CN109310715A - 用于促进运动表现的益生菌制剂 - Google Patents

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Abstract

提供了一种益生菌制剂，其包含一种或多种细菌、菌株或菌种，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。

Description

用于促进运动表现的益生菌制剂
相关申请数据
本申请要求于2011年4月11日提交的美国临时专利申请No.62/320,787的优先权，该文的全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本发明一般涉及包括一种或多种益生菌以用于促进运动表现(athleticperformance)的组合、组合物和制剂。
背景技术
大约有几百万亿微生物栖息和定居于人肠道中(Berg,R.D."The indigenousgastrointestinal microflora."(自身胃肠道微生物群)Trends Microbiol 4:430-5.14(1996)；Young,V.B.,and Schmidt,T.M."Overview of the gastrointestinalmicrobiota."(胃肠道微生物组群综述)Adv.Exp.Med.Biol.635:29-40(2008))。这些共生生物体起到了广泛的功能，其日益被认识与宿主共生且是宿主健康必不可少的，包括正常消化、代谢，以及重要的是对病原体的定殖抗性(Guarner,F."Enteric flora in healthand disease."(健康和疾病下的肠道微生物群)，Digestion 73增刊1:5-12(2006))。
益生菌制剂作为饮食补充剂存在。益生菌可以是驻留也可以是瞬时的。驻留益生菌株在每个人的消化道内生活和繁殖。瞬时益生菌株通常通过摄取的食物或饮食补充剂引入体内。然而，理想的是为运动员定制益生菌制剂以帮助促进运动训练、表现和恢复。
发明内容
本公开提供了包含一种或多种益生菌的组合、组合物和制剂。该益生菌改善运动表现。本公开提供了一种益生菌制剂，其包含一种或多种细菌、菌株或菌种，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌(Veillonella)属、粪杆菌(Faecalibacterium)属、考拉杆菌(Phascolarctobacteria)属、颤螺旋菌(Oscillospira)属、瘤胃球菌(Ruminococcus)属、拟杆菌(Bacteroides)属、布劳特氏菌(Blautia)属、克里斯滕森菌(Christensenellaceae)科、小类杆菌(Dialister)属或蓝菌(cyanobacteria)门。本公开提供了改变人体内菌种(bacterial species)的方法，包括提高本文所鉴定的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量/种群(population)。本公开提供了在身体活动之前、期间或之后补充人体内菌种的方法，包括提高本文所鉴定的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量。本公开提供了一种提高或维持人训练耐力或表现耐力的方法，包括提高本文所鉴定的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量。本公开提供了一种在身体活动期间提高或维持人的运动训练、表现或恢复的方法，包括提高本文所鉴定的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量。本公开提供了一种从导致炎症和乳酸水平升高的身体活动中恢复的方法，包括提高本文所鉴定的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量。
本发明的某些实施方式的其他特征和优势将在权利要求中以及以下附图和实施方式的说明下更为显而易见。
附图简要说明
本专利或申请文件包含至少一幅有色附图。含彩色附图本专利或专利申请公开件将根据要求在支付所需的费用之后由专利局提供。结合附图，通过以下示例性实施方式的详述能够更清楚地理解本发明的上述和其他特征和其他优点，其中：
图1A描述了显示赛后和赛前运动员与对照相比韦荣氏球菌数量更高的数据。
图1B描述了跑步比赛一天后运动员中韦荣氏球菌的丰度。
图1C描述了显示赛后和赛前运动员与对照相比粪杆菌数量更高的数据。
图2A描述了显示赛后和赛前运动员与对照相比考拉杆菌数量更低的数据。
图2B描述了显示赛后和赛前运动员与对照相比颤螺旋菌数量更低的数据。
图2B描述了显示赛后和赛前运动员与对照相比瘤胃球菌数量更低的数据。
图3A描述了显示赛后和赛前运动员与对照相比拟杆菌数量更低的数据。
图3B描述了显示运动员与对照相比布劳特氏菌数量更低的数据。
图3C描述了显示赛后和赛前运动员与对照相比克里斯滕森菌数量更低的数据。
图4A描述了显示运动员与对照相比小类杆菌数量更高的数据。
图4B描述了显示运动员与对照相比蓝细菌数量更高的数据。
图5是研究组之间改变的细菌的总结。
图6A描述了显示参与外源代谢途径的细菌减少的数据。
图6B描述了显示参与淀粉和蔗糖代谢途径的细菌减少的数据。
图7描述了当在乳酸琼脂平板上培养时的细菌富集数据。
具体实施方式
本公开提供了包含一种或多种益生菌的组合、组合物和制剂。所述益生菌是本文所鉴定的一种或多种非病原性细菌门、科、属、种或株，其包含在个体例如运动员的微生物组群中。益生菌是本文所鉴定的两种或多种非病原性细菌门、科、属、种或株的混合物，其包含在个体例如运动员的微生物组群中。本公开提供了对个体例如运动员施用有效量的益生菌。本公开提供了对个体例如运动员施用有效量的益生菌，以改变个体内的一种或多种细菌门、科、属、种或株。本公开提供了对个体例如运动员施用有效量的益生菌，以补充个体内的一种或多种细菌门、科、属、种或株。本公开提供了对个体例如运动员施用有效量的益生菌，以提高个体的训练耐力或表现耐力。本公开提供了对个体例如运动员施用有效量的益生菌，以改善个体在身体活动期间或之后的恢复。本公开提供了对个体例如运动员施用有效量的益生菌，以改善个体在导致炎症和乳酸水平提高的身体活动期间或之后的恢复。本公开提供了对个体例如运动员施用有效量的益生菌，以降低个体在产生提高乳酸水平的身体活动期间或之后的乳酸水平。本公开提供了对个体例如运动员施用有效量的益生菌，以减少个体在产生炎症的身体活动期间或之后的炎症。本公开提供了对个体例如运动员施用有效量的益生菌，以提高个体在身体活动期间的能量代谢。本公开提供了对个体例如运动员施用有效量的益生菌以促进体重下降或健身(fitness)。
本公开提供了在制剂内的一种或多种或全部细菌、菌株或菌种的组合，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。例如，本公开提供了一种制剂，其包括所有细菌、菌株或菌种的组合，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门，或其任何亚组合。
