Cogans综合征、冷凝集素病、先天性心脏传导阻滞、Coxsackle心肌炎、CREST病、克罗恩病、囊性纤维化、特发性混合型冷沉淀球蛋白血症、白细胞介素-1受体拮抗剂缺乏症、脱髓鞘性神经病、疱疹样皮炎、皮肌炎(dermatomyosis)、Devic病、盘状狼疮、Dressler综合征、Dupuytren挛缩症、子宫内膜异位症、心内膜心肌纤维化、嗜酸粒细胞性食管炎、嗜酸粒细胞性筋膜炎、结节性红斑、实验性变态反应性脑脊髓炎、Evans综合征、家族性地中海热、纤维肌痛、纤维性肺泡炎、巨细胞动脉炎、巨细胞性心肌炎、血管球性肾炎、Goodpasture综合征、移植物抗宿主病(GVHD)、多血管炎性肉芽肿(granulomatosus with polyanglitis)、Graves病、Guillain-Bare综合征、Hashimoto脑炎、Hashimoto甲状腺炎、溶血性贫血、Henoch-Schonlein紫癜、肝炎、妊娠疱疹、低丙种球蛋白血症、特发性血小板减少性紫癜、IgA肾病、IgG4相关的硬化性疾病、免疫调节脂蛋白、包涵体肌炎、炎性肠疾病、间质性膀胱炎、青少年关节炎、青少年肌炎、川崎综合征、瘢痕瘤、Lambert-Eaton综合征、白细胞破碎性血管炎、扁平苔藓、硬化性苔癣、木样结膜炎、线性IgA病、纵隔纤维化、Meniere病、微观多血管炎、混合性结缔组织病、Mooren溃疡、Mucha-Hamermann病、多发性硬化症(MS)、重症肌无力、骨髓纤维化、肌炎、发作性睡病、新生儿多系统炎性疾病、肾源性系统性纤维化、中性粒细胞减少、非酒精性脂肪肝病、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、眼瘢痕性类天疱疮、视神经炎、复发性风湿症、与链球菌有关的儿童自身免疫性神经精神障碍(PANDAS)、副肿瘤性小脑变性、阵发性睡眠性血红蛋白尿、Parry Romberg综合征、Parsonnage-Turner综合征、扁平部睫状体炎、天疱疮、周围神经病、静脉周性脑脊髓炎、恶性贫血、Peyronie病、POEMS综合征、结节性多动脉炎、进行性块状纤维化、肿瘤坏死因子受体相关的周期性综合征、I型自身免疫多腺体综合征、II型自身免疫多腺体综合征、III型自身免疫多腺体综合征、风湿性多肌痛、多肌炎、心肌梗死后综合征、心包切开术后综合征、黄体酮皮炎、原发性胆汁性肝硬化、原发性硬化性胆管炎、银屑病、银屑病关节炎、特发性肺纤维化,坏疽性脓皮病、纯红细胞再生障碍性贫血、雷诺氏现象、反应性关节炎、反射性交感神经营养不良、Reiter综合征、复发性多软骨炎、多动腿综合征、腹膜后纤维化、风湿热、类风湿性关节炎、结节病、Schmidt综合征、巩膜炎、硬皮病、综合征、精子和睾丸自身免疫、僵人综合征、亚急性细菌性心内膜炎、Susac综合征、交感性眼炎、系统性红斑狼疮(SLE)、Takayasu关节炎、颞动脉炎、血小板减少性紫癜、Tolosa-Hunt综合征、横贯性脊髓炎、1型糖尿病、溃疡性结肠炎、未分化结缔组织病、葡萄膜炎、血管炎、水疱性皮肤病和白癜风。
在一些方面,施用的微生物和/或碳水化合物调节免疫刺激性细胞因子的释放。在优选的实施方式中,施用的微生物和/或碳水化合物抑制或降低免疫刺激性细胞因子的释放。免疫调节细胞因子和配体的非限制性实例包括B淋巴细胞趋化因子("BLC")、C-C基序趋化因子11("Eotaxin-1")、嗜酸性粒细胞趋化蛋白2("Eotaxin-2")、粒细胞集落刺激因子("G-CSF")、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子("GM-CSF")、1-309、细胞间粘附分子1("ICAM-1")、γ干扰素("IFN-γ")、白细胞介素-1α("IL-1α")、白细胞介素-1β("IL-1β")、白细胞介素1受体拮抗体("IL-1ra")、白细胞介素-2("IL-2")、白细胞介素-4("IL-4")、白细胞介素-5("IL-5")、白细胞介素-6("IL-6")、白细胞介素-6可溶性受体("IL-6sR")、白细胞介素-7("IL-7")、白细胞介素-8("IL-8")、白细胞介素-10("IL-10")、白细胞介素-11("IL-11")、白细胞介素-12亚基β("IL-12p40"或"IL-12p70")、白细胞介素-13("IL-13")、白细胞介素-15("IL-15")、白细胞介素-16("IL-16")、白细胞介素-17("IL-17")、趋化因子(C-C基序)配体2("MCP-1")、巨噬细胞集落刺激因子("M-CSF")、γ干扰素诱导的单核因子("MIG")、趋化因子(C-C基序)配体2("MIP-1α")、趋化因子(C-C基序)配体4("MIP-1β")、巨噬细胞炎性蛋白-1-δ("MIP-1δ")、血小板衍生生长因子亚基B("PDGF-BB")、趋化因子(C-C基序)配体5、激活时调节,正常T细胞表达和分泌的("RANTES")、TIMP金属肽酶抑制剂1("TIMP-1")、TIMP金属肽酶抑制剂2("TIMP-2")、肿瘤坏死因子,淋巴毒素-α("TNF-α")、肿瘤坏死因子,淋巴毒素-β("TNFβ")、可溶性TNF受体1型("sTNFRI")、sTNFRIIAR、脑源性神经营养因子("BDNF")、碱性成纤维细胞生长因子("bFGF")、骨形态发生蛋白4("BMP-4")、骨形态发生蛋白5("BMP-5")、骨形态发生蛋白7("BMP-7")、神经生长因子("b-NGF")、表皮生长因子("EGF")、表皮生长因子受体("EGFR")、内分泌腺源性血管内皮生长因子("EG-VEGF")、成纤维细胞生长因子4("FGF-4")、角质形成细胞生长因子("FGF-7")、生长分化因子15("GDF-15")、神经胶质细胞来源的神经营养因子("GDNF")、生长激素、肝素结合EGF-样生长因子("HB-EGF")、肝细胞生长因子("HGF")、胰岛素样生长因子结合蛋白1("IGFBP-1")、胰岛素样生长因子结合蛋白2("IGFBP-2")、胰岛素样生长因子结合蛋白3("IGFBP-3")、胰岛素样生长因子结合蛋白4("IGFBP-4")、胰岛素样生长因子结合蛋白6("IGFBP-6")、胰岛素样生长因子1("IGF-1")、胰岛素、巨噬细胞集落刺激因子("M-CSF R")、神经生长因子受体("NGF R")、神经营养因子-3("NT-3")、神经营养因子-4("NT-4")、破骨细胞生成抑制因子("骨保护素")、血小板衍生生长因子受体("PDGF-AA")、磷脂酰肌醇聚糖生物合成("PIGF")、Skp、Cullin、含F-box复合体(comples)("SCF")、干细胞因子受体("SCF R")、转化生长因子α("TGF-α")、转化生长因子β-1("TGFβ1")、转化生长因子β-3("TGFβ3")、血管内皮生长因子("VEGF")、血管内皮生长因子受体2("VEGFR2")、血管内皮生长因子受体3("VEGFR3")、VEGF-D 6Ckine、酪氨酸蛋白激酶受体UFO("Axl")、β细胞素("BTC")、粘膜相关的上皮趋化因子("CCL28")、趋化因子(C-C基序)配体27("CTACK")、趋化因子(C-X-C基序)配体16("CXCL16")、C-X-C基序趋化因子5("ENA-78")、趋化因子(C-C基序)配体26("Eotaxin-3")、粒细胞趋化蛋白2("GCP-2")、GRO、趋化因子(C-C基序)配体14("HCC-l")、趋化因子(C-C基序)配体16("HCC-4")、白细胞介素-9("IL-9")、白细胞介素-17F("IL-17F")、白细胞介素-18-结合蛋白("IL-18BPa")、白细胞介素-28A("IL-28A")、白细胞介素29("IL-29")、白细胞介素31("IL-31")、C-X-C基序趋化因子10("IP-10")、趋化因子受体CXCR3("I-TAC")、白血病抑制因子("LIF")、Light、趋化因子(C基序)配体("淋巴细胞趋化因子")、单核细胞趋化蛋白2("MCP-2")、单核细胞趋化蛋白3("MCP-3")、单核细胞趋化蛋白4("MCP-4")、巨噬细胞来源的趋化因子("MDC")、巨噬细胞迁移抑制因子("MIF")、趋化因子(C-C基序)配体20("MIP-3α")、C-C基序趋化因子19("MIP-3β")、趋化因子(C-C基序)配体23("MPIF-1")、巨噬细胞刺激蛋白α链("MSP-α")、核小体组装蛋白1-样4("NAP-2")、分泌磷蛋白1("骨桥蛋白")、肺和激活调节细胞因子("PARC")、血小板因子4("PF4")、基质细胞衍生因子-1α("SDF-1α")、趋化因子(C-C基序)配体17("TARC")、胸腺表达的趋化因子("TECK")、胸腺基质淋巴细胞生成素("TSLP 4-IBB")、CD 166抗原("ALCAM")、分化群80("B7-1")、肿瘤坏死因子受体超家族成员17("BCMA")、分化群14("CD14")、分化群30("CD30")、分化群40("CD40配体")、癌胚抗原相关的细胞粘附分子1(胆汁糖蛋白)("CEACAM-1")、死亡受体6("DR6")、脱氧胸苷激酶("Dtk")、1型膜糖蛋白("内皮糖蛋白")、受体酪氨酸蛋白激酶erbB-3("ErbB3")、内皮细胞白细胞粘附分子1("E-选择蛋白")、细胞凋亡抗原1("Fas")、Fms-样酪氨酸激酶3("Flt-3L")、肿瘤坏死因子受体超家族成员1("GITR")、肿瘤坏死因子受体超家族成员14("HVEM")、细胞间粘附分子3("ICAM-3")、IL-1R4、IL-1RI、IL-10Rβ、IL-17R、IL-2Rγ、IL-21R、溶酶体膜蛋白2("LIMPII")、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白("脂质运载蛋白-2")、CD62L("L-选择素")、淋巴管内皮("LYVE-1")、MHC I类多肽相关序列A("MICA")、MHC I类多肽相关序列B("MICB")、NRGl-βl、β-型血小板来源的生长因子受体("PDGF Rβ")、血小板内皮细胞粘附分子("PECAM-1")、RAGE、甲型肝炎病毒细胞受体1("TIM-1")、肿瘤坏死因子受体超家族成员IOC("TRAIL R3")、Trappin蛋白转谷氨酰胺酶结合域("Trappin-2")、尿激酶受体("uPAR")、血管细胞粘附蛋白1("VCAM-1")、XEDAR激活素A(XEDARActivin A)、刺鼠相关蛋白("AgRP")、核糖核酸酶5("血管生成素")、促血管新生蛋白因子1、血管抑素、Catheprin S、CD40、Cryptic家族蛋白IB("Cripto-1")、DAN、Dickkopf相关蛋白1("DKK-1")、E-钙粘蛋白、上皮细胞粘附分子("EpCAM")、Fas配体(FasL或CD95L)、Fcg RIIB/C、FoUistatin、Galectin-7、细胞间粘附分子2("ICAM-2")、IL-13Rl、IL-13R2、IL-17B、IL-2Ra、IL-2Rb、IL-23、LAP、神经细胞粘附分子("NrCAM")、纤溶酶原激活物抑制剂-1("PAI-1")、血小板来源的生长因子受体("PDGF-AB")、抵抗素、基质细胞衍生因子1("SDF-1β")、sgpl30、分泌型卷曲相关蛋白2("ShhN")、唾液酸结合免疫球蛋白型凝集素("Siglec-5")、ST2、转化生长因子-β2("TGFβ2")、Tie-2、血小板生成素("TPO")、肿瘤坏死因子受体超家族成员10D("TRAIL R4")、髓样细胞上表达的触发性受体1("TREM-1")、血管内皮生长因子C("VEGF-C")、VEGFRlAdiponectin、Adipsin("AND")、α-甲胎蛋白("AFP")、血管生成素-样4("ANGPTL4")、β-2-微球蛋白("B2M")、基底细胞粘附分子("BCAM")、糖抗原125("CA125")、癌抗原15-3("CA15-3")、癌胚抗原("CEA")、cAMP受体蛋白("CRP")、人表皮生长因子受体2("ErbB2")、卵泡抑素、促卵泡激素("FSH")、趋化因子(C-X-C基序)配体1("GROα")、人绒毛膜促性腺激素("βHCG")、胰岛素样生长因子1受体("IGF-1sR")、IL-1sRII、IL-3、IL-18Rb、IL-21、瘦素、基质金属蛋白酶-1("MMP-1")、基质金属蛋白酶-2("MMP-2")、基质金属蛋白酶-3("MMP-3")、基质金属蛋白酶-8("MMP-8")、基质金属蛋白酶-9("MMP-9")、基质金属蛋白酶-10("MMP-10")、基质金属蛋白酶-13("MMP-13")、神经细胞粘附分子("NCAM-1")、内功素(Entactin)("巢蛋白-1")、神经元特异性烯醇化酶("NSE")、抑瘤素M("OSM")、降钙素原、催乳素、前列腺特异性抗原("PSA")、唾液酸结合Ig-样凝集素9("Siglec-9")、ADAM 17内肽酶("TACE")、甲状腺球蛋白、金属蛋白酶抑制剂4("TIMP-4")、TSH2B4、包含去整合素和金属蛋白酶结构域的蛋白9("ADAM-9")、血管生成素2、肿瘤坏死因子配体超家族成员13/酸性的富亮氨酸的核磷蛋白32家族成员B("APRIL")、骨形态发生蛋白2("BMP-2")、骨形态发生蛋白9("BMP-9")、补体成分5a("C5a")、组织蛋白酶L、CD200、CD97、趋化素、肿瘤坏死因子受体超家族成员6B("DcR3")、脂肪酸结合蛋白2("FABP2")、成纤维细胞活化蛋白,α("FAP")、成纤维细胞生长因子19("FGF-19")、半乳凝集素-3、肝细胞生长因子受体("HGF R")、IFN-γα/βR2、胰岛素样生长因子2("IGF-2")、胰岛素样生长因子2受体("IGF-2R")、白细胞介素-1受体6("IL-1R6")、白细胞介素24("IL-24")、白细胞介素33("IL-33")、激肽释放酶14、天冬氨酰内肽酶("豆荚蛋白")、氧化低密度脂蛋白受体1("LOX-1")、甘露糖结合凝集素("MBL")、脑啡肽酶("NEP")、Notch同源物1,易位相关(果蝇)("Notch-1")、肾母细胞瘤过表达的("NOV")、Osteoactivin、程序性细胞死亡蛋白1("PD-1")、N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸酰胺酶("PGRP-5")、丝氨酸蛋白酶抑制蛋白A4、分泌型卷曲相关蛋白3("sFRP-3")、血栓调节蛋白、Toll样受体2("TLR2")、肿瘤坏死因子受体超家族成员10A("TRAIL Rl")、转铁蛋白("TRF")、WIF-lACE-2、白蛋白、AMICA、血管生成素4、B-细胞活化因子("BAFF")、糖抗原19-9("CA19-9")、CD 163、丛生蛋白、CRT AM、趋化因子(C-X-C基序)配体14("CXCL14")、半胱氨酸蛋白酶抑制剂C、核心蛋白聚糖("DCN")、Dickkopf相关蛋白3("Dkk-3")、Delta样蛋白1("DLL1")、胎球蛋白A、肝素结合生长因子1("aFGF")、叶酸受体α("FOLR1")、Furin、GPCR-相关分选蛋白1("GASP-1")、GPCR-相关分选蛋白2("GASP-2")、粒细胞集落刺激因子受体("GCSF R")、丝氨酸蛋白酶hepsin("HAI-2")、白细胞介素-17B受体("IL-17B R")、白细胞介素27("IL-27")、淋巴细胞活化基因3("LAG-3")、载脂蛋白A-V("LDL R")、胃蛋白酶原I、视黄醇结合蛋白4("RBP4")、SOST、硫酸乙酰肝素蛋白多糖("多配体蛋白聚糖-1")、肿瘤坏死因子受体超家族成员13B("TACI")、组织因子途径抑制剂("TFPI")、TSP-1、肿瘤坏死因子受体超家族成员10b("TRAIL R2")、TRANCE、肌钙蛋白I、尿激酶型纤溶酶原激活剂("uPA")、钙粘蛋白5,2型或VE-钙粘蛋白(血管内皮),也称为CD144("VE-钙粘蛋白")、WNTl-诱导信号传导通路蛋白1("WISP-1")和核因子κB的受体活化剂("RANK")。
用于治疗或预防自身免疫性或炎性病症的示例性的益生菌组合物包含能够减少受试者炎症的细菌菌株。这种免疫调节(抗炎性)细菌可以调节宿主免疫细胞的细胞因子表达,导致抗炎性的细胞因子的分泌的总体增加和/或促炎性细胞因子的分泌的总体减少,从而系统性地减少受试者的炎症。在示例性的实施方式中,用于治疗免疫或炎性病症的益生菌组合物刺激宿主免疫细胞例如PBMC的一种或多种抗炎性细胞因子的分泌。抗炎性细胞因子包括但不限于IL-10、IL-13、L-9、IL-4、IL-5、TGFβ及其组合。在其他示例性的实施方式中,用于治疗自身免疫性或炎性病症的益生菌组合物抑制宿主免疫细胞例如PBMC的一种或多种促炎性细胞因子的分泌。促炎性细胞因子包括但不限于IFNγ、IL-12p70、IL-1α、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α、MIP1β、TNFα及其组合。其他示例性细胞因子是本领域已知并描述于此。包含抗炎性细菌的益生菌组合物减少施用部位处的炎症,例如在胃肠道以及受试者整个机体中的远端位点。
用于治疗自身免疫性或炎性病症的其他示例性的益生菌组合物包含能够改变受试者的免疫亚群例如T细胞亚群的比例的细菌菌株。
例如,免疫调节细菌可以增加或减少受试者中的Treg细胞、Th17细胞、Th1细胞或Th2细胞。免疫细胞亚群的比例的增加或减少可以是全身的,或可以局限至益生菌的作用位点,例如胃肠道中或远端微生态失调部位。在一些实施方式中,包含免疫调节细菌的益生菌组合物用于基于益生菌组合物对受试者中的免疫细胞亚群的分化和/或扩增的预期效果来治疗自身免疫性或炎性病症。
在一个实施方式中,益生菌组合物包含增加受试者中Treg细胞的比例的免疫调节细菌。在另一个实施方式中,益生菌组合物包含降低受试者中Treg细胞的比例的免疫调节细菌。在一个实施方式中,益生菌组合物包含增加受试者中Th17细胞的比例的免疫调节细菌。在另一个实施方式中,益生菌组合物包含降低受试者中Th17细胞的比例的免疫调节细菌。在一个实施方式中,益生菌组合物包含增加受试者中Th1细胞的比例的免疫调节细菌。在另一个实施方式中,益生菌组合物包含降低受试者中Th1细胞的比例的免疫调节细菌。在一个实施方式中,益生菌组合物包含增加受试者中Th2细胞的比例的免疫调节细菌。在另一个实施方式中,益生菌组合物包含降低受试者中Th2细胞的比例的免疫调节细菌。
在一个实施方式中,益生菌组合物包含能够调节受试者中Treg细胞、Th17细胞、Th1细胞及其组合的一种或多种的比例的免疫调节细菌。特定的免疫细胞谱可能是治疗或预防自身免疫性或炎性病症所特别期望的。例如,在一些实施方式中,自身免疫性或炎性病症的治疗或预防可以通过增加Treg细胞和Th2细胞的数目和降低Th17细胞和Th1细胞的数目来促进。因此,用于治疗或预防自身免疫性或炎性病症的益生菌组合物可以包含能够促进Treg细胞和Th2细胞并减少Th17和Th1细胞的益生菌。
在示例性实施方式中,本文描述的用于治疗或预防自身免疫性或炎性病症的益生菌组合物包括来自表1的一种或多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1A的一种或多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1B的一种或多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1C的一种或多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1D的一种或多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1E的一种或多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1F的一种或多种细菌菌株。在一些实施方式中,益生菌组合物包含单一细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包含两种或更多种细菌菌株,例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、500、1000种或更多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包含本文描述的益生元或与其组合施用。
优选的细菌属包括Acetanaerobacterium、醋弧菌属(Acetivibrio)、脂环芽孢杆菌属(Alicyclobacillus)、嗜碱菌属(Alkaliphilus)、Anaerofustis、Anaerosporobacter、Anaerostipes、Anaerotruncus、无氧芽孢杆菌属(Anoxybacillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、拟杆菌属(Bacteroides)、布劳特氏菌属(Blautia)、短螺菌属(Brachyspira)、短芽孢杆菌属(Brevibacillus)、Bryantella、Bulleidia、Butyricicoccus、丁酸弧菌属(Butyrivibrio)、Catenibacterium、衣原体目(Chlamydiales)、梭菌科(Clostridiaceae)、梭菌目(Clostridiales)、梭菌属(Clostridium)、柯林斯菌属(Collinsella)、粪芽孢菌属(Coprobacillus)、粪球菌属(Coprococcus)、柯克斯氏体属(Coxiella)、脱铁杆菌门、Desulfitobacterium、脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum)、Dorea、Eggerthella、丹毒丝菌属(Erysipelothrix)、韦荣球菌科、产乙醇杆菌属(Ethanoligenens)、真杆菌属(Eubacterium)、Faecalibacterium、产线菌属(Filifactor)、Flavonifractor、Flexistipes、Fulvimonas、梭杆菌属(Fusobacterium)、芽殖菌属、土芽孢杆菌属(Geobacillus)、粘杆菌属(Gloeobacter)、Holdemania、Hydrogenoanaerobacterium、考克氏菌属(Kocuria)、Lachnobacterium、毛螺菌属(Lachnospira)、毛螺菌科(Lachnospiraceae)、乳杆菌属(Lactobacillus)、Lactonifactor、钩端螺旋体属(Leptospira)、Lutispora、赖氨酸芽孢杆菌属、柔膜菌纲(Mollicutes)、穆尔氏菌属(Moorella)、诺卡氏菌属(Nocardia)、Oscillibacter、颤螺菌属(Oscillospira)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、Papillibacter、Pseudoflavonifractor、Robinsoniella、罗氏菌属(Roseburia)、瘤胃菌科(Ruminococcaceae)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、糖单孢菌属(Saccharomonospora)、八叠球菌属(Sarcina)、Solobacterium、Sporobacter、芽孢乳杆菌属(Sporolactobacillus)、链霉菌属(Streptomyces)、Subdoligranulum、萨特氏菌属(Sutterella)、互养球菌属(Syntrophococcus)、高温厌氧杆菌属(Thermoanaerobacter)、温双岐菌属(Thermobifida)和Turicibacter。
优选的细菌属还包括醋丝菌属、嗜碱菌属、双芽孢杆菌属、Ammonifex、厌氧杆菌属(Anaerobacter)、热解纤维素果汁杆菌属、喜热菌属(Caloramator)、Candidatus、Carboxydibrachium、Carboxydothermus、Cohnella、DendrosporobacterDesulfitobacterium、Desulfosporosinus、盐拟杆菌属(Halobacteroides)、阳光杆菌属(Heliobacterium)、嗜阳菌属(Heliophilum)、Heliorestis、Lachnoanaerobaculum、赖氨酸芽孢杆菌属、大洋芽胞杆菌属、Orenia(S.)、嗜草酸菌属(Oxalophagus)、产醋杆菌属(Oxobacter)、Pelospora、Pelotomaculum、Propionispora、孢盐杆菌属(Sporohalobacter)、鼠孢菌属、芽孢八叠球菌属(Sporosarcina)、Sporotomaculum、Symbiobacterium、Syntrophobotulus、互养生孢菌属、Terribacillus、萨特氏菌属和Thermosinus。
如本文所提供的,治疗组合物包含或可选地,调节以下示例性细菌实体的定植和/或植入:戈氏乳杆菌、发酵乳杆菌、路氏乳杆菌、粪肠球菌、耐久肠球菌、Enterococcusvillorum、植物乳杆菌、乳酸片球菌、巴氏葡萄球菌、科氏葡萄球菌、血链球菌、虫草链球菌、缓症链球菌、链球菌属SCA22、链球菌属CR-3145、咽峡炎链球菌、变异链球菌、Coprobacillus cateniformis、Clostridium saccharogumia、长下颌真杆菌DSM 3991、梭菌属PPf35E6、索氏梭菌ATCC 9714、扭链瘤胃球菌、活泼瘤胃球菌、梭状梭菌、卵瘤胃球菌、Blautia producta、梭菌属ID5、Megasphaera micronuciformis、小韦荣氏菌、甲基戊糖梭菌、Clostridium islandicum、普氏粪杆菌、Bacteroides uniformmis、多形拟杆菌、Bacteroides acidifaciens、卵形拟杆菌、脆弱拟杆菌、吉氏副拟杆菌、Propinionibacteirum propionicum、Actinomycs hyovaginalis、粘滑罗斯菌、Rothiaaeria、短双歧杆菌、Scardovia inopinata和迟缓埃格特菌。
优选的细菌物种提供于表1、表1A、表1B、表1C、表1D、表1E、表1F和表5中。任选地,在一些实施方式中,优选的细菌物种是产孢菌。当提供物种的具体菌株时,本领域技术人员将理解该物种的其他菌株可以代替指定的菌株。
在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Acidaminococcus intestine。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鲍氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鲁氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Akkermansia muciniphila。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Alistipes putredinis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Alistipes shahii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Anaerostipes hadrus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Anaerotruncus colihominis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是粪拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroidescellulosilyticus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides dorei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是埃氏拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides finegoldii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是脆弱拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides massiliensis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是卵形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides salanitronis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides salyersiae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是拟杆菌属1_1_6。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是拟杆菌属3_1_23。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是拟杆菌属D20。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroidesthetaiotaomicrond。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是单形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是普通拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是青春双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是两歧双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是短双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bifidobacterium faecale。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bifidobacterium kashiwanohense。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是长双歧杆菌长亚种。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是假链状双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bifidobacterium stercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)coccoides。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia glucerasea。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)hansenii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia hydrogenotrophica(Ruminococcushydrogenotrophicus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)luti。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)obeum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia producta(Ruminococcus productus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)schinkii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia stercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆BKLE_a03_2(GenBank:EU469501.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_B_14_30(GenBank:EF402926.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_C_14_16(GenBank:EF404657.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆S1-5(GenBank:GQ898099.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养PAC000178_s(www.ezbiocloud.net/eztaxon/hierarchy?m=browse&k=PAC000178&d=2)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia wexlerae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是分节丝状菌sp.SFB-小鼠-Yit。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Catenibacterium mitsuokai。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌科菌(Dielma fastidiosa)JC13。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌目菌1_7_47FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium asparagiforme。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鲍氏梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭状梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridiumglycyrrhizinilyticum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium(Hungatella)hathewayi。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是溶组织梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是吲哚梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是柔嫩梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium(Tyzzerella)nexile。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是产气荚膜梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium(Erysipelatoclostridium)ramosum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是闪烁梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium septum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌属14774。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌属7_3_54FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌属HGF2。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是共生梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是产气柯林斯菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Collinsella intestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是粪芽孢菌属D7。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是尖锐粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是伴生粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Dorea formicigenerans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Dorea longicatena。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是粪肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是屎肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是韦荣球菌科菌3_1_53。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是大肠埃希氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是大肠埃希氏菌S88。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是挑剔真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是断链真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是细枝真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是直肠真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是普氏粪杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是普氏梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是死亡梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是核粒梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Holdemania filiformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Hydrogenoanaerobacterium saccharovorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是产酸克雷伯氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是毛螺菌科菌3_1_57FAA_CT1。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是毛螺菌科菌7_1_58FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是毛螺菌科菌5_1_57FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是干酪乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鼠李糖乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是瘤胃乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Lactococcus casei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是内脏气味杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Oscillibacter valericigenes。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Parabacteroides gordonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Parabacteroides johnsonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Parabacteroides merdae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是乳酸片球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是不解糖消化链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是颗粒丙酸杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Roseburiaintestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Roseburia inulinivorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Ruminococcus faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是活泼瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是瘤胃球菌属ID8。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是扭链瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Slackia piriformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是表皮葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是腐生葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是嵴链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是停乳链球菌亚种Equisimilis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Streptococcus infantis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是口腔链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是血链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是绿色链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是嗜热链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是殊异韦荣氏菌。
在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Acidaminococcusintestine。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鲍氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鲁氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Akkermansia muciniphila。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Alistipes putredinis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Alistipes shahii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Anaerostipes hadrus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Anaerotruncus colihominis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含粪拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides cellulosilyticus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides dorei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含埃氏拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides finegoldii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含脆弱拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides massiliensis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含卵形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroidessalanitronis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroidessalyersiae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含拟杆菌属1_1_6。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含拟杆菌属3_1_23。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含拟杆菌属D20。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides thetaiotaomicrond。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含单形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含普通拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含青春双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含两歧双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含短双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bifidobacteriumfaecale。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bifidobacteriumkashiwanohense。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含长双歧杆菌长亚种。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含假链状双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bifidobacteriumstercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)coccoides。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautiaglucerasea。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)hansenii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia hydrogenotrophica(Ruminococcus hydrogenotrophicus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)luti。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)obeum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia producta(Ruminococcusproductus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)schinkii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia stercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆BKLE_a03_2(GenBank:EU469501.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_B_14_30(GenBank:EF402926.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_C_14_16(GenBank:EF404657.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆S1-5(GenBank:GQ898099.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养PAC000178_s(www.ezbiocloud.net/eztaxon/hierarchy?m=browse&k=PAC000178&d=2)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia wexlerae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含分节丝状菌sp.SFB-小鼠-Yit。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Catenibacterium mitsuokai。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌科菌(Dielmafastidiosa)JC13。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌目菌1_7_47FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridiumasparagiforme。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鲍氏梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭状梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium glycyrrhizinilyticum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium(Hungatella)hathewayi。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含溶组织梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含吲哚梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含柔嫩梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium(Tyzzerella)nexile。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含产气荚膜梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium(Erysipelatoclostridium)ramosum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含闪烁梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium septum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌属14774。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌属7_3_54FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌属HGF2。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含共生梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含产气柯林斯菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Collinsella intestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含粪芽孢菌属D7。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含尖锐粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含伴生粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Dorea formicigenerans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Dorea longicatena。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含粪肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含屎肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含韦荣球菌科菌3_1_53。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含大肠埃希氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含大肠埃希氏菌S88。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含挑剔真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含断链真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含细枝真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含直肠真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含普氏粪杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含普氏梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含死亡梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含核粒梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Holdemania filiformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Hydrogenoanaerobacterium saccharovorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含产酸克雷伯氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含毛螺菌科菌3_1_57FAA_CT1。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含毛螺菌科菌7_1_58FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含毛螺菌科菌5_1_57FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含干酪乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鼠李糖乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含瘤胃乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Lactococcus casei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含内脏气味杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Oscillibacter valericigenes。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Parabacteroides gordonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Parabacteroides johnsonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Parabacteroides merdae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含乳酸片球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含不解糖消化链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含颗粒丙酸杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Roseburia intestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Roseburia inulinivorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Ruminococcus faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含活泼瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含瘤胃球菌属ID8。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含扭链瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Slackia piriformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含表皮葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含腐生葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含嵴链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含停乳链球菌亚种Equisimilis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Streptococcus infantis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含口腔链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含血链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含绿色链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含嗜热链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含殊异韦荣氏菌。
