用于治疗感染的聚糖制剂
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求以下临时申请的权益:2017年11月3日提交的标题为“MANAGEMENT OF INFECTIONS[感染的管理]”的美国临时申请号62/581517、2018年9月14日提交的标题为“MANAGEMENT OF INFECTIONS[感染的管理]”的美国临时申请号62/731746、和2018年8月21日提交的标题为“OLIGOSACCHARIDE COMPOSITIONS AND METHODSOF USE THEREOF FOR REDUCING AMMONIA LEVELS[寡糖组合物及其用于降低氨水平的使用方法]”的美国临时申请号62/720924,将这些临时申请的全部内容通过援引并入本文。
背景技术
由抗生素抗性细菌引起的医院获得性感染呈现出全球健康危机。感染通常很难治疗并且常常是致命的。尽管有众所周知的控制病原体和感染的努力,但在一些群体中碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)感染的死亡率仍超过50%。另外,可能再次爆发。在一些情况下,“沉默的”定殖持续存在数年。
定殖可能与传播以及感染风险增加相关联。CRE和万古霉素抗性肠球菌属(VRE)定殖与感染风险增加相关联。与未定殖的患者相比,在VRE和CRE定殖的患者中的相对感染风险更高。在被产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)的生物体定殖的情况下,也存在高得多的血流感染(BSI)风险。此外,定殖与医院获得性感染(HAI)的扩散高度相关联。CRE、VRE和艰难梭菌(C.difficile)感染与在接受医疗保健后进行获得相关联(例如,中心线相关血流感染(CLABSI)、导管相关泌尿道感染(CAUTI)、和艰难梭菌感染(CDI))。
现有的去定殖方案不持久,并且潜在地有助于增加抗性。此外,担心抗性阻止广泛采用。对于一些细菌和一些患者,尚无有效的治疗选择可利用,并且一些最后线的防御性抗生素与不想要的副作用和毒性相关联。需要用于这些感染的临床管理的另外方法。
发明内容
本文提供了治疗病原体(例如,药物或抗生素抗性病原体、或MDR病原体)对设施中的设施参与者的不良影响、降低该病原体的获得性、或减少该病原体的储存库。在一个方面,本发明特征在于治疗病原体(例如,药物或抗生素抗性病原体、或MDR病原体)对设施中的第一设施参与者的不良影响。在一些实施例中,该设施参与者是第一设施参与者或第二设施参与者。在一些实施例中,该方法包括向该第一设施参与者和第二设施参与者中的一者或两者施用有效减少、预防该病原体对该第一设施参与者的该不良影响、或降低该不良影响的风险的量的聚糖制剂,从而减少、预防病原体对该第一设施参与者的不良影响、或降低该不良影响的风险。
在另一个方面,本发明特征在于一种降低第一设施参与者对设施中的病原体,例如药物或抗生素抗性病原体、或MDR病原体的获得性的方法。在一些实施例中,该方法包括向第二设施参与者施用有效降低该第一设施参与者对该病原体的获得性的量的聚糖制剂,从而降低第一设施参与者对设施中的该病原体的获得性。
在又另一个方面,本发明特征在于一种减少设施中的病原体,例如药物或抗生素抗性病原体、或MDR病原体的储存库的方法。在一些实施例中,该方法包括向设施参与者施用有效降低设施参与者对病原体,例如药物或抗生素抗性病原体、或MDR病原体的获得性的量的聚糖制剂,从而减少设施中的MDR生物体的储存库。
在还另一个方面,本发明特征在于一种在设施参与者中监测或评价a)病原体负荷,b)抗生素抗性基因负荷和c)对治疗性制剂的应答中的任一种的方法,该方法包括:获取针对a)病原体、和/或b)抗生素抗性基因和/或微生物组分析(例如与对特定治疗性制剂的应答相关的一种或多种微生物的存在)的值(例如,通过分析来自该设施参与者的合适样品,例如粪便样品),从而监测或评价该设施参与者。
在任何和所有方面,在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以减少该病原体例如从第一设施参与者至第二设施参与者的扩散。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以减少病原体的储存库。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以减少药物或抗生素抗性基因、或MDR基因元件的储存库。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以减少药物或抗生素抗性基因、或MDR元件例如从该第一设施参与者至该第二设施参与者的扩散。
在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以降低病原体引起感染的速率。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以降低病原体感染的严重程度。
在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以降低药物或抗生素抗性基因、或MDR元件从供体微生物(例如,第一病原体)转移至受体微生物(例如,第二病原体或共生微生物)的速率,任选地其中该微生物是细菌分类群。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以降低该病原体的对该设施参与者具有不良影响、例如引起疾病的因子,例如毒力因子或毒素的表达和/或释放。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以减少由该病原体引起的该设施参与者的胃肠道(例如,小肠、大肠或结肠)中微生物群的菌群失调。
在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以减少该病原体例如从第一设施参与者至可以隐匿该病原体的实体(例如,另一个体或无生物,例如设施建筑表面(例如,洗涤槽、门把手、盥洗室、水龙头)或医疗供应品(例如,包括敷料或装置的包装、或敷料或装置本身))的扩散。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以减少该病原体例如从第二设施参与者至可以隐匿该病原体的实体(例如,另一个体或无生物,例如设施建筑表面(例如,洗涤槽、门把手、盥洗室、水龙头)或医疗供应品(例如,包括敷料或装置的包装、或敷料或装置本身))的扩散。
在一些实施例中,该第一设施参与者是该设施的患者或居住者。在一些实施例中,该第一设施参与者不是该设施的患者或居住者。在一些实施例中,该第一设施参与者是该设施的患者或居住者并且该第二设施参与者是该设施的患者或居住者。在一些实施例中,该第一设施参与者是该设施的患者或居住者并且该第二设施参与者不是该设施的患者或居住者。在一些实施例中,该第一设施参与者不是该设施的患者或居住者并且该第二设施参与者是该设施的患者或居住者。在一些实施例中,该第一设施参与者不是该设施的患者或居住者并且该第二设施参与者不是该设施的患者或居住者。
在一些实施例中,该可以隐匿该病原体的实体是另一个体。
在一些实施例中,该可以隐匿该病原体的实体是无生物,例如设施建筑表面(例如,洗涤槽、门把手、盥洗室、水龙头)或医疗供应品(例如,包括敷料或装置的包装、或敷料或装置本身)。
在一些实施例中,该方法包括将该有效聚糖制剂施用至该第一设施参与者。在一些实施例中,该方法包括将该有效聚糖制剂施用至该第二设施参与者。在一些实施例中,该方法包括将该有效聚糖制剂施用至该第一设施参与者和该第二设施参与者。
在一些实施例中,施用至该第一设施参与者和该第二设施参与者的该有效聚糖制剂是相同的。在一些实施例中,施用至该第一设施参与者和该第二设施参与者的该有效聚糖制剂是不同的,例如在剂量或化学组成方面是不同的。
在一些实施例中,将该有效聚糖制剂基于相同方案,例如在相同天数内施用至该第一设施参与者和该第二设施参与者。在一些实施例中,将该有效聚糖制剂基于不同方案,例如在不同天数内施用至该第一设施参与者和该第二设施参与者。
在一些实施例中,在进入或住进该设施之前,将该有效聚糖制剂施用至设施参与者(例如,作为该设施的患者、居住者或职员的设施参与者)。在一些实施例中,在位于该设施处的时候,将该有效聚糖制剂施用至设施参与者(例如,作为该设施的患者、居住者或职员的设施参与者)。在一些实施例中,在离开该设施之后,将该有效聚糖制剂施用至设施参与者(例如,作为该设施的患者、居住者或职员的设施参与者)。
在一些实施例中,独立地,该第一设施参与者和该第二设施参与者选自:a)患者或居住者;b)作为医疗护理者的个体,例如医疗从业者,例如医师或护士;c)内务管理工作者;d)安全工作者(例如看守人);e)维护工作者;f)食物准备工作者;g)洗衣工作者;h)行政工作者,例如接纳工作者;i)社会工作者;j)访客或客人;k)不属于(b)-(i)的设施员工(例如,教师、军人、海员、政府官员);l)属于b)-k)的与属于(a)患者或居住者的该第一设施参与者具有直接接触的个体;m)属于b)-k)的不与属于(a)患者或居住者的该第一设施参与者具有直接接触的个体。
在一些实施例中,该方法包括向来自这些a-m类别中的多个类别,例如a-m类别中的至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12个类别、或全部的个体施用聚糖制剂。在一些实施例中,该方法包括向a-m的类别中的这些个体中的至少50%、60%、70%、80%、90%、或95%、或全部施用聚糖制剂。在一些实施例中,该方法包括向来自这些a-m类别中的多个类别,例如a-m类别中的至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12个类别、或全部的这些个体中的至少50%、60%、70%、80%、90%、或95%、或全部施用聚糖制剂。
在一些实施例中,设施参与者感染了病原体,任选地,其中该设施参与者是无症状的(例如,未显示出感染的可检测或可诊断体征)。在一些实施例中,该第一设施参与者中的储存库(例如,病原体储存库或抗性基因储存库)减少。在一些实施例中,该第二设施参与者中的储存库(例如,病原体储存库或抗性基因储存库)减少。在一些实施例中,多种设施参与者中的储存库(例如,病原体储存库或抗性基因储存库)减少。
在一些实施例中,该供体微生物和该受体微生物来自相同分类群(例如,属、种、或菌株)。在一些实施例中,该供体微生物和该受体微生物来自不同分类群(例如,属、种、或菌株)。在一些实施例中,该分类群包括以下中的一种或多种:肠杆菌科(例如,包括邻单胞菌属(Plesiomonas)、志贺氏菌属(Shigella)、或沙门氏菌属(Salmonella)的属)、梭菌属(例如,包括艰难梭菌的属)、肠球菌属、和葡萄球菌属(例如,包括金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的属)。
在一些实施例中,与该供体微生物相比,该受体微生物更具致病性,或者对设施参与者(例如该第一设施参与者)具有另外的或更严重的不良影响。在一些实施例中,与该受体微生物相比,该供体微生物更具致病性,或者对设施参与者(例如该第一设施参与者)具有另外的或更严重的不良影响。
在一些实施例中,该不良影响(例如对该第一设施参与者)是感染(例如细菌感染或菌血症)。
在一些实施例中,该感染是血流感染、UTI、或呼吸道感染。
在一些实施例中,该毒力因子或毒素是以下之一:志贺氏(Shiga)毒素、大肠杆菌热不稳定毒素、和艰难梭菌毒素A和B。
在一些实施例中,该药物或抗生素抗性基因、或MDR元件是以下之一:MecA、KPC、NDM、OXA、SHV、TIM、CTX-M、VIM、AmpC、VanA、VanB、氟喹啉抗性基因(例如,Qnr)、三甲氧苄二氨嘧啶抗性基因(例如,二氢叶酸还原酶)、磺胺甲噁唑抗性基因(例如,二氢喋酸合成酶)、环丙沙星抗性基因、和氨基糖苷类抗性基因(例如,核糖体甲基转移酶)。
在一些实施例中,该聚糖制剂以有效降低设施参与者的肠道(例如,小肠、大肠或结肠)中的病原体的水平的量施用。
在一些实施例中,该聚糖制剂以有效调节(例如减少或抑制)该病原体在设施参与者,例如该第一设施参与者和/或该第二设施参与者中的定殖,或调节(例如增加)该病原体在该设施参与者中的去定殖的量施用。在一些实施例中,治疗包括降低该病原体对该第一设施参与者、该第二设施参与者、或两者的不良影响的风险。
在一些实施例中,该聚糖制剂以在该第一设施参与者和/或该第二设施参与者或多种设施参与者中有效进行以下的量施用:a)调节(例如,减少)病原体生物量(例如,病原体的数量和/或药物或抗生素抗性基因或MDR元件载体的数量);b)调节(例如,增加)由该设施参与者(例如,由该居住者肠道微生物群和/或宿主(例如,人细胞))产生的抗微生物化合物的水平;c)调节胃肠道(例如,小肠、大肠或结肠)的环境,例如降低pH(例如,通过增加例如由该居住者肠道微生物群产生的乳酸的产生或水平;d)调节(例如,减少)药物或抗生素抗性基因或MDR元件的供体微生物的感受态或接合作用特性;e)调节(例如,减少)药物或抗生素抗性基因或MDR元件受体的数量;f)调节(例如,减少)药物或抗生素抗性基因或MDR元件的拷贝数(例如总拷贝数,例如在供体微生物中);和/或g)调节(例如,增加)适应性缺陷(例如,增加携带药物或抗生素抗性基因或MDR元件的负担)。
在一些实施例中,该聚糖制剂以有效进行以下的量施用:a)在该居住者肠道微生物群中降低病原体和/或药物或抗生素抗性基因或MDR元件载体的丰度(例如总数量或相对数量);和/或b)在该居住者肠道微生物群中增加共生体或有益细菌的丰度(例如总数量或相对数量)。
在一些实施例中,该聚糖制剂以有效进行以下的量施用:在该居住者肠道微生物群中增加共生体或有益细菌的丰度(例如总数量或相对数量),从而减少可供该病原体定殖的空间的面积。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效进行以下的量施用:在该居住者肠道微生物群中增加共生体或有益细菌的丰度(例如总数量或相对数量),从而增加抗微生物防御性化合物,例如细菌素、AMP(抗微生物肽)、过氧化氢、或乙酸盐(低pH)的水平。
在一些实施例中,该病原体是细菌。在一些实施例中,该病原体是药物或抗生素抗性病原体,例如细菌。在一些实施例中,该病原体是多重药物抗性(MDR)病原体,例如细菌。在一些实施例中,该病原体是万古霉素抗性肠球菌属(VRE)、碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)(例如大肠杆菌、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、肠杆菌属(Enterobacter)、变形杆菌属(Proteus))。
在一些实施例中,该第一设施参与者和/或该第二设施参与者:i)已接受癌症治疗;ii)是移植受体,例如造血干细胞受体;iii)已接受免疫抑制;和/或iv)患有自身免疫疾病(例如,系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、斯耶格伦氏综合征(
syndrome)、或克罗恩氏病(Crohn's disease))。
在一些实施例中,该第一设施参与者和/或该第二设施参与者患有囊性纤维化。
在一些实施例中,该第一设施参与者和/或该第二设施参与者患有免疫系统缺陷,例如,i)获得性缺陷,例如HIV/AIDS,或ii)遗传或先天性缺陷,例如SCID、CVID、布鲁顿氏无丙种球蛋白血症(Bruton’s agammaglobulinemia)、或自身免疫疾病(例如,系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、斯耶格伦氏综合征、或克罗恩氏病)。
在一些实施例中,该第一设施参与者和/或该第二设施参与者患有慢性障碍或疾病。
在一些实施例中,该第一设施参与者和/或该第二设施参与者是i)婴儿或ii)老年人。在一些实施例中,该设施参与者超过45、50、55、60、65、70、75、或80岁。在一些实施例中,该设施参与者小于1、2、3、6、12、24、或36月龄。在一些实施例中,该第一设施参与者和/或该第二设施参与者是免疫功能低下的或已接受降低免疫功能的治疗。在一些实施例中,该第一设施参与者和/或该第二设施参与者被施用、已被施用、或将被施用透析治疗。
在一些实施例中,该第一设施参与者和/或该第二设施参与者被施用、已被施用、或将被施用为侵袭性的,例如破坏皮肤的治疗,例如外科手术或插入或植入装置(例如,导管或支架),或连接到呼吸器、滴灌线、侵入式监测器或食物施加器(经口服、经直肠、经肠、静脉内等)。
在一些实施例中,该设施包括医院、诊所、康复设施、精神健康设施、重症监护设施(ICU)、新生儿设施、癌症治疗设施、护理设施、药物治疗设施、训练设施、临床试验设施、住院患者设施、门诊患者设施。在一些实施例中,该设施包括长期照护设施,例如针对老年人的疗养所。在一些实施例中,该设施包括监狱或其他惩教或刑罚设施。在一些实施例中,该设施包括船,例如游轮或军事船。在一些实施例中,该设施包括军事设施、运动设施、教育设施(学校、营地)、或休闲设施(例如,酒店或度假胜地)。
在一些实施例中,该方法进一步包括向设施参与者施用第二治疗,例如抗生素。
在一些实施例中,在该设施处工作之前和/或在该设施处工作的时候,将该聚糖制剂施用至该设施参与者。在一些实施例中,在以下情形下将该聚糖制剂施用至该设施参与者:i)在进入该设施之前,ii)在位于该设施处的时候,iii)在从该设施中放出时或之后,或(i)、(ii)、和(iii)中的任何组合。
在一些实施例中,该方法包括从该设施参与者(例如通过分析该设施参与者的样品)获取病原体(例如,药物或抗生素抗性病原体、或MDR病原体)的水平,任选地,将该获取重复两次、三次、四次、或更多次。
在一些实施例中,该聚糖制剂包含:i)聚糖聚合物,这些聚糖聚合物包含葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖、或鼠李糖聚糖单元;ii)该聚糖制剂中的这些聚糖聚合物的平均支化度(DB)是0、在0.01与0.6之间、在0.05与0.5之间、在0.1与0.4之间、或在0.15与0.4之间;iii)该聚糖制剂中至少50%(至少60%、65%、70%、75%、80%或85%、或少于50%)的这些聚糖聚合物具有至少3个且少于30个聚糖单元、至少3个且少于10个聚糖单元、至少5个且少于25个聚糖单元、或至少10个且少于35个聚糖单元的聚合度(DP);iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约5与8之间、在约8与13之间、在约13与25之间、在约5与15之间、在约5与20之间、或在约5-15之间;v)该聚糖制剂的这些聚糖聚合物中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率是0、或在约0.8:1至约5:1之间、在约1:1至约5:1之间、在约1:1至约3:1之间、在约3:2至约2:1之间、或在约3:2至约3:1之间;vi)该聚糖制剂包含在15mol%与75mol%之间(在20mol%与60mol%之间、在25mol%与50mol%之间、或在30mol%与45mol%之间)的1,6糖苷键;vii)该聚糖制剂包含在1mol%与40mol%之间(在1mol%与30mol%之间、在5mol%与25mol%之间、在10mol%与20mol%之间)的1,2糖苷键、1,3糖苷键、和1,4糖苷键中的至少一种、两种、或三种;viii)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约50(至少约60、70、至少约75、或小于50)Brix的最终溶解度极限;或者ix)该聚糖制剂具有至少50%(至少60%、70%、80%、或至少90%、或少于50%)的膳食纤维含量;x)i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)和ix)中的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或九个的任何组合。
在一些实施例中,该DB是0、在0.01与0.05、0.01与0.15、0.01与0.2、0.05与0.2、0.1与0.3、0.1与0.4、0.1与0.5、0.1与0.6、0.1与0.7、0.2与0.5、0.15与0.65之间、或在0.4与0.75之间。在一些实施例中,该DB小于0.35。在一些实施例中,该DB是至少0.35。在一些实施例中,该DB在0.1与0.3之间。在一些实施例中,该DB在0.3与0.6之间。在一些实施例中,该DB在0.01与0.1之间。
在一些实施例中,该聚糖聚合物制剂中至少50%的这些聚糖具有至少3个且少于30个聚糖单元的DP。在一些实施例中,该聚糖聚合物制剂中至少60%、65%、70%、75%、80%、或85%的这些聚糖具有至少3个且少于30个聚糖单元的DP。在一些实施例中,该聚糖聚合物制剂中小于50%的这些聚糖具有至少3个且少于30个聚糖单元的DP。在一些实施例中,该DP是至少3个且少于30个聚糖单元、至少3个且少于10个聚糖单元、至少3个且少于15个聚糖单元、至少3个且少于20个聚糖单元、至少3个且少于25个聚糖单元、至少4个且少于15个聚糖单元、至少4个且少于20个聚糖单元、至少4个且少于25个聚糖单元、至少5个且少于15个聚糖单元、至少5个且少于20个聚糖单元、至少5个且少于25个聚糖单元、至少5个且少于30个聚糖单元、至少6个且少于15个聚糖单元、至少6个且少于20个聚糖单元、至少6个且少于25个聚糖单元、至少6个且少于30个聚糖单元、至少8个且少于15个聚糖单元、至少8个且少于20个聚糖单元、至少8个且少于25个聚糖单元、至少8个且少于30个聚糖单元、至少10个且少于20个聚糖单元、或至少10个且少于30个聚糖单元。在一些实施例中,该DP是3-8。在一些实施例中,该DP是8-13。在一些实施例中,该DP是13-25。在一些实施例中,该DP是5-25。在一些实施例中,该DP是10-35。
在一些实施例中,该聚糖聚合物制剂中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率是从约0.8:1至5:1。在一些实施例中,该α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约0.1:1至约4:1、0.2:1至约4:1、0.3:1至约4:1、0.4:1至约4:1、0.5:1至约4:1、0.6:1至约4:1、0.7:1至约4:1、0.8:1至约4:1、0.9:1至约4:1、1:1至约2:1、1:1至约3:1、1:1至4:1、约2:1至约4:1、2:1至5:1、约3:1至约5:1、或4:1至约5:1之间。在一些实施例中,该α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约1:1至约5:1之间。在一些实施例中,该α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约1:1至约3:1之间。在一些实施例中,该α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约3:2至约2:1之间。在一些实施例中,该α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约3:2至约3:1之间。
在一些实施例中,该聚糖聚合物制剂的该在水中的最终溶解度极限是至少50Brix。在一些实施例中,该聚糖聚合物制剂在23℃下的该在水中的最终溶解度极限是至少约55、至少约60、至少约65、或至少约70、或至少约75Brix。在一些实施例中,该聚糖聚合物制剂在23℃下的该在水中的最终溶解度极限是至少约70Brix。在一些实施例中,该聚糖聚合物制剂在23℃下的该在水中的最终溶解度极限不大于约50、不大于约40、不大于约30、不大于约20、不大于约10、或不大于约5Brix。
在一些实施例中,该聚糖聚合物制剂具有至少50%、60%、70%、或至少80%的总膳食纤维含量(如通过方法AOAC 2009.01所测量的)。
在一些实施例中,该方法进一步包括向该第一设施参与者和/或该第二设施参与者施用第二治疗。在一些实施例中,该第二治疗包括施用抗生素。
在一些实施例中,该设施参与者是该设施中的工作者或未来工作者,并且响应于该结果,评价是否准许该设施参与者出入该设施。
在一些实施例中,该设施参与者是该设施的患者或居住者、或未来患者或居住者,并且响应于该结果,评价是否准许该设施参与者住进该设施。
在一些实施例中,该设施参与者是该设施的患者或居住者、或未来患者或居住者,并且响应于该结果,评价获得病原体的风险,任选地,评价进一步的治疗和/或对该治疗方案或监护的改变或调整。
在另一个方面,本发明涉及一种用于管理受试者,例如人受试者中的感染的方法,该方法包括:
以对于治疗该感染而言有效的量和足够的时间来施用聚糖制剂,其中该聚糖制剂包含:
i)聚糖聚合物,这些聚糖聚合物包含葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖、或鼠李糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖聚合物的平均支化度(DB)在0.05与0.5之间;
iii)该聚糖制剂中至少50%的这些聚糖聚合物具有至少3个且少于30个聚糖单元的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约5与20之间;
v)该聚糖制剂的这些聚糖聚合物中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约0.8:1至约5:1之间;
vi)该聚糖制剂包含在15mol%与75mol%之间的1,6糖苷键;
vii)该聚糖制剂包含在1mol%与30mol%之间的1,2糖苷键、1,3糖苷键、和1,4糖苷键中的至少一种、两种、或三种;
viii)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约70Brix的最终溶解度极限;和/或
ix)该聚糖制剂具有至少70%的膳食纤维含量。
在一些实施例中,该聚糖制剂包含i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)和ix)的所选特性中的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或九个。
任选地,该聚糖制剂支持例如肠道微生物组中的共生或益生菌细菌的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少一种病原体的生长,例如不支持碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)(例如大肠杆菌、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、变形杆菌属,例如产超广谱β内酰胺酶(ESBL)的肠杆菌科)、万古霉素抗性肠球菌属(VRE)、和/或艰难梭菌分类群的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少两种病原体的生长,例如不支持CRE、VRE、和/或艰难梭菌分类群的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持CRE的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持VRE的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持艰难梭菌的生长。
在一些实施例中,该人受试者是移植受体,例如造血干细胞(HSCT)受体或肝移植受体。在一些实施例中,该人受试者定殖有VRE。在一些实施例中,该人受试者已接受癌症治疗。在一些实施例中,该人受试者已接受免疫抑制。在一些实施例中,该人受试者处于细菌感染的高风险下(例如,由于移植前免疫系统消融)。在一些实施例中,该人受试者患有终末期肝病(ESDL)。在一些实施例中,该人受试者在肝移植候补名单上。在一些实施例中,该人受试者处于由于感染而被从该移植名单中划去的风险下。在一些实施例中,该人受试者发展菌血症。在一些实施例中,该人受试者在ICU设施中。
在一些实施例中,该方法降低例如危重病或高风险受试者中的感染(例如,来自定殖于胃肠道的病原体)的速率。在一些实施例中,该方法包括降低泌尿道感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低血流感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低呼吸道感染的速率。
在一些实施例中,该方法包括管理受试者中的感染,这些受试者例如属于以下患有感染(菌血症)的受试者组:患有泌尿系感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、患有血流感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、移植受试者(例如,骨髓(例如,经受造血干细胞移植)、实质器官(例如,肝脏))、重症监护患者(例如,感染了碳青霉烯抗性肠杆菌科和产ESBL的病原体)、移植前肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、移植后肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、经受化学疗法的受试者(与其他受试者(例如,一般医院患者群体)相比具有高水平的肠病原体菌血症、艰难梭菌感染(CDI)C和化学疗法诱导的腹泻)、抗生素治疗的受试者、经受或即将经受移植的受试者、患有癌症的受试者、患有肝病(例如,终末期肾病)的受试者、或具有抑制的免疫系统的受试者(例如,免疫功能低下受试者)、患有肝性脑病(HE)的受试者。在一些实施例中,该方法包括例如用聚糖制剂对受试者,例如具有发展感染的高风险的受试者进行预防性治疗。在一些实施例中,正经受化学疗法或抗生素治疗的受试者具有降低的共生细菌多样性。在一些实施例中,该方法包括管理需要器官移植,例如肝移植或骨髓移植的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之前立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之后立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括管理患有、疑似患有终末期肝病(ESLD)、或处于患有该终末期肝病的风险下的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体在受试者中的定殖。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体从第一受试者至第二受试者的传播。在一些实施例中,在受试者中具有定殖风险(或能够在受试者的胃肠道中定殖)的细菌包括肠杆菌科的抗性亚群(例如,阴沟肠杆菌(E.cloacae)和肠球菌属)、艰难梭菌(包括Nap1(大流行性高毒力)艰难梭菌菌株)、和引起感染性腹泻的细菌(例如弯曲杆菌属(Campylobacter)、沙门氏菌属、志贺氏菌属、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠产毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠致病性大肠杆菌(EPEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠聚集性大肠杆菌(enteroaggregative E.coli)(EAEC)、弥散粘附性大肠杆菌(diffusely adherentE.coli)(DAEC)、和尿路致病性大肠杆菌(uropathogenic E.coli))。
在另一个方面,本发明涉及一种用于管理受试者,例如人受试者中的感染的方法,该方法包括:
以对于治疗该感染而言有效的量和足够的时间来施用聚糖制剂,其中该聚糖制剂包含:
i)聚糖聚合物,这些聚糖聚合物包含葡萄糖、半乳糖、或甘露糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖聚合物的平均支化度(DB)在0.05与0.5之间;
iii)该聚糖制剂中至少50%的这些聚糖聚合物具有至少3个且少于30个聚糖单元的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约5与15之间;
v)该聚糖制剂的这些聚糖聚合物中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约0.8:1至约5:1之间;
vi)该聚糖制剂包含在15mol%与75mol%之间的1,6糖苷键;
vii)该聚糖制剂包含在1mol%与30mol%之间的1,2糖苷键、1,3糖苷键、和1,4糖苷键中的至少一种、两种、或三种;
viii)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约70Brix的最终溶解度极限;和/或
ix)该聚糖制剂具有至少70%的膳食纤维含量。
在一些实施例中,该聚糖制剂包含i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)和ix)的所选特性中的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或九个。
任选地,该聚糖制剂支持例如肠道微生物组中的共生或益生菌细菌的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少一种病原体的生长,例如不支持碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)(例如大肠杆菌、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、变形杆菌属,例如产超广谱β内酰胺酶(ESBL)的肠杆菌科)、万古霉素抗性肠球菌属(VRE)、和/或艰难梭菌分类群的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少两种病原体的生长,例如不支持CRE、VRE、和/或艰难梭菌分类群的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持CRE的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持VRE的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持艰难梭菌的生长。
在一些实施例中,该人受试者是移植受体,例如造血干细胞(HSCT)受体或肝移植受体。在一些实施例中,该人受试者定殖有VRE。在一些实施例中,该人受试者已接受癌症治疗。在一些实施例中,该人受试者已接受免疫抑制。在一些实施例中,该人受试者处于细菌感染的高风险下(例如,由于移植前免疫系统消融)。在一些实施例中,该人受试者患有终末期肝病(ESDL)。在一些实施例中,该人受试者在肝移植候补名单上。在一些实施例中,该人受试者处于由于感染而被从该移植名单中划去的风险下。在一些实施例中,该人受试者发展菌血症。在一些实施例中,该人受试者在ICU设施中。
在一些实施例中,该方法降低例如危重病或高风险受试者中的感染(例如,来自定殖于胃肠道的病原体)的速率。在一些实施例中,该方法包括降低泌尿道感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低血流感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低呼吸道感染的速率。
在一些实施例中,该方法包括管理受试者中的感染,这些受试者例如属于以下患有感染(菌血症)的受试者组:患有泌尿系感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、患有血流感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、移植受试者(例如,骨髓(例如,经受造血干细胞移植)、实质器官(例如,肝脏))、重症监护患者(例如,感染了碳青霉烯抗性肠杆菌科和产ESBL的病原体)、移植前肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、移植后肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、经受化学疗法的受试者(与其他受试者(例如,一般医院患者群体)相比具有高水平的肠病原体菌血症、艰难梭菌感染(CDI)C和化学疗法诱导的腹泻)、抗生素治疗的受试者、经受或即将经受移植的受试者、患有癌症的受试者、患有肝病(例如,终末期肾病)的受试者、或具有抑制的免疫系统的受试者(例如,免疫功能低下受试者)、患有肝性脑病(HE)的受试者。在一些实施例中,该方法包括例如用聚糖制剂对受试者,例如具有发展感染的高风险的受试者进行预防性治疗。在一些实施例中,正经受化学疗法或抗生素治疗的受试者具有降低的共生细菌多样性。在一些实施例中,该方法包括管理需要器官移植,例如肝移植或骨髓移植的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之前立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之后立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括管理患有、疑似患有终末期肝病(ESLD)、或处于患有该终末期肝病的风险下的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体在受试者中的定殖。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体从第一受试者至第二受试者的传播。在一些实施例中,在受试者中具有定殖风险(或能够在受试者的胃肠道中定殖)的细菌包括肠杆菌科的抗性亚群(例如,阴沟肠杆菌和肠球菌属)、艰难梭菌(包括Nap1(大流行性高毒力)艰难梭菌菌株)、和引起感染性腹泻的细菌(例如弯曲杆菌属、沙门氏菌属、志贺氏菌属、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠产毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠致病性大肠杆菌(EPEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠聚集性大肠杆菌(EAEC)、弥散粘附性大肠杆菌(DAEC)、和尿路致病性大肠杆菌)。
在另一个方面,本发明涉及一种用于管理受试者,例如人受试者中的感染的方法,该方法包括:
以对于治疗该感染而言有效的量和足够的时间来施用聚糖制剂,其中该聚糖制剂包含:
i)聚糖聚合物,这些聚糖聚合物包含葡萄糖或半乳糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖聚合物的平均支化度(DB)在0.1与0.4之间;
iii)该聚糖制剂中至少50%的这些聚糖聚合物具有至少3个且少于10个聚糖单元的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约5与8之间;
v)该聚糖制剂的这些聚糖聚合物中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约1:1至约3:1之间;
vi)该聚糖制剂包含在20mol%与60mol%之间的1,6糖苷键;
vii)该聚糖制剂包含在5mol%与25mol%之间的1,2糖苷键、1,3糖苷键、和1,4糖苷键中的至少一种、两种、或三种;
viii)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约70Brix的最终溶解度极限;和/或
ix)该聚糖制剂具有至少70%的膳食纤维含量。
在一些实施例中,该聚糖制剂包含i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)和ix)的所选特性中的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或九个。
任选地,该聚糖制剂支持例如肠道微生物组中的共生或益生菌细菌的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少一种病原体的生长,例如不支持碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)(例如大肠杆菌、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、变形杆菌属,例如产超广谱β内酰胺酶(ESBL)的肠杆菌科)、万古霉素抗性肠球菌属(VRE)、和/或艰难梭菌分类群的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少两种病原体的生长,例如不支持CRE、VRE、和/或艰难梭菌分类群的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持CRE的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持VRE的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持艰难梭菌的生长。
在一些实施例中,该人受试者是移植受体,例如造血干细胞(HSCT)受体或肝移植受体。在一些实施例中,该人受试者定殖有VRE。在一些实施例中,该人受试者已接受癌症治疗。在一些实施例中,该人受试者已接受免疫抑制。在一些实施例中,该人受试者处于细菌感染的高风险下(例如,由于移植前免疫系统消融)。在一些实施例中,该人受试者患有终末期肝病(ESDL)。在一些实施例中,该人受试者在肝移植候补名单上。在一些实施例中,该人受试者处于由于感染而被从该移植名单中划去的风险下。在一些实施例中,该人受试者发展菌血症。在一些实施例中,该人受试者在ICU设施中。
在一些实施例中,该方法降低例如危重病或高风险受试者中的感染(例如,来自定殖于胃肠道的病原体)的速率。在一些实施例中,该方法包括降低泌尿道感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低血流感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低呼吸道感染的速率。
在一些实施例中,该方法包括管理受试者中的感染,这些受试者例如属于以下患有感染(菌血症)的受试者组:患有泌尿系感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、患有血流感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、移植受试者(例如,骨髓(例如,经受造血干细胞移植)、实质器官(例如,肝脏))、重症监护患者(例如,感染了碳青霉烯抗性肠杆菌科和产ESBL的病原体)、移植前肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、移植后肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、经受化学疗法的受试者(与其他受试者(例如,一般医院患者群体)相比具有高水平的肠病原体菌血症、艰难梭菌感染(CDI)C和化学疗法诱导的腹泻)、抗生素治疗的受试者、经受或即将经受移植的受试者、患有癌症的受试者、患有肝病(例如,终末期肾病)的受试者、或具有抑制的免疫系统的受试者(例如,免疫功能低下受试者)、患有肝性脑病(HE)的受试者。在一些实施例中,该方法包括例如用聚糖制剂对受试者,例如具有发展感染的高风险的受试者进行预防性治疗。在一些实施例中,正经受化学疗法或抗生素治疗的受试者具有降低的共生细菌多样性。在一些实施例中,该方法包括管理需要器官移植,例如肝移植或骨髓移植的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之前立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之后立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括管理患有、疑似患有终末期肝病(ESLD)、或处于患有该终末期肝病的风险下的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体在受试者中的定殖。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体从第一受试者至第二受试者的传播。在一些实施例中,在受试者中具有定殖风险(或能够在受试者的胃肠道中定殖)的细菌包括肠杆菌科的抗性亚群(例如,阴沟肠杆菌和肠球菌属)、艰难梭菌(包括Nap1(大流行性高毒力)艰难梭菌菌株)、和引起感染性腹泻的细菌(例如弯曲杆菌属、沙门氏菌属、志贺氏菌属、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠产毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠致病性大肠杆菌(EPEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠聚集性大肠杆菌(EAEC)、弥散粘附性大肠杆菌(DAEC)、和尿路致病性大肠杆菌)。