益生菌是死或活的无毒性微生物食物补充剂，其能通过改善宿主消化道或小肠微生物平衡、组成和/或功能有益地影响宿主，而不导致疾病。本公开提供了运动员或非运动员的示范性微生物组群的测定。本公开提供了运动员和非运动员的示范性微生物组群的比较。本公开提供了鉴定由于身体活动而增加或下降的细菌门、科、属、种或株。本公开提供了鉴定包含由于身体活动增加或下降的细菌门、科、属、种或株的益生菌制剂。
术语“运动员”指精通运动或其他体育锻炼的人，或受到锻炼、运动或比赛训练或对其擅长的人，这些锻炼、运动或比赛需要身体强健、敏捷、耐力、速度或精力，或具有高于平均的生理技能例如强健、敏捷、耐力、速度或精力且适于体育比赛的人。
术语“体育锻炼”可以指任何增强或维持体能或总体健康及康健的身体活动。其可因各种理由进行，包括强化肌肉和心血管系统，改善运动能力或技巧，减轻或维持体重，和仅仅是娱乐。
“提高或维持训练耐力或表现耐力”指对于某一特定个体用客观因素比较训练耐力或表现耐力。这些客观因素可包括在给定的时间段内持续一种特定锻炼或训练事件。这些锻炼或训练是本领域技术人员已知的，可根据个体参与的特定体育事件或运动确定。
“改善或维持运动员训练、表现或恢复”指对于某一特定个体用客观因素比较运动训练、表现或恢复。这些客观因素可包括在给定的时间段内持续一种特定锻炼或训练事件。这些锻炼或训练是本领域技术人员已知的，可根据个体参与的特定体育事件或运动确定。这些客观恢复因素包括个体在运动事件、训练、表现或身体活动之间达到相同或相似水平表现所需的时长。
益生菌组合物或制剂
来自本领域技术人员已知的、本文所述的以下一篇或多篇文献的信息可能对于实施本公开内容是有用的：2015/0351442、2015/0335577、2015/0305385、2015/0290261、2015/0246081、2015/0203378、2015/0071890、2014/0356329、2014/0324454、2014/0242050、2014/0242034、2013/0295226、2013/0280225、2013/0273155、2013/0273016。
通常益生菌生物由于例如间或的抗生素治疗并不在体内永久定殖。益生菌旨在作为补充剂，通常定期摄取以维持或持续其效果。摄取后，益生菌通常附着于宿主的组织，例如小肠壁或消化道壁或其他组织壁。一旦附着，所需的细菌能倍增并定殖，从而增强最佳微生物组群平衡。其用于促进下胃肠道内的健康微生物组群平衡和口腔、大肠和阴道内健康的pH平衡(酵母菌)，并使微生物失衡或生态失调最小化。一些益生菌可具有但不限于以下特征：(1)人类来源；(2)稳定和存活，耐胃酸和胆酸；(3)有效附着和定殖于作用位点；(4)与病原体竞争附着位点；和(5)产生病原体抑制物质，例如杀菌素和有机酸。
益生菌有时与益生元组合(该组合可被称为“共生”)，益生元包括一种或多种不可消化的饮食补充剂，其改变肠道微生物群平衡，刺激有益微生物生长和/或活性并抑制可能的有害微生物。示范性补充剂包括寡糖(果寡糖、半乳寡糖)；菊糖、乳果糖、乳糖醇和选择的微生物菌株，其产生促进有益细菌(例如在肠道内)生长的营养物。本公开提供了在个体内促进本文所鉴定的一种或多种细菌门、科、属、种、或株增殖的益生元，所述细菌包含在个体例如运动员的微生物组群中。
术语“非病原性”旨在指存在时不显示与其相关的宿主病理的微生物物种(GRAS株＝通常认为安全的株(Generally Receognized As Safe))。
术语“微生物”(microorganism或microbe)在一些情况下可指显微大小的生物体、指单细胞生物和/或指任何病毒颗粒。本文所用的微生物定义包括细菌、古细菌、单细胞真核生物(原生动物、真菌和纤毛虫)，以及病毒物质。
在一些情况下，术语“微生物的”可指微生物的过程或组成，因此“基于微生物的产品”是一种包括微生物、微生物的细胞成分、和/或微生物产生的代谢物的组合物。微生物可以不同状态存在，并以营养、休眠或孢子状态出现。微生物也可以运动或非运动形式出现，也可以浮游性细胞(未附着)、基质附着细胞、集落内细胞或生物膜内细胞形式存在。
一些情况下，术语“益生元”可指食物成分或细菌产生的成分，其不易被内源性宿主酶消化，并能通过选择性刺激有限范围的有益微生物(例如与肠道相关的那些)的生长和/或活性对摄取它们的生物体带来有益效果。该术语也包括一种或多种对宿主生物体赋予有益效果的活微生物。消化道内益生菌微生物的建立所带来的益处包括：减少病原体负荷，改善微生物发酵模式，改善营养吸收，改善免疫功能，改善小肠激素信号传递和代谢调节，辅助消化，提高训练耐力或表现耐力，在产生乳酸水平提高的身体活动期间或之后降低人的乳酸水平，减轻人中因身体活动导致的炎症，提高人在身体活动中的能量代谢，在身体运动期间改善人的运动训练、表现或恢复，从导致炎症和乳酸水平提高的身体活动中恢复，或促进体重下降或健身。
在一些情况下，术语“共生”可指同时含有益生菌和益生元的组合物。共生组合物是其中的益生元化合物选择性利于益生菌微生物的组合物。
本公开提供了益生菌组合物或制剂，其含有至少一种细菌门、科、属、种或株，优选1-30种和更优选约10-25种不同的细菌门、科、属、种或株。细菌门、科、属、种或株通常存在于个体胃肠道的预定位置，优选预定位置是回肠或结肠或肠道。应理解细菌菌种可以是不同的或仅包括同样菌种的不同菌株。
益生菌制剂包含菌属混合物，其反映了衍生自个体(例如健康个体，如运动员)回肠的菌株混合物。示范性的益生菌包括提供的、施用的、或释放的生物体的数量多于106个且少于1012个。优选益生菌制剂的生物体提供、施用或释放在胃肠道的远端部分，包括个体的回肠和结肠。有效的益生菌制剂包含活细菌悬液，包括一种或多种以下细菌菌种：韦荣氏球菌属(Veillonella)、粪杆菌属(Faecalibacterium)、考拉杆菌属(Phascolarctobacteria)、颤螺旋菌属(Oscillospira)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、拟杆菌属(Bacteroides)、布劳特氏菌属(Blautia)、克里斯滕森菌科(Christensenellaceae)、小类杆菌属(Dialister)或蓝菌门(cyanobacteria)。
制备益生菌组合物或制剂
一种或多种细菌生物，例如韦荣氏球菌属(Veillonella)、粪杆菌属(Faecalibacterium)、考拉杆菌属(Phascolarctobacteria)、颤螺旋菌属(Oscillospira)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、拟杆菌属(Bacteroides)、布劳特氏菌属(Blautia)、克里斯滕森菌科(Christensenellaceae)、小类杆菌属(Dialister)或蓝菌门(cyanobacteria)中的一种或多种可通过常规方法彼此混合，以形成组合物或制剂，并形成可摄取液体介质、凝胶介质、食品、食物产品、冻干产品或粉末、酸奶、丸剂、片剂、胶囊、明胶胶囊、扁胶囊、可咀嚼制剂、可溶制剂等，例如用于口腔施用。本公开提供了益生菌组合物或制剂，其还可含有常规食物补充剂填料和增容剂，例如面粉、粘合剂、营养化合物或制剂、益生元、氨基酸、维生素、或矿物质。
