CN108430483B - 用于治疗和/或预防食物变态反应的治疗性微生物群 - Google Patents

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Abstract

公开了用于预防和治疗食物变态反应的方法和组合物。具体而言，本文描述了能够预防和/或治愈食物变态反应的微生物聚生体，包括最小微生物聚生体。在某些实施方式中，所述聚生体包含分类群(taxa)为梭菌目和/或拟杆菌门中的某些成员。

Description

用于治疗和/或预防食物变态反应的治疗性微生物群
政府支持
本发明是受由美国国立卫生研究院(the National Institutes of Health)授予的基金NO.1R56Al11798-01和NO.P30DK056338下的政府支持而完成的。美国政府对本发明享有一定的权利。
技术领域
本公开涉及对食物变态反应(food allergy)的治疗和/或预防。
背景技术
食物变态反应在发达国家和快速发展中国家都是一个日益严重的公共健康问题，影响到大量儿童和成人。过去几十年来，食物变态反应的发病率急剧增加。在高达50％的受试者中，这种增加可能与对多种食物过敏相关。越来越多的证据表明在规划口服耐受(oraltolerance)中微生物菌群是关键的环境影响因素。
发明内容
本文提供了用于治疗和/或预防食物变态反应的方法和组合物，部分基于以下发现：改变的肠微生物群(例如由于抗生素治疗、剖宫产术分娩(C-section births)、饮食等)可能促进食物变态反应，而一些微生物组合可以预防和/或治愈食物变态反应。
因此，一方面本文提供了药物组合物，所述药物组合物包含：(i)包含当给予有需要的个体时足以治疗或预防食物变态反应的量的最小微生物聚生体(minimal microbialconsortium)的制剂，所述最小微生物聚生体基本上由4-11种活的肠道细菌菌株组成；以及(ii)药学上可接受的载体。
本文提供的另一方面涉及药物组合物，所述药物组合物包含可培养物种的最小微生物聚生体以及药学上可接受的载体，其中，所述聚生体包含在至少四种制剂中，所述制剂选自于由以下制剂所组成的组：(i)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株表达促进调节性T细胞(Treg)发展的外多糖(exopolysaccharide)、脂磷壁酸(LTA)、脂多糖(LPS)或其它微生物佐剂分子；(ii)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株通过在肠腔中发酵碳水化合物以及其它碳源来产生丁酸盐和/或丙酸盐发酵产物；(iii)一种或多种活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株单独或组合执行完整的胆汁酸转化；(iv)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株产生能够刺激肠道上皮细胞、抗原呈递细胞和/或T细胞中的芳香烃受体(AhR)受体途径从而刺激调节性T细胞应答的发展的化合物；(v)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株产生能够刺激孕烷X受体(其对肠道屏障功能有有益作用)和/或调节性T细胞应答的发展的化合物；(vi)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株产生能够刺激RORγ(RAR相关孤儿受体γ)途径以经由直接刺激或肠道抗原呈递细胞和/或上皮细胞中RORγ激活的途径(所述RORγ激活的途径接着刺激调节性T细胞应答)来刺激调节性T细胞应答的发展的化合物；(vii)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株刺激宿主生产粘蛋白和复合糖缀合物(complex glycoconjugates)(改善肠道屏障功能以及保护性共生物种的定殖(colonization))；(viii)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株改变肠腔环境以减少微生态有害性(dysbiotic)物种的有害活动，所述微生态有害性物种的有害活动促进对食物抗原不健康的变应性T细胞应答的发展；(ix)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株改变肠腔环境以促进为了上述所述效果的任意项而给予的聚生体的其它成员的定殖和/或患者的基础微生物群(underlying microbiota)中存在的有益物种的定殖的改善；(x)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株在体内促进上述(i)-(ix)的制剂中的细菌菌株的定殖或生长。
在本文所述的这一方面和所有其它方面的一个实施方式中，对于表达促进调节性T细胞(Treg)发展的外多糖的活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：直肠真杆菌(Eubacterium rectale)、多枝梭菌(Clostridium ramosum)、Butyrovibrio crossatus、Roseburia intestinalis、Clostridium scindens、Clostridium hylemonae、Hungatella hathawayi、共生梭菌(Clostridium symbiosum)、普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)、Subdoligranulum variabile、多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron)、脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)、卵形拟杆菌(Bacteroides ovatus)、Parabacetroidesgoldsteinii、Parabacteroides merdae、狄氏副拟杆菌(Parabacteroides distasonis)以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，对于通过在肠腔中发酵碳水化合物产生丁酸\丁酸盐、丙酸\丙酸盐和/或琥珀酸\琥珀酸盐发酵产物的活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Clostridium sardiniensis、Clostridiumhiranonsis、普拉梭菌、丁酸弧菌属spp.(Butyrovibrio spp.)、直肠真杆菌以及Roseburiaintestinalis。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，对于单独或组合执行完整的胆汁酸转化活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株，所述一种或多种活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株为Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、Clostridiumsardiniensis和/或拟杆菌属spp.(Bacteroides spp.)。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，对于产生足以刺激宿主芳香烃受体途径的芳香烃受体激动剂的活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株包含与络氨酸、色氨酸的合成或者醌分子的合成相关的至少一个基因。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，对于促进制剂中细菌菌株的定殖或生长的活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株为多形拟杆菌或脆弱拟杆菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，内源性地或者通过代谢外源前体产生能够刺激孕烷X受体并对肠道屏障功能和/或调节性T细胞应答的发展有有益作用的化合物活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株为表达碳链裂解酶(desmolase)和/或羟基类固醇脱氢酶(hydroxysteroiddehydrogenase)的菌株。在该情况下，外源前体不仅包括膳食化合物或因子，还包括由宿主产生并被排进肠道中的因子(所述因子随后受到如本文所述的微生物聚生体的一个或多个成员的作用)。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，对于内源性地或者通过代谢外源前体产生能够刺激RORγ(RAR相关孤儿受体γ)途径从而刺激调节性T细胞应答的发展的化合物活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株为表达至少一种胆固醇还原酶或能够代谢甾醇化合物的其它酶的菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，能够刺激宿主的粘蛋白和复合糖缀合物(改善肠道屏障功能以及保护性共生物种的定殖)的活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株为多形拟杆菌或脆弱拟杆菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，对于改变肠腔环境以减少微生态有害性物种的有害活动的活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株为多形拟杆菌、脆弱拟杆菌或其它拟杆菌属spp.，所述有害活动促进对食物抗原的致病性变应性T细胞应答的发展。一个实例包括来自拟杆菌属物种的肠道环境改变，该改变减少了肠杆菌科(Enterobacteriaceae)或脱硫弧菌科(Desulfonovibriaceae)中微生态有害性物种的生物量和/或阻止了由这些物种表达的微生态有害性生物化学活性或微生物学活性的完全表达。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，对于改变肠腔环境以促进为了上述所述效果中任意项而给予的聚生体的其它成员的定殖和/或患者的基础微生物群中存在的有益菌种的定殖的改善的活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株为多形拟杆菌、脆弱拟杆菌或拟杆菌属spp.。在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述有益物种包括梭菌属spp.(例如，多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌(Clostridiumbifermentans)、柔嫩梭菌(Clostridium leptum)、Clostridium sardiniensis、Clostridium hathewayi、系结梭菌(Clostridium nexile)、Clostridium hylemonae、Clostridium glycyrrhizinilyticum、Clostridium lavalense、Clostridiumfimetarium、共生梭菌、球孢梭菌(Clostridium sporosphaeroides)等)或其它非致病性共生菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述药学上可接受的载体包括封装最小微生物聚生体的肠溶包衣组合物。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，将所述药物组合物配制成将活细菌递送至小肠。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述肠溶包衣组合物为胶囊、凝胶、锭剂、片剂或丸剂的形式。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌的菌株为人肠道细菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridium hathewayi、系结梭菌、Clostridium hylemonae、Clostridiumglycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridium lavalense、Clostridumfimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialister proprionicfaceins、Dialistersuccinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Parabacteroidesmerdae、厌氧消化链球菌(Peptostreptococcus anaerobius)、Subdoligranulumvariabile以及大鼠韦荣球菌(Veilonella ratti)。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌的菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、C.sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌的菌株选自于由以下所组成的组：(i)多枝梭菌、Clostridium scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌和C.sardiniensis；或(ii)脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的、可培养的厌氧肠道细菌的菌株以基本上相等的生物量存在。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，将所述组合物配制成递送至少1×109菌落形成单位(CFU)的剂量。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，将所述组合物配制成每单次剂量递送处于少于30个胶囊中的至少1×109CFU。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，将所述组合物冷冻以进行储存。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，在厌氧条件下对所述活的、可培养的厌氧肠道细菌的菌株进行封装。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，在厌氧条件下对所述活的、可培养的厌氧肠道细菌的菌株进行冻干。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述厌氧条件包括以下中的一种或多种：(i)不透氧的胶囊；(ii)向组合物中添加还原剂，所述还原剂包括N-乙酰半胱氨酸、半胱氨酸或亚基甲蓝；和(iii)对形成孢子的有机体而言使用孢子。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述聚生体包含至少一种细菌菌株，所述细菌菌株含有与参比菌株的操作分类单位(operational taxonomicunit)中存在的16S rDNA序列至少97％相同的16S rDNA序列，所述参比菌株选自于由以下所组成的组：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis；或者，其中所述聚生体包含至少一种细菌菌株，所述细菌菌株含有与参比菌株的操作分类单位中存在的16S rDNA序列至少97％相同的16S rDNA序列，所述参比菌株选自于由以下所组成的组：脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述聚生体不包含以下物种中的任一种：大肠杆菌(Escherichia coli)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiellapneumoniae)、奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、沃氏嗜胆菌(Bilophila wadsworthia)、Alistipes onderdonkii、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)物种、约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsoni)、Parasutterellaexcrementihominis。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述聚生体不包含以下属的细菌：嗜胆菌属(Bilophila)、肠杆菌属(Enterobacter)、埃希氏菌属(Escherichia)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、变形杆菌属(Proteus)、Alistipes、Blautia、脱硫弧菌属或Parasutterella。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述聚生体不包含以下科的细菌：脱硫弧菌科(Desulfovibrionaceae)、肠杆菌科、理研菌科(Rikenellaceae)以及萨特菌科(Sutterellaceae)。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述聚生体不包含以下科的细菌：乳杆菌科(Lactobacillaceae)或肠杆菌科。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述聚生体不包含以下目的细菌：Burkholdales、脱硫弧菌目(Desulfovibrionales)或肠杆菌目(Enterobacteriales)。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少5种活的非致病性肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含多至11种活的非致病性肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含：脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotellatannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、C.sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物中的细菌菌株基本上由以下组成：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述微生物聚生体基本上由以下组成：脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述微生物聚生体基本上由以下组成：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、C.sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述肠溶包衣包含聚合物、纳米粒子、脂肪酸、虫胶或植物纤维。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物进一步包含益生素(pre-biotic)组合物。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物为：封装的组合物，重构的冻干物，食品；或将所述组合物配制成液体、凝胶、流体-凝胶或处于液体中的纳米粒子。
本文提供的另一方面涉及药物组合物，所述药物组合物包含：(i)制剂，所述制剂包含当给予有需要的个体时足以治疗或预防食物变态反应的量的至少四种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株，所述细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridiumsardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridium hathewayi、系结梭菌、Clostridium hylemonae、Clostridium glycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridium lavalense、Clostridum fimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialister proprionicfaceins、Dialistersuccinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Parabacteroidesmerdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌；和(ii)药学上可接受的载体。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的一个实施方式中，所述组合物包含不超过40种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含不超过30种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含不超过20种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含不超过15种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含不超过11种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少5种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株，所述细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridium hathewayi、系结梭菌、Clostridiumhylemonae、Clostridium glycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridiumlavalense、Clostridum fimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialisterproprionicfaceins、Dialister succinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、Parabacteroides merdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少6种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株，所述细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridium hathewayi、系结梭菌、Clostridiumhylemonae、Clostridium glycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridiumlavalense、Clostridum fimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialisterproprionicfaceins、Dialister succinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、Parabacteroides merdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌。