在另一个方面,本发明涉及一种用于管理受试者,例如人受试者中的感染的方法,该方法包括:
以对于治疗该感染而言有效的量和足够的时间来施用聚糖制剂,其中该聚糖制剂包含:
i)聚糖聚合物,这些聚糖聚合物包含葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、岩藻糖、木糖或阿拉伯糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖聚合物的平均支化度(DB)在0.1至0.8(例如,0.1-0.5或0.1-0.6)之间;
iii)该聚糖制剂中至少50%的这些聚糖聚合物具有至少3个且少于30个聚糖单元的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约DP3至约DP15之间(例如,约DP5至约DP10、约DP5至约DP15、约DP4至约DP12或约DP6至约DP12的DP均值);
v)该聚糖制剂的这些聚糖聚合物中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约1:1至约4:1(例如,约1:1至约2:1或约1:1至约3:1)之间;
vi)该制剂包含约50%至约90%α糖苷键(例如,约55%至约75%、或约50%至约70%α糖苷键);
vii)该制剂包含约10%至约50%β糖苷键(例如,约25%至约45%、或约30%至约50%β糖苷键);
vii)该聚糖制剂包含在10mol%-70mol%(例如,30mol%-60mol%)之间的1,6-糖苷键(例如,对于含木糖、岩藻糖和阿拉伯糖的聚糖聚合物制剂:0mol%-60mol%的1,6-糖苷键,例如0mol%);
ix)该聚糖制剂包含在1mol%-30mol%(例如,3mol%-30mol%)之间的1,2-糖苷键;1mol%-30mol%(例如,3mol%-30mol%)1,3-糖苷键、和1mol%-30mol%(例如,3mol%-30mol%)1,4-糖苷键;
x)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约70Brix的最终溶解度极限;
xi)该聚糖制剂具有至少70%的膳食纤维含量(如通过方法AOAC2009.01所测量的);
xii)该聚糖制剂具有在约1与2.8之间(例如,在约1.1与约2.2之间)的多分散性(PD);
xiii)该聚糖制剂具有在约1%与约50%之间(例如,在约5%与30%之间、或在约1%与15%之间)的总呋喃糖含量;
或者
xiv)i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)、ix)、x)、xi)、xii)和xiii)中的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个或十三个的任何组合,
任选地,其中该聚糖制剂是药用级(例如,根据药物GMP制造的);或者其中该聚糖聚合物制剂是食品级(例如,根据食品GMP制造的);进一步任选地,其中该聚糖制剂是粉末(例如,干粉)或糖浆。在一些实施例中,这些聚糖聚合物包含葡萄糖聚糖单元。在一些实施例中,该聚糖制剂是glu100。在一些实施例中,glu100聚糖制剂具有表4a和4b中描述的glu100的特性。
在一些实施例中,这些聚糖聚合物包含葡萄糖和半乳糖聚糖单元。在一些实施例中,该聚糖制剂是glu50gal50。在一些实施例中,glu50gal50聚糖制剂具有表4a和4b中描述的glu50gal50的特性。
在一些实施例中,这些聚糖聚合物包含葡萄糖、半乳糖和甘露糖聚糖单元。任选地,该聚糖制剂支持例如肠道微生物组中的共生或益生菌细菌的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少一种病原体的生长,例如不支持碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)(例如大肠杆菌、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、变形杆菌属,例如产超广谱β内酰胺酶(ESBL)的肠杆菌科)、万古霉素抗性肠球菌属(VRE)、和/或艰难梭菌分类群的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少两种病原体的生长,例如不支持CRE、VRE、和/或艰难梭菌分类群的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持CRE的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持VRE的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持艰难梭菌的生长。
在一些实施例中,该人受试者是移植受体,例如造血干细胞(HSCT)受体或肝移植受体。在一些实施例中,该人受试者定殖有VRE。在一些实施例中,该人受试者已接受癌症治疗。在一些实施例中,该人受试者已接受免疫抑制。在一些实施例中,该人受试者处于细菌感染的高风险下(例如,由于移植前免疫系统消融)。在一些实施例中,该人受试者患有终末期肝病(ESDL)。在一些实施例中,该人受试者在肝移植候补名单上。在一些实施例中,该人受试者处于由于感染而被从该移植名单中划去的风险下。在一些实施例中,该人受试者发展菌血症。在一些实施例中,该人受试者在ICU设施中。
在一些实施例中,该方法降低例如危重病或高风险受试者中的感染(例如,来自定殖于胃肠道的病原体)的速率。在一些实施例中,该方法包括降低泌尿道感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低血流感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低呼吸道感染的速率。
在一些实施例中,该方法包括管理受试者中的感染,这些受试者例如属于以下患有感染(菌血症)的受试者组:患有泌尿系感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、患有血流感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、移植受试者(例如,骨髓(例如,经受造血干细胞移植)、实质器官(例如,肝脏))、重症监护患者(例如,感染了碳青霉烯抗性肠杆菌科和产ESBL的病原体)、移植前肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、移植后肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、经受化学疗法的受试者(与其他受试者(例如,一般医院患者群体)相比具有高水平的肠病原体菌血症、艰难梭菌感染(CDI)C和化学疗法诱导的腹泻)、抗生素治疗的受试者、经受或即将经受移植的受试者、患有癌症的受试者、患有肝病(例如,终末期肾病)的受试者、或具有抑制的免疫系统的受试者(例如,免疫功能低下受试者)、患有肝性脑病(HE)的受试者。在一些实施例中,该方法包括例如用聚糖制剂对受试者,例如具有发展感染的高风险的受试者进行预防性治疗。在一些实施例中,正经受化学疗法或抗生素治疗的受试者具有降低的共生细菌多样性。在一些实施例中,该方法包括管理需要器官移植,例如肝移植或骨髓移植的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之前立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之后立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括管理患有、疑似患有终末期肝病(ESLD)、或处于患有该终末期肝病的风险下的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体在受试者中的定殖。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体从第一受试者至第二受试者的传播。在一些实施例中,在受试者中具有定殖风险(或能够在受试者的胃肠道中定殖)的细菌包括肠杆菌科的抗性亚群(例如,阴沟肠杆菌和肠球菌属)、艰难梭菌(包括Nap1(大流行性高毒力)艰难梭菌菌株)、和引起感染性腹泻的细菌(例如弯曲杆菌属、沙门氏菌属、志贺氏菌属、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠产毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠致病性大肠杆菌(EPEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠聚集性大肠杆菌(EAEC)、弥散粘附性大肠杆菌(DAEC)、和尿路致病性大肠杆菌)。
在另一个方面,本发明涉及一种用于管理受试者,例如人受试者中的感染的方法,该方法包括:
以对于治疗该感染而言有效的量和足够的时间来施用聚糖制剂,其中该聚糖制剂包含:
i)聚糖聚合物,这些聚糖聚合物包含葡萄糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖聚合物的平均支化度(DB)在0.1-0.5之间;
iii)该聚糖制剂中至少50%的这些聚糖聚合物具有至少3个且少于30个聚糖单元的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约DP4至约DP12(例如,约DP5至约DP10)之间;
v)该聚糖制剂的这些聚糖聚合物中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约1:1至约2:1之间;
vi)该制剂包含约50%至约75%α糖苷键;
vii)该制剂包含约25%至约50%β糖苷键;
vii)该聚糖制剂包含在30mol%-70mol%之间的1,6-糖苷键;
ix)该聚糖制剂包含在1mol%-30mol%之间的1,2-糖苷键、3mol%-30mol%1,3-糖苷键、和3mol%-30mol%1,4-糖苷键;
x)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约70Brix的最终溶解度极限;
xi)该聚糖制剂具有至少70%的膳食纤维含量(如通过方法AOAC 2009.01所测量的);
xii)该聚糖制剂具有在约1.1与2.2之间的多分散性(PD);
xiii)该聚糖制剂具有在约1%与约30%之间的总呋喃糖含量;
或者
xiv)i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)、ix)、x)、xi)、xii)和xiii)中的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个或十三个的任何组合,
任选地,其中该聚糖制剂是药用级(例如,根据药物GMP制造的);或者其中该聚糖聚合物制剂是食品级(例如,根据食品GMP制造的);进一步任选地,其中该聚糖制剂是粉末(例如,干粉)或糖浆。任选地,该聚糖制剂支持例如肠道微生物组中的共生或益生菌细菌的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少一种病原体的生长,例如不支持碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)(例如大肠杆菌、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、变形杆菌属,例如产超广谱β内酰胺酶(ESBL)的肠杆菌科)、万古霉素抗性肠球菌属(VRE)、和/或艰难梭菌分类群的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少两种病原体的生长,例如不支持CRE、VRE、和/或艰难梭菌分类群的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持CRE的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持VRE的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持艰难梭菌的生长。
在一些实施例中,该人受试者是移植受体,例如造血干细胞(HSCT)受体或肝移植受体。在一些实施例中,该人受试者定殖有VRE。在一些实施例中,该人受试者已接受癌症治疗。在一些实施例中,该人受试者已接受免疫抑制。在一些实施例中,该人受试者处于细菌感染的高风险下(例如,由于移植前免疫系统消融)。在一些实施例中,该人受试者患有终末期肝病(ESDL)。在一些实施例中,该人受试者在肝移植候补名单上。在一些实施例中,该人受试者处于由于感染而被从该移植名单中划去的风险下。在一些实施例中,该人受试者发展菌血症。在一些实施例中,该人受试者在ICU设施中。
在一些实施例中,该方法降低例如危重病或高风险受试者中的感染(例如,来自定殖于胃肠道的病原体)的速率。在一些实施例中,该方法包括降低泌尿道感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低血流感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低呼吸道感染的速率。
在一些实施例中,该方法包括管理受试者中的感染,这些受试者例如属于以下患有感染(菌血症)的受试者组:患有泌尿系感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、患有血流感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、移植受试者(例如,骨髓(例如,经受造血干细胞移植)、实质器官(例如,肝脏))、重症监护患者(例如,感染了碳青霉烯抗性肠杆菌科和产ESBL的病原体)、移植前肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、移植后肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、经受化学疗法的受试者(与其他受试者(例如,一般医院患者群体)相比具有高水平的肠病原体菌血症、艰难梭菌感染(CDI)C和化学疗法诱导的腹泻)、抗生素治疗的受试者、经受或即将经受移植的受试者、患有癌症的受试者、患有肝病(例如,终末期肾病)的受试者、或具有抑制的免疫系统的受试者(例如,免疫功能低下受试者)、患有肝性脑病(HE)的受试者。在一些实施例中,该方法包括例如用聚糖制剂对受试者,例如具有发展感染的高风险的受试者进行预防性治疗。在一些实施例中,正经受化学疗法或抗生素治疗的受试者具有降低的共生细菌多样性。在一些实施例中,该方法包括管理需要器官移植,例如肝移植或骨髓移植的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之前立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之后立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括管理患有、疑似患有终末期肝病(ESLD)、或处于患有该终末期肝病的风险下的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体在受试者中的定殖。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体从第一受试者至第二受试者的传播。在一些实施例中,在受试者中具有定殖风险(或能够在受试者的胃肠道中定殖)的细菌包括肠杆菌科的抗性亚群(例如,阴沟肠杆菌和肠球菌属)、艰难梭菌(包括Nap1(大流行性高毒力)艰难梭菌菌株)、和引起感染性腹泻的细菌(例如弯曲杆菌属、沙门氏菌属、志贺氏菌属、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠产毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠致病性大肠杆菌(EPEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠聚集性大肠杆菌(EAEC)、弥散粘附性大肠杆菌(DAEC)、和尿路致病性大肠杆菌)。
在另一个方面,本发明涉及一种用于管理受试者,例如人受试者中的感染的方法,该方法包括:
以对于治疗该感染而言有效的量和足够的时间来施用聚糖制剂,其中该聚糖制剂包含:
i)聚糖聚合物,这些聚糖聚合物包含葡萄糖和半乳糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖聚合物的平均支化度(DB)在0.1-0.6之间;
iii)该聚糖制剂中至少50%的这些聚糖聚合物具有至少3个且少于30个聚糖单元的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约DP5至约DP15(DP6至约DP12)之间;
v)该聚糖制剂的这些聚糖聚合物中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约1:1至约3:1之间;
vi)该制剂包含约55%至约75%;
vii)该制剂包含约25%至约45%β糖苷键;
vii)该聚糖制剂包含在10mol%-70mol%之间的1,6-糖苷键;
ix)该聚糖制剂包含在1mol%-30mol%之间的1,2-糖苷键、1mol%-30mol%1,3-糖苷键、和1mol%-30mol%1,4-糖苷键;
x)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约70Brix的最终溶解度极限;
xi)该聚糖制剂具有至少70%的膳食纤维含量(如通过方法AOAC 2009.01所测量的);
xii)该聚糖制剂具有在约1.1与2.5之间的多分散性(PD);
xiii)该聚糖制剂具有在约1%与约50%之间(例如,在约5%与30%之间)的总呋喃糖含量;
或者
xiv)i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)、ix)、x)、xi)、xii)和xiii)中的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个或十三个的任何组合,
任选地,其中该聚糖制剂是药用级(例如,根据药物GMP制造的);或者其中该聚糖聚合物制剂是食品级(例如,根据食品GMP制造的);进一步任选地,其中该聚糖制剂是粉末(例如,干粉)或糖浆。任选地,该聚糖制剂支持例如肠道微生物组中的共生或益生菌细菌的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少一种病原体的生长,例如不支持碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)(例如大肠杆菌、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、变形杆菌属,例如产超广谱β内酰胺酶(ESBL)的肠杆菌科)、万古霉素抗性肠球菌属(VRE)、和/或艰难梭菌分类群的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少两种病原体的生长,例如不支持CRE、VRE、和/或艰难梭菌分类群的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持CRE的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持VRE的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持艰难梭菌的生长。
在一些实施例中,该人受试者是移植受体,例如造血干细胞(HSCT)受体或肝移植受体。在一些实施例中,该人受试者定殖有VRE。在一些实施例中,该人受试者已接受癌症治疗。在一些实施例中,该人受试者已接受免疫抑制。在一些实施例中,该人受试者处于细菌感染的高风险下(例如,由于移植前免疫系统消融)。在一些实施例中,该人受试者患有终末期肝病(ESDL)。在一些实施例中,该人受试者在肝移植候补名单上。在一些实施例中,该人受试者处于由于感染而被从该移植名单中划去的风险下。在一些实施例中,该人受试者发展菌血症。在一些实施例中,该人受试者在ICU设施中。
在一些实施例中,该方法降低例如危重病或高风险受试者中的感染(例如,来自定殖于胃肠道的病原体)的速率。在一些实施例中,该方法包括降低泌尿道感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低血流感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低呼吸道感染的速率。
在一些实施例中,该方法包括管理受试者中的感染,这些受试者例如属于以下患有感染(菌血症)的受试者组:患有泌尿系感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、患有血流感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、移植受试者(例如,骨髓(例如,经受造血干细胞移植)、实质器官(例如,肝脏))、重症监护患者(例如,感染了碳青霉烯抗性肠杆菌科和产ESBL的病原体)、移植前肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、移植后肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、经受化学疗法的受试者(与其他受试者(例如,一般医院患者群体)相比具有高水平的肠病原体菌血症、艰难梭菌感染(CDI)C和化学疗法诱导的腹泻)、抗生素治疗的受试者、经受或即将经受移植的受试者、患有癌症的受试者、患有肝病(例如,终末期肾病)的受试者、或具有抑制的免疫系统的受试者(例如,免疫功能低下受试者)、患有肝性脑病(HE)的受试者。在一些实施例中,该方法包括例如用聚糖制剂对受试者,例如具有发展感染的高风险的受试者进行预防性治疗。在一些实施例中,正经受化学疗法或抗生素治疗的受试者具有降低的共生细菌多样性。在一些实施例中,该方法包括管理需要器官移植,例如肝移植或骨髓移植的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之前立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之后立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括管理患有、疑似患有终末期肝病(ESLD)、或处于患有该终末期肝病的风险下的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体在受试者中的定殖。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体从第一受试者至第二受试者的传播。在一些实施例中,在受试者中具有定殖风险(或能够在受试者的胃肠道中定殖)的细菌包括肠杆菌科的抗性亚群(例如,阴沟肠杆菌和肠球菌属)、艰难梭菌(包括Nap1(大流行性高毒力)艰难梭菌菌株)、和引起感染性腹泻的细菌(例如弯曲杆菌属、沙门氏菌属、志贺氏菌属、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠产毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠致病性大肠杆菌(EPEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠聚集性大肠杆菌(EAEC)、弥散粘附性大肠杆菌(DAEC)、和尿路致病性大肠杆菌)。
在另一个方面,本发明涉及一种用于管理受试者,例如人受试者中的感染的方法,该方法包括:
以对于治疗该感染而言有效的量和足够的时间来施用聚糖制剂,其中该聚糖制剂包含:
i)聚糖聚合物,这些聚糖聚合物包含葡萄糖、半乳糖、和甘露糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖聚合物的平均支化度(DB)在0.1-0.6之间;
iii)该聚糖制剂中至少50%的这些聚糖聚合物具有至少3个且少于30个聚糖单元的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约DP5至约DP15(DP6至约DP12)之间;
v)该聚糖制剂的这些聚糖聚合物中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约1:1至约3:1之间;
vi)该制剂包含约55%至约75%;
vii)该制剂包含约25%至约45%β糖苷键;
vii)该聚糖制剂包含在10mol%-70mol%之间的1,6-糖苷键;
ix)该聚糖制剂包含在1mol%-30mol%之间的1,2-糖苷键、1mol%-30mol%1,3-糖苷键、和1mol%-30mol%1,4-糖苷键;
x)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约70Brix的最终溶解度极限;
xi)该聚糖制剂具有至少70%的膳食纤维含量(如通过方法AOAC 2009.01所测量的);
xii)该聚糖制剂具有在约1.1与2.5之间的多分散性(PD);
xiii)该聚糖制剂具有在约1%与约50%之间(例如,在约5%与30%之间)的总呋喃糖含量;
或者
xiv)i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)、ix)、x)、xi)、xii)和xiii)中的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个或十三个的任何组合,
任选地,其中该聚糖制剂是药用级(例如,根据药物GMP制造的);或者其中该聚糖聚合物制剂是食品级(例如,根据食品GMP制造的);进一步任选地,其中该聚糖制剂是粉末(例如,干粉)或糖浆。任选地,该聚糖制剂支持例如肠道微生物组中的共生或益生菌细菌的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少一种病原体的生长,例如不支持碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)(例如大肠杆菌、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、变形杆菌属,例如产超广谱β内酰胺酶(ESBL)的肠杆菌科)、万古霉素抗性肠球菌属(VRE)、和/或艰难梭菌分类群的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少两种病原体的生长,例如不支持CRE、VRE、和/或艰难梭菌分类群的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持CRE的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持VRE的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持艰难梭菌的生长。
在一些实施例中,该人受试者是移植受体,例如造血干细胞(HSCT)受体或肝移植受体。在一些实施例中,该人受试者定殖有VRE。在一些实施例中,该人受试者已接受癌症治疗。在一些实施例中,该人受试者已接受免疫抑制。在一些实施例中,该人受试者处于细菌感染的高风险下(例如,由于移植前免疫系统消融)。在一些实施例中,该人受试者患有终末期肝病(ESDL)。在一些实施例中,该人受试者在肝移植候补名单上。在一些实施例中,该人受试者处于由于感染而被从该移植名单中划去的风险下。在一些实施例中,该人受试者发展菌血症。在一些实施例中,该人受试者在ICU设施中。
在一些实施例中,该方法降低例如危重病或高风险受试者中的感染(例如,来自定殖于胃肠道的病原体)的速率。在一些实施例中,该方法包括降低泌尿道感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低血流感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低呼吸道感染的速率。
在一些实施例中,该方法包括管理受试者中的感染,这些受试者例如属于以下患有感染(菌血症)的受试者组:患有泌尿系感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、患有血流感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、移植受试者(例如,骨髓(例如,经受造血干细胞移植)、实质器官(例如,肝脏))、重症监护患者(例如,感染了碳青霉烯抗性肠杆菌科和产ESBL的病原体)、移植前肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、移植后肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、经受化学疗法的受试者(与其他受试者(例如,一般医院患者群体)相比具有高水平的肠病原体菌血症、艰难梭菌感染(CDI)C和化学疗法诱导的腹泻)、抗生素治疗的受试者、经受或即将经受移植的受试者、患有癌症的受试者、患有肝病(例如,终末期肾病)的受试者、或具有抑制的免疫系统的受试者(例如,免疫功能低下受试者)、患有肝性脑病(HE)的受试者。在一些实施例中,该方法包括例如用聚糖制剂对受试者,例如具有发展感染的高风险的受试者进行预防性治疗。在一些实施例中,正经受化学疗法或抗生素治疗的受试者具有降低的共生细菌多样性。在一些实施例中,该方法包括管理需要器官移植,例如肝移植或骨髓移植的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之前立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之后立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括管理患有、疑似患有终末期肝病(ESLD)、或处于患有该终末期肝病的风险下的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体在受试者中的定殖。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体从第一受试者至第二受试者的传播。在一些实施例中,在受试者中具有定殖风险(或能够在受试者的胃肠道中定殖)的细菌包括肠杆菌科的抗性亚群(例如,阴沟肠杆菌和肠球菌属)、艰难梭菌(包括Nap1(大流行性高毒力)艰难梭菌菌株)、和引起感染性腹泻的细菌(例如弯曲杆菌属、沙门氏菌属、志贺氏菌属、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠产毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠致病性大肠杆菌(EPEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠聚集性大肠杆菌(EAEC)、弥散粘附性大肠杆菌(DAEC)、和尿路致病性大肠杆菌)。
在另一个方面,本发明涉及一种用于管理受试者,例如人受试者中的感染的方法,该方法包括:
以对于治疗该感染而言有效的量和足够的时间来施用聚糖制剂,其中该聚糖制剂包含:
i)聚糖聚合物,这些聚糖聚合物包含葡萄糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖聚合物的平均支化度(DB)在0.1与0.4之间;
iii)该聚糖制剂中的45%至55%的这些聚糖聚合物具有至少3个且少于或等于10个聚糖单元的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约5与8之间;
v)该聚糖制剂的这些聚糖聚合物中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约1:1至约1.5:1之间;
vi)该聚糖制剂包含在20mol%与60mol%之间的1,6糖苷键;
vii)该聚糖制剂包含在5mol%与25mol%之间的1,2糖苷键、1,3糖苷键、和1,4糖苷键中的至少一种、两种、或三种;
viii)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约70Brix的最终溶解度极限;和/或
ix)该聚糖制剂具有至少70%的膳食纤维含量。在另一个方面,本发明涉及一种用于管理受试者,例如人受试者中的感染的方法,该方法包括:
以对于治疗该感染而言有效的量和足够的时间来施用聚糖制剂,其中该聚糖制剂包含:
i)聚糖聚合物,这些聚糖聚合物包含葡萄糖或半乳糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖聚合物的平均支化度(DB)在0.1与0.4之间;
iii)该聚糖制剂中至少50%的这些聚糖聚合物具有至少3个且少于10个聚糖单元的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约5与8之间;
v)该聚糖制剂的这些聚糖聚合物中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约1:1至约3:1之间;
vi)该聚糖制剂包含在20mol%与60mol%之间的1,6糖苷键;
vii)该聚糖制剂包含在5mol%与25mol%之间的1,2糖苷键、1,3糖苷键、和1,4糖苷键中的至少一种、两种、或三种;
viii)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约70Brix的最终溶解度极限;和/或
ix)该聚糖制剂具有至少70%的膳食纤维含量。
在一些实施例中,该聚糖制剂包含i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)和ix)的所选特性中的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或九个;任选地,其中该聚糖制剂是药用级(例如,根据药物GMP制造的);或者其中该聚糖聚合物制剂是食品级(例如,根据食品GMP制造的);进一步任选地,其中该聚糖制剂是粉末(例如,干粉)或糖浆。任选地,该聚糖制剂支持例如肠道微生物组中的共生或益生菌细菌的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少一种病原体的生长,例如不支持碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)(例如大肠杆菌、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、变形杆菌属,例如产超广谱β内酰胺酶(ESBL)的肠杆菌科)、万古霉素抗性肠球菌属(VRE)、和/或艰难梭菌分类群的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少两种病原体的生长,例如不支持CRE、VRE、和/或艰难梭菌分类群的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持CRE的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持VRE的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持艰难梭菌的生长。
在一些实施例中,该人受试者是移植受体,例如造血干细胞(HSCT)受体或肝移植受体。在一些实施例中,该人受试者定殖有VRE。在一些实施例中,该人受试者已接受癌症治疗。在一些实施例中,该人受试者已接受免疫抑制。在一些实施例中,该人受试者处于细菌感染的高风险下(例如,由于移植前免疫系统消融)。在一些实施例中,该人受试者患有终末期肝病(ESDL)。在一些实施例中,该人受试者在肝移植候补名单上。在一些实施例中,该人受试者处于由于感染而被从该移植名单中划去的风险下。在一些实施例中,该人受试者发展菌血症。在一些实施例中,该人受试者在ICU设施中。
在一些实施例中,该方法降低例如危重病或高风险受试者中的感染(例如,来自定殖于胃肠道的病原体)的速率。在一些实施例中,该方法包括降低泌尿道感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低血流感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低呼吸道感染的速率。
在一些实施例中,该方法包括管理受试者中的感染,这些受试者例如属于以下患有感染(菌血症)的受试者组:患有泌尿系感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、患有血流感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、移植受试者(例如,骨髓(例如,经受造血干细胞移植)、实质器官(例如,肝脏))、重症监护患者(例如,感染了碳青霉烯抗性肠杆菌科和产ESBL的病原体)、移植前肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、移植后肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、经受化学疗法的受试者(与其他受试者(例如,一般医院患者群体)相比具有高水平的肠病原体菌血症、艰难梭菌感染(CDI)C和化学疗法诱导的腹泻)、抗生素治疗的受试者、经受或即将经受移植的受试者、患有癌症的受试者、患有肝病(例如,终末期肾病)的受试者、或具有抑制的免疫系统的受试者(例如,免疫功能低下受试者)、患有肝性脑病(HE)的受试者。在一些实施例中,该方法包括例如用聚糖制剂对受试者,例如具有发展感染的高风险的受试者进行预防性治疗。在一些实施例中,正经受化学疗法或抗生素治疗的受试者具有降低的共生细菌多样性。在一些实施例中,该方法包括管理需要器官移植,例如肝移植或骨髓移植的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之前立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之后立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括管理患有、疑似患有终末期肝病(ESLD)、或处于患有该终末期肝病的风险下的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体在受试者中的定殖。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体从第一受试者至第二受试者的传播。在一些实施例中,在受试者中具有定殖风险(或能够在受试者的胃肠道中定殖)的细菌包括肠杆菌科的抗性亚群(例如,阴沟肠杆菌和肠球菌属)、艰难梭菌(包括Nap1(大流行性高毒力)艰难梭菌菌株)、和引起感染性腹泻的细菌(例如弯曲杆菌属、沙门氏菌属、志贺氏菌属、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠产毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠致病性大肠杆菌(EPEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠聚集性大肠杆菌(EAEC)、弥散粘附性大肠杆菌(DAEC)、和尿路致病性大肠杆菌)。
在另一个方面,本发明涉及一种用于管理受试者,例如人受试者中的感染的方法,该方法包括:
以对于治疗该感染而言有效的量和足够的时间来施用聚糖制剂,其中该聚糖制剂包含:
i)聚糖聚合物,这些聚糖聚合物包含葡萄糖和半乳糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖聚合物的平均支化度(DB)在0.1与0.4之间;
iii)该聚糖制剂中的45%至55%的这些聚糖聚合物具有至少3个且少于或等于10个聚糖单元的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约5与8之间;
v)该聚糖制剂的这些聚糖聚合物中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约2:1至约3:1之间;
vi)该聚糖制剂包含在20mol%与60mol%之间的1,6糖苷键;
vii)该聚糖制剂包含在5mol%与25mol%之间的1,2糖苷键、1,3糖苷键、和1,4糖苷键中的至少一种、两种、或三种;
viii)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约70Brix的最终溶解度极限;和/或
ix)该聚糖制剂具有至少70%的膳食纤维含量。在另一个方面,本发明涉及一种用于管理受试者,例如人受试者中的感染的方法,该方法包括:
以对于治疗该感染而言有效的量和足够的时间来施用聚糖制剂,其中该聚糖制剂包含:
i)聚糖聚合物,这些聚糖聚合物包含葡萄糖或半乳糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖聚合物的平均支化度(DB)在0.1与0.4之间;
iii)该聚糖制剂中至少50%的这些聚糖聚合物具有至少3个且少于10个聚糖单元的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约5与8之间;
v)该聚糖制剂的这些聚糖聚合物中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率在约1:1至约3:1之间;
vi)该聚糖制剂包含在20mol%与60mol%之间的1,6糖苷键;
vii)该聚糖制剂包含在5mol%与25mol%之间的1,2糖苷键、1,3糖苷键、和1,4糖苷键中的至少一种、两种、或三种;
viii)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约70Brix的最终溶解度极限;和/或
ix)该聚糖制剂具有至少70%的膳食纤维含量。
在一些实施例中,该聚糖制剂包含i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)和ix)的所选特性中的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或九个;任选地,其中该聚糖制剂是药用级(例如,根据药物GMP制造的);或者其中该聚糖聚合物制剂是食品级(例如,根据食品GMP制造的);进一步任选地,其中该聚糖制剂是粉末(例如,干粉)或糖浆。任选地,该聚糖制剂支持例如肠道微生物组中的共生或益生菌细菌的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少一种病原体的生长,例如不支持碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)(例如大肠杆菌、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、变形杆菌属,例如产超广谱β内酰胺酶(ESBL)的肠杆菌科)、万古霉素抗性肠球菌属(VRE)、和/或艰难梭菌分类群的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持至少两种病原体的生长,例如不支持CRE、VRE、和/或艰难梭菌分类群的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持CRE的生长;进一步任选地,该聚糖制剂不支持VRE的生长,进一步任选地,该聚糖制剂不支持艰难梭菌的生长。
在一些实施例中,该人受试者是移植受体,例如造血干细胞(HSCT)受体或肝移植受体。在一些实施例中,该人受试者定殖有VRE。在一些实施例中,该人受试者已接受癌症治疗。在一些实施例中,该人受试者已接受免疫抑制。在一些实施例中,该人受试者处于细菌感染的高风险下(例如,由于移植前免疫系统消融)。在一些实施例中,该人受试者患有终末期肝病(ESDL)。在一些实施例中,该人受试者在肝移植候补名单上。在一些实施例中,该人受试者处于由于感染而被从该移植名单中划去的风险下。在一些实施例中,该人受试者发展菌血症。在一些实施例中,该人受试者在ICU设施中。