本公开提供了一种或多种益生菌生物体，其可微胶囊化以提供释放特征，该特征用于替代或改变哺乳动物胃肠道内的预定位置处的一种或多种活细菌。这些微胶囊化制剂和技术可保护活益生菌生物体不受胃、十二指肠和小肠空肠的消化作用，并能够实现对个体肠道或回肠的施用、传递或释放。本文提供的微胶囊化的活益生菌生物体及其制剂有各种剂型，其可与药物、食物、营养物、维生素、其他有益物质、益生元和其他治疗剂(例如pH包封的葡萄糖、脂类或蛋白质)一起施用，所述pH包封的葡萄糖、脂类或蛋白质在7.0-8.0之间的pH值范围内释放入小肠远端，其量足够减少个体内的所述异常。优选用至少两层涂层来覆盖含有益生菌生物体的片剂或胶囊样形式，其中外层涂层在5-6的pH环境中降解，而内层涂层在约7的pH环境中降解，从而使得益生菌落到回肠区域，与派尔集合淋巴结(Peyer’sPatches)非常接近。示范性涂层可包括如下一种或多种：聚(D,L-丙交酯-共-乙交酯)、壳聚糖、酪蛋白、PVA(聚乙烯醇)稳定化的壳聚糖(Chi)、脂类、藻酸盐、羧甲基乙基纤维素(CMEC)、醋酸偏苯三酸纤维素(CAT)、邻苯二甲酸羟丙基甲基纤维素(HPMCP)、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、卡乐康(color con)、食品浇浆(glaze)、和羟丙基甲基纤维素和乙基纤维素的混合物，聚邻苯二甲酸乙酸乙烯酯(PVAP)、醋酸邻苯二甲酸纤维素(CAP)、虫胶、甲基丙烯酸和乙基丙烯酸酯的共聚物、甲基丙烯酸和乙基丙烯酸酯的共聚物，其在聚合过程中加入一个甲基丙烯酸酯单体。
本公开提供了益生菌组合物，其可被称作例如营养组合物或药物组合物。营养组合物可包括益生菌组合物，并可以任何形式，例如食品形式被摄取。药物组合物可包括益生菌组合物，联合有药学上可接受的载体，其可包括一种或多种赋形剂。药学上可接受的载体或赋形剂是药剂学领域众所周知的，参见例如《雷明顿药物科学》(麦克出版公司(MackPublishing Co.),A.R.Gennaro编，1985)。例如，可使用生理pH的盐水和磷酸盐缓冲盐水。可在本文所述的营养或药物组合物中提供稳定剂、染料和甚至调味剂。
本公开提供了益生菌组合物，其可以胶囊、片剂、粉末、颗粒、溶液或悬液形式口服施用。所述至少一种细菌门、科、属、种或株可与常规赋形剂，例如明胶、淀粉、乳糖、硬脂酸镁、滑石、阿拉伯树胶等混合。也可有利地使用较不常规的赋形剂，例如使其能提高所用至少一种细菌门、科、属、种或株在肠内活性的能力。例如，可加入纤维二糖、麦芽糖、甘露糖、水杨苷、海藻糖、扁桃苷、阿拉伯糖、蜜二糖、鼠李糖和/或木糖。该罗列不是穷举的，根据所考虑的门、科、属、种或株选择并调整这些基质。
益生菌组合物或制剂可与药物、乙酰氨基酚、食物、营养物、维生素、有益物质、益生元、pH胶囊化的葡萄糖、脂类或蛋白质混合，这些物质与益生菌一起释放，或在益生菌释放前在约1-6的pH下释放。益生菌制剂还可与抗生素共同给药，抗生素选自万古霉素、甲硝唑、庆大霉素、粘菌素、非达霉素、特拉万星、奥利万星、道古霉素和达托霉素。
本公开提供了益生菌组合物，其可包含一种基质，所述基质可促进组合物中存在的至少一种所述门、科、属、种或株的生长。因此，组合物可包括至少一种添加剂，其促进消化环境中至少一种菌株的活性。
本公开提供了一种试剂盒，其包含：本文所述的一种或多种细菌门、科、属、种或株，其可为组合物或制剂或胶囊化形式，或粉末，或丸剂或胶囊等形式，其可提供在容器内；且包含测定组合物或制剂的单位的装置，以及对个体(如运动员)施用该组合物或制剂的说明书。
益生菌组合物或制剂的合适剂量可以是约100毫克到800毫克/天的口服剂量比例。优选有效作为食物补充剂或用于在小肠道内重建有益细菌的剂量比例是约200-400毫克/天。
本发明有用的细菌菌株可商业获得或通过发酵过程和可任选干燥产生。所述门、科、属、种或株可在合适的培养基上，在严格厌氧条件下，在碳基基质和/或碳基能量源的存在下生长；回收细菌细胞；包装细菌细胞。可通过离心，例如在10,000-15,000g，有利地12,000下离心15-20分钟回收细菌细胞。可在厌氧的磷酸盐缓冲液中，通过重悬浮细胞、搅动和随后的离心步骤洗涤细菌细胞。
本公开提供了本文所述的一种或多种细菌门、科、属、种或株可以是干燥形式。发酵生产细菌菌株后的干燥是本领域技术人员已知的，包括EP0818529，在此完整引入以供参考，其中描述了粉化(pulverization)干燥过程。WO0144440描述了另一种方法，在此也完整引入以供参考。从培养基浓缩本文描述的细菌微生物，并通过喷雾干燥、流化床干燥、冻干(冷冻干燥)或其他干燥过程干燥。微生物可在干燥期间或之前与例如载体材料混合，该载体材料的例子是碳水化合物如蔗糖、乳糖或麦芽糊精，脂类或蛋白质如奶粉。
本公开提供了本文所述的一种或多种细菌门、科、属、种或株并不必须以干燥形式存在。也适合将细菌在发酵后直接与食品混合，可任选的在此之后进行干燥过程。该方法公开于PCT/EP02/01504，在此完整引入以供参考。类似的，本文所述的益生菌组合物也可直接在发酵后被消耗。其他加工，例如为了制备方便食品，并不是为了益生菌组合物中提供的细菌菌株的有益性质的预处理。
本公开提供了以发酵的乳品形式摄取本文所述的益生菌组合物，例如作为冷冻乳品、酸奶或新鲜奶酪。如果将细菌菌株加入到营养配方中，本领域技术人员熟知其实现的可能性。干燥的细菌，例如喷雾干燥的细菌，如通过EP0818529中公开的方法(在此完整引入以供参考)可获得的那些干燥细菌，可直接以粉末状形式加入到营养配方中或其他任何食品中。例如，本发明的细菌菌株的粉末化制备物可加到营养配方、早餐谷物、色拉、一片面包中，然后摄取。
本文所述的益生菌组合物可加入到液体产品，例如饮料或饮品中。如果要摄取活性生长状态的细菌，应在加入细菌后相对迅速地摄取包含细菌菌株的液体产品。然而，如果细菌加到储藏稳定的产品时，迅速摄取可能并不是必须的，只要细菌菌株在饮料或饮品中稳定。
本文所述的益生菌组合物可与食品一起干燥，如WO98/10666中所述，在此完整引入以供参考。因此，所述菌株可与果汁、奶制品或植物奶一起干燥，以获得例如已含有益生菌的干燥产品。该产品以后可用水性液体重建。
虽然不是强制的，可以活菌状态摄取益生菌，以使得益生菌微生物完整地到达小肠和大肠，并可在大肠中定殖。如果是这种情况，通常每日摄取足量细菌，以实现成功定殖。本领域技术人员熟知每日剂量，其由微生物决定，通常在106到1014、或107到1013cfu/日。益生菌生物体的合适剂量可以是例如105到1012个生物体之间，通常约106个，基于在个体回肠内发现的生物体数目。类似地，本文提供的化合物的递送应对于特定细胞、条件和位置(例如回肠)是特定的。一般而言，剂量来自片剂、胶囊、颗粒和微颗粒、粉末、液体等，可以单剂或多剂，每日、每周、每月或每年一次或多次，或甚至以更低频率提供。