在本文提供的该方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少7种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株，所述细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridium hathewayi、系结梭菌、Clostridiumhylemonae、Clostridium glycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridiumlavalense、Clostridum fimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialisterproprionicfaceins、Dialister succinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、Parabacteroides merdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少8种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株，所述细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridium hathewayi、系结梭菌、Clostridiumhylemonae、Clostridium glycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridiumlavalense、Clostridum fimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialisterproprionicfaceins、Dialister succinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、Parabacteroides merdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少9种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株，所述细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridium hathewayi、系结梭菌、Clostridiumhylemonae、Clostridium glycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridiumlavalense、Clostridum fimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialisterproprionicfaceins、Dialister succinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、Parabacteroides merdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少10种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株，所述细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridium hathewayi、系结梭菌、Clostridiumhylemonae、Clostridium glycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridiumlavalense、Clostridum fimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialisterproprionicfaceins、Dialister succinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii、Parabacteroides merdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的其它实施方式中，所述组合物包含4-28种、4-35种、4-30种、4-25种、4-20种、4-15种、4-12种、4-11种、4-10种、4-9种、4-8种、4-6种、35-40种、30-40种、25-40种、20-40种、15-40种、12-40种、11-40种、10-40种、6-40种、5-40种、10-20种、10-30种、10-25种、15-40种、15-35种、15-30种、15-25种、15-20种、20-35种、20-30种、20-25种、30-35种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：(i)多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis；或者(ii)脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含活的、厌氧的且可培养的肠道细菌，所述细菌包括多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis中的每一种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含活的、厌氧的且可培养的肠道细菌，所述细菌包括脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae中的每一种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含活的、厌氧的且可培养的肠道细菌，所述细菌包括多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、C.sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii以及Prevotella tannerae中的每一种。
本文所述的另一方面涉及药物组合物，所述药物组合物包含至少4种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株，以及药学上可接受的载体；所述活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株包含含有与参比菌株的操作分类单位中存在的16S rDNA序列至少97％相同的16SrDNA序列的至少一种细菌菌株，所述参比菌株选自于由多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌和C.sardiniensis所组成的组；或者，所述活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株包含含有与参比菌株的操作分类单位中存在的16S rDNA序列至少97％相同的16S rDNA序列的至少一种细菌菌株，所述参比菌株选自于由脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii和Prevotella tannerae所组成的组；其中，所述至少4种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株以给予有需要的个体时足以治疗或预防食物变态反应的量存在。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含不超过40种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含不超过30种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含不超过20种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含不超过15种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含不超过11种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少5种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少6种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少7种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少8种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少9种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含至少10种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含11种活的、厌氧的且可培养的肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述微生物菌株不包括以下物种中任一种：大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、奇异变形杆菌、阴沟肠杆菌、沃氏嗜胆菌、Alistipes onderdonkii、脱硫弧菌属物种、约氏乳杆菌以及Parasutterellaexcrementihominis。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述微生物菌株不包括以下属的细菌：嗜胆菌属、肠杆菌属、埃希氏菌属、克雷伯氏菌属、变形杆菌属、Alistipes、Blautia、脱硫弧菌属或Parasutterella。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述微生物菌株不包括以下科的细菌：脱硫弧菌科、肠杆菌科、理研菌科以及萨特菌科。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述微生物菌株不包括以下科的细菌：乳杆菌科或肠杆菌科。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述微生物菌株不包括以下目的细菌：Burkholdales、脱硫弧菌目或肠杆菌目。
本文提供的另一方面涉及药物组合物，所述药物组合物包含可培养的物种的微生物聚生体以及药学上可接受的载体，其中，所述组合物包含至少四种制剂，所述制剂选自于由以下制剂所组成的组：(i)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株表达促进调节性T细胞(Treg)发展的外多糖、脂磷壁酸(LTA)、脂多糖(LPS)或其它微生物佐剂分子；(ii)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株通过在肠腔中发酵碳水化合物和其它碳源来产生丁酸\丁酸盐和/或丙酸\丙酸盐发酵产物；(iii)一种或多种活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株单独或组合执行完整的胆汁酸转化；(iv)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株产生能够刺激肠道上皮细胞、抗原呈递细胞和/或T细胞中的芳香烃受体(AhR)受体途径从而刺激调节性T细胞应答的发展的化合物；(v)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株产生能够刺激孕烷X受体(其对肠道屏障功能有有益作用)和/或调节性T细胞应答的发展的化合物；(vi)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株产生能够刺激RORγ(RAR相关孤儿受体γ)途径以经由直接刺激或肠道抗原呈递细胞和/或上皮细胞中RORγ激活的途径(所述RORγ激活的途径接着刺激调节性T细胞应答)来刺激调节性T细胞应答的发展的化合物；(vii)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株刺激宿主产生粘蛋白和复合糖缀合物(改善肠道屏障功能以及保护性共生物种的定殖)；(viii)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株制剂，所述细菌菌株改变肠腔环境以减少微生态有害性物种的有害活动，所述有害活动促进对食物抗原不健康的变应性T细胞应答的发展；(ix)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株改变肠腔环境以促进为了上述所述效果中任一项而给予的聚生体的其它成员的定殖和/或患者的基础微生物群中存在的有益物种的定殖的改善；以及(x)活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株的制剂，所述细菌菌株在体内促进上述(i)-(ix)制剂中的细菌菌株的定殖或生长；并且其中，所述组合物包含不超过40种微生物物种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的一个实施方式中，所述组合物包含不超过30种微生物物种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含不超过20种微生物物种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含不超过15种微生物物种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含不超过11种微生物物种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含制剂(i)-制剂(x)中的至少5种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含制剂(i)-制剂(x)中的至少6种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含制剂(i)-制剂(x)中的至少7种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含制剂(i)-制剂(x)中的至少8种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含制剂(i)-制剂(x)中的至少9种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物包含制剂(i)-制剂(x)中的每一种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，表达促进调节性T细胞(Treg)发展的外多糖的厌氧肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：直肠真杆菌、多枝梭菌、Butyrovibrio crossatus、Roseburia intestinalis、Clostridium scindens、Clostridium hylemonae、Hungatella hathawayi、共生梭菌、普拉梭菌、Subdoligranulumvariabile、多形拟杆菌、脆弱拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacetroides goldsteinii、Parabacteroides merdae、狄氏副拟杆菌以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，通过在肠腔中发酵碳水化合物而产生丁酸\丁酸盐、丙酸\丙酸盐和/或琥珀酸\琥珀酸盐发酵产物的厌氧肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Clostridiumsardiniensis、Clostridium hiranonsis、普拉梭菌、丁酸弧菌属spp.、直肠真杆菌以及Roseburia intestinalis。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，单独或组合地进行完整的胆汁酸转化的厌氧肠道细菌菌株选自于由以下细菌组成的组中：脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Clostridium sardiniensis、Clostridium hiranonsis、普拉梭菌、丁酸弧菌属菌种、直肠真杆菌以及Roseburia intestinalis。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，产生足以刺激宿主芳香烃受体途径的芳香烃受体激动剂的厌氧肠道细菌菌株包含与色氨酸、酪氨酸的合成或醌分子的合成相关的至少一种基因。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，促进权利要求2中所述的制剂中的细菌菌株的定殖或生长的厌氧肠道细菌菌株为多形拟杆菌或脆弱拟杆菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，内源性地或通过代谢摄入的前体产生能够刺激孕烷X受体(对肠道屏障功能有有益作用)和/或调节性T细胞应答发展的化合物的厌氧肠道细菌菌株为表达碳链裂解酶和/或羟基类固醇脱氢酶的菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，内源性地或通过代谢摄入的前体产生能够刺激RORγ(RAR相关孤儿受体γ)途径从而刺激调节性T细胞应答发展的化合物的厌氧肠道细菌菌株为表达至少一种胆固醇还原酶或能够代谢甾醇化合物的其它酶的菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，能够刺激宿主的粘蛋白和复合糖缀合物(改善肠道屏障功能和保护性共生物种的定殖)的厌氧肠道细菌菌株为多形拟杆菌或脆弱拟杆菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，改变肠腔环境以减少微生态有害性物种的有害活动的厌氧肠道细菌菌株为多形拟杆菌、脆弱拟杆菌或拟杆菌属spp.，所述有害活动促进对食物抗原的致病性变应性T细胞应答的发展。在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述微生态有害性物种包括肠杆菌科或脱硫弧菌科的物种。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，改变肠腔环境以促进为了上述所述效果中任一项而给予的聚生体的其它成员的定殖和/或患者的基础微生物群中存在的有益物种的定殖的改善的厌氧肠道细菌菌株为多形拟杆菌、脆弱拟杆菌或拟杆菌属spp.。在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述有益物种包括非致病性梭菌纲spp.和其它非致病性共生菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述药学上可接受的载体包括肠溶包衣组合物，所述肠溶包衣组合物封装所述厌氧肠道细菌菌株。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，将所述组合物配制成将活细菌递送至小肠。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，其中，所述肠溶包衣组合物为胶囊、凝胶、锭剂、片剂或丸剂的形式。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的厌氧肠道细菌菌株为人厌氧肠道细菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的厌氧肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridiumhiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridiumhathewayi、系结梭菌、Clostridium hylemonae、Clostridium glycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridium lavalense、Clostridum fimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialister proprionicfaceins、Dialister succinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Parabacteroides merdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的厌氧肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、C.sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的厌氧肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：(i)多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis；或者(ii)脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的厌氧肠道细菌菌株基本上由多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis组成。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的厌氧肠道细菌菌株基本上由脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae组成。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的厌氧肠道细菌菌株基本上由以下细菌组成：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、C.sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的厌氧肠道细菌菌株以基本上相等的生物量存在。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，将所述组合物配制成递送至少1×109菌落形成单位(CFU)的剂量。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，将所述组合物配制成每单次剂量递送处于少于30个胶囊中的至少1×109CFU。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，将所述组合物冷冻以进行储存。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，在厌氧条件下对所述活的厌氧肠道细菌菌株进行封装。在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，在厌氧条件下将所述活的厌氧肠道细菌菌株冻干。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，其中，所述厌氧条件包括以下中的一种或多种：(i)不透氧的胶囊；(ii)向组合物中添加N-乙酰半胱氨酸、半胱氨酸或亚甲基蓝；(iii)对形成孢子的有机体而言使用孢子；以及(iv)向组合物中添加还原因子。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述肠溶包衣包括聚合物、纳米粒子、脂肪酸、虫胶或植物纤维。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物进一步包含益生素组合物。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物为：封装的组合物，重构的冻干物，食品；或者将所述组合物配制为液体、凝胶、流体-凝胶或处于液体中的纳米粒子。
本文描述的另一个方面涉及用于预防受试者中食物变态反应发作的方法，所述方法包括：向受试者给予如本文所述的组合物，由此预防所述受试者中的食物变态反应的发作。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的一个实施方式中，所给予的至少4种肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridium hathewayi、系结梭菌、Clostridium hylemonae、Clostridiumglycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridium lavalense、Clostridumfimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialister proprionicfaceins、Dialistersuccinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Parabacteroidesmerdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所给予的肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、C.sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所给予的肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：(i)多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis；或者(ii)脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物通过口服给予、灌肠、栓剂或口胃管进行给予。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述最小微生物聚生体或活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株分离和/或纯化自已知对选定的食物变应原(allergen)耐受的受试者。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，在厌氧条件下对所述肠道细菌菌株进行培养。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述厌氧条件包括以下中的一种或多种：(i)不透氧的胶囊；(ii)向组合物中添加N-乙酰半胱氨酸、半胱氨酸、亚甲基蓝或还原因子；和(iii)对形成孢子的有机体而言使用孢子。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所给予的组合物进一步包含益生素组合物。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物为肠溶包衣的。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所给予的处理防止和/或逆转Treg和其它粘膜T细胞群体的TH2编程(TH2 programming)。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述受试者为人受试者。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述方法进一步包括诊断受试者有可能发展为食物变态反应的步骤。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述方法进一步包括就最小微生物聚生体或活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株中细菌的存在和/或水平，对来自受试者的排泄物样品进行测试的步骤。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述食物变态反应包括对以下物质的变态反应：大豆、小麦、蛋、乳制品、花生、树坚果、贝类、鱼类、蘑菇、核果和其它水果。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，在首次暴露至潜在食物变应原之前给予所述组合物。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，根据特应性症状的临床征像给予所述组合物。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，向诊断为食物变态反应的个体给予所述组合物。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，用抗生素对所述受试者进行预处理。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，未用抗生素对所述受试者进行预处理。