在一些实施例中,该方法降低例如危重病或高风险受试者中的感染(例如,来自定殖于胃肠道的病原体)的速率。在一些实施例中,该方法包括降低泌尿道感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低血流感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低呼吸道感染的速率。
在一些实施例中,该方法包括管理受试者中的感染,这些受试者例如属于以下患有感染(菌血症)的受试者组:患有泌尿系感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、患有血流感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、移植受试者(例如,骨髓(例如,经受造血干细胞移植)、实质器官(例如,肝脏))、重症监护患者(例如,感染了碳青霉烯抗性肠杆菌科和产ESBL的病原体)、移植前肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、移植后肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、经受化学疗法的受试者(与其他受试者(例如,一般医院患者群体)相比具有高水平的肠病原体菌血症、艰难梭菌感染(CDI)C和化学疗法诱导的腹泻)、抗生素治疗的受试者、经受或即将经受移植的受试者、患有癌症的受试者、患有肝病(例如,终末期肾病)的受试者、或具有抑制的免疫系统的受试者(例如,免疫功能低下受试者)、患有肝性脑病(HE)的受试者。在一些实施例中,该方法包括例如用聚糖制剂对受试者,例如具有发展感染的高风险的受试者进行预防性治疗。在一些实施例中,正经受化学疗法或抗生素治疗的受试者具有降低的共生细菌多样性。在一些实施例中,该方法包括管理需要器官移植,例如肝移植或骨髓移植的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之前立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之后立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括管理患有、疑似患有终末期肝病(ESLD)、或处于患有该终末期肝病的风险下的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体在受试者中的定殖。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体从第一受试者至第二受试者的传播。在一些实施例中,在受试者中具有定殖风险(或能够在受试者的胃肠道中定殖)的细菌包括肠杆菌科的抗性亚群(例如,阴沟肠杆菌和肠球菌属)、艰难梭菌(包括Nap1(大流行性高毒力)艰难梭菌菌株)、和引起感染性腹泻的细菌(例如弯曲杆菌属、沙门氏菌属、志贺氏菌属、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠产毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠致病性大肠杆菌(EPEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠聚集性大肠杆菌(EAEC)、弥散粘附性大肠杆菌(DAEC)、和尿路致病性大肠杆菌)。
在一些实施例中,提供了包含前述特性中的任一种的聚糖制剂。在一些实施例中,提供了通过前述方法(或过程)中的任一种可获得(或由其可生产)的聚糖制剂。
在本文中阐述本发明的一个或多个方面和实施例的细节。根据详细说明、附图、实例以及权利要求,本发明的其他特征、目的和优点将是清楚的。
附图说明
图1是glu100样品在16与20.5分钟之间的代表性SEC曲线,示出了平均MW和该曲线的前缘和后缘上10%最大吸收时的MW。
图2是glu100样品的1H-13C HSQC光谱的代表性异头区,示出了α-和β-糖苷键的信号分布。
图3A、3B和3C是glu100(图3A)、glu50gal50(图3B)和gal100(图3C)样品的1H-13CHSQC光谱的一系列代表性异头区,展示了指纹峰的累加效应。
图4A、4B、和4C是三种代表性全甲基化且水解聚糖,glu50gal50(图4A)、man52glu29gal19(图4B)和glu100(图4C)的代表性GC色谱图,示出了如通过与已知标准品比较分配的区域化学的分布。
图5是glu100样品1H-13C HSQC光谱的异头区中的峰的代表性部分分配,示出了1H轴中α异构体与β异构体之间的分离,其中α异构体在低场(在这种情况下1H>4.8)并且β异构体在高场(在这种情况下1H<4.8)。此外,末端糖和内部糖可以在13C轴中进行区分,其中末端糖在高场(在这种情况下对于α,13C<94ppm且对于β,13C<100ppm)并且内部糖在下场(在这种情况下对于α,13C>94ppm且对于β,13C>100ppm)。
图6A和6B是man100(图6A)和xyl100(图6B)的1H-13C HSQC光谱的一系列异头区。
图7是描绘在聚糖存在下生长24小时、相对于没有添加聚糖的对照归一化的碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)大肠杆菌生长的条形图。对使CRE大肠杆菌的生长减少>10%的聚糖进行绘图。示出了相对于对照归一化的平均指数(1-比例群落生长*比例病原体生长)±标准偏差。
图8是描绘在聚糖存在下生长24小时、相对于没有添加聚糖的对照归一化的万古霉素抗性肠球菌属(VRE)屎肠球菌(Enterococcus faecium)生长的条形图。对使VRE屎肠球菌的生长减少>5%的聚糖进行绘图。示出了相对于对照归一化的平均指数(1-比例群落生长*比例病原体生长)±标准偏差。
图9是描绘在聚糖存在下生长24小时、相对于没有添加聚糖的对照归一化的碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoneae)生长的条形图。对使CRE肺炎克雷伯氏菌的生长减少>10%的聚糖进行绘图。示出了相对于对照归一化的平均指数(1-比例群落生长*比例病原体生长)±标准偏差。
图10是描绘在添加至来自五名干细胞移植患者的粪便样品中时,碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)肺炎克雷伯氏菌生长的减少的图。所表示的所有数据均是在共生群落生长的前80%中的,并且按病原体生长减少排序。示出了厌氧期后有氧生长(病原体生长)的1/到对数中期的时间。
图11是用于鉴定降低病原体生长速率的聚糖制剂的高通量筛选方法的图解。使来自健康供体的粪便浆液在有或没有病原体的情况下、在厌氧条件下、在96孔微板中生长(左)。然后,将样品转移到选择性培养基(中)并且测量有氧生长曲线(右)。
图12是提供了来自高通量筛选工作的结果的图。厌氧OD600和根据有氧生长曲线计算出的到对数中期的时间允许选择相比于病原体生长支持共生体生长的聚糖制剂(例如,选择表现出高厌氧OD600和长时间到对数中期的聚糖制剂)。
图13A至图13C是显示所选聚糖制剂不支持病原体生长(VRE和CRE)的图。每个数据点表示相对于水,在聚糖制剂存在下生长的单一病原体菌株的生长曲线下面积。对每种聚糖制剂分别测试七种大肠杆菌(CRE大肠杆菌)菌株(图13A,上图)、十种肺炎克雷伯氏菌(CRE肺炎克雷伯氏菌)菌株(图13A,下图)、和十一种屎肠球菌(VRE)菌株(图13B)的生长。另外,对每种聚糖制剂测试两种艰难梭菌菌株的生长(图13C)。
图14提供了来自健康受试者和ICU中接受抗生素的患者的微生物组样品的相对α多样性的图。值得注意的是,ICU中接受抗生素的患者的微生物组的多样性比健康受试者的微生物组少得多(左图),并且ICU患者的细菌组成与健康受试者(紧密聚集在PC绘图左侧)的细菌组成高度不同)(右图)。
图15是示出相对于对照(水),在将样品与所选聚糖制剂和可商购的纤维一起孵育之后,来自ICU中接受抗生素的13名患者的微生物组样品中的CRE病原体的相对丰度的倍数变化的图。
图16A至图16C是示出相对于对照(水),在将样品与Glu45Gal45Man10(图16A)、Glu10Gal80Man10(图16B)和Glu50Gal50(图16C)一起孵育之后,来自孵育之后的ICU中接受抗生素的13名患者(Pt)和健康患者的单独微生物组样品中CRE病原体的相对丰度的图。
图17是示出相对于对照(水),在将样品与所选聚糖制剂和可商购的纤维一起孵育之后,来自ICU中接受抗生素的13名患者的微生物组样品中的VRE病原体的相对丰度的倍数变化的图。
图18A至图18B是示出相对于对照(水),在将样品与Glu45Gal45Man10(图18A)、和Glu10Gal80Man10(图18B)一起孵育之后,来自孵育之后的ICU中接受抗生素的13名患者(Pt)和健康患者的单独微生物组样品中VRE病原体的相对丰度的图。
图19是示出将聚糖与共生细菌组合以降低来自ICU患者的样品中病原体丰度的合生元作用的图,该ICU患者具有的病原体水平先前对聚糖制剂的施用没有应答。
图20描绘了未改性聚糖制剂和已经通过胺柱快速色谱法脱单体化(如实例18中所述)的聚糖制剂的重叠SEC-HPLC色谱图。
具体实施方式
本文描述了通过施用聚糖制剂(例如,本文所述的聚糖制剂)来调节受试者(诸如设施参与者)中的病原体的(存在或水平),例如在受试者中减少或预防病原体的定殖、降低病原体的水平、或降低病原体的不良影响(例如,感染)的风险的方法。在一些实施例中,病原体是药物抗性病原体(例如,抗生素抗性病原体、或多重药物抗性(MDR)病原体)。提供的方法特别应用于设施,例如医疗保健设施(例如,重症监护病房(ICU)、长期(LT)照护设施等)或受试者近距离居住的其他设施,例如i)监狱或其他惩教设施,ii)学校、大学校园、营地或其他教育设施,iii)度假胜地、酒店、游轮或其他旅行和休闲设施,iv)体育设施,例如体育俱乐部、温泉疗养地、更衣室、团队运输工具等;或v)特别关注药物抗性病原体的其他设施。在一些实施例中,聚糖制剂的施用包括向第一受试者和第二受试者中的一者或两者的施用。在一些实施例中,第一受试者和第二受试者包括第一设施参与者或第二设施参与者。如本文所述的受试者(例如,第一受试者或第二受试者,例如第一设施参与者或第二设施参与者)可以包括:a)医疗保健设施,诸如医院、诊所或住院患者设施中的患者或居住者;b)作为医疗护理者的个体,例如医疗从业者,例如医师、护士、或医师助理、技师或技术人员;c)内务管理工作者;d)安全工作者;e)维护工作者;f)食物准备工作者;g)洗衣工作者;h)行政工作者,例如接纳工作者;i)社会工作者;j)访客或客人;k)设施员工;l)上文列出的任一种替代性场所(i-v,例如,惩教、教育、休闲、体育设施)的成员、该替代性场所处的居住者、工作者或职员成员;m)属于b)-l)的与受试者具有直接接触的个体;或n)属于b)-l)的与受试者不具有直接接触的个体。
在一些实施例中,第一受试者(例如,设施参与者)或第二受试者(例如,设施参与者)包括患者。在一些实施例中,患者是高风险患者。在一些实施例中,患者是免疫抑制的。在一些实施例中,患者当前或先前患有癌症或进行了器官或组织移植。在一些实施例中,患者位于感染或定殖的患者的附近或暴露于该感染或定殖的患者。在一些实施例中,患者是成人(例如,老年人)。在一些实施例中,患者是儿童。在一些实施例中,患者是婴儿。
在一些实施例中,本文描述了在进入设施(例如,ICU、LT照护设施、或疗养院)之前向受试者施用聚糖制剂。在一些实施例中,受试者是医疗保健工作者(例如,医师、护士)、附属设施职员成员(例如,食物准备职员、清洁职员、安全职员、维护职员)、或患者(例如,进入或未来患者)。在一些实施例中,提供了一种在医疗保健工作者(ICU/LT照护设施的)、进入/未来患者、或住院患者中监测a)病原体负荷;b)抗生素抗性基因负荷;或c)对治疗性制剂的应答中的一种或多种的方法,该方法包括:针对a)病原体、和/或b)抗生素抗性基因和/或微生物组分析(例如,已知对特定治疗性制剂有应答的一种或多种微生物的存在)分析来自该受试者(例如,设施参与者)的合适样品,例如粪便样品分析。
在一些实施例中,提供了一种向第一设施参与者和第二设施参与者中的一者或两者施用有效减少关于病原体的定殖、预防关于该病原体的定殖、或降低该病原体的不良影响的风险的量的聚糖制剂,从而减少、预防病原体对设施参与者的不良影响、或降低该不良影响的风险的方法。在一些实施例中,提供了一种将胃肠道(例如,胃肠道的全部或胃肠道的一部分,例如小肠或大肠)从病原体或抗生素抗性基因载体去定殖的方法。在一些实施例中,该方法包括使胃肠道中的微生物群落朝向共生群体转变,例如从而替代(例如竞争得过)病原体或抗生素抗性基因载体。
在一些实施例中,聚糖制剂的施用是向所有设施参与者、或其亚组。在一些实施例中,聚糖制剂的施用是向被认为处于不良事件,诸如感染或定殖的高风险下的设施参与者。在一些实施例中,提供聚糖制剂的施用以减少病原体至其他未治疗参与者的扩散。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用,使得该病原体例如从第一设施参与者至第二设施参与者的扩散减少。这种减少可以通过本文所述的任一种方法测量、来自本文所述的任一种样品、源自第一设施参与者环境以及与第二设施参与者相关联的那些。
在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以减少该病原体例如从第一设施参与者至可以隐匿该病原体的实体(例如,另一个体或无生物,例如设施建筑表面(例如,洗涤槽、门把手、盥洗室、水龙头)或医疗供应品(例如,包括敷料或装置的包装、或敷料或装置本身))的扩散。在一些实施例中,该实体是另一个体。在一些实施例中,该实体是无生物(例如,设施建筑表面(例如,洗涤槽、门把手、盥洗室、水龙头)或医疗供应品(例如,包括敷料或装置的包装、或敷料或装置本身))。
在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用以减少该病原体例如从第二设施参与者至可以隐匿该病原体的实体(例如,另一个体或无生物,例如设施建筑表面(例如,洗涤槽、门把手、盥洗室、水龙头)或医疗供应品(例如,包括敷料或装置的包装、或敷料或装置本身))的扩散。在一些实施例中,该实体是另一个体。在一些实施例中,该实体是无生物(例如,设施建筑表面(例如,洗涤槽、门把手、盥洗室、水龙头)或医疗供应品(例如,包括敷料或装置的包装、或敷料或装置本身))。
在一些实施例中,提供了一种通过以下方式减少受试者(例如,设施参与者)中的病原体储存库的方法:向该受试者,例如以有效量和/或向足够数量的受试者施用聚糖制剂,使得该病原体储存库减少。在一些实施例中,例如相对于参考标准,病原体储存库减少约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约10%、约15%、约20%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、约99%、或约100%。在一些实施例中,病原体储存库包括病原体生物量。
在一些实施例中,提供了一种调节病原体或抗生素抗性基因载体的生物量的方法。在一些实施例中,该调节包括增加或减少例如病原体或抗生素抗性基因载体的生物量。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用,使得病原体的储存库或生物量减少。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量施用,使得病原体生物量被调节,例如减少(例如,病原体的数量和/或药物或抗生素抗性基因或MDR元件载体的数量被调节)。在一些实施例中,提供了一种调节病原体或抗生素抗性基因载体(例如,在群体,例如微生物群体中)的数量的方法。
示例性病原体包括肠杆菌科(例如,包括邻单胞菌属、志贺氏菌属、或沙门氏菌属的属)、梭菌属(例如,包括艰难梭菌的属)、肠球菌属、葡萄球菌属(例如,包括金黄色葡萄球菌的属)、弯曲杆菌属、弧菌属(Vibrio)、气单胞菌属(Aeromonas)、诺如病毒(Norovirus)、星状病毒、腺病毒、沙波病毒(Sapovirus)、或轮状病毒。
在一些实施例中,病原体包括肠杆菌科(例如,包括邻单胞菌属、志贺氏菌属、或沙门氏菌属的属)。在一些实施例中,病原体包括梭菌属(例如,包括艰难梭菌的属)。在一些实施例中,病原体包括肠球菌属。在一些实施例中,病原体包括葡萄球菌属。
在一些实施例中,该方法包括通过以下方式减少病原体的扩散:向受试者(例如,设施参与者),例如以有效量和/或向足够数量的受试者施用聚糖制剂,使得该病原体的扩散减少。在一些实施例中,例如相对于参考标准,病原体的扩散减少约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约10%、约15%、约20%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、约99%、或约100%。在一些实施例中,病原体的扩散包括从第一受试者(例如,第一设施参与者)至第二受试者(例如,第二设施参与者)的扩散。在一些实施例中,病原体的扩散包括从第一受试者(例如,第一设施参与者)或第二受试者(例如,第二设施参与者)至可以隐匿病原体的实体(例如,另一个体或无生物,例如设施建筑表面(例如,洗涤槽、门把手、盥洗室、水龙头)或医疗供应品(例如,包括敷料或装置的包装、或敷料或装置本身))的扩散。在一些实施例中,聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用,使得药物或抗生素抗性基因、或MDR元件例如从第一设施参与者至第二设施参与者的扩散减少。此减少可以通过本文所述的任一种方法测量。
在一些实施例中,提供了一种通过以下方式减少受试者中的药物抗性基因储存库(例如,抗生素抗性基因储存库或MDR基因储存库)的方法:向受试者(例如,设施参与者),例如以有效量和/或向足够数量的受试者施用聚糖制剂,使得药物抗性基因储存库(例如,抗生素抗性基因储存库或MDR基因储存库)减少。在一些实施例中,例如相对于参考标准,药物抗性基因储存库(例如,抗生素抗性基因储存库或MDR基因储存库)减少约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约10%、约15%、约20%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、约99%、或约100%。示例性抗生素抗性基因包括青霉素抗性基因、MecA(赋予甲氧西林、青霉素和其他青霉素样抗生素抗性)和其他编码蛋白质PBP2A(青霉素结合蛋白2A)的基因、碳青霉烯酶抗性基因(例如,肺炎克雷伯氏菌碳青霉烯酶(KPC))、β内酰胺酶抗性基因(例如,新德里β内酰胺酶(NDM)、OXA、SHV、TIM、CTX-M、VIM)、万古霉素抗性基因(例如,肠球菌属中的VanA、VanB、万古霉素抗性基因)、AmpC(肠杆菌科中的碳青霉烯和β内酰胺抗性基因)、氟喹啉抗性基因(例如,Qnr)、三甲氧苄二氨嘧啶抗性基因(例如二氢叶酸还原酶)、磺胺甲噁唑抗性基因(例如,二氢蝶酸合成酶)、环丙沙星抗性基因、和氨基糖苷类抗性基因(例如,核糖体甲基转移酶)。药物抗性基因储存库(例如,抗生素抗性基因储存库或MDR基因储存库)的减少可以使用本文所述的任何技术,例如对于病原体储存库的评估所述的技术来评估。
在一些实施例中,提供了一种减少药物抗性基因(例如,抗生素抗性基因或MDR基因)的扩散的方法,该方法包括向受试者(例如,设施参与者),例如以有效量和/或向足够数量的受试者施用聚糖制剂,使得药物抗性基因(例如,抗生素抗性基因或MDR基因)的扩散减少。在一些实施例中,例如相对于参考标准,抗生素抗性基因的扩散减少约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约10%、约15%、约20%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、约99%、或约100%。在一些实施例中,药物抗性基因(例如,抗生素抗性基因或MDR基因)的扩散包括从第一受试者(例如,第一设施参与者)至第二受试者(例如,第二设施参与者)的扩散。在一些实施例中,聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用,使得药物或抗生素抗性基因、或MDR元件从第一病原体至第二病原体转移的速率降低。此转移可以通过显示类似基因或毒素的存在来测量、通过本文所述的任一种方法来鉴定、存在于与第一病原体不同的第二病原体中。此不同可以处于生物体鉴定(例如,代谢物产生、物种鉴定、或对抗生素的易感性)的水平下,或通过显示其他差异的分子方法(诸如本文所述的那些中的任一种)进行。
在一些实施例中,提供了一种通过以下方式降低病原体(例如,在受试者,例如设施参与者中)引起感染的速率的方法:向该受试者,例如以有效量和/或向足够数量的受试者施用聚糖制剂,使得感染的速率降低。在一些实施例中,聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用,使得病原体引起感染的速率、或病原体感染的严重程度(如通过评估与感染相关联的症状所指示的)降低。在一些实施例中,例如相对于参考标准,感染的速率降低约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约10%、约15%、约20%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、约99%、或约100%。
使用本文所述的方法对感染的速率的降低例如相对于感染可以是前瞻性的或回顾性的。在一些实施例中,本文所述的方法包括例如通过观察与已知由感兴趣的病原体引起或关于该病原体鉴定出的那些类似的症状或类似的特征,监测受试者(例如,设施参与者)或受试者群体的类似感染。不使用临床特征、或者除了使用临床特征之外,本文所述的任一种方法都可以用于更具体地确定所涉及的病原体的类型,以及该病原体与扩散或储存库的关系(如果有的话)。
在一些实施例中,提供了一种调节受试者(例如,设施参与者)的胃肠道(例如,胃肠道的全部或其一部分,例如,小肠、大肠、结肠等)的方法。在一些实施例中,该方法包括调节受试者的胃肠道的环境(例如,化学或物理环境),以使胃肠道(及其中的微生物群落)对病原体或抗生素抗性基因载体的选择性较小或较不易接受。在一些实施例中,该方法进一步包括与聚糖制剂组合施用第二试剂,例如炭或抗生素降解酶(例如β-内酰胺酶)、或合生元(例如,工程化β-内酰胺酶(例如,非感染性β-内酰胺酶)。
在一些实施例中,提供了一种通过以下方式减少药物抗性基因(例如,抗生素抗性基因或MDR基因)从一个生物体(例如,细菌分类群,例如含有抗生素抗性基因或MDR基因的分类群)至另一生物体(例如,不含有抗生素抗性基因或MDR基因的分类群)的转移的方法:例如以有效量向受试者(例如,设施参与者)和/或向足够数量的受试者施用聚糖制剂,使得药物抗性基因(例如,抗生素抗性基因或MDR基因)的转移减少。在一些实施例中,该方法包括减少药物抗性基因(例如,抗生素抗性基因或MDR基因)至具有增加的致病性潜力的生物体的转移。在一些实施例中,该方法包括减少受试者(例如,设施参与者)中能够接收抗生素抗性基因的受体细菌(例如,共生细菌菌株)的数量。在一些实施例中,该方法包括降低病原体或抗生素抗性基因载体扩散或转移抗生素抗性基因的可能性。在一些实施例中,该方法包括降低病原体或抗生素抗性基因载体达到感受态的能力。感受性是指细菌从环境中接收基因(例如,抗生素抗性基因)的能力(von Wintersdorff等人Front.Microbiol.[微生物学前沿](2016);7:173)。在一些实施例中,该方法包括减少病原体或抗生素抗性基因载体中基因材料(例如,基于接合作用的)的交换。在一些实施例中,该方法包括例如在病原体或抗生素抗性基因载体达到感受性之后,降低病原体或抗生素抗性基因载体中游离核酸(例如微生物DNA,例如包含抗生素抗性基因盒)的水平。在一些实施例中,该方法包括增加核酸(例如微生物DNA,例如包含抗生素抗性基因盒)的微生物代谢。在一些实施例中,该方法包括使用核酸结合分子作为清除剂,例如以用于结合病原体源性或抗生素抗性基因载体源性核酸。
在一些实施例中,提供了一种降低病原体感染性的方法,该病原体感染性如通过群体中病原体的数量的发生率确定。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量施用以减少可以将药物或抗生素抗性基因、或MDR元件传播至另一生物体的病原体细胞的数量。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量施用以减少可以接受药物或抗生素抗性基因、或MDR元件的生物体(例如细菌)的数量。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量施用以降低病原体细胞进入它可以将药物或抗生素抗性基因、或MDR元件供给至另一生物体的状态的能力。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量施用以降低病原体细胞进入它可以从另一生物体接受药物或抗生素抗性基因、或MDR元件的状态的能力。
在一些实施例中,提供了一种减少微生物(例如,病原体,例如细菌病原体)或微生物群体中药物或抗生素抗性基因、或MDR元件的存在的方法。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量施用以减少微生物(例如,细菌病原体,基于逐一细胞)中药物或抗生素抗性基因、或MDR元件的拷贝数或减少微生物群体中的总数量。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量施用以增加不是药物或抗生素抗性基因、或MDR元件的(潜在)宿主的肠道微生物的群体。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量施用以降低病原体,例如链球菌属接收药物或抗生素抗性基因、或MDR元件的感受性。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量施用以降低细菌细胞(例如,病原体),例如革兰氏阴性生物体,例如大肠杆菌或克雷伯氏菌属接收药物或抗生素抗性基因、或MDR元件的能力。
在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量施用以使设施参与者的微生物群落转变以取代或抑制病原体,即可以供给药物或抗生素抗性基因、或MDR元件的生物体(供体微生物)、或可以接受药物或抗生素抗性基因、或MDR元件的生物体(受体微生物)。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量施用以降低供体微生物扩散药物或抗生素抗性基因、或MDR元件的可能性。
在一些实施例中,提供了一种管理病原体感染的方法。在一些实施例中,管理病原体感染包括治疗病原体感染、预防病原体感染、和/或降低发展病原体感染的风险。在一些实施例中,治疗病原体感染包括在检测到病原体时向受试者(例如,设施参与者)或群体施用聚糖制剂。在一些实施例中,预防病原体感染包括向处于发展感染的风险下的受试者(例如,设施参与者)或群体施用聚糖制剂。受试者或群体可以包括可能已经直接暴露于病原体和/或暴露于感染个体的那些。在一些实施例中,降低发展病原体感染的风险包括向可能变得暴露于病原体的受试者或群体施用聚糖制剂。
在一些实施例中,提供了一种用于降低(例如,病原体的)对受试者(例如,设施参与者)具有不良影响的因子,诸如毒力因子或毒素的表达或释放的方法。在一些实施例中,因子引起疾病。在一些实施例中,聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的一种或多种设施参与者施用,使得微生物(例如,病原体)的对设施参与者具有不良影响、例如引起疾病的因子,例如毒力因子或毒素的表达或释放降低。在一些实施例中,例如相对于参考标准,因子(例如,毒力因子)的表达降低约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约10%、约15%、约20%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、约99%、或约100%。这种因子在受试者(例如,设施参与者)中的不良影响包括引起疾病、延迟疾病的诊断、或降低疾病治疗的有效性。
示例性毒力因子包括志贺氏毒素、大肠杆菌热不稳定毒素、和艰难梭菌毒素A和B、以及可能引起疾病的类似毒素。具有不良影响的另外因子包括介导对抗生素的抗性,从而可能延迟对治疗的应答或对有效治疗的鉴定的那些因子。一些常见的抗性基因是标志物,例如像MecA(葡萄球菌属中的甲氧西林抗性)、KPC、NDM、OXA、SHV、TIM、CTX-M、VIM和AmpC(肠杆菌科中的碳青霉烯和β内酰胺抗性)、VanA和VanB(肠球菌属中的万古霉素抗性)。这些标志物的减少可以通过在选择性培养基(例如,含有抗生素)(诸如ChromID VRE或ChromIDCarba)、或补充有头孢菌素或其他β内酰胺的培养基上培养来评估。替代性地,它可以通过以下方式来评估:对正常临床照护过程中分离出的菌株进行抗生素易感性测试,或对参与者、医疗保健工作者或医疗保健环境进行监视,从而确定抗性或毒素的存在。另外,它可以通过用于定量特定基因(或确定特定基因的存在或不存在)的分子方法,例如通过PCR、定量PCR、数字液滴PCR、杂交、或类似方法来评估。此类方法得到了广泛使用,并且一些可用方法已获得FDA批准用于诊断。
在一些实施例中,提供了一种调节群体中基因供体(供体微生物)的数量(例如,感受态/接合作用)的方法。在一些实施例中,提供了一种调节群体中基因受体(受体微生物)的数量的方法。在一些实施例中,聚糖制剂以有效量施用以减少供体微生物(例如,携带药物或抗生素抗性基因或MDR元件的微生物)的数量。在一些实施例中,聚糖制剂以有效量施用以减少受体微生物的数量。例如,聚糖制剂可能影响细菌活性,由此使得它降低菌株或物种之间毒素或抗生素抗性决定簇的转移频率。这可以例如通过转化、接合作用、噬菌体产生或转导、质粒释放或质粒复制来实现,由此使得更少的病原体能够接近这些毒素或抗性决定簇。反过来,这可能降低这些标志物对新病原体的可获得性。这种降低可以通过调节感受态或接合作用特性来实现。
在一些实施例中,提供了一种调节群体中抗性基因的拷贝数的方法。在一些实施例中,聚糖制剂以有效量施用,使得药物或抗生素抗性基因、毒素或毒力因子的拷贝数减少。例如,当存在相同遗传元件的较少拷贝时,其表达通常会下降。因此,可以预期导致药物或抗生素抗性基因、毒素或毒力因子的拷贝数减少的聚糖制剂会增加对抗生素的易感性、减少病原体的不良影响、或降低基因、毒素或毒力因子对其他微生物受体的可获得性。这可能是例如由于沉溺模块或对于保持基因、毒素或抗性标志物的拷贝数重要的其他元件的活性或表达降低。
在一些实施例中,提供了一种调节群体的适应性缺陷(例如,增加携带药物或抗生素抗性基因或MDR元件的负担)的方法。在一些实施例中,调节包括增加携带抗性基因的负担。在一些实施例中,该聚糖制剂以有效量施用,使得适应性缺陷增加。增加适应性缺陷(例如,由携带或表达毒素、毒力因子或抗生素抗性决定簇引起的)的聚糖制剂减少了携带它的微生物(例如,细菌病原体)的数量、或降低了这些微生物在特定受试者(例如,设施参与者)中持续存在的能力。在一些实施例中,聚糖制剂改变了胃肠道(或其亚组,例如小肠、大肠或结肠)的生态学,由此使得氮源供应短缺。这反过来可以增加通过核酸合成来维持额外的遗传元件的代价。在一些实施例中,适应性缺陷由宿主(例如,人受试者)的增强的识别或应答导致。例如,一些因子,诸如细菌脂多糖(LPS)被人细胞直接识别,从而导致免疫应答。
一些病原体(例如,病毒和细菌,例如霍乱弧菌和诺如病毒)已显示出具有感染肠道细胞所必需的聚糖受体、或聚糖部分(Holmer等人FEBS Letters[FEBS快报]584(2010)2548-2555)。在一些实施例中,提供了减少病原体与细胞的结合、降低病原体在细胞上或细胞中的活性、减少病原体到细胞中或细胞上的进入、或降低病原体对细胞的影响的方法,其中该方法包括将聚糖制剂以有效量和/或向足够数量的受试者施用以减少病原体的结合、其活性、到细胞中的进入、或对细胞的影响。在一些实施例中,细胞是人细胞。在一些实施例中,结合至病原体的聚糖制剂防止所述病原体或另一病原体到达和进入细胞。在其他实施例中,不受理论的束缚,聚糖制剂可以直接或间接诱导肠壁或黏膜的修正,或影响另一特性,由此使得病原体到细胞中的进入、病原体对细胞的影响、病原体持续存在于细胞内或避免抗体或免疫识别的能力。
在一些实施例中,提供了一种调节受试者的抗微生物输出(例如,免疫应答)的方法。例如,施用聚糖制剂以增加黏液产生、或抗体产生或分泌、或抗微生物肽(例如,诸如RegIIIγ)的产生,从而增加对病原体的抗性。RegIIIγ是一种经由与肽聚糖碳水化合物的相互作用来结合肠细菌的抗微生物蛋白(Cash等人,Science[科学].(2006)8月25日;313(5790):1126-1130)。
在一些实施例中,提供了一种调节微生物群落组成和/或微生物群落的代谢输出,例如调节环境例如以调节(例如减少)病原体生长的方法。在一些实施例中,聚糖制剂以有效量施用以调节微生物群落并改变胃肠道的环境(例如,改变pH、改变乳酸、改变微生物密度等)。在一些实施例中,该方法包括针对胃肠道中的空间或营养物竞争得过病原体或抗生素抗性基因载体。在一些实施例中,聚糖制剂以有效量施用以减少供病原体定殖的“空间”,例如物理空间。在一些实施例中,该方法包括使非致病性细菌变得更适应(例如,提供更具选择性的食物来源或促进更适应(例如,更快)生长的物种/菌株的生长)。在一些实施例中,该方法包括通过以下方式来竞争得过病原体或抗生素抗性基因载体:增加共生细菌菌株的群体,或增加共生细菌菌株中的抗微生物防御机制,例如产生细菌素、抗微生物肽、过氧化氢或低pH(例如,通过增加酸(例如,乙酸盐、丁酸盐等)的水平)。
在一些实施例中,提供了减少病原体的扩散的方法。在一些实施例中,病原体包括细菌病原体(例如,乏养菌属物种(Abiotrophia spp.)(例如,缺陷乏养菌(A.defective))、无色杆菌属物种、不动杆菌属物种(例如,鲍曼不动杆菌(A.baumanii))、放线棒菌属物种(Actinobaculum spp.)(例如,斯氏放线棒菌(A.schallii))、放线菌属物种(例如,衣氏放线菌(A.israelii))、气球菌属物种(Aerococcus spp.)(例如,尿气球菌)、气单胞菌属物种(例如,嗜水气单胞菌(A.hydrophila))、凝聚杆菌属物种(Aggregatibacter spp.)(例如嗜沫凝聚杆菌(A.aphrophilus)、炭疽芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌组、博代氏杆菌属物种(Bordetella spp.)、布鲁氏菌属物种(Brucella spp.)(例如汉氏布鲁氏菌(B.henselae))、伯克霍尔德氏菌属物种(Burkholderia spp.)(例如洋葱伯克霍尔德氏菌(B.cepaciae))、弯曲杆菌属物种(例如,空肠弯曲杆菌(C.jejuni))、衣原体属物种、嗜藻衣原体属物种、柠檬酸杆菌属物种(例如弗氏柠檬酸杆菌(C.freundii))、肉毒梭菌、艰难梭菌、产气荚膜梭菌、棒状杆菌属物种(例如,无枝菌酸棒状杆菌(C.amycolatum))、克罗诺杆菌属(Cronobacter)(例如,阪崎肠杆菌(C.sakazakii))、肠杆菌科(包括下面属中的许多种)、埃利希氏体属物种(Ehrlichia spp.)、肠杆菌属物种(例如,阴沟肠杆菌(E.cloacae)、肠球菌属物种(例如,粪肠球菌(E.faecium))、埃希氏杆菌属物种(Escherichia spp.)(包括大肠杆菌的肠致病性、尿路致病性和肠出血性菌株)、弗朗西斯氏菌属物种(Francisellaspp.)(例如,土拉热弗朗西斯氏菌(F.tularensis))、梭杆菌属物种(例如坏死梭杆菌(F.necrophorum))、孪生球菌属物种(Gemella spp.)(例如麻疹孪生球菌(G.mobillorum))、颗粒链菌属物种(Granulicatella spp.)(例如毗邻颗粒链菌(G.adiaciens))、嗜血杆菌属物种(例如流感嗜血杆菌)、螺杆菌属物种(例如幽门螺杆菌(H.pylori))、金氏菌属物种(Kingella spp.)(例如金氏金杆菌(K.kingae))、克雷伯氏菌属物种(肺炎克雷伯氏菌)、军团菌属物种(例如嗜肺军团菌(L.pneumophila))、钩端螺旋体属物种、李斯特氏菌属物种(Listeria spp.)(例如单核细胞增多性李斯特氏菌(L.monocytogenes))、摩根氏菌属物种(Morganella spp.)(摩氏摩根氏菌(M.morganii))、分枝杆菌属物种(例如脓肿分枝杆菌(M.abcessus))、奈瑟氏球菌属物种(Neisseria spp.)(例如淋病奈瑟氏球菌(N.gonorrheae))、诺卡氏菌属物种(Nocardia spp.)(例如星状诺卡氏菌(N.asteroids))、苍白杆菌属物种(Ochrobactrum spp.)(例如人苍白杆菌(O.anthropic))、泛菌属物种(Pantoea spp.)(例如,成团泛菌(P.agglomerans))、巴斯德氏菌属物种(Pasteurella spp.)(例如多杀巴斯德氏菌(P.multocida))、片球菌属物种(Pediococcus spp.)、邻单胞菌属物种(例如类志贺邻单胞菌(P.shigelloides))、变形杆菌属物种(例如普通变形杆菌(P.vulgaris))、普罗威登斯菌属物种(Providencia spp.)(例如司徒氏普罗威登斯菌(P.stuartii))、假单胞菌属物种(例如铜绿假单胞菌(P.aeruginosa))、拉乌尔菌属物种(Raoultella spp.)(例如解鸟氨酸拉乌尔菌(R.ornithinolytica))、罗氏菌属物种(Rothia spp.)(例如粘滑罗氏菌(R.mucilaginosa))、沙门氏菌属物种(例如肠道沙门氏菌(S.enterica))、沙雷氏菌属物种(Serratia spp.)(例如粘质沙雷氏菌(S.marcesens))、志贺氏菌属物种(例如弗氏志贺氏菌(S.flexneri))、金黄色葡萄球菌、路邓葡萄球菌(Staphylococcus lugdunensis)、假中间型葡萄球菌(Staphylococcus pseudintermedius)、腐生葡萄球菌(Staphylococcussaprophyticus)、寡养单胞菌属物种(Stenotrophomonas spp.)(例如嗜麦芽寡养单胞菌(S.maltophilia))、无乳链球菌、咽峡炎链球菌(Streptococcus anginosus)、星座链球菌(Streptococcus constellatus)、停乳链球菌(Streptococcus dysgalactiae)、中间链球菌、米氏链球菌(Streptococcus milleri)、假肺炎链球菌(Streptococcuspseudopneumoniae)、酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)、肺炎链球菌、密螺旋体属物种(Treponema spp.)、解脲脲原体(Ureaplasma ureolyticum)、弧菌属物种(例如霍乱弧菌(V.cholerae))、和耶尔森氏菌属物种(Yersinia spp.)(例如小肠结肠炎耶尔森氏菌(Y.enterocolitica)));病毒病原体(例如,腺病毒、星状病毒、巨细胞病毒、肠病毒、诺如病毒、轮状病毒和沙波病毒);和胃肠道病原体(例如,环孢子虫属物种、隐孢子虫属物种、溶组织内阿米巴(Entamoeba histolytica)、蓝氏贾第鞭毛虫(Giardia lamblia)和小孢子虫目(例如,脑炎小孢子虫(Encephalitozoon canaliculi))。
在一些实施例中,该方法包括减少抗生素抗性生物体的扩散。抗生素抗性生物体包括:产β-内酰胺酶的肠杆菌科(包括超广谱β内酰胺酶和碳青霉烯酶产生者,具有诸如TIM、OXA、VIM、SHV、CTX-M、KPC、NDM或AmpC的基因);万古霉素抗性肠球菌属(例如,具有诸如VanA或VanB的基因);氟喹诺酮抗性肠杆菌科(例如,具有诸如Qnr的基因);碳青霉烯抗性和多重药物抗性假单胞菌属;甲氧西林抗性金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌(例如,具有MecA基因);多重药物抗性不动杆菌属(常常含有β内酰胺酶);三甲氧苄二氨嘧啶抗性生物体(例如,二氢叶酸还原酶);磺胺甲噁唑抗性生物体(例如,二氢蝶酸合成酶)、和氨基糖苷类抗性生物体(例如,核糖体甲基转移酶)。
在一些实施例中,提供了一种管理病原体感染的方法,该方法包括向第一设施参与者和/或第二设施参与者施用第二治疗。在一些实施例中,第二治疗包括施用炭、或其他吸附剂。在此实施例中,吸附剂可以用于减少胃肠道(例如,小肠、大肠、结肠)内抗生素的存在,以便降低维持抗性决定簇的选择性压力,从而使其储存库、水平、扩散或不良影响减少。替代性地,吸附剂可以增加聚糖制剂的有益效果。在一些实施例中,第二治疗包括向受试者(例如,设施参与者)施用不可吸收的抗生素,例如β内酰胺、或β内酰胺酶抑制剂。在一些实施例中,第二治疗包括施用抗生素降解酶,例如β-内酰胺酶。
在一些实施例中,受试者是危重病患者和/或移植患者。危重病受试者和/或移植患者易于感染(例如,具有高感染速率),诸如血液感染。在一些实施例中,感染性微生物在肠道中(例如,可以通过定殖而被获得)携带,并且包括大肠杆菌、克雷伯氏菌属、其他肠杆菌科、和肠球菌属。在一些实施例中,微生物(例如,病原体)是药物抗性的(例如碳青霉烯抗性肠杆菌科、万古霉素抗性肠球菌属)。
在一些实施例中,将对定殖(例如,关于病原体)的评估用于例如通过将定殖水平(例如,通过评估合适的样品中预定细菌分类群的存在或不存在和/或评估病原体负荷)与感染风险进行相关来预测感染(例如,血液感染、泌尿道感染(UTI)或呼吸道感染、菌血症)的风险,其中定殖的迹象与感染风险增加相关,其中培养物阴性受试者处于较低的感染风险下。在一些实施例中,较高的细菌水平导致较高的感染速率。在一些实施例中,肠定殖(例如病原体,例如VRE的)在其他组织(例如,血流)中的感染之前。胃肠道定殖病原体的实例可以包括:肠杆菌科(例如大肠杆菌、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、变形杆菌属)和肠球菌属。在一些实施例中,胃肠道定殖病原体进一步包括多重药物抗性细菌(例如,碳青霉烯抗性肠杆菌科、万古霉素抗性肠球菌属)。
在一些实施例中,针对病原体状态筛选受试者群体的结局决定了血流感染管理的过程。在一些实施例中,筛选方法包括受试者的粪便采样(例如通过直肠拭子)。在一些实施例中,该方法包括评估粪便中药物/抗生素抗性病原体(例如,VRE)的存在/不存在(丰度)。在一些实施例中,肠道内病原体的水平与感染风险相关。在一些实施例中,重症监护病房(ICU)受试者、移植受试者、接受化学疗法的受试者和接受抗生素的受试者具有较高的具有来自抗生素抗性细菌(诸如碳青霉烯抗性肠杆菌科和万古霉素抗性肠球菌属)的病原体定殖的风险。在一些实施例中,降低肠道内病原体的水平降低了风险(例如,通过与抗生素组合(如果需要)施用聚糖制剂)。在一些实施例中,如果不存在药物抗性病原体,则向受试者施用聚糖制剂以预防感染(例如,血流感染)或菌血症。在一些实施例中,如果存在药物抗性病原体,则向受试者施用聚糖制剂以减少感染(例如,血流感染)或菌血症。
在一些实施例中,提供了一种降低高风险受试者(例如设施参与者)的胃肠道中携带的抗生素抗性病原体的定殖水平或流行性的方法。示例性抗生素抗性病原体包括碳青霉烯抗性肠杆菌科(例如,产超光谱β内酰胺酶(ESBL)的肠杆菌科)和万古霉素抗性肠球菌属。
在一些实施例中,提供了一种用于降低危重病或高风险受试者(例如设施参与者)中的感染(例如,来自定殖于胃肠道的病原体)的速率的方法。在一些实施例中,该方法包括降低泌尿道感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低血流感染的速率。在一些实施例中,该方法包括降低呼吸道感染的速率。