本公开提供了可直接将死的或活的益生菌，其培养基、基质或代谢物以上面更具体地用于活益生菌的相同或类似方式直接加到食品中。发酵后，可通过例如离心或过滤从细菌分离发酵培养基、基质或代谢物。然后可离心、冷却、冷冻、干燥上清液或滤液，例如通过喷雾干燥或直接用于对个体肠道施用。如果干燥发酵的培养基，其可如上对于活菌株所述般粉末化，加到任何食品中。
本公开提供了鉴定细菌门/科/属/种/株的方法，所述细菌作为用于运动表现和恢复(例如用于运动员)的益生菌和/或诊断法。这些益生菌提高训练耐力或表现耐力，降低提高乳酸水平的身体活动期间或之后的乳酸水平，减少身体活动导致的炎症，提高身体活动期间的能量代谢，改善身体活动期间的运动训练、表现或恢复，改善导致炎症和乳酸水平提高的身体活动的恢复，促进体重减轻或健身，改善外源物质代谢途径的活性或改善淀粉和蔗糖的代谢途径。本公开提供了一种调节细菌门/属/种/株以优化运动表现和恢复的方法，例如通过使用促进运动员微生物组群的食物、益生元、小分子等。本公开提供了用动物定制表现和恢复模型，例如通过将运动员的微生物组群移植到无菌小鼠中，然后对受体动物进行饮食、补充剂、益生元、小分子等(及其组合)的筛选，以促进最佳微生物组群组合物。
本公开提供了鉴定运动员中丰度或活性显著改变的细菌和/或与缺乏运动的对照不同/显著不同的细菌，用作表现生物标记物或作为益生菌递送以帮助运动表现和恢复，这些细菌通过施用食品和补充剂、益生元和/或小分子来改变或提供或增加。本公开提供了通过施用作为益生菌的细菌改变代谢途径的方法，这些途径在运动员内被改变和/或与对照不同。本公开提供了鉴定或确定哪一种细菌菌种可作为表现和恢复益生菌，或哪种能通过食物、补充剂、益生元、和/或小分子改变的方法。本公开提供了通过提高乳酸阈值因而预防疲劳来改善运动员表现的方法，该方法通过利用作为益生菌的单独的或组合的来自韦荣氏球菌属、颤螺旋菌属和瘤胃球菌属的乳酸发酵菌，其与产乳酸益生菌，例如乳杆菌联合。本公开提供了在运动员内在运动/锻炼后改善炎症恢复的方法，其通过独立或组合施用作为益生菌的细菌，该细菌来自小类杆菌属、考拉杆菌属、拟杆菌属、粪杆菌属和布劳特氏菌属。
本公开提供了一种益生菌制剂，其包含一种或多种细菌、菌株或菌种，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。本公开提供了益生菌制剂，其包含韦荣氏球菌属和粪杆菌属的细菌。本公开提供了益生菌制剂，其包含考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属和克里斯滕森菌科的细菌。本公开提供了益生菌制剂，其包含韦荣氏球菌属、粪杆菌属、小类杆菌属、和蓝菌门的细菌。本公开提供了益生菌制剂，其包含韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门的细菌。本公开提供了益生菌制剂中一种或多种细菌菌种的每一种都以相等的重量存在于制剂中。本公开提供了益生菌制剂中一种或多种菌种中的每一种以约10-90重量％存在于制剂中，以实现100总重量％。本公开提供了益生菌制剂中一种或多种菌种是活细菌或死细菌。本公开提供了益生菌制剂还含有益生元、氨基酸、维生素或矿物质。本公开提供了益生菌制剂在可摄取液体介质中。本公开提供了益生菌制剂在食品或食物产品中。本公开提供了益生菌制剂是冻干粉末形式。本公开提供了益生菌制剂在酸奶中。本公开提供了益生菌制剂在丸剂或片剂中。本公开提供了益生菌制剂在可咀嚼制剂中。本公开提供了益生菌制剂在可溶制剂中。本公开提供了益生菌制剂包含一种或多种营养化合物。本公开提供了益生菌制剂包含一种或多种菌种，其量足够提高个体内所述一种或多种菌种的数量。
本公开提供了一种在人体内改变一种或多种细菌、菌株或菌种的方法，其通过提高来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量进行。本公开提供了对人施用一种或多种细菌、菌株或菌种，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。本公开提供了对人施用一种或多种益生元，其提高一种或多种细菌、菌株或菌种的数量，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。
本公开提供了在身体活动之前、期间或之后在人体内补充细菌、菌株或菌种的方法，其通过提高来自来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量进行。本公开提供了对人施用一种或多种细菌、菌株或菌种，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。本公开提供了对人施用一种或多种益生元，其提高一种或多种细菌，菌株或菌种的数量，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。
本公开提供了一种提高或维持人的训练耐力或表现耐力的方法，其通过提高选自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量进行。本公开提供了对人施用一种或多种细菌、菌株或菌种，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。本公开提供了对人施用一种或多种益生元，其提高一种或多种细菌，菌株或菌种的数量，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。
本公开提供了一种在产生提高的乳酸水平的身体活动期间或之后降低人体内乳酸水平的方法，其通过在人体内提高一种或多种来自韦荣氏球菌属、颤螺旋菌属、和瘤胃菌属的细菌、菌株或菌种进行。本公开提供了对人施用一种或多种来自韦荣氏球菌属、颤螺旋菌属、或瘤胃球菌属的细菌、菌株或菌种。本公开提供了对人施用一种或多种益生元，其提高来自韦荣氏球菌属、颤螺旋菌属、或瘤胃球菌属的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量。
本公开提供了一种减少人体内由于身体活动造成的炎症的方法，其通过提高人体内一种或多种选自粪杆菌属、考拉杆菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属或小类杆菌属的细菌、菌株或菌种。本公开提供了对人施用一种或多种来自粪杆菌属、考拉杆菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属或小类杆菌属的细菌、菌株或菌种。本公开提供了对人施用一种或多种益生元，其提高来自粪杆菌属、考拉杆菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属或小类杆菌属的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量。