本文所述的另一方面涉及用于减少或消除受试者对食物抗原的免疫反应的方法，所述方法包括：向受试者给予如本文所述的组合物，由此减少或消除受试者对食物变应原的免疫反应。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的一个实施方式中，所给予的细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridiumhiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridumhathewayi、系结梭菌、Clostridium hylemonae、Clostridium glycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridium lavalense、Clostridum fimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialister proprionicfaceins、Dialister succinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Parabacteroides merdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、C.sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述活的肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：(i)多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis；或者(ii)脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物通过口服给予、灌肠、栓剂或口胃管进行给予。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述最小微生物聚生体或活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株分离和/或纯化自已知对选定的食物变应原耐受的受试者。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，在厌氧条件下对所述最小微生物聚生体或细菌菌株进行培养和/或保持。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述厌氧条件包括以下中的一种或多种：(i)不透氧的胶囊；(ii)向组合物中添加N-乙酰半胱氨酸、半胱氨酸、亚甲基蓝或还原因子；或(iii)对形成孢子的有机体而言使用孢子。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所给予的组合物进一步包含益生素组合物。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述组合物为肠溶包衣的。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述处理防止和/或逆转Treg的TH2编程。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述受试者为人受试者。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述方法进一步包括诊断受试者患有IgE介导的食物变态反应的步骤。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述方法进一步包括就最小微生物聚生体或活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株中细菌的存在和/或水平，对来自受试者的排泄物样品进行测试的步骤。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述食物变态反应包括对以下物质的变态反应：大豆、小麦、蛋、乳制品、花生、树坚果、贝类、鱼类、蘑菇、核果或其它水果。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，在初次暴露至潜在食物变应原和/或初次与潜在食物变应原反应之后给予所述组合物。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所给予的组合物中的各种微生物的生物量大于与参比相关的各种微生物的生物量。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，用抗生素对所述受试者进行预处理。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，未用抗生素对所述受试者进行预处理。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，以不长于24小时的禁食期对所述受试者进行预处理。
本文提供的另一方面涉及监测受试者的微生物组(microbiome)的方法，所述方法包括：测定从受试者获得的生物样品中的最小微生物聚生体中至少一个成员的存在和/或生物量，其中，如果所述至少一个成员不存在或者该至少一个成员的生物量低于参比，用本文所述的组合物对该受试者进行处理。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述方法进一步包括：当所述至少一个成员不存在时，所述至少一个成员的生物量低于参比时，或者微生态有害性物种的至少一个成员存在或相对于参比升高时，对受试者将对食物变应原具有免疫应答进行预测。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述方法重复至少额外一次。
在本文提供的这一方面和所有其它方面的另一实施方式中，所述生物样品为排泄物样品。
本文所述的另一方面涉及协同微生物组合物(synergistic microbialcomposition)，所述组合物包含：(a)第一微生物聚生体，所述第一微生物聚生体基本上由4-6种活的非致病性肠道细菌菌株组成，其中，所述活的非致病性肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis；以及，(b)第二微生物聚生体，所述第二微生物聚生体基本上由4-5种活的非致病性肠道细菌菌株组成，其中，所述活的非致病性肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae；其中，所述第二微生物聚生体的一个或多个成员在哺乳动物宿主中增加所述第一微生物聚生体的一个或多个成员的定殖和/或持留(persistence)。
附图说明
图1：食物变态反应中的耐受失败。食物变态反应是与Th2免疫和变应原特异性IgE应答相关的对食物抗原口服耐受的失败。
图2：实验模型：Il4raF709突变小鼠。
图3：示例性的卵清蛋白致敏方案。
图4：在Il4raF709小鼠中卵清蛋白(OVA)诱导的食物变态反应。
图5：在变应性Il4raF709小鼠中变应原特异性TR细胞缺乏。
图6：F709突变小鼠中的口服变应性致敏与微生态失调(dysbiosis)有关。
图7：用于测试敏感的Il4raF709小鼠微生物群是否传递对食物变态反应的易感性的示例性方案。
图8：Il4raF709小鼠的微生物群在无菌小鼠中促进变应性致敏和过敏性反应(anaphylaxis)。
图9：Il4raF709小鼠的微生物群促进变应性致敏和过敏性反应。
图10：测定食物耐受的小鼠的微生物群是否传递对食物变态反应的防止的示例性方案。
图11A-图11D：食物耐受的小鼠的微生物群在遗传上易感的宿主中阻止变应性致敏和过敏性反应。
图12A-图12D：对食物耐受的小鼠的微生物群促进变应原特异性Treg细胞的形成。
图13：门的相对丰度的可视图：8周的卵清蛋白(OVA)处理。
图14：选定的OTU示出了WT小鼠和F709小鼠之间的差异：OVA、十二指肠、空肠、回肠。
图15：用于测试用定义的细菌混合治疗是否将防止食物变态反应的示例性方案。
图16A-图16D：梭菌纲和拟杆菌门防止变应原特异性应答和过敏性反应的发展。
图17：口服变应性致敏与TR细胞的TH2重编程有关。
图18：TR细胞中Il4/Il13的删除防止食物变态反应。
图19：TH2偏移的Treg表型减少说明了梭菌纲和拟杆菌门具有两种不同的分子作用机制。
图20A-图20C：在Il4raF709小鼠中短链脂肪酸(SCFA)疗法不能解救食物变态反应。
图21A-图21I：在常规野生型小鼠和IL4RA F709小鼠中，Gut protect(GP)-I和GP-II在治疗-预防食物变态反应方面有效。图21A：在开始OVA致敏之前1周，用口服广谱抗生素预处理常规IL4raF709小鼠。在口服OVA激发之前，小鼠接受每周剂量为5×108CFU的GP-I、GP-II或NCC的聚集聚生体(aggregate consortia)。在第8周小鼠接受最终的OVA激发，之后由于过敏性反应，温度下降(图21B)；测量了对以下的影响：IgE滴度(图21C)；肥大细胞蛋白酶-1(图21D)；招募至小肠的肥大细胞(图21E)；Foxp3+调节性T细胞的发展(图21F)和总量(图21G)；以及产生干扰素γ的T细胞与产生IL-4的T细胞(图21H和图21I)。
图22A-图22H：GP-I(梭菌目)聚生体和GP-II(拟杆菌门)聚生体在治疗-预防方案中保护无菌小鼠。在OVA致敏(左箭头，图22A)和最终激发(右箭头，图22A)之前，用GP-I聚生体或GP-II聚生体接种无菌小鼠(一次)。
图23A-图23H：GP-I聚生体和GP-II聚生体在常规IL4raF709小鼠中治愈食物变态反应，而阴性对照聚生体(NCC)则不能。图23A：使常规IL4raF709小鼠对OVA致敏，共8周，然后在用GP-I(梭菌目)、GP-II(拟杆菌门)或NCC(变形菌门)聚生体进行激发前4周服用口服抗生素。之后，小鼠接受最终的OVA激发并且进行以下分析：图23B：OVA激发后的温度变化(其作为过敏性反应的临床标志)。图23C：总的IgE滴度和OVA特异性IgE滴度的变化。图23D：MMCP-1的产量(指示肥大细胞脱颗粒作用)。图23E和图23F：聚生体对黏膜Foxp3+CD4+T细胞发展的作用。图23G和图23H：对粘膜CD4+T细胞中IL-4和干扰素γ(IFNγ)产量的作用。
图24A-图24L：在不事先对菌群进行抗生素敲减的情况下，GP-II聚生体(拟杆菌门)防止食物变态反应。
图25A-图25I：GP-I聚生体(梭菌目)在不使用抗生素的情况下在常规小鼠中治愈食物变态反应。图25A：常规野生型小鼠或IL4raF709小鼠每周用OVA激发，共8周，然后在最终OVA激发前4周，使小鼠接受5×108CFU的GP-I聚生体，共8次。在给予GP-I之前，小鼠没有事先接受对基础微生物群的抗生素敲减。图25B：随着最终的OVA激发的温度的变化。图25C：总的IgE滴度和OVA特异性IgE滴度的变化。图25D：粘膜T细胞、Foxp3调节性T细胞百分比的变化。图25E：IL4+粘膜细胞和调节性T细胞。图25F和图25G：在接受PBS或GP-I聚生体的野生型小鼠和IL4raF709小鼠中CD4+IL-17产量的变化。图25H和图25I：Foxp3+调节性细胞的IL-17产量的变化。
具体实施方式
定义
如本文所使用的，术语“食物变态反应(food allergy)”是指对食物抗原口服耐受失败，其与Th2免疫和变应原特异性IgE应答相关。也就是说，作为对特定的食物抗原的响应产生免疫应答，并且可能导致荨麻疹、胃肠症状、腹痛、过敏反应以及甚至死亡。
如本文所使用的，术语“微生物群(microbiota)”可指人微生物组、人微生物群或人肠道微生物群。人微生物组(或人微生物群)可被理解为驻留在皮肤的表面上和深层中、唾液和口腔粘膜中、结膜中以及人的泌尿生殖道和胃肠道中的微生物的聚集体(aggregate)。人微生物组由细菌、真菌、病毒和古细菌(archaea)组成。这些有机体中的至少一些执行对人宿主有用的任务。在正常情况下，这些微生物不给人宿主造成急性疾病，而是相反，不造成伤害或参与保持健康。因此，这样的有机体群体通常被称为“正常菌群”。生活在人胃肠道中的微生物群体通常被称为”微生物菌群(microbial flora)”、“肠道菌群”和/或“肠道微生物群”。人肠道的微生物菌群包含各种各样的微生物，所述微生物帮助以下：消化、维生素和其它代谢物的合成以及生成人体不生产的酶。
如本文所使用的，术语“最小微生物聚生体(minimal microbial consortium)”是指包含肠道细菌的至少两个物种的混合的细胞群体，所述肠道细菌在受试者中不促进急性疾病。当添加额外的细菌物种并且在避免或减轻变态反应方面没有额外的益处(例如少于5％)时，该微生物聚生体为“最小的”。在一些实施方式中，最小微生物聚生体包含至少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种或更多种不同物种的细菌。在一些实施方式中，最小微生物聚生体包含来自梭菌纲和/或拟杆菌门的细菌中的至少一个物种。
“操作分类单位(OTU，复数OTUs)”是指系统发育树中的末端叶，并由特定的遗传序列以及在物种水平上与该序列具有特定程度的序列同一性(identity)的所有序列来确定。细菌的一个“型(type)”或多个“型”包含一个OTU或多种不同的OTUs，并且还涵盖细菌的目、科、属、种或菌株。所述特定的遗传序列可为16S rRNA序列或16S rRNA序列的部分，或者其可为在真细菌界中广泛存在的功能上保守的看家基因(housekeeping gene)。OTU通常共享至少95％、96％、97％、98％或99％的序列同一性。OTU通常通过比对有机体之间的序列来确定。具有小于所指定的序列同一性(例如小于97％)的序列不被认为构成了同一OTU的部分。
“进化枝(Clade)”是指系统发育树中统计学上有效的结点(node)下游的系统发育树的成员或OTU的集。进化枝包括在为明显的单系进化单元(monophyletic evolutionaryunit)的系统发育树中的一组末端叶。
在微生物学中，“16S序列(16S sequencing)”或“16S rRNA”或“16S-rRNA”或“16S”是指通过对包含16S核糖体RNA基因的核苷酸进行表征而得到的序列。细菌16S rDNA的长度大约为1500个核苷酸，被用于利用系统发育方法对一个细菌分离株与第二个分离株的序列相似性和进化关系进行重建。将16S序列用于系统发育重建，因为16S序列通常是高度保守的，但是含有特定的高变区，所述高变区具有足够的核苷酸多样性以区分大多数的细菌以及真菌的属和种。
16S rRNA的“V1区-V9区”是指用于细菌样品的遗传分型的16S rRNA基因的第一高变区至第九高变区。使用基于大肠杆菌命名系统的编号，细菌中的这些区域分别定义为第69-99位核苷酸、第137-242位核苷酸、第433-497位核苷酸、第576-682位核苷酸、第822-879位核苷酸、第986-1043位核苷酸、第1117-1173位核苷酸、第1243-1294位核苷酸以及第1435-1465位核苷酸。(Brosius等，Complete nucleotide sequence of a 16S ribosomalRNA gene from Escherichia coli，PNAS75(10):4801-4805(1978))。在一些实施方式中，将V1区、V2区、V3区、V4区、V5区、V6区、V7区、V8区和V9区中的至少一个用于表征OTU。在一个实施方式中，将V1区、V2区和V3区用于来表征OTU。在另一实施方式中，将V3区、V4区和V5区用于表征OTU。在另一实施方式中，将V4区用于表征OTU。通过将所讨论的候选序列与参比序列进行比对并基于与参比高变区的相似性对高变区进行鉴定，本领域普通技术人员可鉴定候选16S rRNA的特定高变区。
“微生态失调(Dysbiosis)”是指其中生态网络的正常功能和/或多样性被破坏的肠道或其它身体区域(包括粘膜或皮肤表面)的微生物群或微生物组的状态。来自微生物群的优选(例如理想的)状态的任何破坏均可被认为是微生态失调，即使这些微生态失调并不导致健康的可检测下降。微生态失调的这种状态可为不健康的，它可仅在某些条件下是不健康的，或者它可阻止受试者变得更健康。微生态失调可归因于：多样性的降低；一种或多种病原体或pathobionts(仅当患者中存在某些遗传和/或环境条件时才能引起疾病的共生有机体)的过度生长；或者不再为宿主提供有益的功能并因此不再促进健康的生态网络的转变。
术语“患者”、“受试者”和“个体”在本文中可互换使用，并指向其提供治疗(包括预防性治疗)的动物、尤其是人。如本文所使用的，术语“受试者”是指人和非人动物。术语“非人动物”和“非人哺乳动物”在本文中可互换使用，包括所有的脊椎动物，例如哺乳动物(例如，非人灵长类动物(特别是高等灵长类动物)、绵羊、狗、啮齿动物(例如小鼠或大鼠)、豚鼠、山羊、猪、猫、兔、牛)和非哺乳动物(如鸡、两栖动物、爬行动物等)。在一个实施方式中，受试者是人。在另一实施方式中，受试者是作为疾病模型的实验动物或动物替代物。在另一实施方式中，受试者是驯养动物，包括陪伴动物(例如狗、猫、大鼠、豚鼠、仓鼠等)。
如本文所使用的，术语“肠溶包衣药物递送装置”或“肠溶包衣组合物”是指可口服给予但在该装置进入肠之前不会被降解或激活的任何药物递送方法。此类方法可利用包衣或包囊(encapsulation)，所述包衣或包囊使用例如pH依赖手段进行降解，以允许在整个上胃肠道保护待给予或植入的递送装置和微生物聚生体直至该装置到达肠的碱性pH。在一个实施方式中，所述肠溶包衣药物递送装置包括胶囊或丸剂。此类药物递送装置对本领域技术人员而言是已知的。
如本文所使用的，“益生素(prebiotic)”是指允许或促进胃肠微生物群的组成和/或活性方面的特定变化的成分，其能(或不能)给予宿主益处。在一些实施方式中，益生素可包括以下中的一种或多种：低聚果糖、低聚半乳糖、半纤维素(例如阿糖基木聚糖(arabinoxylan)、木聚糖、木葡聚糖(xyloglucan)和葡甘露聚糖)、菊粉、甲壳素、乳果糖、甘露寡糖、富含果寡糖(oligofructose)的菊粉、树胶(例如瓜尔胶、阿拉伯树胶和卡拉胶)、果寡糖、右旋寡糖(dextrose)、塔格糖、抗性麦芽糖糊精(例如抗性淀粉)、反式低聚半乳糖(trans-galactooligosaccharide)、果胶(例如木糖半乳糖醛酸聚糖(xylogalactouronan)、柑橘果胶、苹果果胶和鼠李糖半乳糖醛酸聚糖-I)、膳食纤维(例如大豆纤维、甜菜纤维、豌豆纤维、玉米麸皮和燕麦纤维)、和低聚木糖。
如本文所使用的，术语“给予”、“引入”和“植入”在将如本文所述的细胞(例如，微生物聚生体)放置进受试者从而产生期望的效果(例如，对食物变应原耐受)的上下文中可互换使用，所述将细胞放置进受试者通过导致所引入的细胞至少部分定位于期望的位点(例如肠或肠的区域)的方法或途径而进行。可通过任何合适的途径给予细胞，所述途径导致递送至受试者内期望的位置，在此处递送的细胞或该细胞的组分的部分至少保持活力。向受试者给予后，细胞的存活期可短至数小时(例如24小时)到数天、到长达几年(即长期移植)。
如本文所使用的，“预防(preventing/prevention)”是指由于该方法学的作用而使疾病状态不发生的任何的方法学(例如，比如给予本文所述的包含微生物聚生体的组合物)。在一方面，应当理解的是，预防还可意味着疾病没有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，在疾病发生的频率方面可存在5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％的减少。因此，疾病的预防包括在相对于未处理的受试者(例如未用如本文所述的包含微生物聚生体的组合物处理的受试者)，受试者将发展出疾病的可能性方面的减少。
如本文所使用的，术语“完整的胆汁酸转化(full complement of bile acidtransformations)”是指从初级胆汁酸至次级胆汁酸的代谢。由肠道微生物进行的胆汁酸转化包括去结合、去葡萄糖醛酸化(deglucuronidation)、羟基的氧化、桥氧基的还原以得到差向异构的羟基胆汁酸、酯化和脱羟基。关于胆汁酸的这些反应为完整的胆汁酸转化，如本文所使用的术语。
“协同作用”或“协同相互作用”是指两种以上的微生物之间的相互作用或协作产生大于它们各自效果的总和的组合效果。例如，在一个实施方式中，两种以上的微生物之间的“协同作用”可来自于第一微生物分泌第二微生物将其用于为生长或其它过程提供养料的废产物或代谢物的结果。
如本文所使用的，术语“持留”(persistence)是指在胃肠道中维持微生物聚生体的一个或多个成员处于或高于用于治疗和/或预防食物变态反应的阈值的数量、生物量或活性。持留可通过获得粪便样品并测定微生物聚生体的一个或多个成员的数量、生物量和/或活性来测量。在一些实施方式中，持留可通过获得粪便样品中微生物聚生体的至少两个成员的经测量的生物量的比来测量。
术语“降低(decrease)”、“减少的(reduced)”、“减少(reduction)”或“抑制(inhibit)”在本文中都用于指性质、水平或其它参数降低或减轻(lessening)统计学上显著的量。在一些实施方式中，“减少”或“降低”或“抑制”通常是指与参比水平(例如缺少给定的治疗)相比降低至少10％，并且可以包括例如降低至少约10％、至少约20％、至少约25％、至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％、至少约98％、至少约99％、或更多。如本文所使用的，“减少”或“抑制”并未涵盖与参比水平相比的完全抑制或减少。“完全抑制”是与参比水平相比的100％的抑制。降低可优选下降至在没有给定的紊乱的个体的正常范围内接受的水平。
术语“增加的(increased)”、“增加的(increase)”或“增强”(enhance)或“激活/活化(activate)”在本文中都用于通常指性质、水平或其它参数增加统计学上显著的量；为避免任何疑问，术语“增加的”、“增加”或“增强/提高”或“激活/活化”是指与参比水平相比增加至少10％，例如增加至少约20％、或至少约30％、或至少约40％、或至少约50％、或至少约60％、或至少约70％、或至少约80％、或至少约90％或多上至并包括100％的增加、或与参比水平相比的10％-100％之间的任意增加、或至少约2倍、或至少约3倍、或至少约4倍、或至少约5倍或至少约10倍的增加、至少约20倍的增加、至少约50倍的增加、至少约100倍的增加、与参比水平相比至少约1000倍的增加或更多。
术语“药学上可接受的”可以指可向受试者(例如哺乳动物或人)给予而无过度毒性的化合物和组合物。
如本文所使用的，术语“药学上可接受的载体”可包括下述任何材料或物质：当与活性成分组合时，允许该成分保留生物学活性并且与受试者的免疫系统是非反应性的。实例包括但不限于标准药物载体(例如磷酸盐缓冲盐溶液、乳剂(如油/水乳剂)以及各种类型的润湿剂)的任一种。术语“药学上可接受的载体”排除组织培养基。
如本文所使用的，术语“包含/包括(comprising)”是指除了所存在的定义的要素之外还可以存在其它要素。“包含/包括”的使用表示含有而不是限制。
如本文所使用的，术语“基本上由……组成”是指对于给定的实施方式而言所需的那些要素。该术语允许存在实质上不影响本发明的实施方式的基本以及新颖的或功能性的特性的额外要素。
术语“由……组成”是指如本文所述的组合物、方法和它们各自的组分排除了在实施方式的描述中未列举的任何要素。
此外，除非上下文另有要求，单数术语应包括复数，而复数术语应包括单数。
应当理解的是，本发明不限于在本文中描述的特定的方法学、方案和试剂等，而是可由此进行变化。本文中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而并不旨在限定本发明的范围，本发明的范围仅由权利要求限定。
微生物菌群