在一些实施例中,该方法包括管理受试者中的感染。患有感染(菌血症)的受试者组的实例包括:患有泌尿系感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、患有血流感染(例如,感染了肠球菌属、肠杆菌科)的受试者、移植受试者(例如,骨髓(例如,经受造血干细胞移植)、实质器官(例如,肝脏))、重症监护患者(例如,感染了碳青霉烯抗性肠杆菌科和产ESBL的病原体)、移植前肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)、移植后肝衰竭患者(例如,感染了万古霉素抗性肠球菌属)。与其他受试者(例如,一般医院患者群体)相比,经受化学疗法的受试者经历高水平的肠病原体菌血症、艰难梭菌感染(CDI)C、和化学疗法诱导的腹泻。在一些实施例中,抗生素治疗的受试者包含较高的病原体负荷,包括抗生素抗性病原体。在一些实施例中,经受或即将经受移植的受试者、患有癌症的受试者、患有肝病(例如,终末期肾病)的受试者、或具有抑制的免疫系统的受试者(例如,免疫功能低下受试者)可能具有发展感染(例如,肠道源性感染)的高风险。在一些实施例中,该方法包括例如用聚糖制剂对受试者,例如具有发展感染的高风险的受试者进行预防性治疗。在一些实施例中,正经受化学疗法或抗生素治疗的受试者具有降低的共生细菌多样性。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体在受试者中的定殖,该受试者例如设施(例如,医院或长期照护设施)中的受试者。在一些实施例中,该方法包括治疗受试者以减少病原体,例如多重药物抗性病原体从第一受试者至第二受试者的传播,该第一受试者和该第二受试者例如设施(例如,医院或长期照护设施)中的受试者。在一些实施例中,在受试者中具有定殖风险(或能够在受试者的胃肠道中定殖)的细菌包括肠杆菌科的抗性亚群(例如,阴沟肠杆菌和肠球菌属)、艰难梭菌(包括Nap1(大流行性高毒力)艰难梭菌菌株)、和引起感染性腹泻的细菌(例如弯曲杆菌属、沙门氏菌属、志贺氏菌属、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠产毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠致病性大肠杆菌(EPEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠聚集性大肠杆菌(EAEC)、弥散粘附性大肠杆菌(DAEC)、和尿路致病性大肠杆菌)。
在一些实施例中,该方法包括管理患有其他障碍的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括管理具有过量氨水平的受试者中的感染。在一些实施例中,可以根据本文提供的方法治疗患有肝性脑病(HE)的受试者。在一些实施例中,受试者患有由于肝硬化而产生的HE。在一些实施例中,此类受试者显示出多种肝性不良神经学症状,当肝脏无法从血液中去除有毒物质诸如氨时会发生这些神经学症状。在一些实施例中,受试者患有或疑似患有轻微型HE。在一些实施例中,受试者患有或疑似患有显性HE。显性HE的标准照护治疗包括乳果糖、乳糖醇和抗生素(例如,利福昔明或新霉素)。治疗还可以包括膳食改变和益生菌。在一些实施例中,此类方法导致氨危机未来发作的发生率减小,或者,在处于HE风险下的受试者中导致氨危机初始发作的发病率减小。
在一些实施例中,该方法包括管理需要器官移植,例如肝移植或骨髓移植的受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之前立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括在所述受试者接受器官移植,例如肝移植或骨髓移植之后立刻、或不久管理受试者中的感染。在一些实施例中,该方法包括管理患有、疑似患有终末期肝病(ESLD)、或处于患有该终末期肝病的风险下的受试者中的感染。
在一些实施例中,可以通过上文列出的症状的消退或诊断标准(例如,血清氨水平降低)来评估本文提供的治疗的效果。在一些实施例中,以下中的一者或两者降低:i)在1年的时段内氨危机的次数(例如,降低至少1、2、或至少3次危机),ii)来自氨危机的并发症(包括神经发育迟缓和/或认知减退)的严重程度(例如,与未接受寡糖组合物的合适对照组相比)。在一些实施例中,氨危机之间的时间段增加,例如至少15%、30%、60%、100%、或200%(例如,与未接受寡糖组合物的合适对照组相比)。
在一些实施例中,该方法例如在受试者,例如在受试者的胃肠道(例如,结肠)中降低病原体的丰度并且增加共生细菌的相对丰度。在一些实施例中,该方法增加例如受试者的肠道的微生物群落(例如共生细菌的群落)的α-多样性(例如高度多样性)。
在一些实施例中,聚糖制剂基本上被共生细菌发酵或消耗,而不被病原体发酵或消耗。在一些实施例中,基本上被共生细菌消耗的聚糖制剂可以增加共生微生物群的多样性和生物量,并且导致一种或多种病原体诸如细菌病原体(例如,病原体分类群)的相对丰度降低。在一些实施例中,聚糖制剂基本上不被VRE或CRE物种发酵或基本上不被其消耗。在一些实施例中,聚糖制剂基本上不被艰难梭菌发酵或基本上不被其消耗。
在一些实施例中,聚糖制剂支持例如肠道微生物组中的共生或益生菌细菌的生长。在一些实施例中,聚糖制剂不支持至少一种病原体的生长,例如不支持CRE、VRE、和/或艰难梭菌物种的生长。
在一些实施例中,聚糖制剂的施用可以增加受试者(例如,人患者)的微生物组中的共生细菌相对于致病性细菌的浓度、量或相对丰度。在一些实施例中,聚糖制剂的施用和有生活力的共生或益生菌细菌的群体可以增加受试者(例如,人患者)的微生物组中的共生细菌相对于致病性细菌的浓度、量或相对丰度。在一些实施例中,支持例如肠道微生物组中的共生或益生菌细菌的生长的聚糖制剂的施用可以增加受试者(例如,人患者)的微生物组中的共生细菌相对于致病性细菌的浓度、量或相对丰度。在一些实施例中,不支持至少一种病原体的生长,例如不支持例如肠道微生物组中的CRE、VRE、和/或艰难梭菌物种的生长的聚糖制剂的施用可以增加受试者(例如,人患者)的微生物组中的共生细菌相对于致病性细菌的浓度、量或相对丰度。在一些实施例中,支持共生或益生菌细菌的生长并且不支持至少一种病原体的生长,例如不支持例如肠道微生物组中的CRE、VRE、和/或艰难梭菌物种的生长的聚糖制剂的施用可以增加受试者(例如,人患者)的微生物组中的共生细菌相对于致病性细菌的浓度、量或相对丰度。
评估方法
病原体储存库(例如,受试者,例如设施参与者中的)可以通过本领域中的任何已知方法测量,该方法诸如PCR(参见例如,针对以下的基于PCR的测试:碳青霉烯抗性肠杆菌科,诸如塞弗德公司(Cepheid)GeneXpert Carba-R[www.cepheid.com/us/cepheid-solutions/clinical-ivd-tests/healthcare-associated-infections/xpert-carba-r]或VanA[www.cepheid.com/us/cepheid-solutions/clinical-ivd-tests/healthcare-associated-infections/xpert-vana]或艰难梭菌[www.cepheid.com/us/cepheid-solutions/clinical-ivd-tests/healthcare-associated-infections/xpert-c-difficile]),或用于鉴定定殖有多重药物抗性病原体的受试者的选择性培养基,诸如生物梅里埃公司(BioMerieux)ChromID Carba、VRE、MRSA和艰难梭菌(www.biomerieux-usa.com/clinical/chromid-culture-media)。
可以通过直接的受试者筛选,诸如通过分析来自受试者(例如,设施参与者)的直肠、结肠、粪便、皮肤、或身体的其他区域的样品来评估病原体储存库。替代性地,可以通过环境采样,例如通过分析获自以下的样品来评估病原体储存库:受试者的家(包括照护设施中的房间)或所有物,例如,衣物、配件、或接近受试者或其他设施参与者的表面,例如洗衣房、洗涤槽、下水道、门、门把手、或空气处理装置、或用于治疗或照护受试者的物体,诸如亚麻制品、毛巾、床单、手套、晨衣、口罩、内窥镜、喉镜、绷带、导管、床、担架、或其他物体。
病原体储存库也可以通过测量设施中的受试者(例如第一设施参与者)、或第一设施参与者的邻居(例如第二设施参与者)的感染的速率来评估。例如,这可以通过以下方式来确定:例如在对受试者进行标准照护的过程中分析在特定设施或设施区域中培养的病原体,或通过使用标准临床诊断程序对受试者上或内的某些解剖部位进行监视。
在一些实施例中,病原体储存库的减少是以下的结果:具有所述病原体的受试者较少(例如,具有所述病原体的受试者少约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约10%、约15%、约20%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、或约99%)或每名受试者总体具有较少的总病原体(例如,每名受试者具有少约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约10%、约15%、约20%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、或约99%的总病原体)。
可以使用本文描述的任何技术,例如针对病原体储存库的评估所述的技术来评估病原体的扩散。病原体的扩散可以通过以下方式来进一步评估:确定源自第一受试者(例如,第一设施参与者)的病原体或其组分(例如,毒力因子或抗性决定簇,例如碳青霉烯酶基因或毒素)是否类似于源自第二受试者(例如,第二设施参与者)的病原体或其组分。可以使用本领域中的任何已知方法进行这种类型的确定,该方法包括核酸测序、微卫星测序、PCR、脉冲场凝胶电泳、或病原体特征的比较(例如,病原体鉴定、生化特征、或抗生素易感性特征谱)。这些确定常规地作为公共卫生监视的一部分进行。在一些实施例中,源自第一受试者的病原体或其组分与源自第二受试者的病原体或其组分具有约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约10%、约15%、约20%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、或约99%类似性。
药物抗性基因(例如,抗生素抗性基因或MDR基因)的减少可以使用本文所述的任何技术,例如对于病原体储存库的评估所述的技术来评估。
在一些实施例中,通过在选择性培养基(例如,含有抗生素)(诸如ChromID VRE或ChromID Carba)、或补充有头孢菌素或另一β内酰胺的培养基上培养微生物来评估药物抗性基因的减少。在一些实施例中,通过对在标准临床照护过程中分离的菌株进行抗生素易感性测试,或对受试者(例如,设施参与者)、或整体环境进行监视以确定药物抗性基因或毒素的存在来评估药物抗性基因的减少。
在一些实施例中,提供了一种通过以下方式降低病原体(例如,在受试者,例如设施参与者中)引起感染的速率的方法:向该受试者,例如以有效量和/或向足够数量的受试者施用聚糖制剂,使得感染的速率降低。在一些实施例中,例如相对于参考标准,感染的速率降低约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约10%、约15%、约20%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、约99%、或约100%。
在一些实施例中,降低感染的速率可以包括实施筛查程序,该筛查程序例如涉及例如通过观察类似症状或类似特征来监测类似感染,以测量感染发生的速率。在所述筛选程序中,可以通过比较在施用聚糖制剂之前、过程中、或之后的感染速率来评估速率的降低。筛查程序中的设施参与者可以根据已知的感染风险因素,或根据另一特征(例如病史、年龄或健康状况)进行匹配。
在一些实施例中,提供了一种在设施参与者中监测或评价a)病原体负荷,b)抗生素抗性基因负荷和c)对治疗性制剂的应答中的任一种的方法,该方法包括:针对a)病原体、和/或b)抗生素抗性基因和/或微生物组分析(例如,与对特定治疗性制剂的应答相关的一种或多种微生物的存在)分析来自该受试者(例如,设施参与者)的合适样品,例如粪便样品,从而监测或评价该设施参与者。
在一些实施例中,可以使用本领域中已知的任一种可用方法来测量药物抗性基因(例如,抗生素抗性基因或MDR基因)的转移。例如,可以通过评价第一病原体中基因的存在与第二病原体中基因的存在进行的比较来评估转移。在一些实施例中,例如相对于参考标准,药物抗性基因(例如,抗生素抗性基因或MDR基因)的转移减少约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约10%、约15%、约20%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、约99%、或约100%。
聚糖组合物及其制造
聚糖组合物可以包含本文所述的聚糖、膳食纤维(例如像FOS(果寡糖))、其他糖(例如,单体、二聚体,例如像乳果糖)和糖醇、和任选的其他组分(例如像,多酚、脂肪酸、肽、微量营养素等,诸如WO 2016/172658,“MICROBIOME REGULATORS AND RELATED USESTHEREOF[微生物组调控剂及其相关用途]”中描述的那些)、和微生物,诸如细菌。
WO 2016/122889,“GLYCAN THERAPEUTICS AND RELATED METHODS THEREOF[聚糖治疗剂及其相关方法]”和WO 2016/172657,“GLYCAN THERAPEUTICS AND METHODS OFTREATMENT[聚糖治疗剂和治疗方法]”(将这些专利据此通过援引以其全文并入)中描述的聚糖制剂适用于本文所述的方法和组合物。
包含聚糖的制剂可以利用非酶催化剂(例如,WO 2012/118767,“POLYMERIC ACIDCATALYSTS AND USES THEREOF[聚合酸催化剂及其用途]”中所述的聚合催化剂)或通过其他合适方法生成。制备本文所述的聚合和固体负载型催化剂的方法可见于WO 2014/031956,“POLYMERIC AND SOLID-SUPPORTED CATALYSTS,AND METHODS OF DIGESTINGCELLULOSIC MATERIALS USING SUCH CATALYSTS[聚合和固体负载型催化剂以及使用此类催化剂消化纤维素材料的方法]”。例如通过使用催化剂(例如如WO 2016/007778,“OLIGOSACCHARIDE COMPOSITIONS AND METHODS FOR PRODUCING THEREOF[寡糖组合物及其制备方法]”中所述的)生成的聚糖适用于本文所述的方法和组合物。将所有专利申请通过援引以其全文并入本文。
在一些实施例中,使用固相寡糖合成制备聚糖,例如使用多种保护基团来实现聚糖合成。示例性方法描述于“Solid-Phase Oligosaccharide Synthesis andCombinatorial Carbohydrate Libraries[固相寡糖合成和组合性碳水化合物文库]”,Peter H.Seeberger和Wilm-Christian Haase,American Chemical Society[美国化学会志],2000;和“Opportunities and challenges in synthetic oligosaccharide andglycoconjugate research[合成性寡糖和糖缀合物研究]”,Thomas J.Boltje等人,NatChem.[自然化学]2009年11月1日;1(8):611-622。
在一些实施例中,聚糖可以使用酶催化剂(例如,在细菌中分离或表达的糖苷酶或糖基转移酶)合成,以通过由添加至反应中的单个聚糖亚基产生寡聚物的聚合反应合成聚糖。示例性方法描述于“Synthesis and Purification of Galacto-Oligosaccharides:State of the Art[半乳寡糖的合成和纯化:现有技术]”,Carlos Vera等人,WorldJ.Microbiol Biotechnol.[世界微生物学与生物技术杂志]2016;32:197;“Synthesis ofNovel Bioactive Lactose-Derived Oligosaccharides by Microbial GlycosideHydrolases[通过微生物糖苷水解酶合成新颖的生物活性乳糖衍生的寡糖]”,MarinaDiez-Municio等人,Microbial Biotechnol.[微生物生物技术]2014;7(4),315-331;和“Methods of Improving Enzymatic Trans-Glycosylation for Synthesis of HumanMilk Oligosaccharide Biomimetics[改善用于合成人乳寡糖仿生制品的酶促转糖基化的方法]”,Birgitte Zeuner等人,J.Agric.Food Chem.[农业与食品化学杂志]2014,62,9615-9631;WO 2005/003329“NOVEL GALACTOOLIGOSACCHARIDE COMPOSITION AND THEPREPARATION THEREOF[新颖的半乳寡糖组合物及其制备]”,将所有文献通过引用并入本文。
在一些实施例中,聚糖制剂可以使用聚糖聚合物,诸如淀粉和其他纤维,诸如膳食纤维(诸如本文所述的)制备,并且使它们经受催化剂(例如,酸催化剂、固体或聚合催化剂、酶催化剂)以改变一种或多种聚糖(或纤维)特性,例如聚合度(例如解聚度)、支化度(例如脱支度)或糖苷键分布(例如,通过添加新型糖苷键或去除现有键)。玉米糖浆的示例性方法描述于美国专利公开号2016/0007642,实例101中,将该专利通过援引并入。可使用其他方法,诸如用于制备抗性淀粉的那些方法(例如,描述于M.G.Sajilata等人,“ResistantStarch-A Review[抗性淀粉-综述],”Comprehensive Reviews in Food Science andFood Safety[食品科学与食品安全的综合性评论]-第5卷,2006,和美国专利公开号2006/0257977,“Slowly digestible starch[可缓慢消化的淀粉]”),例如像热处理、酶处理、化学处理或其组合来产生本文所述的聚糖制剂。
本文所述的聚糖组合物和聚糖制剂可以具有表4A和4B的3-55行中任一行的特性。在一些实施例中,聚糖组合物和/或聚糖制剂具有Glu5Gal5Man90-2、Glu10Gal10Man80-1、Glu20Gal20Man20Xyl20Ara20-1、Glu20Gal20Man20Xyl20Ara20-2、Gal33Man33Ara33-8、Gal57Glu43-1、Glu100-87、Gal57Glu43-2、Glu50Gal50-11、Glu50Gal50-32、Glu50Gal50-14、Glu50Gal50-27、Glu50Gal50-23、Glu50Gal50-2、Glu100-129、Glu100-136、Glu100-17、Glu100-64、Glu100-76、Glu100-131、Glu100-83、Glu100-139、Glu100-84、Glu100-74、Glu100-98、Glu100-141、Glu100-29、Glu100-18、Glu100-99、Glu100-72、Glu100-82、Glu100-130、Glu100-78、Glu100-66、Glu100-89、Glu100-133、Glu100-68、Glu100-90、Glu100-94、Glu100-5、3-Obn Glu100-1、Gal100-30、Glu33Gal33Fuc33-3、Ara100-12、Xyl100-8、Xyl75Ara25-3、Glu80Man20-2、Glu60Man40-5、Man80Glu20-2、Man60Glu40-2、Man52Glu29Gal19-2、Man52Glu29Gal19-3、或Man100-17的特性,如表4A和4B中所述。
聚糖制剂特性
聚糖可以具有WO2016/122889、WO2016/172657、WO 2016/007778和WO2016/172658(将其中的每一个通过援引以其全文并入本文)中披露的特征和特性中的任何一种或多种,以及本文披露的任何特征和特性。
通过本文所述的方法生产的聚糖可以包括寡糖。在一些实施例中,聚糖包括均寡糖(或均聚糖),其中聚合物中的所有单糖属于相同的类型。
在一些实施例中,聚糖包括杂寡糖(或杂聚糖),其中聚合物中存在多于一种类型的单糖。在一些实施例中,聚糖具有本文所述的一种或多种特性。在一些实施例中,聚糖制剂具有本文所述的一种或多种体特性。
聚合度(DP)
在一些实施例中,例如使用本文所述的方法产生具有多分散性(即表现出一系列聚合度)的聚糖制剂。
任选地,可将制剂分级,例如代表60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、或大于98%的短(约DP1-2)、中等(约DP3-10)、长(约DP11-18)或极长(约DP>18)种类。在一个实施例中,提供了具有多分散性的分级聚糖制剂,其包括至少85%、90%、或至少95%的DP为约3-10的中等长度种类。在一个实施例中,提供了具有多分散性的分级聚糖制剂,其包括至少85%、90%、或至少95%的DP为约11-18的长长度种类。在一个实施例中,提供了具有多分散性的分级聚糖制剂,其包括至少85%、90%、或至少95%的DP为约18-30的极长长度种类。
任选地,可将制剂分级,例如代表制剂中60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、或大于98%的短(约DP1-2)或中等(约DP3-10)聚糖。替代性地,或除分级之外,将小DP级分(例如单体和二聚体)进行酶促发酵,例如使用合适的酵母,以分解这些糖。在一个实施例中,使用本文所述的方法制备多分散性的分级聚糖制剂,该聚糖制剂包含至少85%、90%、或至少95%的DP为约3-10的聚糖。
在一些实施例中,聚糖制剂的约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约97%的聚糖具有至少DP3、DP4、DP5、DP6或DP7的DP。在一些实施例中,聚糖制剂的约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或约97%的聚糖具有约DP3至约DP10、约DP3至约DP8、约DP3至约DP6、约DP3至约DP5、约DP3至约DP4、约DP2至约DP4、约DP2至约DP5、约DP2至约DP6、约DP2至约DP8、或约DP2至约DP10的DP。在一些实施例中,聚糖制剂的少于1%、2%、3%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%或少于50%的聚糖具有DP2或更小的DP。
在一些实施例中,约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约97%的聚糖制剂具有在2与25之间、在3与25之间、在4与25之间、在5与25之间、在6与25之间、在7与25之间、在8与25之间、在9与25之间、在10与25之间、在2与30之间、在3与30之间、在4与30之间、在5与30之间、在6与30之间、在7与30之间、在8与30之间、在9与30之间、或在10与30之间的DP。在一个实施例中,聚糖制剂具有至少3个且少于30个聚糖单元的聚合度(DP)。
在一些实施例中,约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约97%的聚糖制剂具有至少5个且少于30个聚糖单元的DP。在一些实施例中,约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约97%的聚糖制剂具有至少8个且少于30个聚糖单元的DP。在一些实施例中,约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约97%的聚糖制剂具有至少10个且少于30个聚糖单元的DP。在一些实施例中,约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约97%的聚糖制剂具有3、4、5、6、7、8与10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20个聚糖单元之间的DP。在一些实施例中,约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约97%的聚糖制剂具有10、11、12、13、14、15、16、17、18、19与20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30个聚糖单元之间的DP。在一些实施例中,约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约97%的聚糖制剂具有3、4、5、6、7、8、9、10与20、21、22、23、24、25、26、27、28个聚糖单元之间的DP。在一个实施例中,约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约97%的聚糖制剂具有至少2的DP。在一个实施例中,约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约97%的聚糖制剂具有至少3的DP。
平均DP
在一些实施例中,聚糖制剂具有约DP2、DP3、DP4、DP5、DP6、DP7、DP8或DP9的平均聚合度(平均DP)。在一些实施例中,聚糖制剂具有在约2与约10之间、在约2与约8之间、在约2与约6之间、在约2与约4之间、在约3与约10之间、在约3与约8之间、在约3与约6之间、或在约3与约4之间的平均聚合度(平均DP)。
在一些实施例中,约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约97%的聚糖制剂具有约DP5、DP6、DP7、DP8、DP9、DP10、DP11、或DP12的平均聚合度(DP)。在一些实施例中,聚糖制剂的平均DP在约DP5与DP10之间、在约DP6与DP10之间、在约DP6与DP12之间、在约DP6与DP14之间、在约DP8与DP12之间、在约DP8与DP14之间、在约DP8与DP16之间、在约DP10与DP16之间、在约DP10与DP18之间、在约DP4与DP18之间、在约DP6与DP18之间、或在约DP8与DP18之间。
平均分子量
在一些实施例中,制剂的约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约97%的聚糖具有约200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1350、1400、1450、1500、1550、1600、1650、1700、1750、1800g/mol且小于400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3500、3600、3700、3800、3900、4000、4100、4200、4300、4400、4500、4600、4700、4800、4900、和5000g/mol的平均分子量。
支化度(DB)
在一些实施例中,聚糖制剂的结构从线性跨度到支化。支化聚糖可以含有至少一个经由α或β糖苷键连接以形成分支的聚糖亚基。支化率或支化度(DB)可以不同,使得制剂的聚糖在聚糖中包括至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、或至少约6个分支点。在一些实施例中,聚糖制剂的聚糖是非支化的(DB=0)。
在一些实施例中,聚糖制剂(例如寡糖或多糖)的结构从线性跨度到高度支化。非支化聚糖可以仅含α键联或仅含β键联。非支化聚糖可以含有至少一个α键联和至少一个β键联。支化聚糖可以含有至少一个经由α或β糖苷键连接以形成分支的聚糖单元。支化率或支化度(DB)可以不同,使得约每第2个、第3个、第4个、第5个、第6个、第7个、第8个、第9个、第10个、第15个、第20个、第25个、第30个、第35个、第40个、第45个、第50个、第60个、或第70个单元包括至少一个分支点。例如,动物糖原约每10个单元含有一个分支点。
在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中该制剂包含支化聚糖的混合物,其中平均支化度(DB,每个残基的分支点)是0(非支化的)、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.95、0.99、1、或2。在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中平均支化度是至少0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、或至少0.4。在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中平均支化度在约0.01与0.1之间、在0.01与0.2之间、在0.01与0.3之间、在0.01与0.4之间、在0.01与0.5之间、在0.01与0.6之间、或在约0.01与0.7之间。在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中平均支化度在约0.05与0.1之间、在0.05与0.2之间、在0.05与0.3之间、在0.05与0.4之间、在0.05与0.5之间、在0.05与0.6之间、或在约0.05与0.7之间。在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中平均支化度不是0。在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中平均支化度不在至少0.1与小于0.4之间或至少0.2与小于0.4之间。在一些实施例中,聚糖的制剂包含线性聚糖。在一些实施例中,聚糖的制剂包含表现出支化或分支上分支(branch-on-branch)结构的聚糖。
在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中平均支化度(DB)不是0,而是至少0.01、0.05、0.1或至少0.2、或范围在约0.01与约0.2之间或在约0.05与0.1之间。
糖苷键和键联
存在于聚糖的制剂中的单个聚糖亚基之间的键联可以包括α1->2、α1->3、α1->4、α1->5、α1->6、α2->1、α2->3、α2->4、α2->6、β1->2、β1->3、β1->4、β1->5、β1->6、β2->1、β2->3、β2->4、和β2->6。
在一些实施例中,聚糖制剂只包含α键联。在一些实施例中,聚糖只包含β键联。在一些实施例中,聚糖包含α键联和β键联的混合物。
在一些实施例中,制剂中α:β糖苷键比率是约1:1、2:1、3:1、4:1、或5:1。在一些实施例中,制剂中β:α糖苷键比率是约1:1、2:1、3:1、4:1、或5:1。
在一些实施例中,制剂中α:β糖苷键比率是约0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.2:1、1.5:1、1.7:1、2:1、2.2:1、2.5:1、2.7:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、或约10:1。
在一些实施例中,聚糖制剂的聚糖包含选自下组的α-糖苷键和β-糖苷键,该组由以下组成:1->2糖苷键、1->3糖苷键、1->4糖苷键的、1->5糖苷键和1->6糖苷键。在一些实施例中,聚糖制剂包含至少两个或至少三个α和β1->2糖苷键、α和β1->3糖苷键、α和β1->4糖苷键、α和β1->5糖苷键和/或α和β1->6糖苷键。
在一些实施例中,聚糖制剂的聚糖包含基本上所有α-或β-构型的聚糖亚基,任选地包含约1%、2%、3%、4%5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、或20%的对应的另一构型。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、至少99.9%或甚至100%的具有α糖苷键的聚糖。在一些实施例中,聚糖的制剂包含至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、至少99.9%或甚至100%的具有β糖苷键的聚糖。在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中至少10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、或至少85%的聚糖具有为α糖苷键的糖苷键,至少10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、或至少85%的聚糖具有为β糖苷键的糖苷键,并且其中α糖苷键和β糖苷键的百分比不超过100%。
在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、至少99.9%或甚至100%的聚糖糖苷键是以下中的一种或多种:1->2糖苷键、1->3糖苷键、1->4糖苷键和1->6糖苷键。在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、至少20%、或25%的聚糖糖苷键各自是1->2、1->3、1->4和1->6糖苷键。
任选地,聚糖的制剂进一步包含至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、或至少85%的选自下组的聚糖糖苷键,该组由以下组成:α2->1、α2->3、α2->4、α2->6、β2->1、β2->3、β2->4、和β2->6糖苷键。
在一些实施例中,聚糖制剂的聚糖包含选自下组的至少两个糖苷键,该组由以下组成:α1->2和α1->3、α1->2和α1->4、α1->2和α1->6、α1->2和β1->2、α1->2和β1->3、α1->2和β1->4、α1->2和β1->6、α1->3和α1->4、α1->3和α1->6、α1->3和β1->2、α1->3和β1->3、α1->3和β1->4、α1->3和β1->6、α1->4和α1->6、α1->4和β1->2、α1->4和β1->3、α1->4和β1->4、α1->4和β1->6、α1->6和β1->2、α1->6和β1->3、α1->6和β1->4、α1->6和β1->6、β1->2和β1->3、β1->2和β1->4、β1->2和β1->6、β1->3和β1->4、β1->3和β1->6、以及β1->4和β1->6。
L型和D型
在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中至少一种聚糖亚基是L型糖。在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中至少一种聚糖亚基是D型糖。在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中聚糖亚基是L型或D型糖,因为它们是天然存在的或更常见(例如D-葡萄糖、D-木糖、L-阿拉伯糖)。
在一些实施例中,聚糖(例如寡糖和多糖)的制剂包含例如期望比率的L型和D型聚糖单元的期望混合物,该比率为诸如:1:1、1:2、1:3、1:4、1:5的L型比D型或D型比L型。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含例如期望比率的L型和D型聚糖单元的期望混合物,该比率为诸如:1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:12、1:14、1:16、1:18、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45、1:50、1:55、1:60、1:65、1:70、1:75、1:80、1:85、1:90、1:100、1:150的L型比D型或D型比L型。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含具有基本上所有L型或D型聚糖亚基的聚糖,任选地包含约1%、2%、3%、4%5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、或20%的相应的另一种形式。
聚糖单元含量
在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中至少一种聚糖亚基是四糖、戊糖、己糖、或庚糖。任选地,参与形成聚糖制剂的聚糖的聚糖亚基是不同的。单糖聚糖亚基的实例包括己糖,诸如葡萄糖、半乳糖和果糖,以及戊糖,诸如木糖。单糖通常具有以下化学式:Cx(H2O)y,其中常规地x≥3。单糖可以按它们含有的碳原子数x分类,例如:二糖(2)三糖(3)四糖(4)、戊糖(5)、己糖(6)、和庚糖(7)。单糖聚糖亚基可以以无环(开链)形式存在。具有相同分子图的开链单糖可以作为两种或更多种立体异构体存在。单糖也可以通过羰基基团与同一分子中的一个羟基之间的亲核加成反应以环状形式存在。该反应产生由一个桥联氧原子封闭的碳原子的环。在这些环状形式中,该环通常具有5(呋喃糖)或6个原子(吡喃糖)。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含不同单糖聚糖亚基的期望混合物,诸如二糖(2)、三糖(3)、四糖(4)、戊糖(5)、己糖(6)或庚糖(7)的混合物。在一些实施例中,聚糖制剂的聚糖包含戊糖(5)和己糖(6)的期望混合物。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含两种、三种、四种或五种不同聚糖亚基的期望混合物,诸如以下的混合物,例如,i)一种或多种选自单糖的聚糖单元,这些单糖选自葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖、和鼠李糖;ii)一种或多种选自二糖的聚糖亚基,这些二糖选自acarviosin、n-乙酰乳糖胺、异乳糖、纤维二糖、壳二糖、半乳糖-α-1,3-半乳糖、龙胆二糖、异麦芽、异麦芽糖、异麦芽酮糖、曲二糖、乳糖醇、乳糖酸、乳糖、乳果糖、昆布二糖、麦芽糖醇、麦芽糖、甘露二糖、蜜二糖、蜜二酮糖、新橙皮糖、黑曲霉糖、刺槐糖、芸香糖、山布双糖、槐糖、三氯蔗糖、蔗糖、乙酸异丁酸蔗糖酯、蔗糖八乙酸酯、海藻糖、松二糖、荚豆二糖、和木二糖;iii)一种或多种选自氨基糖的聚糖亚基,这些氨基糖选自阿卡波糖、N-乙酰甘露糖胺、N-乙酰胞壁酸、N-乙酰神经氨酸、N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸、阿拉伯吡喃糖基-N-甲基-N-亚硝基脲、D-果糖-L-组氨酸、N-羟乙酰神经氨酸、酮胺、贵田霉素、甘露糖胺、1B-甲基硒基-N-乙酰-D-半乳糖胺、胞壁酸、胞壁酰二肽、磷酸核糖胺、PUGNAc、唾液酰-路易斯A、唾液酰-路易斯X、有效霉素、伏格列波糖、N-乙酰半乳糖胺、N-乙酰葡糖胺、天门冬氨酰葡糖胺、巴利硫醇、六碳氨糖、红霉脱氧糖胺、果糖胺、半乳糖胺、葡糖胺、葡甲胺、和过骨胺;iv)一种或多种选自脱氧糖的聚糖亚基,这些脱氧糖选自1-5-脱水葡萄糖醇、克拉定糖、可立糖、2-脱氧-D-葡萄糖、3-脱氧葡糖醛酮、脱氧核糖、双脱氧核苷酸、毛地黄糖、氟脱氧葡萄糖、箭毒羊角拗糖、和磺基鸡纳糖;v)一种或多种选自亚氨基糖的聚糖亚基,这些亚胺糖选自粟树精胺、1-脱氧野尻霉素、亚氨基糖、米格列醇、美格鲁特、和苦马豆素;一种或多种选自糖酸的聚糖亚基,这些糖酸选自N-乙酰神经氨酸、N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸、醛糖二酸、醛糖酸、3-脱氧-D-甘露-辛-2-酮糖酸、葡糖醛酸、葡糖胺糖醛酸、甘油酸、N-羟乙酰神经氨酸、艾杜糖醛酸、异糖精酸、潘氨酸、唾液酸、苏糖酸、酮糖酸、糖醛酸、木糖酸、葡糖酸、抗坏血酸、酮脱氧辛酮糖酸、半乳糖醛酸、半乳糖胺糖醛酸、甘露糖醛酸、甘露糖胺糖醛酸、酒石酸、粘酸、葡糖二酸、乳酸、草酸、琥珀酸、己酸、富马酸、马来酸、丁酸、柠檬酸、氨基葡萄糖酸、苹果酸、琥珀酰胺酸、癸二酸、和癸酸;vi)一种或多种选自短链脂肪酸的聚糖亚基,这些短链脂肪酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、和异戊酸;以及vii)一种或多种选自糖醇的聚糖亚基,这些糖醇选自甲醇、乙二醇、甘油、赤藓糖醇、苏糖醇、阿糖醇、核糖醇、木糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、半乳糖醇、艾杜醇、庚七醇、岩藻糖醇、肌醇、麦芽三糖醇、麦芽四糖醇、和聚葡糖醇。
示例性聚糖通过代表单体糖组分的三字母代码随后是反映单体构成的材料的百分比的百分数来描述。因此,‘glu100’归于由100%D-葡萄糖(聚糖单元)输入产生的聚糖,并且‘glu50gal50’归于由50%D-葡萄糖和50%D-半乳糖(聚糖单元)输入或替代性地乳糖二聚体(聚糖单元)输入产生的聚糖。如本文所用:xyl=D-木糖;ara=L-阿拉伯糖;gal=D-半乳糖;glu=D-葡萄糖;rha=L-鼠李糖;fuc=L-岩藻糖;man=D-甘露糖;sor=D-山梨糖醇;gly=D-甘油;neu=NAc-神经氨酸。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含一种选自以上i)至vii)的聚糖单元A,其中聚糖单元A包括100%的聚糖单元输入。例如,在一些实施例中,聚糖制剂选自均聚糖xyl100、rha100、ara100、gal100、glu100、和man100。在一些实施例中,聚糖制剂选自均聚糖fuc100和fru100。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含两种独立地选自以上i)至vii)的聚糖单元A和B的混合物,其中A和B可以选自相同或不同的组i)至vii),并且其中可以选择任何期望比率的A和B(例如1%-99%A和99%-1%B,不超过100%)。
例如,在一些实施例中,聚糖制剂选自杂聚糖ara50gal50、ara50gal50、xyl75gal25、ara80xyl20、ara60xyl40、ara50xyl50、glu80man20、glu60man40、man80glu20、man60glu40、xyl75ara25、gal75xyl25、Man80gal20、gal75xyl25、Man66gal33、Man75gal25、glu80gal20、glu60gal40、glu40gal60、glu20gal80、gal80man20、gal60man40、gal40man60、glu80xyl20、glu60xyl40、glu40xyl60、glu20xyl80、glu80ara20、glu60ara40、glu40ara60、glu20ara80、gal80xyl20、gal60xyl40、gal40xyl60、gal20xyl80、gal80ara20、gal60ara40、gal40ara60、gal20ara80、man80xyl20、man60xyl40、man40xyl60、man20xyl80、man80ara20、man60ara40、man40ara60、man20ara80、xyl80ara20、xyl60ara40、glu50gal50、和man62glu38。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含三种独立地选自以上i)至vii)的聚糖单元A、B和C的混合物,其中A、B和C可以选自相同或不同的组i)至vii),并且其中可以选择任何期望比率的A、B和C(例如1%-99%A、1%-99%B、1%-99%C,不超过100%)。
例如,在一些实施例中,聚糖制剂选自杂聚糖xyl75glu12gal12、xyl33glu33gal33、xyl75glu12gal12、glu33gal33fuc33、glu33gal33nman33、glu33gal33xyl33、glu33gal33ara33、gal33man33xyl33、gal33man33ara33、man52glu29gal19、Glu33Man33Xyl33、Glu33Man33Ara33、Glu33Xyl33Ara33、Gal33Man33Xyl33、Gal33Man33Ara33、Gal33Xyl33Ara33、Man33Xyl33Ara33、Glu90Gal5Man5、Glu80Gal10Man10、Glu60Gal20Man20、Glu40Gal30Man30、Glu20Gal40Man40、Glu10Gal45Man45、Glu5Gal90Man5、Glu10Gal80Man10、Glu20Gal60Man20、Glu30Gal40Man30、Glu40Gal20Man40、Glu45Gal10Man45、Glu5Gal5Man90、Glu10Gal10Man80、Glu20Gal20Man60、Glu30Gal30Man40、Glu40Gal40Man20、和Glu45Gal45Man10。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含四种独立地选自以上i)至vii)的聚糖单元A、B、C和D的混合物,其中A、B、C和D可以选自相同或不同的组i)至vii),并且其中可以选择任何期望比率的A、B、C和D(例如1%-99%A、1%-99%B、1%-99%C、1%-99%D,不超过100%)。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含五种独立地选自以上i)至vii)的聚糖单元A、B、C、D和E的混合物,其中A、B、C、D和E可以选自相同或不同的组i)至vii),并且其中可以选择任何期望比率的A、B、C、D和E(例如1%-99%A、1%-99%B、1%-99%C、1%-99%D、1%-99%E,不超过100%)。