在一个实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒的益生元碳水化合物组分允许常规地保持包含与健康状态的微生物组相关的微生物或表现出患者发展自身免疫性或炎性病症的低风险的共生的结肠微生物群。在一个实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒的益生元碳水化合物组分允许共施用或共配制的一种或多种微生物移入、生长和/或常规地保持于哺乳动物受试者中。在一些实施方式中,哺乳动物受试者是人受试者。在优选实施方式中,哺乳动物受试者患有或处于发展自身免疫性或炎性病症的风险中。在一些实施方式中,本发明的益生元组分有利于施用的微生物的生长,其中通过施用的微生物的生长和/或所施用微生物对施用的益生元的发酵减慢或降低病原体或致病有机体的生长。例如,FOS、果糖寡糖(neosugar)或菊粉(inuliri)促进结肠中形成酸的细菌的生长,例如属于乳杆菌属或双歧杆菌属的细菌及嗜酸乳杆菌和双歧双歧杆菌可以在降低结肠中病原菌的数目中起作用(美国专利号8,486,668PREBIOTIC FORMULATIONS AND METHODS OF USE)。还已知其他聚合物,例如各种半乳聚糖、乳果糖和基于碳水化合物的树胶,例如车前草胶、瓜尔胶、角叉菜胶、结冷胶和魔芋胶也已知改进胃肠(GI)健康。
短链脂肪酸(SCFA)可具有免疫调节(即免疫抑制)作用,且因此它们的产生(即生物合成或通过发酵转化)对于预防、控制、缓解和治疗自身免疫和/或炎性病症是有利的(Lara-Villoslada F.等,2006.Short-chain fructooligosaccharides,in spite ofbeing fermented in the upper part of the large intestine,have anti-inflammatory activity in the TNBS model of colitis.Eur J Nutr.45(7):418-425)。在一些方面,药物组合物、剂型或试剂盒包含至少一种微生物和至少一种益生元,使得组合物、剂型或试剂盒能够增加哺乳动物受试者中一种或多种免疫调节SCFA(例如乙酸、丙酸、丁酸或戊酸)的水平。任选地,药物组合物、剂型或试剂盒进一步包含一种或多种产生SCFA的发酵和/或生物合成途径的一种或多种底物。在某些实施方式中,向哺乳动物受试者施用组合物、剂型或试剂盒导致哺乳动物受试者中一种或多种SCFA增加约1.5倍、2倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍或大于100倍。
在一些实施方式中,选择益生元混合物以有利于产生特定的免疫调节SCFA,包括但不限于丁酸、丙酸或乙酸。在优选实施方式中,发酵产物是丁酸或丙酸。非限制实例是具有高度组织化结构的抗性淀粉和碳水化合物,例如高直链玉米淀粉,其通过微生物发酵产生丁酸盐的可能性大于其他SCFA(Zhou Z等.2013.Starch structure modulatesmetabolic activity and gut microbiota profile.Anaerobe.24:71-78)。在一些实施方式中,益生元组合物的一种或多种组分进行变性(例如热处理)以有利于产生SCFA(例如乙酸)或非SCFA种类包括但不限于乳酸或琥珀酸。
在一些实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含一种或多种能够在哺乳动物受试者中产生丁酸的微生物。产生丁酸的微生物可以用实验方法鉴别,例如通过微生物产物的NMR或气相色谱分析或比色测定(Rose IA.1955.Methods Enzymol.Acetate kinaseof bacteria.1:591-5)。产生丁酸的微生物也可以通过计算鉴别,例如通过鉴别一种或多种涉及丁酸合成的酶。产生丁酸的微生物中发现的酶的非限制性实例包括丁酸激酶、丁酰磷酸转移酶和丁酰CoA:乙酸CoA转移酶(Louis P.等.2004.Restricted Distribution ofthe Butyrate Kinase Pathway among Butyrate-Producing Bacteria from the HumanColon.J Bact.186(7):2099-2106)。产生丁酸的菌株包括但不限于普氏粪杆菌、真杆菌属的种、溶纤维丁酸弧菌、Roseburia intestinalis、梭菌属的种、Anaerostipes caccae和瘤胃球菌属的种。在一些实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含两种或更多种微生物,其中至少两种微生物能够在哺乳动物受试者中产生丁酸。在其他实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含两种或更多种微生物,其中两种或更多种微生物协作(即交叉饲养)以在哺乳动物受试者中产生免疫调节SCFA(例如丁酸)。在优选的实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含至少一种能够代谢益生元的微生物(例如双歧杆菌属的种),所述益生元包括但不限于菊粉、菊粉型果聚糖或低聚果糖,使得所得代谢产物可通过第二种微生物(例如产生丁酸的微生物例如罗氏菌属的种)转化为免疫调节SCFA例如丁酸(Falony G.等.2006.Cross-Feeding between Bifidobacterium longum BB536and Acetate-Converting,Butyrate-Producing Colon Bacteria during Grown onOligofructose.Appl.Environ.Microbiol.72(12):7835-7841.)。在其他方面,药物组合物、剂型或试剂盒包含至少一种产生乙酸的微生物(例如多形拟杆菌)和至少一种消耗乙酸、产生丁酸的微生物(例如普氏粪杆菌)。
在一些实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含一种或多种能够在哺乳动物受试者中产生丙酸的微生物,任选进一步包含适用于丙酸生物合成的益生元或底物。用于产生丙酸的益生元或底物的实例包括但不限于L-鼠李糖、D-塔格糖、抗性淀粉、菊粉、聚葡萄糖、阿拉伯糖基木聚糖、阿拉伯糖基木聚糖低聚糖、甘露低聚糖和昆布多糖(Hosseini E.等.2011.Propionate as a health-promoting microbial metabolite in the humangut.Nutrition Reviews.69(5):245-258)。产生丙酸的微生物可以用实验方法鉴别,例如通过微生物产物的NMR或气相色谱分析或比色测定(Rose IA.1955.MethodsEnzymol.Acetate kinase of bacteria.1:591-5)。产生丙酸的微生物也可以通过计算鉴别,例如通过鉴别一种或多种涉及丙酸合成的酶。产生丙酸的微生物中发现的酶的非限制性实例包括琥珀酸途径的酶,包括但不限于膦酰基丙酮酸羧化酶(phophoenylpyrvatecarboxykinase)、丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶、苹果酸脱氢酶、延胡索酸水化酶、琥珀酸脱氢酶、琥珀酰CoA合成酶、甲基丙二酰Coa脱羧酶和丙酸CoA转移酶,以及丙烯酸途径的酶,包括但不限于L-乳酸脱氢酶、丙酸CoA转移酶、乳酰CoA脱水酶、酰基CoA脱氢酶、磷酸转乙酰酶和丙酸激酶。利用琥珀酸途径的微生物的非限制性实例是脆弱拟杆菌和其他种(包括普通拟杆菌)、丙酸杆菌属的种(包括freudenrichii和产丙酸丙酸杆菌)、韦荣氏菌属的种(包括产气韦荣氏球菌(Veillonella gazogenes))、Micrococcus lactilyticus、反刍月形单胞菌、大肠埃希氏菌和Prevotella ruminocola。利用丙烯酸途径的微生物的非限制性实例是Clostridium neopropionicum X4和埃尔登氏巨球形菌。在优选的实施方式中,基于能够产生免疫调节SCFA的一种或多种微生物的发酵或代谢优先(例如,相对于单糖而言复合物优先或相对于益生元而言发酵产物优先)来选择一种微生物或微生物组合物与益生元混合物类型的组合。例如,埃尔登氏巨球形菌更喜欢乳酸发酵而不是葡萄糖发酵,因此通过埃尔登氏巨球形菌在哺乳动物受试者产生最大量的丙酸可以通过与埃尔登氏巨球形菌一起施用有利的底物(例如乳酸盐)或一种或多种能够将葡萄糖发酵为乳酸的微生物(例如牛链球菌)来实现(Hosseini E.等.2011.Propionate as a health-promoting microbialmetabolite in the human gut.Nutrition Reviews.69(5):245-258)。因此,在一些实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含至少一种产生SCFA的微生物和糖发酵产物(例如乳酸)。在其他实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含至少一种产生SCFA的微生物和至少一种糖发酵微生物,其中第二糖发酵微生物的发酵产物是产生SCFA的微生物的优选底物。
在一些实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含两种或更多种微生物,其中至少两种微生物能够在哺乳动物受试者中产生丙酸。在其他实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含两种或更多种微生物,其中两种或更多种微生物合作(即交叉饲养)以在哺乳动物受试者中产生免疫调节SCFA(例如丙酸)。在优选的实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含至少一种能够将益生元代谢为琥珀酸的微生物(例如瘤胃球菌属的种或拟杆菌属的种),和第二种能够将哺乳动物受试者中的琥珀酸(经由琥珀酸途径)转化为丙酸的微生物(例如反刍月形单胞菌(S.ruminantium))。
免疫调节也可通过微生物产生谷胱甘肽或γ-谷氨酰半胱氨酸来实现。因此,在某些实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含至少一种能够在哺乳动物受试者中产生谷胱甘肽和/或γ-谷氨酰半胱氨酸的微生物。在一些方面,组合物、剂型或试剂盒包含一种或多种因为存在谷氨酸半胱氨酸连接酶(例如发酵乳杆菌)和/或L-脯氨酸生物合成酶(例如大肠杆菌)而被选择的微生物(Peran等,2006.Lactobacillus fermenum,a probioticcapable to release glutathione,prevents colonic inflammation in the TNBSmodel of rat colitis.Int J Colorectal Dis.21(8):737-746;Veeravalli等,2011.Laboratory evolution of glutathione biosynthesis reveals naturallycompensatory pathways.Nat Chem Bio.7(2):101-105)。在优选的实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒中的至少一种微生物是发酵乳杆菌(L.fermentum)。对甲酚(p-甲酚)是经由酪氨酸或苯丙氨酸的发酵的微生物产物。在肝或结肠中硫酸化为对甲苯基硫酸酯,该分子降低Th1-介导的反应(Shiba T.等.2014.Effects of intestinal bacteria-derivedp-cresyl sulfate on Th1-type immune response in vivo and in vitro.Tox andApplied Pharm.274(2):191-199)。在一些实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含至少一种能够将哺乳动物受试者中的酪氨酸和/或苯丙氨酸发酵为对甲酚的微生物。这种微生物的非限制性实例包括脆弱拟杆菌、艰难梭菌和乳杆菌属菌株#11198-11201(YokoyamaMT和Carlson JR.1981.Production of Skatole and para-Cresol by a RumenLactobacillus sp.Applied and Environmental Microbiology.41(1):71-76.),和其他具有对羟基苯基乙酸脱羧酶活性的微生物。
最近发现共生微生物,包括许多乳杆菌种的DNA保护固有层树突状细胞不被活化并维持调节T细胞转化(Bouladoux N,Hall JA,Grainger JR,dos Santos LM,Kann MG,Nagarajan V,Verthelyi D和Belkaid Y,2012.Regulatory role of suppressive motifsfrom commensal DNA.Mucosal Immunol.5:623-634)。因此共生DNA可以预防肠道中的结肠炎、IBD和/或其他的免疫不耐受性。此外,乳杆菌种在健康的阴道微生物组中盛行。因此,来自乳杆菌或其他的阴道微生物组共生细菌的DNA可以抑制阴道中的免疫反应,该免疫反应可以干扰正常健康状态的阴道微生物组并导致并发症例如慢性HPV、不育症、流产或UTI。因此,在某些实施方式中,微生物组合物、药物组合物、剂型或试剂盒还包含分离自一种或多种宿主共生细菌的DNA。
XI.克罗恩病
克罗恩病和溃疡性结肠炎是IBD的类型。尽管两种疾病共有它们的特征免疫反应(例如高TNF-α,其可以在患者粪便中检测到)的要素,但它们的相关免疫反应也可以具有区别性标志物。例如,在患有克罗恩病的患者中,白细胞介素-16(IL-16)水平是高的且T-bet在固有层T细胞核中过表达,但在患有溃疡性结肠炎的患者中并非如此。值得注意的是T-bet产生促炎性细胞因子IFN-γ。IBD之间的一个相似之处是高IFN-γ(高约4倍),部分地由于高TL1A和TNF-α引起。此外,这些细胞因子的水平与IBD的严重程度有关。
早期克罗恩病具有与慢性克罗恩病不同的免疫印记。在其中患者表现出早期病变的方面,可以选择含有或不含一种或多种益生元的微生物组合物以抵消T辅助细胞2-介导的反应。例如,任选与免疫调节分子例如核苷酸或碳水化合物组合的微生物组合物可以降低白细胞介素-4(IL-4)水平或增加IFN-γ。在其中患者表现出慢性病变的方面,可以选择微生物组合物以抵消T辅助细胞1-介导的反应。例如,任选地与免疫调节分子例如核苷酸或碳水化合物组合的微生物组合物可以降低IL-2、IFN-γ、TNF-α、TL1A、IL-12和/或IL-18的水平。在其中患者患有包括但不限于克罗恩病的IBD的一些实施方式中,向患者施用含或不含一种或多种益生元的益生菌微生物组合物使得其将可在粪便样品检测的TNF-α水平有效降低约5倍、10倍、25倍、50倍或100倍。克罗恩病患者倾向于表现出包括但不限于维生素A、维生素E、维生素C、番茄红素、类胡萝卜素和/或硒的维生素或矿物质的低血浆水平。因此适于免疫调节治疗的患者可以施用免疫调节微生物、分子和/或微生物组分,其任选与适当的维生素或矿物质补充物组合,如通过血浆不足确定的。
在示例性实施方式中,用于治疗或预防克罗恩病的益生菌组合物包括来自表1的一种或多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1A的一种或多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1B的一种或多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1C的一种或多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1D的一种或多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1E的一种或多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1F的一种或多种细菌菌株。在一些实施方式中,益生菌组合物包含单一细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包含两种或更多种细菌菌株,例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、500、1000种或更多种细菌菌株。在其他实施方式中,益生菌组合物包含或与本文描述的益生元组合施用。
优选的细菌属包括Acetanaerobacterium、醋弧菌属、脂环芽孢杆菌属、嗜碱菌属、Anaerofustis、Anaerosporobacter、Anaerostipes、Anaerotruncus、无氧芽孢杆菌属、芽孢杆菌属、布劳特氏菌属、短螺菌属、短芽孢杆菌属、Bryantella、Bulleidia、Butyricicoccus、丁酸弧菌属、Catenibacterium、衣原体目、梭菌科、梭菌目、梭菌属、柯林斯菌属、粪芽孢菌属、粪球菌属、柯克斯氏体属,脱铁杆菌门、Desulfitobacterium、脱硫肠状菌属、Dorea、Eggerthella、丹毒丝菌属,韦荣球菌科、产乙醇杆菌属、真杆菌属、Faecalibacterium、产线菌属、Flavonifractor、Flexistipes、Fulvimonas、梭杆菌属、芽殖菌属、土芽孢杆菌属、粘杆菌属、Holdemania、Hydrogenoanaerobacterium、考克氏菌属、Lachnobacterium、毛螺菌属、毛螺菌科、乳杆菌属、Lactonifactor、钩端螺旋体属、Lutispora、赖氨酸芽孢杆菌属、柔膜菌纲、穆尔氏菌属、诺卡氏菌属、Oscillibacter、颤螺菌属、类芽孢杆菌属、Papillibacter、Pseudoflavonifractor、Robinsoniella、罗氏菌属、瘤胃菌科、瘤胃球菌属、糖单孢菌属、八叠球菌属、Solobacterium、Sporobacter、芽孢乳杆菌属、链霉菌属、Subdoligranulum、萨特氏菌属、萨特氏菌属、萨特氏菌属、温双岐菌属和Turicibacter。
优选的细菌属还包括醋丝菌属、嗜碱菌属、双芽孢杆菌属、Ammonifex、厌氧杆菌属、热解纤维素果汁杆菌属、喜热菌属、Candidatus、Carboxydibrachium、Carboxydothermus、Cohnella、Dendrosporobacter Desulfitobacterium、Desulfosporosinus、盐拟杆菌属、阳光杆菌属、嗜阳菌属、Heliorestis、Lachnoanaerobaculum、赖氨酸芽孢杆菌属、大洋芽胞杆菌属、Orenia(S.)、嗜草酸菌属、产醋杆菌属、Pelospora、Pelotomaculum、Propionispora、孢盐杆菌属、鼠孢菌属、芽孢八叠球菌属、Sporotomaculum、Symbiobacterium、Syntrophobotulus、互养生孢菌属、Terribacillus、萨特氏菌属和Thermosinus。
如本文所提供,治疗组合物包含或调节以下示例性细菌实体的定植和/或植入:戈氏乳杆菌、发酵乳杆菌、路氏乳杆菌、粪肠球菌、耐久肠球菌、Enterococcus villorum、植物乳杆菌、乳酸片球菌、巴氏葡萄球菌、科氏葡萄球菌、血链球菌、虫草链球菌、缓症链球菌、链球菌属SCA22、链球菌属CR-3145、咽峡炎链球菌、变异链球菌、Coprobacilluscateniformis、Clostridium saccharogumia、长下颌真杆菌DSM 3991、梭菌属PPf35E6、索氏梭菌ATCC 9714,扭链瘤胃球菌、活泼瘤胃球菌、梭状梭菌、卵瘤胃球菌、Blautiaproducta,梭菌属ID5、Megasphaera micronuciformis、小韦荣氏菌、甲基戊糖梭菌、Clostridium islandicum、普氏粪杆菌、Bacteroides uniformmis、多形拟杆菌、Bacteroides acidifaciens、卵形拟杆菌、脆弱拟杆菌、吉氏副拟杆菌、Propinionibacteirum propionicum、Actinomycs hyovaginalis、粘滑罗斯菌、Rothiaaeria、短双歧杆菌、Scardovia inopinata和迟缓埃格特菌。
优选的细菌物种提供于表1、表1A、表1B、表1C、表1D、表1E、表1F和表5中。任选地,在一些实施方式中,优选的细菌物种是产孢菌。当提供菌种的具体菌株时,本领域技术人员将理解该菌种的其他菌株可以代替指定的菌株。
在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Acidaminococcus intestine。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鲍氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鲁氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Akkermansia muciniphila。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Alistipes putredinis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Alistipes shahii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Anaerostipes hadrus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Anaerotruncus colihominis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是粪拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroidescellulosilyticus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides dorei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是埃氏拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides finegoldii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是脆弱拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides massiliensis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是卵形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides salanitronis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides salyersiae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是拟杆菌属1_1_6。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是拟杆菌属3_1_23。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是拟杆菌属D20。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroidesthetaiotaomicrond。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是单形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是普通拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是青春双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是两歧双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是短双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bifidobacterium faecale。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bifidobacterium kashiwanohense。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是长双歧杆菌长亚种。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是假链状双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bifidobacterium stercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)coccoides。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia glucerasea。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)hansenii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia hydrogenotrophica(Ruminococcushydrogenotrophicus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)luti。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)obeum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia producta(Ruminococcus productus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)schinkii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia stercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆BKLE_a03_2(GenBank:EU469501.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_B_14_30(GenBank:EF402926.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_C_14_16(GenBank:EF404657.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆S1-5(GenBank:GQ898099.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养PAC000178_s(www.ezbiocloud.net/eztaxon/hierarchy?m=browse&k=PAC000178&d=2)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia wexlerae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是分节丝状菌sp.SFB-小鼠-Yit。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Catenibacterium mitsuokai。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌科菌(Dielma fastidiosa)JC13。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌目菌1_7_47FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium asparagiforme。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鲍氏梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭状梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridiumglycyrrhizinilyticum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium(Hungatella)hathewayi。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是溶组织梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是吲哚梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是柔嫩梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium(Tyzzerella)nexile。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是产气荚膜梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium(Erysipelatoclostridium)ramosum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是闪烁梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium septum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌属14774。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌属7_3_54FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌属HGF2。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是共生梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是产气柯林斯菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Collinsella intestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是粪芽孢菌属D7。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是尖锐粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是伴生粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Dorea formicigenerans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Dorea longicatena。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是粪肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是屎肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是韦荣球菌科菌3_1_53。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是大肠埃希氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是大肠埃希氏菌S88。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是挑剔真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是断链真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是细枝真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是直肠真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是普氏粪杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是普氏梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是死亡梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是核粒梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Holdemania filiformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Hydrogenoanaerobacterium saccharovorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是产酸克雷伯氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是毛螺菌科菌3_1_57FAA_CT1。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是毛螺菌科菌7_1_58FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是毛螺菌科菌5_1_57FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是干酪乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鼠李糖乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是瘤胃乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Lactococcus casei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是内脏气味杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Oscillibacter valericigenes。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Parabacteroides gordonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Parabacteroides johnsonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Parabacteroides merdae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是乳酸片球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是不解糖消化链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是颗粒丙酸杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Roseburiaintestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Roseburia inulinivorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Ruminococcus faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是活泼瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是瘤胃球菌属ID8。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是扭链瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Slackia piriformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是表皮葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是腐生葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是嵴链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是停乳链球菌亚种Equisimilis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Streptococcus infantis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是口腔链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是血链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是绿色链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是嗜热链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是殊异韦荣氏菌。
在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Acidaminococcusintestine。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鲍氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鲁氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Akkermansia muciniphila。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Alistipes putredinis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Alistipes shahii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Anaerostipes hadrus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Anaerotruncus colihominis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含粪拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides cellulosilyticus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides dorei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含埃氏拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides finegoldii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含脆弱拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides massiliensis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含卵形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroidessalanitronis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroidessalyersiae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含拟杆菌属1_1_6。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含拟杆菌属3_1_23。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含拟杆菌属D20。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides thetaiotaomicrond。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含单形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含普通拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含青春双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含两歧双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含短双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bifidobacteriumfaecale。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bifidobacteriumkashiwanohense。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含长双歧杆菌长亚种。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含假链状双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bifidobacteriumstercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)coccoides。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautiaglucerasea。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)hansenii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia hydrogenotrophica(Ruminococcus hydrogenotrophicus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)luti。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)obeum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia producta(Ruminococcusproductus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)schinkii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia stercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆BKLE_a03_2(GenBank:EU469501.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_B_14_30(GenBank:EF402926.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_C_14_16(GenBank:EF404657.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆S1-5(GenBank:GQ898099.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养PAC000178_s(www.ezbiocloud.net/eztaxon/hierarchy?m=browse&k=PAC000178&d=2)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia wexlerae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含分节丝状菌sp.SFB-小鼠-Yit。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Catenibacterium mitsuokai。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌科菌(Dielmafastidiosa)JC13。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌目菌1_7_47FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridiumasparagiforme。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鲍氏梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭状梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium glycyrrhizinilyticum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium(Hungatella)hathewayi。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含溶组织梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含吲哚梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含柔嫩梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium(Tyzzerella)nexile。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含产气荚膜梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium(Erysipelatoclostridium)ramosum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含闪烁梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium septum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌属14774。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌属7_3_54FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌属HGF2。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含共生梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含产气柯林斯菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Collinsella intestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含粪芽孢菌属D7。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含尖锐粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含伴生粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Dorea formicigenerans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Dorea longicatena。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含粪肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含屎肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含韦荣球菌科菌3_1_53。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含大肠埃希氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含大肠埃希氏菌S88。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含挑剔真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含断链真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含细枝真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含直肠真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含普氏粪杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含普氏梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含死亡梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含核粒梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Holdemania filiformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Hydrogenoanaerobacterium saccharovorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含产酸克雷伯氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含毛螺菌科菌3_1_57FAA_CT1。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含毛螺菌科菌7_1_58FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含毛螺菌科菌5_1_57FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含干酪乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鼠李糖乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含瘤胃乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Lactococcus casei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含内脏气味杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Oscillibacter valericigenes。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Parabacteroides gordonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Parabacteroides johnsonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Parabacteroides merdae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含乳酸片球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含不解糖消化链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含颗粒丙酸杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Roseburia intestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Roseburia inulinivorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Ruminococcus faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含活泼瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含瘤胃球菌属ID8。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含扭链瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Slackia piriformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含表皮葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含腐生葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含嵴链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含停乳链球菌亚种Equisimilis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Streptococcus infantis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含口腔链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含血链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含绿色链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含嗜热链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含殊异韦荣氏菌。