每个个体都具有个性化的肠道微生物群，包括位于消化道的估计500至5000种或更多种的细菌、真菌、病毒、古细菌和其它微生物，高达100万亿个有机体个体，其提供许多有用的共生功能，例如包括帮助消化、为结肠提供营养、产生维生素、调节免疫系统、协助防御外源细菌、调制能量代谢、以及产生短链脂肪酸(SCFA)(例如通过膳食碳水化合物(包括抗性淀粉和膳食纤维)，所述碳水化合物是用于发酵生产SCFA的底物，终产物主要为乙酸/乙酸盐、丙酸\丙酸盐、琥珀酸\琥珀酸盐、丁酸\丁酸盐、1,2-丙二醇或1,3-丙二醇)。
已知在人体内和人体上存在的微生物菌群的失衡与各种疾病状态相关。例如，人和实验小鼠模型二者中的肥胖均与肠道微生物群的改变(所述改变似乎是致病性的)相关。在“微生态失调”或破坏的共生的环境中，可能丧失或错乱的微生物群功能(导致对病原体的易感性增加)包括改变的代谢谱或诱导能够导致局部或系统性炎症或自身免疫的促炎信号。此外，在哮喘受试者中，细菌负荷和细菌多样性相比对照受试者而言均显著较高，这也与支气管高反应性有关。因此，肠道微生物群在许多疾病和紊乱(包括多种肠道致病性感染)的发病机理中起重要作用。例如，当由于使用广谱抗生素而使正常的肠微生物群受到干扰时，患者变得更易受致病性感染的影响。许多这些疾病和紊乱是显著降低患者的生活质量并且最终可能致命的慢性病症。
微生物聚生体
在一些实施方式中，微生物聚生体包含至少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种或更多种不同的活的细菌物种，例如15种以上、20种以上、25种以上、30种以上、或甚至40种以上。在一个实施方式中，微生物聚生体包含少于40个物种，例如30个或更少的物种、25个或更少的物种、20个或更少的物种、或15个或更少的物种。在另一实施方式中，最小微生物聚生体包含12种以下、11种以下、10种以下、9种以下、8种以下、7种以下、6种以下、5种以下或4种以下的不同的活的细菌物种。在一个实施方式中，细菌组分中的至少一种(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、8种或更少、7种或更少、6种或更少、5种或更少、4种或更少、3种或更少、2种或更少)是非致病菌菌株。还在考虑之列为以下数量物种的聚生体：4-40个物种、4-30个物种、4-25个物种、4-20个物种、4-15个物种、4-11个物种、5-40个物种、5-30个物种、5-25个物种、5-20个物种、5-15个物种、5-11个物种、6-40个物种、6-30个物种、6-25个物种、6-20个物种、6-15个物种、6-11个物种、7-40个物种、7-30个物种、7-25个物种、7-20个物种、7-15个物种、7-11个物种、8-40个物种、8-30个物种、8-25个物种、8-20个物种、8-15个物种、8-11个物种、9-40个物种、9-30个物种、9-25个物种、9-20个物种、9-15个物种、9-11个物种、10-40个物种、10-30个物种、10-25个物种、10-20个物种、10-15个物种或10-11个物种。
在一个实施方式中，微生物聚生体的至少1种细菌组分是活的肠道细菌的细菌菌株，所述活的肠道细菌的细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridiumscindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Prevotellatannerae、Clostridium hathewayi、系结梭菌、Clostridium hylemonae、Clostridiumglycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridium lavalense、Clostridumfimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialister proprionicfaceins、Dialistersuccinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Parabacteroidesmerdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌。
在另一实施方式中，所述活的肠道细菌菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、C.sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae。
在另一实施方式中，所述活的肠道细菌菌株选自于由以下所组成的组：(i)多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis；或(ii)脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae。
在一个实施方式中，所述活的肠道细菌菌株不包括：大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、奇异变形杆菌、阴沟肠杆菌、沃氏嗜胆菌、Alistipes onderdonkii、脱硫弧菌属物种、约氏乳杆菌以及Parasutterella excrementihominis。
在另一实施方式中，所述聚生体不包括以下属的细菌：嗜胆菌属、肠杆菌属、埃希氏菌属、克雷伯氏菌属、变形杆菌属、Alistipes、脱硫弧菌属、Blautia或Parasutterella。
在另一实施方式中，所述聚生体不包括以下科的细菌：脱硫弧菌科、肠杆菌科、理研菌科以及萨特菌科。
在另一实施方式中，所述聚生体不包括以下科的细菌：乳杆菌科或肠杆菌科。
在另一实施方式中，所述聚生体不包括以下目的细菌：Burkholdales、脱硫弧菌目或肠杆菌目。
代谢特征：肠道微生物的各种特征有利于避免或治疗变态反应(包括食物变态反应)。在下文中，描述了被认为使得成为非常适合于本文所述的保护性或治疗性微生物聚生体的具体肠道微生物分类群或物种的特征及相应功能。实际上，包含这些特征及相应功能中的4种以上(例如5种以上、6种以上、7种以上、8种以上、9种以上或10种以上)的聚生体被认为是用于保护或治疗食物变态反应的可能的候选者。
在一些实施方式中，所述微生物聚生体包含能够在哺乳动物受试者中产生丁酸盐的一种或多种类型的微生物。可在实验上鉴定产丁酸盐的微生物，例如通过微生物产物的NMR或气相色谱分析或比色分析(Rose I A.1955.Methods Enzymol.1:591-5)。也可从计算方面鉴定产丁酸盐的微生物，例如通过鉴定参与丁酸盐合成的一种或多种酶。在产丁酸盐的微生物中存在的酶的非限制性实例包括丁酸激酶、磷酸转丁酰酶和丁酰CoA:乙酸CoA转移酶(Louis P.等，2004.J Bact.186(7):2099-2106)。产丁酸盐的菌株包括但不限于：Clostridium sardiniensis、Clostridium hiranonsis、普拉梭菌、丁酸弧菌属spp.、直肠真杆菌以及Roseburia intestinalis。
在一些实施方式中，药物组合物包含两种以上类型的微生物或细菌菌株，其中，所述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盐。在其它实施方式中，所述组合物包含两种以上类型的微生物，其中，两种以上类型的微生物在哺乳动物受试者中协作(即交叉供应(cross-feed))来产生免疫调节性短链脂肪酸(SCFA)(例如丁酸盐)。在一个实施方式中，所述组合物包含能够代谢益生素以使产生的代谢物能被第二种类型的微生物(例如产丁酸盐的微生物，如罗氏菌属spp.(Roseburia spp.))转化成免疫调节性SCFA(例如丁酸盐)的微生物(例如双歧杆菌属spp.、多形拟杆菌、脆弱拟杆菌或多枝梭菌)中的至少一种类型，所述益生素包括但不限于：菊粉，菊粉型果聚糖，含有岩藻糖的糖缀合物(包括H1、H2、Lewis A、Lewis B、Lewis X或Lewis Y抗原)，或果寡糖(Falony G.等，2006Appl.Environ.Microbiol.72(12):7835-7841)。在其它方面，所述组合物包含至少一种消耗乙酸\乙酸盐产丁酸\丁酸盐的微生物(例如普拉梭菌或Roseburia intestinalis)。
在一些实施方式中，所述组合物包含能够在哺乳动物受试者内产生丙酸\丙酸盐和/或琥珀酸\琥珀酸盐的微生物中的一种或多种类型，任选地，所述组合物进一步包含适于丙酸\丙酸盐和/或琥珀酸\琥珀酸盐生物合成的益生素或底物。用于生产丙酸\丙酸盐的益生素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、阿糖基木聚糖、阿糖基木聚糖寡糖、甘露寡糖以及海带多糖(laminaran)(Hosseini E.等，2011.Nutrition Reviews.69(5):245-258)。可在实验上鉴定产丙酸\丙酸盐的微生物，例如通过微生物产物的NMR或气相色谱分析或比色分析(Rose I A.1955.MethodsEnzymol.1:591-5)。也可从计算方面鉴定产丙酸\丙酸盐的微生物，例如通过鉴定参与丙酸\丙酸盐合成的一种或多种酶。在产丙酸\丙酸盐的微生物中存在的酶的非限制性实例包括琥珀酸盐途径的酶，包括但不限于磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶、苹果酸脱氢酶、延胡索酸水合酶、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；以及丙烯酸盐途径的酶，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、磷酸乙酰转移酶以及丙酸激酶。例如，利用琥珀酸盐途径的微生物包括拟杆菌属的一些物种，例如脆弱拟杆菌、Clostridium sardiniensis以及Clostridum hiranonsis。在一个实施方式中，产丙酸\丙酸盐的物种为脆弱拟杆菌、多形拟杆菌或卵形拟杆菌。在一个实施方式中，产琥珀酸盐的物种为脆弱拟杆菌、多形拟杆菌或卵形拟杆菌。
确定产丁酸\丁酸盐、丙酸\丙酸盐和/或琥珀酸\琥珀酸盐的物种的功能性方法包括：短链脂肪酸(SCFA)的产量的分析，使用气相色谱/液相色谱(GC/LC)来鉴定丙酸\丙酸盐、丁酸\丁酸盐和/或琥珀酸\琥珀酸盐；或基于质谱学的方法，以检测这些SCFA以及1,2-丙二醇和1,3-丙二醇。这些研究可在来自定殖的限菌(gnotobiotic)小鼠以及来自常规患者和/或动物样品的培养上清液中进行。
用于鉴定产丁酸\丁酸盐的物种的其它方法，包括表达用于由糖的厌氧发酵生产丁酸\丁酸盐的丁酰-CoA:乙酸CoA转移酶(But基因)或丁酸激酶(Buk基因)的那些物种。在另一实施方式中，产丁酸\丁酸盐(从氨基酸(例如赖氨酸、戊二酸或4-氨基丁酸)途径)的有机体表达包括以下在内的酶：例如，L2Hgdh，2-羟基戊二酸脱氢酶；Gct，戊烯二酸CoA转移酶(α亚基、β亚基)；HgCoAd，2-羟基-戊二酰CoA脱氢酶(α亚基、β亚基、γ亚基)；Gcd，戊烯二酰CoA脱羧酶(α亚基、β亚基)；Th1，硫解酶；hbd，β-羟基丁酰CoA脱氢酶；Cro，巴豆酸酶；Bcd，丁酰CoA脱氢酶(包括电子转移蛋白α亚基、β亚基)；KamA，赖氨酸-2,3-氨基变位酶；KamD,E，β-赖氨酸-5,6-氨基变位酶(α亚基、β亚基)；Kdd，3,5-二氨基己酸脱氢酶(3,5-diaminohexanoate dehydrogenase)；Kce，3-酮-5-氨基己酸裂解酶；Kal，3-氨基丁酰CoA解氨酶(ammonia lyase)；AbfH，4-羟基丁酸脱氢酶；AbfD，4-羟基丁酰CoA脱水酶；Isom，乙烯基乙酰CoA-3,2-异构酶(与AbfD为同一蛋白)；4Hbt，丁酰CoA:4-羟基丁酸CoA转移酶；But，丁酰CoA:乙酸CoA转移酶；Ato，丁酰CoA:乙酰乙酸CoA转移酶(α亚基、β亚基)；Ptb，磷酸丁酰转移酶；以及Buk，丁酸激酶(参见例如Vital等，mBIO5(2):e00889-14)。
在一些实施方式中，微生物聚生体包含产生能够刺激肠道上皮细胞、抗原呈递细胞和/或T细胞中的芳香烃(AhR)受体的化合物的至少一种细菌物种。不希望受理论束缚，刺激AhR受体可帮助能够预防和/或治疗食物变态反应的调节性T细胞过程的发展。刺激宿主芳香烃受体途径的化合物的一些非限制性实例包括：(i)吲哚；(ii)来自吲哚、色氨酸、酪氨酸和组氨酸的微生物合成的中间体；(iii)类黄酮、吩嗪类和/或醌类的微生物合成；或(iv)宿主摄取的类黄酮、吩嗪类和/或醌类的代谢的化合物或中间体。在一个实施例中，产生足以刺激宿主芳香烃受体途径的芳烃受体激动剂的活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株包含至少一个与色氨酸合成或醌分子合成相关的基因。在另一实例中，活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株通过类黄酮、吩嗪类和/或醌类的微生物合成产生足以刺激宿主芳香烃受体途径的芳香烃受体激动剂。因此，表达或编码参与类黄酮、吩嗪类和/或醌类合成的生物合成酶的微生物被鉴定为产生宿主芳香烃受体激动剂的微生物。在一个实施方式中，所述生物合成酶包括途径中的最后一种酶，其催化产生例如类黄酮、吩嗪或醌化合物的最终生物合成反应。
在一些实施方式中，微生物聚生体包括产生能够刺激孕烷X受体(例如对肠道屏障功能具有有益作用)和/或调节性T细胞过程的发展的化合物的至少一种细菌物种。刺激孕烷X受体的化合物的非限制性实例包括：(i)碳链裂解酶；(ii)羟基类固醇脱氢酶活性的化合物或中间体；或(iii)来源于类黄酮代谢酶的化合物或中间体。因此，预计编码和表达类固醇碳链裂解酶和/或羟基类固醇脱氢酶的细菌产生刺激孕烷X受体的化合物。Clostridium sardiniensis和Clostridium scindens为产生能够刺激孕烷X受体的化合物的细菌物种的非限制性实例。
在一些实施方式中，微生物聚生体包含产生以下化合物的至少一种细菌物种：所述化合物能够刺激RAR相关孤儿受体γ(RORγ)途径，以例如经由直接刺激或肠道抗原呈递细胞和/或上皮细胞中的RORγ-激活途径(其随后刺激调节性T细胞应答)来刺激调节性T细胞应答的发展。在一个实施方式中，活的、可培养的厌氧肠道细菌菌株，其中所述细菌菌株内源性地或通过代谢摄入的前体产生能够刺激RORγ(RAR相关孤儿受体γ)途径以刺激调节性T细胞应答的发展的化合物，为表达至少一种胆固醇还原酶和能够代谢甾醇化合物的其它酶的菌株。产生刺激RORγ途径的化合物的微生物的非限制性实例包括Clostridiumscindens、Clostridia hiranonsis以及Clostridium sardiniensis。在一个例子中，表达胆汁酸转化酶的那些物种也能够产生RORγ途径激动剂。
在一些实施方式中，本文所述的微生物聚生体例如通过刺激宿主的粘蛋白和复合糖缀合物以及改善保护性共生菌株的定殖来改善肠道功能。在一个实施方式中，所述微生物聚生体包含刺激宿主产生粘蛋白和复合糖缀合物的至少一种细菌菌株(例如多形拟杆菌)。
免疫调节：用于治疗食物变态反应的其它示例性组合物含有能够改变在受试者中的免疫亚群(immune subpopulations)(例如T细胞亚群，如Treg))的比例的细菌菌株。
例如，免疫调节性细菌可增加或降低受试者中的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降低可为系统性的，或者其可局限于定殖的聚生体的作用位点(例如在胃肠道中或远端微生态失调的位点处)。在一些实施方式中，基于在受试者中免疫细胞亚群的分化和/或扩增方面益生菌(probiotic)组合物的预期效果，将包含免疫调节性细菌的微生物聚生体用于治疗食物变态反应。
在一个实施方式中，所述微生物聚生体含有增加受试者中或受试者的特定位置(例如肠道组织)中的Treg细胞比例的免疫调节性细菌。在一个实施方式中，微生物聚生体含有增加受试者中Th17细胞比例的免疫调节性细菌。在另一实施方式中，微生物聚生体含有降低受试者中Th17细胞比例的免疫调节性细菌。在一个实施方式中，微生物聚生体含有增加受试者中Th1细胞比例的免疫调节性细菌。在另一实施方式中，微生物聚生体含有降低受试者中Th1细胞比例的免疫调节性细菌。在一个实施方式中，微生物聚生体含有增加受试者中Th2细胞比例的免疫调节性细菌。在另一实施方式中，微生物聚生体含有降低受试者中Th2细胞比例的免疫调节性细菌。
在一个实施方式中，微生物聚生体含有免疫调节性细菌，所述免疫调节性细菌能够调制受试者中Treg细胞、Th17细胞、Th1细胞、Th2细胞及其组合中的一种或多种的比例。对于治疗或预防炎性紊乱(如食物变态反应)而言，一些免疫细胞谱可能是特别需要的。例如，在一些实施方式中，可通过增加Treg细胞和Th2细胞的数量并降低Th17细胞和Th1细胞的数量，促进例如食物变态反应的治疗或预防。因此，用于治疗或预防食物变态反应的微生物聚生体可含有能够促进Treg细胞和Th2细胞并使Th17细胞和Th1细胞减少的微生物聚生体。
在一个实施方式中，本文所述的方法和组合物中的厌氧肠道细菌菌株表达激动剂，所述激动剂能够结合至抗原呈递细胞、肠上皮细胞和/或T细胞中的Toll样受体(TLR)、CD14和/或脂质结合蛋白并调制由Toll样受体(TLR)、CD14和/或脂质结合蛋白介导的应答以促进调节性T细胞的发展。TLR激动剂的非限制性实例包括：由拟杆菌属的共生成员产生的脂多糖(LPS)、外多糖(PSA)、肽聚糖或CpG基序；或由梭菌属成员产生的脂磷壁酸(LTA)。在一个实施方式中，充当TLR激动剂的厌氧肠道细菌菌株选自于下表。
Figure BDA0001717542330000401
Figure BDA0001717542330000411
胆汁酸转化：初级胆汁酸(例如人的胆酸和鹅去氧胆酸)主要通过与氨基酸牛磺酸或甘氨酸缀合在哺乳动物(包括人)的肝中生成，并分泌到胆汁中。在肠道中，初级胆汁酸被微生物代谢，该微生物将初级胆汁酸转化为次级胆汁酸。初级胆汁酸的肠微生物转化可包括：去结合、去葡萄糖醛酸化、羟基的氧化、桥氧基的还原以得到差向异构的羟基胆汁酸、酯化和脱羟基。进行初级胆汁酸的去结合的细菌的非限制性实例包括：拟杆菌属、双歧杆菌属、梭菌属以及乳杆菌属。进行初级胆汁酸的氧化和差向异构化的细菌的非限制性实例包括拟杆菌属、梭菌属、Egghertella、真杆菌属、消化链球菌属(Peptostreptococcus)和瘤胃球菌属。进行初级胆汁酸的7-脱羟基的细菌的非限制性实例包括梭菌属和真杆菌属。进行初级胆汁酸的酯化的细菌的非限制性实例包括拟杆菌属、真杆菌属、和乳杆菌属。
在一个实施方式中，本文所述的微生物聚生体包含通过去结合转化胆汁酸的至少一种细菌组分。在另一实施方式中，本文所述的微生物聚生体包含通过7-脱羟基转化胆汁酸的至少一种细菌组分。在另一实施方式中，本文所述的微生物聚生体包含通过酯化转化胆汁酸的至少一种细菌组分。
在一个实施方式中，本文所述的微生物聚生体包含至少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种或更多种进行胆汁酸转化的细菌组分。
在一个实施方式中，本文所述的微生物聚生体包含11种或更少、10种或更少、9种或更少、8种或更少、7种或更少、6种或更少、5种或更少、4种或更少、3种或更少、2种或更少、1种或更少、或0种进行胆汁酸转化(例如去结合、酯化或7-脱羟基)的细菌组分。
在一个实施方式中，微生物聚生体包含至少一种厌氧肠道细菌菌株，所述细菌菌株单独或组合地执行完整的胆汁酸转化。
工程化的微生物：在一些实施方式中，微生物聚生体的一个或多个成员包含工程化的微生物。例如，工程化的微生物包括具有以下的微生物：i)一种或多种导入的遗传变化，所述变化为细菌染色体上或内源质粒上含有的一个或多个核苷酸的插入、删除、易位、或置换或它们的任意组合，其中所述遗传变化可导致一种或多种蛋白编码基因、非蛋白编码基因、基因调控区或其任意组合的改变、破坏、去除或添加，并且其中这些变化可为两个以上独立的基因组区域的融合或者这些变化可合成得到；ii)一个或多个外来质粒，所述外来质粒含有内源基因的突变拷贝，所述突变为一个或多个核苷酸的插入、删除、或置换或它们的任意组合；以及iii)一个或多个外来质粒，所述外来质粒含有突变或非突变的外源基因或者两个以上的内源基因、外源基因或混合基因的融合。所述工程化的微生物可使用包括以下在内的技术生产：包括但不限于定点诱变、转座子诱变、敲除、敲入(knock-ins)、聚合酶链式反应诱变、化学诱变、紫外光诱变、转化(化学上或通过电穿孔)、噬菌体转导或它们的任意组合。
排除的细菌：在一个实施方式中，微生物聚生体不包含通常分类为致病性或机会致病(opportunistic)的有机体。可能的是，给定分类组别(taxonomic group)的所有成员具有的功能可为有益的(例如对于提供特定的代谢物)，但由于其它原因，该组别中的一个或多个特定成员的整体作用是无益的并且是例如致病性的。显然，引起发病机理(例如急性胃肠病状)的给定分类组别的成员将被排除在本文所述的治疗性或预防性方法和组合物之外。
在一个实施方式中，所述细菌组合物不包括以下细菌中的至少一种：肠氨基酸球菌(Acidaminococcus intestinalis)、大肠杆菌、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)、拉乌尔菌属(Raoultella)sp.和缓症链球菌(Streptococcus mitis)。
在另一实施方式中，所述细菌组合物不包含以下细菌中的至少一种：Barnesiellaintestinihominis；罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)；海氏肠球菌(Enterococcushirae)、屎肠球菌(Enterococus faecium)或耐久肠球菌(Enterococcus durans)；Anaerostipes caccae或吲哚梭菌(Clostridium indolis)；沃氏葡萄球菌(Staphylococcus wameri)或巴氏葡萄球菌(Staphylococcus pasteuri)；以及Adlercreutzia equolifaciens。
在另一实施方式中，所述细菌组合物不包含以下细菌中的至少一种：肉毒梭菌(Clostridium botulinum)、尸毒梭菌(Clostridium cadaveris)、气肿疽梭菌(Clostridium chauvoei)、梭状梭菌(Clostridium clostridioforme)、匙形梭菌(Clostridium cochlearium)、艰难梭菌(Clostridium difficile)、溶血梭菌(Clostridium haemolyticum)、矛形梭菌(Clostridium hastiforme)、溶组织梭菌(Clostridium histolyticum)、吲哚梭菌、不规则梭菌(Clostridium irregulare)、泥渣梭菌(Clostridium limosum)、恶名梭菌(Clostridium malenominatum)、诺维氏梭菌(Clostridium novyi)、乳清酸梭菌(Clostridium oroticum)、类腐败梭菌(Clostridiumparaputrificum)、产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)、毛状梭菌(Clostridiumpiliforme)、腐化梭菌(Clostridium putrefaciens)、腐败梭菌(Clostridiumputrificum)、败毒梭菌(Clostridium septicum)、索氏梭菌(Clostridium sordellii)、楔形梭菌(Clostridium sphenoides)和破伤风梭菌(Clostridium tetani)。
在另一实施方式中，所述细菌组合物不包含大肠杆菌和约氏乳杆菌中的至少一种。
在另一实施方式中，所述细菌组合物不包含以下细菌中的至少一种：无害梭菌(Clostridium innocuum)、丁酸梭菌(Clostridium butyricum)、大肠杆菌和黏液真杆菌(Blautia producta)(以前被称为延展消化链球菌(Peptostreptococcus productus))。
在另一实施方式中，所述细菌组合物不包含以下中的至少一种：真细菌、梭杆菌门(Fusobacteria)、丙酸杆菌属(Propionibacteria)、大肠杆菌和Gemmiger。
在另一实施方式中，本文所述的组合物不包含致病菌，例如，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)、奈瑟氏球菌属(Neisseria)、支原体属(Mycoplasma)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、李斯特氏菌属(Listeria)、钩端螺旋体属(Leptospira)、军团菌属(Legionella)、克雷伯氏菌属、螺杆菌属(Helicobacter)、嗜血杆菌属(Haemophilus)、弗朗西丝氏菌属(Francisella)、埃希氏菌属、埃里希氏体属(Ehrlichia)、肠球菌属(Enterococcus)、柯克斯氏体属(Coxiella)、棒状杆菌属(Corynebacterium)、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)、疏螺旋体属(Borrelia)、博德特氏菌属(Bordetella)、芽孢杆菌属(Bacillus)、多药物耐药性细菌、超广谱β-内酰胺耐药性肠球菌(extended spectrum beta-lactam resistantEnterococci，ESBL)、碳青霉烯耐药性肠杆菌科(CRE)和万古霉素耐药性肠球菌(VRE)。