本文提供了聚糖制剂(如本文所述的,例如,具有本文所述的任何DP、DB、α:β糖苷键比率、糖苷键数、键区域化学和键立体化学、以及其他特征(例如,溶解度、可发酵度、粘度、甜度等)),这些聚糖制剂包含聚糖,这些聚糖包含:
1)葡萄糖聚糖单元,任选地其中聚糖制剂包含1%与100%之间的任何量的葡萄糖,进一步任选地其中聚糖制剂包含第二聚糖单元、第三聚糖单元、第四聚糖单元或第五聚糖单元(任选地,独立地选自木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、果糖或岩藻糖),进一步任选地,其中聚糖制剂是以下之一:gal50glu25fru25、gal57glu43、gal57glu43、glu100、glu10gal10man80、glu10gal45man45、glu10gal80man10、glu20ara80、glu20gal20man20xyl20ara20、glu20gal20man60、glu20gal40man40、glu20gal60man20、glu20gal80、glu20xyl80、glu25gal25man25ara25、glu25gal25man25xyl25、glu25gal25xyl25ara25、glu25man25xyl25ara25、glu30gal30man40、glu30gal40man30、glu33gal33ara33、glu33gal33fuc33、glu33gal33man33、glu33gal33xyl33、glu33man33ara33、glu33man33xyl33、glu33xyl33ara33、glu40ara60、glu40gal20man40、glu40gal30man30、glu40gal40man20、glu40gal60、glu40xyl60、glu45gal10man45、glu45gal45man10、glu50gal50、glu5gal5man90、glu5gal90man5、glu60ara40、glu60gal20man20、glu60gal40、glu60man40、glu60xyl40、glu66fru33、glu80ara20、glu80gal10man10、glu80gal20、glu80man20、glu80man20、glu80xyl20、glu90gal5man5、man52glu29gal19、man60glu40、man62glu38、man80glu20、xyl33glu33gal33、或xyl75glu12gal12;
2)半乳糖聚糖单元,任选地其中聚糖制剂包含1%与100%之间的任何量的半乳糖,进一步任选地其中聚糖制剂包含第二聚糖单元、第三聚糖单元、第四聚糖单元或第五聚糖单元(任选地,独立地选自木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖、鼠李糖、果糖或岩藻糖),进一步任选地,其中聚糖制剂是以下之一:ara50gal50、gal100、gal20ara80、gal20xyl80、gal25man25xyl25ara25、gal33man33ara33、gal33man33xyl33、gal33xyl33ara33、gal40ara60、gal40man60、gal40xyl60、gal50glu25fru25、gal57fru43、gal57glu43、gal60ara40、gal60man40、gal60xyl40、gal75xyl25、gal80ara20、gal80man20、gal80xyl20、glu10gal10man80、glu10gal45man45、glu10gal80man10、glu20gal20man20xyl20ara20、glu20gal20man60、glu20gal40man40、glu20gal60man20、glu20gal80、glu25gal25man25ara25、glu25gal25man25xyl25、glu25gal25xyl25ara25、glu30gal30man40、glu30gal40man30、glu33gal33ara33、glu33gal33fuc33、glu33gal33man33、glu33gal33xyl33、glu40gal20man40、glu40gal30man30、glu40gal40man20、glu40gal60、glu45gal10man45、glu45gal45man10、glu50gal50、glu5gal5man90、glu5gal90man5、glu60gal20man20、glu60gal40、glu80gal10man10、glu80gal20、glu90gal5man5、man52glu29gal19、man66gal33、man75gal25、man80gal20、xyl33glu33gal33、xyl75gal25、或xyl75glu12gal12;
3)甘露糖聚糖单元,任选地其中聚糖制剂包含1%与100%之间的任何量的甘露糖,进一步任选地其中聚糖制剂包含第二聚糖单元、第三聚糖单元、第四聚糖单元或第五聚糖单元(任选地,独立地选自木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、果糖或岩藻糖),进一步任选地,其中聚糖制剂是以下之一:gal25man25xyl25ara25、gal33man33ara33、gal33man33xyl33、gal40man60、gal60man40、gal80man20、glu10gal10man80、glu10gal45man45、glu10gal80man10、glu20gal20man20xyl20ara20、glu20gal20man60、glu20gal40man40、glu20gal60man20、glu25gal25man25ara25、glu25gal25man25xyl25、glu25man25xyl25ara25、glu30gal30man40、glu30gal40man30、glu33gal33man33、glu33man33ara33、glu33man33xyl33、glu40gal20man40、glu40gal30man30、glu40gal40man20、glu45gal10man45、glu45gal45man10、glu5gal5man90、glu5gal90man5、glu60gal20man20、glu60man40、glu80gal10man10、glu80man20、glu80man20、glu90gal5man5、man100、man20ara80、man20xyl80、man33xyl33ara33、man40ara60、man40xyl60、man52glu29gal19、man60ara40、man60glu40、man60xyl40、man62glu38、man66gal33、man75gal25、man80ara20、man80gal20、man80glu20、或man80xyl20;
4)阿拉伯糖聚糖单元,任选地其中聚糖制剂包含1%与100%之间的任何量的阿拉伯糖,进一步任选地其中聚糖制剂包含第二聚糖单元、第三聚糖单元、第四聚糖单元或第五聚糖单元(任选地,独立地选自木糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、果糖或岩藻糖),进一步任选地,其中聚糖制剂是以下之一:ara100、ara50gal50、ara50xyl50、ara60xyl40、ara80xyl20、gal20ara80、gal25man25xyl25ara25、gal33man33ara33、gal33xyl33ara33、gal40ara60、gal60ara40、gal80ara20、glu20ara80、glu20gal20man20xyl20ara20、glu25gal25man25ara25、glu25gal25xyl25ara25、glu25man25xyl25ara25、glu33gal33ara33、glu33man33ara33、glu33xyl33ara33、glu40ara60、glu60ara40、glu80ara20、man20ara80、man33xyl33ara33、man40ara60、man60ara40、man80ara20、xyl60ara40、xyl75ara25、或xyl80ara20;
5)木糖聚糖单元,任选地其中聚糖制剂包含1%与100%之间的任何量的木糖,进一步任选地其中聚糖制剂包含第二聚糖单元、第三聚糖单元、第四聚糖单元或第五聚糖单元(任选地,独立地选自阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、果糖或岩藻糖),进一步任选地,其中聚糖制剂是以下之一:ara50xyl50、ara60xyl40、ara80xyl20、gal20xyl80、gal25man25xyl25ara25、gal33man33xyl33、gal33xyl33ara33、gal40xyl60、gal60xyl40、gal75xyl25、gal80xyl20、glu20gal20man20xyl20ara20、glu20xyl80、glu25gal25man25xyl25、glu25gal25xyl25ara25、glu25man25xyl25ara25、glu33gal33xyl33、glu33man33xyl33、glu33xyl33ara33、glu40xyl60、glu60xyl40、glu80xyl20、man20xyl80、man33xyl33ara33、man40xyl60、man60xyl40、man80xyl20、xyl100、xyl33glu33gal33、xyl60ara40、xyl75ara25、xyl75gal25、xyl75glu12gal12、或xyl80ara20;
6)果糖聚糖单元,任选地其中聚糖制剂包含1%与100%之间的任何量的果糖,进一步任选地其中聚糖制剂包含第二聚糖单元、第三聚糖单元、第四聚糖单元或第五聚糖单元(任选地,独立地选自木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、或岩藻糖),进一步任选地,其中聚糖制剂是以下之一:fru100、gal50glu25fru25、gal57fru43、或glu66fru33;
7)岩藻糖聚糖单元,任选地其中聚糖制剂包含1%与100%之间的任何量的岩藻糖,进一步任选地其中聚糖制剂包含第二聚糖单元、第三聚糖单元、第四聚糖单元或第五聚糖单元(任选地,独立地选自木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、或果糖),进一步任选地,其中聚糖制剂是以下之一:glu33gal33fuc33;
8)鼠李糖聚糖单元,任选地其中聚糖制剂包含1%与100%之间的任何量的鼠李糖,进一步任选地其中聚糖制剂包含第二聚糖单元、第三聚糖单元、第四聚糖单元或第五聚糖单元(任选地,独立地选自木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、或岩藻糖),进一步任选地,其中聚糖制剂是rha100;并且
进一步任选地,其中聚糖制剂包含以下特性(包括体特性)中的一种或多种(例如,两种、三种、四种、五种、六种、七种、八种、或九种):
i)该聚糖制剂包含聚糖,这些聚糖包含葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖、或鼠李糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖的平均支化度(DB)是0、在0.01与0.6之间、在0.05与0.5之间、在0.1与0.4之间、或在0.15与0.4之间;
iii)该聚糖制剂中至少50%(至少60%、65%、70%、75%、80%或85%、或少于50%)的这些聚糖具有至少3个且少于30个聚糖单元、至少2个且少于10个聚糖单元、至少5个且少于25个聚糖单元、或至少10个且少于35个聚糖单元(任选地,其中该聚糖单元是单体,例如单糖)的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约2与5之间、在约5与8之间、在约8与13之间、在约13与25之间、在约5与15之间、在约5与20之间、或在约5与15之间;
v)该聚糖制剂的这些聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率是0、或在约0.8:1至约5:1之间、在约1:1至约5:1之间、在约1:1至约3:1之间、在约3:2至约2:1之间、或在约3:2至约3:1之间;
vi)该聚糖制剂包含在15mol%与75mol%之间(在20mol%与60mol%之间、在25mol%与50mol%之间、或在30mol%与45mol%之间)的1,6糖苷键;
vii)该聚糖制剂包含在1mol%与40mol%之间(在1mol%与30mol%之间、在5mol%与25mol%之间、在10mol%与20mol%之间)的1,2糖苷键、1,3糖苷键、和1,4糖苷键中的至少一种、两种、或三种;
viii)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约50(至少约60、70、至少约75、或小于50)Brix的最终溶解度极限;或者
ix)该聚糖制剂具有至少50%(至少60%、70%、80%、或至少90%、或少于50%)的膳食纤维含量(例如,如通过AOAC 2009.01所测量的);
x)以下的任何组合:
-以下中的两种:i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)、和ix);
-以下中的三种:i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)、和ix);
-以下中的四种:i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)、和ix);
-以下中的五种:i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)、和ix);
-以下中的六种:i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)、和ix);
-以下中的七种:i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)、和ix);
-以下中的八种:i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)、和ix);或者
-以下中的全部:i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)、和ix)。
在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中至少一种聚糖亚基选自下组,该组由以下组成:葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖、和鼠李糖。在一个实施例中,提供了聚糖制剂,其中至少一种聚糖亚基是葡萄糖。在一个实施例中,提供了聚糖制剂,这些聚糖制剂包含至少90%、95%、至少99%或100%的由葡萄糖组成的聚糖。在一些实施例中,聚糖制剂包括glu100。在一些实施例中,聚糖制剂包括α-1,6-glu100。在一些实施例中,聚糖制剂包括阿拉伯半乳聚糖。在一些实施例中,聚糖制剂包括gal50glu25fru25。在一些实施例中,聚糖制剂包括gal57glu43。在一些实施例中,聚糖制剂包括glu66fru33。在一些实施例中,聚糖制剂包括gal85ara15。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含两种不同单糖聚糖亚基的期望混合物,诸如以下的混合物,例如,葡萄糖和半乳糖、葡萄糖和阿拉伯糖、葡萄糖和甘露糖、葡萄糖和果糖、葡萄糖和木糖、葡萄糖和岩藻糖、葡萄糖和鼠李糖、半乳糖和阿拉伯糖、半乳糖和甘露糖、半乳糖和果糖、半乳糖和木糖、半乳糖和岩藻糖、和半乳糖和鼠李糖、阿拉伯糖和甘露糖、阿拉伯糖和果糖、阿拉伯糖和木糖、阿拉伯糖和岩藻糖、和阿拉伯糖和鼠李糖、甘露糖和果糖、甘露糖和木糖、甘露糖和岩藻糖、和甘露糖和鼠李糖、果糖和木糖、果糖和岩藻糖、和果糖和鼠李糖、木糖和岩藻糖、木糖和鼠李糖、和岩藻糖和鼠李糖,例如比率为1:1、1:2、1:3、1:4或1:5或其反比,或比率为1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:12、1:14、1:16、1:18、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45、1:50、1:55、1:60、1:65、1:70、1:75、1:80、1:85、1:90或1:100或其反比。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含三种不同的单糖聚糖亚基的期望混合物,诸如以下的混合物,例如对于含葡萄糖的聚糖制剂,葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖;葡萄糖、半乳糖和甘露糖;葡萄糖、半乳糖和果糖;葡萄糖、半乳糖和木糖;葡萄糖、半乳糖和岩藻糖;葡萄糖、半乳糖和鼠李糖;葡萄糖、阿拉伯糖和甘露糖;葡萄糖、阿拉伯糖和果糖;葡萄糖、阿拉伯糖和木糖;葡萄糖、阿拉伯糖和岩藻糖;葡萄糖、阿拉伯糖和鼠李糖;葡萄糖、甘露糖和果糖;葡萄糖、甘露糖和木糖;葡萄糖、甘露糖和岩藻糖;葡萄糖、甘露糖、鼠李糖;葡萄糖、果糖和木糖;葡萄糖、果糖和岩藻糖;葡萄糖、果糖和鼠李糖;葡萄糖、岩藻糖和鼠李糖,例如比率为1:1:1、1:2:1、1:3:1、1:4:1、1:5:1、1:1:2、1:2:2、1:3:2、1:4:2、1:1:3、1:2:3、1:3:3、1:1:4、1:2:4、1:1:5、1:2:5等,或比率为1:1:1、1:2:1、1:3:1、1:4:1、1:5:1、1:6:1、1:7:1、1:8:1、1:9:1、1:10:1、1:12:1、1:14:1、1:16:1、1:18:1、1:20:1、1:1:2、1:2:2、1:3:2、1:4:2、1:5:2、1:6:2、1:7:2、1:8:2、1:9:2、1:10:2、1:1:3、1:2:3、1:3:3、1:4:3、1:5:3、1:6:3、1:7:3、1:8:3、1:9:3、1:10:3、1:1:4、1:2:4、1:3:4、1:4:4、1:5:4、1:6:4、1:7:4、1:8:4、1:9:4、1:10:4、1:1:5、1:2:5、1:3:5、1:4:5、1:5:5、1:6:5、1:7:5、1:8:5、1:9:5、1:10:5等。
在一些实施例中,聚糖的制剂不包含N-乙酰半乳糖胺或N-乙酰葡糖胺。在一些实施例中,聚糖的制剂不包含唾液酸。在一些实施例中,聚糖的制剂不包含脂质和脂肪酸。在一些实施例中,聚糖的制剂不包含氨基酸。
呋喃糖:吡喃糖
在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中至少一种聚糖亚基是呋喃糖。在一些实施例中,提供了聚糖的制剂,其中至少一种聚糖亚基是吡喃糖。在一些实施例中,聚糖包含呋喃糖和吡喃糖的混合物。在一些实施例中,制剂中呋喃糖:吡喃糖比率是约0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.2:1、1.5:1、1.7:1、2:1、2.2:1、2.5:1、2.7:1、3:1、4:1、5:1、或约6:1,或者制剂中呋喃糖:吡喃糖比率是约7:1、8:1、9:1、或约10:1。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含基本上全部呋喃糖或吡喃糖,任选地包含1%、2%、3%、4%5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、或20%的对应的另一种糖。
在一些实施例中,聚糖的制剂包含基本上全部吡喃糖以及不超过约0.1%、02%、0.5%、1%、2%、3%、4%、或不超过5%呋喃糖形式的制剂中聚糖单元。在一些实施例中,制剂中不超过3%、2%或不超过1%的单体聚糖单元处于呋喃糖形式。
盐类
在一些实施例中,聚糖的制剂包含以盐形式(例如,药学上可接受的盐形式)存在的一种聚糖亚基或多种聚糖亚基,该盐形式例如像盐酸盐、氢碘酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、硫酸盐、甲烷磺酸盐、乙酸盐、甲酸盐、酒石酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、琥珀酸盐、乳酸盐、葡糖酸盐、丙酮酸盐、富马酸盐、丙酸盐、天冬氨酸盐、谷氨酸盐、苯甲酸盐、抗坏血酸盐。
衍生化
如果期望,聚糖的单糖或寡糖聚糖亚基被进一步取代或衍生化,例如,羟基基团可以被醚化或酯化。例如,聚糖(例如寡糖或多糖)可以含有修饰的糖单元,诸如其中的羟基基团被去除的2'-脱氧核糖、其中的羟基基团被氟替代的2'-氟核糖、或N-乙酰葡糖胺(葡萄糖的含氮形式)(例如,2'-氟核糖、脱氧核糖和己糖)。取代度(DS,每个糖基单元的平均羟基基团数目)可以是1、2或3或另一个合适的DS。在一些实施例中,1%、2%、3%、4%5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、或100%的聚糖亚基被取代或衍生化。在一些实施例中,亚基之间的取代度有所差异,例如,某一百分比未衍生化,表现出1的DS,表现出2的DS,或表现出3的DS。可以产生任何期望的混合物,例如0-99%的亚基未衍生化,0-99%的亚基表现出1的DS,0-99%的亚基表现出2的DS,并且0-99%的亚基表现出3的DS,总体构成100%。可以通过调整添加到糖基部分中的取代基的平均摩尔数来控制取代度(摩尔取代度(MS))。可以通过调整反应条件、试剂类型和取代程度来控制取代基沿着聚糖寡糖或多糖链长度的分布。在一些实施例中,单体亚基被乙酸酯、硫酸半酯、磷酸酯或丙酮酸环缩醛基团中的一个或多个取代。
溶解度
在一些实施例中,制剂中的聚糖是高度可溶的。在一些实施例中,可以在23℃下将聚糖制剂浓缩到至少55Brix、65Brix、60Brix、65Brix、70Brix、75Brix、80Brix、或至少85Brix,而不会观察到明显固化或结晶(最终溶解度极限)。在一些实施例中,可以在23℃下将聚糖制剂浓缩到至少约0.5g/ml、1g/ml、1.5g/ml、2g/ml、2.5g/ml、3g/ml、3.5g/ml或至少4g/ml,而不会观察到明显固化或结晶(最终溶解度极限)。
在一些实施例中,聚糖制剂(例如寡糖)具有分支,例如具有至少0.01、0.05或0.1的平均DB,且在23℃下在水中具有至少约70Brix、75Brix、80Brix或至少约85Brix的最终溶解度极限,或者最终溶解度极限是至少约1g/ml、2g/ml或至少约3g/ml。
在一些实施例中,在去离子水中,或在合适的缓冲液(例如像磷酸盐缓冲盐水,pH7.4或类似生理pH)中并且在20℃下,聚糖的制剂具有至少0.001g/L、0.005g/L、0.01g/L、0.05g/L、0.1g/L、0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.7g/L、0.8g/L、0.9g/L、1g/L、5g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、100g/L、200g/L、300g/L、400g/L、500g/L、600g/L、700g/L、800g/L、900g/L、1000g/L的最终溶解度极限。在一些实施例中,在去离子水中,或在合适的缓冲液(例如像磷酸盐缓冲盐水,pH 7.4或类似生理pH)中并且在20℃下,聚糖的制剂的溶解度大于50%、大于60%、大于70%、大于80%、大于90%、大于95%、大于96%、大于97%、大于98%、大于99%、或大于99.5%,并且在大于0.001g/L、0.005g/L、0.01g/L、0.05g/L、0.1g/L、0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.7g/L、0.8g/L、0.9g/L、1g/L、5g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、100g/L、200g/L、300g/L、400g/L、500g/L、600g/L、700g/L、800g/L、900g/L、1000g/L的浓度下未观察到沉淀。
甜度
在一些实施例中,聚糖的制剂具有期望的甜度。例如,蔗糖(调味糖)是甜味物质的标准。蔗糖在溶液中具有1的甜味感知评级,并且相对于此对其他物质进行评级(例如,果糖被评定为蔗糖甜度的1.7倍)。在一些实施例中,聚糖的制剂的甜度相对于蔗糖在从0.1至500,000的范围内。在一些实施例中,相对于蔗糖(其中蔗糖评分为一),相对甜度是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、25000、50000、75000、100000、150000、200000、250000、300000、350000、40000、450000、500000、或超过500,000。在一些实施例中,聚糖的制剂具有中等甜度,或同时具有甜味和苦味。
在一些实施例中,聚糖物的制剂,例如基本上为DP2+或DP3+的制剂(例如至少80%、90%、或至少95%,或DP2+或DP3+的分级制剂)基本上无法感知到甜味,并且相对于蔗糖(其中蔗糖评分为一),相对甜度是约0、0.0001、0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、或约0.8。
聚糖制剂可以通过任何合适的方法表征,包括在WO2016/122889、WO2016/172657、WO 2016/007778和WO2016/172658(将这些专利通过援引并入本文)中描述的那些。
在实施例中,聚糖组合物和聚糖制剂可以包含以下特性(包括体特性)中的一种或多种(例如,两种、三种、四种、五种、六种或更多种):
a)聚糖包含葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖或鼠李糖中的至少一种,
b)高聚合度(DP),例如至少约50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%、99%的聚合物的DP范围为约30-100,000、约30-50,000、约30-10,000、约30-5,000、约30-1,000、约30-500、约30-200、约30-100、或约3-50,
c)低聚合度,例如至少约50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%、99%的聚合物的DP范围为约2-29、约2-25、约2-20、约2-15、约2-10、约2-8、约2-6、约3-8、或约4-8,
d)高粘度,例如,在20℃的水中在约100-10,000mPas、100-5,000mPas、100-1,000mPas、100-500mPas的范围内,
e)低粘度,例如,在20℃的水中在约1-99mPas、1-50mPas、1-10mPas、1-5mPas、25-75mPas、或10-50mPas的范围内,
f)在23℃下至少约60、70、或至少约75Brix的在水中的高最终溶解度极限,
g)在23℃下不超过5、10、20、30、40、50Brix的在水中的低最终溶解度极限,或不溶性(例如不超过0.1Brix)
h)约0.1cal/g至3cal/g、0.1cal/g至2cal/g、0.1cal/g至1.5cal/g、0.1cal/g至1cal/g、0.1cal/g至0.5cal/g的热量值,
i)无热量值(例如、约0cal/g至0.09cal/g、0cal/g至0.05cal/g或约0cal/g至0.01cal/g)
j)低可消化度,其中不超过约30%、20%、10%、5%、1%、0.5%的聚糖是人糖苷酶(例如α-淀粉酶)可消化的k)高可消化度,其中至少50%、60%、70%、80%、90%、95%的聚糖是人糖苷酶(例如α-淀粉酶)可消化的
l)低可发酵度,其中不超过约40%、30%、20%、10%、5%、1%、0.5%的聚糖是人(例如,结肠)微生物群落或单一细菌菌株可发酵的,
m)高可发酵度,其中至少50%、60%、70%、80%、90%、95%的聚糖是人(例如,结肠)微生物群落或单一细菌菌株可发酵的,
n)慢发酵速率,其中不超过约0.5%、1%、2%、5%、10%或15%的聚糖在12-24小时内被人(例如,结肠)微生物群落或单一细菌菌株发酵,
o)快发酵速率,其中至少约15%、20%、30%、40%或50%的聚糖在12-24小时内被人(例如,结肠)微生物群落或单一细菌菌株发酵,
p)高度胃肠耐受性(例如,受试者耐受高的日剂量,例如至少约5克/天、10克/天、15克/天、20克/天、30克/天、40克/天、50克/天、60克/天或70克/天,而没有实质性副作用,例如像腹胀、过量气体、胃肠不适、腹泻或便秘);
q)以下的任何组合:
-以下中的两种:a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)、h)、i)、j)、k)、l)、m)、n)、o)、p);
-以下中的三种:a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)、h)、i)、j)、k)、l)、m)、n)、o)、p);
-以下中的四种:a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)、h)、i)、j)、k)、l)、m)、n)、o)、p);
-以下中的五种:a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)、h)、i)、j)、k)、l)、m)、n)、o)、p);
-以下中的六种:a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)、h)、i)、j)、k)、l)、m)、n)、o)、p);
-以下中的七种:a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)、h)、i)、j)、k)、l)、m)、n)、o)、p);
-以下中的八种:a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)、h)、i)、j)、k)、l)、m)、n)、o)、p);
-以下中的九种:a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)、h)、i)、j)、k)、l)、m)、n)、o)、p);
-以下中的十种:a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)、h)、i)、j)、k)、l)、m)、n)、o)、p);或者
-以下中的全部:a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)、h)、i)、j)、k)、l)、m)、n)、o)、p)。
在实施例中,聚糖组合物和聚糖制剂可以包含以下特性(包括体特性)中的一种或多种(例如,两种、三种、四种、五种、六种或更多种):
i)该聚糖制剂包含聚糖,这些聚糖包含葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖、或鼠李糖聚糖单元;
ii)该聚糖制剂中的这些聚糖的平均支化度(DB)是0、在0.01与0.6之间、在0.05与0.5之间、在0.1与0.4之间、或在0.15与0.4之间;
iii)该聚糖制剂中至少50%(至少60%、65%、70%、75%、80%或85%、或少于50%)的这些聚糖具有至少3个且少于30个聚糖单元、至少2个且少于10个聚糖单元、至少5个且少于25个聚糖单元、或至少10个且少于35个聚糖单元(任选地,其中该聚糖单元是单体,例如单糖)的聚合度(DP);
iv)该聚糖制剂的平均DP(DP均值)在约2与5之间、在约5与8之间、在约8与13之间、在约13与25之间、在约5与15之间、在约5与20之间、或在约5与15之间;
v)该聚糖制剂的这些聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率是0、或在约0.8:1至约5:1之间、在约1:1至约5:1之间、在约1:1至约3:1之间、在约3:2至约2:1之间、或在约3:2至约3:1之间;
vi)该聚糖制剂包含在15mol%与75mol%之间(在20mol%与60mol%之间、在25mol%与50mol%之间、或在30mol%与45mol%之间)的1,6糖苷键;
vii)该聚糖制剂包含在1mol%与40mol%之间(在1mol%与30mol%之间、在5mol%与25mol%之间、在10mol%与20mol%之间)的1,2糖苷键、1,3糖苷键、和1,4糖苷键中的至少一种、两种、或三种;
viii)该聚糖制剂在23℃下在水中具有至少约50(至少约60、70、至少约75、或小于50)Brix的最终溶解度极限;或者
ix)该聚糖制剂具有至少50%(至少60%、70%、80%、或至少90%、或少于50%)的膳食纤维含量(如通过AOAC 2009.01所测量的);
x)i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、vii)、viii)和ix)中的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或九个的任何组合。
本文所述的聚糖组合物可以包含一种或多种糖和/或糖醇。组合物可以包含简单的糖(诸如单糖、二糖、三糖、四糖或戊糖)、糖醇或其任何组合。在一些实施例中,组合物包含可代谢的糖或可代谢的糖醇,其中糖或糖醇在宿主的胃肠道中代谢。WO 2016/172658(将该专利据此通过援引并入)中披露的糖和糖醇适于在本文所述的方法和组合物中使用。在实施例中,本文所述的组合物,例如本文所述的聚糖组合物,可以包含多酚、脂肪酸(例如,短链脂肪酸)、氨基酸、肽和微量营养素,例如,如本文和WO 2016/172658(将该专利据此通过援引并入)以及表A中所述的。
表A.聚糖组合物的示例性成分:糖、糖醇、氨基酸、维生素、矿物质、脂肪酸和多酚
益生菌
在实施例中,本文所述的组合物,例如本文所述的聚糖组合物,可以包含共生或益生菌细菌分类群(例如,表6-8中所述的那些)、以及通常被视为安全(GRAS)或已知的共生或益生菌微生物的细菌。在实施例中,本文所述的组合物,例如本文所述的聚糖组合物,可以包含表6-8中所述的细菌分类群。在一些实施例中,益生菌或共生细菌分类群(或其制剂)可以施用至接受聚糖制剂的受试者(例如,设施参与者)。
在一些实施例中,组合物进一步包含至少约1%(w/w)的益生菌或共生细菌或其组合(例如,至少约2%、约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、约96%、约97%、约98%、约99%或更多)。
益生菌微生物也可以包含在聚糖组合物中,或与本文所述的聚糖组合物组合使用。益生菌微生物也称为益生菌。益生菌可以包括益生菌微生物在发酵过程中产生的代谢物。这些代谢物可以释放到发酵培养基中,例如释放到宿主生物体(例如,受试者)中,或它们可以储存在微生物内。益生菌微生物包括细菌、细菌匀浆、细菌蛋白、细菌提取物、细菌发酵上清液及其组合,它们例如当以治疗剂量给予时对宿主动物发挥有益作用。
有用的益生菌微生物包括至少一种产生乳酸和/或乙酸和/或丙酸的细菌,例如通过分解碳水化合物诸如葡萄糖和乳糖产生乳酸和/或乙酸和/或丙酸的微生物。优选地,益生菌微生物是乳酸菌。在实施例中,乳酸菌包括乳杆菌属、明串珠菌属、片球菌属、链球菌属、和双歧杆菌属。合适的益生菌微生物还可以包括通过改善宿主肠道微生物平衡而有益地影响宿主的其他微生物,诸如但不限于酵母诸如酵母属(Saccharomyces)、德巴利氏酵母属(Debaromyces)、假丝酵母属(Candida)、毕赤酵母属(Pichia)和球拟酵母属(Torulopsis),霉菌诸如曲霉属(Aspergillus)、根霉属(Rhizopus)、毛霉属(Mucor)以及青霉属(Penicillium)和球拟酵母属,以及其他细菌诸如但不限于拟杆菌属、梭菌属(Clostridium)、梭杆菌属(Fusobacterium)、蜜蜂球菌属(Melissococcus)、丙酸菌属、肠球菌属、乳球菌属、葡萄球菌属、消化链球菌属、芽孢杆菌属、片球菌属、微球菌属、明串珠菌属、魏斯氏菌属(Weissella)、气球菌属(Aerococcus)和酒球菌属(Oenococcus)、以及其组合。
可用于本文披露内容的乳酸菌的非限制性实例包括以下的菌株:乳酸链球菌(Streptococcus lactis)、乳脂链球菌(Streptococcus cremoris)、二乙酰乳酸链球菌(Streptococcus diacetylactis)、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌(Lactobacillusbulgaricus)、嗜酸乳杆菌、瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)、双歧乳杆菌、干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、德氏乳杆菌(Lactobacillus delbruekii)、嗜热乳杆菌、发酵乳杆菌、唾液乳杆菌、副干酪乳杆菌、短乳杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、两歧双歧杆菌、动物双歧杆菌(Bifidobcterium animalis)、乳酸双歧杆菌(Bifidobcterium lactis)、短双歧杆菌(Bifidobcterium breve)、青春双歧杆菌(Bifidobcterium adolescentis)、和啤酒片球菌(Pediococcus cerevisiae)以及其组合,尤其是乳杆菌属、双歧杆菌属、以及其组合。
尤其可用于本披露的益生菌微生物包括来源于人(或来源于正在被施用益生菌微生物的哺乳动物)(用于人施用),对宿主不致病、对技术过程具有抗性(即在加工期间和在递送媒介物中可以保持活力和活性),对胃酸和胆汁毒性具有抗性,粘附于肠道上皮组织,具有定殖在胃肠道中、产生抗菌物质、调节宿主的免疫应答并影响代谢活动(例如胆固醇同化、乳糖酶活性、维生素产生)的能力的那些。
益生菌微生物可以作为单一菌株或多种菌株的组合包含在聚糖制剂中,其中一个剂量的益生菌微生物中的细菌总数为每剂量从约1x 103至约1x 1014、或从约1x 10至约1x1012、或从约1x 107至约1x 1011CFU。
可以将益生菌微生物掺入聚糖制剂中,同时益生菌微生物是活的但处于“休眠”或嗜睡状态。一旦冷冻干燥,对益生菌微生物的一种或多种活培养物进行处理,以使对水分的暴露(这将使培养物恢复活力)最小化,因为一旦恢复活力,培养物即可经历高发病率,除非很快在高水分环境或培养基中培养。另外,处理培养物以减少对高温的可能暴露(尤其是在水分存在下)以降低发病率。
益生菌微生物可以粉末状的干燥形式使用。益生菌微生物也可以在聚糖制剂中或在单独的聚糖制剂中施用,与聚糖制剂同时或在不同时间施用。
益生菌的实例包括但不限于酸化结肠的那些,诸如来自乳杆菌属或双歧杆菌属的那些,它们被认为通过产生有机酸(乳酸和乙酸)、过氧化氢和据报道能抑制肠道病原体的细菌素来维持肠微生物群的健康平衡。
可以使用的其他乳杆菌属细菌包括但不限于卷曲乳杆菌(L.crispatus)、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、罗伊氏乳杆菌(L.reuteri)、发酵乳杆菌、植物乳杆菌、生孢乳杆菌(L.sporogenes)、和保加利亚乳杆菌。
适用于聚糖组合物的其他益生菌包括乳酸双歧杆菌、动物双歧杆菌、两歧双歧杆菌、长双歧杆菌、青春双歧杆菌、和婴儿双歧杆菌。
在实施例中,可以在本文所述的组合物中使用和/或与其组合使用的共生细菌分类群包括阿克曼氏菌属(Akkermansia)、厌氧球菌属(Anaerococcus)、拟杆菌属、双歧杆菌属(包括乳酸双歧杆菌、动物双歧杆菌、两歧双歧杆菌、长双歧杆菌、青春双歧杆菌、短双歧杆菌、和婴儿双歧杆菌)、布劳特氏菌属(Blautia)、梭菌属、棒状杆菌属(Corynebacterium)、小类杆菌属(Dialister)、真杆菌属(Eubacterium)、粪杆菌属(Faecalibacterium)、芬戈尔德菌属(Finegoldia)、梭杆菌属、乳杆菌属(包括嗜酸乳杆菌、瑞士乳杆菌、双歧乳杆菌、乳酸乳杆菌、发酵乳杆菌、唾液乳杆菌、副干酪乳杆菌、短乳杆菌、德氏乳杆菌、嗜热乳杆菌、卷曲乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、发酵乳杆菌、植物乳杆菌、生孢乳杆菌和保加利亚乳杆菌)、消化球菌属、消化链球菌属、嗜蛋白胨菌属(Peptoniphilus)、普雷沃菌属(Prevotella)、罗斯氏菌属(Roseburia)、瘤胃球菌属、葡萄球菌属、和/或链球菌属(包括乳酸链球菌、乳脂链球菌、二乙酰乳酸链球菌、嗜热链球菌)。
在实施例中,可以在本文所述的组合物中使用和/或与其组合使用的共生细菌分类群,例如GRAS菌株,包括凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)GBI-30,6086;动物双歧杆菌乳酸亚种BB-12;短双歧杆菌养乐多(Yakult);婴儿双歧杆菌35624;动物双歧杆菌乳酸亚种UNO 19(DR10);长双歧杆菌BB536;大肠杆菌M-17;尼氏大肠杆菌(Escherichia coliNissle)1917;嗜酸乳杆菌DDS-1;嗜酸乳杆菌LA-5;嗜酸乳杆菌NCFM;干酪乳杆菌DN 114-001(免疫/防御干酪乳杆菌);干酪乳杆菌CRL431;干酪乳杆菌F19;副干酪乳杆菌Stl l(orNCC2461);约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)Lai(乳杆菌属LCI、约氏乳杆菌NCC533);乳酸乳球菌L1A;植物乳杆菌299V;罗伊氏乳杆菌ATTC 55730(罗伊氏乳杆菌SD2112);鼠李糖乳杆菌ATCC 53013;鼠李糖乳杆菌LB21;酿酒酵母(布拉氏(boulardii))lyo;鼠李糖乳杆菌GR-1和罗伊氏乳杆菌RC-14的混合物;嗜酸乳杆菌NCFM和乳酸双歧杆菌BB-12或BL-04的混合物;嗜酸乳杆菌CL1285和干酪乳杆菌的混合物;以及瑞士乳杆菌R0052、鼠李糖乳杆菌R0011和/或鼠李糖乳杆菌GG(LGG)的混合物。
在一些实施例中,该方法包括施用聚糖制剂和施用共生或益生菌细菌物种。在一些实施例中,聚糖制剂和共生细菌的组合施用可以用于使微生物组耗尽的患者(例如,具有很少或不具有可检测共生细菌的患者),例如正经受化学疗法或正接受抗生素的患者受益。在一些实施例中,受试者或患者可能具有不含任何可检测共生细菌的肠道微生物组。在一些实施例中,该方法包括向具有不含任何可检测共生细菌的肠道微生物组的受试者或患者组合施用聚糖制剂和共生细菌。
合生元
本文提供了微生物(例如,细菌分类群)与本文披露的聚糖组合物的组合,这些聚糖组合物可以例如被微生物用作其生长的底物。外源引入的微生物可以提供许多有益效果,例如像表6-8中描述的那些。这可以通过促进微生物的生长(使用聚糖)而发生,从而允许微生物在定殖部位处生长超过其他细菌。
本文提供的方法包括与聚糖组合物组合地向受试者(例如,设施参与者)施用一种或多种(例如,一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种等等)细菌分类群,诸如表6-8中列出的那些。这种组合可以增加、抑制、和/或改变某些细菌分类群。本文提供了调节本文所述的外源物质的加工的方法,包括与本文所述的聚糖组合地向受试者施用一种或多种(例如,一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种等等)细菌分类群。受试者可以包括已服用、正在服用或将服用抗生素的受试者。受试者可以包括不在服用或尚未服用抗生素的受试者。
益生元
在一些实施例中,聚糖组合物包含益生元物质。在一些实施例中,益生元可以施用至接受聚糖制剂的受试者(例如,设施参与者)。益生元是宿主基本上不可消化的物质,当食用时,这些益生元可以通过选择性地刺激肠道中有限数量的固有细菌的有利生长或活性而对宿主产生有益的生理作用(Gibson G R,Roberfroid M B.J Nutr.[营养学杂志](1995)125:1401-12.)。益生元诸如膳食纤维或益生元寡糖(例如结晶纤维素、麦麸、燕麦麸、锥纤维、大豆纤维、甜菜纤维等)可以通过向细菌提供可发酵剂量的碳水化合物而进一步促进肠道中益生菌和/或共生细菌的生长并提高胃肠道中那些微生物群体(例如乳杆菌和双歧杆菌)的水平。