本公开提供了一种在身体活动期间在人体内提高能量代谢的方法，其通过对人施用蓝菌门的细菌进行。
本公开提供了一种在人身体活动期间提高或维持运动训练、表现或恢复的方法，其通过提高选自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量进行。本公开提供了对人施用一种或多种细菌、菌株或菌种，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。本公开提供了对人施用一种或多种益生元，其提高一种或多种细菌，菌株或菌种的数量，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。
本公开提供了一种从导致炎症和乳酸水平提高的身体活动恢复的方法，其通过在人体内提高选自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量进行。本公开提供了对人施用一种或多种细菌、菌株或菌种，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。本公开提供了对人施用一种或多种益生元，其提高一种或多种细菌，菌株或菌种的数量，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。
本公开提供了一种促进人体重下降或健身的方法，其通过在人体内提高克里斯滕森菌科的细菌、菌株或菌种的进行。本公开提供了对人施用来自克里斯滕森菌科的细菌、菌株或菌种。本公开提供了对人施用益生元，其提高克里斯滕森菌科的一种或多种细菌、菌株或菌种的数量。
本公开提供了一种动物模型，其包含代表运动员的微生物组群的一种或多种细菌、菌株或菌种，所述细菌、菌株或菌种来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门。
本公开提供了一种筛选调节运动员的微生物组群的化合物的方法，其通过如下进行：对动物施用测试化合物，所述动物包含来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属或蓝菌门的一种或多种菌种，和测定选自来自韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门的一种或多种细菌、菌株或菌种的水平。本公开提供了测试物存在于食物、饮料或补充剂中。
本公开提供了一种在锻炼后对运动员补充微生物组群的方法，其通过施用一种或多种促进该运动员外源物质代谢途径活性的细菌、菌株或菌种进行。
本公开提供了一种在锻炼后对运动员补充微生物组群的方法，其通过施用一种或多种改善该运动员淀粉和蔗糖代谢途径的细菌、菌株或菌种进行。
本公开提供了一种确定与不进行常规锻炼的对照个体相比，具有常规锻炼方案的第一个体中独特相关、丰度改变或活性改变的菌种的方法，包括：对获自第一个体的第一粪便样本进行测序，以鉴定在第一粪便样品中存在并活跃的菌种；对获自对照个体的对照粪便样本进行测序，以鉴定在对照粪便样品中存在并活跃的菌种，和比较第一粪便样品中存在并活跃的菌种和在对照粪便样品中存在并活跃的细菌菌种，以鉴定与对照粪便样品相比在第一粪便样品中有所增加或减少的菌种。本公开提供了由改变的RNA表达或改变的代谢物表达确定活性改变的菌种。本公开提供了鉴定出的菌种是用于施给运动员以提高训练、表现或恢复的候选益生菌。本公开提供了所鉴定的菌种是运动训练、运动表现或从导致炎症和乳酸水平提高的身体活动恢复的候选生物标记物。本公开提供了鉴定的菌种是个体化营养的候选生物标记物。
本文中已经使用的术语和表达用作说明而非限制性的术语，这些术语和表达的使用并不排除所显示和所描述的特征或其部分的任何等同特征或其部分，应认识到各种修饰都有可能落入本发明要求的范围之内。因此，应理解尽管本公开包括优选的实施方式和任选的特征，但是本领域技术人员能够想到本文所揭示的内容的改变和变化，这些改变和变化应认为落在本公开权利要求书所限定的范围内。
以下实施例是本发明的代表。这些实施例并不构成对本发明范围的限制，因为这些和其他等价实施方式将对于本发明、附图和所附权利要求而言是显而易见的。
实施例I
实验设计
为了鉴定与运动表现和恢复状态有关的细菌，招募了2015年波士顿马拉松的参赛者，令其在赛前一周和赛后一周每日提供粪便样本。为了鉴定运动员中特异性富集或消减的细菌，还招募了缺乏运动的参与者(被鉴定为不进行定期锻炼)提供达两周的样本以供比较。
方法
粪便样本采集
研究参与者自己采集其样本，通过将1ml滴定头的宽端沾入粪便材料，置于15mlFalcon管中，然后储存于4℃直到收集时(一般在采集当天至采集后2天)。样本置于-80℃以供长期储藏。
16s文库制备
对于微生物DNA抽提，在冰上融化粪便样品，然后在1-5ml磷酸缓冲盐水中重悬浮并涡旋。将250μl的每个样品等分加到MO BIO Power Soil htp 96孔DNA抽提板(MOBIO公司)上，根据试剂盒方案，用50μl无核酸酶的水洗脱DNA。对于细菌鉴定，以两步PCR扩增方案，使用热起始Q5高保真DNA聚合物，根据循环条件方案(NEB)产生下一代测序文库。首先，用侧接16S核糖体DNA(rDNA)基因座的可变区4的引物扩增来自每个样品的1-10μl抽提的DNA。然后用1μl该16S rDNA PCR产物扩增，并连接亿明达(illumina)测序衔接子和条形码。清洁扩增出的文库并用ZR-96孔板(Zymogen公司)浓缩，然后用Quant-iT PicoGreen(Invitrogen公司)初始定量，然后用KAPA通用文库定量试剂盒(KAPA生物系统公司)定量。将每个16S文库以等摩尔比例合并在一起，在亿明达miSeq上测序。
计算方法：原始16S序列分析
用QIIME工具套装进行全部原始(raw)16S序列分析(如Caporaso,J.G., Kuczynski,J.,Stombaugh,J.,Bittinger,K.,Bushman,F.D.,Costello,E.K.等.(2010)， QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data(“QIIME可行 的高通量群体测序数据分析”).Nature methods,7(5),335-336所述，在此完整引入以供参 考)，使用MacQIIME 1.9.1-20150604版本(万维网网址wernerlab.org/software/ macqiime)，除非另外说明。全部步骤以该MacQIIME版本相关的标准参数和数据库进行，除 非另外说明。将配对的末端测序读数从FASTQ转换成FASTA格式，并使用‘join_paired_ ends.py’QIIME脚本将其3’片段连接。从获得的连接读数用‘pick_closed_reference_ otus.py’QIIME脚本和与该版MacQIIME捆绑的参比数据库选择封闭参比(closed reference)的操作分类单位(operational taxonomic units，OTUs)。由原始读数计数组成 的结果表被称作“OUT表”。用‘summarize_taxa.py’QIIME脚本，从分类树(即门、纲、目、科、 属和种)的每一个水平上的累积相对丰度OTU来总结分类，然后用‘merge_otu_tables.py’ QIIME脚本合并这些表格。由相对丰度构成的该表格被称作“分类表”