在其它实施方式中，本文所述的组合物不包含致病物种或菌株，例如，嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、胎儿弯曲杆菌(Campylobacter fetus)、类志贺邻单胞菌(Plesiomonas shigelloides)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni)、肉毒梭菌、艰难梭菌、产气荚膜梭菌、肠集聚型大肠杆菌(enteroaggregative Escherichia coli)、肠出血性大肠杆菌(enterohemorrhagicEscherichia coli)、肠侵袭性大肠杆菌(enteroinvasive Escherichia coli)、肠毒素性大肠杆菌(enterotoxigenic Escherichia coli，例如但不限于LT和/或ST)、大肠杆菌O157:H7、幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)、肺炎克雷伯氏菌、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spp.、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、副伤寒沙门氏菌(Salmonella paratyphi)、志贺氏菌属spp.、葡萄球菌属spp.、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、万古霉素耐药性肠球菌属spp.、弧菌属spp.、霍乱弧菌(Vibrio cholerae)、副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、创伤弧菌(Vibrio vulnificus)和小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica)。
在一个实施方式中，所述微生物聚生体及其组合物不包含：大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、奇异变形杆菌、阴沟肠杆菌和/或沃氏嗜胆菌。
致病性有机体的减少：在一些实施方式中，本文所述的包含微生物聚生体的组合物提供了针对微生态失衡或针对由一种或多种目标GI病原体引起的感染的保护性或治疗性效果。在一个实施方式中，本文所述的微生物聚生体减少了一种或多种微生态有害性或致病性细菌菌株的生物量。
在一个实施方式中，与缺少用本文所述的微生物聚生体处理的情况下的一种或多种微生态有害性或致病性细菌菌株的生物量相比，本文所述的微生物聚生体使一种或多种微生态有害性或致病性细菌菌株的生物量降低了至少10％。在其它实施方式中，与用微生物聚生体或其组合物处理之前的受试者肠道中的微生态有害性或致病性细菌菌株的生物量相比，一种或多种致病性细菌菌株的生物量降低了至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或甚至100％(即低于该分析的检出限)。
在一些实施方式中，本文所述的微生物聚生体改变肠道环境，从而使得一种或多种微生态有害性或致病性有机体的数量、生物量或活性降低至少10％(例如至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或甚至100％(即低于该分析的检出限))。仅作为一个实例，拟杆菌属的定殖减少了肠杆菌科或脱硫弧菌科中的微生态有害性物种的生物量。
在一些实施方式中，所述致病菌选自于由以下细菌组成的组中：耶尔森氏菌属、弧菌属、密螺旋体属、链球菌属、葡萄球菌属、埃希氏菌属/志贺氏菌属、沙门氏菌属、立克次氏体属、东方体属、假单胞菌属、奈瑟氏球菌属、支原体属、分枝杆菌属、李斯特氏菌属、钩端螺旋体属、军团菌属、克雷伯氏菌属、螺杆菌属、嗜血杆菌属、弗朗西丝氏菌属、埃希氏菌属、埃里希氏体属、肠球菌属、柯克斯氏体属、棒状杆菌属、梭菌属、衣原体属、嗜衣原体属、弯曲杆菌属、伯克霍尔德氏菌属、布鲁氏菌属、疏螺旋体属、博德特氏菌属、双歧杆菌属、芽孢杆菌属、嗜胆菌属、脱硫弧菌属、多药物耐药性细菌、超广谱耐β-内酰胺耐药性肠球菌(ESBL)、碳青霉烯耐药性肠杆菌科(CRE)和万古霉素耐药性肠球菌(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、胎儿弯曲杆菌、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、肠集聚型大肠杆菌、肠出血性大肠杆菌、肠侵袭性大肠杆菌、肠毒素性大肠杆菌(例如但不限于LT和/或ST)、大肠杆菌O157:H7、幽门螺杆菌、肺炎克雷伯氏菌、单核细胞增生李斯特氏菌、类志贺邻单胞菌、沙门氏菌属spp.、伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌、志贺氏菌属spp.、葡萄球菌属spp.、金黄色葡萄球菌、万古霉素耐药性肠球菌属spp.、弧菌属spp.、霍乱弧菌、副溶血弧菌、创伤弧菌和小肠结肠炎耶尔森氏菌。
在一个实施方式中，目标病原体是选自于以下中的至少一种病原体：艰难梭菌、沙门氏菌属spp.、致病性大肠杆菌、万古霉素耐药性肠球菌属spp.和超广谱耐β-内酰胺耐药性肠球菌(ESBL)。
在下文中，讨论了对包含微生物组合物的组合物减少一种或多种微生态有害性或致病性有机体的数量、生物量或活性的功效进行测试的方法。虽然在下文中描述了关于分析艰难梭菌的数量、生物量或活性减少方面的一些方法，本领域技术人员能够容易地调整这些方法以测量一种或多种另外的微生物菌株的数量、生物量或活性。
在一个实施方式中，提供的是利用细菌组合物或其子集(subsets)与艰难梭菌或其它微生态有害性或致病性菌株之间的竞争的体外分析。该测试在本领域中是已知的，因此在本文中未详细描述。
在另一实施方式中，提供的是利用10％(wt/vol)无菌过滤排泄物(Sterile-Filtered Feces)的体外分析。该分析对细菌组合物的保护性作用进行测试并且对抑制给定致病性或微生态有害性微生物生长的微生物组合进行体外筛选。该分析可以自动化高通量模式或手动模式操作。在任一系统下，将人或动物的排泄物重悬于无氧缓冲溶液(如预先还原的PBS或其它合适的缓冲液)中，通过离心移除颗粒，并过滤灭菌。这种10％无菌过滤排泄物材料作为体外分析的基础培养基。为了测试细菌组合物，研究人员可将其添加至无菌过滤排泄物材料中用于第一孵育期，然后可将经孵育的微生物溶液与目标致病性或微生态有害性微生物一起接种用于第二孵育期。所得的致病性或微生态有害性微生物的滴度(titer)通过多种方法(如下文描述的方法)进行定量，并将病原体的量的变化与标准对照(包括在不存在细菌组合物的情况下培养的致病性或微生态有害性微生物)进行比较。使用至少一个对照进行该分析。来自健康受试者的排泄物可用作阳性对照。抗生素处理的排泄物或热处理的排泄物可用作阴性对照。可在这种材料中测试各种细菌组合物，并任选地将细菌组合物与阳性对照和/或阴性对照进行比较。抑制致病性或微生态有害性微生物生长的能力可通过将孵育的材料铺在选择性培养基上并对菌落进行计数来测量。在细菌组合物与致病性或微生态有害性微生物之间竞争后，将体外分析板的每个孔连续10倍稀释6次，并铺在选择性培养基上。对于艰难梭菌而言，这将包括例如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，并孵育。然后，对致病性或微生态有害性微生物的菌落进行计数，以计算竞争结束时各孔中活细胞的浓度。
或者，抑制致病性或微生态有害性物种生长的能力可通过定量PCR(qPCR)来测量。可遵循标准技术来生成关于目标致病性或微生态有害性菌株的标准曲线。可根据制造商的说明，使用市售试剂盒(例如，Mo Bio
Figure BDA0001717542330000471
-htp 96孔土壤DNA分离试剂盒(Mo BioLaboratories，Carlsbad，Calif.)、Mo Bio
Figure BDA0001717542330000472
DNA分离试剂盒(Mo BioLaboratories，Carlsbad，Calif.)或QIAamp DNA粪便Mini试剂盒(QIAGEN，Valencia，Calif.))从样品中提取基因组DNA。qPCR可使用HotMasterMix(5PRIME，Gaithersburg，MD)和目标致病性或微生态有害性微生物特异性引物实施，并且可在具有条码的
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Fast Optical 96孔反应板(0.1mL)(Life Technologies，Grand Island，N.Y.)上实施，然后在配置有CFX96TM实时系统的BioRad C1000TM热循环仪(BioRad，Hercules，Calif)上进行，荧光读数为FAM通道和ROX通道。FAM通道上各孔的Cq值由CFX ManagerTM软件version2.1来测定。通过将给定样品的Cq值输入线性回归模型中，来计算各实验样品的log10(cfu/ml)，该线性回归模型由对比标准曲线孔的Cq值与这些样品的已知log10(cfu/ml)而来的标准曲线产生。技术人员可采用替代的qPCR模式。
还提供了确定细菌组合物的保护性作用的体内分析。描述了关于针对艰难梭菌的保护作用的分析，但本领域技术人员可使其适用于其它病原体或微生态有害性物种。提供了用于测试针对艰难梭菌的细菌组合物的保护性作用的体内小鼠模型。在该模型中(基于Chen等，Gastroenterology 135(6):1984-1992(2008))，通过以下程序使小鼠对艰难梭菌易感：用5-7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，以及任选地包括氨苄青霉素和环丙沙星)(经由它们的饮用水递送)处理7天(实验的第-12天至第-5天)；接着在第-3天用克林霉素以单剂量处理；然后3天后，在第0天用104个艰难梭菌孢子经由口服强饲(即口胃灌洗)进行激发。细菌组合物可在艰难梭菌强饲之前(预防性处理)或之后(治疗性处理)给予。另外，可在(任选的)万古霉素处理后给予细菌组合物，以评估它们防止复发并由此在体内阻抑病原体的能力。从第-1天至第6天(或超过该时间，对于防止复发)，每天进行评估的结果为重量、临床征像、死亡率以及排泄物中艰难梭菌的泄出(shedding)。在没有处理的情况下，通常观察到重量减轻、疾病的临床征像以及艰难梭菌泄出。在第-1天至第4天通过口服强饲提供的万古霉素防止了这些结果发生，并作为阳性对照。临床征像是主观的，每天都由同一经验丰富的观察员进行评分。将失去大于或等于其体重的25％的动物处死，并且将其计作感染相关的死亡率。每天从小鼠笼(每笼5只小鼠)中收集排泄物，然后使用上述用于体外分析所述的选择性平板分析或经由针对毒素基因的qPCR，对排泄物中艰难梭菌孢子的泄出进行检测。测试材料(包括10％人排泄物的悬浮液(作为阳性对照)、细菌组合物或PBS(作为阴性溶媒对照))的作用通过以下程序来确定：在第-1天(艰难梭菌激发的前一天)，处理的第1天、第2天和第3天，或万古霉素处理后的第5天、第6天、第7天和第8天，将处于0.2mL体积的测试样品经口服强饲引入小鼠中。如上所述，在第1天至第4天给予万古霉素，作为另一阳性对照。可采用替代的剂量方案和给予途径(例如直肠)(包括测试物品的多剂量)，并且可递送103个至1013个给定的有机体或组合物。
有益有机体的增强：在一些实施方式中，包含微生物聚生体的组合物提供使GI道中的有益有机体增强的治疗性效果。在一个实施方式中，如本文所述的微生物聚生体使一种或多种有益细菌菌株的生物量增加了至少10％。在其它实施方式中，与用所述微生物聚生体或其组合物处理之前的受试者肠道中的有益细菌菌株的生物量相比，使一种或多种有益细菌菌株的生物量增加了至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少1倍、至少2倍、至少5倍、至少10倍、至少50倍、至少100倍、至少500倍、至少1000倍、至少5000倍、至少10,000倍、至少15,000倍或至少20,000倍。在一个实施方式中，所述有益有机体为当前驻留或存在于肠道中的共生细菌菌株。在另一实施方式中，所述有益有机体为所述微生物聚生体本身中的一种或多种细菌菌株。
在一些实施方式中，本文所述的微生物聚生体改变了肠道环境，从而使得一种或多种有益有机体的数量、生物量或活性增加至少10％(例如，至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少1倍、至少2倍、至少5倍、至少10倍、至少50倍、至少100倍、至少500倍、至少1000倍、至少5000倍、至少10,000倍、至少15,000倍或至少20,000倍)。例如，微生物聚生体刺激宿主产生粘蛋白和复合糖缀合物以改善肠道屏障功能以及有益有机体、其它益生菌组合物或微生物聚生体本身的定殖。在一些实施方式中，用于提高有益有机体的生物量和/或活性的微生物组合物包含例如多形拟杆菌，其增强了其它拟杆菌和梭菌的定殖。在一些实施方式中，微生物聚生体影响肠道pH、减少氧分压、分泌糖苷酶、以及改善肠腔的还原电位，从而改善有益有机体的定殖。
在另一实施方式中，所述有益物种包括梭菌属菌spp.，如多枝梭菌、Clostridiumscindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、Clostridium hathewayi、系结梭菌、Clostridium hylemonae、Clostridiumglycyrrhizinilyticum、Clostridium lavalense、Clostridium fimetarium、共生梭菌或球孢梭菌。
细菌和细菌聚生体的特性
在某些实施方式中，提供了方法以对包含微生物聚生体的组合物的一些特性进行测试。例如，确定细菌组合物对某些环境变量的敏感性，例如为了在给定的组合物、制剂和/或用途中选择特定的期望特性。例如，可就pH耐受性、胆汁酸耐受性和/或抗生素敏感性，对组合物的细菌组分以逐个成组分为基础分别地或者作为由多种细菌成组分构成的细菌组合物(在本节中统称微生物聚生体)共同地进行测试。
pH敏感性测试：如果将药物组合物以不同于给予至结肠或直肠来给予(即，例如口服途径)，任选地测试pH耐受性提高了微生物或治疗性组合物的选择，所述微生物或治疗性组合物通过GI道或泌尿生殖道不同区域的变化的pH环境将以最可能高的产量存活。理解细菌组合物如何对GI道或泌尿生殖道的pH作出反应也有助于制剂，从而使得如果是有益的，可增加剂型中微生物的数量；和/或从而可将所述组合物以肠溶包衣胶囊剂或片剂给予或者与缓冲性或保护性组合物一起给予。
由于在高蛋白餐后短时间内胃的pH可降至pH为1-2，之后生理机制将其调节至pH为3-4，而胃通常处于4-5的静息pH，同时由于小肠的pH可在pH为6-7.4的范围，可制备细菌聚生体使其在这些不同的pH范围内存活(具体而言，其中，经过不同的pH范围，至少1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或多达100％的细菌可存活肠道输送时间(gut transit times))。这可通过以穿过这些PH范围的预期肠道输送时间使细菌组合物暴露至不同的pH范围来进行测试。因此，仅作为非限制性实例，可使包含一种或多种细菌物种或菌株的组合物的18小时培养物在添加pH调节试剂的标准培养基(如肠道微生物群培养基(“GMM”，参见Goodman等，PNAS108(15):6252-6257(2011))或其它不含动物产物的培养基中进行生长：pH为1-2，30分钟；pH为3-4，1小时；pH为4-5，1-2小时；以及pH为6-7.4，2.5-3小时。用于测试对酸的稳定性的替代方法描述于例如美国专利No.4,839,281中。细菌的存活可通过以下来确定：培养细菌并在合适的选择性或非选择性培养基上对菌落进行计数。
胆汁酸敏感性测试：另外，在一些实施方式中，测试胆汁酸耐受性提高了对将在输送通过GI道期间暴露于胆汁酸中存活的微生物或治疗性组合物的选择。胆汁酸被分泌到小肠中，并且可像pH一样影响细菌组合物的存活。这可通过以预期肠道暴露于胆汁酸的时间使组合物暴露于胆汁酸来进行测试。例如，可使用pH 9的0.05mM Tris作为溶剂将胆汁酸溶液制备成期望的浓度。胆汁酸溶解后，用10％HCl将溶液的pH调至7.2。治疗性组合物的细菌组分可培养于2.2ml的胆汁酸组合物(模拟患者中胆汁酸的浓度和类型)、1.0ml的10％无菌过滤排泄物培养基和0.1ml的给定细菌菌株的18小时培养物。孵育可进行2.5-3小时或更长。用于测试对胆汁酸的稳定性的替代方法描述于例如美国专利No.4,839,281中。细菌的存活可通过以下过程确定：培养细菌并在合适的选择性或非选择性培养基上对菌落进行计数。
抗生素敏感性测试：作为进一步任选的敏感性测试，可测试微生物组合物的细菌组分对抗生素的敏感性。在一个实施方式中，可对细菌祖坟进行选择，以使它们对抗生素敏感，从而使得如果需要的话，可通过至少一种靶向细菌组合物的抗生素将它们从患者的胃肠道中消除或使其大幅减少。
对胃肠道细胞的粘附：可任选地就粘附胃肠道细胞的能力，对组合物进行测试。测试对胃肠细胞的粘附的方法描述于例如美国专利No.4,839,281中。
免疫调节性细菌的鉴定：在一些实施方式中，免疫调节性细菌通过调制孢子形成的核酸序列的存在来鉴定。特别地，标签孢子形成基因在包括梭菌属和芽孢杆菌属在内的亲缘关系远的属的成员之间高度保守。正向遗传学的传统方法已经鉴定出许多(即便不是全部)孢子形成(spo)所必需的基因。孢子形成的发育程序部分地由4个区室特异性σ因子(compartment-specific sigma factors)的连续作用(按照σF、σΕ、σG和σK的顺序出现)决定，所述σ因子的活性局限于前胞子(forespore)(σF和σG)或母细胞(σΕ和σK)。在其它实施方式中，免疫调节性细菌通过产生DPA的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一部分，大量的DPA产生，占孢子质量的5％-15％。由于在已知的培养基条件下并非所有活的孢子都萌发和生长，很难评估细菌群体中的总孢子计数。因此，DPA含量的测量结果与孢子含量高度相关，并且是表征细菌群体中总孢子含量的适当的测量。
在其它实施方式中，免疫调节性细菌通过以下来鉴定：筛选细菌以确定该细菌是否诱导宿主细胞分泌促炎细胞因子或抗炎细胞因子。例如，可将能够分泌细胞因子的人细胞或哺乳动物细胞(如免疫细胞(例如PBMC、巨噬细胞、T细胞等))暴露于候选的免疫调节性细菌或由候选的免疫调节性细菌培养物获得的上清液，并且可使用标准技术(如ELISA、免疫印迹(immunoblot)、LuminexTM、抗体阵列、定量PCR、微阵列等)来测量细胞因子的表达或分泌方面的变化。基于在人细胞或哺乳动物细胞中诱导期望的细胞因子谱的能力，可选择用于包含于微生物聚生体中的细菌。例如，基于诱导一种或多种抗炎细胞因子分泌的能力和/或减少一种或多种促炎细胞因子分泌的能力，可选择抗炎细菌以用于包含(或者排除)于微生物聚生体或其组合物中。抗炎细胞因子包括例如IL-10、IL-13、IL-9、IL-4、IL-5及其组合。其它炎性细胞因子包括例如TGFβ。促炎细胞因子包括例如IFNγ、IL-12p70、IL-1α、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α、MIP1β、TNFα及其组合。在一些实施方式中，基于不同类型的细菌(例如来自不同物种的细菌或者来自同一个物种的不同菌株的细菌)诱导的减少宿主细胞的一种或多种促炎细胞因子分泌的能力和/或调制一种或多种抗炎细胞因子分泌的能力，可选择抗炎细菌以用于包含于微生物聚生体中。
在其它实施方式中，免疫调节性细菌通过以下来鉴定：筛选细菌以确定该细菌是否影响免疫细胞的特定亚群的分化和/或扩增。例如，可就促进来自前体细胞(例如初始T细胞(naive T cells))的Treg细胞、Th17细胞、Th1细胞和/或Th2细胞分化和/或扩增的能力，来筛选候选细菌。通过实例的方式，可在存在候选细菌或由候选细菌培养物获得的上清液的情况下培养初始T细胞，并且可使用标准技术(如FACS分析)来确定Treg细胞、Th17细胞、Th1细胞和/或Th2细胞的数量。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CD4+、CXCR3+和CCR6-。指示Th2细胞的标志物包括例如CD4+、CCR4+，和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分析中，例如以鉴定受候选的免疫调节性细菌影响的免疫细胞群体。基于促进期望的免疫细胞亚群分化和/或扩增的能力，可选择细菌以用于包含(或排除)于微生物聚生体中。
在其它实施方式中，免疫调节性细菌通过以下来鉴定：筛选细菌以确定该细菌是否分泌短链脂肪酸(SCFA)(例如丁酸\丁酸盐、乙酸\乙酸盐、丙酸\丙酸盐或戊酸\戊酸盐，或其组合)。例如，可使用标准技术测量细菌上清液中短链脂肪酸的分泌。在一个实施方式中，可使用NMR、质谱法(例如GC-MS、串联质谱法、基质辅助激光解吸/电离等)、ELISA或免疫印迹筛选细菌上清液，以测量一种或多种短链脂肪酸的水平。也可通过标准技术(如Northern印迹(Northern blot)、微阵列或定量PCR)，确定负责生产短链脂肪酸的细菌基因的表达。
示例性最小微生物聚生体：最小微生物聚生体在本文中示于实施例部分，并且能够预防和/或治疗已有的食物变态反应症状。这些示例性最小微生物聚生体不应被解释为限定，而仅旨在为了更好地理解本文所述的方法和组合物。
在一个实施方式中，最小微生物聚生体基本上由多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis组成。
在一个实施方式中，最小微生物聚生体用于预防和/或治疗已有的对食物的变态反应，所述最小微生物聚生体基本上由多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis组成。
在一个实施方式中，最小微生物聚生体基本上由脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae组成。
在一个实施方式中，最小微生物聚生体用于治疗已有的对食物的变态反应，所述最小微生物聚生体基本上由脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroidesgoldsteinii以及Prevotella tannerae组成。
在这一上下文中，“基本上由……组成”(consists essentially of)是指如果添加另一微生物并未改善如本文所述和定义的变态反应的治疗或预防，该微生物对于该保护性或治疗性作用而言不是必需的。
益生素
益生素是选择性发酵的成分，所述成分使得胃肠微生物群中的组成和/或活性得到特定变化，从而赋予对宿主安宁和健康中性或积极的益处。益生素可包括对细菌组合物的存活、定殖和持留有用的复合碳水化合物、氨基酸、肽或其它营养成分。益生素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、富含果寡糖的菊粉、果寡糖、右旋寡糖、塔格糖、反式低聚半乳糖以及低聚木糖。
合适的益生素通常为植物来源的复合碳水化合物、寡糖或多糖。通常而言，益生素是不可消化的或难以被人消化，作为细菌的食物来源。可用于本文提供的药物组合物和药物剂型中的益生素不受限地包括：低聚半乳糖(GOS)、反式低聚半乳糖、低聚果糖或果寡糖(FOS)、菊粉、富含果寡糖的菊粉、乳果糖、阿糖基木聚糖、低聚木糖(XOS)、甘露寡糖、瓜尔胶、阿拉伯树胶、塔格糖、直链淀粉、支链淀粉、木聚糖、果胶等，及其组合。益生素可存在于一些食物中，例如菊苣根、菊芋(Jerusalem artichoke)、蒲公英绿叶(Dandelion greens)、大蒜、韭菜、洋葱、芦笋、麦麸、小麦粉、香蕉、牛奶、酸奶、高粱、牛蒡、青花菜、抱子甘蓝(Brussels sprouts)、甘蓝、花椰菜、绿叶羽衣甘蓝(collard greens)、羽衣甘蓝、萝卜和芜青甘蓝、味噌酱。或者，益生素可为纯化的或化学合成的或酶促合成的。
在一些实施方式中，所述组合物包含至少一种益生素。在一个实施方式中，所述益生素为碳水化合物。在一些实施方式中，所述组合物包含益生素混合物，所述益生素混合物包含至少一种碳水化合物。“碳水化合物”是指糖(sugar)或糖的聚合物。术语“糖(saccharide)”、“多糖”、“碳水化合物”和“寡糖”可互换使用。大多数碳水化合物为具有许多羟基的醛或酮，通常该分子的每个碳原子上有一个。碳水化合物通常具有分子式(CH2O)n。碳水化合物可为单糖、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。典型地，寡糖包含3-6个之间的单糖单元(例如棉子糖(raffinose)、水苏糖)，多糖包含6个以上的单糖单元。示例性的多糖包括淀粉、糖原和纤维素。碳水化合物可含有修饰的糖单元，例如，其中羟基被移除的2'-脱氧核糖；其中羟基被氟替代的2'-氟代核糖；或N-乙酰氨基葡萄糖，葡萄糖的含氮形式(例如2'-氟代核糖、脱氧核糖和己糖)。碳水化合物可以多种不同的形式存在，例如构象异构体、环状形式、无环形式、立体异构体、互变异构体、端基异构体和异构体。碳水化合物可由天然(例如植物或微生物)来源进行纯化(即它们是酶促合成的)，或者它们可为化学合成或修饰的。
合适的益生素糖可包括碳水化合物、碳水化合物单体、碳水化合物寡物或碳水化合物聚合物中的一种或多种。在某些实施方式中，药物组合物或剂型包含至少一种类型的微生物和至少一种类型的非可消化(non-digestible)的糖(包括非可消化的单糖、非可消化的寡糖或非可消化的多糖)。在一个实施方式中，寡糖或多糖的糖单元可以单个直链进行连接或可为具有一个或多个侧支的链。寡糖或多糖的长度可随来源的不同而不同。在一个实施方式中，在链中还可包含少量的葡萄糖。在另一实施方式中，所述益生素组合物可部分地水解或者含有作为初始寡糖组分的独立的糖部分(参见例如美国专利No.8,486,668)。
益生素碳水化合物可包括但不限于单糖(例如丙糖、丁糖、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，以及其差向异构体、环状异构体、立体异构体及端基异构体。单糖的非限制性实例包括(处于L-构象或D-构象)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(gulose)、艾杜糖、来苏糖、阿拉伯糖、木糖、阿洛糖、赤藓糖、赤藓酮糖、塔格酮糖(tagalose)、山梨糖、核酮糖、阿洛酮糖、木酮糖、果糖、二羟基丙酮以及它们的环状(α或β)形式。其多聚体(二糖、三糖、寡糖、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(nigerose)、异麦芽糖、槐糖、昆布二糖、龙胆二糖(gentioboise)、松二糖、麦芽酮糖、帕拉金糖、gentiobiulose、甘露二糖、melibiulose、芸香糖、rutinulose、木二糖、樱草糖、直链淀粉、支链淀粉、淀粉(包括抗性淀粉)、甲壳素、纤维素、琼脂、琼脂糖、木聚糖、糖原、细菌多糖(如荚膜多糖、LPS和肽多糖)、以及生物膜外多糖(例如藻酸盐、EPS))、N-连接的聚糖以及O-连接的聚糖。益生素糖可为修饰的，碳水化合物衍生物包括氨基糖(例如唾液酸、N-乙酰氨基葡萄糖、半乳糖胺)、脱氧糖(例如鼠李糖、岩藻糖、脱氧核糖)、磷酸糖、糖基胺(glycosylamines)、糖醇以及酸性糖(例如葡糖醛酸、抗坏血酸)。