XII.阴道微生态失调
健康人阴道中由多种乳杆菌种占优势,其在保护女性免受泌尿生殖系统感染中起重要作用。乳杆菌能够粘着于阴道上皮细胞以抑制病原体的粘附和生长、耗尽否则可由病原体获得的营养成分并调节宿主免疫应答和微环境[1,2]。最主要的是,乳杆菌代谢阴道穹窿的细胞中包含的糖原,形成乳酸作为最终产物。因此,健康的阴道中,达到4.0-4.5的pH值,在该水平下许多病原体不能旺盛生长。
因为阴道感染是造成早产的重要疾病机制[3],妊娠期间保持阴道中乳杆菌菌群的天然、健康的平衡尤其重要。乳杆菌不足可以扰乱阴道中微生物平衡,通常导致细菌性阴道病综合征,其可能与从天然存在的乳杆菌至由厌氧菌为主的混合菌群的量变和质变有关[6]。根据一些报告,细菌性阴道病的特征在于乳杆菌的完全丧失和伴随的革兰氏可变和革兰氏阴性杆菌的增加,它们之中主要是阴道加德纳氏菌以及拟杆菌属、普雷沃氏菌属和动弯杆菌属(Mobiluncus)物种。然而,阴道乳杆菌的丧失还使得非怀孕女性易受感染,这可以导致子宫内膜炎或甚至盆腔炎性疾病。在绝经期期间,女性生殖道发生内卷,可能反映与垂体神经部的内分泌轴相互关联的固有生物学预期寿命。主要的一般变化是阴道萎缩。阴道干燥、灼烧、发痒和性交困难是常见的问题,伴随排尿困难、尿频和复发性感染。绝经期后泌尿生殖器的萎缩与雌激素分泌的下降有关,伴随与细菌性阴道病和尿路感染有关的乳杆菌贫化和病原微生物定植增加。在绝经后女性中,阴道雌三醇疗法降低大肠杆菌定植并增加乳杆菌数量,从而复发性泌尿和生殖道感染的发生率明显下降。已经描述若干种乳杆菌物种以不同程度定殖于阴道中。有时,据信健康育龄女性的菌落由嗜酸乳杆菌和发酵乳杆菌占主导,然后是短乳杆菌、简氏乳杆菌和干酪乳杆菌。在他们对阴道乳杆菌菌落的研究中,Vásquez等人发现大多数参与者的阴道菌落由单一乳杆菌物种占主导,其中其他种的存在显示广泛的个体变异性。最常见的种是卷曲乳杆菌(L.crispatus)、戈氏乳杆菌(L.gasseri)、惰性乳杆菌(L.iners)和简氏乳杆菌(L.jensenii)。在Reid等的另一研究中,最常分离的乳杆菌菌株是简氏乳杆菌、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、干酪乳杆菌(L.casei)和戈氏乳杆菌。在最近的奥地利人研究中,通过种特异性PCR鉴定的主要的乳杆菌物种,即卷曲乳杆菌、戈氏乳杆菌、简氏乳杆菌和鼠李糖乳杆菌(L.rhamnosus)用于生成DNA指纹。卷曲乳杆菌、戈氏乳杆菌、简氏乳杆菌和鼠李糖乳杆菌可被认为是阴道中的主要种。为弥补乳杆菌菌落(且因此阴道菌落的保护能力)的不足,施用包含乳杆菌的阴道栓剂是最常见的乳杆菌替代方式。一些作者认为局部使用乳杆菌是预防阴道病和复发性尿路感染的安全和有前途的治疗方法。尽管阴道补充是乳杆菌替代的长期存在的广泛被接受的实践,口服施用乳杆菌制剂代表恢复正常阴道菌落的新概念。最近的结果表明益生菌菌株鼠李糖乳杆菌GR-1(ATCC55826)和路氏乳杆菌(L.reuteri)RC-14(ATCC 55845)可以每天口服摄取两个月而无任何副作用。然后服用导致就乳杆菌存在增加及酵母和大肠菌降低而言的阴道菌落的明显改进。尽管一组作者讨论了粘膜免疫的改变或益生菌从直肠区域上升到阴道方面的有益影响[18],另一组最近通过种特异性PCR扩增表明,当口服施用时可以将鼠李糖乳杆菌GR-1和路氏乳杆菌RC-14递送至阴道环境。
因此提供了配制用于阴道施用的组合物,例如细菌群体。细菌群体能够跨越阴道组织转位至远端部位,或从阴道腔重新定位入胃肠道。
还提供限定一种或多种正常的阴道微生物群落的方法,所述方法包括:获得多个单阴道样品,其中各单个样品包含获自无阴道病理的女性的阴道微生物;使用分析实验室技术以获得多个微生物谱特征,其中各微生物谱获自从无阴道病理的女性获得的阴道微生物的单个样品;从多个微生物谱鉴别多个一致谱,从而限定多个正常的阴道微生物群落;和向用户提供该多个一致谱。
因此提供了配制用于阴道施用的组合物,例如细菌群体。细菌群体能够跨越阴道组织转位至远端部位,或从阴道腔重新定位入胃肠道。
最近发现共生微生物(包括许多乳杆菌种)的DNA保护固有层树突状细胞不被活化并维持调节T细胞转化(Bouladoux N,Hall JA,Grainger JR,dos Santos LM,Kann MG,Nagarajan V,Verthelyi D和Belkaid Y,2012.Regulatory role of suppressive motifsfrom commensal DNA.Mucosal Immunol.5:623-634)。因此共生DNA可以防止肠道中的结肠炎、IBD和/或其他的免疫不耐受性。此外,乳杆菌属种在健康的阴道微生物组中盛行。因此,来自乳杆菌属或其他的阴道微生物组共生体的DNA可以抑制阴道中的免疫反应,后者可以干扰正常健康状态的阴道微生物组并导致并发症例如慢性HPV、不育症、流产或UTI。因此,在某些实施方式中,微生物组合物、药物组合物、剂型或试剂盒还包含分离自一种或多种宿主共生体的DNA。
在另一个实施方式中,经历细菌性阴道病–其增加了女性遭受性传播疾病或经历生育问题的风险-的患者通常表现出异常低的乳酸水平。因此,在阴道中具有低乳酸产生的患者可以施用包含产生乳酸的微生物(例如乳杆菌种)的微生物组合物以恢复健康的微生物组状态。
免疫调节也可通过微生物产生谷胱甘肽或γ-谷氨酰半胱氨酸来实现。因此,在某些实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含至少一种能够在哺乳动物受试者中产生谷胱甘肽和/或γ-谷氨酰半胱氨酸的微生物。在一些方面,组合物、剂型或试剂盒包含一种或多种针对存在谷氨酸半胱氨酸连接酶(例如发酵乳杆菌)和/或L-脯氨酸生物合成酶(例如大肠杆菌)而被选择的微生物(Peran等,2006.Lactobacillus fermenum,a probioticcapable to release glutathione,prevents colonic inflammation in the TNBSmodel of rat colitis.Int J Colorectal Dis.21(8):737-746;Veeravalli等,2011.Laboratory evolution of glutathione biosynthesis reveals naturallycompensatory pathways.Nat Chem Bio.7(2):101-105)。在优选的实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒中的至少一种微生物是发酵乳杆菌。
XIII.移植障碍和移植物抗宿主疾病(GVHD)
移植物抗宿主疾病(GVHD)是异体组织移植后常见和破坏性的并发症,并在约50%的移植接受者中发生。急性GVHD是异体造血细胞移植后发病率和死亡率的主要来源。每年在全世界进行约25000例异体造血细胞移植(骨髓、外周血干细胞[PBSC]或脐带血移植)。随着时间的过去,对于AML、ALL、MDS和淋巴瘤发生不相关供体数量和异体移植数量的持续增加,且该趋势继续。对于非恶性病和在年龄超过50岁患者中也存在异体移植的增加。急性GVHD的全球发病率为从完全匹配的、同胞供体移植的接受者中的26%-34%到匹配的、无关供体移植的接受者中的42%-52%。来自美国的证据表明发病率为从完全组织相容性移植的接受者中的30%到不匹配的造血细胞或来自无关供体的造血细胞的接受者中的60%-70%。没有FDA批准的用于急性或慢性GVHD的治疗。急性GVHD的治疗策略旨在减少供体T细胞对于宿主组织的免疫反应,因此包括免疫抑制治疗如环孢菌素、高剂量的类固醇和甲氨喋呤。新生急性GVHD的标准治疗是高剂量的甲强的松龙,其中预期反应率为18%-50%。对于发生类固醇难治性急性GVHD的患者,没有护理治疗的标准,且预期的存活率小于30%。因此,该患者群体急需新疗法。
移植物抗宿主疾病(GVHD)是接受异体移植(例如异体骨髓移植或异体干细胞移植)的患者的常见并发症。GVHD也可以在接受没有照射的血液制品的输血的患者中发生。患有GVHD的患者具有升高水平的促炎性细胞因子,尤其是白细胞介素-6(IL-6)以及其他因子,包括肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-12(IL-12)、干扰素-γ(IFN-γ)和干扰素-2(IL-2)。GVHD还与低的白细胞介素-22(IL-22)和白细胞介素-23(L-23)-反应性或Lgr5+先天淋巴样细胞的丧失有关。此外,GVHD患者具有降低的肠干细胞数目、较少或活性较低的潘纳斯细胞和T细胞中较低的Foxp3表达。
40多年以来,已知定居于我们的肠中的细菌是造血细胞移植(HCT)的生物学的重要调节剂并影响移植物抗宿主疾病的发展。小鼠中的研究表明肠去污染抗生素(vanBekkum等,1974)和无菌条件中的移植(Jones等,1971)的GVHD的降低。这导致用肠去污染措施和维持几乎无菌环境的组合在异体BMT患者中消除肠细菌定植的临床尝试(Storb等,1983)。使用抑制肠内微生物群的策略的初始临床研究显示重大的希望,但随后的报告未能显示明确和一致的效益。
对定居于人胃肠道、皮肤、肺、阴道和其他小生境的微生物群的最近了解正在认识到它们在健康和微生态失调的疾病中的作用(例如参见Human Microbiome ProjectConsortium 2012,Structure,function,and diversity of the healthy humanmicrobiome.Nature 486(7402):207-14)。若干小组报道了HCT患者中肠微生物群的重要性和GVHD发展中的初始数据。这些报告共同显示,利用鼠和人研究,存在HCT后肠微生物组的多样性的显著降低,伴随有群体的明显变化(Taur等,2012;Jenq等,2012;Taur等,2014)。最特别地,我们发现高达90%的异体BMT患者显示多样性丧失和占据肠菌落区室内大部分“空间”的单一类型细菌的相应扩增(Taur Y等.Clin Infect Dis.2012)。
本发明的方面部分基于微生物在移植物抗宿主疾病(GVHD)的预防、引发和发展中起重要作用的理解。某些微生物群体的存在与疾病的引发和发展有关。更重要地,一些物种的存在与降低的严重度或与疾病相关的死亡率或一起针对GVHD的保护有关。
从优选的(例如理想、正常或有益的)微生物群状态的任何破坏可被认为是微生态失调,即使这种微生态失调不导致可检测的疾病或病症或者健康降低。这种微生态失调状态可以导致疾病或病症(例如GVHD、移植排斥和相关病症),或微生态失调状态仅在某种情况下可以导致疾病或病症(例如GVHD、移植排斥和相关病症),或微生态失调状态可以阻止受试者响应于治疗或不能从疾病或病症(例如GVHD、移植排斥和相关病症)中恢复。在GVHD的情况下,胃肠微生态失调可以通过增加炎症和/或降低肠屏障完整性来造成GVHD病理。胃肠道远端的微生态失调也可例如通过增加受试者全身炎症来造成GVHD病理。在一个实施方式中,远端微生态失调位于或接近移植部位。因此,调节微生物组以例如校正微生态失调的本发明益生菌组合物可用于预防或治疗移植接受者中的GVHD。此外,降低炎症和/或增加肠屏障完整性的益生菌组合物可用于预防或治疗移植接受者中的GVHD。
在一些方面,本发明是治疗患有慢性或急性GVHD的患者中的GVHD的组合物和或方法。在某些实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含一种或多种能够降低IL-6、IL-1、IL-12、IL-2、IFN-γ和TNF-α的一个或多个的表达或释放的微生物,含或不含一种或多种益生元。在一些实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含一种或多种能够增加IL-22的表达或释放的微生物。还可以选择含或不含一种或多种益生元的微生物组合物使得它有效刺激或促进潘纳斯细胞、肠干细胞、FoxP3+ Treg细胞(例如CD4+ CD25+ FoxP3+ Treg细胞)、IL-23-反应性先天淋巴样细胞和/或Lgr5+先天淋巴样细胞的存活。在一些实施方式中,含或不含一种或多种益生元的微生物组合物通过调节FoxP3基因座的(去)甲基化调节Foxp3的表达。在优选的实施方式中,通过含或不含一种或多种益生元的微生物组合物引起的免疫耐受性不降低免疫系统的移植物抗白血病活性。
在某些方面,本发明提供任选包含益生元、非微生物免疫调节碳水化合物或微生物免疫调节细胞组分的益生菌微生物组合物,其有效预防或治疗移植接受者中的移植障碍。这类障碍,例如GVHD、移植排斥、败血症等与全身性炎症和/或肠屏障功能丧失有关。在一个实施方式中,移植接受者具有自身免疫性或炎性病症。例如,患有自身免疫性或炎性病症的受试者可以接受移植物,例如造血干细胞移植,和自体造血干细胞移植,作为自身免疫性或炎性病症的治疗形态。在该实施方式中,施用本发明益生菌(和任选的益生元)组合物可用于预防或治疗接受移植的受试者的GVHD,且另外或选择性地可用于治疗基础的自身免疫性或炎性病症。示例性的自身免疫性或炎性病症包括,例如,狼疮、多发性硬化、系统性硬化、克罗恩病、I型糖尿病或青少年特发性关节炎。其他的自身免疫性或炎性病症包括,例如,炎性肠病(IBD),包括但不限于溃疡性结肠炎和克罗恩病、多发性硬化(MS)、系统性红斑狼疮(SLE)、I型糖尿病、类风湿性关节炎、综合征和乳糜泻。在某些实施方式中,组合物包含至少一种微生物和至少一种碳水化合物(益生元),且任选进一步包含微生物免疫调节细胞组分或用于产生免疫调节代谢物的底物,其有效预防或治疗自身免疫性或炎性病症。我们还在此公开了预防和/或治疗人受试者例如移植接受者的自身免疫性和炎性疾病的方法。
在一个实施方式中,受试者接受造血干细胞移植。在其他实施方式中,受试者接受骨髓移植。在其他实施方式中,受试者接受实体器官移植,例如肾脏移植、心脏移植、肺移植、皮肤移植、肝移植、胰腺移植、肠移植、内分泌腺移植、膀胱移植和/或骨骼肌移植。
在一些方面,本发明是预防GVHD的组合物或方法。最近的工作表明小剂量IL-2可能能够恢复处于GVHD风险中的患者的T细胞动态平衡(Kennedy-Nasser等,2014.Ultralow-dose IL-2 for GVHD prophylaxis after allogeneic hematopoietic stem celltransplantation mediates expansion of regulatory T cells without diminishingantiviral or antileukemic activity.Clin Cancer Res.20:2215-2225)。因此在某些实施方式中,药物组合物、剂型或试剂盒包含一种或多种能够略微增加患者中IL-2水平的微生物,使得CD4+ CD25+ FoxP3+ Treg细胞的丰度增加1.5倍、2倍或大于5倍。在优选的实施方式中,增强IL-2-水平的治疗在患者的移植手术之后的一周至一个月之间施用。
本发明的方面至少部分基于某些细菌群体的存在可以提供对于GVHD的保护以及用这种或类似的细菌组合物的补充可以预防、治疗或抑制GVHD的发现。类似地,本发明的方面还包括利用各种技术增强这种细菌组合物的方法,包括用于细菌发酵和繁殖的底物,以及重构细菌群落的所需功能性的这种细菌的关键最终产物或代谢物的递送也可用于预防、治疗或抑制GVHD。本发明的其他方面包括用于靶向增加GVHD死亡率或恶化临床GVHD的细菌的试剂。
我们在本文公开了用于鉴别增加或降低GVHD相关的死亡率的细菌亚群的方法,从而鉴别可以调节GVHD严重程度的亚群。从经历常规(非T细胞耗尽)的异体BMT的患者收集粪便样品。在移植住院治疗期间内每周收集和储存粪便样品,这包括调理之前、以及第0、7、14、21、30、60和100天。临床诊断GVHD,通过活检进行病理性证实(只要有可能),并根据标准规范分类。移植的患者对于急性GVHD可基于之前描述的病史的共同标准评价(参见Rowlings PA,Przepiorka D,Klein JP等.IBMTR Severity Index for grading acutegraft-versus-host disease:retrospective comparison with Glucksberg grade.Br JHaematol.1997)。将这些标准应用于具有第100天后发生的纯急性特征的GVHD。通过用或不用全身性类固醇(强的松或甲强的松龙,0.5mg/kg每天或更高)的治疗来进一步分类GVHD病例。利用标准算法确定死亡原因,其中结果按以下顺序优先化:1)原发疾病复发,2)移植失败,3)GVHD,4)感染,和5)器官衰竭;因此在不具有疾病复发或移植失败的患者中,死亡时正在治疗GVHD的患者被认为属于GVHD相关的死亡,包括死于感染的患者。在一些实施方式中,通过线性判别分析(LDA)效应大小(LEfSe)比较来自死于GVHD或未死于GVHD的患者的细菌属的丰度以鉴定与增加或降低的GVHD相关的死亡率有关的细菌亚群。
本文提供了调节GVHD严重程度和相关的死亡率的细菌的益生菌组合物,且因此可用于预防、治疗或抑制GVHD。在一个实施方式中,向受试者施用有效量的益生菌组合物以增加哺乳动物宿主肠内的一种或多种生物体的短链脂肪酸的产生。
在某些方面,本发明涉及微生物组合物。在某些实施方式中,微生物组合物可用于预防、治疗或抑制GVHD。本发明的方面涉及从受试者微生物群分离的微生物组合物。在一些实施方式中,受试者是健康哺乳动物。在其他实施方式中,受试者是调理方案开始之前的移植前的接受者。在一些实施方式中,微生物组合物包含在存活GVHD患者中富集的细菌。这些细菌强预测异体BMT后改进的总体生存率,且主要由GVHD相关的死亡率降低引起。
在一些实施方式中,微生物组合物包含与临床急性GVHD有关且可降低临床急性GVHD的细菌。在一些实施方式中,微生物组合物包含可降低急性GVHD 2-4级的细菌。在一些实施方式中,微生物组合物包含可降低急性GVHD对用全身皮质类固醇治疗的反应的细菌。在一些实施方式中,微生物组合物由可减轻全身皮质类固醇治疗难治的急性GVHD的细菌组成。在一些实施方式中,微生物组合物由与下肠部GVHD降低有关的细菌组成。在一些实施方式中,微生物组合物由与肝GVHD降低有关的细菌组成。在一些实施方式中,微生物组合物由与皮肤GVHD降低有关的细菌组成。
在一些实施方式中,微生物组合物包含与受试者的临床慢性GVHD有关且可降低临床慢性GVHD的细菌。在一些实施方式中,受试者患有慢性GVHD。患有慢性GVHD的受试者可以接受免疫抑制治疗。免疫抑制治疗可以是甲氨蝶呤、环孢菌素、皮质类固醇和抗胸腺细胞球蛋白的一种或多种。皮质类固醇可以是甲强的松龙。在一些实施方式中,受试者需要或具有所需的免疫抑制治疗一年或更多年的时间。在进一步的实施方式中,受试者具有类固醇难治性GVHD。受试者可接收体外光泳、抗TNF-α抗体、哺乳动物雷帕霉素靶标(mTOR)抑制剂、霉酚酸酯、白细胞介素-2受体抗体、阿仑单抗喷司他丁、间充质干细胞和氨甲喋呤的一个或多个。
本发明的方面还包括通过影响针对GVHD的保护的细菌来鉴别增加GVHD发病率和严重程度的抗微生物剂。这种细菌的鉴别可用作改变降低GVHD发病率/严重程度的临床实践的指引。为肠去污染目的或治疗中性粒细胞减少性发热,将抗生素用于BMT患者。在一些实施方式中,分析BMT患者以鉴别他们施用的抗生素如哌拉西林-他唑巴坦、亚胺培南-西司他丁、甲硝唑、氨曲南和口服万古霉素是否导致对GVHD保护性的细菌包括梭菌目如布劳特氏菌属的减少。在一些实施方式中,分析BMT患者以鉴别他们施用的抗生素如哌拉西林-他唑巴坦、亚胺培南-西司他丁、甲硝唑、氨曲南和口服万古霉素是否导致恶化GVHD的细菌的增加。在一些实施方式中,追溯性分析BMT患者以观察有或没有厌氧覆盖的情况下暴露于抗生素是否会影响GVHD。在一些实施方式中,微生物组合物包含与GVHD相关的死亡率有关的细菌。本发明的方面还包含靶向加重临床GVHD、增加GVHD的发病率或严重程度或者增加GVHD相关的死亡率的细菌群体的药剂。
本发明的方面还包括使用包括用于细菌发酵和繁殖的底物的各种技术增强预防或缓解GVHD的细菌组合物的方法。注意到经历BMT的患者在无任何抗生素暴露的情况下可丧失GVHD保护性细菌。这种现象也在实验性GVHD的鼠模型中注意到。在一些实施方式中,本发明的组合物包含增强预防或缓解GVHD的细菌组合物的底物。考虑到饮食和营养对肠道微生物组的组成具有巨大影响且口服营养摄入在异体BMT患者中普遍降低,分析了营养对GVHD保护性细菌丰度的影响。在一些实施方式中,分析了降低的口服热量消费,特别是低于500千卡/天,对布劳特氏菌丰度的影响。经历异体BMT的五位患者的每日营养和菌落监测的先导试验表明,口服热量消费的降低,特别是低于500千卡/天,与布劳特氏菌丰度降低有关。考虑到布劳特氏菌缓解GVHD的能力,在BMT患者中增加布劳特氏菌水平的营养方法将是缓解GVHD的合理策略。因此使用pH和光密度评价缺乏葡萄糖的培养基中的细菌生长来分析布劳特氏菌发酵多种糖的能力。在一个实施方式中,分析布劳特氏菌的生长。在另一个实施方式中,评估了可能与布劳特氏菌竞争的细菌如约氏乳杆菌。评估约氏乳杆菌。约氏乳杆菌在热量限制的情况中以梭状芽胞杆菌为代价扩增(Jenq等,2012),因此推定为是小鼠肠道营养物质的直接竞争者。使用这种策略,鉴别了可通过布劳特氏菌但不是乳杆菌发酵的特定的底物或糖。在一个实施方式中,特异性增强布劳特氏菌但不是乳杆菌的底物是木糖。在另一个实施方式中,特异性增强布劳特氏菌但不是乳杆菌的底物是鼠李糖。在另一个实施方式中,在实验性GVHD模型中研究施用这种底物对布劳特氏菌水平的影响。发现在小鼠的饮用水中施用木糖导致BMT后第14天在肠道菌群中布劳特氏菌扩增,尽管存在GVHD。在另一个实施方式中,评估了木糖施用的长期影响以研究对GVHD相关的生存率的影响。长期施用木糖导致具有GVHD的小鼠改进的存活率。
本发明的方面还包括细菌最终产物或代谢产物的组合物,其造成或可以赋予细菌组合物预防或缓解GVHD的功能。短链脂肪酸(SCFA)作为碳水化合物发酵的副产物由许多细菌产生。SCFA是由肠道微生物组特别是梭菌科产生的最丰富的代谢产物之一。已发现SCFA是免疫系统的重要调节剂。在无菌小鼠和万古霉素处理的常规小鼠中,施用SCFA(乙酸、丙酸或丁酸)恢复大肠中Treg的正常数目(Smith PM等.Science.2013;569-573)。在一些实施方式中,分析来自GVHD患者的粪便样品的SCFA水平与布劳特氏菌丰度的关系。还发现布劳特氏菌丰度降低的样品的SCFA丁酸和乙酸的丰度降低。在一些实施方式中,BMT后施用SCFA以降低GVHD的发病率和严重程度。在一些实施方式中,施用的SFCA是乙酸。在一些实施方式中,施用的SFCA是丁酸,而在其他实施方式中,它是丙酸。在一些实施方式中,SCFA将降低GVHD而不影响移植物抗肿瘤作用。在一些实施方式中,SCFA施用增加外周tregs的数目并导致诱导Foxp3表达。在一些实施方式中,SCFA施用降低供体异体反应性T细胞。
在一些实施方式中,将患者组织样品或来自患者组织的微生物培养物的代谢物谱用于鉴别发生自身免疫性或炎症反应的风险因子、诊断自身免疫性或炎性疾病、评估所述疾病的预后或严重程度、评估治疗方案的成功、或它们的任意组合。用于诊断目的、预后风险评估或治疗评估目的的示例性代谢物包括短链脂肪酸、胆汁酸和乳酸。在优选的实施方式中,在患者疾病和治疗期间的不同时间点获取代谢物谱以更好评估患者疾病状态包括恢复或复发事件。这种监控对于降低患者在免疫调节治疗后发展新的自身免疫性病症的风险也很重要。在一些实施方式中,代谢物谱为随后治疗提供信息。例如,可以向处于发生GVHD风险中并显示出低的丁酸水平的患者施用包含产生丁酸的微生物(例如布劳特氏菌属的种)并排除能够耗尽丁酸的微生物(例如甲烷杆菌属(Methanobacterium)的物种)的微生物组合物。在受试者肠内产生SCFA的益生菌组合物尤其可用于治疗GVHD,因为它们改进肠屏障完整性,这与接收移植的患者的总生存率有关。
在一些实施方式中,在仍未发展可检测GVHD的患者中施用是防止/预防性的。在一些实施方式中,防止/预防性微生物组合物将在调理区完成后但在移植之前施用。通常,需要2-3周完成移植物的植入。在一些实施方式中,将在移植之前施用防止/预防性微生物组合物一次,然后在完成规定的抗生素以预防或治疗中性粒细胞减少性发热或其他感染后的第17天再施用一次。
移植物抗宿主病(GVHD)的经典定义是,它是其中移植物的免疫细胞攻击移植受体的组织并导致器官功能障碍的免疫病症。在同种异体骨髓(BM)移植的情况下,来自移植BM的T细胞将宿主(骨髓移植患者,即接受者)识别为非自身的并攻击其组织和器官。最常被攻击的器官是胃肠(GI)道、皮肤、肝和肺。然而,历史数据表明,不仅仅是免疫细胞参与了疾病的发病机制,还指出常驻宿主肠道微生物在GVHD发生中的重要性。
取决于施加于不同器官的损伤程度,GVHD可以是轻度、中度或重度。根据临床表现将疾病分为急性和慢性GVHD。具有急性GVHD的患者通常遭受皮肤、胃肠道和肝的损伤。皮肤损伤范围从发红到剥落。对胃肠道的损伤可导致血性腹泻和失血。虽然通常性质上是胆汁淤积的,但在罕见的情况下,肝脏表现可包括肝衰竭。
急性GVHD通常在移植后的最初100天内发生,但它也可更晚发生。慢性GVHD的临床表现包括皮肤发红和发痒、干眼、口干、具有黄疸的肝功能异常和闭塞性细支气管炎所致的肺部损伤。慢性GVHD是异体造血系统移植后非复发性死亡的主要原因。慢性GVHD通常在移植后超过100天发生,但它可能更早出现。
具有慢性GVHD的患者需要长期的免疫抑制治疗,平均两到三年长。认为慢性GVHD的基础机制与急性GVHD有些不同。因此,慢性GVHD不仅仅是急性GVHD的末期。
急性GVHD(aGVHD)的临床分期–存在定量aGVHD的严重程度的两个系统,即国际骨髓移植登记处(IBMTR)分级系统和Glucksberg分级系统。对于这两个系统,首先分别在三个主要靶器官(皮肤、肝和肠)中确定aGVHD的阶段。然后使用国际骨髓移植登记处(IBMTR)或Glucksberg标准将这些级用于确定总体aGVHD分级。
对于各分级系统,首先根据表3提供的某些临床措施确定各靶器官的急性GVHD阶段。
一方面,本发明还提供通过向受试者施用包含分离细菌群体的益生菌组合物使得受试者的生存时间增加而增加接受骨髓移植的受试者的生存时间的方法。在优选的实施方式中,细菌群体是人来源的细菌群体。人来源的细菌群体包括天然定居于人宿主,而不是非人哺乳动物宿主中的细菌菌株。施用益生菌组合物可以降低受试者在骨髓移植后发生败血症的可能性。施用益生菌组合物还可以降低受试者在骨髓移植后发生移植物抗宿主病(GVHD)的可能性。可以在接受骨髓移植之前、之后或同时对受试者施用益生菌组合物。
在一个实施方式中,所述益生菌组合物降低受试者的肠渗透性。这可以通过例如施用包含产生短链脂肪酸的细菌的益生菌组合物来实现,其增加受试者的肠屏障完整性。在示例性的实施方式中,细菌产生丁酸、乙酸、丙酸或戊酸,或其组合。还提供了一种降低接受移植的受试者的肠渗透性的方法,包括向受试者施用包含分离细菌群体和药学上可接受的赋形剂的益生菌组合物,使得降低接受移植的受试者的肠渗透性。
在另一个实施方式中,益生菌组合物降低受试者的炎症,例如胃肠道中或远端位置。益生菌组合物可包含抗炎细菌。本文描述了抗炎细菌。例如,包含于益生菌组合物中的抗炎细菌可降低人宿主细胞,如上皮细胞或免疫细胞,如外周血单核细胞(PBMC)的促炎性细胞因子(例如IFNγ、IL-12p70、IL-1α、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α、MIP1β、TNFα及其组合)的分泌和/或增加抗炎性细胞因子(例如IL-10、IL-13、IL-4、IL-5、TGFβ及其组合)的分泌。产生短链脂肪酸的细菌也具有抗炎性质。
在一些实施方式中,受试者已接受或将接受造血干细胞移植。在一些实施方式中,受试者将接受T细胞耗尽的造血干细胞移植。
在示例性的实施方式中,受试者患有疾病如造血系统肿瘤性病症、白血病、淋巴瘤和多发性骨髓瘤。在一些实施方式中,受试者患有造血系统肿瘤性病症。受试者可患有白血病。白血病可以是慢性髓细胞白血病或慢性淋巴细胞白血病。在一些实施方式中,受试者患有淋巴瘤。淋巴瘤可以是霍奇金氏病或非霍奇金淋巴瘤。在某些情况下,受试者患有多发性骨髓瘤。受试者可接受或将接受骨髓、外周血干细胞或脐血移植。在一些实施方式中,受试者已接受或将接受全身照射。在进一步的实施方式中,受试者是女性。
由于益生菌组合物在治疗或预防GVHD中的独特作用机制,可以选择最小化GVHD,但不明显降低或消除骨髓移植的移植物抗肿瘤(GVT)作用的益生菌组合物。
在其他实施方式中,接受移植的受试者患有自身免疫性病症,如狼疮、多发性硬化、系统性硬化症、克罗恩病、I型糖尿病和青少年特发性关节炎。在另一个实施方式中,接受移植的受试者患有镰状细胞病或镰状细胞贫血。
在示例性的实施方式中,本发明提供一种增加接受骨髓移植的受试者的生存时间的方法,包括以降低受试者胃肠道炎症的有效量向受试者施用包含分离的抗炎细菌群体和药学上可接受的赋形剂的益生菌组合物,所述细菌群体能够降低人外周血单核细胞(PBMC)的促炎性细胞因子的分泌和/或增加抗炎性细胞因子的分泌,从而受试者的生存时间增加。
在一些实施方式中,受试者已接受或将接受来自HLA匹配的相关供体或HLA匹配的无关供体的移植。受试者也可已经接受或可接受来自HLA不匹配的相关或无关供体的移植。在一些实施方式中,受试者将接受自体移植。在一些实施方式中,微生物组合物将增强自体或异体移植。在一些实施方式中,微生物组合物将改进自体或异体移植后的植入。在一些实施方式中,微生物组合物将改进自体或异体移植后中性粒细胞减少的恢复。在一些实施方式中,微生物组合物将减少异体移植后的并发症。在一些实施方式中,微生物组合物将减少自体移植后的并发症。异体移植后的并发症可包括但不限于感染、器官衰竭、肝静脉闭塞病(VOD)和/或间质性肺炎综合征(IPS)。
在一些实施方式中,受试者将在微生物组合物之外接受规范应用于临床的GVHD预防方案。这可包括施用免疫抑制治疗如甲氨蝶呤、环孢菌素、皮质类固醇或抗胸腺细胞球蛋白。
在一些实施方式中,受试者将在微生物组合物外接受规范应用于临床的GVHD治疗方案以控制移植物抗宿主病。英国血液学标准委员会(BCSH)的血液肿瘤学亚组和英国骨髓移植协会(BSBMT)成立的联合工作组在2012回顾了现有的文献并对急性移植物抗宿主病的治疗进行建议。他们的建议如下:(1)I级疾病的管理应包括局部治疗和优化钙调神经磷酸酶抑制剂的水平,而不需要额外的全身免疫抑制。(2)全身性皮质类固醇的使用被推荐为II-IV级GVHD的一线治疗。(3)建议将以下药剂用作类固醇难治性急性GVHD的二线治疗:体外光泳、抗肿瘤坏死因子a抗体、雷帕霉素哺乳动物靶标(mTOR)抑制剂、霉酚酸酯、白细胞介素-2受体抗体。(4)建议将以下药剂用作类固醇难治性急性GVHD的三线治疗:阿仑单抗喷司他丁、间充质干细胞和氨甲喋呤。一方面,本文公开了治疗、抑制或预防受试者的GVHD的方法,其中受试者患有急性类固醇难治性GVHD。在这种方法中,所述方法还可以包括向受试者施用体外光泳、抗肿瘤坏死因子a抗体、雷帕霉素哺乳动物靶标(mTOR)抑制剂、霉酚酸酯、白细胞介素-2受体抗体、阿仑单抗喷司他丁、间充质干细胞、氨甲喋呤或其任何组合。
在其它实施方式中,受试者施用与益生菌组合物结合的益生元组合物。例如,一方面,本发明提供通过向受试者施用包含分离细菌群体的益生菌组合物和施用增强细菌群体活性的益生元来增加接受骨髓移植的受试者的生存时间的方法,其中益生菌组合物降低受试者的肠渗透性,从而受试者的生存时间增加。本文描述了本发明的益生元组合物。示例性的益生元提供于表7和图29中。
在某些方面,本发明还提供预防或治疗接受移植的受试者的移植物抗宿主病(GVHD)的方法,包括向受试者施用包含分离细菌群体的益生菌组合物,从而预防和治疗GVHD。益生菌组合物可通过预防GVHD和/或预防败血症的发生来增加移植接受者的生存时间。优选细菌群体是人来源的细菌群体。如上所述,受试者可接受造血干细胞移植或骨髓移植。在其他实施方式中,受试者正接受实体器官移植。
GVHD通常在异体骨髓移植(BMT)后发生,但也可在实体器官移植后出现。实体器官移植后GVHD的确切发病率尚不清楚。轻症病例可能未被确诊,因为发热、皮疹和腹泻的临床特征可能被误解为与移植后感染有关。小肠移植后GVHD发病率最高(约5%),其次为肝移植。但一般而言,相对于骨髓移植而言,实体器官移植的发病率非常小。在实施方式中,微生物组合物用于预防或治疗实体器官移植接受者的GVHD。
在一些实施方式中,将向接受实体器官移植的受试者施用微生物组合物。移植的实体器官可包括肾脏、心脏、皮肤、肺、肝、胰腺、肠、内分泌腺、膀胱或骨骼肌。在一些实施方式中,微生物组合物将用于预防移植实体器官的接受者的移植排斥。在一些实施方式中,微生物组合物将用于预防实体器官移植的其他并发症,如感染。
在示例性实施方式中,受试者患有造血肿瘤性病症,如,例如,白血病、淋巴瘤或多发性骨髓瘤;自身免疫性病症如,例如,狼疮、多发性硬化症、系统性硬化症、克罗恩病、I型糖尿病或青少年特发性关节炎;或镰状细胞病症如,例如,镰状细胞病和镰状细胞性贫血。
本发明的方面还包括通过其控制急性或慢性GVHD或实体器官移植接受者的免疫机制。在一些实施方式中,测试物抑制抗原呈递细胞如树突状细胞的功能,其中测试物是微生物组合物、益生元、微生物组合物加益生元或微生物代谢物。在一些实施方式中,测试物抑制抗原呈递细胞的成熟,从而调节CD40、CD80、CD86、PD-L1和PD-L2的水平。在一些实施方式中,测试物抑制抗原呈递细胞的活性,从而调节细胞因子如TGF-β、IL-10、IL-4、IL-12的产生。在一些实施方式中,测试物抑制抗原呈递细胞的活性,从而阻碍其胞吞/吞噬能力。在一些实施方式中,测试物抑制抗原呈递细胞的活性,从而阻碍其激活幼稚T细胞的能力。
在一些实施方式中,测试物抑制T细胞的功能,其中测试物是微生物组合物、益生元、微生物组合物加益生元或微生物代谢物。在一些实施方式中,测试物改变了CD4+ T细胞的功能,使其活化状态改变,从而影响CD25的表面水平。在一些实施方式中,测试物改变了CD4+ T细胞的功能,使其增殖能力受到抑制。在一些实施方式中,测试物增加外周调节性T细胞的数量和分化。在一些实施方式中,测试物影响T细胞的细胞因子的产生,例如但不限于IL-6、TNFα、IFN-γ、IL-10、IL-4。在一些实施方式中,测试物降低了效应CD8+细胞的细胞毒性能力。
如本文所述,减少受试者的全身或局部炎症降低了受试者发生GVHD的可能性。因此,在另一个实施方式中,本发明提供了通过向受试者施用包含分离的抗炎细菌群体和药学可接受的赋形剂的益生菌组合物来降低接受移植的受试者的胃肠道炎症的方法,从而接受移植的受试者的胃肠道炎症降低。本文所述的包含抗炎细菌群体的益生菌组合物适用于本实施方式的实施。
用于治疗或预防GVHD的其他益生菌组合物包含能够减少受试者炎症的细菌菌株。这种免疫调节性(抗炎性)的细菌可以调节宿主免疫细胞的细胞因子表达,导致抗炎性细胞因子的分泌的总体增加和/或促炎性细胞因子的分泌的总体降低,从而系统性降低受试者的炎症。在示例性实施方式中,用于治疗或预防GVHD的益生菌组合物刺激宿主细胞例如PBMC的一种或多种抗炎性细胞因子的分泌。抗炎性细胞因子包括但不限于IL-10、IL-13、IL-9、IL-4、IL-5、TGFβ及其组合。在其他示例性实施方式中,用于治疗或预防GVHD的益生菌组合物抑制宿主免疫细胞例如PBMC的一种或多种促炎性细胞因子的分泌。促炎性细胞因子包括但不限于IFNγ、IL-12p70、IL-1α、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α、MIP1β、TNFα及其组合。其他示例性的细胞因子是本领域已知的且描述于本文中。包含抗炎细菌的益生菌组合物降低炎症并恢复施用部位的屏障功能,例如,在胃肠道中以及在整个受试者机体的远端部位处。
用于治疗或预防GVHD的其他示例性益生菌组合物包含能够改变受试者的免疫亚群例如T细胞亚群的比例的细菌菌株。
例如,免疫调节细菌可以增加或减少受试者的Treg细胞、Th17细胞、Th1细胞或Th2细胞的比例。免疫细胞亚群比例的增加或减少可以是系统性的,或可局限于益生菌作用位点,例如在胃肠道内或在远端微生态失调部位。在一些实施方式中,基于益生菌组合物对受试者的免疫细胞亚群的分化和/或扩增的预期效果,将包含免疫调节细菌的益生菌组合物用于治疗或预防GVHD。
在一个实施方式中,益生菌组合物包含增加受试者中Treg细胞的比例的免疫调节细菌。在另一个实施方式中,益生菌组合物包含降低受试者中Treg细胞的比例的免疫调节细菌。在一个实施方式中,益生菌组合物包含增加受试者中Th17细胞的比例的免疫调节细菌。在另一个实施方式中,益生菌组合物包含降低受试者中Th17细胞的比例的免疫调节细菌。在一个实施方式中,益生菌组合物包含增加受试者中Th1细胞的比例的免疫调节细菌。在另一个实施方式中,益生菌组合物包含降低受试者中Th1细胞的比例的免疫调节细菌。在一个实施方式中,益生菌组合物包含增加受试者中Th2细胞的比例的免疫调节细菌。在另一个实施方式中,益生菌组合物包含降低受试者中Th2细胞的比例的免疫调节细菌。
在一个实施方式中,益生菌组合物包含能够调节受试者中一种或多种Treg细胞、Th17细胞、Th1细胞及其组合的比例的免疫调节细菌。某些免疫细胞谱可能是治疗或预防GVHD所特别期望的。例如,在一些实施方式中,治疗或预防GVHD可以通过增加Treg细胞和Th2细胞的数目且降低Th17细胞和Th1细胞的数目来促进。因此,用于治疗或预防GVHD的益生菌组合物可以包含能够促进Treg细胞和Th2细胞并减少Th17和Th1细胞的益生菌。
在示例性实施方式中,用于治疗或预防GVHD的益生菌组合物包括来自表1的一个或多个细菌种。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1A的一个或多个细菌种。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1B的一个或多个细菌种。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1C的一个或多个细菌种。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1D的一个或多个细菌种。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1E的一个或多个细菌种。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表1F的一个或多个细菌种。在其他实施方式中,益生菌组合物包括来自表5的一个或多个细菌种。在一些实施方式中,益生菌组合物包含单一细菌种。在其他实施方式中,益生菌组合物包含两个或更多个细菌种,例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、500、1000个或更多个细菌种。在一个实施方式中,益生菌组合物包含不超过20个细菌种,例如,20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1个细菌种。在示例性实施方式中,益生菌组合物包含8个细菌种。在其它示例性实施方式中,益生菌组合物包含9个细菌种。在其它实施方式中,益生菌组合物包含本文所述的益生元,或与本文所述的益生元组合施用。
优选的细菌属包括Acetanaerobacterium、醋弧菌属、脂环芽孢杆菌属、嗜碱菌属、Anaerofustis、Anaerosporobacter、Anaerostipes、Anaerotruncus、无氧芽孢杆菌属、芽孢杆菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌、短螺菌属、短芽孢杆菌属、Bryantella、Bulleidia、Butyricicoccus、丁酸弧菌属、Catenibacterium、衣原体目、梭菌科、梭菌目、梭菌属、柯林斯菌属、粪芽孢菌属、粪球菌属、柯克斯氏体属,脱铁杆菌门、Desulfitobacterium、脱硫肠状菌属、Dorea、Eggerthella、丹毒丝菌属,韦荣球菌科、产乙醇杆菌属、真杆菌属、Faecalibacterium、产线菌属、Flavonifractor、Flexistipes、Fulvimonas、梭杆菌属、芽殖菌属、土芽孢杆菌属、粘杆菌属、Holdemania、Hydrogenoanaerobacterium、考克氏菌属、Lachnobacterium、毛螺菌属、毛螺菌科、乳杆菌属、Lactonifactor、钩端螺旋体属、Lutispora、赖氨酸芽孢杆菌属、柔膜菌纲、穆尔氏菌属、诺卡氏菌属、Oscillibacter、颤螺菌属、类芽孢杆菌属、Papillibacter、Pseudoflavonifractor、Robinsoniella、罗氏菌属、瘤胃菌科、瘤胃球菌属、糖单孢菌属、八叠球菌属、Solobacterium、Sporobacter、芽孢乳杆菌属、链霉菌属、Subdoligranulum、萨特氏菌属、萨特氏菌属、萨特氏菌属、温双岐菌属和Turicibacter。
优选的细菌属还包括醋丝菌属、嗜碱菌属、双芽孢杆菌属、Ammonifex、厌氧杆菌属、热解纤维素果汁杆菌属、喜热菌属、Candidatus、Carboxydibrachium、Carboxydothermus、Cohnella、Dendrosporobacter Desulfitobacterium、Desulfosporosinus、盐拟杆菌属、阳光杆菌属、嗜阳菌属、Heliorestis、Lachnoanaerobaculum、赖氨酸芽孢杆菌属、大洋芽胞杆菌属、Orenia(S.)、嗜草酸菌属、产醋杆菌属、Pelospora、Pelotomaculum、Propionispora、孢盐杆菌属、鼠孢菌属、芽孢八叠球菌属、Sporotomaculum、Symbiobacterium、Syntrophobotulus、互养生孢菌属、Terribacillus、萨特氏菌属和Thermosinus。
在一个实施方式中,用于治疗或预防GVHD的益生菌组合物基本上由布劳特氏菌组成。
在另一个实施方式中,用于治疗或预防GVHD的益生菌组合物不包含单独的布劳特氏菌。
如本文所提供的,治疗组合物包含或可选地,调节以下示例性细菌实体的定植和/或植入:戈氏乳杆菌、发酵乳杆菌、路氏乳杆菌、粪肠球菌、耐久肠球菌、Enterococcusvillorum、植物乳杆菌、乳酸片球菌、巴氏葡萄球菌、科氏葡萄球菌、血链球菌、虫草链球菌、缓症链球菌、链球菌属SCA22、链球菌属CR-3145、咽峡炎链球菌、变异链球菌、Coprobacillus cateniformis、Clostridium saccharogumia、长下颌真杆菌DSM 3991、梭菌属PPf35E6、索氏梭菌ATCC 9714、扭链瘤胃球菌、活泼瘤胃球菌、梭状梭菌、卵瘤胃球菌、Blautia producta、梭菌属ID5、Megasphaera micronuciformis、小韦荣氏菌、甲基戊糖梭菌、Clostridium islandicum、普氏粪杆菌、Bacteroides uniformmis、多形拟杆菌、Bacteroides acidifaciens、卵形拟杆菌、脆弱拟杆菌、吉氏副拟杆菌、Propinionibacteirum propionicum、Actinomycs hyovaginalis、粘滑罗斯菌、Rothiaaeria、短双歧杆菌、Scardovia inopinata和迟缓埃格特菌。
优选的细菌种提供于表1、表1A、表1B、表1C、表1D、表1E、表1F和表5中。任选地,在一些实施方式中,优选的细菌种是产孢菌。当提供菌种的具体菌株时,本领域技术人员将理解该菌种的其他菌株可以代替指定的菌株。