计算方法：α多样性(diversity)计算
在OTU表上测定α密度，首先通过使用‘multiple_rarefactions_even_depth.py’QIIME脚本，然后使用‘alpha_diversity.py’QIIME脚本，用以下α多样性标准：ace,berger_parker_d,brillouin_d,chao1,chao1_ci,dominance,observed_otus,shannon,simpson,和simpson_e，对每个样本的15,000个读数的平均深度进行精炼(rarefying)。
计算方法：β多样性计算
在OTU表上用‘jackknifed_beta_diversity.py’QIIME脚本和7000个读数/样本的精炼值进行β多样性分析，在整个数据组产生加权和不加权的UniFrac距离。
计算方法：PICRUSt分析：
用PICRUSt分析对OTU表进行16S数据组的功能性宏基因组学分析。用‘normalize_by_copy_number.py’PICRUSt脚本对OTU丰度的16S拷贝数标准化，然后用‘predict_metagenomes.py’脚本进行宏基因组预测。然后根据KEGG(万维网网址genome.jp/kegg/)正交谱系(orthology hierarchies)对基因功能进行谱系组织。
计算方法：特征关联(feature association)的线性混合效果模型
特征关联的线性混合效果模型是用于来自OTU和PICRUSt分析的数据组的统计学框架，这两者都称作“特征矩阵”，样品在行，特征在栏。可在文本文件阅读器中打开RMarkdown脚本"Kostic_FeatureAssociation_01.Rmd"。特征矩阵预先标准化，使其成分化(compositoinal，即每一行加起来等于1)。然后过滤数据，除去具有最小变化的特征。将特征矩阵与元数据文件(即作图文件)样品对样品匹配，然后独立测试每一个元数据变量以将其用‘Maaslin’R包纳入线性混合效果(LME)模型中。对于与感兴趣的元数据变量有关的全部特征制图，并目测确定关联强度。
实施例II
在运动员中鉴定了下列在跑马拉松后丰度显著提高的细菌：科：韦荣氏球菌科；属：韦荣氏球菌属。由研究参与者类型(缺乏运动的对照，赛前的运动员，赛后的运动员)编组的16S序列的平均值显示，马拉松赛后的运动员与对照之间韦荣氏球菌属的丰度提高了约12倍(图1A)。此外，与赛前相比，运动员赛后韦荣氏球菌的丰度平均提高了约2倍(图1A)。运动员中微生物组成的纵向分析显示，韦荣氏球菌丰度在马拉松赛后约1天有峰值(马拉松赛前水平的3.5倍)，其在马拉松赛后大约4天回到与对照类似的水平(图1B)。该属菌种在乳酸上生长并发酵乳酸。乳酸是剧烈运动下肌肉内厌氧产能的副产物，其聚积已显示引起剧烈身体活动期间的烧灼感，这导致了肌肉疲劳和紧张。本公开提供了运动员中提高的韦荣氏球菌丰度，特别是在马拉松后，表明乳酸水平的提高以及涉及微生物反应通过发酵来清除过量乳酸。本公开提供了一种提高韦荣氏球菌丰度以通过防止乳酸聚积减少乳酸并改善延长的剧烈运动耐性的方法。
实施例III
在运动员中鉴定了下列在跑马拉松后丰度显著提高的细菌：科：瘤胃球菌科；属：粪杆菌属。由研究参与者类型编组的16S序列的平均值显示，马拉松赛后的运动员比对照的粪杆菌丰度提高了约2倍(图1C)。粪杆菌的更高水平与健康和抗炎有关。本公开提供了一种提高运动员中的粪杆菌丰度以减少炎症和改善恢复的方法。
实施例IV
在运动员中鉴定了下列在跑马拉松后丰度显著减少的细菌：科：韦荣氏球菌科；属：考拉杆菌属。由研究参与者类型编组的16S序列的平均值显示，对照与马拉松赛前的运动员相比考拉杆菌的丰度提高了40倍，与马拉松赛后的运动员相比丰度增加了70倍(图2A)。考拉杆菌的减少水平与炎性肠道病相关，表明可能的抗炎功能。因此，运动员中，特别是在马拉松赛后降低的考拉杆菌水平可表明较高的炎症水平。本公开提供了一种提高运动员中的考拉杆菌丰度以减少炎症和改善恢复的方法。
实施例V
在运动员中鉴定了下列在跑马拉松后丰度显著减少的细菌：科：瘤胃球菌科；属：颤螺旋菌属。由研究参与者类型编组的16S序列的平均值显示，对照中颤螺旋菌的丰度比赛前的运动员提高了10倍(图2B)。已显示该属与血液乳酸水平(乳酸)负相关，当血液乳酸水平高时，属丰度减少。本公开提供了一种提高颤螺旋菌丰度以通过防止乳酸聚积减少乳酸并改善延长的剧烈运动耐性的方法。
实施例VI
在运动员中鉴定了下列在跑马拉松后丰度显著减少的细菌：科：瘤胃球菌科；属：瘤胃球菌属。由研究参与者类型编组的16S序列的平均值显示，对照中存在瘤胃球菌，而运动员中几乎不存在(图2C)。已显示该属与血液乳酸水平(乳酸)负相关，当血液乳酸水平高时，属丰度减少。本公开提供了一种提高瘤胃球菌丰度以通过防止乳酸聚积减少乳酸并改善延长的剧烈运动耐性的方法。
实施例VII
在运动员中鉴定了下列在跑马拉松后丰度显著减少的细菌：科：拟杆菌科；属：拟杆菌属。由研究参与者类型编组的16S序列的平均值显示，对照中拟杆菌丰度相对于马拉松赛前和赛后的运动员分别提高了34倍和97倍(图3A)。拟杆菌丰度与健康、抗肥胖和抗炎有关。本公开提供了一种提高运动员中的拟杆菌丰度以减少炎症和改善恢复以及减少肥胖的方法。
实施例VIII
在运动员中鉴定了下列在跑马拉松后丰度显著减少的细菌：科：毛螺菌科(Lachnospiraceae)；属：布劳特氏菌属。由研究参与者类型编组的16S序列的平均值显示，对照中存在布劳特氏菌属，而运动员中几乎不存在(图3B)。布劳特氏菌丰度与抗炎相关。本公开提供了一种提高运动员中的布劳特氏菌丰度以减少炎症和改善恢复的方法。
实施例X
在运动员中鉴定了下列在跑马拉松后丰度显著减少的细菌：科：克里斯滕森菌科。由研究参与者类型编组的16S序列的平均值显示，对照中存在克里斯滕森菌科的丰度，而运动员中几乎不存在(图3C)。该细菌科的成员与抗肥胖功能有关。本公开提供了一种提高个体内克里斯滕森菌科丰度以减少或预防肥胖的方法。
实施例XI
在运动员中鉴定了下列在跑马拉松后丰度显著提高的细菌：科：韦荣氏球菌科；属：小类杆菌属。由研究参与者类型编组的16S序列的平均值显示，运动员中存在布劳特氏菌，而对照中几乎不存在(图4A)。该属与促炎性细胞因子白介素-6水平有关，因此提供了抗炎功能。本公开提供了一种提高运动员中的小类杆菌丰度以减少炎症和改善恢复的方法。
实施例XII
在运动员中鉴定了下列在跑马拉松后丰度显著提高的细菌：门：蓝细菌门。由研究参与者类型编组的16S序列的平均值显示，运动员中存在蓝细菌，而对照中几乎不存在(图4B)。蓝细菌在肠道中产生维生素并发酵碳水化合物，用于产能。运动员中较高的蓝细菌丰度表明了更高的能量需求。本公开提供了一种提高运动员中的蓝细菌丰度以改善能量代谢和表现的方法。