在一个实施方式中，所述药物组合物的益生素碳水化合物成分基本上由一种或多种非可消化的糖组成。
在一个实施方式中，所述药物组合物的益生素碳水化合物成分允许定期维持共生结肠微生物群，所述微生物群包含与健康状态的微生物组相关的微生物或者呈现患者发展出自身免疫病症或炎性病症的低风险。在一个实施方式中，益生素碳水化合物允许共同给予或共同配制的微生物在哺乳动物受试者中移植、生长和/或定期维持。在一些实施方式中，所述哺乳动物受试者为人受试者，例如具有或怀疑具有食物变态反应的人受试者。
在一些实施方式中，益生素有利于所给予的微生物的生长，其中所给予的微生物的生长和/或由所给予的微生物进行的所给予的益生素发酵减缓或减少病原体或pathobiont的生长。例如，FOS、neosugar或菊粉促进结肠中产酸菌(如属于乳酸菌属或双歧杆菌属的细菌)的生长，并且嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)以及两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidus)可在减少结肠中的致病性细菌的数量方面发挥作用(例如参见美国专利No.8,486,668)。还已知其它聚合物(例如各种半乳聚糖、乳果糖以及基于碳水化合物的树胶(例如车前草(psyllium)、瓜尔胶、卡拉胶、结冷胶和魔芋))改善胃肠(GI)健康。
在一些实施方式中，所述益生素包括以下中的一种或多种：GOS、乳果糖、棉子糖、水苏糖、乳蔗糖、FOS(即果寡糖或寡果聚糖(oligofructan))、菊粉、异麦芽糖寡糖、木糖寡糖、帕拉金寡糖、反式半乳糖基化寡糖(transgalactosylated oligosaccharides，即反式半乳寡糖)、反式半乳糖苷二糖(transgalactosylate disaccharides)、大豆寡糖(即soyoligosaccharides)、低聚龙胆糖、低聚葡萄糖、果胶寡糖、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、聚葡右旋糖、还原型帕拉金糖、纤维素、β-葡萄糖、β-半乳糖、β-果糖、毛蕊花糖、肌醇半乳糖苷和β-葡聚糖、瓜尔胶、果胶、高、海藻酸钠以及λ卡拉胶，或它们的混合物。GOS可为短链GOS、长链GOS或其任意组合。FOS可为短链FOS、长链FOS或其任意组合。
在一些实施方式中，所述益生素组合物包含两种碳水化合物种类(非限制性实例为GOS和FOS)，所述两种碳水化合物种类处于至少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的混合物中。
在一些实施方式中，所述益生素包含一种或多种非可消化寡糖、非可消化多糖、游离的单糖、非可消化糖、淀粉或非淀粉多糖的混合物。
通常认为，无论位于还原端的糖是否实际上是还原糖，寡糖都具有还原端和非还原端。本文所述的大部分寡糖是用以下描述的：非还原糖的名称或缩写(例如Gal或D-Gal)，前接或后接糖苷键构型(α或β)、环键、参与该键的还原糖的环位置，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、葡糖苷键)可表示为，例如1,4、1->4或(1-4)。
FOS和GOS两者都是非可消化的糖。糖的β糖苷键(例如但不限于在FOS和GOS中存在的β糖苷键)使得这些益生素基本上在胃和小肠中不可消化和不可吸收。α-连接的GOS(α-GOS)也无法被人唾液淀粉酶水解，但可被两歧双歧杆菌和丁酸梭菌利用(Yamashita A.等，2004，J.Appl.Glycosci.51:115-122)。FOS和GOS可基本完整地穿过小肠并进入大肠(结肠)，除了在作为药物组合物的一部分所给予的微生物和共生微生物能够代谢这些寡糖的地方。
GOS(也称为半乳寡糖(galacto-oligosaccharides)、低聚半乳糖(galactooligosaccharides)、反式低聚糖(TOS)、反式半乳寡糖(trans-galacto-oligosaccharide(TGOS)、反式低聚半乳糖)为半乳糖分子的低聚物或聚合物，主要以葡萄糖结尾或有时以半乳糖分子结尾，具有不同的聚合度(DP通常在2-20之间)和连接类型。在一个实施方式中，GOS包含半乳糖分子和葡萄糖分子。在另一实施方式中，GOS仅包含半乳糖分子。在又一实施方式中，GOS为[β-D-Gal-(1-6)]n-β-D-Gal-(1-4)-D-Glc(其中n为2-20)形式的含半乳糖的寡糖。在另一实施方式中，GOS为Glcα1-4-[βGal 1-6)]n(其中n＝2-20)形式的含有半乳糖的寡糖。在另一实施方式中，GOS为α-D-Glc(1-4)-[β-D-Gal-(1-6)-]n的形式，其中n＝2-20。Gal为吡喃半乳糖单元，Glc(或Glu)是吡喃葡萄糖单元。
在一个实施方式中，益生素组合物包含GOS相关化合物。GOS相关化合物可具有以下性质：a)“乳糖”部分；例如具有gal-glu部分以及任意聚合值或连接类型的GOS；或b)对人GI道中的“乳糖发酵”微生物是刺激性的；例如，棉子糖(gal-fru-glu)是对乳酸杆菌和双歧杆菌均有刺激性的“相关”GOS化合物。
在GOS和其它寡糖中发现的单独糖单元之间的连接包括β-(1-6)连接、β-(1-4)连接、β-(1-3)连接和β-(1-2)连接。在一个实施方式中，所给予的寡糖(例如GOS)为支链糖。在另一实施方式中，所给予的寡糖(例如GOS)为直链糖。
α-GOS(也称为α-键GOS或α-连接GOS)是具有α-吡喃半乳糖基的寡糖。α-GOS在糖单元之间包含至少一个α糖苷键。α-GOS通常表示为α-(Gal)n(n通常表示2-10的整数)或α-(Gal)nGlc(n通常表示1-9的整数)。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。其它非限制性实例包括蜜二糖、甘露三糖、棉子糖、水苏糖等，它们可由甜菜、大豆寡糖等产生。
市售和酶合成的α-GOS产物也可用于本文所述的组合物。使用半乳糖、含半乳糖的物质或葡萄糖作为底物，利用α-半乳糖苷酶的脱水缩合反应，用酶合成α-GOS。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。葡萄糖可与半乳糖单独混合，并可用作α-半乳糖苷酶的底物(参见例如WO 02/18614)。α-GOS的制备方法已有描述(参见例如EP 514551和EP2027863)。
在一个实施方式中，GOS组合物包含糖的混合物，所述糖为α-GOS糖和由使用β-半乳糖苷酶通过转半乳糖基化(transgalactosylation)产生的糖。在另一实施方式中，GOS包含α-GOS。在另一实施方式中，α-GOS包括10wt％-100wt％的α-(Gal)2。在一个实施方式中，GOS仅包含使用β-半乳糖苷酶通过转半乳糖基化产生的糖。
在一个实施方式中，除了一种或多种微生物之外，所述药物组合物包含寡糖组合物，所述寡糖组合物为包含1wt％-20wt％的二糖、1wt％-20wt％的三糖、1wt％-20wt％的四糖和1wt％-20wt％的五糖的寡糖混合物。在另一实施方式中，寡糖组合物为基本上由1wt％-20wt％的二糖、1wt％-20wt％的三糖、1wt％-20wt％的四糖和1wt％-20wt％的五糖组成的寡糖混合物。
在一个实施方式中，益生素组合物为寡糖混合物，所述寡糖混合物包含：1wt％-20wt％的聚合度(DP)为1-3的糖、1wt％-20wt％的DP为4-6的糖、1wt％-20wt％的DP为7-9的糖以及1wt％-20wt％的DP为10-12的糖、1wt％-20wt％的DP为13-15的糖。
在另一实施方式中，益生素组合物包含寡糖混合物，所述寡糖混合物包含：50wt％-55wt％的二糖、20wt％-30wt％的三糖、10wt％-20wt％的四糖以及1wt％-10wt％的五糖。在一个实施方式中，GOS组合物为寡糖混合物，所述寡糖混合物包含：52wt％的二糖、26wt％的三糖、14wt％的四糖以及5wt％的五糖。在另一实施方式中，益生素组合物包含寡糖混合物，所述寡糖混合物包含：45wt％-55wt％的三糖、15wt％-25wt％的四糖、1wt％-10wt％的五糖。
在某些实施方式中，所述组合物包含例如在WO 2005/039597(N.V.Nutria)和美国专利申请20150004130中公开的中性和酸性寡糖的混合物。在一个实施方式中，所述酸性寡糖具有1-5000之间的聚合度(DP)。在另一实施方式中，DP在1-1000之间。在另一实施方式中，DP在2-250之间。如果使用具有不同聚合度的酸性寡糖的混合物，该酸性寡糖的混合物的平均DP优选在2-1000之间。所述酸性寡糖可为同质或异质碳水化合物。所述酸性寡糖可由以下物质制备：果胶、果胶酸盐、藻酸盐、软骨素、透明质酸、肝素、乙酰肝素(heparan)、细菌性碳水化合物、唾液酸聚糖(sialoglycans)、岩藻依聚糖、低聚岩藻糖或卡拉胶，且优选由果胶或海藻酸盐制备。所述酸性寡糖可通过在例如WO 01/60378中描述的方法进行制备，通过引用的方式将其并入本文。所述酸性寡糖优选由高甲氧基化的果胶制备，所述果胶的特征在于甲氧基化度超过50％。如本文所使用的，“甲氧基化度”(也称为DE或“酯化度”)旨在表示在聚半乳糖醛酸链中所含有的游离羧酸基被酯化(例如，通过甲基化)的程度。在一些实施方式中，所述酸性寡糖的甲氧基化度超过约10％、超过约20％、超过约50％、超过约70％。在一些实施方式中，所述酸性寡糖的甲基化度超过约10％、超过约20％、超过约50％、超过约70％。
本发明中使用的术语中性寡糖是指单糖单元的聚合度超过2、超过3、超过4、或超过10，其在肠内不被消化或通过在人上消化道(小肠和胃)中存在的酸或消化酶的作用下仅被部分消化，但通过人肠菌群而被发酵并优选缺少酸性基团。所述中性寡糖在结构上(化学上)不同于酸性寡糖。如本文所使用的，术语“中性寡糖”是指寡糖的聚合度低于60个单糖单元的糖。术语“单糖单元”是指具有闭环结构的单元，例如吡喃糖或呋喃糖形式。在一些实施方式中，基于其中所含有的单糖单元的总数计算，中性寡糖包含至少90％或至少95％的单糖单元，所述单糖单元选自于由以下所组成的组：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。合适的中性寡糖优选通过肠道菌群而发酵。合适的中性寡糖的非限制性实例为：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)、β-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)、难消化糊精、低聚龙胆糖(gentiooligosaccharides)(β-1-6连接的葡萄糖残基的混合物，有一些是1-4键连接的)、低聚葡萄糖(α-D-葡萄糖的混合物)、低聚异麦芽糖(线性α-1-6连接的葡萄糖残基，有一些是1-4键连接的)、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)、明串珠菌二糖(leucrose)(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-琼脂糖、D-来苏-己酮糖(D-lyxo-hexylose)、低聚乳果糖(lactosucrose)(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-低聚半乳糖(包括棉子糖、水苏糖以及其它的大豆寡糖)(O-α-D-吡喃半乳糖基-(1-6)-α-D-吡喃葡萄糖基-β-D-呋喃果糖苷)、β-低聚半乳糖或反式半乳寡糖(β-D-吡喃半乳糖基-(1-6)-[β-D-吡喃葡萄糖基]n-(1-4)α-D葡萄糖)、乳果糖(4-O-β-D-吡喃半乳糖基-D-果糖)、4'-半乳糖基乳糖(galatosyllactose)(β-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)、合成的低聚半乳糖(新半乳糖二糖(neogalactobiose)、异半乳糖二糖(isogalactobiose)、galsucrose、异乳糖I、异乳糖II和异乳糖III)、左聚糖型果聚糖(fructans-Levan-type)(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-呋喃果糖基蔗果四糖(fructofuranosylnystose)(β-D-((2→1)-呋喃果糖基)n B-D-呋喃果糖苷)、低聚木糖(B-D-((1→4)-木糖)n)、lafinose、低聚乳果糖以及低聚阿拉伯糖(arabinooligosaccharides)。
在一些实施方式中，所述中性寡糖选自于由以下所组成的组：果聚糖、低聚果糖、难消化糊精低聚半乳糖(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、低聚岩藻糖及其混合物。
合适的寡糖及其生产方法进一步描述于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)(以引用的方法将其全部内容并入本文)。反式低聚半乳糖(TOS)例如以商标VivinalTM(Borculo DomoIngredients，Netherlands)出售。可以是由玉米淀粉热解而产生的难消化糊精包含如天然淀粉中存在的α(1→4)和α(1→6)糖苷键，并且含有1→2键和1→3键以及左旋葡聚糖。由于这些结构特性，难消化性糊精含有充分开发的能够被任消化酶部分水解的支化颗粒(branched particles)。许多其它商业来源的难消化性寡糖易于获得并且为本领域技术人员所知。例如，反式低聚半乳糖可从日本东京的Yakult Honsha Co.获得。大豆寡糖可获得自Ajinomoto U.S.A.Inc.(Teaneck，N.J.)分销的Calpis Corporation。
在另一实施方式中，本文所述的药物组合物的益生素混合物包含DP为1-5000之间的酸性寡糖，其由果胶、藻酸盐及它们的混合物制备；和中性低寡糖，所其选自于以下组中：果聚糖、低聚果糖、难消化性糊精、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、低聚岩藻糖及它们的混合物。
在某些实施方式中，所述益生素混合物包含木糖。在其它实施方式中，所述益生素混合物包含木糖聚合物(即木聚糖)。在一些实施方式中，所述益生素包含木糖衍生物(例如木糖醇(通过木糖的催化氢化还原木糖而产生的糖醇))以及木糖低聚物(例如低聚木糖)。虽然经由木糖基转移酶的活性，木糖可被人类消化，人摄入的大部分木糖都被排泄到尿液中。相反，一些微生物在木糖代谢方面有效或者可被选择用于提高木糖代谢。微生物木糖代谢可通过至少4条途径发生，包括异构酶途径、Weimburg途径、Dahms途径以及对真核微生物而言的氧化还原酶途径。
木糖异构酶途径涉及通过木糖异构酶直接将D-木糖转化为D-木酮糖，之后通过木酮糖激酶将D-木酮糖磷酸化得到D-木酮糖-5-磷酸(戊糖磷酸途径的中间体)。
在Weimberg途径中，D-木糖通过D-木糖脱氢酶被氧化成D-木糖酸内酯。然后，D-木糖酸内酯被内酯酶水解得到D-木糖酸，然后通过木糖酸脱水酶得到2-酮基-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，但当产生2-酮基-3-脱氧-木糖酸时分叉。在Dahms途径中，醛缩酶将2-酮-3-脱氧-木糖酸分解成丙酮酸和乙醇醛。
木糖氧化还原酶途径(也称为木糖还原酶-木糖醇脱氢酶途径)首先通过木糖还原酶将D-木糖还原成木糖醇，然后通过木糖醇脱氢酶将木糖醇氧化成D-木酮糖。如同异构酶途径，氧化还原酶途径中的下一步是通过木酮糖激酶使D-木酮糖磷酸化得到D-木酮糖-5-磷酸。
木糖存在于食物(例如水果和蔬菜)以及其它植物(例如用于木材和纸浆生产的树)中。因此，可在这些植物的提取物中获得木糖。可使用已知的方法(包括进行酸水解然后进行各种类型的层析)，从各种植物来源获得木糖。生产木糖的这些方法的实例包括描述在以下文献中的方法：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)，Bioprocess Biosyst.Eng.37:2425-2436。
聚生体组分的培养和储存
为了库存，所述细菌组合物中所含的菌株可为：(1)直接分离自样本或取自库存的原种；(2)任选地在支持生长的营养琼脂或肉汤上进行培养，以产生可存活的生物量；以及(3)将该生物量以多个等份任选地保存，以长期储存。
在使用培养步骤的实施方式中，琼脂或肉汤含有营养素，所述营养素提供促使生长的必需元素和特定因子。实例将为由以下组成的培养基：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氯化钙和1mg/L甲萘醌。各种微生物学培养基及变体为本领域所公知(例如，R.M.Atlas,Handbook of Microbiological Media(2010)CRC Press)。培养基可在开始时添加到培养物中，可在培养期间添加，或者可在整个培养期间间歇地/连续地流动。可将细菌组合物中的菌株以细菌组合物的亚单位或以包含细菌组合物的完整集合进行单独培养。作为一个实例，在混合连续培养中，以低于任一细胞的最大生长速率的稀释率将第一菌株可与第二菌株共同培养，以使培养避免培养学的耗竭(washing out of thecultivation)。
在有利的条件下将接种的培养物孵育足够时间以建立生物量。对于人使用的细菌组合物，通常为其值与正常人生态位(niche)相似的正常体温(37℃)、pH和其它参数。可对环境进行主动控制、被动控制(例如通过缓冲剂)、或者允许其随意变化(drift)。例如，对于厌氧细菌组合物(例如肠道微生物群)，可采用缺氧/还原环境。这可通过向肉汤中添加还原剂/还原因子(如半胱氨酸)和/或剥离其中的氧来实现。作为一个实例，细菌组合物的培养物可在37℃、pH 7下在用1g/L半胱氨酸·HCl预先还原的上述培养基中生长。
当培养物产生了足够的生物量时，可将其保存以用于库存或储存。可将有机体放置于防止冷冻(添加‘冷冻保护剂’)、干燥(‘冻干保护剂’)和/或渗透休克(‘渗透保护剂(osmoprotectants)’)的化学环境中，分装至多个容器(任选相同的)中以建立统一的库，然后处理该培养物以用于保存。容器通常是不可渗透的并且具有确保与环境隔离的封闭件。低温贮藏处理通过在超低温(例如-80℃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“冷干燥”的情况下)或通过升华(例如，冷冻干燥、喷雾冷冻干燥)从培养物中将水移除。移除水可改善在高于上述低温的温度下细菌组合物的长期储存稳定性。如果该细菌组合物包含形成孢子的物种，并且导致孢子产生，最终组合物可通过另外的手段(例如梯度密度离心)进行纯化，然后使用上述技术保存。细菌组合物库存可通过将菌株分别培养和保存来实现，或者通过将菌株混合在一起以建立组合库来实现。作为低温贮藏的实例，细菌组合物培养物可通过以下收获：离心以使细胞从培养基中沉淀出来，弃去上清液并替换为含15％甘油的新鲜培养肉汤。然后将培养物等分至1mL cryotubes中，密封并置于-80℃，以保持长期生活力。当从冷冻储存中复苏时，该程序实现了可接受的生活力。
可使用与库存类似的培养步骤(包括培养基组成和培养条件)进行有机物生产。它可以较大规模的操作来实施，特别是用于临床开发或商业生产。在较大规模时，在最终培养之前可存在细菌组合物的数次传代培养。在培养结束时，对培养物进行收集以使得能够进一步配制成用于给予的剂型。这可能涉及浓缩、移除不需要的培养基成分，和/或引入保存该细菌组合物并使其对于经选择的途径给予而言是可接受的化学环境。例如，可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；用完的培养基可通过用保存培养基(由2％明胶、100mM海藻糖和10mM磷酸钠缓冲剂组成)渗滤进行交换。然后，可将悬浮液冷冻干燥成粉末并进行滴定。
干燥后，可将粉末混合至适当的效价，与其它培养物和/或填充剂(例如微晶纤维素)混合以为了一致且便于处理，如本文所提供的对细菌组合物进行配制。
在一个实施方式中，本文所述的包含微生物聚生体的组合物不是排泄物移植物。在一些实施方式中，在纯化的群体中存在的所有或基本上所有的细菌实体最初获得自排泄物材料，随后例如为了生产药物组合物，使其在如本文所述的培养或本领域已知的培养中生长。在一个实施方式中，如本文所述，细菌细胞从细菌原种进行培养并纯化。在一个实施方式中，对细菌细胞的各个群体独立地进行培养和纯化，例如各个群体单独进行培养，随后混合在一起。在一个实施方式中，对组合物中的细菌细胞的群体中的一个或多个进行共培养。
剂量、给予和剂型
在一些实施方式中，包含微生物聚生体的组合物中可给予例如2×105-5×105个或更多个(例如1×106个、1×107个、1×108个、5×108个、1×109个、5×109个、1×1010个、5×1010个或更多个)细胞。细菌的剂量范围取决于效价，并且包括大到足以产生期望的作用(例如经治疗的受试者中食物变态反应的至少一种症状减少)的量。剂量不应太大以至于造成不可接受的不良副作用。一般而言，剂量将随着病的类型以及患者的年龄、状况以及性别而变化。剂量可由本领域技术人员确定，并且在发生任何并发症时还可由医生进行调整。
为了用于本文所述的各个方面，本文所述的组合物中有效量的细胞包含至少102个细菌细胞、至少1×103个细菌细胞、至少1×104个细菌细胞、至少1×105个细菌细胞、至少1×106个细菌细胞、至少1×107个细菌细胞、至少1×108个细菌细胞、至少1×109个细菌细胞、至少1×1010个细菌细胞、至少1×1011个细菌细胞、至少1×1012个细菌细胞或更多。当微生物聚生体分离和/或纯化自对选定的食物变应原耐受的受试者时，细菌细胞可来源于一个或多个供体，或者可从自体来源获得。在本文所述的方面的一些实施方式中，在向有需要的患者给予之前，将微生物聚生体的细胞以培养的方式进行扩增或维持。在一个实施方式中，微生物聚生体获得自微生物库。治疗性或预防性(preventive/prophylactic)聚生体的成员通常一起给予(例如以单个掺合物)。然而，在本文具体考虑之列的是，给定聚生体的成员可作为单独剂型或聚生体成员的子混合物或子组合给予。因此，对例如6个成员的聚生体而言，该聚生体可例如作为包含所有的6个成员的单个制剂(在一个或多个剂量单位，例如一个或多个胶囊中)或者作为两个以上的单独制剂进行给予，所述两个以上的单独制剂合起来包含给定聚生体的所有成员。虽然作为单个掺合物给予是优选的，对于聚生体各个成员而言，使用例如独立单元的潜在优势是如果需要，通过选择例如合起来包含期望的聚生体的单个物种剂量单元，可对向任何给定受试者给予的实际菌株根据情况进行调整。
给予的物种的生物量(每剂量)vs.已知的体内生物量：在本文考虑之列的是，将聚生体组合物配制成递送比“健康”个体中共生生物的正常生物量更大的生物量。例如，与健康个体中的正常生物量(如表1第3栏和第4栏所示)相比，考虑用于递送和定殖的生物量的范围可见表1第2栏。下表示出了相对于所公开的具体部位处的数据，所给予的有机体生物量的范围。要注意的是，在许多情况下，Gustafsson，1982中的细菌定量是针对有机体的大体分类(如梭菌纲)，并且将多种物种并入在这些标题下。因此，在具体部位处，聚生体中的个别物种可能会少于实际报告的最高生物量；小肠和大肠的生物量数据因此应当被认为是正常个体体内可能发生的上限。
Figure BDA0001717542330000661
Figure BDA0001717542330000671
参考文献：
1.Gustafsson.BE.The physiological importance of the colonicmicroflora.Scand J.Gastroenterol Suppl.1982，77：117-31.
2.Bry L，et al.A model of host-microbial interactions in an openmammalian ecosystem.Science.1996，273(5280)：1380-3.
包含微生物聚生体的药物组合物可通过适于沉积在受试者(例如人、哺乳动物、动物等)的胃肠道、优选结肠的任何方法来给予。给予途径的实例包括通过结肠镜检查、栓剂、灌肠、上部内视镜检查或上部推进式内窥镜检查的直肠给予。另外，可利用借助鼻胃管、鼻肠管或鼻空肠管经由鼻或口的插管术。还可利用通过固体的口服给予，所述固体例如丸剂、片剂、悬浮剂、凝胶、凝胶片(geltab)、半固体、片剂、冲剂(sachet)、糖果锭剂或胶囊剂或微胶囊剂、或作为肠内制剂；或者所述固体被重新配制成液体、悬浮剂、凝胶、凝胶片、半固体、片剂、冲剂、糖果锭剂或胶囊剂、或作为肠内制剂用于最终递送。接种有本文所述的微生物聚生体的食品也在本文考虑之列。组合物还可为处理或未处理的排泄物菌群，完整(或基本上完整的)的微生物群，或部分、基本上或完全分离或纯化的排泄物菌群，并且组合物可进行冻干、冷冻干燥或冷冻，或者可被加工成粉末。
在一些实施方式中，本文所述的组合物可以含有一种或多种药学上可接受的载体的形式进行给予。合适的载体是本领域众所周知的并且随期望的组合物给予形式和模式而变化。例如，药学上可接受的载体可包括稀释剂或赋形剂，例如填充剂、粘合剂、润湿剂、崩解剂、表面活性剂、助流剂、润滑剂等。典型地，载体可为固体(包括粉末)、液体或其组合。从与组合物中的其它成分相容并且对受试者无害上来说，各载体优选为“可接受的”。载体可为生物学上可接受的并且是惰性的(例如，其允许组合物维持生物材料的生活力直至递送至适当的位点)。
口服组合物可包括惰性稀释剂或可食用载体。为了口服治疗性给予的目的，可将活性化合物与赋形剂合并，并以片剂、糖果锭剂、锭剂(pastille)、糖锭(troche)或胶囊剂(例如明胶胶囊)的形式使用。口服组合物也可通过将本公开的组合物与食物组合来制备。在一个实施方式中，用于给予的食物是冷硬的(例如冰调味水)。在某些实施方式中，食品不是潜在的变应原性食品(例如，不是大豆、小麦、花生、树坚果、乳制品、蛋、贝类或鱼类)。药学上相容的粘结剂和/或佐剂材料可作为组合物的一部分而被包括。片剂、丸剂、胶囊剂、糖锭等可含有以下成分或类似性质的化合物中的任一种：粘合剂，如微晶纤维素、黄蓍胶或明胶；赋形剂，如淀粉或乳糖；崩解试剂，如海藻酸、primogel或玉米淀粉；润滑剂，如硬脂酸镁或sterotes；助流剂，如胶体二氧化硅；甜味剂，如蔗糖或糖精；或调味剂，如薄荷、水杨酸甲酯、橙味调味剂、或其它合适的调味剂。这些仅仅是为了举例的目的，而并不是旨在限定。