在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Acidaminococcus intestine。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鲍氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鲁氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Akkermansia muciniphila。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Alistipes putredinis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Alistipes shahii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Anaerostipes hadrus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Anaerotruncus colihominis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是粪拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroidescellulosilyticus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides dorei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是埃氏拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides finegoldii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是脆弱拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides massiliensis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是卵形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides salanitronis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroides salyersiae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是拟杆菌属1_1_6。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是拟杆菌属3_1_23。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是拟杆菌属D20。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bacteroidesthetaiotaomicrond。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是单形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是普通拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是青春双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是两歧双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是短双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bifidobacterium faecale。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bifidobacterium kashiwanohense。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是长双歧杆菌长亚种。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是假链状双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Bifidobacterium stercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)coccoides。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia glucerasea。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)hansenii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia hydrogenotrophica(Ruminococcushydrogenotrophicus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)luti。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)obeum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia producta(Ruminococcus productus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia(Ruminococcus)schinkii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia stercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆BKLE_a03_2(GenBank:EU469501.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_B_14_30(GenBank:EF402926.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_C_14_16(GenBank:EF404657.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养细菌克隆S1-5(GenBank:GQ898099.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是布劳特氏菌属未培养PAC000178_s(www.ezbiocloud.net/eztaxon/hierarchy?m=browse&k=PAC000178&d=2)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Blautia wexlerae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是分节丝状菌sp.SFB-小鼠-Yit。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Catenibacterium mitsuokai。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌科菌(Dielma fastidiosa)JC13。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌目菌1_7_47FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium asparagiforme。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鲍氏梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭状梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridiumglycyrrhizinilyticum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium(Hungatella)hathewayi。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是溶组织梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是吲哚梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是柔嫩梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium(Tyzzerella)nexile。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是产气荚膜梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium(Erysipelatoclostridium)ramosum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是闪烁梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium septum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌属14774。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌属7_3_54FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是梭菌属HGF2。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是共生梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是产气柯林斯菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Collinsella intestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是粪芽孢菌属D7。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是尖锐粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是伴生粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Dorea formicigenerans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Dorea longicatena。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是粪肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是屎肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是韦荣球菌科菌3_1_53。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是大肠埃希氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是大肠埃希氏菌S88。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是挑剔真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是断链真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是细枝真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是直肠真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是普氏粪杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是普氏梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是死亡梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是核粒梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Holdemania filiformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Hydrogenoanaerobacterium saccharovorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是产酸克雷伯氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是毛螺菌科菌3_1_57FAA_CT1。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是毛螺菌科菌7_1_58FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是毛螺菌科菌5_1_57FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是干酪乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是鼠李糖乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是瘤胃乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Lactococcus casei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是内脏气味杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Oscillibacter valericigenes。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Parabacteroides gordonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Parabacteroides johnsonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Parabacteroides merdae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是乳酸片球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是不解糖消化链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是颗粒丙酸杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Roseburiaintestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Roseburia inulinivorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Ruminococcus faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是活泼瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是瘤胃球菌属ID8。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是扭链瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Slackia piriformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是表皮葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是腐生葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是嵴链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是停乳链球菌亚种Equisimilis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Streptococcus infantis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是口腔链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是血链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是绿色链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是嗜热链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是殊异韦荣氏菌。
在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Acidaminococcusintestine。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鲍氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鲁氏不动杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Akkermansia muciniphila。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Alistipes putredinis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Alistipes shahii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Anaerostipes hadrus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Anaerotruncus colihominis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含粪拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides cellulosilyticus。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides dorei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含埃氏拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides finegoldii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含脆弱拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides massiliensis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含卵形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroidessalanitronis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroidessalyersiae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含拟杆菌属1_1_6。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含拟杆菌属3_1_23。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含拟杆菌属D20。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bacteroides thetaiotaomicrond。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含单形拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含普通拟杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含青春双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含两歧双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含短双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bifidobacteriumfaecale。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bifidobacteriumkashiwanohense。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含长双歧杆菌长亚种。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含假链状双歧杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Bifidobacteriumstercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)coccoides。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautiaglucerasea。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)hansenii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia hydrogenotrophica(Ruminococcus hydrogenotrophicus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)luti。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)obeum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia producta(Ruminococcusproductus)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia(Ruminococcus)schinkii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia stercoris。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆BKLE_a03_2(GenBank:EU469501.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_B_14_30(GenBank:EF402926.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆SJTU_C_14_16(GenBank:EF404657.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养细菌克隆S1-5(GenBank:GQ898099.1)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含布劳特氏菌属未培养PAC000178_s(www.ezbiocloud.net/eztaxon/hierarchy?m=browse&k=PAC000178&d=2)。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Blautia wexlerae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含分节丝状菌sp.SFB-小鼠-Yit。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Catenibacterium mitsuokai。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌科菌(Dielmafastidiosa)JC13。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌目菌1_7_47FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridiumasparagiforme。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鲍氏梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭状梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium glycyrrhizinilyticum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium(Hungatella)hathewayi。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含溶组织梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含吲哚梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含柔嫩梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium(Tyzzerella)nexile。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含产气荚膜梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Clostridium(Erysipelatoclostridium)ramosum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含闪烁梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌实体,例如种或菌株是Clostridium septum。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌属14774。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌属7_3_54FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含梭菌属HGF2。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含共生梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含产气柯林斯菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Collinsella intestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含粪芽孢菌属D7。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含尖锐粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含伴生粪球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Dorea formicigenerans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Dorea longicatena。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含粪肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含屎肠球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含韦荣球菌科菌3_1_53。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含大肠埃希氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含大肠埃希氏菌S88。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含挑剔真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含断链真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含细枝真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含直肠真杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含普氏粪杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含普氏梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含死亡梭杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含核粒梭菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Holdemania filiformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Hydrogenoanaerobacterium saccharovorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含产酸克雷伯氏菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含毛螺菌科菌3_1_57FAA_CT1。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含毛螺菌科菌7_1_58FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含毛螺菌科菌5_1_57FAA。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含干酪乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含鼠李糖乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含瘤胃乳杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Lactococcus casei。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含内脏气味杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Oscillibacter valericigenes。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Parabacteroides gordonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Parabacteroides johnsonii。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Parabacteroides merdae。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含乳酸片球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含不解糖消化链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含颗粒丙酸杆菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Roseburia intestinalis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Roseburia inulinivorans。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Ruminococcus faecis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含活泼瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含瘤胃球菌属ID8。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含扭链瘤胃球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Slackia piriformis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含表皮葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含腐生葡萄球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含嵴链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含停乳链球菌亚种Equisimilis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含Streptococcus infantis。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含口腔链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含血链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含绿色链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含嗜热链球菌。在一个实施方式中,用于本发明组合物和方法的细菌群体包含殊异韦荣氏菌。
XIV.诊断方法
在一些实施方案中,用患者组织样品或来自患者组织的微生物培养物的代谢谱来鉴定发展自身免疫性或炎性反应的风险因子、诊断自身免疫性或炎性疾病、评估所述疾病的预后或严重程度、评估治疗方案的成功或其任何组合。用于诊断、预后风险评估或治疗评估目的的示例性代谢物包括短链脂肪酸、胆汁酸和乳酸。在优选的实施方案中,在患者的疾病和治疗期间的不同时间点获取代谢谱,以便更好地评估患者的疾病状态,包括恢复或复发事件。这种监控对于降低患者在免疫调节治疗后发展新的自身免疫性病症的风险也是重要的。在一些实施方案中,代谢谱为后续治疗提供信息。例如,可以向具有发展GVHD的风险并呈现低水平丁酸的患者施用包含产生丁酸的微生物(例如布劳特氏菌属的种)且不含能够消耗丁酸的微生物(例如甲烷杆菌属的种)的微生物组合物。在另一个实施例中,经历细菌性阴道炎(其增加了女性患性传播疾病或经历生育问题的风险)的患者通常呈现异常低的乳酸水平。因此,可以向具有阴道中低乳酸产生的患者施用包含产生乳酸的微生物(例如乳酸杆菌属物种)的微生物组合物以恢复健康的微生物组状态。
患者选择。可以为个体患者或具有特定特征的患者选择特定的细菌组合物。例如,可以对给定患者进行16S测序以鉴定他或她的微生物群中存在的细菌。测序可以使用16S测序分析患者的整个微生物组(达到科、属或种的水平)的谱特征,使用16S测序分析患者微生物组的一部分,或者其可用于检测作为健康或特定疾病状态的生物标志物(例如多药耐药性生物体或特别关注的属,如大肠埃希氏菌属的标志物)的特定候选细菌的存在或不存在。基于生物标志物数据,可以选择用于向患者施用的特定组合物以补充或补偿患者的微生物群,从而恢复健康或者治疗或预防疾病。在另一个实施方案中,可以筛选患者以测定他们微生物群的组成,从而确定成功治疗的可能性。
XV.试剂盒
在某些方面,本发明涉及用于治疗自身免疫性疾病和/或炎性疾病的试剂盒。试剂盒可以包含微生物组合物和免疫调节性碳水化合物、益生元、微生物DNA、粘液溶解剂或其组合。任选地,当采用针对自身免疫性和/或炎性疾病的适当治疗方案或预防措施时,匹配所述微生物组合物、免疫调节性碳水化合物、益生元、微生物DNA和/或粘液溶解剂以在受试者中呈现协同治疗作用。
提供的试剂盒可以包含一个或多个容器。容器可以包含含有一种或多种微生物的单独分离的微生物组合物和/或含有一种或多种碳水化合物的单独分离的益生元组合物。不同容器中的微生物组合物(含有或不含一种或多种益生元)可以在相同时间或不同时间施用,且可以以特定顺序施用。
当向受试者施用时,组合物可以任选地,累加地或协同地提供免疫调节作用。微生物组合物(含有或不含一种或多种益生元)可以包含活的微生物,冻干的、冷冻干燥的和/或基本上脱水的微生物,或组合物可以包含细菌或真菌的孢子或病毒粒子。在一些实施方案中,试剂盒进一步在一个或多个容器中包含有效量的一种或多种免疫调节性碳水化合物。在一些实施方案中,试剂盒进一步在一个或多个容器中包含有效量的抗粘液溶解剂。在一些实施方案中,试剂盒进一步在一个或多个容器中包含有效量的益生元。在一些实施方案中,试剂盒进一步包含有效量的促炎性剂或抗炎性剂。在一些实施方案中,试剂盒进一步包含药学上可接受的赋形剂或稀释剂。
具体实施方案
本发明将通过以下实施例进一步阐述。实施例仅用于说明性目的,而不以任何方式限制本发明的范围。在本申请全文中引用的所有文献、专利和公开的专利申请的全部内容通过引用并入本文。
除非另有说明,本发明的实施将采用本领域技术人员已知的蛋白质化学、生物化学、重组DNA技术和药理学的常规方法。这些技术在文献中得到充分解释。参见例如T.E.Creighton,Proteins:Structures and Molecular Properties(W.H.Freeman andCompany,1993);A.L.Lehninger,Biochemistry(Worth Publishers,Inc.,currentaddition);Sambrook等,Molecular Cloning:A Laboratory Manual(2nd Edition,1989);Methods In Enzymology(S.Colowick和N.Kaplan eds.,Academic Press,Inc.);Remington's Pharmaceutical Sciences,18th Edition(Easton,Pennsylvania:MackPublishing Company,1990);Carey and Sundberg Advanced Organic Chemistry 3rdEd.(Plenum Press,Vols A and B,1992)。如下所述的酶联免疫吸附测定(ELISA)和蛋白质印迹根据制造商(例如Life Technologies,Thermo Fisher Scientific,New York,USA)的说明用试剂盒进行。
实施例1.施用细菌、益生元或其组合后肠道渗透性的评估
胃肠(GI)道的主要功能是消化食物并从食物吸收营养。GI道的粘膜在宿主和肠腔环境之间形成选择性屏障。粘膜允许营养物的转运,同时限制较大分子和细菌通过。屏障完整性受损被认为导致很多疾病的发病机制,包括自身免疫性疾病(包括移植物疾病如移植物抗宿主病(GVHD))和神经性疾病。据认为由毒素、生态失调、炎症或其他因素引起的肠屏障的破坏导致环境抗原通过并呈递给免疫系统,从而导致异常的免疫应答。类似地,细菌内毒素或其他有毒代谢物泄漏到循环中可能导致全身炎症,从而促进自身免疫和神经炎症的发展。
通过施用选择的益生元和/或益生菌来恢复GI屏障完整性是纠正多种病理状况的基础缺陷的方法。
在第一组实验中,用血清内毒素水平作为肠道渗透性的标志物评估用木糖和/或抗生素处理的小鼠中的肠道渗透性。可以在疾病或正常情况下测量肠道渗透性的基础水平。可以通过使用炎性刺激例如霍乱毒素(3次口服灌胃10μg霍乱毒素,间隔5天)、Poly I:C(3次腹腔注射1mg/kg,间隔3天)或硫酸葡聚糖(在饮用水中3%硫酸葡聚糖钠盐,共7天)在小鼠中诱导肠道渗透性。通过使用商购的显色测定法(Lonza,Rockland,ME)定量测量源自肠细菌的内毒素的血浆水平来定量肠道渗透性。这些实验的结果显示在图1中。
肠道渗透性的定量也可以使用很多替代方法(在Bischoff等,2014中综述)进行,例如通过在口服施用后定量泄漏到血浆中的荧光标记的高分子量葡聚糖(FITC-葡聚糖)(用0.6g/kg 4kDa FITC-葡聚糖口服灌胃,之后4小时收集血清样品,并在521纳米下读取荧光强度;Hsiao等,2013)。为研究细菌菌株对肠道渗透性的作用,用107-1010个细菌细胞口服灌胃小鼠,平均施用5次,通常每天或间隔2天。细菌可以作为单个菌株或菌株的组合施用。细菌可以单独施用或与益生元组合施用。益生元可以是作为厌氧菌的优选碳源的木糖或含木糖的分子。可以使用的其他益生元包括例如表7所述的那些。施用细菌+/-益生元之后,从治疗后第1天开始,在期望时间点使用优选方法来评估肠道渗透性。
如图1所示,C57BL/6小鼠保持未处理或用以下处理:从第-7天至第14天用饮用水中的10g/L木糖处理;从第-7天至第-2天用饮用水中的0.25g/L环丙沙星(cipro)处理;从第-7天至第-2天用饮用水中的0.25g/L恩诺沙星(enro)处理;木糖+cipro或木糖+enro。分析第0天和第14天收集的血清样品表明,正常小鼠中存在血清内毒素的基础水平,这在未处理的小鼠中保持不变。木糖处理随时间降低这些基础水平,表明甚至在正常动物中肠道屏障完整性增加。用cipro(广谱喹诺酮抗生素)或enro(厌氧菌保留抗生素)的抗生素处理导致血清内毒素水平的增加(5天过程后2天测量的),这可能是由微生物群的破坏引起。血清内毒素水平随时间回到基线。如图1所示,木糖表现为抵消由cipro,而不是enro引起的血清内毒素水平的增加。木糖对这两种抗生素的差异效应可能与其保持/促进厌氧菌(其被cipro而不是enro杀死)的扩增的能力有关。
实施例2.不同人共生细菌对人外周血单核细胞的免疫调节性质
哺乳动物宿主的微生物群由具有促炎性和抗炎性性质两者的细菌物种组成。在健康个体中,支持肠道屏障完整性、共生细菌的免疫抑制和促进耐受原性环境的平衡或生态平衡状态得到维持。在疾病状况下,特征在于促炎性和抗炎性细菌的失衡的微生态失调导致局部炎症和肠道屏障完整性受损,从而导致全身炎症和异常的免疫反应。施用选择的具有抗炎活性和促进免疫耐受性的益生菌细菌菌株(+/-益生元)是纠正多种病理状况的基础缺陷的方法。
开发了体外系统以有效地测试不同的人共生细菌对人外周血单核细胞(PBMC)的炎性和免疫调节性性质。用21种候选细菌进行实验以分析其对人PBMC的抗炎性质。测试了细菌单独对人PBMC的固有性质以及它们抵消粪肠球菌的促炎活性的能力。
用Ficaoll(1-4)通过密度梯度离心从新鲜血液中分离人PBMC。在2ml RPMI-1640培养基+5%人血清的总体积中,在24孔板的每个孔中以1.5x 106个细胞/ml接种新鲜分离的PBMC,并与以下物质一起在37℃/5%CO2下孵育:
(1)OD 0.8的500μl的不同共生细菌的悬浮液;
(2)107菌落形成单位(cfu)的粪肠球菌;
(3)共生细菌(OD 0.8)+粪肠球菌(107cfu)的组合;
(4)单独的完全培养基作为阴性对照;
(5)细菌脂多糖(LPS;100ng/ml),作为免疫调节的“阳性”对照。
在24、48和72h收集培养物上清液,并根据制造商(EMD Millipore,Danvers,MA)的说明用Luminex技术分析细胞因子谱。培养物上清液中的细胞因子产生在24h是可检测的,在48-72h内水平增加,有时超出定量范围。在所有时间点的结果如图2-5所示。选择24h的时间点作为进一步分析的最佳时间点。24h的结果综合显示在图6中,单个细胞因子的统计分析在图7-10中。结果表示各细菌种对人PBMC的性质以及它们在体外抵消粪肠球菌的炎性刺激的能力。发现测试的共生细菌具有不同的免疫调节性能,且对于至少一种细胞因子,大多数表现出抵消粪肠球菌的炎性活性。
图2示出了与以下细菌一起孵育的人PBMC释放的Th1相关细胞因子的时间过程:活泼瘤胃球菌(Epv 1)、直肠真杆菌(Epv 2)、Blautia luti(Epv 3)、Blautia wexlerae(Epv5)和粪肠球菌(Epv 8),或各细菌与粪肠球菌的组合。24、48和72小时后,测量PBMC释放的Th1相关的促炎性细胞因子干扰素γ(IFN-γ)、白细胞介素-12p70(IL-12p70)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-2(IL-2)和肿瘤坏死因子α(TNFα)的量。如图2所示,所有共生菌具有独特的免疫调节性质。如预期的,粪肠球菌诱导高水平的这些促炎性细胞因子。相比之下,多数其他候选细菌诱导较低水平的Th1相关细胞因子,并能够抵消粪肠球菌对一种或多种炎性细胞因子的诱导。具体地,Blautia luti(Epv 3)显示本身最低的Th1相关细胞因子诱导,且在抵消粪肠球菌(Epv8)对这些细胞因子的诱导方面最有效。这种特征对于主要由Th1免疫应答驱动的疾病适应症(如GVHD)是希望的。
图3示出了用以下细菌处理的细胞释放的Th2相关细胞因子的时间过程:活泼瘤胃球菌(Epv 1)、直肠真杆菌(Epv 2)、B.luti(Epv 3)、B.wexlerae(Epv 5)和粪肠球菌(Epv8),或其组合。24、48和72小时后测量PBMC释放的抗炎性细胞因子白细胞介素-13(IL-13)、白细胞介素-4(IL-4)和白细胞介素-5(IL-5)的量。各细菌显示可检测的细胞因子诱导模式和调节粪肠球菌作用的能力。Th2相关细胞因子在抵消Th1反应中是有益的。因此,在Th1驱动的疾病中,能够促进Th2细胞因子释放的细菌是令人感兴趣的。活泼瘤胃球菌在单独或在粪肠球菌存在下诱导Th2细胞因子方面具有最高活性。
图4示出了用以下细菌处理的细胞释放的Th9、Th17和Treg细胞因子的时间过程:活泼瘤胃球菌(Epv 1)、直肠真杆菌(Epv 2)、B.luti(Epv 3)、B.wexlerae(Epv 5)和粪肠球菌(Epv 8),或其组合。24、48和72小时后,测量PBMC释放的白细胞介素-9(IL-9)、白细胞介素-17(IL-17)和白细胞介素-10(IL-10)的量。IL-9和IL-17的活性是环境依赖性的,因为这些细胞因子在一些条件下可能是有益的,但在其它条件下是有害的,这取决于引起疾病发生的机制。例如,预期IL-17引起GVHD的疾病病理发生,但可能在Th2驱动的疾病中提供益处。调节性T细胞(Treg)产生的IL-10通常是免疫抑制的,且预期在Th1或Th2驱动的大多数炎性疾病中提供益处。如图4所示,所有候选细菌诱导不同程度的IL-9和IL-17,和B.wexlerae(Epv 5)在诱导IL-10中最有效。
图5示出了用以下细菌处理的PBMC释放的单核细胞、巨噬细胞和嗜中性粒细胞相关炎性细胞因子的时间过程:活泼瘤胃球菌(Epv 1)、直肠真杆菌(Epv 2)、B.luti(Epv 3)、B.wexlerae(Epv 5)和粪肠球菌(Epv 8),或其组合。24、48和72小时后,测量释放的单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)、巨噬细胞炎性蛋白1β(MIP1β)、巨噬细胞炎性蛋白1α(MIP1α)、调节激活的正常T表达和分泌蛋白(RANTES)、白细胞介素-1α(IL-1α)、白细胞介素-1β(IL1β)、干扰素α2(IFN-α2)和白细胞介素-8(IL-8)的量。一般地,这些细胞因子通过先天免疫效应细胞造成炎症。测试的细菌显示不同程度的诱导和对粪肠球菌的作用。总之,直肠真杆菌(Epv2)和B.luti(Epv 3)是最低炎性的,且在抵消粪肠球菌(Epv 8)的作用方面最有效。
在单独各共生菌或与EPV8的组合存在下,如上所述的各个促炎性和抗炎性细胞因子的分泌的综合描述相对于促炎性细菌菌株粪肠球菌(Epv8)作图于图6中。在GVHD的情况下,认为IFNγ(IFNg)、IL-12p70、IL-1α(IL-1a)、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α(MIP1a)、MIP1β(MIP1b)和TNFα(TNFa)是促炎性细胞因子。认为IL-10、IL-13、IL-9、IL-4和IL-5是抗炎性细胞因子。IL-17(IL-17A)、IL-9和IL-2具有环境依赖性活性。结果表示为Epv8的百分比,其中24小时后在粪肠球菌存在下的细胞因子水平设置为100%。各共生菌具有独特的特征,且单独添加至人PBMC的各共生菌表现为比粪肠球菌的炎性低(对于促炎性细胞因子低于100%),除了B.wexlerae(Epv 5)。当与粪肠球菌组合添加至PBMC时,大多数测试的共生菌(除了Epv5)也抵消粪肠球菌的促炎性活性(对于促炎性细胞因子低于100%)。
图7-10详细示出了暴露于各种共生菌(单独或与促炎性细菌粪肠球菌(Epv8)组合)后的PBMC的单个细胞因子谱。具体地,图7示出了单独或与Epv8(粪肠球菌)组合的情况下活泼瘤胃球菌(EPV1)对细胞因子浓度(pg/ml)的影响。
图8示出了单独或与Epv8(粪肠球菌)组合的情况下直肠真杆菌(EPV 2)对细胞因子浓度(pg/ml)的影响。图9示出了单独或与Epv8(粪肠球菌)组合的情况下B.luti(EPV 3)对细胞因子浓度(pg/ml)的影响。图10示出了单独或与Epv8(粪肠球菌)组合的情况下B.wexlerae(EPV 5)对细胞因子浓度(pg/ml)的影响。
总之,以上数据表明,在测试的细菌中,EPV3对于Th-1驱动的病症例如GVHD具有非常希望的抗炎性谱,而EPV5对于GVHD具有次优的抗炎性谱。如图11所示,与EPV8相比,EPV3具有相对低的固有炎性活性,且能够降低EPV8对促炎性细胞因子的诱导,所述促炎性细胞因子包括IL-6、MCP-1、IL-12p70和IFNγ,其被认为引起GVHD发病。相比之下,在诱导促炎性细胞因子方面,EPV5与EPV8相似,且显示抵消由EPV8的促炎性细胞因子诱导的很少能力。
用该方法分析了其他细菌的谱,包括柔嫩梭菌(EPV 6)、Blautia faecis(EPV15)、Blautia/卵瘤胃球菌ATCC 29174(EPV 20)、Blautia producta ATCC 27340(EPV 21)、Blautia coccoides ATCC 29236(EPV22)、Blautia hydrogenotrophica ATCC BAA-2371(EPV-23)和Blautia Hansenii ATCC27752(EPV 24)。还分析了通过Epiva从正常健康志愿者的粪便新分离的菌株的谱,包括:直肠真杆菌(EPV 35)、之前未培养的布劳特氏菌,类似于GQ898099_s S1-5(EPV 47)、之前未培养的布劳特氏菌,类似于SJTU_C_14_16(EPV 51)、Blautia wexlerae(SJTU_B_09_77)(EPV 52)、Blautia luti ELU0087-T13-S-NI_000247(EPV 54)、Blautia wexlerae WAL 14507(EPV 64)、Blautia obeum(EPV78)、活泼瘤胃球菌(EPV 102)和Blautia luti(BlnIX)(EPV 114)。聚集于关键促炎性(IL-12p70、IFNγ、IP-10、IL-1RA)和抗炎性(IL-10、IL-4、IL-13)细胞因子的结果如图12-27所示。如用初始候选细菌组观察到的,各分离株显示明确的特征。用于治疗自身免疫性或炎性疾病如GVHD的候选物显示促炎性细胞因子的低诱导和/或抗炎性细胞因子的积极诱导,且具有抵消粪肠球菌的炎性活性的能力。满足这些标准的候选细菌包括例如EPV 35、51、78和114。
总之,这些结果表明,共生菌具有不同的免疫调节性质,且在诱导人宿主细胞的细胞因子或抵消另一种细菌(粪肠球菌)的促炎性活性的能力方面显示可确定的特征。因此,可以选择细菌组合物以实现对促炎性和抗炎性细胞因子的理想调节。例如,可以基于其降低关键促炎性细胞因子例如干扰素γ、IL-12p70、IP-10和IL-1RA和/或增加抗炎性细胞因子例如IL-13、IL-10和IL-4的能力来选择抗炎性细菌菌株。
实施例3.共生人细菌对T细胞极化的影响
为确定暴露于共生细菌是否可以使T细胞向特定表型极化,对与如上所述的各种共生细菌一起培养的人PBMC进行流式细胞分析。将从培养物回收的细胞在磷酸盐缓冲盐水中洗涤,并用针对特定细胞表面蛋白标志物的荧光标记抗体的混合物染色以允许检测Th1细胞(CXCR3+CCR6-)、Th2细胞(CXCR3-CCR6-)、Th17细胞(CXCR3-CCR6+)和Treg(CD25+CD127lo)。阴性对照孔包含单独培养基中的PBMC,阳性对照孔包含PBMC+作为已知的免疫刺激物的LPS(100ng/ml)。检查的共生细菌包括:Epv 1:活泼瘤胃球菌;Epv 3:B.luti;Epv 2:直肠真杆菌;Epv 5:B.wexlerae;Epv.8:粪肠球菌;Epv 20:B.obeum,ATCC 29174;Epv 21:B.product,ATCC 27340;Epv 24:B.hansenii,ATCC 27752。如图28所示,与单独PBMC(对照)相比,将人PBMC暴露于细菌确实导致T细胞群体的相对比例的偏移,尽管每种情况下没有达到统计学的显著性。总之,测试的大多数细菌导致具有调节性表型的T细胞(Treg)的比例增加,EPV21和EPV24的影响最大,且EPV8(粪肠球菌)导致Treg增加很少或没有增加。大多数细菌还导致Th17细胞比例降低,Th2细胞增加,且对Th1细胞的比例影响很小或没有影响。这种类型的分析表明,共生细菌能够调节效应T细胞类型的比例,且可以用于选择对于给定疾病应用的理想表型。例如,用于解决促炎性疾病例如GVHD的最佳T细胞谱由↑Treg、↓Th17、↓或不变的Th1和↑Th2组成。这种表型由很多测试的细菌诱导。
实施例4.共生细菌的碳源利用模式
对微生物群的调节以纠正与病理状况相关的微生态失调可以潜在地通过施用细菌(或细菌组合)和作为碳源的益生元,从而促进有益细菌的内源性扩增来实现。或者,也可以与细菌组合施用益生元以促进其生长或创建对其生长有利的环境。可以使用对细菌分离株的碳源利用的分型来个性化和优化用于特定细菌菌株的益生元选择。使用来自Biolog(Hayward,CA)的96孔板,分析21种厌氧共生细菌(表6)的碳源利用谱,其中每个孔含有不同的碳源,总计有192种不同碳源(PM01和PM02A板)。测试的碳源列于表7中。根据制造商的说明进行分析。简言之,将预培养的细菌以0.3-0.4的750nm光密度(OD)悬浮于Biolog分析培养基中,并将100μl悬浮液转移至96孔PM01和PM02分析板的各孔中。然后将板在厌氧箱中于37℃下孵育24hr或更长时间。通过测量各孔在750nm的光密度(OD)来评估各碳源上的生长量。结果总结于图29中,并表明各单个菌株展示独特的碳源利用模式。有趣的是,相同种(例如,B.luti和B.wexlerae)的不同分离株显示相关(尽管不同)的模式。总体上,这些结果表明,用于候选细菌分型的碳源利用表征允许最佳的益生元选择。可以选择增加益生菌组合物中含有的细菌物种的生长(由光密度的增加指示)的优选益生元。
实施例5.含有木糖的益生元制剂的正常人志愿者研究
D-木糖是厌氧菌通常优选的碳源。小鼠中的初步结果表明,它可起到促进肠道屏障完整性的作用(图1)。它也被确定为对目标适应症例如GVHD具有理想免疫谱的几种细菌菌株(图29)用作碳源(图19、25和27)。进行平行的、双盲的5个群组递增(cohortescalation)食物安全性研究以检查正常人志愿者中的D-木糖。研究是双盲、单中心、平行组研究,其设计来评估在美国(US)的1个研究中心招募的健康成人志愿者通过摄入5个不同量的D-木糖诱导的耐受性和潜在微生物组变化。
在第一天(基线)首次计划摄入研究甜味剂之前21天内,对受试者的资格进行筛选。在5个群组中,符合条件的受试者以双盲,6:2的比例随机分配以摄入溶解于2-6oz的无菌水中的D-木糖或GRAS甜味剂(对照),并随餐TID摄入,连续的28天总计摄入82次。D-木糖摄入量范围为1至15g TID(总每日量为3至45g),且所有随机分配至的受试者摄入1个溶解的市售包装TID(每天总计3个包装)。
受试者在第8、15、22和28天每周返回研究中心以评估摄入、耐受性和依从性。通过以下方面连续地评估安全性:监测不良事件(AE)、临床实验室测量、监测生命体征、体检、心电图(ECG)、电话随访和电子的受试者摄入日记。在摄入前和预定的时间点收集粪便,并评估所有受试者的摄入后样品的与基线相比的肠道微生物组变化。对于同意进一步取样的受试者,使用额外的粪便样品来潜在地分离可以分类用于研究和潜在商业目的的活细菌。收集血清和尿液以测量D-木糖水平和药代动力学(PK)评估以及PK/药效学(PD)关系。根据需要进行电话随访,但最少每周一次。各参与者的总持续时间最多60天,包括筛选期(第-21天至第0天)、摄入期(第1-28天)和在最后摄入研究甜味剂后7(±3)天进行的研究结束(EOS)随访。
评估标准
安全性
通过监测AE、临床实验测量、监测生命特征、体检、ECG、电话随访和电子的受试者摄入日记连续评估安全性。
免疫学和其他评估
在摄入前和摄入后预定的时间点收集粪便,并评估摄入后样品的肠道微生物组与基线相比的变化。收集额外的任选样本以潜在分离可以分类用于研究和潜在商业目的的活细菌。
在摄入前和摄入后预定的时间点收集血液以评估C反应蛋白(CRP)、血清细胞因子(肿瘤坏死因子α[TNF-α]、白细胞介素[IL]-2、IL-6、干扰素γ[IFN-γ]和IL-10),和T细胞标志物CD3、CD4、CD8、CD25和FOXP3。也储存血浆,且可能测试生物标志物和/或代谢标志物多达7年。
药代动力学
在摄入前和摄入后预定的时间点收集血液和尿液以测量D-木糖水平并表征D-木糖的系统性吸收谱。
统计学方法
Version 9.2(SAS Institute,Inc.,Cary,NC,USA)进行统计学分析。样品大小凭经验计算,且基于对正常健康志愿者在报道的症状和副作用中的变异性的预估,而不是基于统计学方法。实施加权随机化方案使得更多的受试者被登记在较高的D-木糖摄入量,以考虑可能导致撤回和/或分析不合格的潜在毒性相关影响并使得能够收集其中可用数据有限的摄入量的更多数据。
分析群体
安全性群体包含摄入任意量的研究甜味剂的所有受试者。
安全性
使用Medical Dictionary for Regulatory Activities(MedDRA),Version 18.0(Northrup Grumman Corporation,Chantilly,VA,USA)对AE进行编码,并按照群组总结。使用描述性统计学按照群组总结随时间的实验室、生命特征和体检数据,包括从基线变化的统计学。也随时间按照群组以及使用频率计数和百分比总结ECG结果(为正常或异常),异常的相关性通过临床重要性分类。
免疫学和其他评价
对于各受试者使用以下算法按照群组总结粪便采样的依从性:
对于各受试者,期望收集总计7个粪便样品。通过以下评估粪便样品中肠道微生物组的变化:系统分类、按照群组和时间点的相对和统计学的差异丰度分析、按照群组和时间点使用Shannon多样性指数计算的α多样性分析、根据受试者和时间点使用Bray-Curtis不相似性和Unifrac距离的β多样性分析,以及使用β多样性数据的主坐标分析。
根据标称时间点,对CRP的血清浓度、流式细胞术T细胞标志物(CD3、CD4、CD8、CD25和FOXP3)和细胞因子(TNF-α、IL-2、IL-6、IFN-γ和IL-10)进行了总结统计(n、平均值、标准差、中值、最小值和最大值)。.