实施例XIII
本公开提供了施用来自韦荣氏球菌属(Veillonella)、粪杆菌属(Faecalibacterium)、考拉杆菌属(Phascolarctobacteria)、颤螺旋菌属(Oscillospira)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、拟杆菌属(Bacteroides)、布劳特氏菌属(Blautia)、克里斯滕森菌科(Christensenellaceae)、小类杆菌属(Dialister)和蓝菌门(cyanobacteria)的一种或多种细菌。被发现在不同类型参与者之间存在丰度改变的上述实施例的细菌总结于图5。
实施例XIV
本公开提供了施用一种或多种细菌，用于外源物质生物降解和代谢。该途径涉及有害化学物质、药物、污染物和毒素的降解。本公开提供了该途径的减少(见图6A)使得运动员在马拉松赛后(或其他剧烈身体运动)后对于体内的有害物质(有些可能是细胞炎症的结果)更易感。本公开提供了一种恢复外源物质代谢途径的方法，其通过增加促进该途径的菌种的丰度来促进运动员的恢复和整体健康。
本公开提供了施用一种或多种细菌，用于淀粉和蔗糖代谢。该途径涉及碳水化合物的分解，已知许多跑者都会在赛前作为能量来源积蓄。本公开提供了该途径的降低(图6B)导致运动员在马拉松赛后(或其他剧烈身体运动后)耗竭有助于从碳水化合物收集能量的细菌。本公开提供了一种恢复淀粉和蔗糖代谢途径的方法，其通过提高促进该途径的细种的丰度以从食物更长久和更有效地提取能量来促进运动员的耐力。
实施例XV
本公开提供了一种富集和/或分离乳酸发酵菌种的方法。使生物样品例如粪便样品与包含乳酸(lactate，lactic acid)的基质接触，在足够任何乳酸摄取菌种生长的一段时间内和所需温度下孵育该生物样品。然后用本领域技术人员已知的方法分离乳酸摄取菌种用于进一步加工或测试或收集或纯化，以用作益生菌补充剂。可分析该孵育样品中乳酸摄取菌种的存在，例如通过本领域技术人员已知的下一代测序方法测序。
特别示范性的乳酸摄取菌种是本文所述的韦荣氏球菌。根据一方面，从粪便样品富集和分离韦荣氏球菌。将从运动员收集的粪便样品重悬浮于2ml磷酸缓冲盐水中，并涡旋匀浆。制备系列稀释的重悬浮样品，然后接种于乳酸琼脂平板上，每升包括：5g酵母提取物、0.75g巯基乙酸钠、0.002g革兰氏碱性品红、21ml 60％的乳酸钠和15g琼脂。在高压灭菌前将乳酸琼脂调节到pH7.5，高压灭菌后加入7.5μg/ml的万古霉素。用稀释的粪便样品接种乳酸平板，在厌氧条件下于37℃培养48-96小时，此时挑取单个菌落用于测序和用甘油储藏。为了确定韦荣氏球菌富集的效率，48-96小时生长后收集接种稀释粪便样品琼脂平板的DNA，处理用于下一代测序，以评估鉴定为韦荣氏球菌的细菌分离物的百分比，并与原始粪便样品比较。
图7描述了该过程的结果，显示来自运动员粪便样品的乳酸发酵韦荣氏球菌菌种的富集。虽然韦荣氏球菌通常在粪便微生物群落中以少于1％存在，其在乳酸琼脂上的生长导致富集，并可导致达100％的富集，包括以下个体菌种：非典型韦荣氏球菌(Veillonellaatypica)、小韦荣氏球菌(Veillonella parvula)和未分类的韦荣氏球菌属的物种。以这种方式，可从运动员肠道微生物组群纯化多种韦荣氏球菌种然后测试其效力，作为益生菌补充剂或包含在益生菌制剂中，以降低运动员中的乳酸水平，从而防止疲劳和酸痛，并促进耐力。

Claims (62)

1.一种益生菌制剂，其包含一种或多种选自下组的菌种：韦荣氏球菌属(Veillonella)、粪杆菌属(Faecalibacterium)、考拉杆菌属(Phascolarctobacteria)、颤螺旋菌属(Oscillospira)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、拟杆菌属(Bacteroides)、布劳特氏菌属(Blautia)、克里斯滕森菌科(Christensenellaceae)、小类杆菌属(Dialister)和蓝菌门(cyanobacteria)。
2.如权利要求1所述的益生菌制剂，其包含韦荣氏球菌属和粪杆菌属。
3.如权利要求1所述的益生菌制剂，其包含：考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属和克里斯滕森菌科。
4.如权利要求1所述的益生菌制剂，其包含韦荣氏球菌属、粪杆菌属、小类杆菌属和蓝菌门。
5.如权利要求1所述的益生菌制剂，其包含韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
6.如权利要求1所述的益生菌制剂，其中所述一种或多种菌种的每一种都以相等的重量存在于制剂中。
7.如权利要求1所述的益生菌制剂，其中所述一种或多种菌种中的每一种以约10-约90重量％存在于制剂中，以实现100总重量％。
8.如权利要求1所述的益生菌制剂，其中所述一种或多种菌种是活细菌或死细菌。
9.如权利要求1所述的益生菌制剂，其还含有益生元、氨基酸、维生素或矿物质。
10.如权利要求1所述的益生菌制剂，其在可摄取液体介质中。
11.如权利要求1所述的益生菌制剂，其在食料或食品中。
12.如权利要求1所述的益生菌制剂，其为冻干粉末。
13.如权利要求1所述的益生菌制剂，其在酸奶中。
14.如权利要求1所述的益生菌制剂，其在药丸或片剂中。
15.如权利要求1所述的益生菌制剂，其在可咀嚼制剂中。
16.如权利要求1所述的益生菌制剂，其在可溶解制剂中。
17.如权利要求1所述的益生菌制剂，其包含一种或多种保健化合物。
18.如权利要求1所述的益生菌制剂，其包含的所述一种或多种菌种的量足以提高个体内所述一种或多种菌种的数量。
19.一种改变人体内菌种的方法，其包括：提高选自下组的一种或多种菌株的数量：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
20.如权利要求19所述的方法，其中将选自下组的一种或多种菌种施用给该人：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
21.如权利要求19所述的方法，其中将一种或多种益生元施用给该人，以提高选自下组的一种或多种菌种的数量：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
22.一种在身体活动之前、期间或之后在人体内补充菌种的方法，其包括提高选自下组的一种或多种菌株的数量：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
23.如权利要求22所述的方法，其中将一种或多种选自下组的菌种施用给该人：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