包含微生物聚生体的组合物也可制备成以栓剂(例如用常规栓剂基底，如可可脂和其它甘油酯)或保留灌肠剂的形式用于直肠递送。可用防止聚生体被机体快速消除的载体(如控释制剂，包括埋植剂)制备组合物。可使用生物可降解的且生物相容性的聚合物，例如乙烯乙酸乙烯酯、聚酸酐、聚乙醇酸、胶原蛋白、聚原酸酯以及聚乳酸。这些制剂可使用标准技术来制备。这些材料也可商业上获得，例如从Alza Corporation和NovaPharmaceuticals,Inc.。脂质体悬浮剂也可用作药学上可接受的载体。这些可根据本领域技术人员已知的方法进行制备。
在一些实施方式中，可对组合物进行封装(例如，肠溶包衣剂型)。例如，当将口服给予该组合物时，将剂型配制成使得组合物在小肠之前不暴露至胃肠道中普遍的条件，例如胃中存在的高酸度和消化酶。用于治疗用途的组合物的封装在本领域中是常规的。封装可包括硬壳胶囊，其可用于干燥的粉末状成分；以及软壳胶囊。胶囊可由胶凝剂的水性溶液制成，例如动物蛋白(如明胶)、植物多糖或衍生物(如卡拉胶)、以及改性形式的淀粉和纤维素。可向胶凝剂溶液中添加其它成分，如增塑剂(例如甘油和山梨醇)、着色剂、防腐剂、崩解剂、润滑剂以及表面处理剂。
在一个实施方式中，用肠溶包衣对本文所述的微生物聚生体进行配制。肠溶包衣可控制微生物聚生体在消化系统中释放的位置。因此，可使用肠溶包衣，以使得含有微生物聚生体的组合物不在胃(对许多微生物而言，其是有毒环境)中溶解和释放微生物，而是行进到小肠，在此处组合物溶解并将微生物释放在它们能够存活的环境中。肠溶包衣可为在低pH下(例如在胃中)稳定的，并可在较高pH(例如在小肠中)下溶解。可用于肠溶衣的材料包括：例如，海藻酸、邻苯二甲酸乙酸纤维素、塑料、蜡类、虫胶以及脂肪酸(例如硬脂酸、棕榈酸)。肠溶包衣描述于例如美国专利Nos 5,225,202、5,733,575、6,139,875、6,420,473、6,455,052和6,569,457，以引用的方式将其全部整体并入本文。肠溶包衣可为水性肠溶包衣。可用于肠溶包衣的聚合物的实例包括：例如，虫胶(商品名EmCoat 120N、Marcoat 125)；邻苯二甲酸乙酸纤维素(商品名AQUACOATTM、AQUACOAT ECDTM、SEPIFILMTM、KLUCELTM和METOLOSETM)；聚乙烯乙酸邻苯二甲酸酯(商品名SURETERICTM)；和甲基丙烯酸(商品名EUDRAGITTM)。
在一个实施方式中，将本文所述的包含微生物聚生体成员的肠溶包衣益生菌组合物给予受试者。在另一实施方式中，将肠溶包衣益生菌和益生素组合物给予受试者。
适于直肠给予的剂型包括凝胶剂、霜剂、洗剂、水性或油性悬浮剂、可分散的粉剂或颗粒剂、乳剂、可溶性固体材料、灌洗剂等。所述剂型优选作为单位剂量的栓剂提供，所述栓剂包含处于一种或多种形成栓剂基底(例如可可脂)的固体载体中的活性成分。适合于此类剂型的载体包括凡士林、羊毛脂、聚乙二醇、醇类及其组合。或者，可将具有本公开的快速重新定殖的展开剂的结肠洗涤剂配制用于结肠或直肠给予。
适于口服给予的剂型可以以下形式提供：分散单元，例如片剂、胶囊剂、扁囊剂、糖浆剂、酏剂、制备的食品、微乳剂、溶液、悬浮剂、锭剂或凝胶包衣的安瓿，各自含有预定量的活性化合物；粉剂或颗粒剂；处于水性液体或非水性液体中的溶液或悬浮剂；或者水包油乳剂或油包水乳剂。
在一些实施方式中，可将所述微生物聚生体配制在食品中。与本文所述的方法和组合物一起使用的食品的一些非限制性实例包括：冰棒、奶酪、奶油、巧克力、牛奶、肉、饮料、酸奶、腌渍蔬菜、酸乳酒(kefir)、味噌酱、酸泡菜(sauerkraut)等。在其它实施方式中，所述食品可为：果汁、清凉饮料、茶饮料、饮料制剂、果冻饮料以及功能饮料；酒精饮料，如啤酒；含有碳水化合物的食物，例如大米食物制品、面条、面包和面食；酱制品(pasteproducts)，例如鱼肉、火腿、香肠、海鲜类的酱制品；软罐头制品(retort pouchproducts)，如咖喱、用黏稠的淀粉汁制做的食物和中式汤；汤；乳制品，如牛奶、乳制品饮料、冰淇淋、奶酪和酸奶；发酵制品，如发酵大豆酱、发酵饮料以及酱菜；豆制品；各种糖果制品，包括饼干、曲奇饼等、糖果、口香糖、胶质软糖、冷甜点(包括果冻、奶油焦糖和冷冻甜点)；即食食物，如速溶汤和速食大豆汤；等等。优选在与微生物聚生体混合后不需要烹饪的食物制剂，以避免杀死微生物。
微生物聚生体的剂型可通过任何合适的方法来制备，通常而言，通过将聚生体与液体或精细分割的固体载体或两者以所需的比例均匀且充分地混合在一起，然后如果需要，将所获得的混合物塑造成期望的形状。此外，可对微生物聚生体进行处理以延长货架期，优选地将通过冷冻干燥使预定肠道菌群的货架期延长。
在一些实施方式中，在对受试者进行处理前，将本文所述的微生物聚生体与一种或多种额外的益生菌有机体组合。如本文所使用的，术语“益生菌”是指至少形成暂居或内源性的菌群或微生物聚生体的部分并由此对宿主有机体显示出有益的预防性和/或治疗性作用的微生物。本领域技术人员已知益生菌通常是在临床上安全的(即非致病性的)。可用作本发明的益生菌的典型的产乳酸菌是有效的乳酸生产者，其包括生产细菌素(bacteriocins)或抑制致病性有机体生长的其它化合物的芽孢杆菌属的非致病性成员。
示例性的产乳酸非致病性芽孢杆菌属物种包括但不限于：凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、Bacillus coagulans Hammer和短芽孢杆菌亚种coagulans(Bacillus brevis subspecies coagulans)。
示例性的产乳酸的乳杆菌属物种包括但不限于：嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、乳杆菌DDS-1、乳杆菌GG、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)、植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)、罗伊氏乳杆菌、格氏乳杆菌(Lactobacillus gasserii)、詹氏乳杆菌(Lactobacillus jensenii)、德氏乳杆菌(Lactobacillus delbruekii)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)、唾液乳杆菌(Lactobacillus salivarius)以及芽孢乳杆菌(Lactobacillus sporogenes)(也称为凝结芽孢杆菌)。示例性产乳酸的芽孢乳杆菌属(Sporolactobacillus)物种包括所有的芽孢乳杆菌属物种，例如芽孢乳杆菌P44(Sporolactobacillus P44)。
示例性产乳酸的双歧杆菌属菌种包括但不限于：青春双歧杆菌(Bifidiobacterium adolescenti)、动物双歧杆菌(Bifidiobacterium animalis)、双歧双歧杆菌(Bifidiobacterium bifidum)、两歧双歧杆菌(Bifidiobacterium bifidus)、短双歧杆菌(Bifidiobacterium breve)、婴儿双歧杆菌(Bifidiobacterium infantis)、Bifidiobacterium infantus、长双歧杆菌(Bifidiobacterium longum)及其任意的遗传变体。
合适的非产乳酸芽孢杆菌的实例包括但不限于：枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、Bacillus uniflagellatus、Bacillus lateropsorus、侧孢芽孢杆菌BOD(Bacillus laterosporus BOD)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、多粘芽孢杆菌(Bacillus polymyxa)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)和嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus sterothermophilus)。由于益生菌活性而可被采用的其它菌株包括链球菌(肠球菌)属的成员。例如，屎肠球菌通常被用作牲畜的益生菌，并因此可用作共同给予剂(co-administration agent)。此外，还在计划之列的是，可将本领域已知的益生菌或营养细菌中的产酸物种中的任一种用于本文所述的包含微生物聚生体的组合物。
包含本文所述的微生物聚生体的营养补充剂可包括任意的多种营养剂，包括维生素、矿物质、必需氨基酸和非必需氨基酸、碳水化合物、脂质、食料(foodstuff)、膳食补充剂、短链脂肪酸等。优选的组合物包含处于任意组合的维生素和/或矿物质。用于本文所述的组合物的维生素可包括维生素B、维生素C、维生素D、维生素E、叶酸、维生素K、烟酸以及类似的维生素。所述组合物可含有任一种或多种被认为对具体应用可能有用的维生素，因此维生素的含量不应当被解释为限制性的。例如，典型的维生素是推荐用于日常消耗并处于推荐的日用量(RDA)的维生素，尽管精确的量可能变化。所述组合物可优选包括以下物质的复合体：RDA维生素、矿物质和微量矿物质，以及不具有已确立的RDA但在健康人或哺乳动物生理学中具有有益作用的营养素。优选的矿物质形式将包括处于葡萄糖酸盐形式或柠檬酸盐形式的矿物质，因为这些形式更容易被乳酸菌代谢。在相关的实施方式中，考虑了使本文所述的组合物包含与活的乳酸菌和待吸收的任何材料结合的微生物聚生体，所述待吸收的材料包括但不限于：营养补充剂、食料、维生素、矿物质、药物、治疗性组合物、抗生素、激素、类固醇以及类似化合物，其中期望确保将材料从胃肠道有效且健康地吸收进血液中。组合物中所含的材料的量可根据材料及吸收其的预期目的而变化很大，因此该组合物不应被认为是限制性的。
在一些实施方式中，本文所述的组合物可进一步包括益生素和/或纤维。许多形式的“纤维”表现出一定水平的益生素作用。因此，可归类为“益生素”的物质与可归类为“纤维”的物质之间存在着相当程度的重叠。适合在该组合物和方法中使用的益生素的非限制性实例包括：车前草、低聚果糖、菊粉、寡果糖、半乳寡糖、低聚异麦芽糖、低聚木糖、大豆寡糖、低聚葡萄糖、低聚甘露糖、阿拉伯半乳聚糖、阿糖基木聚糖、乳蔗糖、gluconannan、乳果糖、聚右旋糖、葡聚寡糖(oligodextran)、低聚龙胆糖、果胶寡糖、黄原胶、阿拉伯树胶、半纤维素、抗性淀粉及其衍生物、以及它们的混合物和/或组合。每天或者在不到一天的日程中，组合物可包含约100mg至约100g、或者约500mg至约50g、或者约1g至约40g的益生素。
本文所述的技术方面还包括短链脂肪酸(SCFA)和中链甘油三酯(MCT)。短链脂肪酸可具有免疫调节(即免疫抑制)作用，因此它们的产生(即生物合成或通过发酵转化)有利于预防、控制、缓解和治疗自身免疫紊乱和/或炎性紊乱(Lara-Villoslada F.等，2006.EurJ Nutr.45(7):418-425)。在无菌小鼠和万古霉素处理的常规小鼠中，SCFA(乙酸\乙酸盐、丙酸\丙酸盐或丁酸\丁酸盐)的给予在大肠中恢复了Treg的正常数量(Smith PM等，Science.2013；569-573)。短链脂肪酸(SCFA)由一些细菌产生，作为木糖发酵的副产物。SCFA是由肠道微生物组(特别是梭菌科，包括梭菌属、瘤胃球菌属或Blautia属的成员)产生的最丰富的代谢物之一。在一些方面，药物组合物、剂型或试剂盒包含至少一种类型的微生物(例如，一种或多种微生物物种，例如一种细菌物种或者多于一种的特定微生物物种的菌株)和至少一种类型的益生素，从而使得该组合物、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\乙酸盐、丙酸\丙酸盐、丁酸\丁酸盐或戊酸\戊酸盐)的水平。任选地，所述药物组合物、剂型或试剂盒进一步包含一种或多种产SCFA的发酵和/或生物合成途径中的一种或多种底物。在某些实施方式中，向哺乳动物受试者给予所述组合物、剂型或试剂盒导致哺乳动物受试者中一种或多种SCFA增加了约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，微生态失调由产生短链脂肪酸的微生物的缺乏引起。因此，在一些实施方式中，所述益生菌组合物可含有产生短链脂肪酸的细菌物种。
MCT从胃肠道被动扩散至门脉系统(较长的脂肪酸被吸收至淋巴系统中)，而不需要像长链脂肪酸或超长链脂肪酸那样进行修饰。另外，MCT不需要胆汁盐用于消化。用MCT治疗患有营养不良或吸收不良综合征的患者，因为MCT不需要能量来进行吸收、使用或储存。中链甘油三酯通常被认为是一种人体相当容易代谢的良好的生物惰性能量来源。它们在蛋白代谢中具有潜在的有益属性，但由于它们倾向于诱发生酮作用和代谢性酸中毒，在一些情况下可能是禁用的。由于其能够被机体快速吸收的能力，中链甘油三酯已用于治疗各种吸收不良疾病。认为伴随低脂饮食的MCT补充是治疗原发性肠淋巴管扩张症(Waldmann's病)的基础。MCT为肠胃外营养乳剂中的成分。
还在本文考虑之列的是以最小限度包含微生物聚生体制剂(prep)或剂型的试剂盒，所述微生物聚生体制剂制剂或剂型在掺合物中包含所有的聚生体成员，或者在子组合或子混合物中包含所有的聚生体成员。在一些实施方式中，所述试剂盒进一步包含由执业医生填充的空胶囊和/或用于肠溶包衣的一种或多种试剂(例如胶囊)。还在本文考虑之列的是以干燥、冻干或粉末形式提供所述微生物制剂。在一个实施方式中，所述试剂盒包含至少4种菌株，所述菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridum hathewayi、系结梭菌、Clostridium hylemonae、Clostridiumglycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridium lavalense、Clostridumfimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialister proprionicfaceins、Dialistersuccinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Parabacteroidesmerdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌。在另一个实施方式中，所述试剂盒包含至少4种菌株，所述菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、C.sardiniensis、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、以及Prevotella tannerae。在另一实施方式中，所述试剂盒包含至少4种菌株，所述菌株选自于由以下细菌所组成的组：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis。在另一实施方式中，所述试剂盒包含至少4种菌株，所述菌株选自于由以下细菌所组成的组：脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae。在一个实施方式中，所述试剂盒包含多形拟杆菌或脆弱拟杆菌以及选自于由以下细菌所组成的组中的至少1种菌株：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Prevotella tannerae、Clostridum hathewayi、系结梭菌、Clostridium hylemonae、Clostridium glycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridium lavalense、Clostridum fimetarium、共生梭菌、球孢梭菌、Dialister proprionicfaceins、Dialistersuccinatiphilus、狄氏副拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii、Parabacteroidesmerdae、厌氧消化链球菌、Subdoligranulum variabile以及大鼠韦荣球菌。在一个实施方式中，所述试剂盒包含多形拟杆菌或脆弱拟杆菌以及选自于由以下细菌所组成的组中的至少1种菌株：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌、Clostridium sardiniensis、Clostridum hathewayi、系结梭菌、Clostridiumhylemonae、Clostridium glycyrrhizinilyticum、Clostridium scindens、Clostridiumlavalense、Clostridum fimetarium、共生梭菌以及球孢梭菌。在另一实施方式中，所述试剂盒包含至少一种还原剂(例如N-乙酰半胱氨酸、半胱氨酸或亚甲基蓝)用于使微生物在厌氧条件下生长、保持和/或封装。还考虑使本文所述的试剂盒包括用于扩大微生物制剂所需的细胞生长培养基和补充剂。本文所述的试剂盒还考虑包括本文所述的一种或多种益生素。
在给予细菌组合物之前，患者可任选地具有预处理方案以使胃肠道准备好接收细菌组合物。在某些实施方式中，预处理方案是可取的，例如当患者急性感染有高度恢复力(resilient)病原体时。在其它实施方式中，预处理方案是完全任选的，例如当引起感染的病原体不具恢复力时，或者当患者患过急性感染，其已被成功治疗但医生担心感染可能会复发时。在这些情况下，预处理方案可提高细菌组合物影响患者微生物组的能力。在替代的实施方式中，未用抗生素对受试者进行预处理。
作为准备患者以进行微生物生态系统的给予的一种方式，可给予至少一种抗生素以改变患者内的细菌。作为准备患者以进行微生物生态系统的给予的另一方式，可向患者给予标准的结肠清洗制剂以基本上清空结肠内容物，例如用于结肠镜检查患者准备。对于“基本上清空结肠内容物”，本申请意味着移除结肠内容物的平常体积的至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或约100％的内容物。抗生素处理可先于结肠清洗方案。
如果患者接受了抗生素用于治疗感染，或者如果患者接受了抗生素作为具体预处理方案的一部分，在一个实施方式中，在给予微生物组合物之前，抗生素应停止足够的时间，以使得抗生素在肠道内的浓度大幅度地减少。在一个实施方式中，可在给予细菌组合物之前1天、2天或3天停用抗生素。在一个实施方式中，可在给予细菌组合物之前3个、4个、5个、6个或7个抗生素半衰期停用抗生素。如果预处理方案是急性感染治疗的一部分，可选择抗生素以使感染对该抗生素敏感，但细菌组合物中的组分对该抗生素不敏感。
本文所述的任何制剂可一次性给予一次或多次给予，例如每天给予一次，给予数天；或者在给予的天中每天给予超过一次(包括每日两次、每日三次或多达每日五次)。或者，制剂可根据设定的日程间歇地给予，例如每周一次、每月一次或当患者原发病复发时。在另一实施方式中，可在长期基础上给予制剂以确保保护性或治疗性作用的维持。
在一个实施方式中，在给予第二微生物聚生体之前，向受试者给予第一微生物聚生体，所述第一微生物聚生体包含已知提高有益有机体(例如多形拟杆菌)定殖的至少一种细菌菌种。
本文所述的另一方面涉及用于提高微生物聚生体的定殖和/或持留的方法，所述方法包括：在给予第二微生物聚生体之前，向受试者给予第一微生物聚生体，所述第一微生物聚生体包含选自于由以下细菌所组成的组中的至少4种细菌菌株：脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae；所述第二微生物聚生体包含选自于由以下细菌所组成的组中的至少4种细菌菌株：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis；其中，所述第一微生物聚生体提高所述第二微生物聚生体的定殖和/或持留。
也在本文考虑之列的是，在给予第二微生物聚生体之前，向受试者给予第一微生物聚生体，所述第一微生物聚生体包含选自于由以下细菌所组成的组中的至少4种细菌菌株：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis；所述第二微生物聚生体包含选自于由以下细菌所组成的组中的至少4种细菌菌株：脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotella tannerae。
还在本文考虑之列的是，将第一微生物聚生体与第二微生物聚生体结合(例如同时)给予受试者，所述第一微生物聚生体包含选自于由以下细菌所组成的组中的至少4种细菌菌株：多枝梭菌、C.scindens、C.hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌以及C.sardiniensis；所述第二微生物聚生体包含选自于由以下细菌所组成的组中的至少4种细菌菌株：脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、卵形拟杆菌、Parabacteroides goldsteinii以及Prevotellatannerae。
功效
典型地，食物变态反应可表现为以下症状或指征中的一种或多种：(i)核心体温显著下降；(ii)总IgE增加；(iii)变应原特异性IgE增加；(iv)肥大细胞扩增；(v)肥大细胞颗粒蛋白酶1(MMCP-1)释放；以及(vi)Th2细胞偏移增加。因此，如上所述，使用本文所述的方法和组合物对食物变态反应的有效治疗和/或预防可减少或消除与食物变态反应相关的症状或指征中的至少一种。“减少的”症状或指征意味着至少20％减少、至少30％减少、至少40％减少、至少50％减少、至少60％减少、至少70％减少、至少80％减少、至少90％减少、至少95％减少、至少98％减少或甚至至少99％或进一步减少。用于测量这些参数中的每一个的方法是本领域普通技术人员已知的。
本文所述的方法和组合物提供了对涉及或引发过敏性反应(即IgE-介导的组胺释放或直接抗原介导的肥大细胞和嗜碱性粒细胞的脱颗粒以及导致的病理)的食物变态反应的治疗或预防。如本发明其它地方所述，非限制性实例包括对花生、树坚果和贝类的变态反应或过敏反应。食物敏感(例如乳糖不耐症或麸质不耐症)涉及不同的机制。尽管考虑了本文所述的微生物聚生体可有益于患有食物敏感的那些(例如通过减少或消除微生态有害性状态并由此减少肠道炎症)，应当特别注意食物敏感和食物变态反应之间的区别。首要的是，敏感不会引发过敏反应。
食物变态反应的有效预防可使用公认的动物模型(例如本文所述的动物模型或本领域普通技术人员已知的其它动物模型)来评估，其中，在缺少微生物聚生体处理的情况下使动物对给定食物变应原敏感的方案在给予了本文所述的保护性微生物聚生体的动物中未引发大量的变态反应。如本文所使用的，术语“未引发大量的变态反应”意味着指存在少于20％的变态反应(通过上述标准(i)-标准(vi)中一个或多个测量)，所述变态反应为在对抗原敏感但没有给予本文所述的保护性或治疗性微生物聚生体的动物中观察到。在人临床实践中，预防或治愈可通过以下评价：在医生办公室或医院环境的受控环境下给予给定的微生物聚生体，然后给予变应原。对于预防，可在患者初次暴露至或者食用给定的食物变应原之前给予微生物聚生体。对于已确定的食物变态反应的治疗，如本文所述可给予微生物聚生体，然后在受控的临床环境中食用变应原。相对于患者之前对变应原的变应反应，缺乏变态反应或甚至减少的变态反应(即，至少20％减少、至少30％减少、至少40％减少、至少50％减少、至少60％减少、至少70％减少、至少80％减少、至少90％减少、至少95％减少、至少98％减少或甚至至少99％或进一步减少)均是有效治疗的证据。
反复给予微生物聚生体可有利于对维持保护性或治疗性效果。
另外，具体剂型的功效可在体外或在体内或原位小鼠模型中进行测定，所述小鼠模型如本文中所述或为本领域所已知的(例如，Noval Rivas等，J Allergy Clin Immunol(2013)131(1):201-212，或Noval Rivas等，Immunity(2015)42:512-523；将其内容各自以其整体形式并入本文)。
除非上下文另有明确指示，单数术语“一/该/所述(a/an/the)”包括复数的指示对象。类似地，除非上下文另有明确指示，词语“或”旨在包括“和/以及”。尽管与本文描述的方法和材料相似或相当的方法和材料也可用于本公开的实践或测试中，在下文中对合适的方法和材料进行了描述。缩写“例如(e.g.)”源自拉丁文的例如(exempli gratia)，并且在本文中用于表示非限制性的实例。因此，缩写“e.g.”与术语“例如(for example)”同义。
细胞生物学和分子生物学中的常见术语的定义可以在下述文献中找到：“TheMerck Manual of Diagnosis and Therapy”，第19版，Merck Research Laboratories出版，2006(ISBN 0-911910-19-0)；Robert S.Porter等(编)，The Encyclopedia ofMolecular Biology，Blackwell Science Ltd.出版，1994(ISBN 0-632-02182-9)；Benjamin Lewin，Genes X，Jones&Bartlett Publishing出版，2009(ISBN-10：0763766321)；Kendrew等(编)，Molecular Biology and Biotechnology:a ComprehensiveDesk Reference，VCH Publishers，Inc.出版，1995(ISBN 1-56081-569-8)；以及CurrentProtocols in Protein Sciences 2009，Wiley Intersciences，Coligan等编。