药代动力学
Version 6.2.1用于PK分析。
根据接受的实际量,使用标称样品时间用总结统计(n、变异系数[CV]、平均值、标准差[SD]、中值、最小值和最大值)来按照群组总结血清D-木糖浓度。通过比较波谷(trough)或摄入后2小时的D-木糖血清浓度作为不同D-木糖水平的时间过程,通过图表评估稳态发生的证据。通过比较第一次摄入后2小时的血清水平与在第2周(第15天)和第4周(第28天)观察到的血清水平来评估累积。
分析所有受试者摄入后5小时内在尿液中排出的D-木糖的总量,并汇集用于分析;用于分析的汇集反映了根据摄入量分选的给定收集时间内(例如在第15天,然后第28天)的受试者平均值。D-木糖水平的尿液PK参数包括Ae(0-t)(尿液中回收的甜味剂的累积量)和在5小时期间内排出的百分甜味剂量。
结果的总结
让48位受试者随机摄入1包装的商购的TID(n=12)或以下摄入量的D-木糖TID(总计n=36):
1g:6位受试者
2g:6位受试者
8g:7位受试者
12.5g:8位受试者
15g:9位受试者
在28天的摄入期间,所有受试者的研究甜味剂摄入依从性>90%。两位受试者(4.2%)过早从研究撤出,撤出的主要原因是违反协议(尿液药物筛查为阳性)和同意退出。男性(47.9%)和女性(52.1%)的比例平衡,且大多数受试者是白人(89.6%)且不是西班牙裔或拉丁裔(77.1%)。受试者的年龄跨度大,对于综合D-木糖群组的中值为38.3岁(22.5-60.5的范围),对于群组的中值为43.6岁(24.9-64.3的范围)。
安全性
D-木糖和的耐受性均很好,没有确认的新的安全性问题。由于中度腹胀、腹泻和GI疼痛的AE,一位受试者在第1周(第8天)的访问时要求将D-木糖从15g降低至12.5g TID;没有对甜味剂摄入量进行其他变化。
总体上,17位受试者(35.4%)经历至少1次AE,包括比摄入的受试者(3位受试者,25.0%)比例更高的摄入任意量的D-木糖的受试者(14位受试者,38.9%)。报告的AE率随D-木糖摄入量的增加而增加,发生率从摄入2个最低量(1和2g TID)的受试者中的16.7%至摄入最高量(15g TID)的受试者中的66.7%。在D-木糖群组中,在超过1位受试者中报告的AE包括腹泻(3位受试者,8.3%)和胃肠气胀和GI疼痛(各2位受试者,5.6%)。群组中的AE包括腹胀、胃肠气胀、血肌酐增加、排便少和鼻炎。AE发生率在第1周和第2周(第2-15天)最高,与甜味剂类型或摄入量无关。在这2周期间,总计18位受试者(37.5%)经历AE,与之相比,总计7位受试者(14.6%)在第1天或在第2周后经历AE。
在严重度方面,所有AE均为轻微的,除了D-木糖群组中4位受试者(11.1%)报告中度AE。这些中度AE包括腹胀、脑震荡/脑震荡后症状、腹泻、GI疼痛、血胆红素增加和嗜中性白细胞减少症。
没有报告SAE(严重AE)或受试者死亡。8g TID D-木糖群组中的一位受试者经历不严重的中度脑震荡和脑震荡后综合征AE,其被注意到导致研究中断;然而,该受试者中断的主要原因是同意退出。
在D-木糖群组中的7位受试者(19.4%)和群组中的2位受试者(16.7%)中报告了特别关注的GI相关的AE。所有受试者的GI相关事件均较轻微,除了在15gTID D-木糖群组中的1位受试者经历了中度GI相关的腹胀、腹泻和GI疼痛AE,其要求将D-木糖的摄入量降低至12.5g TID。
11位受试者(22.9%)经历至少1个研究人员认为与研究甜味剂有关的AE,包括D-木糖群组中的9位受试者(25.0%)和群组中的2位受试者(16.7%)。甜味剂相关的AE发生率表现为随D-木糖摄入量的增加而增加。在D-木糖群组中,在超过1位受试者中报告的甜味剂相关AE包括腹泻(3位受试者,8.3%)及胃肠气胀和GI疼痛(各2位受试者,5.6%)。群组中报告的甜味剂相关AE是腹胀、胃肠气胀和排便少。
临床实验室测量随时间没有波动被认为具有临床意义。在组合的D-木糖或群组中,在>10%的受试者中出现的从基线的明确偏离包括葡萄糖降低或增加(27.7%D-木糖和16.7%)以及绝对嗜中性粒细胞计数(ANC)降低(13.9%和8.3%);这些偏离与甜味剂类型或摄入量无关。
免疫学和其他评估
为评估D-木糖对肠道微生物组的影响,本研究包括α多样性、β多样性和差异性丰度分类群的分析。跨群组且随时间评估这些因素。与甜味剂摄入量无关,研究中没有观察到对肠道微生物组的样品内α多样性的明确显著性影响,也没有观察到群落组成随时间的明显变化。鉴定了不同丰度的多种分类群,但这些发现可能反映了各群组中相对较小的样品大小。
在所有D-木糖群组中,8.3%的在基线时具有正常血清CRP的受试者经历至少一次摄入后CRP值>2.9mg/L。在群组中,高得多的比例的受试者(41.7%)在基线时具有正常血清CRP,且经历至少一次摄入后CRP值>2.9mg/L。没有任何受试者的摄入后CRP值认为是临床上显著的。
由于大多数单个细胞因子数据点低于定量极限(BLQ)且因此设置为0,细胞因子的总结统计是有限的,且对于任一甜味剂或任何D-木糖摄入量不表示随时间的任何一致的或临床上有意义的变化。在2g和15g D-木糖群组中,血清干扰素γ水平有随时间降低的趋势(图30)。对于任一甜味剂或任何D-木糖摄入量,没有观察到总T细胞或任何T细胞亚组随时间的一致的或临床上有意义的变化。
药代动力学
血清D-木糖浓度随摄入量的增加而线性增加。1g至12.5g TID摄入后的第15天,血清D-木糖累积很少或没有累积,而在15mg TID群组中观察到约1.9倍的累积比率(尽管变异性较高)。在第28天,1g至12.5g TID摄入后累积比率为1.08-1.31,且15g TID摄入后为1.68,尽管在所有群组(除8g TID群组外)中变异性为中度至高。
在1g TID群组中,在第1、15和28天,摄入后5小时内在尿液中回收约40%的摄入木糖量。在2g至15g TID群组中,在第1、15和28天,摄入后5小时内在尿液中回收23%-32%的摄入木糖量。在第1、15和28天之间尿中排出的分数相似。
血清D-木糖浓度的时间过程和相应的尿排泄曲线的考察表明高摄入依从性。
肠道微生物组的变化
在OMNIgene·GUT收集试剂盒中收集总计344个粪便样品,运输至GenoFIND实验室用于DNA提取和V3-V4 16S扩增子测序。研究中,微生物组α多样性在不同处理组之间(OTU的绝对数、OTU的丰度)或随时间没有重大偏离。如图31所示,Chao多样性指数(群落丰富度的指标-单一(singleton)、双重(doubleton)OTU的#)随时间存在总体降低。多个分类群鉴定为差异丰度的,但这个发现可能归因于各群组的相对较小的样品大小。在小鼠研究中有相似的观察结果,例如木糖处理没有导致肠道微生物组的重大偏离,但在科的水平显示一些差异。总体上,这些结果表明,在正常个体和正常小鼠中测试的条件下,木糖摄入对肠道微生物组显示微小变化。在疾病状况下,木糖对微生物组的影响仍然待测定。
总之,该试验的结果表明,D-木糖安全且耐受性较好,表明含有木糖的益生元制剂可以降低受试者中的炎症,从而导致促炎性细胞因子血清水平的降低。
实施例6.远端增加
形成微生物组的数万亿生物体作为整个身体中相互关联的生物系统起作用。研究了微生物组在给定物理位置的变化可以影响体内其他位点的微生物组(远端增加)的可能性。在开始研究之前,将7周龄的C57Bl/6雌性小鼠通过每天操作并在笼子之间变换进行适应7天。在单独通风的笼子中,按每个笼子三只小鼠放置所有小鼠(Thoren,Hazleton,PA)。在第0天,收集基线新鲜粪粒和100μL无菌重蒸水的阴道灌洗液,并立即在-80℃下冷冻用于微生物组分析。基线收集后,让小鼠随意饮用高压灭菌水(N=6)或在高压灭菌水中的0.5mg/L抗生素万古霉素(N=6)。预期单独的水不影响微生物组,并作为阴性对照。口服万古霉素在肠道的吸收不良,其摄入不会导致体内药物的显著水平(Rao等,2011)。因此,预期口服万古霉素的影响限于肠胃道,从而体内其他地方(例如阴道)的微生物组变化可以归因于远端增加。在第6天,收集新鲜粪粒和100μL无菌重蒸水的阴道灌洗液,并立即在-80℃下储存用于微生物组分析。
通过DNA Genotek(Ottawa,ON,Canada)对粪便和阴道样品进行微生物DNA的分离和测序。16S核糖体亚基的V3-V4区用定制的PCR引物扩增,并在Illumina MiSeq上测序至每样品25000个序列的最低可接受阅读深度。用于精确分类分型广泛公认的阅读深度要求是15,000-100,000个阅读片段(reads)(Illumina,2014)。进行封闭引用(closed-reference)分类,其中将各序列与SILVA参考数据库,版本123比对。序列用QIIME版本1.9.1中包括的UCLUST算法(Caporaso等,2010)比对。根据数据库中的代表性序列,用97%的序列一致性的最低阈值来分类序列。在97%序列一致性下,各OTU代表遗传上独特的生物有机体的组。然后,基于七级SILVA分类法,给这些OTU分配规定的(curated)分类标签。
如预期的,口服万古霉素处理对肠道的微生物组具有强烈影响。如科水平的主成分分析(PCA)所示的,对照vs口服万古霉素组中粪便样品的第0天至第6天谱明显不同(图32)。有趣的是,在PBS和口服万古霉素之间,阴道样品的第0天至第6天谱也显示总体差异,尽管在口服施用抗生素后阴道环境并没有暴露于万古霉素(图32)。此外,在万古霉素处理组第6天的阴道样品中检测到低频率的一些细菌物种(中值丰度约0.00002%),其在第0天不存在(表8)。这些结果支持远端增加的概念,由此在一个位点的微生物组的变化也在远端位点具有影响。这个发现为例如在肠道水平调节微生物组从而实现在其他位点例如肺的微生物组的治疗性变化提供了可能性。
实施例7.提供粪便物质
从健康人供体获得新鲜粪便样品,所述供体已经针对一般健康良好且没有感染性疾病进行筛选,并满足入组和排除标准,入组标准包括一般健康良好、没有严重病史、体检结果发现或临床实验室异常、排便规律,粪便外观通常为Bristol Stool Scale上的2、3、4、5或6型,且具有BMI≥18kg/m2和≤25kg/m2。排除标准一般包括严重的慢性或急性医疗状况,包括肾、肝、肺、胃肠、心血管、泌尿生殖系统、内分泌、免疫学、代谢、神经或血液疾病,包括克罗恩病和溃疡性结肠炎的炎性肠病、肠易激综合征、结肠、胃或其他胃肠道恶性肿瘤的家族史,或胃肠道息肉病综合征,或最近使用其中生物体是主要组分的酸奶或商业益生菌物质。使用马桶样本采集系统直接收集样品,该系统包括置于马桶座上的塑料支撑物,以及放在该支撑物上的收集容器。将粪便放进容器,然后将盖放在容器上并密封。然后在1-4小时内将样品在冰上递送用于处理。将样品用无菌一次性工具混合,称重2-4g等份,并将其置于试管中和在干冰/乙醇浴中急冻。将等份试样冷冻在-80℃下直到使用。
任选的,将粪便物质悬浮于溶液中,和/或除去纤维性和/或颗粒状物质。从-80℃的储存取出含有已知重量粪便的冷冻等份试样,并在室温下解冻。加入无菌1x PBS以产生10%w/v悬浮液,剧烈涡旋以悬浮粪便物质直到材料看起来均匀。然后将材料在室温下静置10分钟以沉淀纤维性和颗粒状物质。将沉淀之上的悬浮液小心取出至新试管中,且包含纯化的孢子群体。任选地,然后将悬浮液以低速,例如1000xg下离心5分钟以使颗粒状物质(包括纤维)沉淀。弃掉沉淀物,将含有繁殖体生物体和孢子的上清液取出至新试管中。然后将上清液在6000x g下离心10分钟以沉淀繁殖体生物体和孢子。然后将沉淀重悬于1x PBS中并剧烈涡旋,直到材料看起来均匀。
实施例8.从粪便物质的乙醇处理纯化孢子
将PBS中的10%w/v人粪便物质悬浮液与无水乙醇以1:1的比率混合,并涡旋以混合1分钟。将悬浮液于37℃下孵育1小时。孵育后,将悬浮液在13000rpm下离心5分钟以沉淀孢子。弃掉上清液,将沉淀重悬于等体积的PBS中。加入甘油至最终浓度15%,然后将纯化的孢子部分储存于-80℃下。
实施例9.从粪便物质的乙醇处理制备孢子制剂
将PBS中10%w/v的人粪便物质悬浮液与无水乙醇以1:1的比率混合,并涡旋以混合1分钟。将悬浮液于37℃下孵育1小时。孵育后,将悬浮液在13000rpm下离心5分钟以将袍子浓缩含有纯化孢子的制剂的沉淀。弃掉上清液,将沉淀重悬于等体积的PBS中。加入甘油至最终浓度15%,然后将纯化孢子制剂储存于-80℃下。
实施例10.从粪便物质的热处理纯化孢子
将PBS中的10%w/v人粪便物质悬浮液在80℃的水浴中孵育30分钟。加入甘油至最终浓度15%,然后将含有富集孢子的材料储存于-80℃下。
实施例11.从粪便物质的乙醇处理和热处理纯化孢子
将PBS中的10%w/v人粪便物质悬浮液与无水乙醇以1:1的比率混合,并涡旋以混合1分钟。将悬浮液在厌氧条件下37℃水浴中孵育1小时。孵育后,将悬浮液在13000rpm下离心5分钟以沉淀孢子。弃掉上清液,将沉淀重悬于等体积的PBS中。然后将乙醇处理的孢子群体在80℃水浴中孵育30分钟。加入甘油至最终浓度15%,并将纯化的孢子部分储存于-80℃下。
实施例12.以高通量96孔形式构建双元和三元组合
为允许高通量筛选双元和三元组合,将-80℃的甘油母液库的小瓶解冻,并稀释至1e8CFU/mL。然后,将各菌株在96孔板的孔中稀释10X(至各菌株的最终浓度为1e7CFU/mL)到200uL PBS+15%甘油中。然后将板在-80℃下冷冻。当需要用于分析时,板从-80℃取出,并在厌氧条件下在室温下解冻(当在具有各种病原体的平板分析中测试时)。
实施例13.从粪便物质的洗涤剂处理纯化孢子
将PBS中的10%w/v人粪便物质悬浮液制备为含有最终浓度为0.5-2%的TritonX-100。在25-37℃下振荡孵育30分钟后,将样品在1000g下离心5-10分钟以沉淀颗粒物和大细胞。在上清液部分中回收细菌实体,其中任选进一步如实施例11处理纯化的孢子群体。不受理论所限,向粪便混合物加入洗涤剂产生更好的孢子群体,至少部分地通过增强孢子与颗粒物的分离,从而产生更高产量的孢子产率。在一些实施方案中,进一步处理(例如通过如上所述的热处理和/或乙醇处理)纯化的孢子群体。
实施例14.通过粪便物质的色谱分离纯化孢子
将孢子富集的群体(例如从以上实施例7-12所得的)与NaCl混合至最终浓度为4M总盐,并与辛基Sepharose 4Fast Flow接触以结合疏水性孢子部分。用4M NaCl洗涤树脂以除去较低疏水的组分,并用蒸馏水洗脱孢子,和通过UV吸光度收集所需的富集的孢子部分。
实施例15.通过粪便物质的过滤纯化孢子
将孢子富集的群体(例如从以上实施例8-13所得的)用PBS稀释1:10,并将其置于切向流微滤系统的储存容器中。将0.2μm孔径的混合纤维素酯亲水切向流过滤器例如通过管道环路连接到储存器。将稀释的孢子制剂通过泵送经环路再循环,且跨微过滤器壁的压力梯度迫使上清液液体通过滤器孔隙。通过适当选择滤孔大小,保留所需的细菌实体,而较小的污染物例如细胞碎片和粪便中的其他污染物例如噬菌体通过过滤器。定期向储存器添加新鲜的PBS缓冲液以促进污染物的洗出。在渗滤结束时,孢子浓缩至起始浓度的约10倍。从储存器收集纯化孢子,并如本文提供的储存。
实施例16.表征纯化的孢子群体
通过以下测定活孢子计数:在PBS中进行10倍系列稀释,并在布鲁氏菌血琼脂培养皿或适用的固体培养基上涂板。将板在37℃孵育2天。集落从具有50-400个集落的稀释板上计数,并用于反算群体中活孢子的数量。也证明了萌发成繁殖体细菌的能力。由相差显微镜确定视觉计数。将孢子制剂在PBS中稀释或通过离心浓缩,将5微升等份置于PetroffHauser计数室中以在400x放大率下肉眼观察。孢子在10个0.05mm x 0.05mm格子中计数,并测定每个格子中的平均孢子计数和用于计算每ml制剂的孢子计数。使用鲎变形细胞裂解液(LAL)测定法例如可商购的ToxinSensorTM Chromogenic LAL Endotoxin Assay Kit(GenScript,Piscataway,NJ)或本领域技术人员已知的其他标准方法来测量纯化孢子群体中的脂多糖(LPS)降低。
实施例17.用定量PCR(qPCR)定量艰难梭菌
A.标准曲线制备
标准曲线从各分析平板上仅包含病原性艰难梭菌的孔生成,病原性艰难梭菌在如本文中提供的SweetB+FosIn培养基中生长并通过选择性点接种(spot plating)定量。培养物的系列稀释在无菌磷酸盐缓冲盐水中进行。基因组DNA与其它孔一起从标准曲线样品提取。
B.基因组DNA提取
用稀释、冷冻/解冻和热裂解方案从5μl各样品提取基因组DNA。向45μL UltraPur水(Life Technologies,Carlsbad,CA)中加入5μL解冻样品,并通过吸打混合。将具有稀释样品的板在-20℃冷冻,直至用于qPCR,其在扩增之前包含热裂解步骤。或者,可以根据制造商的说明用Mo Bio-htp 96Well Soil DNA Isolation Kit(Mo BioLaboratories,Carlsbad,CA)、Mo BioDNA Isolation Kit(Mo BioLaboratories,Carlsbad,CA)或QIAamp DNA Stool Mini Kit(QIAGEN,Valencia,CA)分离基因组DNA。
C.qPCR组合物和条件
qPCR反应混合物包含1x SsoAdvanced Universal Probes Supermix、900nM的Wr-tcdB-F引物(AGCAGTTGAATATAGTGGTTTAGTTAGAGTTG,IDT,Coralville,IA)、900nM的Wr-tcdB-R引物(CATGCTTTTTTAGTTTCTGGATTGAA,IDT,Coralville,IA)、250nM的Wr-tcdB-P探针(6FAM-CATCCAGTCTCAATTGTATATGTTTCTCCA-MGB,Life Technologies,Grand Island,NY)和Molecular Biology Grade Water(Mo Bio Laboratories,Carlsbad,CA)至18μl(引物改编自:Wroblewski,D.等,Rapid Molecular Characterization of Clostridium difficileand Assessment of Populations of C.difficile in Stool Specimens,Journal ofClinical Microbiology 47:2142–2148(2009))。将该反应混合物等分至Hard-shell Low-Profile Thin Wall 96-well Skirted PCR Plate(BioRad,Hercules,CA)的孔中。向该反应混合物加入2μl稀释的冷冻并解冻的样品,用Microseal‘B’Adhesive Seal(BioRad,Hercules,CA)密封板。在配置有CFX96TM Real-Time System(BioRad,Hercules,CA)的BioRad C1000TM Thermal Cycler上进行qPCR。热循环条件是:95℃15分钟,然后45个循环的95℃5秒,60℃30秒,及FAM通道的荧光读数。或者,可以用本领域技术人员已知的其他标准方法进行qPCR。
实施例18.16S测序以测定分类操作单位(OTU)
用于测定16S序列的方法
可以通过rDNA基因的全16S测序、通过对该基因的特定高变区(即V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8或V9)进行测序或通过对来自该基因的高变区的任何组合(例如V1-3或V3-5)进行测序来定义OTU。细菌16S rDNA的长度约为1500个核苷酸,并用于通过系统发生方法来重建一个细菌分离株与另一个的进化关系和序列相似性。将16S序列用于系统发生重建,因为它们通常是高度保守的,但含有携带足够核苷酸多样性以区分大多数微生物的属和种的特定高变区。
rDNA基因测序方法适用于非富集样品的分析,也适用于富集步骤后的微生物鉴定,所述富集步骤从微生物组合富集目标微生物和/或携带合适rDNA基因序列的核酸,如下所述。例如,16S rDNA基因表征之前的富集处理将增加16S的灵敏度以及从微生物中纯化的核酸的其他基于分子的表征。
使用已知技术,为测定全16S序列或16S rDNA序列的任何高变区的序列,从细菌样品提取基因组DNA,用聚合酶链式反应(PCR)扩增16S rDNA(全区域或特定高变区),清洁PCR产物,并描述核苷酸序列以确定16S基因或基因亚结构域的遗传组成。如果进行全16S测序,使用的测序方法可以是但不限于Sange测序。如果使用一个或多个高变区,例如V4区,测序可以使用Sanger方法或下一代测序方法,例如用允许多重反应的条码化(barcoded)引物的Illumina(边合成边测序)方法来进行,但不限于此。
用于测定18S rDNA和ITS基因序列的方法
通过遗传方式分配和鉴定真菌OTU的方法可以通过分析18S序列和内转录间隔区(ITS)来完成。形成核糖体核心的真菌rRNA转录为信号基因,并由8S、5.8S和28S区以及分别在8S与5.8S之间和5.8S与28S区之间的ITS4和5组成。18S与5.8S以及5.8S与28S之间的这两个顺反子间区段通过剪接除去,且如之前所述包含用于条码标记目的的物种之间的显著变异(Schoch等Nuclear ribosomal internal transcribed spacer(ITS)region as auniversal DNA barcode marker for Fungi.PNAS 109:6241-6246.2012)。18S rDNA通常用于系统发生重建,但ITS可以起到这个作用,因为其总体上是高度保守的但含有携带足够核苷酸多样性以区分大多数真菌的属和种的高变区。
使用已知技术,为测定全18S和ITS序列或这些序列的较小的高变区,从微生物样品提取基因组DNA,用聚合酶链式反应(PCR)扩增rDNA,清洁PCR产物,并描绘核苷酸序列以确定rDNA基因或基因亚结构域的遗传组成。使用的测序方法可以是但不限于Sange测序或使用下一代测序方法,例如使用允许多重反应的条码化引物的Illumina(边合成边测序)方法。
用于测定其他标志物基因序列的方法
除了16S rDNA基因,也可以通过测序已知是给定物种或OTU分类组的标志物基因的一组选择的基因来定义OTU。这些基因或者可以使用基于PCR的筛选策略进行测定。作为实例,可以使用来自编码以下的基因的DNA区分致病性大肠埃希氏菌的各种菌株:热不稳定(LTI、LTIIa和LTIIb)和热稳定(STI和STII)毒素,1、2和2e型维罗毒素(分别为VT1、VT2和VT2e),细胞毒性坏死因子(CNF1和CNF2),粘附和抹除机制(eaeA),肠聚集性机制(Eagg)和肠侵袭性机制(Einv)。基于序列的分类鉴别领域的技术人员将熟知通过使用标志物基因来进行OTU的分类分配的最佳基因。
基因组DNA提取
用热碱裂解方法从纯微生物培养物中提取基因组DNA。向9μl裂解缓冲液(25mMNaOH,0.2mM EDTA)中加入1μl微生物培养物,将混合物在95℃孵育30分钟。然后,将样品冷却至4℃,通过加入10μl中和缓冲液(40mM Tris-HCl)中和,然后在洗脱缓冲液(10mM Tris-HCl)中稀释10倍。或者,使用可商购的试剂盒例如Mo BioMicrobial DNAIsolation Kit(Mo Bio Laboratories,Carlsbad,CA)或通过本领域技术人员已知的标准方法从纯微生物培养物提取基因组DNA。对于真菌样品,可以通过之前所述的通过机械研磨法从真菌子实体产生裂解物的方法(US20120135127)来提取DNA。
扩增16S序列用于下游的Sanger测序
为扩增细菌16S rDNA,向20μl终体积PCR反应中加入2μl提取的gDNA。对于全长16S测序,PCR反应还包含1x HotMasterMix(5PRIME,Gaithersburg,MD)、250nM 27f(AGRGTTTGATCMTGGCTCAG,IDT,Coralville,IA)和250nM 1492r(TACGGYTACCTTGTTAYGACTT,IDT,Coralville,IA),以及用于体积余量的PCR水(Mo Bio Laboratories,Carlsbad,CA)。或者,使用本领域技术人员已知的其他通用细菌引物或热稳定的聚合酶。例如,用于测序16S rRNA的“V1-V9区”的引物是本领域技术人员可得的。这些区域是指用于细菌样品遗传分型的16S rRNA基因的第1个至第9个高变区。使用基于大肠埃希氏菌的命名系统的编号,细菌中的这些区分别由核苷酸69-99、137-242、433-497、576-682、822-879、986-1043、1117-1173、1243-1294和1435-1465定义。Brosius等,Complete nucleotide sequence ofa 16S ribosomal RNA gene from Escherichia coli,PNAS 75(10):4801-4805(1978)。
在一些实施方案中,可以通过rRNA基因的全16S测序、通过对该基因的特定高变区(即V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8或V9)进行测序或通过对来自该基因的高变区的任何组合(例如V1-3或V3-5)进行测序来定义OTU。在一个实施方案中,用V1、V2和V3区来表征OTU。在另一个实施方案中,用V3、V4和V5来表征OTU。本领域技术人员可以通过以下来鉴定候选16SrRNA的特定高变区:将目标候选序列与参考序列进行比较,并基于与参考高变区的相似性来鉴定高变区。
在可商购的热循环仪例如BioRad MyCyclerTM Thermal Cycler(BioRad,Hercules,CA)上进行PCR。在以下条件下运行反应:94℃2分钟,然后是30个循环的90℃30秒,51℃30秒和68℃1.5分钟,然后在72℃延长7分钟,并无限保持于4℃。PCR后,一部分反应产物的凝胶电泳用来确认成功扩增~1.5kb产物。
为从PCR产物中除去核苷酸和寡核苷酸,向5μl PCR产物中加入2μl HT ExoSap-IT(Affymetrix,Santa Clara,CA),接着于37℃孵育15分钟,然后在80℃灭活15分钟。
扩增16S序列用于通过大规模并行测序技术的下游表征
为通过短阅读技术的下游测序如Illumina进行的扩增需要使用额外包括基于序列的条码标签的本领域技术人员已知的引物的扩增。例如,为扩增细菌16S rDNA的16s高变区V4区,向20μl终体积PCR反应中加入2μl提取的gDNA。PCR反应还包含1x HotMasterMix(5PRIME,Gaithersburg,MD),200nM的V4_515f_adapt(AATGATACGGCGACCACCGAGATCTACACTATGGTAATTGTGTGCCAGCMGCCGCGGTAA,,IDT,Coralville,IA)和200nM条码化的806rbc(CAAGCAGAAGACGGCATACGAGAT_12bpGolayBarcode_AGTCAGTCAGCCGGACTACHVGGGTWTCTAAT,IDT,Coralville,IA),以及用于体积余量的PCR水(Mo Bio Laboratories,Carlsbad,CA)。这些引物包含用于Illumina边合成边测序的条码化适配子。任选地,可以进行相同的二次重复、三次重复或四次重复反应。或者,使用本领域技术人员已知的其他通用细菌引物或热稳定聚合酶来获得不同的扩增和测序误差率以及替代测序技术的结果。
在可商购的热循环仪例如BioRad MyCyclerTM Thermal Cycler(BioRad,Hercules,CA)上进行PCR。在以下条件下运行反应:94℃3分钟,然后是25个循环的94℃45秒,50℃1分钟和72℃1.5分钟,然后在72℃延长10分钟,并无限保持于4℃。PCR后,一部分反应产物的凝胶电泳用来确认成功扩增~1.5kb产物。如之前实施例所述进行PCR清洁。
来自纯均质样品的目标扩增子的Sanger测序
为检测各样品的核酸,进行两个测序反应以产生正向和反向的测序阅读片段。对于全长16s测序,使用引物27f和1492r。将40ng ExoSap-IT-清洁的PCR产物与25pmol测序引物以及Mo Bio分子生物级水(Mo Bio Laboratories,Carlsbad,CA)混合至15μl总体积。将该反应送至商业的测序机构例如Genewiz(South Plainfield,NJ)进行Sanger测序。
为测定全16S序列或16S rRNA序列的任何高变区的序列,从细菌样品提取基因组DNA,用聚合酶链式反应(PCR)扩增16S rDNA(全部区域或特定高变区),清洁PCR产物,并描绘核苷酸序列以确定16S基因或基因亚结构域的遗传组成。如果进行全16S测序,使用的测序方法可以是但不限于Sange测序。如果使用一个或多个高变区,例如V4-V5区,测序可以使用Sanger方法或下一代测序方法,例如使用允许多重反应的条码化引物的Illumina(边合成边测序)方法来进行,但不限于此。
扩增18S和ITS区用于下游测序和表征
为扩增18S或ITS区,在含有15μL AmpliTaq Gold 360Mastermix、PCR引物和水的30μL终体积中扩增2μL真菌DNA。ITS区的PCR的正向和反向引物是5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’和5’-GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3’,且各自以0.2uM浓度添加。18S区的正向和反向引物是5’-GTAGTCATATGCTTGTCTC-3’和5’-CTTCCGTCAATTCCTTTAAG-3’,且各自以0.4uM浓度添加。用以下方案进行PCR:95℃10分钟,35个循环的95℃15秒,52℃30秒和72℃1.5s,最后72℃7分钟,接着储存于4℃。所有正向引物包含M13F-20测序引物,反向引物包括M13R-27测序引物。循环测序之前,用1μL ExoSap-IT和1μL Tris EDTA酶促清洁PCR产物(3μL),并于37℃孵育20分钟,然后80℃孵育15分钟。循环测序反应包含5μL清洁的PCR产物、2μL BigDye Terminator v3.1Ready Reaction Mix、1μL 5×测序缓冲液、1.6pmol本领域技术人员设计的合适测序引物和水,终体积为10μL。标准的循环测序方案是:27个循环的96℃10秒,50℃5秒和60℃4分钟,并在4℃保持。根据制造商的建议,用BigDye XTerminator Purification Kit对10-μL体积进行测序清洁。用Sanger测序技术或下一代测序技术例如但不限于Illumina,采用本领域技术人员熟知的方法进行所得18S和ITS序列的遗传测序。
制备用于通过大规模并行测序技术的宏基因组表征的提取的核酸
用本领域技术人员熟知的标准方法,且如测序技术制造说明书关于文库制备的说明所述,纯化并通过下游测序制备提取的核酸(DNA或RNA)。简言之,用标准纯化试剂盒例如但不限于Qiagen’s RNeasy Kit or Promega’s Genomic DNA纯化试剂盒来纯化RNA或DNA。对于RNA,在构建测序文库前,将RNA转化为cDNA。纯化核酸后,用逆转录技术例如但不限于Nugen Ovation RNA-Seq System或Illumina Truseq根据制造商的说明将RNA转化为cDNA。提取的DNA或转录的cDNA使用物理(例如Hydroshear)、声学(例如Covaris)或分子(例如Nextera)技术剪切,然后根据测序技术制造商的建议来选择大小。选择大小后,根据制造商关于样品索引和测序适配子连接的说明,用基因组测序领域技术人员熟知的方法制备用于测序的核酸。
来自异质样品的目标扩增子的大规模并行测序
DNA定量和文库构建。用Quant-iTTM dsDNA Assay Kit(LifeTechnologies,Grand Island,NY)根据制造商的说明定量清洁的PCR扩增产物。定量后,合并条码化清洁PCR产物使得各不同PCR产物为等摩尔比率的以产生制备的Illumina文库。
核酸检测。在Illumina HiSeq或MiSeq测序仪(Illumina,San Diego,CA)上,利用根据制造商的说明进行的簇生成、模板杂交、等温扩增、线性化、封闭及测序引物的变性和杂交对制备的文库进行测序。16SV4SeqFw(TATGGTAATTGTGTGCCAGCMGCCGCGGTAA)、16SV4SeqRev(AGTCAGTCAGCCGGACTACHVGGGTWTCTAAT)和16SV4Index(ATTAGAWACCCBDGTAGTCCGGCTGACTGACT)(IDT,Coralville,IA)用于测序。使用基因组测序领域技术人员已知的标准方案,可以使用其他测序技术,例如但不限于454、PacificBiosciences、Helicos、Ion Torrent和Nanopore。
实施例19.数据分析、序列注释和分类表征
初级序列注释
使用序列相似性和系统发生放置方法或两种策略的组合来分析核酸序列以定义分类学分配。用相似的方法注释蛋白质名称、蛋白质功能、转录因子名称和核酸序列的任何其他分类模式。基于序列相似性的方法包括本领域技术人员熟知的那些,包括但不限于BLAST、BLASTx、tBLASTn、tBLASTx、RDP-classifier、DNAclust,以及这些算法的各种实施例如Qiime或Mothur。这些方法依赖于将读取序列映射到参考数据库,并选择具有最佳得分和e值的匹配。常见数据库包括但不限于人类微生物组项目、NCBI非冗余数据库、Greengene、RDP和用于分类分配的Silva。对于功能性分配,将序列映射到各种功能性数据库,例如但不限于COG、KEGG、BioCyc和MetaCyc。利用程序例如PICRUST(M.Langille等2013.NatureBiotechnology 31,814-821),进一步的功能性注释可以来自16S分类注释。可以组合使用系统发生方法和序列相似性方法以提高注释或分类分配的调用准确性。这里使用树形拓扑结构和节点结构来改进分析的分辨率。在该方法中,我们使用各种序列相似性方法之一和本领域技术人员已知的杠杆(leverage)系统发生方法(包括但不限于最大似然系统发生重建)来分析核酸序列(参见例如Liu K,Linder CR和Warnow T.2011.RAxML and FastTree:Comparing Two Methods for Large-Scale Maximum Likelihood PhylogenyEstimation.PLoS ONE 6:e27731.McGuire G,Denham MC和Balding DJ.2001.Models ofsequence evolution for DNA sequences containing gaps.Mol.Biol.Evol 18:481–490.Wróbel B.2008.Statistical measures of uncertainty for branches inphylogenetic trees inferred from molecular sequences by using model-basedmethods.J.Appl.Genet.49:49–67.)。将序列阅读片段置于由合适参考序列组成的参考系统发生中。基于阅读片段在系统发生树中的位置进行注释。基于OTU序列与参考核酸序列的相似性和OTU序列在系统发生中相对于一个或多个参考序列的接近度来定义OTU注释的确定性和意义。作为实例,用在科、属、种或菌株水平的置信度来定义分类学分配的特异性,其中所述置信度基于以下来确定:相对于询问的OTU序列的在参考系统发生树中bootstrap支持的分支的位置。可以使用如上所述的方法对核酸序列进行功能性注释。
在一些实施方案中,用包括但不限于MetaPhlAn的数据库分配微生物进化枝(clade)。用Shannon多样性指数和随后的封闭参考分类操作单位拾取来定量微生物多样性。比较系统发生丰度以采用线性判别分析(LDA)影响大小(lefse)分析,采用2.0的对数LDA截止值来鉴定GVHD相关死亡的生物标志物。
进化枝分配
16S-V4OTU鉴别将OTU分配于特定物种的能力部分取决于特定的一个或一组物种的16S基因的16S-V4区的解析能力。该树不同区的可得参考16S序列的密度及不同物种间16S基因的固有变异性两者将决定分类学注释的确定性。给定系统发生树的拓扑性质及树代表基于序列相似性的OTU彼此之间的层次关系和基础进化模型这一事实,阅读片段的分类学注释可以用基于进化枝的分配程序达到更高水平(表1)。用这种方法,基于系统发生树的拓扑结构定义进化枝,所述系统发生树从采用最大似然性的全长16S序列或系统发生领域技术人员熟知的其他系统发生模型构建。构建进化枝以确保给定进化枝中的所有OTU:(i)彼此在指定的bootstrap支持的节点数内(通常1-5个bootstrap);和(2)共有给定的相似性百分比,例如在5%遗传相似性内(对于16S分子数据,通常设为95%-97%序列相似性)。相同进化枝内的OTU与不同进化枝的OTU可以基于16S-V4序列数据在遗传上和系统发生上区分。落入相同进化枝的OTU在进化上密切相关,且可以或不可以用16S-V4序列数据彼此区分。基于进化枝的分析的能力在于由于进化相关性,相同进化枝的成员在微生物生态(例如在人肠道或阴道中发现的那些)中很可能发挥相似功能。其中一个物种被相同进化枝的另一个物种替换的组合物很可能具有保守的生态功能,因此可用于本发明。特别是,除了16S-V4序列,也可以使用基于进化枝的分析来分析18S、ITS和其他遗传序列。
特别是,给定OTU的分离物的16S序列在系统发生上位于其相应的进化枝内,有时与可能在基于16S的分配之前的基于微生物的种和属的分配相冲突。文献中已知存在基于微生物特征相对遗传测序的分类学分配之间的差异。
对于给定的网络生态或功能性网络生态,可以从网络的代表性进化枝定义一组OTU。
宏基因组阅读片段注释
如上所述对宏基因组或全基因组鸟枪序列数据进行注释,其中额外步骤是在注释前将序列聚类(cluster)或汇编(asemble)。在如上所述的序列表征之后,用索引(即条码)对序列阅读片段进行多路解编(demultiplex)。多路解编后,序列阅读片段:(i)用快速聚类算法例如但不限于UCLUST(http://drive5.com/usearch/manual/uclust_algo.html)或哈希方法例如VICUNA进行聚类(Xiao Yang,Patrick Charlebois,Sante Gnerre,Matthew GCoole,Niall J.Lennon,Joshua Z.Levin,James Qu,Elizabeth M.Ryan,Michael C.Zody和Matthew R.Henn.2012.De novo assembly of highly diverse viralpopulations.BMC Genomics13:475)。聚类后,如在之前“初级阅读片段注释”中所述,鉴定并分析各聚类中的代表性阅读片段。然后将初步注释的结果应用于给定聚类中的所有阅读片段。(ii)宏基因组序列分析的第二个策略是基因组组装和接着用例如但不限于MetAMOS(TJ.Treangen等2013Geneome Biology 14:R2)、HUMAaN(Abubucker S,Segata N,Goll J,Schubert AM,Izard J,Cantarel BL,Rodriguez-Mueller B,Zucker J,Thiagarajan M,Henrissat B等2012.Metabolic Reconstruction for Metagenomic Data and ItsApplication to the Human Microbiome ed.J.A.Eisen.PLoS Computational Biology8:e1002358)的平台以及本领域技术人员熟知的其他方法对基因组组装物进行注释。
实施例20.用微生物培养技术的OTU鉴定
可以多种方式确定从复杂部分生长的细菌物种的身份。首先,可以将单个集落挑选至96孔形式的液体培养基、生长并在-80℃储存为15%甘油母液。可以将等份培养物加入细胞裂解缓冲液,并用集落PCR方法来扩增并测序16S rDNA基因(实施例18)。或者,在固体培养基上将集落在几次传代中划线至纯的。将分离较好的集落在同样种类的新鲜板上划线,并在37℃孵育48-72小时。重复该过程多次以确保纯度。可以通过基于表型或序列的方法,包括实施例18所述的16S rDNA扩增和测序来分析纯的培养物。纯分离物或混合群落,例如板刮擦物和孢子部分的序列表征还可以包括全基因组鸟枪测序。后者对于测定与孢子形成、抗生素抗性、致病性和毒力相关的基因的存在是有价值的。也可以从平板上刮下菌落,并用如实施例7所述的大规模平行测序方法进行测序。从而可以鉴定复杂混合物中的单个16S特征。任选地,可以在萌发之前将样品测序(如果使用合适的DNA分离方法来裂解并从孢子释放DNA)以比较可萌发物种的多样性和孢子样品中物种的总数。作为16S分析的替代或补充方法,也可以使用MALDI-TOF质谱来鉴定物种(Barreau M,Pagnier I,La ScolaB.2013.Improving the identification of anaerobes in the clinical microbiologylaboratory through MALDI-TOF mass spectrometry.Anaerobe 22:123–125)。