益生元可以包括但不限于各种基于半乳聚糖和碳水化合物的树胶,诸如欧车前、瓜尔胶、角叉菜胶、结冷胶、乳果糖、和魔芋。在一些实施例中,益生元是以下中的一种或多种:半乳寡糖(GOS)、乳果糖、棉子糖、水苏糖、乳蔗糖、果寡糖(FOS,例如低聚果糖或寡果聚糖)、菊粉、异麦芽寡糖、木寡糖(XOS)、帕拉金糖寡糖、异麦芽糖寡糖(IMOS)、反式半乳糖苷化寡糖(例如反式半乳寡糖)、反式半乳糖苷化二糖、大豆寡糖(例如大豆寡糖)、壳聚糖寡糖(chioses)、龙胆寡糖、大豆和果胶寡糖、葡寡糖、果胶寡糖、帕拉金糖缩聚物、二果糖酐III、山梨糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、多元醇、聚右旋糖、线性和支化右旋糖酐、普鲁兰多糖(例如HMW或LMW)、半纤维素、还原帕拉金糖、纤维素、β-葡萄糖、β-半乳糖、β-果糖、毛蕊花糖、甜菜苷、木聚糖、菊粉、壳聚糖、β-葡聚糖、瓜尔胶、阿拉伯胶、果胶、高海藻酸钠、和λ卡拉胶、或其混合物。在一些实施例中,益生元是以下中的一种或多种:glu100、α-1,6-glu100、阿拉伯半乳聚糖、gal50glu25fru25、gal57glu43、glu66fru33、gal85ara15、或其混合物。
益生元可以存在于某些食物中,例如菊苣根、菊芋(Jerusalem artichoke)、蒲公英嫩叶(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、花椰菜、球芽甘蓝(Brussels sprouts)、卷心菜、花椰菜、芥蓝菜(collard greens)、羽衣甘蓝(kale)、萝卜和芜菁甘蓝、和味噌。在一些实施例中,将本文所述的聚糖制剂与包括富含益生元的食物的饮食联合施用至受试者(例如,设施参与者)。可溶性纤维和不溶性纤维的合适来源是可商购获得的。
在一些实施例中,聚糖组合物包含至少约1%(w/w)的益生元物质(例如,至少约2%、约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、约96%、约97%、约98%、约99%、或更多)。在实施例中,聚糖组合物包含FOS。在实施例中,聚糖组合物包含乳果糖。
细菌群体的变化可以通过“益生元指数”来测量。益生元指数将双歧杆菌、真杆菌和乳杆菌生长速率的增加视为正效应,并且将梭菌、拟杆菌属、硫酸盐还原细菌和大肠杆菌的增加视为负效应。益生元指数(PI)涉及以下之和:(双歧杆菌/总细菌)+(乳杆菌/总细菌)-(拟杆菌属/总细菌)-(梭菌/总细菌)(参见Palframan等人,2003,Lett ApplMicrobiol[应用微生物学快报]37:281-284)。在实施例中,向受试者施用聚糖组合物可以导致益生元指数增加。向受试者施用聚糖组合物可以导致以下的增加:拟杆菌属、布劳特氏菌属、梭菌属、梭杆菌属、真杆菌属、瘤胃球菌属、消化球菌属、消化链球菌属、阿克曼氏菌属、粪杆菌属、罗斯氏菌属、普雷沃菌属、双歧杆菌属、乳杆菌、小克里斯滕森氏菌(Christensenella minuta)、或克里斯滕森氏菌科(Christensenellaceae)。
在一些实施例中,聚糖组合物包含抗生素、抗真菌剂、抗病毒剂、或抗炎剂(例如细胞因子、激素等)。
在一些实施例中,聚糖组合物进一步包含第二治疗剂或其制剂,诸如药物。
适于在本文所述的方法和组合物中使用的药物组合物、医疗食物、补充剂(例如,膳食补充剂)和单位剂型可见于WO 2016/122889、WO 2016/172657和WO 2016/172658,将这些专利据此通过援引并入。本文还提供了食物补充剂、食物成分和营养食品。
在一些实施例中,聚糖组合物不含益生元物质。在一些实施例中,聚糖组合物不含益生菌。
在一些实施例中,聚糖组合物包含一种或多种本文所述的聚糖制剂。
本文所述的聚糖制剂可以配制成任何合适的剂型,例如,用于鼻腔、口服、直肠或胃部施用。在一些实施例中,本文所述的聚糖制剂可以配制用于肠内施用。在一些实施例中,本文所述的聚糖制剂可以配制用于管喂食(例如鼻-胃、口-胃或胃喂食)。本文所述的剂型可以用本领域技术人员已知的方法制造。
剂型可以是小包,诸如任何单个容纳聚糖制剂的容器,该聚糖制剂的形式是例如液体(例如,饮料)、凝胶、乳膏、软膏、粉末、片剂、丸剂、胶囊、囊剂、树胶剂、栓剂、一次性涂药器或医疗装置(例如注射器)。例如,还提供了一种制品,诸如包括聚糖制剂的单位剂型的容器,以及含有这种聚糖的使用说明书的标签。
可以口服使用的组合物的形式包括片剂、插接式胶囊类(push-fit capsule)和密封式软胶囊类。可以通过在合适的机器中压缩呈自由流动形式的活性成分(诸如粉末或颗粒)来制备压缩片剂,该活性成分任选地与粘合剂(例如,聚维酮、明胶、羟丙甲基纤维素)、惰性稀释剂、防腐剂、抗氧化剂、崩解剂(例如,淀粉乙醇酸钠、交联聚维酮、交联羧甲基纤维素钠)、或润滑性表面活性剂或分散剂混合。片剂可以任选地被包衣或刻痕,并且可以配制以便提供其中的活性成分的缓慢或控制释放。插接式胶囊可以含有与填充剂(诸如乳糖)、粘合剂(诸如淀粉类)、和/或润滑剂(诸如滑石或硬脂酸镁)以及任选的稳定剂混合的多种活性成分。在软胶囊中,活性化合物和/或其他试剂(例如,益生元或益生菌)可以溶解或悬浮在合适的液体,诸如脂肪油、液体石蜡、或液体聚乙二醇中。在一个实施例中,提供的聚糖制剂包括软凝胶配制品。软凝胶可以包括基于明胶的壳,该壳包围着液体填充物。壳可以由明胶、增塑剂(例如,甘油和/或山梨糖醇)、改性剂、水、颜料、抗氧化剂或调味剂制成。此外,可以添加稳定剂。
糖衣片核心提供有合适的包衣。为了这个目的,可以使用浓缩的糖溶液,这些糖溶液可以任选地含有阿拉伯树胶、云母、聚乙烯吡咯烷酮、卡波姆凝胶、聚乙二醇、或二氧化钛、漆溶液、以及合适的有机溶剂或溶剂混合物。可以将染料或颜料添加到片剂或糖衣片包衣中,以用于标识或表征活性化合物剂量的不同组合。
口服使用的配制品还可以以硬明胶胶囊的形式呈现,其中活性成分与惰性固体稀释剂(例如碳酸钙、磷酸钙或高岭土)混合,或以软明胶胶囊的形式呈现,其中活性成分与水溶性载剂(诸如聚乙二醇)或油介质(例如花生油、液体石蜡或橄榄油)混合。
用于口服使用的固体配制品可以包括肠溶包衣,该肠溶包衣可以控制消化系统中吸收聚糖制剂的位置。例如,肠溶包衣可以被设计成使得聚糖制剂不在胃中溶解,而是行进到小肠中进行溶解。肠溶包衣在低pH下(诸如在胃中)可以是稳定的,而在较高pH下(例如在小肠中)可以溶解。可以用于肠溶包衣的材料包括例如海藻酸、邻苯二甲酸乙酸纤维素、塑料、蜡、紫胶、和脂肪酸(例如,硬脂酸、棕榈酸)。
液体制剂可以呈例如水性或油性混悬液、溶液、乳液、糖浆或酏剂形式,或可以在使用前用水或其他合适的水性媒介物重构的干燥产品(例如囊剂)的形式呈现。此类液体制剂可以含有常规添加剂,诸如悬浮剂,例如山梨糖醇、甲基纤维素、葡萄糖浆、明胶、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、硬脂酸铝凝胶或氢化食用脂肪、乳化剂例如卵磷脂、脱水山梨糖醇单油酸酯、阿拉伯胶;非水性媒介物(可以包括食用油),例如杏仁油、油性酯诸如甘油、丙二醇或乙醇;防腐剂,例如对羟基苯甲酸甲酯或对羟基苯甲酸丙酯或山梨酸,以及常规调味剂或着色剂(如果期望)。在一些实施例中,液体配制品可以包含例如呈溶液包水和/或悬浮液形式的药剂;和媒介物,该媒介物包括聚乙氧基化蓖麻油、醇和/或聚氧乙基化脱水山梨糖醇单油酸酯,具有或不具有调味剂。每种剂型可以包含有效量的聚糖并且可以任选地包含药学上惰性试剂,诸如常规赋形剂、媒介物、填充剂、粘合剂、崩解剂、pH调整物质、缓冲剂、溶剂、增溶剂、甜味剂、着色剂、和用于施用的药物剂型中可以包含的任何其他无活性试剂。此类媒介物和添加剂的实例可见于Remington's Pharmaceutical Sciences[雷明顿药物科学],第17版(1985)。
本文提供的药物组合物可以呈单位剂型或多剂型。如本文所用,单位剂型是指适合施用至有需要的人的物理离散单位。在一个实施例中,以包装件提供单位剂型。每个单位剂量可以含有预定量的足以与其他药物载剂或赋形剂结合产生期望治疗效果的一种或多种活性成分。单位剂型的实例包括但不限于安瓿、注射器以及单独包装的片剂和胶囊。单位剂型可以按其分数或倍数施用。多剂型是包装在单个容器中的多个相同单位剂型,它们可以以分开的单位剂型施用。多剂型的实例包括但不限于片剂或胶囊的小瓶、瓶,或品脱或加仑的瓶。在另一个实施例中,多剂型包括不同药物活性剂。例如,可以提供多剂型,该多剂型包含第一剂量元素和第二剂量元素,该第一剂量元素包含有包含聚糖的组合物,该第二剂量元素包含益生元、治疗剂和/或益生菌,这些剂量元素可以呈修改的释放形式。在这个实例中,一对剂量元素可以构成单个单位剂量。在一个实施例中,提供了一种套盒,该套盒包括多个单位剂量,其中每个单位包含第一剂量元素和第二剂量元素,该第一剂量元素包含有包含聚糖制剂的组合物,该第二剂量元素包含益生菌、药剂、益生元或其组合,这些剂量元素可以呈修改的释放形式。在另一个实施例中,套盒进一步包括一套说明书。
在一些实施例中,单位剂型包含在约1mg至约100g之间的聚糖制剂(例如,本文披露的聚糖)。例如,单位剂型可以包含约50mg至约50g、约500mg至约50g、约5g至约50g、约100mg至约100g、约1g至约100g、约10g至约100g、约1g至约10g、约1g至约20g、约1g至约30g、约1g至约40g、约1g至约50g、约1g至约60g、约1g至约70g、约1g至约80g、约1g至约90g、约1g至约100g、约1g至约150g、约1g至约200g的聚糖。
在其他实施例中,单位剂型包含在约0.001mL至约1000mL之间的聚糖(例如,本文披露的聚糖)。例如,单位剂型可以包含约0.001mL至约950mL、约0.005mL至约900mL、约0.01mL至约850mL、约0.05mL至约800mL、约0.075mL至约750mL、约0.1mL至约700mL、约0.25mL至约650mL、约0.5mL至约600mL、约0.75mL至约550mL、约1mL至约500mL、约2.5mL至约450mL、约5mL至约400mL、约7.5mL至约350mL、约10mL至约300mL、约12.5mL至约250mL、约15mL至约200mL、约17.5mL至约150mL、约20mL至约100mL、或约25mL至约75mL的聚糖。
在某些实施例中,单位剂型包含约0.001mL至约10mL、约0.005mL至约7.5mL、约0.01mL至约5mL、约0.05mL至约2.5mL、约0.1mL至约1mL、约0.25mL至约1mL、或约0.5mL至约1mL的聚糖。在其他实施例中,单位剂型包含约0.01mL至约10mL、约0.025mL至约7.5mL、约0.05mL至约5mL、或约0.1mL至约2.5mL的聚糖。在其他实施例中,单位剂型包含约0.1mL至约10mL、约0.25mL至约7.5mL、约0.5mL至约5mL、约0.5mL至约2.5mL、或约0.5mL至约1mL的聚糖。
在一些实施例中,单位剂型,例如片剂、胶囊(例如,硬胶囊、插接式胶囊、或软胶囊)或软凝胶,具有在约0.1英寸至约1.5英寸之间(例如,在约0.5英寸与约1英寸之间)或约5mm至约50mm(例如,约10mm至约25mm)的主体长度。在一些实施例中,单位剂型,例如片剂、胶囊(例如,硬胶囊、插接式胶囊、或软胶囊)、或软明胶,具有约0.05英寸至约1英寸(例如,约0.1英寸至约0.5英寸)、或约1mm至约25mm(例如,约5mm至约10mm)的外径。
聚糖的每个单位剂型可以具有在约0.01kcal至约1000kcal之间的热量值。例如,单位剂型可以具有约0.01kcal至约100kcal、约0.05kcal至约50kcal、约0.1kcal至约10kcal、约0.25kcal至约2.5kcal、约0.5kcal至约5kcal、约0.75kcal至约7.5kcal、约1kcal至10kcal、约5kcal至约50kcal、或约10kcal至约100kcal的热量值。在某些实施例中,聚糖的单位剂型具有在10kcal至约500kcal之间的热量值。在某些实施例中,聚糖的单位剂型具有在1kcal至约100kcal之间的热量值。在某些实施例中,聚糖的单位剂型具有在0.1kcal至约10kcal之间的热量值。
在其他实施例中,单位剂型可以具有约0.001kcal至约10kcal、约0.005kcal至约10kcal、约0.01kcal至约10kcal、约0.025kcal至约25kcal、约0.05kcal至约50kcal、约0.075kcal至约75kcal、约0.1kcal至100kcal、约0.25kcal至约10kcal、约0.5kcal至约5kcal、约0.25kcal至约25kcal、或约0.1kcal至约1kcal的热量值。
聚糖的单位剂型可以配制成溶解于水性溶液(例如,水、牛奶、果汁等)中并且按饮料、糖浆、溶液或悬浮液形式口服施用。例如,聚糖的单位剂型可以包含被配制成在口服施用前溶解成水性溶液的立方体、小包、锭剂、丸剂、片剂、胶囊、糖果、粉末剂、酏剂或浓缩糖浆。在其他实施例中,聚糖的单位剂型可以包含被配制成在口服施用时在体内(例如,在受试者的口、胃、肠或结肠中)溶解的立方体、小包、锭剂、丸剂、片剂、胶囊、糖果、粉末剂、酏剂或浓缩糖浆。
在一些实施例中,聚糖制剂经肠施用。这优选包括口服施用、或通过口管或鼻管(包括鼻胃管、鼻空肠管、口胃管或口空肠管)。在其他实施例中,施用包括经直肠施用(包括灌肠剂、栓剂或结肠镜检查)。
本文所述的剂型可以用本领域技术人员已知的方法制造。例如,为了制造片剂,可以使用例如高剪切造粒、低剪切造粒、流化床造粒或通过共混进行直接压缩,将有效量的益生元均匀分散在一种或多种赋形剂或添加剂中。赋形剂和添加剂包括稀释剂、粘合剂、崩解剂、分散剂、润滑剂、助流剂、稳定剂、表面活性剂、抗粘剂、吸附剂、甜味剂和着色剂、或其组合。稀释剂,也称为填充剂,可以用于增加片剂的体积,从而提供实用尺寸供压缩。稀释剂的非限制性实例包括乳糖、纤维素、微晶纤维素、甘露糖醇、干淀粉、水解淀粉、粉末状糖、滑石、氯化钠、二氧化硅、氧化钛、二水合磷酸二钙、硫酸钙、碳酸钙、氧化铝和高岭土。粘合剂可以赋予片剂配制品粘着性质,并且可以用于帮助片剂在压缩后保持完整。
合适的粘合剂的非限制性实例包括淀粉(包括玉米淀粉和预胶化淀粉)、明胶、糖(例如,葡萄糖、右旋糖、蔗糖、乳糖和山梨糖醇)、纤维素、聚乙二醇、海藻酸、糊精、酪蛋白、甲基纤维素、蜡、天然和合成胶(例如,阿拉伯胶、黄蓍胶、海藻酸钠、阿拉伯树胶、黄原胶)、和合成聚合物(诸如聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、羟丙基纤维素、和聚乙烯吡咯烷酮)。润滑剂也可以有利于片剂制造;其非限制性实例包括硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸、山嵛酸甘油酯、和聚乙二醇。崩解剂可以有利于片剂在施用后崩解,并且其非限制性实例包括淀粉、海藻酸、交联聚合物例如像交联聚乙烯吡咯烷酮、交联羧甲纤维素钠、羟基乙酸淀粉钾或羟基乙酸淀粉钠、粘土、纤维素(例如,羧甲基纤维素(例如羧甲基纤维素(CMC)、CMC-Na、CMC-Ca))、淀粉、树胶等。合适的助流剂的非限制性实例包括二氧化硅、滑石等。稳定剂可以抑制或延迟药物分解反应,包括氧化反应。表面活性剂还可以包括且可以是阴离子的、阳离子的、两性的或非离子的。示例性甜味剂可以包括甜叶菊提取物、天冬甜素、蔗糖、阿力甜、糖精等。如果期望,片剂还可以包含无毒性辅助物质,诸如pH缓冲剂、防腐剂(例如,抗氧化剂)、润湿剂或乳化剂、增溶剂、包衣剂、调味剂(例如,薄荷、樱桃、茴芹、桃、杏、甘草、覆盆子、香草)等。另外的赋形剂和添加剂可以包括乙酸铝、苯甲醇、对羟基苯甲酸丁酯、丁基化羟基甲苯、乙二胺四乙酸二钠钙(calcium disodium EDTA)、二水磷酸氢钙、磷酸氢钙、磷酸三钙、小烛树蜡、巴西棕榈蜡(carnuba wax)、氢化蓖麻油、氯化十六烷基吡啶、柠檬酸、胶体二氧化硅、共聚维酮、玉米淀粉、半胱氨酸盐酸盐(cysteine HCl)、聚二甲基硅氧烷、磷酸氢二钠、赤藓红钠、乙基纤维素、明胶、甘油、甘油单油酸酯、甘油单硬脂酸酯、甘氨酸、HPMC邻苯二甲酸酯、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、氧化铁红或氧化铁、氧化铁黄、四氧化三铁或三氧化二铁、碳酸镁、氧化镁、硬脂酸镁、甲硫氨酸、甲基丙烯酸共聚物、对羟基苯甲酸甲酯、硅化微晶纤维素、矿物油、磷酸、纯磷酸钙、无水磷酸钙、泊洛沙姆407、泊洛沙姆188、纯泊洛沙姆、聚氧乙烯、聚氧140硬脂酸酯、聚山梨糖醇酯80、碳酸氢钾、山梨酸钾、马铃薯淀粉、聚维酮、丙二醇、对羟基苯甲酸亚丙酯、对羟基苯甲酸丙酯、棕榈酸视黄酯、糖精钠、硒、二氧化硅、硅胶、煅制二氧化硅、苯甲酸钠、碳酸钠、柠檬酸钠二水合物、交联甲基纤维素钠、月桂基硫酸钠、焦亚硫酸钠、丙酸钠、淀粉钠、羟乙酸淀粉钠、硬脂酰富马酸钠、山梨酸、山梨糖醇、失水山梨糖醇单油酸酯、预胶化淀粉、琥珀酸、三乙酸甘油酯、柠檬酸三乙酯、植物脂、维生素A、维生素E、维生素C、或其组合。可以基于与其他组分的关系和制剂特性以及生产方法适当选择这些赋形剂和添加剂的量。
有效量的聚糖制剂的立即释放配制品可以包含允许药物活性剂的快速释放(诸如在施用后从1分钟至1小时)的赋形剂的一种或多种组合。控制释放配制品(也称为持续释放(SR)、延长释放(ER、XR或XL)、时间释放或定时释放、控制释放(CR)或连续释放)是指在将剂型施用至受试者(例如,人受试者)后,在特定的期望时间点从剂型中释放聚糖制剂。
在一个实施例中,控制释放剂型开始释放,并在延长时间段内持续释放。释放可以差不多立即开始或可以持续。释放可以是恒定的,可以随时间推移增加或减少,可以脉冲化,可以连续或间歇等。在一个实施例中,控制释放剂型是指从组合物或剂型释放试剂,其中该试剂根据期望曲线在延长时间段内释放。在一个方面,控制释放是指延迟从组合物或剂型释放试剂,其中该试剂根据期望曲线释放,其中释放在一定时间段后发生。
适用于施用本文提供的化合物的药物载剂或媒介物包括本领域技术人员已知适合特定施用模式的所有此类载剂。此外,这些组合物可以包含一种或多种不削弱期望作用的组分,或补充期望作用的组分,或具有另一种作用的组分。
在另一方面,剂型可以是泡腾剂剂型。泡腾剂意指在与液体(包括水和唾液)混合时产生气体的剂型。一些泡腾剂(或泡腾剂对)通过化学反应产生气体,该化学反应在泡腾剂崩解剂暴露于水或口中唾液时发生。这个反应可以是可溶性酸源与碱性一元碳酸盐或碳酸盐源反应的结果。这两种一般化合物在接触水或唾液时反应产生二氧化碳气体。泡腾对(或分别是单独的酸和碱)可以包有溶剂保护或肠溶包衣以防过早反应。这种对还可以与预先冻干的颗粒(诸如聚糖)混合。酸源可以是对人食用来说安全的任何酸,并且一般可以包括食物酸、酸和水解抗酸剂,例如像:柠檬酸、酒石酸、柔和酸(amalic)、富马酸、己二酸、和琥珀酸。碳酸盐源包括干固体碳酸盐和碳酸氢盐,诸如碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾和碳酸钾、碳酸镁等。还包括放出氧气或其他气体并且对人食用来说安全的反应物。在一个实施例中,使用柠檬酸和碳酸氢钠。
在另一个方面,剂型可以呈糖果形式(例如,基质),诸如棒棒糖或锭剂。在一个实施例中,将有效量的聚糖分散在糖果基质中。在一个实施例中,糖果基质包含一种或多种糖(诸如右旋糖或蔗糖)。在另一个实施例中,糖果基质是无糖基质。特定糖果基质的选择取决于宽变量。可以使用常规甜味剂(例如,蔗糖)、适合糖尿病受试者使用的糖醇(例如,山梨糖醇或甘露糖醇)、或其他甜味剂(例如,本文所述的甜味剂)。糖果基可以很软且快速溶解或可以是硬的且较缓慢溶解。各种形式在不同情形下将各有优点。
包含有效量的聚糖的糖果块组合物可以口服施用至有需要的受试者,使得糖果块溶解时将有效量的聚糖释放到受试者口中并被咽下。有需要的受试者包括成人或儿童。
本文所述的剂型也可以表现为通过多种方法制造的药物颗粒的形式,包括但不限于高压均化、湿法或干法球磨或小颗粒沉淀。可用于制备合适的粉末配制品的其他方法是制备活性成分和赋形剂的溶液,然后沉淀、过滤和粉碎,或然后通过冷冻干燥去除溶剂,然后将粉末粉碎成期望粒度。在一个实施例中,药物颗粒具有3-1000微米,诸如至多3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000微米的最终尺寸。在另一个实施例中,药物颗粒具有10-500微米的最终尺寸。在另一个实施例中,药物颗粒具有50-600微米的最终尺寸。在另一个实施例中,药物颗粒具有100-800微米的最终尺寸。
在另一个方面,本披露提供了一种制备本文所述的单位剂型的方法,该方法包括提供聚糖(例如,本文所述的聚糖);将聚糖配制成单位剂型(例如,本文所述的单位剂型);包装单位剂型;标记包装的单位剂型;和/或出售或供应以销售经包装且经标记的单位剂型。
还可以加工本文所述的单位剂型。在一个实施例中,加工包括以下中的一个或多个:将剂型加工成药物组合物,例如与第二组分(例如,赋形剂或缓冲剂)一起配制、合并;分成较小或较大的等分试样;放到容器,例如,气密性或液密性容器中;包装;与标记相关联;运送或移动到不同位置。在一个实施例中,加工包括以下中的一个或多个:分类、选择、接受或丢弃、释放或保留、加工成药物组合物、运送、移动到不同位置、配制、标记、包装、投入商业中或出售或供应以销售,这取决于是否满足预定阈值。在一些实施例中,加工的剂型包含本文所述的聚糖。
在一些实施例中,加工包括以下中的一个或多个:将剂型加工成药物组合物,例如与第二组分(例如,赋形剂或缓冲剂)一起配制、合并;分成较小或较大的等分试样;放到容器,例如,气密性或液密性容器中;包装;与标记相关联;运送或移动到不同位置。在一个实施例中,加工包括以下中的一个或多个:分类、选择、接受或丢弃、释放或保留、加工成药物组合物、运送、移动到不同位置、配制、标记、包装、投入商业中或出售或供应以销售,这取决于决定。
在另一个实施例中,提供了一种口服剂型,该口服剂型包含聚糖制剂,其中口服剂型是糖浆。糖浆可以包含约1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、或85%的固体。糖浆可以包含约15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、或50%的液体,例如,水。固体可以包括聚糖制剂。固体可以是例如,约1%-96%、10%-96%、20%-96%、30%-96%、40%-96%、50%-96%、60%-96%、70%-96%、80%-96%、或90%-96%的聚糖制剂。在另一个实施例中,将聚糖制剂配制为粘性流体。
在一个实施例中,组合物包含发泡组分、中和组分或不溶于水的膳食纤维。发泡组分可以是至少一种选自下组的成员,该组由以下组成:碳酸氢钠、碳酸钠、和碳酸钙。在一个实施例中,中和组分可以是至少一种选自下组的成员,该组由以下组成:柠檬酸、L-酒石酸、富马酸、L-抗坏血酸、DL-苹果酸、乙酸、乳酸、和无水柠檬酸。在一个实施例中,不溶于水的膳食纤维可以是至少一种选自下组的成员,该组由以下组成:结晶纤维素、麦麸、燕麦麸、锥纤维、大豆纤维、和甜菜纤维。配制品可以含有蔗糖脂肪酸酯、糖粉、果汁粉和/或调味材料。
在一些实施例中,将剂型配制成用于将包含聚糖制剂的药物组合物释放在胃肠道的一个或多个特定区域,诸如小肠或大肠中。在一些实施例中,将剂型配制成用于将包含聚糖制剂的药物组合物释放在胃肠道的一个或多个特定区域,诸如盲肠、升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠和/或直肠中。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型是酶响应性递送系统。例如,可以使用通过由胰蛋白酶降解的肽交联的水凝胶制备胰蛋白酶反应性聚合物。胰蛋白酶在小肠中具有活性。胰蛋白酶响应性递送系统可以用于将聚糖制剂靶向递送至小肠。在另一个实例中,由与白蛋白交联的聚(乙烯基吡咯烷酮)组成的酶可消化的水凝胶在胃蛋白酶的存在下降解。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型是能够长期滞留在胃肠道的特定部位的递送装置。例如,胃滞留递送系统能够长期释放聚糖制剂到胃中。胃滞留递送可以用于调节胃中或小肠上部中的细菌的聚糖制剂。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型是粘附到胃的粘膜表面的粘膜粘附性递送系统。它们典型地由具有许多氢键合基团的聚合物构成,例如,交联聚丙烯酸、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、卡拉胶、卡波姆934P或硫醇化聚卡波非。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型是膨胀递送系统,该膨胀递送系统在胃中尺寸快速增大,这使得它通过幽门变慢。此类系统包括在胃中展开的系统。例如,可以将诸如四面体、环、圆盘等几何形状包装到明胶胶囊中。当胶囊溶解时,形状展开。系统可以由一种或多种可侵蚀聚合物(例如,羟丙基纤维素)、一种或多种不可侵蚀聚合物(例如,聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯)构成。接着可以将聚糖分散在聚合物基质内。滞留时间可以通过聚合物共混物细调。替代性地,可以使用由弹性聚合物制成的装置,这些弹性聚合物在胃的酸性pH下稳定但沿着胃肠道深入在中性/碱性条件下溶解。此类聚合物配制品可以防止装置离开胃时阻塞肠道。还可以使用由羧基基团之间的氢键交联的超分子聚合物凝胶,例如由聚(丙烯酰基6-氨基己酸)(PA6ACA)和聚(甲基丙烯酸-共-丙烯酸乙酯)(EUDRAGIT L100-55)构成。其他系统包括可溶胀的赋形剂,诸如胶原蛋白海绵。
例如,水凝胶基质(例如可溶胀的核心:聚乙烯吡咯烷酮XL、卡波姆934P、碳酸钙)在胃中溶胀2至50倍。超多孔水凝胶复合物在几分钟内溶胀到其初始体积的数百倍。一些系统利用气体生成来实现膨胀,例如由亲水性膜包围的生成二氧化碳的可膨胀系统。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型是密度控制的递送系统。这些系统被设计成漂浮或沉没在胃液中,这延迟了从胃中排空这些系统。例如,高密度系统能够使装置下沉到胃底部、幽门以下,并由此避免胃排空。其他系统是低密度/漂浮系统。此类装置可以例如在空心室中包含截留的空气并可以掺入低密度材料,如脂肪、油或发泡粉。低密度可以通过溶胀实现,例如含有水解胶体的胶囊在接触胃液时溶解并且水解胶体溶胀形成粘性体。替代性聚合物包括:壳聚糖、海藻酸钠和单油酸甘油酯基质。可以通过气体生成实现低密度。例如,负载有碳酸盐和任选的柠檬酸的片剂在接触酸性水性介质后生成二氧化碳。生成的二氧化碳被截留在胶凝水解胶体内,从而引起系统漂浮。水解胶体包括羟丙基甲基纤维素和卡波姆934P。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型采用将装置滞留在小肠或大肠中的设计。通过特定触发方法(例如pH、酶等)提供装置的位置特异性。这些包括被设计用于粘膜粘附的系统以及微针丸剂。微针丸剂包含钉有微针的药物储集器,它被封装在pH反应性包衣中。当丸剂到达胃肠道中的期望位置并且包衣溶解时,微针能够使丸剂粘住胃肠道的内层。在其他实施例中,微针丸剂包括由分别填充有柠檬酸和碳酸氢钠的两个化学隔室组成的胶囊。当丸剂在消化系统中溶解时,两种物质之间的屏障侵蚀,使得这两种物质混合并发生化学反应,该化学反应推动糖的微针穿过胶囊外层到小肠内层中。糖针可以填充有药物,这些药物在糖被吸收时递送到邻近血管中。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型采用pH敏感性聚合物包衣。例如,pH依赖性聚合物(两相或三相)可以在低pH水平(例如胃中抗酸性,pH 1-2)下不溶,并且随着pH上升,例如上升到十二指肠中约5.5-6.2、升结肠中约pH 5.7、盲肠中约pH 6.4、横结肠中约pH 6.6、降结肠中约pH 7.0、回肠中约7.2至7.5或远端小肠中约pH 7.5,变得逐渐可溶。在一个实例中,可以将TARGITTM技术用于聚糖制剂在胃肠(GI)道中的部位特异性递送。系统在注射模制的淀粉胶囊上采用pH敏感性包衣,以靶向末端回肠和结肠。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型是延迟释放系统或时间控制释放系统。此类系统通常采用肠溶包衣,肠溶包衣可与pH敏感性和时间释放功能组合。例如,可以使用ETP(包肠溶包衣、时间释放、压制包衣)片剂,这些片剂由三种组分构成:含聚糖的核心片剂(快速释放功能)、压制包衣的可溶胀疏水性聚合物层(例如羟丙基纤维素层(HPC))、和时间释放功能。停滞期的持续时间可以通过聚合物层和肠溶包衣层(抗酸性功能)的重量或组成来控制。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型采用片剂和胶囊的
肠溶包衣。其他合适的合成聚合物包括:紫胶、乙基纤维素、邻苯二甲酸乙酸纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙酸乙烯酯邻苯二甲酸酯以及聚谷氨酸包衣,诸如聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)。这些包衣将粘膜粘附策略和pH依赖性释放策略相组合。为了增强结肠靶向递送,
是具有不同的侧基组成的甲基丙烯酸共聚物,这些侧基改变了共聚物溶解时的pH。例如,对于包覆
的系统,在胃(例如在pH 1.4下)和小肠(例如在pH 6.3下)中未发生显著的药物释放,而在回盲肠区域中在pH 7.8下可以看到显著的药物释放。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型是微生物触发系统,诸如基于多糖的递送系统。基于多糖的递送系统含有生物可降解且粘膜粘附的聚合物包衣,包括壳聚糖和果胶的包衣。其他合适的天然聚合物包括例如瓜尔胶、菊粉、环糊精、右旋糖酐、淀粉酶、硫酸软骨素、和刺槐豆胶。这些递送系统可以用于将聚糖靶向小肠。具有如瓜尔胶、黄原胶、壳聚糖、海藻酸盐等天然存在的多糖的包衣由结肠肠道微生物群降解,例如酶,诸如木糖苷酶、阿拉伯糖苷酶、半乳糖苷酶等。例如,可以使用CODESTM技术递送聚糖制剂。该系统将多糖包衣与pH敏感性包衣相组合。在一些实施例中,系统由包覆有三层聚合物包衣的核心片剂组成:外包衣由Eudragit L构成。此包衣在十二指肠中溶解并暴露出下一个包衣。下一个包衣由Eudragit E构成。此层允许存在于内核心中的乳果糖的释放。乳果糖代谢成短链脂肪酸,短链脂肪酸降低了周围的pH,Eudragit E层在该pH下溶解。Eudragit E的溶解导致聚糖的暴露。结肠中存在的细菌负责从核心片剂释放的多糖的降解。多糖的降解可引起有机酸的形成,这降低了片剂周围的内含物的pH。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型是压力控制的递送系统。系统利用如下事实:结肠中遇到的压力比小肠中高。例如,对于不可溶于水的乙基纤维素系统来说,在不溶于水的聚合物胶囊崩解之后,由于结肠内腔中的压力,开始释放聚糖。释放曲线可以通过改变乙基纤维素的厚度、胶囊尺寸和/或胶囊密度来调整。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型是靶向结肠的脉冲式递送系统。例如,该系统可以是脉冲塞囊系统(pulsincap system)。所采用的胶囊包含放在胶囊中的塞子,该塞子控制聚糖的释放。可溶胀的水凝胶(例如羟丙基甲基纤维素(HPMC)、聚甲基丙烯酸甲酯或聚乙酸乙烯酯)密封药物内含物。当胶囊接触流体时,塞子被推离胶囊并且释放出聚糖。释放曲线可以通过改变塞子的长度和/或塞子与胶囊主体的相交点来控制。另一个系统是端口系统。将胶囊主体封闭在半渗透膜中。不溶性塞子由渗透活性剂和聚糖组成。当胶囊接触流体时,半渗透膜允许流体流入,增加胶囊主体中的压力。这导致塞子脱开并释放聚糖。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型是渗透控制的靶向结肠的递送系统。示范性系统OROS-CT由封装在硬明胶胶囊中的渗透单元(最多至5个或6个推拉单元(push pull unit))组成。推拉单元是双层的,具有外部肠不可渗透的膜和内部半渗透膜。推拉的内部中心部分由药物层和推动层组成。聚糖穿过半渗透膜释放。封闭推拉单元的胶囊主体在施用后立即溶解。在胃肠道中,肠不可渗透的膜防止吸水。肠溶包衣溶解于小肠(较高pH,>7)中,水穿过半渗透膜进入单元,引起推动层溶胀并将聚糖推出。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型是“聪明丸剂(smart pill)”,它可以用于在即将到达回盲瓣时释放聚糖。
在一些实施例中,用于本文所述的聚糖制剂的剂型是经直肠施用的配制品。例如,灌肠剂将液体配制品中的聚糖制剂引入到直肠中。施用的体积典型地小于10mL。栓剂将聚糖制剂引入到直肠中。栓剂是固体剂型,它在插入到直肠中时融化或溶解,从而释放聚糖。用于栓剂配制品的典型赋形剂包括可可油、聚乙二醇和琼脂。
套盒
还设想了套盒。例如,套盒可以包括聚糖制剂的单位剂型和包含聚糖治疗胃肠障碍或病症的使用说明书的包装插页。套盒包括在合适包装中的聚糖制剂,以供有需要的受试者使用。本文所述的任何组合物都可以以套盒形式包装。套盒可以包含足够整个治疗过程或治疗过程的一部分的量的聚糖制剂(任选地另外包含益生元物质、益生菌、和/或第二治疗剂)。聚糖制剂的剂量可以单独包装,或聚糖制剂可以按散装形式提供,或其组合。因此,在一个实施例中,套盒以合适包装提供对应治疗方案中给药点的聚糖制剂的个别剂量,其中这些剂量包装在一个或多个小包中。
在一个实施例中,聚糖制剂可以散装提供在单个容器、或在两个、三个、四个、五个或多于五个容器中。例如,每个容器可以包含足够进行一个月的治疗计划的特定一周使用的聚糖制剂。如果提供多于一个散装容器,这些散装容器可以适当地包装在一起,以提供足够所有或部分治疗期使用的聚糖制剂。该一个或多个容器可以用指示对有需要的受试者或对执行治疗方案(例如像给药时间表)的医师有用的信息的标记进行标记。
可以将聚糖制剂与其他合适的物质(诸如如本文所述的益生菌、益生元物质或其他物质)一起包装。其他一种或多种物质可以与聚糖制剂分开包装,或与聚糖制剂混合,或其组合。因此,在一个实施例中,套盒包括这样的剂型,它包含旨在在治疗过程中或治疗过程的一部分中使用的所有成分,例如聚糖制剂和任选的缓冲剂、赋形剂等、益生菌、益生元或聚合物试剂。在一个实施例中,将聚糖制剂包装在一个包装件或一组包装件中,并且将另外组分(诸如益生菌、益生元和治疗剂)与聚糖制剂分开包装。
套盒可以进一步包括书面材料,诸如说明书、预期结果、证明书、解释、警告、临床数据、健康专业人士的信息等。在一个实施例中,套盒包含指示该套盒只能在健康专业人士指导下使用的标记或其他信息。容器可以进一步包括匙、注射器、瓶、杯、涂药器或其他测量或服务装置。
医疗食物
本文还提供了被配制为医疗食物的聚糖的制剂。本文所述的任何聚糖制剂可以被配制为医疗食物以及包含聚糖制剂的药物组合物。
医疗食物在Orphan Drug Act[孤儿药法案]的第5(b)(3)章节(21U.S.C.360ee(b)(3))中有定义。医疗食物被配制成在例如医师的医务监督下食用(口服摄入)或经肠施用(例如喂食管/鼻胃管)。预期将它用于疾病或病症(例如像菌群失调或胃肠道疾病)的特定膳食管理。如本文所用,医疗食物不包括医师所推荐的仅作为用于管理疾病或病症的症状或降低疾病或病症的风险的整体饮食的一部分的食物。包含聚糖的制剂的医疗食物是合成的(例如,经过配制和/或加工的产品,诸如被配制用于使受试者通过口服摄入或用管肠内喂食进行部分喂食或唯一喂食)并且不是以天然状态使用的天然存在的食品的食物。
在一些实施例中,受试者(例如,设施参与者)摄入、消化、吸收或代谢普通食品或某些营养素的能力有限或受损。在其他实施例中,受试者具有其他特殊的医学上确定的营养需求,其膳食管理不可仅通过正常饮食的改变实现。包含聚糖的制剂的医疗食物在医务监督(可以是主动的和持续的)下施用至有需要的受试者,并且受试者通常会收到医疗食物的使用说明书。医疗食物可以包含一种或多种食物添加剂、着色添加剂、GRAS赋形剂以及适合于医疗食物的其他试剂或物质。医疗食物制剂可以是营养学上完全或不完全的配方。
膳食补充剂
本文所述的任何聚糖制剂可以被配制为膳食补充剂,例如以用于在本文所述的方法中使用。根据1994年的Dietary Supplement Health and Education Act[膳食补充剂健康与教育法案](DSHEA)管理膳食补充剂。膳食补充剂是口服产品,含有旨在用于补充饮食的“膳食成分”。除了本文所述的聚糖制剂之外,这些产品中的“膳食成分”可以包括以下中的一种或多种:维生素、矿物质、药草或其他植物萃取类、氨基酸和诸如酶、器官组织、腺体和代谢物等的物质。膳食补充剂还可以是提取物或浓缩物,并且可以以许多形式存在,诸如片剂、胶囊、软凝胶、胶囊锭、液体、或粉末剂。它们还可以处于其他形式,诸如条状物,但是如果是其他形式,则其标签上的信息不得表示产品是常规食物或餐食或饮食的唯一项目。DSHEA要求每种补充剂都贴上膳食补充剂而不是通用食物的标记。
食物成分
本文所述的任何聚糖制剂可以被配制为食物成分或食物添加剂,例如以用于在本文所述的方法中使用。食物成分可以是普遍认为安全的(GRAS)或可需要FDA批准。可以将聚糖制剂添加到任何希望的食物中,例如,饮料(包括例如果汁)、乳制品(例如,牛奶、酸奶、奶酪)、谷类(任何谷粒产品)、面包、涂抹酱等。
聚糖制剂可以被配制为食物。如Federal Food,Drug and Cosmetic Act[联邦食物、药物和化妆品法案](21U.S.C.第321(a)(f)章节)中定义的术语“食物”是指用于人或其他动物的食物或饮料的制品、口香糖、和用于任何这种制品的组分的制品。食物被配制以被食用(口服摄入)。除了聚糖制剂之外,食物可以包含一种或多种食物添加剂、颜色添加剂、GRAS赋形剂以及适用于食物的其他试剂或物质。食物制剂可以是营养学上完全或不完全的配方。食物产品可以是例如饮料、粉末状饮料混合物、棒、糖果、乳制品、蜜饯、烘烤商品、树胶剂等。
调节微生物分类群的方法
本文提供的化合物和组合物可以在调节受试者(例如,设施参与者)的微生物群中存在的细菌分类群(例如1、2、3、4、5个或更多个分类群)的方法中使用。在一些实施例中,调节包括改变微生物群的结构,诸如改变分类群的相对组成或改变分类群的相对丰度,例如相对于另一个分类群而言或相对于在没有调节的情况下将观测到的结果而言。在其他实施例中,调节包括改变微生物群的功能,诸如改变微生物群的基因表达、基因产物(例如,RNA或蛋白质)的水平或代谢输出,或改变宿主的功能途径(例如,改变宿主细胞或宿主过程的基因表达、基因产物水平或代谢输出)。WO 2016/122889和WO 2016/172657(将这些专利据此通过援引并入)中披露的调节微生物分类群的方法适合在本文所述的方法中使用。
本文所述的方法包括以有效调节分类群的量向受试者(例如,设施参与者)施用本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)。在一些实施例中,当施用组合物时,细菌分类群的丰度可相对于其他分类群(或一个时间点相对于另一个时间点而言)增加,并且增加可以是增加至少5%、10%、25%、50%、75%、100%、250%、500%、750%或增加至少1000%。当施用组合物时,细菌分类群的丰度也可相对于其他分类群(或一个时间点相对于另一个时间点而言)减少,并且减少可以是减少至少5%、10%、25%、50%、75%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、或减少至少99.9%。组合物的施用可以调节受试者的胃肠微生物群中期望和/或非期望的细菌分类群的丰度。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如增加或减少)一种或多种细菌的生长,例如像属于以下各属的可在胃肠道中发现的那些细菌:拟杆菌属、臭味杆菌属(Odoribacter)、副拟杆菌属(Parabacteroides)、阿里氏菌属(Alistipes)、布劳特氏菌属、梭菌属、粪球菌属、多尔氏菌属(Dorea)、真杆菌属、毛螺菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属、粪杆菌属、颤螺旋菌属(Oscillospira)、和罕见小球菌属(Subdoligranulum)。在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如,增加或减少)一种或多种细菌的生长,细菌例如像以下各属的细菌:阿克曼氏菌属、厌氧细杆菌属(Anaerofilum)、拟杆菌属、布劳特氏菌属、双歧杆菌属、丁酸弧菌属(Butyrivibrio)、梭菌属、粪球菌属、小类杆菌属、多尔氏菌属、梭杆菌属、真杆菌属、粪杆菌属、毛螺菌属、乳杆菌属、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)、消化球菌属、消化链球菌属、普雷沃菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属和链球菌属,和/或以下种中的一个或多个:嗜粘蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia municiphilia)、小克里斯滕森氏菌、球形梭菌(Clostridium coccoides)、柔嫩梭菌(Clostridium leptum)、闪烁梭菌(Clostridiumscindens)、隐蔽小杆菌(Dialister invisus)、直肠真杆菌(Eubacterium rectal)、挑剔真杆菌(Eubacterium eligens)、普氏粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii)、唾液链球菌和嗜热链球菌。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如,增加或减少)选自以下的至少两个细菌分类群的生长:普雷沃菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae))、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科(Peptostreptococcaveae))、副拟杆菌属、乳杆菌属、和肠球菌属。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如增加或减少)驻留在胃肠道中的一个或多个细菌分类群的生长,例如像属于以下各属的可在胃肠道中发现的那些:拟杆菌属、臭味杆菌属、副拟杆菌属、阿里氏菌属、布劳特氏菌属、梭菌属、粪球菌属、多尔氏菌属、真杆菌属、毛螺菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属、粪杆菌属、颤螺旋菌属、和罕见小球菌属。在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如,增加或减少)一个或多个细菌分类群的生长,诸如被认为与健康胃肠状态相关的那些,例如以下各属中的一种或多种:阿克曼氏菌属、厌氧细杆菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、双歧杆菌属、丁酸弧菌属、梭菌属、粪球菌属、小类杆菌属、多尔氏菌属、梭杆菌属、真杆菌属、粪杆菌属、毛螺菌属、乳杆菌属、考拉杆菌属、消化球菌属、消化链球菌属、普雷沃菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属和链球菌属,和/或以下种中的一个或多个:嗜粘蛋白阿克曼氏菌、小克里斯滕森氏菌、球形梭菌、柔嫩梭菌、闪烁梭菌、隐蔽小杆菌、直肠真杆菌、挑剔真杆菌、普氏粪杆菌、唾液链球菌、和嗜热链球菌。在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括含本文所述的聚糖组合物)调节(例如,增加或减少)一个或多个细菌分类群的生长,诸如疣微菌门的分类群,诸如阿克曼氏菌属的那些。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如增加或减少)主要驻留于小肠中的一个或多个细菌分类群的生长。例如,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节主要驻留于小肠中的一个或多个(2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个)细菌分类群,例如像放线菌门、厚壁菌门(芽孢杆菌纲、梭菌纲)、和变形菌门(α-变形菌纲、β-变形菌纲)。在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节主要驻留于小肠中的一个或多个(2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个)细菌分类群,该一个或多个细菌分类群选自以下属:克拉菌属(Cryocola)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、肠球菌属、乳球菌属、链球菌属、苏黎世杆菌属(Turicibacter)、布劳特氏菌属、粪球菌属、霍尔德曼氏菌属(Holdemania)、假枝杆菌属(Pseudoramibacter)真杆菌属、农杆菌属、鞘氨醇单胞菌属、无色杆菌属(Achromobacter)、伯克氏菌属(Burkholderia)、和劳尔氏菌属(Ralstonia)。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如增加或减少)主要驻留于大肠中的一个或多个细菌分类群的生长。例如,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节主要驻留于大肠中的一个或多个(2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个)细菌分类群,例如像拟杆菌门、厚壁菌门(梭菌纲)、疣微菌门、和变形菌门(δ-变形菌纲)。在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节主要驻留于大肠中的一个或多个(2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个)细菌分类群,该一个或多个细菌分类群选自以下属:拟杆菌属、丁酸弧菌属(Butyricimonas)、臭味杆菌属、副拟杆菌属、普雷沃菌属、厌氧棍状菌属(Anaerotruncus)、考拉杆菌属、瘤胃球菌属、嗜胆菌属、和阿克曼氏菌属。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如增加或减少)主要驻留于盲肠中的一个或多个细菌分类群,例如像放线菌门、拟杆菌属、芽孢杆菌纲、梭菌纲、柔膜菌纲、α-变形菌纲、和疣微菌门的生长。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如增加或减少)主要驻留于升结肠中的一个或多个细菌分类群,例如像放线菌门、拟杆菌属、芽孢杆菌纲、梭菌纲、梭杆菌门、β-变形菌纲、δ/ε-变形菌纲、γ-变形菌纲、和疣微菌门的生长。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如增加或减少)主要驻留于横结肠中的一个或多个细菌分类群,例如像放线菌门、拟杆菌属、梭菌纲、柔膜菌纲、梭杆菌门、和γ-变形菌纲的生长。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如增加或减少)主要驻留于降结肠中的一个或多个细菌分类群,例如像拟杆菌属、梭菌纲、柔膜菌纲、梭杆菌门、δ/ε-变形菌纲和疣微菌门的生长。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如增加或减少)主要驻留于乙状结肠中的一个或多个细菌分类群,例如像放线菌门、拟杆菌属、芽孢杆菌纲、梭菌纲、柔膜菌纲、α-变形菌纲、β-变形菌纲、和疣微菌门的生长。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如增加或减少)主要驻留于直肠中的一个或多个细菌分类群,例如像拟杆菌属、梭菌纲、柔膜菌纲、α-变形菌纲、γ-变形菌纲、和疣微菌门的生长。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如,刺激/增加或抑制/减少)一个或多个(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个)细菌分类群的生长,该一个或多个细菌分类群属于包括以下的属:例如阿里氏菌属、阿克曼氏菌属、厌氧细杆菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、双歧杆菌属、丁酸弧菌属、梭菌属、粪球菌属、小类杆菌属、多尔氏菌属、梭杆菌属、真杆菌属、粪杆菌属、毛螺菌属、乳杆菌属、臭味杆菌属、颤螺旋菌属、副拟杆菌属、考拉杆菌属、消化球菌属、消化链球菌属、普雷沃菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属以及链球菌属和罕见小球菌属;以及以下种:嗜粘蛋白阿克曼氏菌、小克里斯滕森氏菌、球形梭菌、柔嫩梭菌、闪烁梭菌、隐蔽小杆菌、直肠真杆菌、挑剔真杆菌、普氏粪杆菌、唾液链球菌、和嗜热链球菌。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)调节(例如大幅增加或大幅减少)表6-8中所列的细菌分类群中的一个或多个(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、或更多个)的生长(和总数)(或大幅增加或大幅减少总(胃肠)群落中的相对表示/丰度)。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)大幅增加表6-8中所列的细菌分类群中的一个或多个(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、或更多个)的生长,例如总数,或总(胃肠)群落中的相对表示/丰度)。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)大幅减少表6-8中所列的细菌分类群中的一个或多个(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、或更多个)的生长,例如总数,或总(胃肠)群落中的相对表示/丰度)。