除非另有说明，本发明采用在以下文献中描述的标准程序来实施，例如：Sambrook等，Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第4版)，Cold Spring Harbor LaboratoryPress，Cold Spring Harbor，N.Y.，USA(2012)；Davis等，Basic Methods in MolecularBiology，Elsevier Science Publishing Inc.，New York,USA(1995)；或Methods inEnzymology:Guide to Molecular Cloning Techniques 152卷，S.L.Berger和A.R.Kimmel编，Academic Press Inc.，San Diego，USA(1987)；Current Protocols in ProteinScience(CPPS)(John E.Coligan等编，John Wiley and Sons，Inc.)；Current Protocolsin Cell Biology(CPCB)(Juan S.Bonifacino等编，John Wiley and Sons，Inc.)；以及Culture of Animal Cells:A Manual of Basic Technique，R.Ian Freshney著，Wiley-Liss出版，第5版(2005)；Animal Cell Culture Methods(Methods in Cell Biology，57卷，Jennie P.Mather和David Barnes编，Academic Press，第1版，1998)，以引用的方式将其整体并入本文。
本文在对本发明各个方面的描述中对其它术语进行定义。
出于描述和公开的目的，将本申请全文中引用的所有专利和其它出版物(包括文字出版物、发行的专利、公开的专利申请和同时待审的专利申请)以引用的方式明确地并入本文，例如，在此类出版物中描述的可与本文描述的技术关联使用的方法学。这些出版物仅由于它们的公开早于本申请的申请日而提供。在这一方面，不应当视作承认了本发明人没有权利借助于先前的发明或因为任何其它原因而将此类公开内容提前。所有关于这些文件的日期的声明或关于这些文件的内容的表述是基于申请人可获得的信息，并不构成关于这些文件的日期或内容的正确性的任何承认。
对本公开的实施方式的描述并非旨在进行穷举或将本公开限制为所公开的明确的形式。尽管本文中出于说明性目的描述了本公开的具体实施方式和实施例，然而正如相关领域的技术人员将了解的，可在本公开的范围内进行各种等同修改。例如，当在给定的顺序中给出了方法步骤或功能时，替代的实施方式能够以不同的顺序执行功能、或可以实质上同时功能。本文所提供的本公开的教导可以适当地施用至其它程序或方法。本文描述的各种实施方式可以组合以提供进一步的实施方式。如果需要的话，可对本公开的方面进行修改，以采用上述参考文献和应用的组成、特征和概念，从而提供本公开的更进一步的实施方式。此外，由于生物学功能对等性的考虑，可以在种类或数量上对蛋白结构进行不影响生物学或化学作用的一些改变。根据详细的说明书，可以对本公开作出这些改变和其它改变。所有这些修改都旨在包含于所附的权利要求的范围之内。
可将任何上述实施方式的特定要素与其它实施方式中的要素组合或置换。进一步，尽管在这些实施方式的上下文中已经描述了与本公开的某些实施方式相关的优点，然而其它实施方式也可以表现出此类优点，并且，并非所有的实施方式必须表现出这样的优点才能落入本公开的范围之内。
通过以下实施例对本文所述的技术进行进一步说明，而决不应当将进行了进一步限定。
实施例
本文例如图和其它地方中提供的数据示出了几种物种(即，例如2种、3种、4种、5种或6种)的微生物聚生体能够在小鼠模型中防止发展出食物变态反应。用这样的细菌聚生体治疗能够逆转Treg的TH2编程。对使用微生物的类似微生物聚生体在人中治疗和/或预防食物变态反应进行了具体说明。
用于测试或测量在食物变态反应小鼠模型中微生物聚生体的功效的进一步方法是本领域已知的，和/或可在例如Noval Rivas等，J Allergy Clin Immunol(2013)131(1):201-212或Noval Rivas等，Immunity(2015)42:512-523(分别将其内容以整体的方式并入本文)中找到。
实施例1：治疗食物变态反应的治疗性微生物群
概述
食物变态反应是一个日益严重的全国性问题，影响了6％的儿童和3％的美国青少年和成人。不幸的是，对这些儿童及其家人来说，护理标准仍然是避免令人不愉快的食物(offending food)以及在出现症状时对症状加以管理。单独或与抗IgE(OmalizumabTM)联合使用口服脱敏的疗法仍然是实验性的，取得有限的成功。需要针对异常免疫应答的疗法。因此，本研究证明了使用肠道微生物群作为治疗性干预来促进能够预防或减轻Th2/变应性应答的作用的致耐受反应(tolerizing responses)。
随着针对食料的Th2-变态反应的发展，食物变态反应发生，其不同于减轻这种粘膜反应的致耐受T调节性应答。Th2应答促进食物抗原特异性IgE抗体和粘膜肥大细胞的招募，不同于抑制这些作用的调节性应答。一旦对一种或多种食物抗原敏感，再次暴露可引起威胁生命的过敏反应。促进致耐受应答的能力支持具有广泛基础的治疗方法，该方法可在暴露的最早阶段以及在已致敏的患者中起作用，从而防止对各种食物料的异常变态反应。
已经开发了利用遗传易感的IL4RA F709食物变态反应小鼠模型[1,2]来定义在临床前模型中能够预防和治治愈食物变态反应的人共生群落。这些群落利用针对患者的新的治疗途径---来自肠道腔侧(其中肠道微生物群驻留的空间)的免疫调节。人肠道微生物群由数百种物种组成，在正常人类的发育和健康中从以下方面提供关键功能：免疫系统的成熟；提供必需的营养素，如B族维生素和维生素K；以及协助对膳食和外源化合物(包括药物和摄入的食料)的消化和代谢。
背景
治疗性聚生体由确定的且可培养的人共生菌株组成，所述人共生菌株在肠道中刺激保护性调节性T细胞应答。已经开发了两个保护性群落：Gut-Protect I(GP-I)和Gut-Protect II(GP-II)。两者都具有完整的或重叠群水平(contig-level)的基因组序列，并且来自各组的选择的成员可进行遗传操纵。此外，还开发了表现出更差效果的第三群落(阴性对照聚生体，Neg-CC)，这提供了关于体内微生态有害性作用和潜在生物标志物的进一步信息，以有助于诊断和疗法的选择。
(1)Gut-Protect I：可培养的肠道共生体(commensals)的群落，已证明了该群落在食物抗原敏感的IL4RA F709小鼠中的治疗-保护和治疗-治愈功效。
(2)Gut-Protect II：可培养的肠道共生体的群落，已证明了该群落在动物模型中强健的治疗-预防功效以及低于Gut-Protect I的强健的治疗-治愈功效。然而，在给予宿主的标准方案中，相比Gut-Protect I群落，该群落耐受更多的环境空气暴露。
(3)阴性对照群落：可培养的肠道共生体的群落，该群落在治疗-预防和治疗-治愈方案中促进食物抗原致敏。该群落确定了食物变态反应中的微生态失衡的本质，并且为开发可预测微生物来源的因子的生物标志物提供支持，所述微生物来源的因子可增加对食物变态反应发展的易感性。
在对蛋的食物变态反应的临床前模型中，利用不需要使用佐剂的易感小鼠模型，当在变应性诱发食料致敏的期间使用时，GP-I和GP-II均表现出治疗-预防的功效。当在对蛋的蛋白敏感以致于再次暴露将引起威胁生命的过敏反应的动物中使用时，GP-I在治疗-治愈方案中也是有效的。与之相反，阴性对照群落使效果变差，而提供了关于可促成食物变态反应发展的潜在微生态失调的进一步见解，同时还提供了对处于风险中的个体或者对其而言微生物疗法可能有效的个体进行鉴定的潜在生物标志物。
聚生体的开发
关于在小鼠中的临床前研究，在合适的厌氧条件下组成成员在富含营养素的培养基中分别生长，对生物量进行量化，然后在厌氧条件下将该聚生体进行混合，各组分成有机体大约相等的生物量，以使最终浓度为～5.0×108菌落形成单位(CFU)/mL。每种菌种的投入培养体积处于100mL-1L的范围内。根据需要，通过在厌氧条件下处理的离心与重悬，对固定相生物量<5.0×108CFU/mL的培养物进行浓缩。
当混合时，总生物量保持大约5.0×108CFU/mL。将2mL等分试样置于具有厌氧/预还原气氛的冷冻管中，在液氮上快速冷冻，然后在-80℃下储存直至使用。快速冷冻显示出对组成有机体的生物量具有<1/2log的影响并对在动物模型中的功效没有影响。为了进行研究，将管解冻，将200uL该溶液通过口服强饲给予小鼠，每周一次至每周两次，使得总的导入生物量为1×108CFU/小鼠。成年小鼠的肠道内容物(胃，经过肛门)的测量结果为4mL-8mL的物质。因此，强饲的聚生体为小鼠肠道内容物总体积的2.5％-5％，并为>10％的小肠内容物的体积。
关于来自常规微生物群的预先存在的微生物生物量--小鼠小肠在十二指肠近端平均具有～104CFU/mL，在回肠增加至108CFU/mL。在盲肠和结肠中生物量增加至109-1010CFU/mL。从小鼠小肠(聚生体促进调节性T细胞应答的主要作用位置)中各位置的微生物生物量的角度来看，聚生体为10,000×十二指肠微生物群的生物量，1-2×空肠和结肠微生物群的生物量。
相比之下，成人肠道可含有4.5L的物质，其中1L涉及摄取的食料，3.5L的分泌物(包括唾液、胆汁以及来自胰和肠的其它液体)[3]。这些液体和电解质大部分在右结肠被吸收，随后排泄物压实并通过。在肠内，有机体的生物量也是变化的，在盲肠和右侧结肠中具有最高浓度(1010-1012CFU/mL)。相反，在小肠(所认为的作用位置)中，生物量同样从在十二指肠中的104CFU/mL变化至回肠中的108CFU/mL[4,5]。
人剂量
对于人的CFU/剂量基于以下参数：
(1)用人粪便的口服胶囊剂型治疗艰难梭菌：来自OpenBiome和其它组的数据显示用胶囊剂型(在所服用12-30个胶囊中给予3-5×109CFU，每次剂量)成功治疗了艰难梭菌结肠炎[6]。预计标准的12-胶囊方案递送大约4.2×109CFU每剂量。
(2)改变小肠微生物群来促进免疫调节。在小肠近端释放内容物的封装剂型将递送3-5×109CFU的剂量，超过十二指肠生物量10,000倍，与空肠和回肠中群落的比接近1:1。
在考虑之列的是其它剂型，包括处于液体中的纳米粒子(具有提高定殖和生活力的任选的益生素化合物)或重构的冻干物，然而，考虑到需要防止暴露至氧气并易于储存和给予，第一剂型使用封装材料。
给予
考虑到组成物种的专性厌氧性质，I期研究将使用具有以下性能的封装剂型：
阶段I：
--可被成人或8岁以上的儿童吞食
--不含氧
--保持使个人每剂量需要服用15粒以下的胶囊的体积
--在给予前可进行冷冻储存(-20℃或-80℃)并解冻
--经过胃以后释放内容物
在一个实施方式中，使用针对口服FMT疗法的使用OpenBiomeTM的胶囊来封装GP-I和GP-II混合物[4]。其它选择也可商购并在本文的考虑之列。在一些实施方式中，所述胶囊由冷冻材料组成(为了确保充足的产品)，所述材料在给药前进行解冻并以不含氧的方式封装完整地存活至小肠的材料。
培养规模
动物研究使用范围为100mL-1000mL的试验培养物(pilot cultures)。为了生产人的剂量，培养物按比例调整至少10倍。在本文考虑之列的是以下步骤：
(1)在不同培养基条件下完成生长曲线---以优化生长条件并且使OD600与所铺板的生物量相关联。
(2)在液体培养基中使组成成员厌氧生长。将培养基预先还原并在37℃下进行孵育，伴有一定水平的搅动(例如，150rpm或具有搅拌/发酵罐挡板)以确保最大的培养密度。取决于发酵罐系统，可喷射氮或厌氧气体混合物来保持厌氧条件。然而，除了保持适当的酸/碱平衡之外，组成物种均不需要H2或CO2进行生长。
(3)对根据需要选择的成员进行浓缩以获得期望的投入密度：通常通过在厌氧条件下以5-10K RPM进行离心，弃去上清液，并重悬于较少体积的新培养基或合适的悬浮缓冲剂中来实现。新的培养物密度通过OD600读取来确定，而生活力通过在固体培养基上铺板来确定。
(4)将培养物聚集成组合的聚生体：将由OD600读取而来的估计生物量来估计体积以及制备聚集体。
(5)制备胶囊：在厌氧条件下进行以保存生活力。
(6)储存胶囊：最佳为在临床上可获得的条件(例如-20℃)下储存。
(7)质量控制：除了对之前的步骤和培养基进行QC外，还将对最终的群落进行评价以确保合适的物种存在并处于期望的活的生物量。用基于qPCR的方法，对用于临床前研究的材料的分析使用16S rRNA基因种系分析。也可使用宏基因组学方法来排除非细菌物种或病毒的污染。
在本文进一步考虑之列的是针对规模化的培养物对生长条件进行优化。
在一些实施方式中，开发了培养基剂型，使它们缺少可能与食料中的致敏抗原相关的动物产品和/或底物。此外，本领域技术人员可评估是否接种物中的添加剂增强胶囊中和在体内释放时的生活力。材料可包括防腐剂和益生素化合物。
阶段II：本文进一步考虑的是将本文所述的聚生体配制成可给予婴儿和幼儿的液体剂型。在本文考虑之列的是此类剂型包含来自孢子形成物种的孢子混合物，利用有限耐氧性的非孢子形成专性厌氧菌，并在液体配方中包含还原因子以缓冲对环境空气中氧的短期暴露并进入消化道。已在婴儿中治疗性使用并具有强健的安全谱的化合物(如氨基酸半胱氨酸或正乙酰半胱氨酸)在考虑之列[7，8]。
用于测试剂型的其它临床前动物模型包括例如食物变态反应的新生猪模型，包括针对人和猪两者的饮食中常见的食料的变态反应[9]。
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实施例2：来自人和动物研究的数据的OTU聚类方法
DNA提取和用于16S rRNA基因种系分析的测序。覆盖16S rDNA基因的V4区域的多重扩增子文库由提取自人粪便、小鼠排泄物颗粒或快速冷冻的肠道组织段的DNA产生，所述DNA使用MO BIOTM Power-FecalTM DNA分离试剂盒(MO BIOTM Laboratories)进行提取，所述试剂盒带有自定义修饰以增强对革兰氏阳性共生体(具有厚细胞壁)的裂解。文库准备的其余部分遵循双索引条码的方案[1]。在IlluminaTMMiSeq平台上用成对末端250bp读取对聚集的文库进行测序。根据制造商的说明书，在PippinTM prep 1.5％琼脂糖盒(SageSciencesTM)上，聚集体文库池的大小选自300-500bp大小。通过qPCR(Kapa BiosystemsTM)测量池的浓度，并且根据IlluminaTM的标准加载方案，以6-9pM(具有20％phiX以补偿低碱基多样性)记载到MiSeqTM(IlluminaTM)上。
16S rRNA数据预处理。测序旨在进行质量过滤后每样品获得10K-50K的可用读取。使用mothur软件包(1.35.1版本)[2]和自定义的Python和R脚本[3]对原始测序读取进行处理(进行去噪音、质量过滤、与ARS Silva参考数据库的16S rDNA基因序列的比对)，并以97％的同一性聚类成操作分类单元(OTU)。
16S rRNA数据分析。为了对对照和食物变态反应受试者在微生物分类群丰度(OTU)方面的差异进行统计学检验，利用DESeq2软件包来支持有关宿主协变量(如年龄、食物变态反应状态、饮食以及人群中的抗生素使用)的分析，表明显著性差异的OTU由以下定义：(1)校正的p值<＝0.1；(2)对照组或食物变态反应组的相对丰度>＝0.01；(3)log2倍数变化的绝对值>＝2。
为了改善分类学上命名的分辨率并显示系统发育关系，一种独立的方法使用pplacer软件包完成单个OTU的系统发育位置[4]。Pplacer使用基于可能性的方法学将16SrRNA扩增子的短测序读取放置于参考树上，并且使用基于最小共有祖先的算法来生成短测序读取的分类学上的分类。系统发育定位所需的参考树使用来自核糖体数据库项目(RDP)的模式菌株的全长或接近全长(>1,200nt)16S rDNA序列来生成[5]。
用于16S rDNA数据分析的所有统计学检验，使用Benjamini和Hochberg(BH)方法对P值进行调整以用于多重假设检验[6]。使用自定义的R脚本生成热点图[3]。
使用Shannon熵计算α多样性值(就其中观察到的OTU的多样性而言的样品丰富度)以测量每个样本中的多样性。使用未加权/加权的Unifrac相异度(dissimilarity)测量计算β多样性值(基于各个样本中存在的OTU中的差异而来的样本间的距离)，以估计整个微生物群落结构的差异。
(3)对确定的物种的OTU映射
将以下操作分类单元映射至确定的物种，如在定殖有这些聚生体的限菌小鼠中所鉴定的。在V4可变区上对排泄物颗粒进行上述的16S rRNA基因种系分析。
表2基于16S rRNA基因V4区域所定义的治疗性菌种至OTU的映射。
Figure BDA0001717542330000881
Figure BDA0001717542330000891
表3：基于16S rRNA的V4区域微生态有害性聚生体物种至OTU的映射
Figure BDA0001717542330000892
表4：与防止食物变态反应发展有关的在纵向儿童群中鉴定的另外“有益”OTU
Figure BDA0001717542330000893
Figure BDA0001717542330000901
表5：与食物变态反应发展有关的在纵向儿童群中鉴定的另外的“微生态有害性”OTU
Figure BDA0001717542330000902
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实施例3：用于确定物种选择的微生物学水平活性
根据具有在宿主中影响有益的免疫调节应答的能力的已知生物化学功能、免疫学功能和微生物学功能对所确定的聚生体中的物种进行选择。
不希望受理论束缚，微生物学作用机制可包括以下内容：
微生物产物的佐剂效应：通过TLR-＞MyD88以及其它免疫细胞途径刺激调节性T细胞的发展。来自共生厌氧菌的关键微生物抗原的产生(包括它们的脂磷壁酸(LTA)、外多糖(PSA)、LPS、细菌鞭毛蛋白和细菌DNA)可通过刺激Toll样受体途径起作用，以使粘膜T细胞向调节性表型而不是变应性表型偏移。与之相反，公开的数据显示来自阴性对照聚生体成员的细菌细胞壁部分可促进对变态(Th2)反应和促炎(Th1)
反应两者的异常刺激。这些分子(这些分子倾向于耐受而不是过变态反应或炎症)的不同部分突出了哺乳动物宿主和定殖的微生物群之间的相互影响，包括向宿主发送信号以维持健康的稳态而不是诱发病原性免疫应答的微生物产物。
微生物代谢终产物的粘膜和免疫保护功能：短链脂肪酸(SCFA)是微生物厌氧发酵的天然终产物，是来自不同碳源的厌氧发酵的额外的小分子代谢物。终产物(如丁酸)显示出为肠道上皮细胞提供主要能量来源，并有助于在粘膜位置中致耐受反应的发展。根据饮食和宿主因子的分泌，通过可能在肠腔中的简单和复合碳水化合物的发酵，所选择的聚生体产生大量的丁酸\丁酸盐和丙酸\丙酸盐。这些因子可能与其它微生物活性组合起作用，以介导期望的免疫调节作用。
生物化学活性：所选择的物种完成完整的胆汁酸转化，并且还转化各种其它分子，包括其它胆固醇衍生物、生物胺、脂质)以及产生可在微生物细胞内作为微生物铁载体、群体感应分子以及其它代谢中间体的芳香烃。这些代谢物潜在地能够刺激已证明促进肠道粘膜中的致耐受反应的宿主芳香烃受体(AHR)途径。
肠道调理：从微生物学角度而言，已知所述选择的聚生体成员有助于其它物种的后续定殖、生化作用和进一步的免疫保护作用。当被包括在所定义的菌群中时，脆弱类杆菌和多形拟杆菌帮助拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门中更难养的成员的生长。多枝梭菌在所定义的无菌小鼠定殖方面表现出与其它共生体相当的作用。作用是多因素的，并包括肠上皮反应的成熟；改变的宿主糖缀合物(可作为共生菌群的碳源)分泌；增强肠道蠕动和消化；减少肠腔氧张压从而能够使更多的专性厌氧物种繁荣；以及释放微生物消化的胞外产物和/或代谢物，其通过提供碳源和/或氮源、维生素以及其它必需微量营养素来支持另外的物种的生长。
减少微生态有害性或致病性物种的生物量：由我们团队实施的动物模型也表明了，肠道保护群落中的物种可减少阴性对照聚生体中的变形菌门物种的生物量。不希望受理论的束缚，从机理上讲，这些生物量减少还使来自于优选向变态反应偏移的这些物种的产物的抗原负荷得到减少。
实施例4：GP-I和GP-II聚生体在常规野生型小鼠和IL4RA F709小鼠中在治疗-预防食物变态反应方面有效。
在常规小鼠和易发生食物变态反应的IL4RA F709小鼠中对聚生体GP-I(梭菌目物种)和GP-II(拟杆菌门物种)的保护性作用进行检查。在这一系列实验中，动物是常规的，即不是无菌的。在开始用卵清蛋白(OVA)和葡萄球菌肠毒素B(SEB)致敏之前，用口服广谱抗生素一周的疗程处理动物。在抗生素处理之后，用口服卵清蛋白在第8周进行激发之前，小鼠接受每周剂量的GP-I、GP-II或阴性对照聚生体(NCC)，以及每周剂量的OVA-SEB。参见图21A。激发之后，检查动物的体温下降(图21B)、总IgE滴度和OVA特异性IgE滴度(图21C)、肥大细胞蛋白酶-1水平(图21D)、招募至小肠中的肥大细胞(图2E)以及FoxP3+调节性T细胞的发展(图21F和图21G)与产IL-4的T细胞的发展(图21H和图21I)。数据清楚地示出了梭菌目和拟杆菌门聚生体(分别为GP-I和GP-II)防止变态反应(如通过这些标准所测量的)，而用阴性对照聚生体(记作“变形菌门”)或无细菌处理的动物显示出明显的变态反应。因此，GP-I和GP-II对预防食物变态反应的发展是有效的。
实施例5：GP-I和GP-II聚生体在治疗-预防方案中保护无菌小鼠。
在用盐水(PBS)或用OVA-SEB处理的无菌小鼠中对GP-I和GP-II聚生体的保护性作用进行检查。在进行7个每周OVA-SEB致敏剂量之前，无菌小鼠接受无细菌或聚生体GP-I或GP-II(参见图22A)。在第8周用OVA激发时，按照实施例4中所述，检查小鼠关于变态反应的迹象。数据(参见图22B-图22H)清楚地示出了与接受无细菌的动物不同，当用致敏性食物变应原激发时，给予GP-I和GP-II聚生体的无菌动物基本上没有经历变态反应。
实施例6：GP-I和GP-II聚生体在常规IL4RA F709小鼠中治愈食物变态反应；阴性对照聚生体则不会。
为了测试是否可治愈动物的变应性敏感，所述动物在用本文所示的聚生体处理以预防食物变态反应发展之前已对食物变应原致敏，如上述实验中所进行的，通过8次每周OVA-SEB处理，使常规(即非无菌的)IL4RA F709小鼠对卵清蛋白敏感(关于实验时间表，参见图23A)。然后，用抗生素处理动物以敲除其天然肠道细菌，然后使用四次每周剂量以GP-I、GP-II或NCC聚生体进行处理。在第四次每周剂量的测试聚生体之后，用OVA激发动物。数据(检查实施例4和实施例5中所检查的相同标准而得到)显示了，用GP-I(梭菌目)聚生体和GP-II(拟杆菌门)聚生体治疗的动物基本上防止了变态反应，而接受了阴性对照(变形菌门)聚生体的动物则不能(参见图23B-图23H)。这些数据表明，通过给予本文所述的微生物聚生体，不仅可预防食物变态反应的发展，而且通过给予相同的保护性聚生体可治疗已建立的食物变态反应。
实施例7：GP-II聚生体(拟杆菌门)预防食物变态反应，而无需事先对菌群进行抗生素敲低
为了检测是否必须先通过抗生素处理敲低天然肠道微生物群以获得在常规小鼠中的保护，对这些动物给予8次每周剂量的GP-I聚生体和GP-II聚生体或无另外细菌处理，同时在8周的疗程，每周用OVA-SEB处理使小鼠对OVA敏感(关于实验时间线，参见图24A)。随后用OVA激发，表明了在GP-I或GP-II处理之前没有天然菌群敲低的情况下，拟杆菌门聚生体GP-II提供针对食物变态反应发展的保护(参见图24B-图24L)。在具体考虑之列的是就初次反应或保护和/或就此类保护的持续而言，给予GP-II与GP-I的一种或多种或甚至全部物种的组合将提供改善的效果。
实施例8：GP-I聚生体(梭菌目)在常规小鼠中可治愈食物变态反应而不需要使用抗生素
为了检测是否必须敲低天然肠道菌群以在常规小鼠中治愈食物变态反应，通过8次每周剂量的OVA-SEB使常规野生型小鼠和IL4RA F709突变小鼠对卵清蛋白敏感，然后每周两次给予GP-I(梭菌目)聚生体，共4周，没有事先对天然肠道微生物群进行抗生素敲低(关于实验时间线，参见图25A)。在给予GP-I 4周后进行激发，通过在野生型动物和易发生变态反应的动物两者中检查的所有测量，数据显示GP-I聚生体对减少变应性症状有效(参见图25B-图25I)。该数据说明了在天然肠道菌群存在的情况下，给予GP-I聚生体能够治愈食物变态反应---即，对于使用保护性微生物聚生体(例如GP-I聚生体)有效地治疗食物变态反应，先敲低天然肠道微生物群不是必要的。

Claims (10)

1.一种药物组合物，所述药物组合物包含：
(i)纯化的活细菌的混合物，所述纯化的活细菌的混合物用于治疗有需要的个体中的食物变态反应，其中，所述纯化的混合物中的活细菌包含总计多至11种细菌物种，并包括以下物种中的至少4种：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌或Clostridium sardiniensis；以及
(ii)药学上可接受的载体，
其中，将所述药物组合物配制成用于肠递送。
2.如权利要求1所述的药物组合物，其中，所述纯化的混合物中的活细菌包含：多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌和Clostridiumsardiniensis。
3.如权利要求1所述的药物组合物，其中，所述纯化的混合物中的活细菌为多枝梭菌、Clostridium scindens、Clostridium hiranonsis、双酶梭菌、柔嫩梭菌和Clostridiumsardiniensis。
4.如权利要求1所述的药物组合物，其中，所述纯化的活细菌的混合物包含以至少约1×105CFU的总量存在的物种。
5.如权利要求1所述的药物组合物，其中，所述纯化的活细菌的混合物包含以至少约1×109CFU的总量存在的物种。
6.如权利要求1所述的药物组合物，其中，所述纯化的活细菌的混合物包含以基本上相等的生物量存在的物种。
7.如权利要求1所述的药物组合物，其中，所述药物组合物为重构的冻干物、食品、液体、凝胶、流体-凝胶或胶囊的口服剂型。
8.如权利要求1所述的药物组合物，其中，所述药物组合物为肠溶包衣的。
9.权利要求1-8中任一项所述的药物组合物在制备用于治疗食物变态反应的药物中的用途。
10.如权利要求9所述的用途，其中，所述食物变态反应为对以下物质的变态反应：大豆、小麦、蛋、乳制品、花生、树坚果、贝类、鱼类、蘑菇或核果。
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