实施例21.微生物菌株鉴定方法
可以使用如Wadsworth-KTL Anaerobic Microbiology Manual(Jouseimies-Somer H,Summanen PH,Citron D,Baron E,Wexler HM,Finegold SM.2002.Wadsworth-KTLAnaerobic Bacteriology Manual)和The Manual of Clinical Microbiology(ASMPress,10th Edition)所述的微生物方法来鉴定纯细菌分离物。这些方法依赖于菌株表型,包括革兰氏染色以确定细胞包膜的革兰氏阳性或革兰氏阴性染色特征、固体培养基上集落形态的观察、运动性、在60x或100x放大倍数下显微镜观察细胞形态,包括细菌内孢子和鞭毛的存在。使用合适的选择性和差异性琼脂和/或用于鉴定革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌和酵母的可商购试剂盒进行区分属和种的生化试验,例如RapID试验(Remel)或API试验(bioMerieux)。也可以使用仪器例如Vitek 2系统(bioMerieux)来进行类似的鉴定试验。也可以使用生长和代谢活性检测方法例如Biolog微生物鉴定微孔板来进行区分属、种和菌株的表型试验(例如使用各种碳源和氮源的能力)。也可以使用特定碳源发酵期间产生的短链脂肪酸谱作为区分物种的一种方式(Wadsworth-KTL Anaerobic Microbiology Manual,Jousimies-Somer等2002)。也可以使用MALDI-TOF质谱来鉴定物种(如Anaerobe 22:123所综述)。
实施例22.构建体外测定以筛选抑制致病菌大肠埃希氏菌生长的微生物组合
该体外测定通过改变致病菌接种物生长所用的培养基来筛选抑制大肠埃希氏菌生长的细菌组合。使用几种培养基之一来生长致病菌,例如强化梭菌培养基(RCM)、脑心浸液肉汤(BHI)或Luria Bertani肉汤(LB)(也称为Lysogeny肉汤)。用大肠埃希氏菌特异性的选择培养基,或用致病菌特异性的qPCR探针来定量大肠埃希氏菌。例如,MacConkey乳糖培养基上的有氧生长选择包括大肠埃希氏菌的肠道革兰氏阴性菌。用致病菌大肠埃希氏菌志贺毒素特异性的探针进行qPCR。
实施例23.构建体外测定以筛选抑制耐万古霉素的肠球菌(VRE)生长的微生物组
该体外测定通过改变致病菌接种物生长所用的培养基来筛选抑制耐万古霉素肠球菌属(VRE)生长的细菌组合。使用几种培养基之一来生长致病菌,例如强化梭菌培养基(RCM)、脑心浸液肉汤(BHI)或Luria Bertani肉汤(LB)。用VRE特异性的选择培养基,或用致病菌特异性的qPCR探针来定量VRE。例如,含有叠氮化钠的m-肠球菌琼脂选择肠球菌属和少数其他物种。qPCR使用赋予万古霉素耐性的van基因特异性的探针。
实施例24.测试抗沙门氏菌的细菌组成
该体外测定通过改变致病菌接种物生长所用的培养基来筛选抑制沙门氏菌属生长的细菌组合。使用几种培养基之一来生长致病菌,例如强化梭菌培养基(RCM)、脑心浸液肉汤(BHI)或Luria Bertani肉汤(LB)。用沙门氏菌属特异性的选择培养基,或用致病菌特异性的qPCR探针来定量沙门氏菌属。例如,MacConkey琼脂用于选择沙门氏菌属,且用qPCR探针靶向invA基因,该基因编码由很多致病性沙门氏菌属携带的侵袭蛋白,且用于侵入真核细胞。
实施例25.制备用于向受试者施用的细菌组合物的方法
分别培养组成细菌组合物的两个或多个菌株,并在施用前混合在一起。两个菌株在37℃、pH 7的GMM或其他不含动物产品的培养基(用1g/L半胱氨酸HCl预还原)中分别生长。当各菌株达到足够生物量后,在1ml低温管中加入15%甘油然后在-80℃冷冻保存用于建库(banking)。
然后将各菌株培养至1010CFU/mL的浓度,然后通过切向流微滤浓缩20倍;废弃的培养基通过用由2%明胶、100mM海藻糖和10mM磷酸钠缓冲液组成的保存培养基或其他合适的保存培养基进行透析来交换。将悬浮液冷冻干燥为粉末并滴定。
干燥后,将粉末与微晶纤维素和硬脂酸镁混合,配制为250mg明胶胶囊,其含有10mg冻干粉(108-1011个细菌)、160mg微晶纤维素、77.5mg明胶和2.5mg硬脂酸镁。
细菌组合物可以通过从原料(例如但不限于粪便)中选择性分级所需的细菌OTU而得到。作为实例,我们在PBS中制备了10%w/v的人粪便物质的悬浮液,然后将其过滤、低速离心、将含有孢子的上清液与无水乙醇以1:1的比率混合并涡旋混合。将悬浮液在室温下孵育1小时。孵育后,将悬浮液高速离心以将孢子浓缩成沉淀,其含有纯化的含有孢子的制剂。弃掉上清液,将沉淀重悬于等量的甘油中,并将纯化的孢子制剂置于胶囊中,在-80℃储存;该制剂称为乙醇处理的孢子制剂。
实施例26.用细菌组合物治疗受试者的方法
受试者患有艰难梭菌的反复发作。在疾病的最近急性阶段,用足以缓解疾病症状的抗生素治疗受试者。为预防艰难梭菌的再次复发,向受试者施用一次本发明的细菌组合物。具体地,向受试者施用一次本发明的剂量为1e107至1e1012的冻干形式的细菌组合物,其在含有10mg冻干细菌和稳定组分的明胶胶囊中。受试者口服胶囊,4、8、12或24小时后恢复正常饮食。在另一个实施方案中,受试者可以在饮食之前、期间或之后立即口服胶囊。在进一步的实施方案中,受试者在特定的一段时间内每天服药。
在治疗之前和之后收集粪便。在一个实施方案中,在施用后1天、3天、1周和1个月收集粪便。如上所述,用qPCR测量,在施用细菌组合物之前的粪便中发现存在艰难梭菌,但在施用后收集的粪便显示艰难梭菌水平降低(例如至少降低50%、60%、70%、80%、90%或95%)或不可检测。也可以施用针对毒素蛋白的ELISA或传统微生物鉴定技术。
作为受试者成功的另一个量度,阳性反应可以定义为不存在腹泻,腹泻本身定义为至少连续2天每天3次或更多次稀便或水样便或48小时内8或更多次稀便或水样便,或腹泻持续(由于其他原因)但艰难梭菌毒素的粪便试验为重复(三次)阴性。
治疗失败定义为腹泻持续,具有艰难梭菌毒素粪便试验阳性或艰难梭菌水平没有降低,如qPCR测序所测量的。也可以使用ELISA或传统的微生物学鉴定技术。
实施例27.微生物菌株鉴定方法
使用如Wadsworth-KTL Anaerobic Microbiology Manual(Jouseimies-Somer H,Summanen PH,Citron D,Baron E,Wexler HM,Finegold SM.2002.Wadsworth-KTLAnaerobic Bacteriology Manual)和The Manual of Clinical Microbiology(ASMPress,10th Edition)所述的微生物方法来鉴定纯细菌分离物。这些方法依赖于菌株表型,包括革兰氏染色以确定细胞包膜的革兰氏阳性或革兰氏阴性染色特征、固体培养基上集落形态的观察、运动性、在60x或100x放大倍数下显微镜观察细胞形态,包括细菌内孢子和鞭毛的存在。使用合适的选择性和差异性琼脂和/或用于鉴定革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌和酵母的可商购试剂盒进行区分属和种的生化试验,例如RapID试验(Remel)或API试验(bioMerieux)。也可以使用仪器例如Vitek 2系统(bioMerieux)来进行类似的鉴定试验。也可以使用生长和代谢活性检测方法例如Biolog微生物鉴定微孔板来进行区分属、种和菌株的表型试验(例如使用各种碳源和氮源的能力)。也可以使用特定碳源发酵期间产生的短链脂肪酸谱作为区分物种的一种方式(Wadsworth-KTL Anaerobic Microbiology Manual,Jousimies-Somer等2002)。也可以使用MALDI-TOF质谱来鉴定物种(如Anaerobe 22:123所综述)。
实施例28.网络生态的计算预测
包含单个样品微生物组的基于基因组表征的来源数据被用作计算地描绘网络生态的输入,其具有特征在于健康状态的生物学特性,并且可以催化从微生物生态失调状态转变为健康状态。申请人从以下获得了16S和宏基因组序列数据集:公共数据存储库(参见例如The Human Microbiome Project Consortium.2012.Structure,function anddiversity of the healthy human microbiome.Nature 486:207–214。数据可从URL:hmpdacc.org获得)和用于多种疾病适应症中相关微生物组研究的MetaHit项目(ArumugamM,Raes J,Pelletier E,Paslier DL,Yamada T,Mende DR,Fernandes GR,Tap J,Bruls T,Batto J-M等2011.Enterotypes of the human gut microbiome.Nature 473:174–180。数据可从URL:metahit.eu获得),所述适应症包括CDAD、2型糖尿病、溃疡性结肠炎和肠易激综合征,以及用实施例18和19从样品直接产生的数据集,且进一步描述于文献(参见例如Aagaard K,Riehle K,Ma J,Segata N,Mistretta T-A,Coarfa C,Raza S,Rosenbaum S,Van den Veyver I,Milosavljevic A等2012.A Metagenomic Approach toCharacterization of the Vaginal Microbiome Signature in Pregnancyed.A.J.Ratner.PLoS ONE 7:e36466.Jumpstart Consortium Human Microbiome ProjectData Generation Working Group.2012.Evaluation of 16S rDNA-Based CommunityProfiling for Human Microbiome Research ed.J.Ravel.PLoS ONE 7:e39315.TheHuman Microbiome Project Consortium.2012.Structure,function and diversity ofthe healthy human microbiome.Nature 486:207–214.)中。分析核酸序列,并用本领域技术人员公知的序列相似性和系统发生方法对特定OTU进行分类学和系统发生分配,所述方法包括但不限于最大似然性系统发生重建(参见,例如,Liu K,Linder CR和WarnowT.2011.RAxML and FastTree:Comparing Two Methods for Large-Scale MaximumLikelihood Phylogeny Estimation.PLoS ONE 6:e27731.McGuire G,Denham MC和Balding DJ.2001.Models of sequence evolution for DNA sequences containinggaps.Mol.Biol.Evol 18:481–490.Wróbel B.2008.Statistical measures ofuncertainty for branches in phylogenetic trees inferred from molecularsequences by using model-based methods.J.Appl.Genet.49:49–67.)。从这些分类学分配,用实施例18和19所述的方法定义数据集中的OTU和进化枝。基于OTU与参考核酸序列的序列相似性和OTU序列相对于系统发生中的一个或多个参考序列的接近度来定义OTU调用的确定性。OTU分类学和系统发生分配的特异性决定匹配是在科、属、种或菌株的水平分配,该分配的置信度是基于bootstrap支持的分支在参考系统发生树中相对于询问的OTU序列布置的位置。此外,可以从同行评审的出版物中的分配获得微生物OTU分配。
申请人将个体受试者样品命名为生物学上相关的样品表型,例如但不限于“健康状态”、“复发性艰难梭菌感染”、“克罗恩病”、“耐胰岛素”、“肥胖症”、“2型糖尿病”、“溃疡性结肠炎”。在一个实施方案中,样品被分为“健康”和“疾病”表型。在另一个实施方案中,样品被分为更高分辨率的表型,例如但不限于:“健康:人”、“健康:小鼠”、“健康:人微生物组项目”、“健康:微生物群供体”、“健康:微生物群受体”、“疾病:微生物群受体”或“疾病:无治疗”、“疾病:人”或“疾病:小鼠”。在另一个实施方案中,样品被分为更高分辨率的表型,例如但不限于定义为表征来自粪便供体和来自从这些供体接受粪便微生物移植的患者的样品的特异性表型的那些。
在另一个实施方案中,可以使用定义代表所研究群体潜在状态的疾病或健康类别的其他表型。然后,申请人使用包含每个样本的微生物谱的OTU和进化枝分配以及在题为“确定网络生态的方法”的部分中所述的算法来计算地确定每种表型的微生物网络生态。
重要的是,在一种疾病适应症中表示健康状态的网络生态可能在其他疾病状态中表示健康状态。此外,在不同疾病适应症中的与健康相关的网络中发现的关键OTU可以重叠。申请人发现,大量的网络生态特别是在CDAD和2型糖尿病的情况下与健康相关的那些之间重叠,尽管分析了两种疾病的基本上不同的基因组数据集。
实施例29.鉴定网络类别、关键OTU、进化枝和功能模式
鉴定关键OTU、进化枝和功能
人体是一个生态系统,其中微生物群和微生物组在人体系统的基本健康功能中发挥重要的作用(例如代谢、免疫和神经)。微生物群和产生的微生物组包括在单个受试者内彼此相互作用并与其宿主(即哺乳动物受试者)共存的微生物生态,以形成具有固有生物多样性和功能特征的动态单位。在这些相互作用的微生物网络(即生态)中,特定成员可能显著比其他成员贡献更多;因此,这些成员也在许多不同的生态中被发现,并且在生态中失去这些微生物可能对具体生态的功能性能力产生重大影响。Robert Paine在1969年创造了“基石物种”的概念(参见Paine RT.1969.A note on trophic complexity and communitystability.The American Naturalist 103:91–93),其描述了给定生态系统不可或缺的这种关键物种的存在,而无论其在生态群落中的丰度如何。Paine最初描述了海星Pisasterochraceus在海洋系统中的作用,因为该概念已经在许多生态系统中被实验验证。
关键OTU、系统发生进化枝(又名分支)和/或功能(例如但不限于KEGG同源路径)是通过分析网络生态而计算得出,所述网络生态是从一组定义的具有特定表型的样品阐明。关键OTU、进化枝和/或功能均定义为满足两个或更多个以下标准的一组定义的网络内的节点。使用标准1,节点在网络中经常观察到,并且观察到节点的网络在许多个体中发现;网络中这些节点的发生频率和个体中网络的普遍性表明,这些节点在许多个体中都具有重要的生物学功能。使用标准2,节点在网络中经常观察到,且观察到的节点包括将其与网络中其他节点相连接的大量边缘。因此,这些节点是“超级连接子”,意味着它们形成大部分网络的核,因而在它们对给定生态学的功能贡献方面具有很高的生物学意义。
在另一个实施方案中,关键节点定义为在感兴趣的样品表型(例如但不限于“健康”)中出现同时在不感兴趣的样品表型(例如但不限于“疾病”)中不出现。任选地,关键节点定义为与使用置换测试数据集来衡量显著性所观察到的显著不同。在另一个实施方案中,可以使用基于其OTU、进化枝或功能途径聚类网络的层次聚类方法来定义标准2的关键OTU、进化枝或功能。基于拓扑重叠度量来定义层次中统计学上显著的分支点;该度量是一个非常强大的网络互连性度量(Langfelder P,Zhang B,Horvath S.2008.Definingclusters from a hierarchical cluster tree:the Dynamic Tree Cut package forR.Bioinformatics 24:719–720.)。一旦定义这些分支点,关键点被描述为在所有网络的所有或一个子集的网络聚类中均发现的OTU、进化枝或功能途径。
重要的是,我们在多种特定疾病状态中发现关键OTU的缺失,表明由特定组的关键OTU组成的细菌组合物很可能在多种疾病适应症中具有效用。
实施例30.跨多个数据集的网络分析和选择具有孢子形成能力的目标网络生态
可以通过定义具有特定生物学功能或活性(例如孢子形成)的网络来选择网络生态和/或网络类生态作为首要目标。首先如上所述选择网络生态和/或网络类生态。在一个实例中,含有至少一个OTU且能够形成孢子的所有网络生态和/或网络类生态被作为目标。在另一个实例中,含有至少一个OTU且能够形成孢子,且含有至少50%、75%或100%关键OTU的所有网络生态和/或网络类生态被作为目标。如上所述选择关键OTU。用表型分析(参见例如Stackebrandt and Hippe.Taxonomy and Systematics.InClostridia.Biotechnology and Medical Applications.)或遗传分析(参见例如Abecasis AB,Serrano M,Alves R,Quintais L,Pereira-Leal JB和Henriques AO.2013.Agenomic signature and the identification of new sporulationgenes.J.Bacteriol.;Paredes-Sabja D,Setlow P和Sarker MR.2011.Germination ofspores of Bacillales and Clostridiales species:mechanisms and proteinsinvolved.Trends Microbiol.19:85–94)定义OTU为产孢菌。
细菌OTU的进化枝成员是基于16S序列数据。进化枝是基于系统发生树的拓扑结构定义,所述系统发生树从采用系统发生领域技术人员熟知的最大似然性方法的全长16S序列构建。构建进化枝以确保给定进化枝中的所有OTU:(i)彼此之间在特定的bootstrap支持的节点数内;和(2)具有5%遗传相似性。相同进化枝内的OTU与不同进化枝的OTU可以基于16S-V4序列数据在遗传上和系统发生上区分不同,而落入相同进化枝的OTU在进化上密切相关。落入相同进化枝的OTU在进化上密切相关,且可以或不可以用16S-V4序列数据彼此区分。由于进化相关性,相同进化枝的成员在微生物生态(例如在人肠道或阴道中发现的那些)中发挥相似功能。其中一个物种被相同进化枝的另一个物种替换的组合物很可能具有保守的生态功能,因此可用于本发明。所有的OTU都表示为它们形成孢子的假定能力,以及它们是病原体还是致病有机体(pathobiont)(参见“致病有机体”描述的定义)。NIAID优先病原体表示为“类别A”、“类别B”或“类别C”,和机会性病原体表示为“OP”。不是致病性的或其作为病原体存在的能力还未知的OTU表示为“N”。“SEQ ID NO”表示序列表文件中OTU的识别号,“公众DB登录号”表示公共序列库中OTU的识别号。对于表1中参考的SEQ ID NO,参考例如其全文通过引用并入本文的WO2014/121304。
实施例31.选择患者和样本收集方法
在移植住院过程中(包括调理(conditioning)之前,以及在第0、7、14、21、30、60和100天)每周收集并储存配对的粪便样本和血液标本。对于慢性GVHD,在GVHD后第105天、第120天、第180天收集样品。
移植前和移植后也获得皮肤、肺、阴道和口腔样品。储存接受这种分析的患者的肠活检样品。将患者的粪便样品储存于4℃<24小时,然后在-80℃冷冻。临床上诊断GVHD,当可能时通过活检在病理学上确认,并根据标准规范分类。如之前所述,基于历史共同标准对患者进行急性GVHD评估(参见Rowlings PA,Przepiorka D,Klein JP等IBMTR SeverityIndex for grading acute graft-versus-host disease:retrospective comparisonwith Glucksberg grade.Br J Haematol.1997)。进一步通过用或不用全身性类固醇(泼尼松或甲基强的松龙,每日0.5mg/kg或以上)治疗对GVHD情况进行分类。死亡原因使用标准算法确定,其结果按以下顺序排列:1)原发性疾病复发,2)移植失败,3)GVHD,4)感染,5)器官衰竭。因此,在没有疾病复发或移植失败的患者中,在死亡时接受过GVHD治疗的患者被认为已经死于与GVHD有关的死亡率,包括死于感染的那些。
实施例32.微生物组的交叉小生境分析
从各个位点提取DNA:肠道、血液、肺、阴道、口腔和皮肤。如别处所述,将提取的DNA进行16S、ITS或18S测序。分析核酸序列以使用序列相似性和系统发生位置方法或两种策略的组合来定义分类学分配。这些方法将序列阅读片段映射到参考数据库,并选择具有最佳得分和e值的匹配。常见数据库包括但不限于人类微生物项目、NCBI非冗余数据库、Greengene、RDP和用于分类分配的Silva。用包括但不限于MetaPhlAn的数据库分配微生物进化枝。采用线性判别分析(LDA)影响大小(lefse)分析,采用2.0的对数LDA截止值来比较系统发生丰度。然后将来自各小生境的分类学和系统发生丰度进行比较分析以鉴定各位点独特的微生物vs两个或多个位点重叠的微生物。
实施例33.基于微生物组分析选择用于缓解GVHD和其他基于免疫的疾病的微生物
用于缓解GVHD和其他基于免疫的病症的候选微生物是基于来自单个或多个小生境的样品微生物组分析来选择的。例如,在没有死亡于GVHD或骨髓移植后存活的患者中高度丰富的微生物与GVHD发生率低或无GVHD发生率以及GVHD后生存相关。这些微生物可能在单个位点例如肠道丰富。或者,这些微生物也可以在疾病受试者中的其他位点,例如皮肤、肺、阴道和口腔或所有这些位点丰富。或者,微生物是基于它们在一个位点例如肠道丰富而不在其他位点丰富来选择的。然后在体外和体内模型中测试这些微生物,以测试它们在多个疾病靶标位点(例如但不限于肠道、肝、肾、肺和皮肤)抑制不适当的免疫反应并降低炎症的能力。
实施例34.基于益生元发酵选择代谢改变的生物体
在添加有30%无菌过滤的牛瘤胃液和目标益生元的25ml Versa TREK REDOX 2肉汤(Trek Diagnostic Systems)中接种细菌分离物或涉及的实验室菌株,并在厌氧条件下37℃孵育2天。孵育后,将培养物在6000rpm离心10分钟。根据制造商的说明(Dairy OneCooperative),将上清液、未接种的培养基或标准的短链脂肪酸(例如乙酸、丙酸、丁酸(Sigma-Aldrich))注入包含Supelco填充柱(Sigma-Aldrich)的Perkin Elmer AutosystemXL气相色谱(Foditsch C等,2014.Isolation and CharacterizationofFaecalibacterium prausnitzii from Calves and Piglets.PLoS One.9(12):e116455)。选择具有最大短链脂肪酸(例如丁酸)产量的细菌分离物。进行类似种类的分析以评估益生元对其他细菌代谢产物产生(例如但不限于次级胆汁酸)的影响。
实施例35.研究微生物组在急性移植物抗宿主疾病中的影响的小鼠模型
存在用于研究急性GVHD的许多实验模型,并且涉及将补充有不同数目和表型类别的供体淋巴细胞(脾细胞或淋巴结T细胞)的T细胞贫化的骨髓移植到致死照射的受体中。aGVHD的严重度取决于几个因素-1)T细胞亚组的剂量和类型(即CD4+,CD8+或TReg细胞),2)照射剂量,3)遗传差异(MHC,miHA),4)实验室之间和来自不同供应商的小鼠之间环境病原体的差异。同种异体GVHD小鼠模型可能是MHC不匹配和miHA不匹配的。最近开发的异种GVHD小鼠模型涉及将人细胞移植到免疫缺陷小鼠中。Schroeder和DiPersio,2011DiseaseModels&Mechanisms详细描述了这些模型。
为用同种异体GVHD小鼠模型研究微生物组对急性GVHD的影响,用肠道去污抗生素混合物(氨苄青霉素和万古霉素)处理受体小鼠例如BALB/c(H2d)或C57BL/6(H2b)小鼠,以模拟在同种异体BMT患者中发生的微生物群损伤。然后将小鼠暴露于清髓剂量的全身照射(TBI,11Gy),然后通过分别用骨髓和从完全MHC错配的C57/B16(H2b)或B10.BR小鼠纯化的T细胞静脉注射进行移植。或者,使用异种GVHD小鼠模型,其中免疫缺陷的NOD.scid(IL-2Rγc)-/-(NOG)或NOD.scid(Il2rgmut)(NSG)小鼠用肠道去污抗生素混合物(氨苄青霉素和万古霉素)处理,通过IV或IP注射用人PBMC移植,随后暴露于清髓剂量的全身照射(2.5Gy)。
实施例36.研究微生物组在慢性移植物抗宿主疾病中的影响的鼠模型
目前的cGVHD小鼠模型(Schroeder和DiPersio,2011)可以大致分为硬皮病(促纤维化)模型,自身抗体介导(狼疮样)模型以及最近报道的其中胸腺功能有缺陷的模型(Sakoda等,2007;Chu和Gress,2008)。本文是具有验证的硬皮病(促纤维化)模型模型的实例。用肠道去污抗生素混合物(氨苄青霉素和万古霉素)处理受体小鼠BALB/c(H2d)或C57BL/6(H2b),以模拟在同种异体BMT患者中发生的微生物群损伤。然后将小鼠暴露于清髓剂量的全身照射(分别为700-900cGy或900-1100cGy),然后分别通过静脉注射骨髓和纯化的T细胞或来自B10.D2(H2c)或LP/J(H2b)小鼠的脾细胞进行移植。
实施例37.来自小鼠或人粪便的细菌分离物培养和建库
收集全粪便样本,并使用具有1-3倍体积的蛋白胨的无菌不锈钢混合器在1-3体积的0.05%蛋白胨中均质化。在预还原的厌氧消毒(PRAS)的稀释空白(Anaerobe Systems)中系列稀释(10倍)约1g样品。将单独的~1g等份称重、在真空烘箱中干燥,并再次称重以计算基于干重的计数。为选择梭菌细菌,包括布劳特氏菌属的种,将100μL均质的粪便样品稀释系列在添加有以下的脑心浸液琼脂(SBA,Becton Dickinson)上涂板:4μg/mL甲氧苄氨嘧啶(Sigma Chemical)和1μg/mL磺胺甲恶唑(Sigma)、Brucella血琼脂(BAP,AnaeobeSystems)、CDC ANA血琼脂(BBL Microbiology Systems)和卵黄琼脂(EYA,AnaerobeSystems)(Finegold SM,Molitoris D,Song Y,Liu C,Vaisanen ML,Bolte E,McTeague M,Sandler R,Wexler H,Marlowe EM,Collins MD,Lawson PA,Summanen P,Baysallar M,Tomzynski TJ,Read E,Johnson E,Rolfe R,Nasir P,Shah H,Haake DA,Manning P,KaulA,2002.Gastrointestinal microflora studies in late-onset autism.Clin InfectDis 1:35)。为选择成孢菌,将稀释液在70-80℃加热10-20分钟,像未加热的均质粪便样品一样以相同方式涂板。在厌氧培养室中37℃生长5天后,选择单个集落。通过以下重复集落的纯化过程:将选择的单个集落再次划线、如上所述生长、并再次选择单个集落。将单个集落在1ml冷冻管中的15%-25%甘油中冷冻,并储存于-80℃。
实施例38.与或不与益生元一起施用细菌分离物以缓解实验性急性GVHD
用口服万古霉素和氨苄青霉素处理BALB/c(H2d)或C57BL/6小鼠(在同种异体模型的情况下)和NOD.scid(IL-2Rγc)-/-(NOG)或NOD.scid(Il2rgmut)(NSG)(在异种模型的情况下)。去污染后,将小鼠饲养在高压灭菌条件(笼养、垫料、水和食物)中以消除存在于小鼠菌群内的几乎所有内源性细菌。然后用培养的细菌分离物的液体悬浮液通过灌胃处理小鼠,任选地含有一种或多种益生元碳水化合物。然后将小鼠暴露于清髓剂量的全身照射,然后通过静脉注射骨髓和从完全MHC错配的C57/B16(H2b)或B10.BR小鼠中纯化的T细胞(对于同种异体模型)和人PBMC(对于异种模型)进行移植。如上所述测量对对器官病理、体重和总体生存的影响。
实施例39.施用细菌分离物(含或不含益生元)以缓解实验性慢性GVHD
用肠道去污染抗生素混合物(氨苄青霉素和万古霉素)处理受体小鼠BALB/c(H2d)或C57BL/6(H2b)。去污染后,将小鼠饲养在高压灭菌条件(笼养、垫料、水和食物)中以消除存在于小鼠菌群内的几乎所有内源性细菌。然后用一种或多种益生元碳水化合物以及培养的细菌分离物的液体悬浮液通过灌胃处理小鼠。然后将小鼠暴露于清髓剂量的全身照射,然后通过静脉注射骨髓和分别来自B10.D2(H2c)或LP/J(H2b)小鼠的纯化T细胞或脾细胞进行移植。从移植后第30天开始评估小鼠在真皮中的纤维化变化,可能涉及肺、肝和唾液腺。
实施例40.GVHD临床和组织学评分
每天监测小鼠的存活,并每周监测其GVHD临床评分(参见Cooke,K.R.,L.Kobzik,T.R.Martin,J.Brewer,J.Delmonte Jr.,J.M.Crawford和J.L.Ferrara.1996.Anexperimental model of idiopathic pneumonia syndrome after bone marrowtransplantation:I.The roles of minor H antigens and endotoxin.Blood.88:3230–3239)。对小肠、大肠和肝脏样本进行组织学评估,以获得GVHD的证据,并如前所述评分(参见Hill,G.R.,J.M.Crawford,K.R.Cooke,Y.S.Brinson,L.Pan和J.L.Ferrara.1997.Totalbody irradiation and acute graft-versus-host disease:the role ofgastrointestinal damage and inflammatory cytokines.Blood.90:3204–3213)。
实施例41.测量潘氏细胞数和功能性
用冰水冲洗成年小鼠的小肠腔并切片。首先通过翻转切片来洗脱隐窝(crypt),然后将其在含有30mM EDTA且不含Ca2+和Mg2+的PBS中摇匀。将洗脱的绒毛和隐窝在700xg下沉淀,重悬于PBS,并用毛细管移液器转移至硅化微量离心管。将隐窝重悬于iPIPES缓冲液(10mM PIPES(pH 7.4)和137mM NaCl)以准备暴露于分泌性刺激。
将隐窝在30μl含有1000个细菌(梭菌)CFU/隐窝的iPIPES中于37℃孵育30分钟。通过短暂离心将细胞组分沉淀,并将上清液转移至无菌微量离心管中并储存在-20℃。该方法可以在2ml iPIPES中使用高达~3000个隐窝进行放大(加或减梭菌)。将隐窝沉淀,在液体培养或琼脂平板上分析10μl上清液中对梭菌和肠球菌的杀菌活性。用30%乙酸从剩余的上清液和隐窝中提取蛋白质。将从各部分提取的总蛋白用AU-PAGE解析,并如下用抗隐窝素-1进行蛋白质印迹分析。将来自AU-PAGE的蛋白质转移至硝基纤维素膜。然后用5%脱脂牛奶封闭该膜,并将其顺序与以下孵育:抗兔小鼠隐窝素-1(1:500)、辣根过氧化物酶偶联的抗兔IgG(1:20,000)和化学发光底物(SuperSignal,Pierce,Rockland,IL),并肉眼观察(Ayabe T,Satchell DP,Wilson CL,Parks WC,Selsted ME,Ouellette AJ,2000.Secretion of microbicidalα-defensins by intestinal Paneth cells inresponse to bacteria.Nature Immunology 1:113-118)。
实施例42.通过类器官(organoid)生长测量肠隐窝再生
类器官形成可以用作肠隐窝再生的替代,如下:
从Jackson实验室(Bar Harbor,ME,USA)购买Lgr5-EGFP-IRES-CreERT2敲入(B6.129P2-Lgr5tm1(cre/ERT2)Cle/J,JAX小鼠#008875)和ROSA26-tdTomato(B6.Cg-Gt(ROSA)26Sortml4(CAG-tdTomato)Hze/J,JAX小鼠#007914)小鼠,并将其杂交以产生Lgr5-EGFP-IRES-CreERT2/ROSA26-tdTomato小鼠(LRT小鼠)。用tdTomato(以及Lgr5+干细胞的tdTomato标记的后代)获得Lgr5+干细胞的持续标记,向10-20天龄的LRT小鼠腹膜内施用4-羟基他莫昔芬(4-OHT;Sigma Aldrich)一次。
为获得用于体外分析的单个隐窝细胞,牺牲3-5周龄的LRT小鼠,收获十二指肠和空肠(距胃部10cm),用冷磷酸盐缓冲盐水(PBS-)冲洗三次。纵向打开肠管,用盖玻片刮下绒毛,然后用冷1×PBS-洗涤三次。将肠管切成2-3mm段,并在1×PBS-+2%胎牛血清(FBS)中悬浮和彻底洗涤。然后,在摇摆平台上,于4℃用50mM EDTA/1×PBS-处理2-3mm段30分钟以从肠管分离隐窝。将分离的隐窝通过70-μm的细胞过滤器,用1×PBS-洗涤一次,并于37℃用TrypLE Express(Life Technologies,Carlsbad,CA,USA)处理30分钟。然后,将分离的细胞通过40-μm过滤器,随后通过20-μm过滤。将过滤细胞沉淀,重悬于1×PBS-+2%FBS,并作为单个隐窝细胞使用。
在类器官培养基[添加有以下的高级DMEM/F12:1×GlutaMAX、10mM HEPES、1×青霉素/链霉素、1×N2、1×B27(全部获得自Life Technologies,Carlsbad,CA,USA)、N-乙酰半胱氨酸(Sigma-Aldrich,St Louis,MO,USA,1mM)、鼠表皮生长因子(Life Technologies,Carlsbad,CA,USA,50ng/ml)、鼠Noggin(Peprotech,Rocky Hill,NJ,USA,100ng/ml)和鼠R-Spondin I(R&D Systems,Minneapolis,MN,USA,1μg/ml)]中培养分离的单个隐窝细胞。在培养的开始2天内,加入10μM Rho激酶抑制剂Y-27632(Sigma-Aldrich,St Louis,MO,USA)。
将350μM类器官培养基加入48孔板的孔中,然后将单个隐窝细胞接种到孔中(每个孔中1×105个细胞/10μl 1×PBS-+2%FBS)。加入基质胶(BD,Franklin Lakes,NJ,USA)至终浓度为10%。前3天每天补充类器官培养基,然后每2-3天补充一次。将细胞在37℃的潮湿CO2培养箱中孵育。12天后,通过4倍物镜的相差显微镜计数类器官的数量(Yamauchi M,Otsuka K,Kondo H,Hamada N,Tomita M,Takahashi M,Nakasono S,Iwasaki T,YoshidaK,2014.A novel in vitro survival assay of small intestinal stem cells afterexposure to ionizing radiation.J Radiat Res.55:381-390)。
为研究类器官随时间的生长,用共焦激光显微镜(C1si,Nikon,Japan)进行延时显微术,并用ImageJ software(National Institutes of Health,Bethesda,MD,USA)分析图像。
实施例43.通过定量实时PCR测量肠隐窝再生
或者,可以用C57BL/6J小鼠,用实时PCR(qPCR)方法来研究肠道再生。如实施例20所述,收获十二指肠和空肠,并切成1cm小段。将组织段置于填充有600μL RLT裂解缓冲液(Qiagen,Valencia,CA)的FastPrep-24Lysing Matrix D管(MP Biomedicals,Solon,OH)中。然后,向裂解管加入6μLβ-巯基乙醇(Sigma-Aldrich,St.Louis,MO)。根据制造商的说明,用Qiagen RNeasy Mini Kit从裂解样品分离总RNA。根据制造商的说明,用HighCapacity cDNA Reverse Transcription Kit(Applied Biosystems,Foster City,CA)产生互补DNA。用Applied Biosystems StepOne Plus system对cDNA样品进行qPCR,重复三次。使用来自Applied Biosystems的针对Lgr5(Mm00438890_m1)、Ascl2(Mm01268891_g1)、Bmi1(Mm03053308_g1)、Olfm4(Mm01320260_m1)和mTert(Mm01352136_m1)的单独探针,并用对β-肌动蛋白(Mm00607939_s1;Applied Biosystems)归一化的相对标准曲线方法分析数据。活跃极循环的肠干细胞由Lgr5、Ascl2和Olfm4标记,而慢循环(静止)肠干细胞由mTert和Bmi1标记(Dehmer JJ,Garrison AP,Speck KE,Dekaney CM,Van Landeghem L,Sun X,Henning SJ,Helmrath MA,2011.Expansion of intestinal epithelial stem cellsduring murine development.PLoS One.6:e27070)。
实施例44.测量跨上皮电阻
以下方案优选用于肠上皮细胞的单一培养物,但也可以应用于来自其他器官如阴道或肝脏的上皮细胞。从ATCC或患者活检获得单层上皮细胞(例如Caco-2),并将其保持于含有10%胎牛血清的Dulbeco改进的Eagle培养基或含有10%胎牛血清的RPMI1640中。
通过将生长至80-90%融合(~10^5个细胞/cm2)的上皮细胞接种在transwell板(Corning)上并在37℃和5%CO2之间孵育板来形成单层。将细胞孵育10天,期间每隔一天加入新鲜培养基(底部和/或顶部)。根据制造商的说明,使用Millicell-ERS设备(Millipore)和World Precision Instruments探针(WPI),通过跨上皮电阻(TEER)来评估细胞层的完整性。
实施例45.基于染料的上皮完整性评估
如实施例43所述处理来自ATCC或患者活检的细胞。代替测量TEER,拆解Transwell板,并用75μL pH 7.4的Hank缓冲盐溶液(HBSS)缓冲液(Invitrogen)中的100μg/mL非膜渗透的染料荧光黄(Sigma)处理每个过滤器孔。然后,向底部孔加入250μL pH 7.4的HBSS缓冲液,拆解transwell板,并在室温下摇动(60rpm)孵育2小时。用Cytofluor II荧光计测量荧光黄的荧光,激发波长为485nm,发射波长为530nm。基于从transwell板的顶端室泄漏到基底外侧室的荧光黄的百分比来计算渗透性。
实施例46.基于肠细胞的瓜氨酸产生测量肠渗透性的方法
最近,表明瓜氨酸似乎对检测肠道损伤特别有用,因为这种氨基酸的血浓度直接反映功能性的小肠细胞团(Crenn P,Vahedi K,Lavergne-Slove A,Cynober L,Matuchansky C,Messing B.Plasma citrulline:a marker of enterocyte mass invillous atrophy-associated small bowel disease.Gastroenterology 2003)。在开始治疗前,通过中心静脉导管从每个患者收集血液至肝素中,和然后在每星期一、星期三和星期五收集直到出院。制备血浆并将其储存在-80℃用于以后的分析。如Herbers等,2008.Bacteraemia coincides with low citrulline concentrations after high-dosemelphalan in autologous HSCT recipients.Bone Marrow Transplant.42:345-349所述,使用高效液相色谱(Shimadzu,Kyoto,Japan)测定氨基酸浓度的标准方法来测量瓜氨酸浓度(mM)。
实施例47.测量远端器官(肝、胸腺、肺、肾)中微生物水平的方法
从接受移植的小鼠无菌取出肝、胸腺、肺和肾脏,并在200μL无菌盐水0.9%中均质化。然后,在补充有10%CO2的室内空气中,将100uL在血琼脂和deMan-Rogosa-Sharp琼脂板(Difco,Detroit,MI)上有氧培养24小时,补充厌氧菌的血琼脂、巧克力血琼脂、MacConkey琼脂和Sabouraud琼脂;对菌落形成单位进行计数,并将数量针对重量调整。或者,如上所述,从细菌提取基因组DNA并进行16S rDNA测序。
实施例48.用于测量微生物(有或没有益生元)对细菌代谢物如SCFA水平的影响的 方法