在一些实施例中,本文所述的组合物(例如,包括本文所述的聚糖组合物)大幅增加和减少表6-8中所列的细菌分类群中的一个或多个(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、或更多个)的生长,例如总数,或总(胃肠)群落中的相对表示/丰度)。
在某些实施例中,某些细菌分类群的比率或它们的相对丰度可以转变。此类转变可以相对于在施用药物聚糖组合物之前在受试者中存在的比率,或相对于不服用药物聚糖组合物的对照组进行测量。
在一些实施例中,能够减少病原体的不良影响的聚糖制剂可以使用对聚糖制剂库的高通量筛选工作来鉴定。在一些实施例中,高通量筛选可以包括i)向细菌粪便群落中掺加、或添加病原体并且将群落厌氧繁殖;任选地,ii)使粪便群落与测试聚糖组合物接触;iii)测量细菌生长(例如,通过光密度,例如OD600);iv)将群落转移至有氧条件中;v)测量病原体生长,例如达到对数中期的时间段;vi)基于高厌氧生长(例如,代表共生细菌(它们基本上是厌氧菌)的生长,例如,通过光密度,例如OD600测量)和/或缓慢的有氧生长(代表致病性细菌(它们在有氧条件下生长)的生长)(例如,测量到对数中期生长期的时间间隔)选择聚糖组合物;和/或在添加聚糖组合物之前和添加聚糖组合物一段时间之后对群落的样品进行16S测序,以确定群落中病原体和共生细菌的相对丰度。
微生物群体的蛋白质组学分析
聚糖组合物的制剂可以基于其调节与外源物质的加工相关联的微生物蛋白质(例如,酶)的表达的能力进行选择。适用于微生物群体的蛋白质组学分析的方法可见于WO2016/122889和WO 2016/172657,将这些专利据此通过援引并入。在一些实施例中,可以按照例如Cordwell,Exploring and exploiting bacterial proteomes[细菌蛋白质组的探索和利用],Methods in Molecular Biology[分子生物学方法],2004,266:115中描述的方案进行蛋白质组学分析。
微生物(例如细菌)成分的鉴定
可以使用本领域已知的和本文描述的任何数量的方法分析由本文所述的聚糖组合物进行的(例如,在胃肠道中体内发生的)微生物调节(例如,分类群的表示/丰度的调节)。合适的方法可见于WO 2016/122889、WO 2016/172657和WO 2016/172658,将这些专利据此通过援引并入。在一些实施例中,可以使用定量PCR(qPCR)作为用于确定聚糖组合物是否可引起胃肠道中细菌群体的转变的方法。
在一些实施例中,可以通过表征微生物16S小亚基核糖体RNA基因(16S rRNA基因)的DNA序列鉴定微生物成分。在其他实施例中,可以通过表征核苷酸标志物或基因,尤其是高度保守基因(例如,“管家”基因),或其组合,或全基因组鸟枪序列(WGS)来鉴定微生物组成。
向受试者施用
可以通过任何适当的手段将本文所述的聚糖组合物、药物组合物和治疗剂施用至有需要的受试者(例如,设施参与者)。在一些实施例中,聚糖组合物经肠施用。这包括口服施用、或通过口管或鼻管(包括鼻胃管、鼻空肠管、口胃管或口空肠管)。在其他实施例中,施用包括经直肠施用(包括灌肠剂、栓剂或结肠镜检查)。适合与本文所述的方法和组合物一起使用的施用至受试者的方法可见于WO 2016/122889、WO 2016/172657和WO 2016/172658,将这些专利据此通过援引以其全文并入。
活性化合物和药剂(例如,益生元物质、益生菌或药物)可以分开施用,例如,在施用聚糖组合物之前、与之并行或之后,并且不作为聚糖组合物的药物组合物或医疗食物或膳食补充剂的一部分(例如作为共同配制品)。在一些实施例中,包含聚糖组合物的制剂的药物组合物或医疗食物与推荐或处方饮食(例如富含含益生菌和/或益生元的食物的饮食,诸如它可以通过医师或其他医疗保健专业人士判定)组合施用。
定义
如本文所用,微生物分类群的“丰度”是相对术语并且是指在限定微生物生态位(诸如胃肠道)中或在整个宿主生物体(例如,人或实验室动物疾病模型)中的群落中一种微生物分类群对其他分类群的相对存在性。
如本文所用,术语“获取”(“acquire”或“acquiring”)是指通过“直接获取”或“间接获取”值或物理实体来获得值(例如,数值)或图像或物理实体(例如,样品)。“直接获取”意指执行一个过程(例如,执行合成或分析方法或方案)来获得值或物理实体。“间接获取”是指从另一方或来源(例如,直接获取物理实体或值的第三方实验室)接收值或物理实体。直接获取值或物理实体包括执行包括实物的物理变化的过程或使用机器或装置。直接获取值的实例包括从人受试者(例如,设施参与者)获得样品。直接获取值包括执行使用机器或装置(例如,NMR光谱仪)的方法以获得NMR光谱。
如本文所用,“可消化度”是关于聚糖或聚糖制剂例如在受试者的胃肠道中的热量值的值。聚糖制剂可以具有不同的热量值,这取决于宿主(例如,宿主酶)消化它的程度可以有多大(如果有的话)。例如,宿主(例如,哺乳动物,例如人)酶难消化的聚糖聚合物制剂含有最小的热量值(例如,没有热量值并且是无热量的)。如本文所用,热量值不是指在弹式量热计或类似装置中确定的热量值,而是指由受试者可利用的热量值。在一些实例中,难消化的聚糖制剂不被吸收,并且因此在人体内不被同化或用于能量。热量值是指可用的热量值,例如在人体内被同化或用于能量的热量。可消化度可以如McCleary(AOAC方法2009.01,也称为AACC国际认可方法32-45.01)(McCleary等人(2010)J.AOAC Int.[AOAC国际期刊],93(1),221-233)中所述测量,例如使用胰腺α-淀粉酶和接近于生理(pH 6,37℃)的条件用于酶孵育步骤。在其他实施例中,可消化度可以如McCleary等人,(2012)J.AOAC Int.[AOAC国际期刊],95(3),824-844中所述测量,例如使用AOAC 201 1.25(整合的总膳食纤维测定)。
如本文所用,“不同的”,例如,关于聚糖中的种类,意在表示在化学和/或结构上与另一种不同。例如,如果两种糖在化学上不同,例如岩藻糖和木糖,或在结构上不同,例如环状与无环、L型与D型,则它们是“不同的”。如果两种二聚体由相同的两个单体组成,但一对含有α-1,4键而另一对含有β-1,6键,则它们是不同的。不同的实体可以具有任何其他合适的区分特征或特性,该区分特征或特性可以通过本领域已知的和/或本文描述的方法检测。
如本文所用,“剂量方案”、“给药方案”或“治疗方案”是实现治疗目标的药物施用模式。剂量方案包括以下中的一个、两个、三个或四个的定义:施用途径、单位剂量、剂量频率、和治疗长度。
“菌群失调”是指例如在胃肠道内微生物群的不平衡状态,其中正常多样性、第一细菌分类群与第二细菌分类群的比例和/或生态网络的功能(例如,代谢物的产生)受到破坏或扰乱。这种不期望的,例如不健康的状态可能是由于许多因素,包括但不限于微生物群(例如细菌分类群)的多样性的减少或增加、一种或多种病原体或致病有机体(pathobiont)的过度生长、或向不再为宿主受试者提供必需功能的生态微生物群落转变,并且在一个实施例中,因此不再促进健康、或者与受试者中的不想要的症状相关联。在一个实施例中,调节代谢物的产生以有助于疾病或障碍的发展。
术语组合物(例如像药物组合物)或药物试剂的“有效量”和“治疗有效量”意指足以提供所期望效果的组合物或试剂的量。在一些实施例中,医师或其他健康专家决定适当的量和剂量方案。有效量还是指组合物(例如像药物组合物)或药物试剂预防医学病症发展或复发的量。
如本文所用,“设施”是指受试者花费时间进行休息、娱乐、教育、惩教、康复、或医学治疗的任何类型的场所。设施的类型包括医院、医生办公室、诊所、医疗中心(例如,紧急照护诊所、医院急诊室)、疗养院、或其他针对患者或居住者的康复、恢复和/或熟练的医疗/护理保健所;惩教设施(例如,监狱、拘留所、感化中心)、长期照护设施、康复中心、紧急照护诊所、非住院手术中心、医生办公室、医疗中心、日托所、幼儿园、小学、初中、高中、私人学校、预备学校、专科学院、大学、社区学院、职业学校、营地、健身俱乐部(例如,健身房)、公园、游乐园、主题公园、剧院、竞技场、体育馆、体育娱乐综合体、音乐厅、礼堂、购物中心(例如,商场、单排商业区、广场)、军事基地、军事船、度假胜地、游轮、招待所、住宿加早餐旅馆、汽车旅馆、和酒店。
如本文所用,“可发酵度”是关于聚糖或聚糖聚合物制剂可以被微生物、微生物群落或微生物组(例如,在受试者的胃肠道中)用于发酵的容易程度的值。在一些实例中,“不可发酵的”是指具有相对低的可发酵度(例如按重量计少于40%,例如少于40%、35%、30%、20%、15%或更少(按重量计))的聚糖聚合物制剂。在一些实例中,“可发酵的”是指具有相对高的可发酵度(例如按重量计至少60%,例如按重量计至少60%、65%、70%、75%、80%、85%或更高)的聚糖聚合物制剂。可发酵度可以通过在AMERICAN JOURNAL CLINICALNUTRITION[美国杂志临床营养],1991,53 1418-1424上的“Fermentability of VariousFiber Sources by Human Fecal Bacteria In Vitro[在体外人粪便细菌对各种纤维源的可发酵度]”;或美国专利5,085,883中描述的方法来确定,将这两个文献通过援引并入本文。
“微生物移植”或简称“移植”是指微生物分类群在目标生态位(例如人肠道,诸如结肠或肠)中的建立(例如生长),这些微生物分类群在移植(例如通过向受试者施用微生物分类群,例如以本文所述的合生元的形式)之前在人受试者中是代表性不足的(例如,相对于健康参考受试者)或不存在的(例如不可检测的)。移植的微生物分类群可以建立短暂的时段,或者在微生物分类群移植后,在居住于受试者的微生物群中展示出长期稳定性。在一些实施例中,移植的微生物类群可以诱导目标生态位中的环境转变,从而表现出从菌群失调至健康状态的转变。
如本文所用,“聚糖制剂”(也称为“聚糖的制剂”、“聚糖制剂”、“聚糖聚合物制剂”、“聚糖聚合物组合物”、“聚糖组合物”、“寡糖制剂”、“寡糖组合物”或“聚糖”)是表现出期望效果(例如治疗效果)的包含聚糖的制剂。在一些实施例中,聚糖的制剂不含一种或多种天然存在的寡糖,包括:葡寡糖、甘露寡糖、菊粉、剪秋罗糖、麦芽四糖、黑曲四糖、耐斯糖、赛斯糖、水苏糖、异麦芽三糖、黑曲三糖、麦芽三糖、松三糖、麦芽三酮糖、棉子糖、蔗果三糖、果寡糖、2'-岩藻糖基乳糖、半乳寡糖、糖基、依达肝素、异麦芽寡糖、麦芽糖糊精、木寡糖、琼脂、琼脂糖、海藻酸、多糖酸、α葡聚糖、支链淀粉、直链淀粉、阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、胼胝质、卡苏兰、卡拉胶、纤维糊精、动物纤维素、纤维素、几丁质、几丁质纳米纤维、几丁质-葡聚糖复合物、壳聚糖、金藻昆布多糖、凝胶多糖、环糊精、α-环糊精、右旋糖酐、糊精、双醛淀粉、聚蔗糖、果聚糖、岩藻多糖、半乳葡甘露聚糖、半乳甘露聚糖、半乳糖胺半乳糖、结冷胶、葡聚糖、葡甘露聚糖、葡糖醛酸木聚糖、糖萼、糖原、半纤维素、羟丙甲纤维素、艾考糊精、开菲尔多糖、海带多糖、香菇多糖、左聚糖多糖、地衣淀粉、甘露聚糖、粘液、天然胶、裸藻淀粉、果胶酸、果胶、喷他淀粉、植物糖原、皮鲁兰、降解型卡拉胶、聚右旋糖、紫菜聚糖、普鲁兰多糖、裂裥菌素、琼脂糖凝胶、海葱糖、西佐喃、舒更葡糖、韦兰胶、黄原胶、木聚糖、木葡聚糖、酵母聚糖等。在一些实施例中,聚糖作为盐(例如,药学上可接受的盐)存在。
如本文所用,“聚糖单元”是指本文披露的聚糖的单个单元,例如,制备聚糖的构建块。在一个实施例中,聚糖亚基是单体。在一个实施例中,聚糖亚基是二聚体。在一个实施例中,聚糖亚基是单糖。在一个实施例中,聚糖亚基是二糖。在一些实施例中,聚糖亚基是碳水化合物,并且可以选自糖醇、短链脂肪酸、糖酸、亚氨基糖、脱氧糖和氨基糖。在一些实施例中,聚糖亚基是赤藓糖、苏阿糖、赤藓酮糖(erythulose)、阿拉伯糖、来苏糖、核糖、木糖、核酮糖、木酮糖、阿洛糖、阿卓糖、半乳糖、葡萄糖、古洛糖、艾杜糖、甘露糖、塔罗糖、果糖、阿洛酮糖、山梨糖、塔格糖、岩藻糖、墨角藻糖、鼠李糖、甘露庚酮糖、景天庚酮糖等。在一些实施例中,聚糖亚基是葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖或鼠李糖。在实施例中,聚糖包含不同聚糖亚基,例如,第一单糖和第二单糖、或第一二糖和第二二糖。在实施例中,聚糖包含不同聚糖亚基,例如,第一、第二、第三、第四和/或第五不同聚糖亚基。
如本文所用,术语“肝性脑病(HE)”是指包括多种不良神经学症状的一类疾病,作为晚期肝病的结果或者在其他当肝脏无法从血液中去除有毒物质诸如氨的时候会发生这些神经学症状。在一些实施例中,HE由于肝硬化或连同肝硬化而产生。在一些实施例中,患有肝性脑病的受试者相对于正常的健康受试者具有升高的氨水平。在一些实施例中,患有肝性脑病的受试者可能患有轻度HE、重度HE、或显性HE。HE的标准照护治疗包括乳果糖、乳糖醇和抗生素(例如,利福昔明或新霉素)。治疗还可以包括膳食改变和益生菌。可以通过以上症状的消退(例如,血清氨水平降低)、HE未来发作的发生率减小,或者,在处于HE风险下的受试者中通过HE初始发作的发病率减小来评估治疗效果。在一些实施例中,已经历延长持续时间的高氨血症或高峰值氨的患者,特别是患有肝损伤的患者(例如,患有肝硬化的患者,例如老年患者)可能发展与深远和慢性的神经病学病态相关联的肝性脑病(HE),该神经病学病态包括重度智力残疾、影响日常活动的执行功能缺陷,例如像混乱、健忘、焦虑或兴奋、性格或行为突然变化、睡眠模式改变、定向障碍、发出芳香或霉味气息、言语不清、和/或控制运动功能困难。
如本文所用,术语“高氨血症”是指受试者(例如,人受试者)中与升高的氨水平相关联的病症。一般来讲,患有高氨血症的受试者在循环中,例如在血液中具有升高的氨水平。在一些实施例中,高氨血症的持续时间和严重程度与脑损伤正相关。在一些实施例中,已经历延长持续时间的高氨血症或高峰值氨的患者,特别是儿科患者可能发展深远和慢性的神经病学病态,包括发育迟缓、重度智力残疾、影响日常活动的执行功能缺陷、大脑性麻痹、和癫痫发作障碍。
如本文所用,“分离的”或“纯化的”聚糖制剂基本上是纯的且不含污染物,例如病原体、酶或其他不想要的生物材料,或毒素或其他不想要的有机或无机化合物。在一些实施例中,纯的或分离的化合物、组合物或制剂可以包含痕量溶剂和/或盐(诸如少于10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、少于0.5%或0.1%,以w/w、w/v、v/v或摩尔%计)。纯化的化合物或制剂包含至少约60%(以w/w、w/v、v/v或摩尔%计)、至少约75%、至少约90%、至少约95%、至少约97%、至少约98%或至少约99%(以w/w、w/v、v/v或摩尔%计)的感兴趣的一种或多种化合物。例如,纯化的(基本上纯的)或分离的聚糖的制剂是至少80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、98%、99%、99.5%、99.8%、99.9%或100%的聚糖,以w/w、w/v、v/v或摩尔%计(例如,不包括聚糖制剂可溶解于其中的任何溶剂,例如像水),并且在例如制造、提取/纯化和/或加工期间与伴随它的组分分离(例如使得聚糖基本上不含非期望的化合物)。可以通过任何适当的标准方法测量纯度,例如,通过柱色谱法(例如,尺寸排阻色谱法(SEC))、薄层色谱法(TLC)、气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)或核磁共振(NMR)光谱法。纯化的或纯度也可以限定对施用至人受试者安全的无菌程度,例如缺少有生活力的感染剂或毒性剂。
如本文所用,“微生物组”是指持续和暂时居住在受试者(例如人受试者)中和上的微生物群落(“微生物群”)的遗传内容物,这些微生物群落包括真核生物、古生菌、细菌和病毒(包括细菌病毒(例如,噬菌体)),其中“遗传内容物”包括基因组DNA、RNA(诸如核糖体RNA和信使RNA)、表观基因组、质粒和所有其他类型的遗传信息。在一些实施例中,微生物组具体是指生态位中微生物群落的遗传内容物。
如本文所用,“微生物群”是指出现(持续或暂时)在受试者(例如,人受试者)中和上的微生物群落,包括真核生物、古细菌、细菌和病毒(包括细菌病毒,例如噬菌体)。在一些实施例中,微生物群具体是指生态位中的微生物群落。
设施中的“参与者”是指设施的成员、设施处的居住者、工作者、患者、访客、或设施的职员成员。参与者的类型包括但不限于患者(例如,长期照护设施居住者、门诊患者);医疗从业者(例如,医师、护士、或医师助理);技师或技术人员;内务管理工作者;安全工作者;维护工作者;食物准备工作者;洗衣工作者;行政工作者;社会工作者;访客;和/或设施员工。患者可以包括长期照护设施居住者;频繁接受抗生素的患者;患有再发性泌尿道感染的患者;经导管插入的患者;具有泌尿道硬件(例如,弗利(Foley)导管、支架)的患者;免疫抑制的患者(例如,患有HIV/AIDS的患者);接受化学疗法(例如,细胞毒性化学疗法和/或造血干细胞移植)的患者;接受实质器官移植的患者;患有终末期器官衰竭的患者;先天性免疫抑制的患者(例如,患有SCID、CVID、布鲁顿氏无丙种球蛋白血症的患者);囊性纤维化患者;以及患有需要频繁住院的慢性病症的患者。
如本文所用,“药物组合物”是对减轻、治疗或预防疾病具有药理学活性或其他直接效果的组合物或制剂,和/或其最终剂型或配制品,并且是供人使用。药物组合物典型地在良好生产规范(GMP)条件下生产。药物组合物可以是无菌或非无菌的。如果是非无菌的,此类药物组合物典型地满足如美国药典(USP)或欧洲药典(EP)中所述的非无菌药学产品的微生物指标和标准。药物组合物可以进一步包含另外的活性剂(例如像另外的治疗剂),或可以与这些另外的活性剂共同施用。药物组合物还可包含例如另外的治疗剂、多酚、益生元物质、益生菌、药学上可接受的赋形剂、溶剂、载剂或其任何组合。本文所述的任何聚糖制剂都可以配制为药物组合物。
如本文所用,术语“受试者”是指任何人受试者。在一些实施例中,受试者是设施参与者。该术语不指示任何特定的年龄或性别。受试者可以包括怀孕妇女。受试者可以包括新生儿(早产新生儿、足月新生儿)、最多一岁的婴儿、幼儿(例如,1岁至12岁)、青少年(例如,13-19岁)、成人(例如,20-64岁)和老年人(65岁和以上)。
如本文所用(例如关于生物标志物或代谢物),“大幅减少”是减少5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、97%、98%、99%、99.9%或100%。
如本文所用(例如关于生物标志物或代谢物),“大幅增加”是增加10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、150%、200%、250%、300%、350%、400%、450%、500%、550%、600%、650%、700%、750%、800%、850%、900%、950%、1000%、或超过1000%。
如本文所用,“合成的”是指并非天然存在的人造化合物或制剂,诸如聚糖制剂。在一个实施例中,在合适的反应条件下,例如通过由添加至反应中的单个聚糖亚基产生寡聚物的聚合反应,使用催化剂(例如非酶催化剂(例如,聚合催化剂或固体酸催化剂)或酶催化剂(例如,糖苷酶或糖基转移酶))合成制剂的聚糖。在一些实施例中,催化剂充当水解剂且可以断裂糖苷键。在其他实施例中,催化剂可以形成糖苷键。在一个实施例中,在合适的反应条件下,例如通过由添加至反应中的单个聚糖亚基产生寡聚物的聚合反应,使用固相寡糖合成法合成制剂的聚糖。合成聚糖制剂也可以包括不是从天然寡糖或多糖源分离的聚糖。应当理解,虽然聚糖制剂不是从天然寡糖或多糖源分离,但组成聚糖的聚糖亚基可以且通常是从天然寡糖或多糖源(包括本文列出的那些)分离,或者从头合成。
如本文所用,术语“治疗”(“treating”和“treatment”)是指将试剂或组合物施用至受试者(例如,受不良病症、障碍或疾病困扰的有症状受试者),以减轻症状的严重程度和/或频率,预防不良事件或降低(患有)不良事件的风险,消除症状和/或其基础病因,和/或促进损伤改善或修复,和/或预防无症状受试者中的不良病症、障碍或疾病,该无症状受试者易受特定不良病症、障碍或疾病的影响或疑似发展该病症、障碍或疾病或处于发展该病症、障碍或疾病的风险下。
如本文所用,“病原体负荷”是指在相对或绝对方面,与设施参与者相关联的病原体的量,该量以每质量、或每体积、或每表面积的菌落形成单位计,或以相对组成计,例如占肠道内细菌的0.1%。病原体负荷与病原体生物量同义。
如本文所用,“抗生素抗性基因负荷”是指抗性决定簇的数量,该数量在相对方面,与来自微生物的总遗传物质相比;或者在绝对方面,用每质量、每体积、每表面积、或每人的抗性决定簇的拷贝数来表示。
如本文所用,“病原体储存库”是指在医疗保健设施、或设施参与者内的或与其相关联的一个或多个特定部位中病原体的数量,该医疗保健设施、或设施参与者在没有临床上明显的感染症状的情况下隐匿病原体。
如本文所用,“适应性缺陷”是指微生物群体的相对劣势,该相对劣势使得它们不能维持与另一群体一样高的数量,或者不能随时间持续存在。
如本文所用,“沉溺模块”是指这样的机制,通过该机制,经传播的遗传元件诸如质粒或转座子可以确保该遗传元件被复制并传播至子代细胞的后续世代。这些涉及诸如毒素-抗毒素系统的机制,由此遗传元件编码长寿命的毒素和短寿命的抗毒素。当存在遗传物质时,抗毒素的持续产生确保了生物体持续生长的能力,但是一旦遗传物质丧失,抗毒素就会丧失,并且毒素就会使生长停止或杀死所产生的细胞。在群体水平上,这确保了只有维持遗传物质的细胞才能持续存在。
如本文所用,“抗性决定簇”是指赋予对给定抗生素抗性所必需的基因、突变、或基因或遗传物质组。
如本文所用,“致病潜力”是指特定病原体在给定的一组设施参与者中引起疾病症状的潜力。
如本文所用,“致病感染性”是指具有其自身致病潜力的给定病原体将在给定设施参与者中引起症状性感染或疾病的可能性。病原体感染的严重程度可以以许多方式来测量,诸如通过临床检查,包括身体检查、生命体征、实验室值、住院时间、所涉及的器官系统、必要的治疗策略或程序、潜在或实际的后遗症、疾病进展、住院时间、以及重症监护或康复需求。
本说明书中引述或引用的所有出版物、专利和专利申请都通过援引并入本文,如同每一独立的出版物、或专利公开案具体且单独地指明通过援引并入本文一样。
实例
通过以下实例进一步说明本发明。提供这些实例仅是出于说明的目的,并且不得以任何方式解释为限制本发明的范围或内容。除非另有说明,否则本发明的实施将使用本领域常规的蛋白质化学、生物化学、重组DNA技术和药学方法。此类技术在文献中有充分说明。参见例如,T.E.Creighton,Proteins:Structures and Molecular Properties[蛋白质:结构和分子特性](W.H.Freeman and Company[弗里曼公司],1993);Green和Sambrook等人,Molecular Cloning:A Laboratory Manual[分子克隆:实验室手册],第4版(ColdSpring Harbor Laboratory Press[冷泉港实验室出版社],2012);Colowick和Kaplan,Methods In Enzymology[酶学方法](Academic Press[学术出版社]);Remington:TheScience and Practice of Pharmacy[雷明顿:药学科学与实践],第22版(PharmaceuticalPress[医药出版社],2012);Sundberg和Carey,Advanced Organic Chemistry:Parts Aand B[高等有机化学:部分A和B],第5版(Springer[施普林格出版社],2007)。
实例1.聚糖制剂
向配备有顶置式搅拌器和夹套式短路冷凝器的圆底烧瓶中添加一种或多种单糖或二糖以及按干重计3%-20%的一种或多种例如像在美国专利号9,079,171和WO 2016/007778(将这些专利通过引用以其全文并入本文)中描述的催化剂,例如含酸、离子、离子/酸的催化剂。将水或其他相容性溶剂(零或10当量)添加到干混合物中,并且使用大小匹配尽可能接近所选圆底烧瓶的轮廓的桨,将浆料以大约100rpm合并。然后将混合物加热至80℃-185℃。固体一旦实现熔融状态,就将容器置于10-1000毫巴真空压力下。将反应物搅拌30分钟至8小时,持续从反应物中去除水。通过HPLC监测反应进程。当发生足够的寡聚反应时,关闭搅拌器,将反应物冷却至室温并排气至大气压力,并将作为固体或糖浆的产物溶解于足以产生大约50Brix(克糖/100g溶液)的溶液的体积的水中。一旦溶解完全,通过过滤去除固体催化剂,并通过旋转蒸发将寡聚物溶液浓缩至大约50-75Brix。在使用有机溶剂的情况下,可以通过双相萃取去除与水不混溶的溶剂,并且可以在浓缩步骤的同时通过旋转蒸发去除水混溶性溶剂。
其中,以多个批次制备以下聚糖,并且将这些聚糖在本文所述的各种测定中进行测试:
单一聚糖单元(均聚糖):ara100、fru100、gal100、galA100、glcNac100、glu100、gluA100、Lglu100、man100、rha100、xyl100。
两种聚糖单元(杂聚糖):Ara60Xyl40、Ara80Xyl20、Gal20Ara80、Gal20Xyl80、Gal40Ara60、Gal40Man60、Gal40Xyl60、Gal57Glu43、Gal60Ara40、Gal60Man40、Gal60Xyl40、Gal80Ara20、Gal80Man20、Gal80Xyl20、Glu20Ara80、Glu20Xyl80、Glu40Ara60、Glu40Gal60、Glu40Xyl60、Glu50Gal50、Glu50Lglu50、Glu60Ara40、Glu60Gal20Man20、Glu60Gal40、Glu60Man40、Glu60Xyl40、Glu66Fru33、Glu75Gala25、Glu75GluA25、Glu75GluN25、Glu80Ara20、Glu80Gal20、Glu80Lglu20、Glu80Man20、Glu80Xyl20、Glu90LGlu10、Man20Ara80、Man20Xyl80、Man40Ara60、Man40Xyl60、Man60Ara40、Man60Glu40、Man60Xyl40、Man75Gal25、Man80Ara20、Man80Gal20、Man80Glu21、Man80Xyl20、Xyl60Ara40、Xyl75Ara25、Xyl80Ara20、以及杂合聚糖glu90sor10和glu90gly10。
三种聚糖单元(杂聚糖):Gal5Xyl5Ara90、Gal5Xyl90Ara5、Gal10Xyl10Ara80、Gal10Xyl45Ara45、Gal10Xyl80Ara10、Gal20Xyl20Ara60、Gal20Xyl40Ara40、Gal20Xyl60Ara20、Gal30Xyl30Ara40、Gal30Xyl40Ara30、Gal33Man33Ara33、Gal33Man33Xyl33、Gal33Xyl33Ara33、Gal45Xyl10Ara45、Gal45Xyl45Ara10、Gal50Glu25Fru25、Gal40Xyl20Ara40、Gal40Xyl30Ara30、Gal40Xyl40Ara20、Gal60Xyl20Ara20、Gal80Xyl10Ara10、Gal90Xyl5Ara5、Glu5Gal5Man90、Glu5Gal90Man5、Glu5Xyl5Ara90、Glu5Xyl90Ara5、Glu10Gal10Man80、Glu10Gal45Man45、Glu10Gal80Man10、Glu10Xyl10Ara80、Glu10Xyl45Ara45、Glu10Xyl80Ara10、Glu20Gal20Man60、Glu20Gal40Man40、Glu20Gal60Man20、Glu20Gal80、Glu20Xyl20Ara60、Glu20Xyl40Ara40、Glu20Xyl60Ara20、Glu30Gal30Man40、Glu30Gal40Man30、Glu30Xyl30Ara40、Glu30Xyl40Ara30、Glu33Gal33Ara33、Glu33Gal33Fuc33、Glu33Gal33Man33、Glu33Gal33Xyl33、Glu33Man33Ara33、Glu33Man33Xyl33、Glu33Xyl33Ara33、Glu40Gal20Man40、Glu40Gal30Man30、Glu40Gal40Man20、Glu40Xyl20Ara40、Glu40Xyl30Ara30、Glu40Xyl40Ara20、Glu45Gal10Man45、Glu45Gal45Man10、Glu45Xyl10Ara45、Glu45Xyl45Ara10、Glu60Xyl20Ara20、Glu75GluNAc25、Glu80Gal10Man10、Glu80Xyl10Ara10、Glu90Gal5Man5、Glu90Xyl5Ara5、Man33Xyl33Ara33、Man52Glu29Gal19。
四种聚糖单元(杂聚糖):Gal25Man25Xyl25Ara25、Glu25Gal25Man25Ara25、Glu25Gal25Man25Xyl25、Glu25Gal25Xyl25Ara25、Glu25Man25Xyl25Ara25。
五种聚糖单元(杂聚糖):Glu20Gal20Man20Xyl20Ara20。
聚糖通过代表单体糖组分的三至六字母代码随后是反映单体构成的材料的百分比的百分数来描述。因此,‘glu100’归于由100%D-葡萄糖(聚糖单元)输入产生的聚糖,并且‘glu50gal50’归于由50%D-葡萄糖和50%D-半乳糖(聚糖单元)输入或替代性地乳糖二聚体(聚糖单元)输入产生的聚糖。如本文所用:xyl=D-木糖;ara=L-阿拉伯糖;gal=D-半乳糖;glu=D-葡萄糖;rha=L-鼠李糖;fuc=L-岩藻糖;man=D-甘露糖;sor=D-山梨糖醇;gly=D-甘油;neu=NAc-神经氨酸;Lglu=L-葡萄糖;gluA=D-葡糖醛酸;gluN=D-葡糖胺;gluNAc=N-乙酰-D-葡糖胺;galA=D-半乳糖醛酸。
实例2.纯化
将寡糖和多糖溶解于去离子水中至终浓度为25-50Brix。然后将该物质暴露于至少2质量当量的Dowex Monosphere 88离子交换树脂。暴露可以通过在120-170rpm的烧瓶中涡旋或通过穿过湿浆料填充柱过滤来进行,只要停留时间足以使溶液实现3至5的最终pH。通过过滤(如在涡旋反应的情况下)或洗脱(如在柱过滤的情况下)分离寡聚物溶液,并且以类似方式用Dowex Monosphere 77离子交换树脂重复该过程,直到溶液pH高于5.5。最后,使溶液暴露于Dowex Optipore SD-2吸附剂脱色树脂,直到溶液充分澄清并通过0.2微米过滤器过滤以去除残留的树脂和树脂细粒。然后通过旋转蒸发将最终溶液浓缩至50-85Brix,或通过冻干法浓缩成固体。
实例3.小规模的高通量制备
将寡聚物和聚合物以平行方式在24孔、48孔或96孔板中或在容纳于铝加热块中的1打兰小瓶的类似尺寸阵列中合成。在该实例中,所有液体转移由可编程机器人操作或使用校准的移液管手动操作。向每个小瓶或孔中添加按干重计20%-100%的一种或多种例如像美国专利号9,079,171和WO 2016/007778中描述的催化剂,例如,含酸、离子、离子/酸的催化剂。将板或加热块无遮盖地放置在真空烘箱中,在10-800毫巴的真空下加热至50℃-150℃。烘箱真空泵由两级冷凝器保护,该两级冷凝器由循环冷却剂捕集器,然后是干冰/丙酮捕集器组成。将板或块在升高的温度和减压下加热30分钟至6小时,无需搅拌。在预先设定的一段时间后,将烘箱放空至大气压,将板或块冷却至室温,并且用去离子水将每个孔或小瓶稀释至大约50Brix。实例2中描述的固相萃取步骤通过顺序湿法填充柱进行洗脱来进行,其中使用蠕动泵或其他合适的小型泵使来自每个柱的洗脱液以2至6个床体积/小时的速率立即流动到下一个柱的顶部中。然后用去离子水冲洗柱堆,并且通过冻干法浓缩合并的流出物,以分离具有按质量计1%-10%的残留水含量的固体粉末。
实例4.低分子量种类的去除
改性寡聚物或聚合物以去除低分子量种类。
在一个实施例中,通过渗透分离来实现分离。将来自光谱实验室(Spectrum Labs)的大约45cm的1.0kD MWCO Biotech CE透析管(31mm平宽)置于去离子水中并浸泡10分钟,然后用透析管夹将一端密封。将8克干寡糖的25Brix溶液无菌过滤,并用第二夹连同几毫升空气密封入管中以使管漂浮。然后将填充管置于3加仑的去离子水槽中,用足够的力量搅拌以引起密封管缓慢涡旋。8小时后,更换槽中的水并允许将管再搅拌16小时。一旦透析完成并且材料具有大于95%的DP2+产率以及大于90%的DP3+产率,将稀溶液无菌过滤并真空浓缩至终浓度为大约65Brix或冻干成固体,其中残留水分在1%与10%之间。
在第二实施例中,通过切向流过滤(TFF)来实现分离。在这种情况下,将100mL溶解在去离子水中并经过无菌过滤的25Brix聚糖样品置于根据制造商的建议制备的SpectrumLabs KrosFlo Research IIi TFF系统的进料瓶中。然后在25psig的跨膜压力下将样品渗滤通过1kD mPES MidiKros中空纤维过滤器。使用每0.5个渗滤体积取的原料的HPLC样品来确定何时该材料具有大于95%的DP2+产率以及大于90%的DP3+产率,此时将溶液无菌过滤并真空浓缩至65Brix糖浆或冻干成固体,其中残留水分含量按质量计为1%-10%。
在第三实施例中,通过乙醇沉淀实现分离。在这种情况下,将100mL的25Brix聚糖样品以不高于10mL/分钟的速率倒入含有900mL纯USP级乙醇的剧烈搅拌的烧杯中。一旦加入完成,将沉淀的固体在室温或略低于室温下再搅拌15分钟。通过在氮气氛下以防止水合和生胶、通过细玻璃料烧结的玻璃漏斗过滤来分离沉淀的固体。将固体用乙醇冲洗一次,然后溶解于水中至终浓度为25Brix并再浓缩至>65Brix。然后将糖浆稀释回至25Brix并且再浓缩一次以确保去除残留的乙醇。
实例5.用于分析制剂的方法
通过液体折射测定来测量浓度
设计该实验以定量任何给定水性溶液中聚糖的量。使用高纯度反渗透去离子水对Mettler-Toledo Refracto 30GS便携式糖折射仪进行校准。将几滴聚糖溶液通过0.2微米针筒式滤器直接过滤到折射仪的透镜上。在室温下进行测量,并报告为Brix。将聚糖常规浓缩至50、60、70或75Brix,在23℃下无明显固化或结晶。假设水的比密度等于1.0g/mL,则可以将Brix转化为溶解度。因此,75Brix(由75克聚糖和25克水组成的100克溶液)等于3.0g/mL的水溶解度。作为比较,据报道西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich)的D-葡萄糖在25℃下的水溶解度为0.909g/mL(48Brix)。
通过水解和GC-MS得到的单体组成
设计该实验以定量给定寡糖中单体含量的比率。如先前由Santander等人(2013)Microbiology[微生物学]159:1471所述的,通过对通过酸性甲醇分解从样品产生的单糖甲基糖苷的全O-三甲基甲硅烷基(TMS)衍生物的组合气相色谱/质谱(GC/MS)法进行糖基组成分析。将100与200μg之间的样品冻干到合适的测试管中。将肌醇(20μg)作为内标添加至样品中,然后将样品在1M HCl/甲醇中加热至80℃,持续18小时。然后将所得的单糖使用吡啶和乙酸酐的MeOH溶液再乙酰化,并且用Tri-Sil(皮尔斯公司(Pierce))在80℃下全O-三甲基甲基硅烷化30分钟。在对接到5975C MSD的安捷伦7890A GC上,使用Supelco Equity-1熔融二氧化硅毛细管柱(30m×0.25mm ID)进行对TMS甲基糖苷的GC/MS分析。基于与已知标准品的比较将每个峰指派给组分糖,并且各峰的整合允许清楚计算示例聚糖内单体的相对百分比。在所有列举的聚糖中,可以常规鉴定条件,其中给定寡糖的单体组成在实验误差内与输入比匹配,并且输出组合物在测量精度内与输入组合物匹配。
通过尺寸排阻色谱法(SEC)得到的分子量分布
设计该实验以定量给定寡糖内分子量的分布。使用美国药典专论[Monograph ofUnited States Pharmacopeia],38(6)In-Process Revision:Heparin Sodium[过程内修订:肝素钠](USP37-NF32)中描述的方法通过HPLC进行测量。在安捷伦1200HPLC系统上经由GE superpose 12柱进行分离,使用50mM乙酸铵作为洗脱液(流速1.0mL/min)和ELSD检测器。柱温设定为30℃,并且使用右旋糖酐(1kD、5kD、10kD重量)来绘制标准曲线。制备样品的2mg/ml溶液并且将该溶液通过0.45μm旋转过滤器,随后40μl注射到HPLC中。基于所列标准品的对数分子量和洗脱体积构建三阶多项式曲线。通过与标准曲线进行比较来计算样品的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)和多分散指数(PDI)。图1示出了glu100样品SEC评估期间产生的曲线,其中确定平均分子量为1212g/mol或大约DP7。如由在曲线前部的10%最大吸收时曲线上的点定义的材料的分子量的上限被确定为4559g/mol或大约DP28。如由曲线后部的10%最大吸收定义的材料的分子量的下限被确定为200g/mol或大约DP1。对glu50gal50样品的类似分析显示MW、高质量和低质量分别为1195g/mol(约DP7)、4331g/mol(约DP27)和221g/mol(约DP1)。
通过离子亲和色谱法(IAC)得到的分子量分布
可以通过离子亲和色谱法测定DP大于或等于2(DP2+)和3(DP3+)的聚糖的比例。将聚糖的样品稀释至50-100mg/mL,并且将10μL此溶液注射到配备有7.8x300 mm BioRadAminex HPX-42A柱和RI检测器的安捷伦1260BioPure HPLC上。使用纯HPLC级水作为洗脱液,将样品以0.6mL/min通过80℃柱和保持在50℃的RI检测器进行洗脱。通过与参考标准品进行比较来分配代表DP1-6的峰,并使用安捷伦ChemStation软件进行整合。典型地将峰整合为DP1、DP2、DP3、DP4-7和DP8+。通过实例1中描述的反应可实现的DP在单体与单体之间变化,但如果遵循该程序则在各批次之间是一致的。例如,在17批glu100中,DP2+值范围为77%-93%并且DP3+值范围为80%-90%。相反,在6批ara100中,DP2+值范围为63%-78%并且DP3+值范围为48%-71%。单体的混合物表现为单个组分的平均值。
通过2D NMR得到的α-/β-分布
设计该实验以通过二维NMR定量给定样品内的α糖苷键和β糖苷键的比率。将大约150mg的65Brix寡糖溶液在45℃-95℃、400毫巴压力下在真空烘箱中干燥至稳定的质量。将样品在D2O中进行两轮溶解并干燥以去除残留的H2O。一旦干燥,将样品溶解于具有0.1%丙酮的750μL D2O中,置于3mm NMR管中,并在配备有在21.1℃运行的布鲁克(Bruker)BBFO探头的在500.13MHz 1H(125.77MHz 13C)下运行的布鲁克Avance-III中分析。使用标准布鲁克脉冲序列,使用杂原子单量子相干脉冲序列(HSQC)分析样品。如Roslund等人(2008)Carbohydrate Res.[碳水化合物研究]343:101-112中报道的,通过类比葡萄糖分配4-6ppm(1H)和80-120ppm(13C)之间的异头质子。光谱参考内部丙酮信号:1H–2.22ppm;13C–30.8ppm。使用来自梅斯特实验室研究公司(Mestrelab Research)(圣地亚哥-德孔波斯特拉(Santiago de Compostela),西班牙)的MNova软件包,通过整合它们各自的峰来定量异构体。图2示出了代表性光谱的异头区。以这种方式测定了300多个样品并且表1列出了单体组合样品中的分布,显示出α/β比率如在rha100的情况下高至4:1,并且如在glu50gal50的情况下低至1:1。