24.如权利要求22所述的方法，其中将一种或多种益生元施用给该人，以提高一种或多种选自下组的菌种的数量：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
25.一种提高或维持人的训练耐力或表现耐力的方法，其包括提高选自下组的一种或多种菌种的数量：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
26.如权利要求25所述的方法，其中将选自下组的一种或多种菌种施用给该人：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
27.如权利要求25所述的方法，其中将一种或多种益生元施用给该人，以提高一种或多种选自下组的菌种的数量：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
28.一种在产生提高的乳酸水平的身体活动期间或之后降低人体内乳酸水平的方法，其包括增加人体内选自韦荣氏球菌属、颤螺旋菌属和瘤胃菌属的一种或多种菌种。
29.如权利要求28所述的方法，其中对该人施用选自韦荣氏球菌属、颤螺旋菌属和瘤胃菌属的一种或多种菌种。
30.如权利要求28所述的方法，其中对该人施用一种或多种益生元，从而提高选自韦荣氏球菌属、颤螺旋菌属和瘤胃菌属的一种或多种菌种的数量。
31.一种减少人体内由于身体活动造成的炎症的方法，其包括增加人体内选自下组的一种或多种菌种：粪杆菌属、考拉杆菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属和小类杆菌属。
32.如权利要求31所述的方法，其中对该人施用选自粪杆菌属、考拉杆菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属和小类杆菌属的一种或多种菌种。
33.如权利要求31所述的方法，其中对该人施用一种或多种益生元，从而提高选自粪杆菌属、考拉杆菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属和小类杆菌属的一种或多种菌种的数量。
34.一种在身体活动期间提高人体内能量代谢的方法，其包括对该人施用蓝菌门的细菌。
35.一种改善或维持人在身体活动期间的运动训练、表现或恢复的方法，其包括提高选自下组的一种或多种菌种的数量：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
36.如权利要求35所述的方法，其中将一种或多种选自下组的菌种施用给该人：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
37.如权利要求35所述的方法，其中将一种或多种益生元施给人类，以提高一种或多种选自下组的菌种的数量：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
38.一种从导致炎症和乳酸水平提高的身体活动恢复的方法，其包括在人体内提高选自下组的一种或多种菌株的数量：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
39.如权利要求38所述的方法，其中将一种或多种选自下组的菌种施用给该人：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
40.如权利要求38所述的方法，其中将一种或多种益生元施用给该人，以提高一种或多种选自下组的菌种的数量：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
41.一种促进人体重下降或健身的方法，其包括增加人体内来自克里斯滕森菌科的细菌的数量。
42.如权利要求41所述的方法，其中对该人施用来自克里斯滕森菌科的细菌。
43.如权利要求41所述的方法，其中对该人施用益生元，所述益生元增加来自克里斯滕森菌科的细菌。
44.一种动物模型，其包含选自下组的一种或多种菌种：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门(cyanobacteria)，该动物模型代表运动员的微生物组群。
45.一种筛选调节运动员的微生物组群的化合物的方法，其包括：
对动物施用测试化合物，所述动物包含选自下组的一种或多种菌种：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门，和
测定所述选自下组的一种或多种菌种的水平：韦荣氏球菌属、粪杆菌属、考拉杆菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、克里斯滕森菌科、小类杆菌属和蓝菌门。
46.如权利要求45所述的方法，其中测试化合物存在于食物、饮料或补充剂中。
47.一种在锻炼后给运动员补充微生物组群的方法，其包括施用一种或多种促进该运动员外源物质代谢途径活性的菌种。
48.一种在锻炼后给运动员补充微生物组群的方法，其包括施用一种或多种改善淀粉和蔗糖代谢途径的菌种。
49.一种确定与没有定期锻炼方案的对照个体相比，有定期锻炼方案的第一个体中独特相关、丰度改变或活性改变的菌种的方法，其包括：
对获自第一个体的第一粪便样本进行测序，以鉴定在第一粪便样品中存在并活跃的菌种，
对获自对照个体的对照粪便样本进行测序，以鉴定在对照粪便样品中存在并活跃的菌种，和
比较第一粪便样品中存在并活跃的菌种和对照粪便样品中存在并活跃的菌种，以鉴定在第一粪便样品中相对于对照粪便样品有所增加或减少的菌种。
50.如权利要求49所述的方法，其中由改变的RNA表达或改变的代谢表达确定活性改变的菌种。
51.如权利要求49所述的方法，其中所鉴定的菌种是用于施用给运动员以改善训练、表现或恢复的候选益生菌。
52.如权利要求49所述的方法，其中所鉴定的菌种是运动训练、运动表现或从导致炎症和乳酸水平提高的身体活动恢复的候选生物标记物。
53.如权利要求49所述的方法，其中所鉴定的菌种是个体化营养的候选生物标记物。
54.一种富集和/或分离乳酸发酵菌的方法，其包括：
使生物样品与包含乳酸的基质接触，
以足以使乳酸摄取细菌生长的时间段和温度孵育所述生物样品。
55.如权利要求54所述的方法，其中所述乳酸发酵菌是韦荣氏球菌属、颤螺旋菌属或瘤胃菌属内的菌种。
56.如权利要求54所述的方法，其中所述乳酸发酵细菌是韦荣氏球菌属内的菌种。
57.如权利要求54所述的方法，其还包括分离所述乳酸发酵菌。
58.如权利要求54所述的方法，其还包括纯化所述乳酸发酵菌。
59.如权利要求54所述的方法，其中所述包含乳酸的基质是乳酸琼脂平板。
60.如权利要求54所述的方法，其中所述乳酸发酵菌包含于益生菌制剂中。
61.如权利要求54所述的方法，其中所述生物样品是粪便样品。
62.如权利要求1所述的益生菌制剂，其中所述一种或多种菌种包括小韦荣氏球菌(Veillonella parvula)或非典型韦荣氏球菌(Veillonella atypica)。
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