很多细菌产生短链脂肪酸(SCFA)作为碳水化合物发酵的副产物。已经发现SCFA是免疫系统的重要调节剂。它们由梭菌类的细菌大量产生。为评估使用细菌组合物(任选含有一种或多种益生元)对SCFA的影响,收集粪便团粒以定量SCFA水平,尤其是乙酸、丙酸或丁酸。通过以下定量SCFA、肌酸和羟基SCFA:碱化粪便样品、在Bruker Avance-600MHz光谱仪上使用1D 1H NMR获得样品的代谢组合物的指纹,并使用Chenomx NMR Suite软件进行监督多变量统计学方法的分析。
实施例49.施用细菌代谢物如SCFA以缓解GVHD
在BMT前2周开始,通过小鼠的饮用水递送乙酸钠(150mM)。然后照射小鼠并伴随继续补充乙酸钠进行移植。在第14和28天,将小鼠安乐死以评估GVHD的病理学证据,并通过表面染色或细胞内染色接着流式细胞术来定量和表征大肠Treg和同种异体反应性效应T细胞。
实施例50.从植物提取并纯化免疫调节性低聚糖
将购买的植物切割、冻干、并磨成粉末。用2L乙醇提取粉末(~500g)三次,收集浓缩的提取物,冻干,并在85℃用1L蒸馏水重悬。于4℃用4倍体积的乙醇沉淀水溶性部分,得到多糖。通过用Pronase(Roche Applied Science)处理从该样品中除去肽。将所得样品在Bio-Gel P-6凝胶过滤柱(1.5×90cm)上运行,并以0.5ml/min的流速用含0.02%叠氮化钠的蒸馏水洗脱。用苯酚-硫酸法分析含有碳水化合物的所有色谱级分(例如,Masuko T,Minami A,Iisaki N,Majima T,Nishimura S-I,Lee YC,2005.Carbohydrate analysis bya phenol-sulfuric acid method in microplate format.339:69-72),并通过测量490nm的光学密度来定量(Tsai C-C,Lin C-R,Tsai H-Y,Chen C-J,Li W-T,Yu H-M,Ke Y-Y,Hsieh W-Y,Chang C-Y,Wu C-Y,Chen S-T,Wong C-H,2013.The Immunologically ActiveOligosaccharides Isolated from Wheatgrass Modulate Monocytes via Toll-likeReceptor-2Signaling.288:17689-17697)。
实施例51.选择低聚糖以增强肠道微生物组
使用其组成已经先前描述的表型阵列评价细菌分离物在一组简单和复杂的碳水化合物上生长的能力(Martens EC,Lowe EC,Chiang H,Pudlo NA,Wu M等2011.Recognition and degradation of plant cell wall polysaccharides by twohuman gut symbionts.PLoS Biol 9:e1001221)。在37℃无氧条件下,在3天的过程中重复两次收集生长测量值。对于测试的各物种,进行总计三次独立实验(n=6个生长谱/底物/物种)。从各生长曲线计算总生长(Atot)为观察到的最大和最小光学密度(OD600)之差(即,Amax-Amin)。生长率计算为总生长除以时间(Atot/(tmax-tmin)),其中tmax和tmin分别对应于收集Amax和Amin的时间点。
实施例52.施用碳水化合物以缓解实验性GVHD
在BMT前2周开始,通过小鼠的饮用水递送碳水化合物如木糖。然后照射小鼠并继续补充木糖进行移植。在第14和28天,将小鼠安乐死以评估GVHD的病理学证据,并通过表面染色或细胞内染色接着流式细胞术来定量和表征大肠Treg和同种异体反应性效应T细胞。该方法适用于单糖、二糖、低聚糖、多糖及其混合物。
实施例53.预防受试者的移植物抗宿主病
为测定预防GVHD的功效,选择正在进行同种异体造血干细胞移植的受试者。在第-1天施用GVHD预防性方案,其中第0天是移植那天,或第-1天加第17天。研究的一个组包括测试物(test article),第二组是测试物加上标准护理,第三个组是单独的标准护理。标准GVHD预防由以下组成:从第-1天开始的每天两次环孢菌素,目标谷水平>200ng/mL,与甲氨蝶呤短疗程组合(在第+1天15mg/sqm,在第+3天和第+6天10mg/sqm)。从无关供体移植的大多数患者在第-3至-1天以5mg/kg的低剂量接受抗T细胞球蛋白(ATG Fresenius)。为了估计测试物的预防和治疗效果,仔细监测和记录患者呈现的急性和慢性GVHD症状、发作时间、症状的严重程度、对治疗的反应和感染的发生。在治疗前、第4天、第14天、第28天、第3个月和第6个月收集粪便和血液样品。
实施例54.治疗受试者的急性移植物抗宿主病
为测定治疗急性GVHD的功效,舅另外所述的向患有急性GVHD临床特征的受试者施用测试物。测试物每天单独口服施用或与标准护理组合施用。在施用测试物时,受试者至少是在同种异体造血细胞移植后10天,GI症状与II级GVHD一致,并具有GVHD的内镜证据。GVHD的诊断通过肠(食管、胃、小肠或结肠)或皮肤的活检证实。在施用测试物前第-2天和第+1天、第+7天和第+10天收集粪便、血液和其他样品。为评估测试物的治疗效果,仔细监测和记录患者呈现的急性GVHD症状、症状的严重程度、对治疗的反应和感染的发生。
实施例55.治疗受试者的慢性移植物抗宿主病
慢性GVHD在骨髓移植后100天开始的任何时间出现。对慢性GVHD的传统治疗需要用强效药物如皮质类固醇和环孢菌素进行长期的全身免疫抑制治疗。在类固醇难治性慢性GVHD患者中,使用药物如霉酚酸酯、雷帕霉素(西罗莫司)、伊马替尼和利妥昔单抗。为测定治疗慢性GVHD的功效,向患有别处所述的慢性GVHD临床特征的受试者施用测试物。测试物每天单独口服施用或与标准护理组合施用。在施用测试物时,受试者至少是在同种异体造血细胞移植后100天,且具有与慢性GVHD一致的症状。
实施例56.自体BMT受体的免疫调节
选择正在进行自体造血干细胞移植的受试者。在第-1天施用测试物,其中第0天是移植那天,或第-1天加第17天。监测受试者的临床感染特征、器官的功能性以及移植物摄取或植入成功。通过评估移植物对肿瘤的影响来衡量植入。测量的其他结果包括中性粒细胞减少恢复,其通过测量全血球计数来评估。
实施例57.在大鼠模型中预防实体器官移植排斥
受体LBN大鼠的体重为325-350克。ACI供体的体重为200-250克。用口服灌胃向大鼠施用测试物。处理在移植前一天开始,整个处理时间为12-27天。对照大鼠接受盐水。施用测试物24小时后,进行异位心脏移植。用改进的Ono和Lindsey技术(J.of Thoracic andCardiovascular Surgery,57,225-229(1969)移植心脏。每天触诊大鼠,心脏停搏定义排斥的天。
实施例58.实体器官移植接受体的免疫调节
这是通过向所述哺乳动物受体施用有效的移植排斥预防量的测试物来预防移植有实体器官的受体中移植物排斥的方法。移植的实体器官可以包括肾、心脏、皮肤、肺、肝、胰腺、肠、内分泌腺、膀胱或骨骼肌。在移植之前至少24小时(移植前)和移植后24小时开始(移植后)以及第3天、第5天和第15天施用测试物。密切监测患者的临床特征和移植排斥症状以及并发症例如感染。在移植前、第3天、第5天、第15天和第21天收集粪便和血液样品,随后将其进行微生物组分析。通过临床症状以及血清的生化分析(如测量细胞因子水平)来监测免疫反应。
实施例59.抑制抗原呈递细胞
通过Ficoll-Paque(Pharmacia)密度梯度离心制备外周血单核细胞(PBMC)。将等份细胞冷冻在含有10%DMSO的90%FCS中,并在液氮中储存。解冻后,将细胞用MSC培养基(含有低葡萄糖和10%FCS的DMEM)洗涤两次,并重悬于测定培养基(ISCOVE,含有25mMHepes、1mM丙酮酸钠、100μM非必需氨基酸、100U/ml青霉素、100μg/ml链霉素、0.25μg/ml两性霉素B、5.5×10-5M 2-巯基乙醇(所有试剂来自GibcoBLR)和5%人AB血清(Sigma,MLR测试的))。为制备单核细胞衍生的树突状细胞(moDC),将PBMC涂板,并将贴附部分通过CD11cMACS分选对于a.CD11c+DC富集。将待测试的微生物或预先与益生元孵育的微生物或微生物代谢物与CD11c+moDCs孵育4-10h。孵育阶段后,通过染色和FACS分析检查标志物例如CD40、CD80、CD86PD-L1和PD-L2来测量DC成熟的效果。通过FITC-葡聚糖孵育,然后进行FACS分析来测量内吞能力。通过ELISA或细胞内染色来分析细胞因子的产生,例如IL-10、IL-4、IL-12。通过用测试物预孵育的moDC共同培养来分析初始T细胞刺激的影响,其中初始T细胞分离自如上所述的PBMC。通过表面染色,然后FACS分析CD3、CD4、CD25来分析T细胞活化状态。
实施例60.使用体外混合淋巴细胞反应(MLR)测定的微生物组合物对同种异体反 应的抑制
通过Ficoll-Paque(Pharmacia)密度梯度离心制备外周血单核细胞(PBMC)。将等份细胞冷冻在含有10%DMSO的90%FCS中,并在液氮中储存。解冻后,将细胞用MSC培养基(含有低葡萄糖和10%FCS的DMEM)洗涤两次,并重悬于测定培养基(ISCOVE,含有25mMHepes、1mM丙酮酸钠、100μM非必需氨基酸、100U/ml青霉素、100μg/ml链霉素、0.25μg/ml两性霉素B、5.5×10-5M 2-巯基乙醇(所有试剂来自GibcoBLR)和5%人AB血清(Sigma,MLR测试的))。为制备富含T细胞的部分,来自供体X的PBMC通过免疫磁性负选择来耗减单核细胞和B细胞。将PBMC与小鼠抗人CD19和CD14mAb(无叠氮/低内毒素(NA/LE)形式)孵育,随后与生物素偶联的山羊抗小鼠IgG(多重吸附)Ab(所有试剂来自Pharmingen)和链霉亲和素微珠(Miltenyi Biotec)孵育。然后用磁细胞分选机(MACS,Miltenyi Biotec)分离细胞。来自供体Y的PBMC用Cabinet X射线系统(Faxitron X射线,Buffalo Grove,IL)以3600rad(70kV下12分钟)进行X射线照射。为制备单核细胞衍生的树突状细胞(moDC),将PBMC涂板,并将贴附部分通过CD11c MACS分选针对a.CD11c+DC富集。将来自供体X的T细胞(15×106/皿)与来自供体Y的PBMC/moDC(15×106个细胞/皿)在10cm组织培养皿中培养7天。将细胞在37℃,5%CO2气氛中孵育7天。将各种浓度的微生物组合物或用糖预孵育的微生物加入T细胞,所述T细胞在37℃,5%CO2气氛的MLR中活化3天。在对照培养中,不用任何测试试剂培养T细胞。在共培养期结束时,回收T细胞。CD8细胞用抗CD8MicroBeads(Miltenyi Biotec)的阴性免疫磁选择耗减。用抗CD4-PE和抗-CD8-APC抗体(Caltag)染色在耗减之前和之后收集的等份细胞,并用FACS分析。通过表面染色,然后通过CD3、CD4、CD25的FACS分析来分析T细胞活化状态。通过CD3、CD4、CD25、CD127的表面染色和Foxp3细胞内染色,然后通过FACS分析进行调节性T细胞分化的表型分析。通过ELISA或BDTM流式微球技术分析各种细胞因子,包括IL-6、TNF-α。为评估T细胞增殖状态,培养物在涂板后立即用[H3]TdR(Amersham)(5Ci/mmol,1μCi/孔)脉冲18小时,或孵育1、2、3或4天然后用[H3]TdR脉冲额外的18小时。用Harvester 96(Tomtec)收集培养物,用Microbeta Trilux液体闪烁和发光计数器(E.G.&G Wallac)分析过滤器。为评估T细胞增殖状态,培养物在涂板后立即用[H3]TdR(Amersham)(5Ci/mmol,1μCi/孔)脉冲18小时,或孵育1、2、3或4天然后用[H3]TdR脉冲额外的18小时。用Harvester 96(Tomtec)收集培养物,用Microbeta Trilux液体闪烁和发光计数器(E.G.&G Wallac)分析过滤器。为评估对CD8+细胞的细胞毒性能力的影响,在共培养期技术时,通过MACS分选CD8+细胞。然后将CD8+T细胞与靶细胞例如肝细胞和51铬共孵育4-16h。孵育期后,测量上清液中的51铬水平以衡量细胞毒性活性。
实施例61.使用体外混合淋巴细胞反应(MLR)测定的微生物组合物对PHA诱导的T 细胞增殖和T细胞活化的抑制
用PHA(5μg/ml)刺激5×104个T细胞,然后加入各种浓度的测试物。或者,先用测试物孵育T细胞,然后用PHA活化。通过表面染色,然后通过CD3、CD4、CD25的FACS分析来分析T细胞活化状态。为评估T细胞增殖状态,培养物在涂板后立即用[H3]TdR(Amersham)(5Ci/mmol,1μCi/孔)脉冲18小时,或孵育1、2、3或4天然后用[H3]TdR脉冲额外的18小时。用Harvester 96(Tomtec)收集培养物,用Microbeta Trilux液体闪烁和发光计数器(E.G.&GWallac)分析过滤器。
实施例62.来自小鼠或人粪便的细菌分离物的培养和建库
收集完整的粪便样品,并用具有1-3体积的蛋白胨的无菌不锈钢混合器在1-3体积的0.05%蛋白胨中均质化。在预还原的厌氧消毒(PRAS)的稀释空白(Anaerobe Systems)中系列稀释(10倍)约1g样品。将单独的~1g等份称重、在真空烘箱中干燥,并再次称重以计算基于干重的计数。为选择梭菌细菌,包括布劳特氏菌属的种,将100μL均质的粪便样品稀释系列在添加有以下的脑心浸液琼脂(SBA,Becton Dickinson)上涂板:4μg/mL甲氧苄氨嘧啶(Sigma Chemical)和1μg/mL磺胺甲恶唑(Sigma)、Brucella血琼脂(BAP,AnaeobeSystems)、CDC ANA血琼脂(BBL Microbiology Systems)和卵黄琼脂(EYA,AnaerobeSystems)(Finegold SM,Molitoris D,Song Y,Liu C,Vaisanen ML,Bolte E,McTeague M,Sandler R,Wexler H,Marlowe EM,Collins MD,Lawson PA,Summanen P,Baysallar M,Tomzynski TJ,Read E,Johnson E,Rolfe R,Nasir P,Shah H,Haake DA,Manning P,KaulA,2002.Gastrointestinal microflora studies in late-onset autism.Clin InfectDis 1:35)。为选择成孢菌,将稀释液在70-80℃加热10-20分钟,像未加热的均质粪便样品一样以相同方式涂板。在厌氧培养室中37℃生长5天后,选择单个集落。通过以下重复集落的纯化过程:将选择的单个集落再次划线、如上所述生长、并再次选择单个集落。将单个集落在1ml冷冻管中的15%-25%甘油中冷冻,并储存于-80℃。
实施例63.人阴道菌落采样
从阴道侧壁的左侧和右侧一式两份收集阴道菌落(CopanDiagnostics,USA)(Jacobson J.等2014.Vaginal microbiome changes withlevonorgestrel intrauterine system placement.Contraception.90(2):130-135)。为控制可以改变阴道微生物组的变量,在女性月经周期的相同时间(即进入月经周期一周)收集样品,并测试患者的怀孕和最近的性活动(使用前列腺特异性抗原膜测试)。
实施例64.人肺菌落采样
使用气管插管进行支气管镜检查(CombicathTM,KOL Bio-Medical Instruments,USA)。使用注射器,将1mg/kg的普通盐水灌入肺的右中叶中。对于成年患者,将2-5mL支气管肺泡灌洗液(BALF)收集到无菌痰液阱中。对于年龄为三岁或更大的儿童,收集2mL;从1-3岁的儿童收集1mL;从小于1岁的儿童收集0.5mL BALF。样品收集10分钟内,将样品从无菌痰液阱转移至无菌容器,并冷冻储存在-80℃。
实施例65.制备细菌悬浮液
从健康的正常受试者或患有特定病症(所述病症富集了它们的微生物组中独特和期望的物种)的受试者获得来自粪便、唾液或组织的人微生物组样品。将样品稀释以产生在盐水+甘油溶液(0.9%(w/v)NaCl、10%(w/w)甘油)中的10-50%浆液,并置于含滤膜的穿袋(stomaching bag)中。然后将材料均质化,并从袋的过滤侧移除,产生细菌悬浮液。或者,使用混合器,在混合后进行过滤。代替过滤,使用低速离心步骤以除去悬浮液中大的非细菌组分。通过以下滴定细菌悬浮液:产生不同对数的系列稀释液,在BBA琼脂上涂板,并于37℃在无氧条件下生长。每个板10-400个集落则认为集落是可计数的,每个稀释液重复涂板三次。将细菌悬浮液闪冻并储存于-80℃以便将来使用。
分离成孢菌
为分离成孢菌的亚群,用100%乙醇处理细菌浆液1h以制备50%乙醇浆液。或者,加入50℃热处理30分钟以灭活不可形成孢子的细菌。然后通过离心(13000rpm 5分钟)沉淀50%乙醇悬浮液,用等量的10倍体积的盐水和10%的甘油洗涤沉淀3次以除去过量的乙醇。在液氮中将最终的孢子部分在注射级盐水和10%甘油的溶液中快速冷冻以备后续使用并储存在-80℃。
或者,将PBS中的10%w/v人粪便物质悬浮液在80℃的水浴中孵育30分钟。加入甘油至最终浓度15%,将含有富集孢子的材料储存于-80℃。
或者,将PBS中的10%w/v人粪便物质悬浮液制备为含有终浓度为0.5-2%的Triton X-100。在25-37℃振动孵育30分钟后,将样品在1000g离心5-10分钟以沉淀颗粒物和大细胞。从上清液部分回收细菌实体,其中任选进一步处理(例如通过上述的热处理和/或乙醇处理)纯化的孢子群体。
实施例66.测定细菌滴度
通过以下来测定活细菌的计数:在PBS中进行10倍连续稀释,并涂板至Brucella血琼脂培养板或本领域技术人员已知的其它适用的固体培养基(参见例如The Manual ofClinical Microbiology ASM Press,10th Edition or Atlas,Handbook ofMicrobiological Media,4th ed,ASM Press,2010)。将板在37℃孵育2天。从50-400个集落的稀释板计数集落,并用此反算群体中活细菌数。视觉计数通过用于进一步的形态学鉴定的相差显微镜确定。
或者,通过与培养物中之前已经测量光学密度的已知细菌浓度的标准曲线相比较,使用含有细菌的培养基的光密度测量值来确定细菌浓度。
也使用本领域技术人员已知的细胞分选技术来分离和定量细菌(例如参见Nebe-von-Caron,G.,Stephens,P.J.&Hewitt,C.J.Analysis of bacterial function bymulti-color fluorescence flow cytometry and single cell sorting.Journal ofMicrobiological Methods,2000)。用该技术,产生针对所需细菌的特定标记物的表面抗体,并将它们孵育、洗涤和通过流式细胞仪成像,以计数其他细菌或组织的复杂混合物中的细菌。
实施例67.FFAB培养和真菌分离物建库
将微生物样品(例如粪便样品、皮肤拭子样品)在PBS中洗涤并均质化。然后将样品系列稀释,并将5倍稀释液一式三份铺涂在Sobou和葡聚糖琼脂、马铃薯葡聚糖琼脂、麦芽琼脂和酵母蛋白胨葡聚糖(YPD)琼脂上,每个补充有氯霉素(40μg/ml)和卡那霉素(50μg/ml)。或者,可以将培养物在37℃、30℃和20℃的Sabouraud葡聚糖肉汤(SDB;EMD chemicals)的液体条件下生长,随后涂板以富集酵母部分。在有氧和厌氧下,于37℃、30℃和20℃孵育板48小时,然后计数集落。随机选择不同形态的集落,然后重新划线三次以获得纯培养物。然后如上所述在液体培养基中生长培养物,并出于建库目的置于10%甘油并储存于-80℃。可以通过如上所述的提取DNA和进行18S和ITS鉴定将培养物样品进行遗传分析。
实施例68.用质谱测量代谢物
为测定复杂基质中允许特定生长的益生元,使用分馏和质谱技术来鉴定基质中负责特定生长的益生元化合物。基本上,将细菌在已经用标准技术通过HPLC分馏的基质中生长,然后测试级分促进生长的能力。将促进生长的级分进一步分级,或用如下所述的HPLC-MS技术来鉴定基质中的代谢物。此外,用本文所述的方法测定组织、新鲜或用过的培养基、血液或哺乳动物排泄物上的任何代谢组学。存在用于确定样品中代谢物的相对浓度的公认方法,并且是本领域技术人员已知的。与质谱组合的气相或液相色谱表明上述样品中各种代谢物的含量和特征,并通过获得纯代谢产物并在相同的LC-MS系统运行进一步验证。
气相色谱质谱
如之前所述(Metallo等,2012,Fendt等,2013),用有机溶剂和水性样品的单相或双相系统提取极性代谢物和脂肪酸。之前已经描述了极性代谢物和脂肪酸的衍生化(Metallo等,2012)。简言之,通过以下衍生极性代谢物以形成甲氧基-tBDMS衍生物:与吡啶(或MOX试剂(Thermo Scientific)中的2%甲氧基胺盐酸盐(MP Biomedicals)孵育,然后加入N-叔-丁基二甲基甲硅烷基-N-甲基三氟乙酰胺(MTBSTFA)和1%叔-丁基二甲基氯硅烷(t-BDMCS)(Regis Technologies)。将非极性级分(包括三酰基甘油酯和磷脂)皂化成游离脂肪酸,并通过与甲醇中的2%H2SO4孵育或使用甲基-8试剂(Thermo Scientific)进行酯化形成脂肪酸甲酯。使用与Agilent 5975C质谱仪(MS)接口的Agilent 7890A气相色谱仪(GC)上安装的DB-35MS色谱柱(30m x 0.25mm i.d.x 0.25μm,Agilent J&W Scientific)通过GC-MS分析衍生的样品。
极性代谢物的液相色谱质谱
提取后,将样品转移到聚丙烯小瓶中并用Q Exactive Benchtop LC-MS/MS(Thermo Fisher Scientific)分析样品。通过在SeQuant ZIC-pHILIC聚合柱(2.1x150mm5uM,EMD Millipore)上注入2uL样品实现色谱分离。流速设为100uL/分钟,柱室设为25℃,自动进样器样品盘设为4℃。流动相A由100%水中的20mM碳酸铵、0.1%氢氧化铵组成。流动相B是100%乙腈。流动相梯度(%B)如下:0min 80%、5min 80%、30min 20%、31min 80%、42min 80%。将所有流动相引入配置有HESI II探针组的Ion Max源,参数如下:护套气体=40、辅助气体=15、尾气=1、喷雾电压=3.1kV、毛细管温度=275℃、S透镜RF水平=40、加热温度=350℃。用全扫描或靶向选择离子监测(tSIM)方法以负或正模式监测代谢物。对于tSIM方法,通过在自然丰度的一组相邻样品中实验测量四极偏差来纠正原始计数的四极偏差。通过监测具有m-1,m0,m1和m2中心扫描的自然丰度的所有物种的m1/m0比例的测量值与理论值,测量所有物种的四极偏差。纠正四极偏差的技术再次纠正其自然丰度以获得各样品中各化合物的最终质量同位素分布。
实施例69.选择低聚糖来增加肠道微生物组或施用的微生物的生长
使用其组成已经先前描述的表型阵列评价细菌分离物在一组简单和复杂的碳水化合物上生长的能力(Martens EC,Lowe EC,Chiang H,Pudlo NA,Wu M等2011.Recognition and degradation of plant cell wall polysaccharides by twohuman gut symbionts.PLoS Biol 9:e1001221)。将细菌分离物从冷冻母液中取出并在合成的基本培养基中生长过夜,并在PBS中洗涤两次以确保残留物质的最小转移。然后,将它们在具有制造商规定的各种益生元底物的合成基本培养基中生长。在厌氧条件下,于37℃在3天过程内每30分钟重复两次收集生长测量值[(600nm的光学密度(OD600)]。对于测试的各物种,进行总计三次独立实验(n=6个生长谱/底物/物种)。从各生长曲线计算总生长(Atot)为观察到的最大和最小光学密度(OD600)之差(即,Amax-Amin)。生长率计算为总生长除以时间(Atot/(tmax-tmin)),其中tmax和tmin分别对应于收集Amax和Amin的时间点。
这之后可以是一个步骤以确保所选择的低聚糖促进健康状态的肠道微生物组和/或包含治疗组合物的微生物的生长,但不增加与自身免疫性或炎性疾病状态相关的微生物的生长。通过对选定的自身免疫性或炎性病症中超表现的一组细菌(单独或成组)测试寡糖,选择选择性地允许健康状态细菌相对于疾病状态细菌生长增强的益生元。
实施例70.验证选择性益生元增强哺乳动物受试者血液中细菌的生长
获得四个队列的8只6-8周龄Balb/c野生型雄性小鼠,并喂正常的饮食。用含有100ul 0.1mg/ml益生元混合物的100ul 1E4CFU/ml细菌组合物注射一个群组,用单独的100ul 1E4CFU/ml细菌组合物注射第二个群组,用100ul 0.1mg/ml益生元混合物注射第三个群组,最后一个群组通过尾静脉注射载体作为载体对照群组。然后在初次施用后1小时、2小时、4小时、6小时、12小时和24小时,小鼠群组容易地采血。在24小时,进行肉眼尸检,并通过为注射细菌设计的qPCR引物来评估器官(包括淋巴结、肺、肝、胰腺、结肠、肾脏、食道、乳腺、前列腺、膀胱和血液样本)中施用的细菌的量。将样品针对载体对照归一化,并评估细菌的生物分布,其表明与单独施用细菌相比,益生元改变施用细菌的分布的能力。此外,用口服施用1E10CFU/ml的细菌和通过灌胃施用10mg/ml益生元混合物重复实验。益生元混合物表明增加在血液和其他器官(包括肺、肾、肝、结肠、胰腺)中观察到的细菌水平的能力。
进一步进行16s分析以评估在施用的细菌组合物中不存在的细菌对群组的影响。将组合的细菌和益生元组合物与其他群组相比,表明在哺乳动物受试者中观察到生长增加。还用施用纯益生元组合物作为对照对血液进行代谢组学分析,以表明在含有细菌和益生元组合的组合物中不存在的特定细菌代谢物的合适利用和产生。
实施例71.选择免疫调节性碳水化合物或真菌物种
基于与健康微生物组相关的细菌或与疾病状态相关的细菌的产生选择碳水化合物文库,所述疾病包括但不限于1型糖尿病、移植物抗宿主病、克罗恩病、乳糜泻和肠易激综合征。在一些实施方案中,碳水化合物在糖还原末端用胺接头官能化,并溶解在浓度为1mM的磷酸盐缓冲液(50mM NaH2PO4,pH8.5)中。在其他实施方案中,碳水化合物在糖还原末端用硫醇接头官能化,并溶解在浓度为1mM的PBS(pH 7.4;包括等摩尔量的三(2-羧乙基)膦盐酸盐(Thermo Scientific))中。于23℃在60%相对湿度下,使用压电点样装置(S3,Scienion)将这些化合物自动打印(三次重复)到环氧官能化的微阵列玻片(sciChip Epoxy,Scienion)上。将玻片置于加湿室中18小时,然后储存在无水环境中。
使用微阵列前,用水洗涤玻片三次,于50℃用50mM NaH2PO4缓冲液(pH 9)中的100mM乙醇胺孵育1小时,再次用水冲洗三次,最后通过离心干燥。室温下用封闭缓冲液封闭微阵列玻片1小时,并用凝集素缓冲液(10mM HEPES、1mM CaCl2、1mM MgCl2)洗涤三次5分钟。施加在添加有0.01%Tween 20的凝集素缓冲液中稀释的1μg C型凝集素受体结合蛋白样品,并将玻片在室温下孵育1小时。将阵列用凝集素缓冲液洗涤三次5分钟,在室温下应用在含有0.5%BSA的凝集素缓冲液中以1:100稀释的单克隆小鼠抗人IgG1-AlexaFluor 488(Invitrogen,Carlsbad,CA)1小时。然后用凝集素缓冲液洗涤玻片两次,用蒸馏水洗涤一次,1000rpm离心5分钟,Genepix scanner 7(Molecular Devices,Sunnyvale,CA,USA)扫描。用Genepix Pro 7(Molecular Devices,Sunnyvale,CA,USA)通过测量平均荧光强度(MFI)来测定结合亲和性(Maglinao M,Eriksson M,Schlegel MK,Zimmermann S,Johannssen T,S,Seeberger PH,Lepenies B,2014.A platform to screen forC-type lectin receptor-binding carbohydrates and their potential for cell-specific targeting and immune modulation,Journal of Controlled Release,175:36-42)。C型凝集素受体的配体通常来源于真菌,因此除了是碳水化合物的选择机制,该方法还用于免疫调节性真菌物种的选择机制。
实施例72.共培养细菌加益生元和宿主细胞并分析宿主细胞的细胞因子反应
在存在和不存在(作为对照)一种或多种选择的益生元碳水化合物下进行以下工作。该测定可用于测试或确认益生元-细菌对引起免疫调节反应从而促炎性细胞因子的产生或释放降低和/或抗炎性细胞因子的产生或释放增加的能力,可用于评估益生元存在或不存在情况下细胞因子反应的差异,和/或用于评估一系列益生元候选物。从ATCC获得或从人供体纯化梭菌细胞,将其在37℃的脑心浸液肉汤中培养。静止生长24小时后,通过离心(3000g,15分钟)收获细菌。为测试孢子对人肠道细胞和/或人外周血单核细胞(PBMC)的影响,在离心步骤前首先用热杀死细菌(95℃,30分钟)。用1x PBS(pH 7.2,Gibco BRL)洗涤细菌(或孢子)三次,然后稀释以获得RPMI 1640培养基(Gibco BRL)中终细胞密度为106-107个菌落形成单位(cfu)/ml。
将人肠上皮样Caco-2细胞(第60-65代)以2.5×105个细胞/ml的密度接种在25mm细胞培养池上(0.4μm核孔大小;Becton Dickinson)。将所述池置于6孔组织培养板(Nunc)上,并在添加有以下的DMEM(谷氨酰胺,高葡萄糖;Amimed)中于37℃/10%CO2培养18-22天:20%去补体的胎牛血清(56℃,30分钟;Amimed)、1%MEM非必需氨基酸(Gibco BRL)、10μg/ml庆大霉素(Gibco BRL)和0.1%青霉素/链霉素(10 000IU/ml/10 000UG/ml;Gibco BRL)。每两天更换细胞培养基,直到细胞全部分化。使用MultiCell-ERS电压表/欧姆计或如实施例44所述,在融合的CaCO-2单层中连续测定跨上皮电阻(TEER)。
将用CaCO-2细胞单层覆盖的组织培养池用预热的RPMI 1640培养基洗涤两次,并转移至6孔组织培养板。将2mL培养基添加至transwell细胞培养系统的顶端和基底外侧室。
然后,在不存在庆大霉素的情况下,通过加入106-107cfu/ml梭菌细菌或孢子激发顶端表面的CaCO-2单层。4小时后,加入庆大霉素(150μg/mL)以停止细菌生长和代谢物分泌。在37℃,10%CO2孵育箱中,用细菌或孢子刺激CaCO-2细胞6-36小时。然后收集CaCO-2细胞,用冷1xPBS(pH 7.2)洗涤一次,并在变性溶液中裂解用于提取RNA(Micro RNAIsolation Kit,Stratagene)。将细胞裂解物储存于-20℃,从顶端室收集细胞培养上清液并于-20℃冷冻。通过用逆转录聚合酶链式反应(RT-CPR)技术分析细胞因子基因转录(TNF-α、IL-8、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)、TGF-β、IL-12、IFN-γ、IL-4、IL-10)和用ELISA测定细胞培养上清液中的细胞因子分泌来监测CaCO-2细胞的免疫应答(Haller D,Bode C,HammesWP,Pfeifer AMA,Schiffrin EJ,Blum S,2000.Non-pathogenic bacteria elicit adifferential cytokine response by intestinal epithelial cell/leucocyte co-cultures.Gut.47:79-97)。
实施例73.分析微生物产生的短链脂肪酸和乳酸
可以基于其发酵产物选择用于向患者施用的微生物。可以针对产生免疫抑制性短链脂肪酸如丙酸盐(丙酸)和/或丁酸盐(丁酸)的能力选择微生物。这种分析还用于配对微生物和益生元碳水化合物,从而益生元碳水化合物是生产所需免疫抑制性发酵产物的底物。
在HPLC级水(VWR)中制备5M标准母液[甲酸(FA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)、丁酸(BA)、戊酸、异己酸、D/L-乳酸(D/L-LA)、2-乙基-丁酸和庚二酸(Sigma Aldrich)]。在含有NaOH的HPLC级水(Sigma Aldrich)中制备0.2M琥珀酸(SA)内标物以促进溶解。通过用HPLC级水适当稀释母液来制备0.5M和0.05M的合并工作液(WS,含有FA、AA、PA、BA和LA)。制备水/甲醇(50/50,v/v)中的0.1M戊酸、异己酸、2-乙基丁酸和庚二酸的标准溶液。
如实施例18和36所述,购买或从人供体或患者纯化微生物,并将其在M2GSC培养基中生长。M2GSC培养基的pH为6,且每100mL包含:30mL瘤胃液、1g酪蛋白胨、0.25酵母提取物、0.2g葡萄糖、0.2g纤维二糖、0.2g可溶淀粉、0.045g K2HPO4、0.045g KH2PO4、0.09g(NH4)2SO4、0.09g NaCl、0.009g MgSO4·7H2O、0.009g CaCl2、0.1mg刃天青、0.4g NaHCO3和0.1g半胱氨酸盐酸盐。
为分析微生物产生的短链脂肪酸,将1mL微生物培养物的上清液置于pyrex萃取管中,向各标准样品或实验样品加入50μL SA母液作为内标。将样品在室温振荡并平衡5分钟。然后,加入100μL浓HCl(VWR),然后振荡15秒。通过使用5mL二乙醚(VWR)轻轻滚动提取样品20分钟。离心(5分钟,3500rpm)后,将上清液转移至另一个pyrex萃取管中,并加入500μL 1M的NaOH溶液。将水相转移至自动上样器小瓶,并加入100μL浓HCl。振荡后,将10μL等份注入HPLC-UV装置,其包含带真空脱气的P4000梯度泵、AS3000自动进样器(10℃)、UV6000检测器和SN4000模块。
如De Baere S.,Eeckhaut V.,Steppe M.,De Maesschalck C.,De Backer P.,Van Immerseel F.,Croubels S.,2013Development of a HPLC–UV method for thequantitative determination of four short-chain fatty acids and lactic acidproduced by intestinal bacteria during in vitro fermentation.Journal ofPharmaceutical and Biomedical Analysis.80:107-115所述进行色谱分离。
实施例74.制备用于向患者施用的微生物和益生元组合物的方法
将一个细菌或真菌菌株单独培养,在施用前与选择的益生元碳水化合物混合。将菌株在37℃、pH 7的GMM或其他不含动物产品的培养基(用1g/L半胱氨酸YHCl预还原)中生长。当各菌株达到足够生物量后,在低温管中加入15%甘油然后在-80℃冷冻保存用于建库。然后将菌株培养至1010CFU/mL的浓度,然后通过切向流微滤浓缩20倍。用过的培养基通过用由2%明胶、100mM海藻糖和10mM磷酸钠缓冲液组成的保存培养基或其他合适的保存培养基进行渗滤来交换。将悬浮液冷冻干燥为粉末并滴定。
干燥后,将粉末与微晶纤维素和硬脂酸镁混合,配制为250mg明胶胶囊,其含有10mg冻干粉(108-1011个细菌)、160mg微晶纤维素、77.5mg明胶和2.5mg硬脂酸镁,以及益生元混合物。益生元混合物是粉末形式,并以约3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45、1:50、1:55、1:60、1:70、1:80、1:90、1:100或1:500的益生元:微生物比率与微生物组合物混合。
实施例75.用于照射和化疗诱导黏膜炎的大鼠模型
可以从Central Animal Research Facility,Manipal University,Manipal(License No.94/1999CPCSEA)获得18只150-200g的14-16周龄的雌性Wistar大鼠。将大鼠饲养在聚碳酸酯笼子中,并且自由获取标准大鼠食物和过滤水。适应环境一周后,通过口服施用6mg/kg的白消安(Sigma–Aldrich Co.LLC,St.Louis,MO,USA)4天对大鼠进行化疗。为向大鼠施用红外照射,使用甩尾仪(型号37360,Ugo Basile Srl,Comerio,VA,Italy)。在用白消安处理的第1天和第4天,用轻微的乙醚麻醉大鼠,将其舌头背面暴露于强度为40mV/cm2的IR照射下5秒(Patel A,Rajesh S,Chandrashekar VM,Rathnam S,Shah K,Rao CM,Nandakumar K,2013.A rat model against chemotherapy plus radiation-inducedmucositis.Saudi Pharmaceutical Journal.21:399-403)。
实施例76.用于骨髓移植的小鼠模型
从Jackson Laboratory(Bar Harbor,Maine,USA)购买雌性C57BL/6和B6D2F1小鼠。从12-20周龄的小鼠的股骨和胫骨收获骨髓。接受移植前,让B6D2F1小鼠接受14Gy的总身体照射(137Cs源)。照射两次,间隔3小时。用来自C57BL/6小鼠的2x10^6个尼龙毛非粘附性脾T细胞补充5x10^6个骨髓细胞,并悬浮于Leibovitz L15培养基(Life TechnologiesInc.,New York USA)中,并通过静脉输注(0.25mL)至B6D2F1小鼠进行移植(Cooke KR,Gerbitz A,Crawford JM,Teshmia T,Hill GR,Tesolin A,Rossignol DP,Ferrara JLM,2001.LPS antagonism reduces graft-versus-host disease and preserves graft-versus-host leukemia after experimental bone marrow transplantation.TheJournal of Clinical Investigation.107:1581-1589)。
实施例77.用于研究移植物抗宿主病中的肠道微生物组的小鼠模型
在含有肝素钠的试管中收集来自健康人供体的血液。将血液在等体积的含有2%v/v胎牛血清且不含Ca2+和Mg2+的磷酸缓冲盐水中稀释,并在室温下200xg离心10分钟。除去白色的“白细胞层”以产生人外周单核细胞(huPBMC),在RPMI 1640中洗涤5次,并在具有去补体的20%人AB血清(56℃,30分钟,Sigma)和150μg/mL庆大霉素的RPMI 1640中稀释(2x106个细胞/mL)。
在4-5周大,用脂质体氯膦酸二钠(VU Medisch Centrum)预处理Rag2-/-γc-/-小鼠(从Taconic购买)并进行亚致死照射(1Gy/6g),然后用3.0×107huPBMC进行腹腔内移植。4周后,将这些人源化小鼠进行亚致死照射,1天后,静脉注射1.0×107异体huPBMC(1Gy/6g)。每天监测移植小鼠的GVHD症状,包括体重减轻、温度变化和腹泻(Zheng J,Liu Y,Liu U,Liu M,Xiang Z,Lam K-T,Lewis DB,Lau Y-L,Tu W,2013.Human CD8+ Regulatory TCells Inhibit GVHD and Preserve General Immunity in Humanized MiceSci TranslMed 5:168ra9)。
实施例78.检测抗原呈递细胞中的细菌
可以使用以下方法来评估微生态失调的持续性或疾病相关细菌。任选地,可以应用这些方法来评估向患者施用的细菌或与患者的天然“健康”微生物组相关的细菌的免疫调节性能。
根据标准方法或试剂盒方案(例如,Inaba K,Swiggard WJ,Steinman RM,RomaniN,Schuler G,2001.Isolation of dendritic cells.Current Protocols inImmunology.Chapter 3:Unit3.7)从骨髓或血液分离树突状细胞(DC),或从ATCC获得DC。
根据制造商的说明,用pGLOTM细菌转化试剂盒(BioRad,USA)制备表达GFP的梭菌细菌。
为评估DC中的细菌进入和/或存在,250000DC接种在圆盖玻片上完全RPMI-1640培养基中,然后用表达GFP的梭菌细菌感染。感染1小时后,用冰冷PBS洗涤细胞两次。为杀死细胞外细菌,在添加有50μg/ml庆大霉素的完全RPMI-1640培养基中孵育细胞2-3小时。用100%甲醇在-20℃将细胞固定并透化10分钟,用PBS和3%牛血清白蛋白封闭1小时。孵育后,洗涤盖玻片三次,载于显微镜玻片上,并在共焦显微镜(例如fluoview FV100Olympus共焦显微镜)上分析。计数含有细胞内细菌的细胞数,针对视野内的细胞总数并归一化。用Z叠层分析(使用0.5μm步长)区分细胞内细菌和细胞外细菌(Bueno SM,Wozniak A,Leiva ED,Riquelme SA,LJ,Hardt WD,Riedel CA,Kalergis AM,2010.Salmonellapathogenicity island 1differentially modulates bacterial entry to dendriticand non-phagocytic cells.Immunology.130:273-87)。为检测树突状细胞外的细菌,可以对其中可见针对GFP表达细菌的免疫特异性抗体的细胞进行共焦显微分析。
此外或替代地,用庆大霉素保护试验来评估DC内的细菌存活。将梭菌细菌的过夜培养物分培养,直到它们的OD600达到0.5-0.7,然后洗涤并重悬于冰冷PBS中。用感染复数(MOI)等于25的细菌感染DC 1小时。洗涤DC,通过将DC与50μg/ml庆大霉素(Sigma-Aldrich)一起孵育来杀死细胞外细菌。为回收细胞内细菌,计数10000个活细胞,并在PBS中用0.1%Triton-X-100裂解15分钟。将裂解的细胞接种至Luria–Bertani琼脂板,并在37℃孵育12-16小时以计数细胞内细菌(表示为菌落形成单位CFU)。将庆大霉素保护试验的数据相对于各实验中所得的最大量(定义为100%)作为回收的CFU的百分比归一化(Bueno SM,WozniakA,Leiva ED,Riquelme SA,LJ,Hardt WD,Riedel CA,Kalergis AM,2010.Salmonella pathogenicity island 1differentially modulates bacterialentry to dendritic and non-phagocytic cells.Immunology.130:273-87)。也可以用巨噬细胞(从ATCC获得)替代DC以基本上相同的方式进行以上所述的方法。
实施例79.检测MLN、PLN和脾中的细菌
可以在器官中检测放射性标记的细菌,并用作动物模型中细菌转位的指示剂。
为制备放射性标记的细菌,重复以下步骤三次:从ATCC获得细菌样品(例如大肠埃希氏菌ATCC-10536),并在合适培养基(例如胰蛋白酶抑制剂琼脂)中生长过夜。第二天,将菌株转移至含有10mL无菌盐水溶液的试管中。在分光光度计中,将细菌浓度调节至580nm的透射率为11%,相当于约108CFU/mL。在37℃,将2mL细菌悬浮液在含有1mL氯化亚锡溶液(580μM,pH 7.0)的试管中孵育10分钟。孵育后,加入从无菌99Mo/99mTc发生器(IPEN/Brazil)洗脱所得的37.0–55.5MBq 99mTc,将样品在37℃孵育10分钟。将试管在3000g离心25分钟。
一旦重复三次后,用剂量校准仪(CRC-25R Dose Calibrator;Capintec,Ramsey,NJ)测量上清液和沉淀物中的放射性,通过将沉淀物的cpm除以总cpm(沉淀加上清液)并乘以100%将来计算标记效率。
成年Swiss雄性小鼠喂食标准食物。如果实验需要,评估处理(例如补充瓜氨酸、微生物组合物和/或免疫调节或益生元碳水化合物),将喂食标准食物和处理的小鼠与仅喂食标准食物的小鼠相比较。通过灌胃,向小鼠施用0.1mL含有1.8MBq 99mTc–标记的细菌(107CFU/mL)的悬浮液。一天或两天后,将动物麻醉,取出肠系膜淋巴结(MLN)、腘窝淋巴结(PLAN)和脾,称重,并置于试管中。使用具有NaI(Tl)晶体的计数器(ANSR;Abbott,Chicago,IL)评估掺入的放射性,并针对器官重量归一化(Batista MA,Nicoli JR,Martins Fdos S,Machado,JA,Arantes RM,Quinino IE,Correia MI,Cardoso VN,2012.Pretreatment withcitrulline improves gut barrier after intestinal obstruction in mice.JPEN JParenter Enteral Nutr.36:69-76)。
实施例80.通过连蛋白ELISA测量肠完整性
用氯胺酮麻醉年龄匹配的雄性糖尿病易感大鼠和耐糖尿病大鼠,并通过放血在不断增加的年龄(20、50、75和>100天)下杀死。打开大鼠腹壁,分离小肠环,并通过将0.5mlPBS滴入近端小肠进行腔内灌洗,然后抽吸。吸出物储存在-80℃,直到如下进行连蛋白ELISA。在4℃用多克隆兔连蛋白特异性抗Zot抗体(稀释1:100)涂覆塑料微量滴定板(Costar,Cambridge,MA)过夜,然后通过在室温下用0.05%PBS–Tween 20孵育15分钟进行封闭。将连蛋白(0.78–50ng/ml)系列稀释于0.05%PBS-Tween 20来制作标准曲线。将等量的标准和实验样品分装入微滴定板孔中,并在室温下孵育1小时。通过洗涤除去未结合的连蛋白,并将孔在室温下通过搅拌与生物素化的抗Zot抗体孵育1小时。通过在0.1M Tris·HCl、1mM MgCl 2、1%BSA,pH 7.3中加入100μl以1:20000稀释的Extra-Avidin(Sigma)进行显色反应15分钟,然后用100μl的1mg/ml对硝基苯基磷酸盐底物(Sigma)溶液孵育。30分钟后读取405nm处的吸光度(Watts T,Berti I,Sapone A,Gerarduzzi T,Not T,Zielke R和Fasano A,2005.Role of the intestinal tight junction modular zonulin in thepathogenesis of type I diabetes in BB diabetic-prone rats.PNAS.102:2916-2921)。
实施例81.通过紧密连接蛋白的蛋白质印迹测量肠完整性
也可以通过蛋白质印迹测量紧密连接蛋白水平来评估肠道完整性。这种情况下,使用用于封闭和带状闭合蛋白-1(zonaoccludin-1)的一级抗体(Grand Island,NY)、用于闭合蛋白-1(claudin-1)和闭合蛋白-2的一级抗体(Santa Cruz Biotechnology,CA)和二级抗体(荧光素偶联的山羊抗小鼠和山羊抗兔,来自Santa Cruz Biotechnology,CA)。从适当的动物模型(例如小鼠或大鼠)中收获空肠中部的肠(mid-jujunal intestine)的一厘米切片,并立即在1mL冰冷RIPA-缓冲液(50mM TRIS-HCl、pH 7.4、150mM NaCl、1mM DTT、0.5mMEDTA、1.0%NP40、0.5%脱氧胆酸钠、0.1%SDS、2mM苯基甲基磺酰氟、20μg/ml抑肽酶、2μg/ml亮肽素和2mM原钒酸钠)中均质化。将组织裂解物进行超声,在冰上孵育20分钟,并在4℃离心,收集所得上清液用于免疫沉淀。用本领域技术人员已知的技术,包括但不限于Bradford试验来测量上清液的蛋白浓度。将样品煮沸5分钟,然后将来自各样品的2μg蛋白上样至10%丙烯酰胺凝胶的泳道中。电泳后,将蛋白质转移至硝基纤维素膜,然后用针对闭合蛋白(occludin)、带状闭合蛋白-1、闭合蛋白-1和/或闭合蛋白-2的一级抗体在4℃孵育过夜。然后用1×TBST洗涤滤膜,并用与辣根过氧化物酶(HRP)偶联的二级抗体在室温下孵育1小时。然后通过化学发光检测每个紧密连接蛋白的免疫复合物(Alaish SM,Smith AD,Timmons J,Greenspon J,Eyvazzadeh D,Murphy E,Shea-Donahue T,Cirimotich S,Mongodin E,Zhao A,Fasano A,Nataro JP,Cross A,2013.Gut microbiota,tightjunction protein expression,intestinal resistance,bacterial translocation andmortality following cholestasis depend on the genetic background of thehost.Gut Microbes.4:292-305)。
实施例82.测定酒精中毒小鼠模型中的肠渗透性
用含有乙醇(35%的总热量)或不含乙醇的改良的Lieber–DeCarli饮食喂食8周龄雄性C57BL/6N小鼠1周,然后在3-4天过程中逐渐增加乙醇的量(最大为35%的总能量)。喂食乙醇8周后,将小鼠禁食过夜,用戊巴比妥钠(nembutal,80mg/kg)腹膜内麻醉,收集并称重整个肠样品。将新鲜分离的肠段(十二指肠、空肠、回肠)置于Krebs-Henseleit碳酸氢盐缓冲液中,然后如下用于离体肠渗透性试验。将肠段的一端用缝线连接,并使用灌胃针将200μl荧光葡聚糖-FITTC(FD-4;M.W.4,000,40mg/ml)注射到内腔中。肠段的另一端结扎形成肠囊。将肠囊在Krebs-Henseleit碳酸氢盐缓冲液中冲洗并置于4ml新鲜缓冲液中,然后在37℃下孵育20分钟。使用激发波长为485nm、发射波长为530nm的分光荧光计测量从内腔透入缓冲液的FD-4(Kirpich IA,Feng W,Wang Y,Lie Y,Barker DF,Barve SS,McClainCJ,2011.The Type of Dietary Fat Modulates Intestinal Tight JunctionIntegrity,Gut Permeability,and Hepatic Toll-Like Receptor Expression in aMouse Model of Alcoholic Liver Disease.Alcoholism:Clinical and ExperimentalResearch.36:835-846)。
实施例83.检测远端器官中的细菌
将来自再灌注15分钟后的肝脏或脾脏活检的片段移至含有巯基乙酸盐的无菌管中,并立即在培养基上培养,所述培养基包括但不限于血琼脂、厌氧菌补充的血琼脂、巧克力血琼脂、MacConkey琼脂和Sabouraud琼脂。如上所述(实施例18)或用实施例36所述的其他培养基纯化细菌,如上所述(实施例7、31、62-65)进行16S rDNA测序。
实施例84.微生物群的远端效应
已经确定,微生物组中某些益生菌的存在在某些免疫调节性癌症疗法(包括抗PD-1和抗CTLA-4抗体)的治疗效能中起作用。具体地,已经发现,将某些细菌添加到受试者的肠道中增强这些检查点抑制剂的活性,导致抗肿瘤T细胞应答增加和肿瘤生长的抑制(参见Vétizou,等Science,Nov.5,2015,science.aad1329和Sivan等Science,Nov.5,2015,science.aac4255)。
具体地,已经表明,口服双歧杆菌或拟杆菌益生菌,而不是乳杆菌增加对癌症的检查点抑制剂疗法的反应性(Sivan等,Vetizou等)。抗PD-1和抗CTLA-4抗体治疗缓解了阻断或检查点,其否则限制抗肿瘤免疫。这些抗体的检查点抑制导致抗肿瘤T细胞免疫应答增加和更有效地杀死癌症细胞。已经表明,肿瘤周围的微生物组与正常邻近组织中的微生物组不同,这是免疫系统和癌症之间相互作用的结果。观察到,将某些细菌添加至肠道中影响免疫系统和远端位点的肿瘤生长,这表明对这些远端位点的肿瘤微生物组的伴随影响。
为使由检查点抑制剂和某些肠道细菌的组合诱导的免疫细胞起作用,细胞必须到达肿瘤位点,改变免疫和肿瘤环境两者,这也将改变肿瘤微生物组。因此,引入肠道的细菌的存在导致远端位点的肿瘤微生物组的改变。以上研究表明微生物的远端效应和某些细菌在某些癌症治疗有效性中的作用。
参考文献
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8.Illumina.(2014).Frequently Asked Questions:16S MetagenomicSequencing.Retrieved from http://www.illumina.com/content/dam/illuminamarketing/documents/pro ducts/other/16smetagenomics-faq-1270-2014-003.pdf
9.Rao S,Kupfer Y,Pagala M,Chapnick E和Tessler S.(2011).Systemicabsorption of oral vancomycin in patients with Clostridium difficileinfection.Scand J Infect Dis 5:386-388.
表1.参见,如WO2014/121304
表1A.示例性免疫调节细菌物种
表1B.本发明中有用的示例性细菌
表1C.本发明中有用的示例性细菌
表1D.本发明中有用的示例性细菌
表1E.本发明中有用的示例性细菌
Akkermansia muciniphila
粪肠球菌
产酸克雷伯氏菌
鼠李糖乳杆菌
表皮葡萄球菌
绿色链球菌
殊异韦荣氏球菌
表1F.本发明中有用的示例性细菌
表2A:通过菌落挑选鉴定为可发芽和可形成孢子的物种
表2B.通过16S菌落选择途径鉴定为可发芽的物种
表2C.通过16S NGS途径鉴定为可形成孢子的物种
表3:急性GVHD阶段的标准
器官
皮肤<25%25-50%>50%或普遍的
(斑状丘疹普遍性红皮病占身体红皮病大疱形成表面积的百分比)或脱皮肝34-5051-102 103-255>255
(胆红素mmol L)[2-3][3-6][6-15][>15]
[胆红素mg/dL])(或AST 150-750U/L)
肠>30mL kg或>60mL/kg或>90mL/kg或>2000mL/天或
(每日腹泻>500mL(2)>1000mL>1500mL严重腹部容积)伴有或不伴有肠梗阻的疼痛
表4.识别益生元活性的COG
表5:存活GHVD患者中富集的物种列表
戈氏乳杆菌
发酵乳杆菌
路氏乳杆菌
粪肠球菌
耐久肠球菌
Enterococcus villorum
植物乳杆菌
乳酸片球菌
巴氏葡萄球菌
科氏葡萄球菌
血链球菌
虫草链球菌
缓症链球菌
链球菌属SCA22
链球菌属CR-3145
咽峡炎链球菌
变异链球菌
Coprobacillus cateniformis
Clostridium saccharogumia
长下颌真杆菌DSM 3991
梭菌属PPf35E6
索氏梭菌ATCC 9714
扭链瘤胃球菌
活泼瘤胃球菌
梭状梭菌
卵瘤胃球菌
Blautia producta
梭菌属ID5
Megasphaera micronuciformis
小韦荣氏菌
甲基戊糖梭菌
Clostridium islandicum
普氏粪杆菌
Bacteroides uniformmis
多形拟杆菌
Bacteroides acidifaciens
卵形拟杆菌
脆弱类杆菌
吉氏副拟杆菌
Propinionibacteirum propionicum
Actinomycs hyovaginalis
粘滑罗斯菌
Rothia aeria
短双歧杆菌
Scardovia inopinata
迟缓埃格特菌
表6:测试碳源利用的厌氧细菌物种(Biolog板)
购买的物种: 新分离的物种:
活泼瘤胃球菌(EPV1) Blautia luti BlnIX(EPV114)
直肠真杆菌(EPV2) Blautia luti ELU(EPV54)
B.luti(EPV3) 活泼瘤胃球菌(EPV102)
B.wexlerae(EPV5) Blautia faecis(EPV78)
C.leptum(EPV6) 扭链瘤胃球菌(EPV76)
B.faecis(EPV15) Blautia wexlerae SJTU1416(EPV52)
B.obeum(EPV20) 布劳特氏菌属WAL14507(EPV64)
B.producta(EPV21) 未培养细菌SJTU1416(EPV51)
B.coccoides(EPV22) 未培养细菌GQ8980099(EPV47)
B.hydrogenotrophica(EPV23) 直肠真杆菌(EPV35)
B.hansenii(EPV24)
表7:示例性益生元/碳源
表8:来自万古霉素处理的小鼠的阴道样品中以低频率检测的细菌物种
除非另有说明,否则本说明书(包括权利要求书)中使用的所有表示成分、反应条件等的量的数字应理解为在所有情况下都被术语“约”修饰。因此,除非另有相反说明,否则数值参数是近似值并且可根据寻求获得的所需特性而改变。最起码以及并非试图限制与权利要求的范围等同的原理的应用,每个数值参数应根据有效数位和普通的舍入技术来进行理解。
除非另有说明,否则在一系列要素前面的术语“至少”应理解为是指该系列中的每个要素。
虽然本发明已特别示出并参考优选实施方案和各种替代实施方案进行描述,但相关领域的技术人员将会理解,可在不偏离本发明的精神和范围的情况下在其中作出形式和细节的各种变化。
在本说明书主体内引用的所有参考文献、授权专利和专利申请在此出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。
出于说明的目的,已经提供了本发明的实施方式的前述描述;但并不旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。相关领域的技术人员可以理解,根据以上公开内容,许多修改和变化是可能的。
最后,说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导目的而选择的,并且其可能没有被选择来描绘或限制本发明的主题。因此,本发明的范围旨在不受该详细描述的限制,而是由在此基于申请发布的任何权利要求来限制。因此,本发明的实施方式的公开旨在说明而非限制在所附权利要求中列出的本发明的范围。

Claims (133)

1.一种减少受试者中炎症的方法,其包括向所述受试者施用包含分离的、抗炎细菌群体的益生菌组合物,使得所述受试者中的炎症减少。
2.权利要求1所述的方法,其中所述益生菌组合物包含药学上可接受的赋形剂。
3.权利要求1所述的方法,其中所述受试者具有自身免疫性或炎性紊乱。
4.权利要求3所述的方法,其中所述自身免疫性或炎性紊乱选自由以下构成的组:移植物抗宿主病(GVHD)、炎性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎、克罗恩病、多发性硬化(MS)、系统性红斑狼疮(SLE)、I型糖尿病、类风湿性关节炎、综合征和乳糜泻。
5.权利要求1所述的方法,其中施用所述益生菌组合物减少所述受试者胃肠道中的炎症。
6.权利要求1所述的方法,其中在第一位点处施用所述益生菌组合物减少所述受试者在远端部位处的炎症。
7.权利要求6所述的方法,其中所述远端部位是血液、皮肤、阴道、肝脏、脾脏、输卵管、子宫或其组合。
8.前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述受试者具有微生态失调。
9.权利要求8所述的方法,其中所述微生态失调是胃肠微生态失调。
10.权利要求8所述的方法,其中所述微生态失调是远端微生态失调。
11.前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述抗炎细菌群体减少人外周血单核细胞(PBMC)的促炎细胞因子分泌和/或增加其抗炎细胞因子分泌。
12.权利要求11所述的方法,其中所述抗炎细菌群体减少选自以下的促炎细胞因子的分泌:IFNγ、IL-12p70、IL-1α、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α、MIP1β、TNFα及其组合。
13.权利要求11所述的方法,其中所述抗炎细菌群体增加选自以下的抗炎细胞因子的分泌:IL-10、IL-13、IL-4、IL-5、TGFβ及其组合。
14.权利要求1所述的方法,其中所述抗炎细菌群体包含一种或多种梭菌目(Clostridiales)的细菌物种。
15.权利要求14所述的方法,其中所述细菌物种是来自布劳特氏菌属(Blautia)、梭菌属(Clostridium)或瘤胃球菌属(Ruminococcus)。
16.权利要求14所述的方法,其中所述细菌群体包含表1中所列的单一细菌物种。
17.权利要求14所述的方法,其中所述细菌群体包含表1中所列的两种或更多种细菌物种。
18.权利要求14所述的方法,其中所述细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的单一细菌物种。
19.权利要求14所述的方法,其中所述细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的两种或更多种细菌物种。
20.前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述抗炎细菌的水平在所述受试者的胃肠道中增加。
21.权利要求20所述的方法,其中所述抗炎细菌植入所述受试者的胃肠道中。
22.前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述抗炎细菌的水平在所述受试者中施用部位的远端部位处增加。
23.权利要求22所述的方法,其中在施用所述益生菌组合物之前,所述抗炎细菌不在所述受试者的胃肠道的远端部位处可检测地存在。
24.权利要求22所述的方法,其中所述抗炎细菌移位至所述受试者内的远端部位。
25.权利要求22所述的方法,其中所述胃肠道远端的部位是血液、皮肤、阴道、肝脏、脾脏、输卵管、子宫或其组合。
26.前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述益生菌组合物中不存在的细菌物种的水平在所述受试者的胃肠道中增加。
27.前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述益生菌组合物中不存在的细菌物种的水平在所述受试者的胃肠道的远端部位处增加。
28.权利要求27所述的方法,其中所述胃肠道远端的部位是血液、皮肤、阴道、肝脏、脾脏、输卵管、子宫或其组合。
29.前述权利要求任一项中所述的方法,另外包括向所述受试者施用益生元。
30.权利要求29所述的方法,其中所述益生元增加所述益生菌组合物中存在的所述抗炎细菌群体的生长。
31.权利要求29所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的单体或聚合物:阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚葡萄糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其组合。
32.权利要求29所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的单体或聚合物:半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3’-岩藻糖基乳糖、3’-唾液乳糖、6’-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2’-2’-岩藻糖基乳糖及其组合。
33.权利要求29所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的单糖:阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖及其组合。
34.权利要求29所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的二糖:木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖及其组合。
35.权利要求29所述的方法,其中所述益生元包含多糖,其中所述多糖是低聚木糖。
36.权利要求29所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的糖:阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖、木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖、低聚木糖及其组合。
37.一种治疗受试者中远端微生态失调的方法,其包括以足以改变施用、植入或定植部位远端的部位处的微生物组的量向所述受试者施用包含分离的细菌群体的益生菌组合物,使得所述远端微生态失调被治疗。
38.权利要求37所述的方法,其中所述益生菌组合物包含在所述远端微生态失调的部位处缺乏的细菌物种。
39.权利要求37所述的方法,其中存在于所述益生菌组合物中的细菌物种在所述远端微生态失调的部位处增加。
40.权利要求39所述的方法,其中在施用所述益生菌组合物之前,在所述远端微生态失调的部位处增加的细菌物种不在所述远端微生态失调的部位处可检测地存在。
41.权利要求39所述的方法,其中所述细菌物种移位至所述远端微生态失调的部位。
42.权利要求37所述的方法,其中所述益生菌组合物中不存在的细菌物种在所述远端微生态失调的部位处增加。
43.权利要求37-42任一项中所述的方法,其中所述远端微生态失调的部位是血液、皮肤、阴道、肝脏、脾脏、输卵管、子宫或其组合。
44.权利要求37所述的方法,其中所述微生态失调由产生短链脂肪酸的微生物的缺乏引起。
45.权利要求44所述的方法,其中所述益生菌组合物包含产生短链脂肪酸的细菌物种。
46.权利要求37所述的方法,其中所述微生态失调由产生乳酸的微生物的缺乏引起。
47.权利要求46所述的方法,其中所述益生菌组合物包含产生乳酸的细菌物种。
48.权利要求37所述的方法,其中所述益生菌组合物减少施用部位处的炎症。
49.权利要求37所述的方法,其中所述益生菌组合物减少施用部位远端的部位处的炎症。
50.权利要求37所述的方法,其中所述益生菌组合物降低所述受试者的肠道渗透性。
51.权利要求37所述的方法,其中所述远端微生态失调与所述受试者中的自身免疫性或炎性紊乱相关。
52.权利要求51所述的方法,其中所述自身免疫性或炎性紊乱选自由以下构成的组:移植物抗宿主病(GVHD)、炎性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎、克罗恩病、多发性硬化(MS)、系统性红斑狼疮(SLE)、I型糖尿病、类风湿性关节炎、综合征和乳糜泻。
53.权利要求37所述的方法,其中所述远端微生态失调与所述受试者中增加的移植物抗宿主病(GVHD)易感性相关。
54.权利要求53所述的方法,其中所述受试者是接受移植的受试者。
55.权利要求54所述的方法,其中所述移植是造血干细胞移植、骨髓移植或实体器官移植。
56.权利要求51所述的方法,其中所述远端微生态失调与移植物抗宿主病(GVHD)以外的自身免疫性或炎性紊乱相关。
57.权利要求37-56任一项中所述的方法,其中所述细菌群体包含一种或多种梭菌目(Clostridiales)的细菌物种。
58.权利要求57所述的方法,其中所述细菌群体包含表1中所列的单一细菌物种。
59.权利要求57所述的方法,其中所述细菌群体包含表1中所列的两种或更多种细菌物种。
60.权利要求57所述的方法,其中所述细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的单一细菌物种。
61.权利要求57所述的方法,其中所述细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的两种或更多种细菌物种。
62.权利要求37-61任一项中所述的方法,还包括向所述受试者施用益生元。
63.权利要求62所述的方法,其中所述益生元增加所述益生菌组合物中存在的所述细菌群体的生长。
64.权利要求62所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的单体或聚合物:阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚葡萄糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其组合。
65.权利要求62所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的单体或聚合物:半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3’-岩藻糖基乳糖、3’-唾液乳糖、6’-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2’-2’-岩藻糖基乳糖及其组合。
66.权利要求62所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的单糖:阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖及其组合。
67.权利要求62所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的二糖:木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖及其组合。
68.权利要求62所述的方法,其中所述益生元包含多糖,其中所述多糖是低聚木糖。
69.权利要求62所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的糖:阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖、木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖、低聚木糖及其组合。
70.一种降低受试者中的肠道渗透性的方法,其包括将向所述受试者施用包含分离的细菌群体的益生菌组合物,其中施用所述益生菌组合物增加产生短链脂肪酸、粘蛋白或其组合的细菌物种,使得所述受试者的肠道渗透性降低。
71.权利要求70所述的方法,其中所述益生菌组合物包含产生短链脂肪酸的细菌物种。
72.权利要求71所述的方法,其中所述细菌物种产生丁酸。
73.权利要求70所述的方法,其中所述肠道渗透性的降低调节所述受试者中胃肠道远端部位处的微生物多样性。
74.权利要求70-73任一项中所述的方法,其中所述细菌群体包含一种或多种梭菌目(Clostridiales)的细菌物种。
75.权利要求74所述的方法,其中所述细菌物种是来自布劳特氏菌属(Blautia)、梭菌属(Clostridium)或瘤胃球菌属(Ruminococcus)。
76.权利要求74所述的方法,其中所述细菌群体包含表1中所列的单一细菌物种。
77.权利要求74所述的方法,其中所述细菌群体包含表1中所列的两种或更多种细菌物种。
78.权利要求74所述的方法,其中所述细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的单一细菌物种。
79.权利要求74所述的方法,其中所述细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的两种或更多种细菌物种。
80.权利要求70-79任一项中所述的方法,还包括向所述受试者施用益生元。
81.权利要求80所述的方法,其中其中所述益生元增加所述益生菌组合物中存在的所述细菌群体的生长。
82.权利要求80所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的单体或聚合物:阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚葡萄糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其组合。
83.权利要求80所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的单体或聚合物:半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3’-岩藻糖基乳糖、3’-唾液乳糖、6’-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2’-2’-岩藻糖基乳糖及其组合。
84.权利要求80所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的单糖:阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖及其组合。
85.权利要求80所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的二糖:木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖及其组合。
86.权利要求80所述的方法,其中所述益生元包含多糖,其中所述多糖是低聚木糖。
87.权利要求80所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的糖:阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖、木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖、低聚木糖及其组合。
88.一种在需要的受试者中治疗或预防与远端微生态失调相关的紊乱的方法,其包括以足以改变施用、植入或定植部位的远端部位处的微生物组的量向所述受试者施用包含分离的细菌群体的益生菌组合物,使得所述与远端微生态失调相关的紊乱被治疗。
89.权利要求88所述的方法,其中所述与远端微生态失调相关的紊乱是自身免疫性或炎性疾病。
90.权利要求89所述的方法,其中所述自身免疫性或炎性疾病选自由以下构成的组:移植物抗宿主病(GVHD)、炎性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎、克罗恩病、多发性硬化(MS)、系统性红斑狼疮(SLE)、I型糖尿病、类风湿性关节炎、综合征和乳糜泻。
91.权利要求88所述的方法,其中所述与远端微生态失调相关的紊乱是移植紊乱。
92.权利要求91所述的方法,其中所述移植紊乱是移植物抗宿主病。
93.权利要求92所述的方法,其中所述受试者正在接受造血干细胞移植、骨髓移植或实体器官移植。
94.权利要求93所述的方法,其中所述实体器官移植选自肾移植、心脏移植、肺移植、皮肤移植、肝脏移植、胰腺移植、肠移植、内分泌腺移植、膀胱移植和骨骼肌移植。
95.权利要求88所述的方法,其中所述受试者在选自以下的远端部位处具有微生态失调:血液、皮肤、阴道、肝脏、脾脏、输卵管、子宫及其组合。
96.权利要求88所述的方法,其中所述益生菌组合物包含在所述远端微生态失调的部位处缺乏的细菌物种。
97.权利要求88所述的方法,其中存在于所述益生菌组合物中的细菌物种在所述远端微生态失调的部位处增加。
98.权利要求97所述的方法,其中在施用所述益生菌组合物之前,所述在远端微生态失调的部位处增加的细菌物种不在所述远端微生态失调的部位处可检测地存在。
99.权利要求97所述的方法,其中所述细菌物种移位至所述远端微生态失调的部位。
100.权利要求88所述的方法,其中所述益生菌组合物中不存在的细菌物种在所述远端微生态失调的部位处增加。
101.权利要求88所述的方法,其中所述微生态失调由产生短链脂肪酸的微生物的缺乏引起。
102.权利要求101所述的方法,其中所述益生菌组合物包含产生短链脂肪酸的细菌物种。
103.权利要求88所述的方法,其中所述微生态失调由产生乳酸的微生物的缺乏引起。
104.权利要求103所述的方法,其中所述益生菌组合物包含产生乳酸的细菌物种。
105.权利要求88所述的方法,其中所述益生菌组合物减少所述受试者胃肠道中的炎症。
106.权利要求88所述的方法,其中所述益生菌组合物减少所述受试者胃肠道的远端部位处的炎症。
107.权利要求88所述的方法,其中所述益生菌组合物降低所述受试者的肠道渗透性。
108.权利要求88-107任一项中所述的方法,其中所述细菌群体包含一种或多种梭菌目(Clostridiales)的细菌物种。
109.权利要求108所述的方法,其中所述细菌群体包含表1中所列的单一细菌物种。
110.权利要求108所述的方法,其中所述细菌群体包含表1中所列的两种或更多种细菌物种。
111.权利要求108所述的方法,其中所述细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的单一细菌物种。
112.权利要求108所述的方法,其中所述细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的两种或更多种细菌物种。
113.权利要求88-112任一项中所述的方法,还包括向所述受试者施用益生元。
114.权利要求113所述的方法,其中所述益生元增加所述益生菌组合物中存在的所述细菌群体的生长。
115.权利要求113所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的单体或聚合物:阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚葡萄糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其组合。
116.权利要求113所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的单体或聚合物:半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3’-岩藻糖基乳糖、3’-唾液乳糖、6’-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2’-2’-岩藻糖基乳糖及其组合。
117.权利要求113所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的单糖:阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖及其组合。
118.权利要求113所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的二糖:木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖及其组合。
119.权利要求113所述的方法,其中所述益生元包含多糖,其中所述多糖是低聚木糖。
120.权利要求113所述的方法,其中所述益生元包含选自以下的糖:阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖、木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖、低聚木糖及其组合。
121.一种药物组合物,其包含能够减少人外周血单核细胞(PBMC)的促炎细胞因子分泌和/或增加其抗炎细胞因子分泌的分离的抗炎细菌群体,和药学上可接受的赋形剂。
122.权利要求121所述的药物组合物,其中所述细菌群体包含一种或多种梭菌目(Clostridiales)的细菌物种。
123.权利要求121所述的药物组合物,其中所述细菌群体包含表1中所列的单一细菌物种。
124.权利要求121所述的药物组合物,其中所述细菌群体包含表1中所列的两种或更多种细菌物种。
125.权利要求121所述的药物组合物,其中所述细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的单一细菌物种。
126.权利要求121所述的药物组合物,其中所述细菌群体包含表1A、表1B、表1C、表1D、表1E或表1F中所列的两种或更多种细菌物种。
127.权利要求121所述的药物组合物,还包含益生元。
128.权利要求127所述的药物组合物,其中所述益生元包含选自以下的单体或聚合物:阿拉伯木聚糖、木糖、可溶性纤维葡聚糖、可溶性玉米纤维、聚葡萄糖、乳糖、N-乙酰基-乳糖胺、葡萄糖及其组合。
129.权利要求127所述的药物组合物,其中所述益生元包含选自以下的单体或聚合物:半乳糖、果糖、鼠李糖、甘露糖、糖醛酸、3’-岩藻糖基乳糖、3’-唾液乳糖、6’-唾液乳糖、乳-N-新四糖、2’-2’-岩藻糖基乳糖及其组合。
130.权利要求127所述的药物组合物,其中所述益生元包含选自以下的单糖:阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖及其组合。
131.权利要求127所述的药物组合物,其中所述益生元包含选自以下的二糖:木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖及其组合。
132.权利要求127所述的药物组合物,其中所述益生元包含多糖,其中所述多糖是低聚木糖。
133.权利要求127所述的药物组合物,其中所述益生元包含选自以下的糖:阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、D-木糖、木糖醇、核糖、木二糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖、低聚木糖及其组合。
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