表1:在聚糖的各批次和各类型中的α键和β键的分布
通过NMR鉴定组成
设计该实验以通过2D-NMR鉴定组成单体来鉴定聚糖的组成。将大约150mg的65Brix寡糖溶液在45℃-95℃、400毫巴压力下在真空烘箱中干燥至稳定的质量。将样品在D2O中进行两轮溶解并干燥以去除残留的H2O。一旦干燥,将样品溶解于具有0.1%丙酮的750μL D2O中,置于3mm NMR管中,并在配备有在70℃运行的布鲁克BBFO探头的在500.13MHz 1H(125.77MHz 13C)下运行的布鲁克Avance-III中分析。使用标准布鲁克脉冲序列,使用杂原子单量子相干脉冲序列(HSQC)分析样品。然后检查衍生自单糖单体的每个聚糖光谱的异头区的代表该单体特征性的特定糖苷键的峰。对于任何给定的聚糖,HSQC光谱允许鉴定特定区域化学键和立体化学键排列所特有的峰。例如,图5示出了glu100制剂的光谱的部分分配,展示了这些峰可以如何用于鉴定特定的糖苷区域化学和立体化学。由于多糖内单个碳水化合物环的旋转分离性质,预测具有多于一种单体的聚糖的HSQC光谱由其每种组成糖的HSQC峰的总和表示。因此,每种组成单体具有独特的HSQC峰,这些独特的HSQC峰将出现在含有该单体的任何聚糖中,而与其他组成单体无关,并且此外,用于合成聚糖的单体可以通过鉴定每种组成单体所特有的指纹峰来确定。例如,图3B显示glu50gal50的HSQC光谱是glu100(图3A)和gal100(图3C)的光谱的杂合体。表2列出了所选的聚糖单元的指纹峰。
表2:针对每种组分糖的诊断性HSQC峰。
对于用作合成含有3种或更少种不同聚糖单元的聚糖的起始材料的每种聚糖单元出现至少5个峰。含有4种或更多种不同聚糖单元的聚糖的HSQC光谱对于每种组成聚糖单元具有至少4个峰。
图6A和6B分别示出了针对man100和xyl100的HSQC光谱。
糖苷键分析
设计该实验以定量给定寡糖内糖苷区域异构体(分支)的分布。对于糖基键分析,将样品进行全甲基化、解聚、还原和乙酰化;并且通过气相色谱-质谱(GC-MS)分析所得部分甲基化糖醇乙酸酯(PMAA),如Heiss等人(2009)Carbohydr.Res.[碳水化合物研究]344:915中所述。将样品悬浮于200μl二甲基亚砜中并搅拌1天。通过用氢氧化钠(15min)和甲基碘(45min)处理两轮实现全甲基化。通过添加2M三氟乙酸并加热至121℃持续2小时将水溶液水解。将固体真空分离并在乙酸/三氟乙酸中乙酰化。在对接到5975C MSD(质量选择检测器,电子碰撞电离模式)的安捷伦7890A GC上分析所得PMAA;在30m Supelco SP-2331键合相熔融石英毛细管柱上进行分离。图4示出了来自该分析的三个代表性GC光谱。这些分析显示,聚糖具有至少0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%、5%、10%或更多的1,2-糖苷键类型,例如ara100=3.8%,gal100=7.2%;至少0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%、5%、10%或更多的1,3-糖苷键类型,例如3-bn-glu100=1.7%,glu50gal50=10.4%;至少0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%、5%、10%或更多的1,4-糖苷键类型,例如glu50gal50=5.9%,gal33man33ara33=10.1%;以及至少0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%、5%、10%、15%、20%、25%或更多的1,6-糖苷键类型,例如gal33man33ara33=13.4%,glu100=25.4%。该材料还含有至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%或更多的支链键类型(包括但不限于1,3,6-;1,4,6-;或1,2,4-糖苷,例如表3),支化度(DB)为至少0.05。支化度定义为支化单体相对于单体单元的总数的平均数。例如,其中20%的葡萄糖单体单元含有与三个或更多个其他葡萄糖单体的糖苷键的glu100聚糖聚合物的DB为0.20。聚糖还具有约3%-12%的呋喃糖形式的单体单元。源自单一单体的聚糖由至少12种不同的非末端取代模式组成。源自两种单体的聚糖由至少18种不同的非末端取代模式组成,例如glu-1,2-glu;glu-1,2-gal;gal-1,2-glu;gal-1,2-gal;glu-1,2(glu),6-glu;glu-1,3-glu;glu-1,3-gal;等。源自三种或更多种单体的聚糖由至少24种不同的非末端取代模式组成。
表3.支化度(DB)测量的样品;选自54种特征如本文所述的不同制剂的样品。
表4a:示例性聚糖聚合物制剂
表4b:示例性聚糖聚合物制剂
实例6:在聚糖制剂存在下在限定的群落测定中的致病性细菌(包括VRE和CRE)的减少
检查添加至在作为唯一碳源的聚糖存在下生长的复杂微生物群落中的CRE肺炎克雷伯氏菌、CRE大肠杆菌、和VRE屎肠球菌的水平以确定病原体水平是否可以选择性降低。
构建限定的群落,该群落由属于放线菌门、厚壁菌门、和拟杆菌门的46种菌株构成:延长布劳特氏菌(Blautia producta)、汉逊布劳特氏菌(Blautia hansenii)、隐藏梭菌(Clostridium celatum)、解纤维素拟杆菌(Bacteroiodes cellulosilyticus)、内脏臭味杆菌(Odoribacter splanchnicus)、链状双歧杆菌(Bifidobacterium catenulatum)、霍氏真杆菌(Eubacterium hallii)、多氏拟杆菌(Bacteroides dorei)、假链状双歧杆菌(Bifidobacterium pseudocatenulatum)、青春双歧杆菌、嗜粪拟杆菌(Bacteroidescoprophilus)、干酪乳杆菌、灵巧粪球菌(Coprococcus catus)、角形双歧杆菌(Bifidobacterium angulatum)、凸腹真杆菌(Eubacterium ventriosum)、多产毛螺菌(Lachnospira multipara)、粪副拟杆菌(Parabacteroides merdae)、芬氏拟杆菌(Bacteroides finegoldii)、吉氏副拟杆菌(Parabacteroides distasonis)、多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron)、氢营养布劳特氏菌(Blautia hydrogenotrophica)、类球布劳特氏菌(Blautia coccoides)、鲍氏梭菌(Clostridium bolteae)、闪烁梭菌、双形霍尔德曼氏菌(Holdemanella biformis)、长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacterium longumsub.Infantalis)、卵形瘤胃球菌(Ruminococcus obeum)、产甲酸多尔氏菌(Doreaformicigenerans)、产气柯林斯菌(Collinsella aerofaciens)、挑剔真杆菌、普氏粪杆菌、长双歧杆菌、粪便普雷沃菌(Prevotella copri)、直肠真杆菌、单形拟杆菌(Bacteroidesuniformis)、溶糊精琥珀酸弧菌(Succinivibrio dextrinosolvens)、肠罗斯氏菌(Roseburia intestinalis)、系结梭菌(Clostridium nexile)、粪拟杆菌(Bacteroidescaccae)、普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)、长链多尔氏菌(Dorea longicatena)、嗜粘蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila)、多形拟杆菌、解纤维素拟杆菌、共生梭菌(Clostridium symbiosum)、和活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)。
将46种菌株中的每一种在标准碎肉葡萄糖培养基(CMG)中单独地生长18-48小时,这取决于菌株。将每种培养物的光密度(OD600)调整至0.2,并且将等体积的每种培养物合并到一个具有15%最终甘油的瓶子中。将1.5mL等分试样在-80C下冷冻。将冷冻的等分试样解冻,用没有添加碳源的梭菌基本培养基洗涤,并且调整至OD=0.01。使获自CDC的CRE肺炎克雷伯氏菌、CRE大肠杆菌、和VRE屎肠球菌中的每一种在37C下在BHI培养基中有氧生长12小时。将每种培养物的光密度(OD600)调整至0.01并且添加至限定的群落的溶液中,至终浓度为12%。
将此群落在厌氧室中在供应有以下聚糖制剂作为唯一碳源的培养基上生长24小时:Fru100-9、Gal50Fru50-2、Glu100-104、Glu100-20、Glu50Gal50-27、Gal33Man33Ara33-11、Glu20Gal60Man20-1、Gal33Xyl33Ara33-2、Glu33Gal33Man33-1、Man33Xyl33Ara33-1、Glu33Gal33Xyl33-1、Glu25Gal25Man25Xyl25-1、Glu33Gal33Ara33-3、Glu25Gal25Man25Ara25-2、Gal33Man33Xyl33-2、Glu25Gal25Xyl25Ara25-2、Gal33Man33Ara33-18、Glu25Man25Xyl25Ara25-1、水-1、Gal25Man25Xyl25Ara25-2、Glu33Man33Ara33-2、Glu20Gal20Man20Xyl20Ara20-1、Glu33Xyl33Ara33-1、Glu90Gal5Man5-2、Glu100-103、Glu80Gal10Man10-1、Glu33Gal33Xyl33-3、Glu60Gal20Man20-1、Gal33Man33Xyl33-3、Glu40Gal30Man30-1、Gal33Man33Ara33-13、Glu20Gal40Man40-1、Glu33Man33Xyl33-2、Glu10Gal45Man45-2、Glu33Man33Ara33-1、Glu5Gal90Man5-1、Gal33Xyl33Ara33-1、Glu10Gal80Man10-1、Man33Xyl33Ara33-2、Glu20Gal60Man20-2、Glu25Gal25Man25Xyl25-2、Glu33Gal33Man33-2、Glu25Gal25Man25Ara25-1、Glu100-77、Glu25Man25Xyl25Ara25-2、Glu5Gal90Man5-2、Gal25Man25Xyl25Ara25-1、Glu10Gal80Man10-2、Glu20Gal20Man20Xyl20Ara20-2、Glu30Gal40Man30-2、Glu90Gal5Man5-1、Glu30Gal40Man30-1、Glu80Gal10Man10-2、Glu40Gal20Man40-2、Glu60Gal20Man20-2、Glu40Gal20Man40-1、Glu40Gal30Man30-2、Glu45Gal10Man45-1、Glu20Gal40Man40-2、Glu45Gal10Man45-2、Glu10Gal45Man45-1、Glu5Gal5Man90-1、Gal100-10、Xyl75Ara25-2、Glu5Gal5Man90-2、Glu45Gal45Man10-1、Glu10Gal10Man80-2、Glu45Gal45Man10-2、Glu10Gal10Man80-1、Ara100-3、Glu20Gal20Man60-1、Man100-6、Glu20Gal20Man60-2、Ara100-4、Glu30Gal30Man40-2、Xyl100-7、Glu30Gal30Man40-1、Man52Glu29Gal19-1、Glu40Gal40Man20-2、Glu50Gal50-39、Glu40Gal40Man20-1、Glu50Gal50-21、Gal100-4、Glu20Gal80-1、Glu100-129、Glu100-130、Glu100-74、Glu100-136、Glu100-98、Glu100-78、Glu100-141、Glu100-66、Glu100-29、Glu100-89、Glu100-18、Glu100-133、Glu100-99、Glu100-68、Glu100-72、Glu100-17、Glu100-82、Glu100-64、Glu100-33、Glu50Gal50-42、Glu100-76、Glu50Gal50-3、Glu100-131、Gal80Xyl20-1、Glu100-83、Gal60Xyl40-1、Glu100-139、Gal40Xyl60-1、Glu100-84、Gal20Xyl80-1、Glu50Gal50-22、Gal80Ara20-1、Gal60Ara40-1、Gal40Ara60-1、Glu50Gal50-32、Gal20Ara80-1、Gal100-3、Ara100-6、Man80Xyl20-1、Xyl60Ara40-1、Man60Xyl40-1、Glu33Gal33Man33-4、Man40Xyl60-1、Glu33Gal33Xyl33-2、Man20Xyl80-1、Glu33Gal33Ara33-4、Man80Ara20-1、Gal33Man33Xyl33-1、Man60Ara40-1、Gal33Man33Ara33-17、Man40Ara60-1、3-Obn、Man20Ara80-1、Glu80Gal20-1、Xyl80Ara20-1、Glu60Gal40-1、Ara100-2、Ara100-5、Glu40Gal60-1、Glu60Ara40-1、Gal80Man20-1、Glu40Ara60-1、Gal60Man40-1、Glu20Ara80-1、Gal40Man60-1、Man75Gal25-1、Glu80Xyl20-1、Ara80Xyl20-1、Glu60Xyl40-1、Ara60Xyl40-1、Glu40Xyl60-1、Glu80Man20-1、Glu20Xyl80-1、Glu60Man40-1、Glu80Ara20-1、Man80Glu20-1、Ara100-7、Gal100-9、Man80Gal20-3、Glu50Gal50-18、Glu60Man40-2、Glu50Gal50-40、Man60Glu40-1、Glu50Gal50-28、Glu33Gal33Man33-3、Glu50Gal50-41、Glu33Gal33Ara33-1、Glu50Gal50-9、Gal33Man33Ara33-12、Glu50Gal50-43、Glu33Gal33Ara33-5、Glu50Gal50-30、Glu50Gal50-46、Glu50Gal50-33、Man100-7、Gal100-8、Gal100-7、Gal100-2、Gal57Fru43-1、Glu100-114、Glu100-116、Glu100-127、Glu100-87、Man100-15、Glu66Fru33-1、galnac100-1、Gal57Glu43-2、Ara88Gal3Rha2GalA3-1、Gal50Glu25Fru25-1、Gal81Ara14-1、Gal57Glu43-1、GalA60Rha10Ara1Xyl1Gal23-1、Glu100-107、Glu100-123、galnac50GluA50-1、GalA9Rha3Ara6Gal82-1、Ara38Xyl62-1、Glu97-1、Gal22Man78-1、Xyl34Glu45Gal18Ara3-1、Glu100-112、Glu50Gal50-36、Glu33Gal33Fru33-1、Glu100-105、Glu100-100、Gal100-13、Glu100-125、Glu100-138、Xyl100-2、Glu100-134、Glu100-67、Glu100-85、Glu100-79、Glu100-135、Glu100-71、Glu100-21、Glu100-137、Glu~30Gal~70-1、Glu100-16、Glu~50Man~50-1、Glu100-81、Glu~20~Xyl80-1、Glu~20Xyl~80-1、glu50fru50-1、Fuc100-1、Glu100-119、Rib100-1、Man100-10、Glu50Gal50-37、Gal100-14、Sor100-1、Ara100-9、gly100-1、Lara100-1、Neu100-2、Fru100-10、Glun100-1、Xyl100-6、Gala100-2、Rha100-1、Glua100-1、Manni100-1、Glu50Gal50-20、Glu50Gal50-2、Fru100-7、Glu100-65、Glu100-75、Glu100-90、Glu50Lglu50-1、Glu80Lglu20-1、Glu90Lglu10-1、Glu100-140、Glu75Glunac25-1、Glu50Gal50-11、Glu100-6、Tbdps-Gal100-1、Gal33Man33Ara33-9、Glu50Gal50-8、Gal33Man33Ara33-15、Glu50Gal50-45、Gal33Man33Ara33-1、Glu50Gal50-7、Gal33Man33Ara33-4、Glu50Gal50-34、Gal33Man33Ara33-3、Glu50Gal50-17、Gal33Man33Ara33-14、Glu50Gal50-19、Glu90Xyl5Ara5-1、Glu50Gal50-13、Glu80Xyl10Ara10-1、Gal33Man33Ara33-2、Glu60Xyl20Ara20-1、Gal33Man33Ara33-10、Glu40Xyl30Ara30-1、Glu20Xyl40Ara40-1、Glu20Xyl20Ara60-1、Glu10Xyl45Ara45-1、Glu30Xyl30Ara40-1、Glu5Xyl90Ara5-1、Glu40Xyl40Ara20-1、Glu10Xyl80Ara10-1、Glu45Xyl45Ara10-1、Glu20Xyl60Ara20-1、Gal90Xyl5Ara5-1、Glu30Xyl40Ara30-1、Gal80Xyl10Ara10-1、Glu40Xyl20Ara40-1、Gal60Xyl20Ara20-1、Glu45Xyl10Ara45-1、Gal40Xyl30Ara30-1、Glu5Xyl5Ara90-1、Gal20Xyl40Ara40-1、Glu10Xyl10Ara80-1、Gal10Xyl45Ara45-1、Gal5Xyl90Ara5-1、Gal40Xyl40Ara20-1、Gal10Xyl80Ara10-1、Gal45Xyl45Ara10-1、Gal20Xyl60Ara20-1、3-Bn、Gal30Xyl40Ara30-1、glu50gal50-22、Gal40Xyl20Ara40-1、glu50gal50-24、Gal45Xyl10Ara45-1、glu50gal50-23、Gal5Xyl5Ara90-1、glu50gal50-15、Gal10Xyl10Ara80-1、glu50gal50-19、Gal20Xyl20Ara60-1、glu50gal50-20、Gal30Xyl30Ara40-1、glu50gal50-13、Glu100-3、glu50gal50、Glu50Gal50-10、glu50gal50、glu50gal50-1、glu50gal50-16、glu50gal50-14、glu50gal50-21、glu50gal50-18、glu50gal50-11、glu50gal50-12、glu50gal50-17、6-TBDPS、Glu100-63、6-TBDPS、Glu100-73、乙酰化gal33man33ara33-3、丁酰化gal33man33ara33-8、Glu60Man40-4、gal33man33ara33-4、Man80Gal20-2、gal33man33ara33-1、Glu50Gal50-14、gal33man33ara33-2、Glu50Gal50-24、gal33man33ara33-6、Fru100-8、gal33man33ara33-7、gal33man33ara33-5、Glu100-70、Glu100-69、Gal33Man33Ara33-8、Gal100-5、Man66Gal33-3、Glu100-2、Xyl100-3、Glu100-115、Glu100-124、Glu100-106、Gal50Fru50-3、Glu100-117、Glunac100-1、Glunac100-2、Man100-9、Man100-2、Glu100-128、Man100-11、a-1,6-glu100-1、Glu100-94、Man66Gal33-1、Man66Gal33-2、Glu100-143、Glu100-10、Glu100-11、Glu100-26、Glu100-1、Glu100-24、Glu100-9、Glu100-7、丁酰化Gal85Ara15-10、Gal85Ara15-8、Gal85Ara15-5、Gal85Ara15-6、Glu100-15、Glu100-102、Glu100-22、Glu100-92、Glu100-12、Glu100-4、Gal85Ara15-7、Glu100-8、Gal85Ara15-9、和Glu100-23。“Man”、“glu”、“gal”、“xyl”等指示糖;紧跟着的数字指示制剂中糖的相对数量(例如,Man80gal20意指制剂含有80%甘露糖和20%半乳糖),并且破折号后的数字指示与另一种聚糖制剂(例如-3)具有不同特征的聚糖制剂(例如-1),它们在本文所述的聚糖制剂的范围内彼此不同。
作为对照,将水添加至没有任何添加的碳源的培养基中。测定中每种聚糖的终浓度为0.5%。每种聚糖在每个生长板中呈现3次并且是细菌的唯一碳源。将板在37℃下在厌氧室AS-580中孵育总共24小时。在24小时处,测定与聚糖一起孵育的每个群落的光密度,并且将所得测量值用作总厌氧生长的代用指标。
为了确定此限定的群落中病原体的水平,将4uL培养物在新鲜的Luria-Bertani(LB)培养基中稀释,并且在37C下有氧孵育5小时。使用伯腾公司(Biotek)读板仪完成光密度生长曲线,并且使用R包生长曲线仪对该曲线通过计算进行分析。计算到对数中期的时间,并且将其用于确定实验厌氧期结束时的总病原体负荷。较小的到对数中期的时间值对应于较高的实验厌氧期结束时的病原体水平。
为了鉴定支持总体群落生长,同时减少病原体生长的聚糖,将到对数中期的时间(病原体生长的替代指标–较高是病原体生长较少的标志)和厌氧期结束时的OD600(较高是共生体生长较多的标志)两者在其对应的从0至1的量度内进行了归一化。将这些值相乘并且从1中减去(1-厌氧生长*有氧生长)。将所有聚糖相对于没有任何附加碳源的对照进行归一化,并且鉴定出减少病原菌最多的聚糖。
鉴定出改善共生群落总体生长同时还减少总病原体生长的聚糖(表9-11)。当将共生群落生长和病原体生长减少相组合时,多种聚糖对于CRE大肠杆菌将超控制改善>25%(参见图7),对于VRE屎肠球菌将超控制改善>5%(参见图8),并且对于肺炎克雷伯氏菌将超控制改善>30%(参见图9)。这些结果表明,可以使用不同的聚糖来减少不同的致病性细菌。
表5.当针对总体群落生长进行控制时减少CRE肺炎克雷伯氏菌的聚糖。
表6.当针对总体群落生长进行控制时减少CRE大肠杆菌的聚糖。
表7.当针对总体群落生长进行控制时减少VRE屎肠球菌的聚糖。
实例7:在聚糖制剂存在下在来自干细胞移植患者的粪便浆液中的致病性细菌的减少
进行了测定以评估从经受干细胞移植的患者收集的人粪便群落利用不同聚糖并竞争性地减少致病性细菌的生长的能力。从5名被诊断为患有急性髓性白血病、霍奇金氏淋巴瘤(Hodgkin’s lymphoma)、或慢性粒细胞性白血病的患者中收集粪便样品。所有患者均在充分准备或非清髓性准备的情况下进行了骨髓移植输注。使所有患者接受左氧氟沙星(Levoflaxacin)抗生素。
患者的临床特征列于表8中。
将人粪便样品在-80℃下储存。为了制备工作储液,将粪便样品转移到厌氧室中并将其解冻。将每个粪便样品在pH 7.4的磷酸盐缓冲盐水(PBS)(P0261,天惠华公司(TeknovaInc.),加利福尼亚州霍利斯特(Hollister,CA))、15%甘油中制备成20%w/v,并且在-80℃下储存。将20%w/v粪便浆液+15%甘油以2,000xg离心,去除上清液,并且将团块悬浮于900mg/L氯化钠、26mg/L二水合氯化钙、20mg/L六水合氯化镁、10mg/L四水合氯化锰、40mg/L硫酸铵、4mg/L七水合硫酸铁、1mg/L六水合氯化钴、300mg/L磷酸氢二钾、1.5g/L磷酸氢二钠、5g/L碳酸氢钠、0.125mg/L生物素、1mg/L吡哆醇、1m/L泛酸盐、75mg/L组氨酸、75mg/L甘氨酸、75mg/L色氨酸、150mg/L精氨酸、150mg/L甲硫氨酸、150mg/L苏氨酸、225mg/L缬氨酸、225mg/L异亮氨酸、300mg/L亮氨酸、400mg/L半胱氨酸、和450mg/L脯氨酸(Theriot CM等人Nat Commun.[自然通讯]2014;5:3114)以制备1%w/v粪便浆液。将CRE肺炎克雷伯氏菌从CDC获得,在37C下在BHI培养基中有氧生长12小时。将每种培养物的光密度(OD600)调整至0.01并且添加至限定的群落的溶液中,至终浓度为12%。
使所制备的1%w/v粪便浆液与总共34种聚糖一起孵育并且随后测试其病原体生长的有效减少。测试的聚糖包括在96孔深微板中、终浓度为0.5%w/v的Ara100-11、Gal100-8、Glu50Gal50-24、Fru100-9、Gal50Fru50-2、Gal57Fru43-1、Glu100-114、Glu100-8、galnac100-2、Glu100-94、Glu100-107、Glu100-34、Glu100-3、Ara100-9、Gal85Ara15-5、Glu66Fru33-1、a-1,6-glu100-1、Gal100-13、Glu100-119、Glu100-20、Glu50Gal50-27、Gal50Glu25Fru25-1、galnac50GluA50-1、Glu100-123、Man100-15、Glu100-116、Gal33Man33Ara33-11、Glu100-26、Gal57Glu43-2、Glu100-127、Lara100-1、gly100-1、和Man66Gal33-2,其中在未添加聚糖的对照中包含水,其中每孔100μL终体积,在37℃下持续24小时,厌氧地。“Man”、“glu”、“gal”、“ara”等指示糖;紧跟着的数字指示制剂中糖的相对数量(例如,Man80gal20意指制剂含有80%甘露糖和20%半乳糖),并且破折号后的数字指示与另一种聚糖制剂(例如-3)具有不同特征的聚糖制剂(例如-1),它们在本文所述的聚糖制剂的范围内彼此不同。
为了确定此群落中病原体的水平,将4uL培养物在新鲜的Luria-Bertani(LB)培养基中稀释,并且在37℃下有氧孵育5小时。使用伯腾公司读板仪完成光密度生长曲线,并且使用R包生长曲线仪对该曲线通过计算进行分析。计算到对数中期的时间,并且将其用于确定实验厌氧期结束时的总病原体负荷。较小的到对数中期的时间值对应于较高的实验厌氧期结束时的病原体水平。
为了鉴定支持总体群落生长,同时减少病原体生长的聚糖,使用了到对数中期的时间(病原体生长的替代指标–较高是病原体生长较少的标志)和厌氧期结束时的总OD600(较高是共生体生长较多的标志)两者。总共生体生长的截止点是>0.2OD600,其用于确定共生细菌在特定聚糖上生长。通过使用1/到对数中期的时间,在聚糖化合物与患者微生物组之间比较在厌氧期期间病原体的总生长。图10描绘了对在所有5种干细胞移植生物组中减少病原体生长的聚糖的鉴定。与其他患者相比,病原体的减少在患者3中增加。此患者与其他患者在诊断(霍奇金氏淋巴瘤对比AML/CML)、移植类型(同种异体的对比自体同源的)、以及调理强度(非清髓性准备对比充分准备)方面临床上不同(表8)。这表明聚糖可以用于在不同患者群体中减少致病性细菌的生长。
表8.用于评估聚糖介导的病原体生长减少的经受干细胞移植的患者的临床特征。
实例8.粪便样品的收集
粪便样品是通过向受试者提供Fisherbrand便桶标本收集系统(飞世尔科技公司(Fisher Scientific))和相关的使用说明书来收集的。将收集的样品用冰包或在-80℃下储存直到处理(Mclnnes和Cutting,Manual of Procedures for Human MicrobiomeProject:Core Microbiome Sampling Protocol A[用于人微生物组计划的程序手册:核心微生物组采样方案A],vl2.0,2010,hmpdacc.org/doc/HMP_MOP_Versionl2_0_072910.pdf)。也可以使用替代性收集装置。例如,可以将样品收集到以下中:粪便管54x28mm(莎斯特公司(Sarstedt AG),25ml SC粪便容器(带有匙))、Globe Scientific螺旋帽容器(带有量勺(飞世尔科技公司))或OMNIgene-GUT收集系统(DNA吉诺特克股份有限公司(DNA Genotek,Inc.)),该收集系统稳定化微生物DNA以便用于下游核酸提取和分析。根据本领域技术人员已知的标准方案将粪便样品的等分试样在-20℃和-80℃下储存。
实例9.确定受试者中病原体的水平。
为了确定在胃肠道中携带的病原体的滴度,通过合适的方法收集粪便样品或直肠拭子。将样品材料在以下上培养:例如i)环丝氨酸-头孢西丁果糖琼脂(例如可从厌氧菌系统公司(Anaerobe Systems)获得),厌氧培养以选择性和差异地生长艰难梭菌;ii)伊红美蓝琼脂(例如可从天惠华公司获得),有氧培养以滴定大肠杆菌和其他革兰氏阴性肠细菌,其中大多数是伺机性病原体;iii)胆汁七叶苷琼脂(BD),有氧培养以滴定肠球菌属物种;iv)苯乙醇血琼脂(贝克顿-迪金森公司(Becton Dickinson))、或多粘菌素-萘啶酮酸(CNA)血琼脂(例如,来自哈代诊断学公司(Hardy Diagnostics)),有氧培养以生长肠球菌属和/或链球菌属物种;v)双歧杆菌属选择性琼脂(厌氧菌系统公司)以滴定双歧杆菌属物种;vi)或麦康凯(MacConkey)琼脂(飞世尔科技公司)以滴定大肠杆菌和其他革兰氏阴性肠细菌。可以适当使用另外抗生素来选择这些细菌的药物抗性亚组,例如万古霉素(例如,针对万古霉素抗性肠球菌属)、头孢西丁(例如,针对超广谱β内酰胺酶或肠球菌属)、环丙沙星(例如,针对氟喹诺酮抗性)、氨苄西林(ampicillin)(例如,针对氨苄西林抗性细菌)、和头孢他啶(例如,针对头孢菌素抗性细菌)。另外,可以添加生色底物以有利于从共生菌株中区分出病原体,诸如使用ChromID板(生物梅里埃公司(Biomerieux))或ChromAgar(贝克顿-迪金森公司)。使板在35℃-37℃下在适合病原体的有氧、厌氧或微需氧条件下孵育。16-48小时后,对菌落计数并将其用于反演计算原始样品中活细胞的浓度。
为了定量评估,测量受试者的样品体积或重量,并且在磷酸盐缓冲盐水或其他稀释剂中制备1:10的系列稀释液,然后进行铺板、生长和菌落计数以确定样品中病原体的水平。
替代性地,病原体的数量通过定量PCR来测量。对于这种方法,设计对于本文所述的一种或多种病原体(包括细菌病原体、病毒病原体和致病性原生动物)特异的引物,并且将其用于实时定量PCR(例如,使用向其中添加双链特异性荧光染料(诸如Sybr绿)或序列特异性Taqman探针(应用生物系统公司(Applied Biosystems)/赛默科技公司(ThermoScientific))的PCR反应。通过以下方式从每个样品中提取基因组DNA:根据制造商的说明书使用Mo Bio
-htp 96孔土壤DNA分离试剂盒(Mo Bio实验室,加利福尼亚州卡尔斯巴德(Carlsbad,Calif.)),或通过珠粒打浆法,例如,使用BioSpec微型珠粒打浆机-96(BioSpec产品公司,俄克拉何马州巴特尔斯维尔(Bartlesville,Okla.))进行2分钟。替代性地,根据制造商的说明书,使用Mo Bio
DNA分离试剂盒(Mo Bio实验室,加利福尼亚州卡尔斯巴德)或QIAamp DNA粪便迷你试剂盒(凯杰公司(QIAGEN),加利福尼亚州瓦巴伦西亚(Valencia))分离基因组DNA。然后将定量PCR中受试者样品的循环阈值与已知数量的病原体的标准曲线进行比较,以确定样品中病原体的水平。测定的发展得到了描述(例如,在“Application of the fluorogenic probe technique(TaqMan PCR)to thedetection of Enterococcus spp.and Escherichia coli in water samples”[荧光探针技术(TaqMan PCR)在检测水样中肠球菌属物种和大肠杆菌中的应用],Edith Frahm和Ursala Obst,J.Microbiol.Meth.[微生物学方法杂志]2003年1月;52(1):123-31中)。替代性地,为简化测定设计,对于许多病原体都可以使用分析物特异性试剂,例如来自路明克斯公司(Luminex,Inc)(www.luminexcorp.com)。替代性地或另外,使用通用核糖体引物来定量测量来自病原体的基因组的总拷贝数,以确定相对而不是绝对的病原体丰度。如果需要,可以计算病原体与总拷贝的比率。可以将菌落计数相对于样品的总DNA含量,或者相对于定量测量(例如,通过使用通用核糖体引物的qPCR确定的)进行归一化(例如,计算出比率)。
可替代性地,将病原体或所有合并的病原体的菌落计数与在非选择性条件下培养的样品的总菌落计数进行比较。在丰富培养基或琼脂,诸如布鲁氏菌属血琼脂(厌氧菌系统公司)、脑心浸液肉汤(天惠华公司)、或巧克力琼脂(厌氧菌系统公司)上培养样品。将在这些培养基上厌氧生长的最大菌落数在病原体与共生体的归一化比率中用作分母以作为相对量度。
病原体的量也可以通过16s核糖体DNA谱分析来估计。从受试者样品(例如,粪便样品、直肠拭子、皮肤或粘膜拭子、活检或组织样品)中提取基因组DNA,并且对16S rRNA基因的可变区4进行扩增和测序(地球微生物组计划方案(Earth Microbiome Projectprotocol)www.earthmicrobiome.org/emp-standard-protocols/16s/和Caporaso JG等人2012.Ultra-high-throughput microbial community analysis on the Illumina HiSeqand MiSeq platforms[依诺米那HiSeq和MiSeq平台上的超高通量微生物群落分析].ISMEJ.[ISME杂志])。通过在97%一致性、或适当的较低一致性下比对16S rRNA序列来产生操作分类单元(OTU)。然后,通过将OTU与已知分类结构(诸如通过NCBI(ncbi.nlm.nih.gov)或核糖体数据库计划(https://rdp.cme.msu.edu)维护的那些)进行比对来评估潜在代表致病性物种的OTU,并且例如以病原体序列数与总序列数的比率的形式估计其丰度。
实例10.在动物模型中在聚糖存在下评估病原体水平和/或毒性降低
为了测试聚糖制剂在受试者(例如,ICU患者)中降低病原体水平和/或病原体毒性的治疗潜力,可以使用各种动物模型。在一种动物模型中,在聚糖存在或不存在下在化学疗法诱导的小鼠模型中分析致病性大肠杆菌从肠至其他器官的易位(Green等人,Infect.Immun.[感染免疫](2015)83(8):3243-3256)。通过P1噬菌体转导将肠外致病性大肠杆菌(ExPEC)菌株(例如,CP9)工程化有抗性标志物(利福平)。以0.1ml体积中109个细胞向小鼠施用接种物(大肠杆菌CP9或媒介物)的口服管饲。然后每隔一天(q.a.d)向小鼠腹膜内注射150mg/kg环磷酰胺(CTX)或媒介物,持续三天。从第-1天至第6天经由口服管饲每日进行聚糖聚合物施用。在第-1天至研究结束,向不接受聚糖的组施用假管饲。收集粪便团块并且利用选择作用(利福平)来评估细菌生长(CFU)以仅测量CP9菌株。从经由口服管饲(第1天)进行接种后的一天开始,每天计数CFU。使用以下评分每日评估动物的健康状态:皮毛杂乱(0至1的评分)、驼背姿势(0至1)、嗜睡(0至1)、和呼吸过度(0或1)。疾病严重程度增加的增量将以0.5的间隔进行定量,但除了呼吸过度,对其给予1(是)或0(否)的评分。在第7天,对小鼠进行安乐死,并且从盲肠内容物、肝脏、肺、肾脏和脾脏制备器官匀浆,以通过在对于所施用的大肠杆菌进行选择的含抗生素板上计数菌落形成单位(CFU)来定量细菌感染。还将盲肠内容物铺板在琼脂上以计数总耐氧细菌。
在另一种动物模型中,针对聚糖对抗生素抗性细菌(例如,VRE屎肠球菌和CRE肺炎克雷伯氏菌)的影响分析致病性细菌分离物对肠道微生物组的重新定殖(Caballero等人,PLoS Pathog.[公共科学图书馆-病原体](2015)11(9):e1005132)。将细菌菌株在脑心浸液(VRE)或Luria-Bertani(肺炎克雷伯氏菌)肉汤中在37℃下生长至早期稳定期,并且记录OD600。将培养物旋转沉降、用PBS洗涤、旋转沉降,并且然后重悬于磷酸盐缓冲溶液(PBS)中。对于VRE和肺炎克雷伯氏菌的病原体混合物,在施用前以1:1比率混合接种物(100ulKpn:100ul VRE)。将初始接种物铺板在CHROM_KPC、CHROM_VRE和麦康凯上,以确定起始CFU。
使六至八周龄的C57BL/6J小鼠在提供的对照/匹配食物上适应长达5天。动物可以自由获取食物和水。在整个研究过程中,将小鼠单独饲养在温度和湿度受控的房间中,光照周期为12小时。将七组(每组八只)动物用于研究。第7组包含5只接受针对粪便微生物群移植(FMT)剂量的新鲜的粪便团块的动物。使1-6组在第-5天接受氨苄西林饮用水(0.5g/L),并且继续8天。在第0天,使1-6组接受病原体混合物,通过PO给药进行施用。在第3天,使1-6组中断抗生素水。使第1组接受假管饲,直到研究结束。使第2组接受聚糖治疗(聚糖#1),直到研究结束。使第3组接受聚糖治疗(聚糖#2),直到研究结束。使第4组接受聚糖治疗(聚糖#3),直到研究结束。使第5组转换至普鲁兰多糖食物(聚糖#4),接受假管饲,直到研究结束。使第6组接受FMT治疗,持续3天(第3-5天),并且从第6-14天接受假管饲。CFU粪便采样发生在第0、3、6、8、10、12和14天。为了确定CFU,在第0、3、6、8、10、12和14天收集粪便。从每只动物收集一至两个团块、称重并且放入具有1mL无菌盐水的14mL圆底falcon管中。然后将样品均化至均匀稠度并进行系列稀释。使用点板技术将稀释的样品铺板在选择性生长培养基上。过夜孵育(37℃)后,计算CFU。
将所有粪便样品铺板在CHROM_KPC、CHROM_VRE和麦康凯板上。此外,在第-7、-5、0、3、6、8、10、12和14天进行16S粪便采样。在第-7、-5、0、3、6、8、10、12和14天收集粪便样品以进行16S分析。将一个粪便团块放置于96孔MoBio板的孔中并在整个收集期间保持在干冰上,并且一旦完成所有收集,然后就将其在-80℃下冷冻。
对于粪便微生物群移植(FMT),每天以FMT剂量从3只未经治疗的C57BL/6小鼠总共收集3个新鲜的粪便团块。将团块重悬于3ml PBS中。在使颗粒物沉降(大约5分钟)后,经由口服管饲向每只小鼠施用200μl的粪便悬浮液。
实例11.聚糖制剂的离体筛选
进行高通量筛选,以鉴定能够调节(例如,降低)示例性MDR病原体(包括万古霉素抗性肠球菌属(VRE)和碳青霉烯抗性肠杆菌科(CRE)菌株)的生长速率的聚糖制剂,该筛选包括总共435批的测试组合物,这些测试组合物包括超过300种的如本文所述的聚糖制剂和可商购获得的测试化合物(例如,膳食纤维)。此外,还测试了这些聚糖制剂支持共生体生长,从而减少群落中病原体的比例并且由此降低载体负荷和扩散病原体的能力的能力。
初级筛选
初步筛选涉及将来自健康受试者(未罹患疾病的人受试者)的粪便浆液在有或没有病原体的情况下厌氧孵育24至42小时(图11)。具体来说,将七种VRE大肠杆菌(包括菌株131和648);十种CRE肺炎克雷伯氏菌(包括菌株258、11、340和437);11种VRE屎肠球菌(包括菌株78和45);和两种艰难梭菌菌株的群体独特地添加至健康的粪便浆料中以进行测试。
将粪便样品在-80℃下储存。为了制备用于离体测定的粪便材料,将其移入厌氧室中,并且在其中添加15%甘油的磷酸盐缓冲盐水中制成20%w/v浆液。将这种20%浆液+15%甘油溶液的等分试样在-80℃下储存。
在实验当天,将20%浆液+15%甘油的等分试样移入厌氧室中。将等分试样以2,000xg离心,去除上清液,并且将团块重悬于基本培养基(MM)中或梭菌基本培养基(CM)中,该基本培养基含有10g/L胰蛋白胨、5g/L酵母提取物、4.1mM L-半胱氨酸、100mM磷酸钾缓冲液(pH 7.2)、0.008mM硫酸镁、4.8mM碳酸氢钠、1.37mM氯化钠、5.8mM维生素K、0.8%氯化钙、1.44mM七水合硫酸铁(II)、4mM刃天青、0.1%组氨酸-血色素、1%ATCC痕量矿物质补充物、1%ATCC微生物补充物、29.7mM乙酸、0.9mM异戊酸、8.1mM丙酸、和4.4mM N-丁酸,其中使用氢氧化钠将pH调整至7,该梭菌基本培养基含有900mg/L氯化钠、26mg/L二水合氯化钙、20mg/L六水合氯化镁、10mg/L四水合氯化锰、40mg/L硫酸铵、4mg/L七水合硫酸铁、1mg/L六水合氯化钴、300mg/L磷酸氢二钾、1.5g/L磷酸氢二钠、5g/L碳酸氢钠、0.125mg/L生物素、1mg/L吡哆醇、1m/L泛酸盐、75mg/L组氨酸、75mg/L甘氨酸、75mg/L色氨酸、150mg/L精氨酸、150mg/L甲硫氨酸、150mg/L苏氨酸、225mg/L缬氨酸、225mg/L异亮氨酸、300mg/L亮氨酸、400mg/L半胱氨酸、和450mg/L脯氨酸(Theriot CM等人Nat Commun.[自然通讯]2014;5:3114),补充有0.1%蛋白胨和0.75mM尿素。在用于此测定之前,使用0.2um过滤器对这些培养基进行过滤灭菌并且储存在厌氧室中,以使得任何溶解的氧气消散。然后将重悬的团块在CM或MM中进一步稀释成1%溶液。
在实验开始的前一天,将碳青霉烯抗性肠杆菌科或万古霉素抗性肠球菌属的单一菌株独立地在厌氧室中、在具有0.5%D-葡萄糖的CM或MM中生长过夜。在实验当天,将过夜培养物的等分试样用磷酸盐缓冲盐水洗涤,并且测量培养物的光密度(OD600)。将培养物在CM或MM中调整至OD 0.01。然后将归一化的病原体培养物添加至1%粪便浆液中,使得其占培养物终体积的4%-12%。对此混合培养物的样品进行16S测序,以确定群落中病原体的初始相对丰度。将掺加有病原体的粪便浆液添加至96孔微板中,其中将测试组合物作为每个孔中的唯一碳源。将水添加至没有任何添加的碳源的CM或MM中以作为对照。测定中每种测试组合物的终浓度为0.05%或0.5%。每种测试组合物在每个测定板内呈现3次。将板在37℃下在厌氧室中孵育总共24-45小时。在24-45小时孵育结束时,将板从厌氧室中移出。使用伯腾公司BioStack微板储板器和伯腾公司Powerwave HT微板分光光度计,每15分钟测量OD600,从而生成每个孔的生长曲线。使用RStudio中的growthcurver库,计算针对每种菌株和测试组合物组合生成的生长曲线的到对数中期的时间。
在病原体在粪便浆液中进行初始厌氧生长后,将包括聚糖制剂的测试组合物转移到粪便浆液中,并且在45小时的时程内测量有氧生长曲线。粪便浆液中的共生菌株是严格的厌氧菌,并且因此在有氧条件下不生长。厌氧OD600(600nm处的光密度)和根据有氧生长曲线计算出的到对数中期生长期的时间允许选择只支持共生体生长的聚糖制剂(例如,高厌氧OD600和长的到对数中期的时间)(图12)。此初始筛选工作的结果显示出所选测试组合物(包括聚糖制剂)的宽范围的病原体减少和共生体支持。在435种测试组合物中总共选择了109种(包括55种聚糖制剂),以进行进一步研究。
二级筛选
使选择用于进一步研究的55种聚糖制剂前进至二级筛选阶段中,以确定它们在丰富或基本培养基(取决于病原体)中支持或促进分离的(单一菌株)病原体生长的能力。
在添加单一聚糖制剂之前,将包括CRE大肠杆菌、CRE肺炎克雷伯氏菌和艰难梭菌的单独致病性细菌菌株在梭菌培养基中培养,并且将单一菌株VRE屎肠球菌在基本培养基中培养。
使在梭菌基本培养基中生长时的包括大肠杆菌和肺炎克雷伯氏菌的单独致病性菌株;在梭菌基本培养基中生长时的艰难梭菌;以及在基本培养基中生长时的单一菌株万古霉素抗性细菌(包括屎肠球菌)暴露于聚糖或水(例如,无碳对照)。使屎肠球菌在含有以下的培养基(例如,基本培养基(MM))中生长:10g/L胰蛋白胨、5g/L酵母提取物、4.1mM L-半胱氨酸、100mM磷酸钾缓冲液(pH 7.2)、0.008mM硫酸镁、4.8mM碳酸氢钠、1.37mM氯化钠、5.8mM维生素K、0.8%氯化钙、1.44mM七水合硫酸铁(II)、4mM刃天青、0.1%组氨酸-血色素、1%ATCC痕量矿物质补充物、1%ATCC微生物补充物、29.7mM乙酸、0.9mM异戊酸、8.1mM丙酸、4.4mM N-丁酸,其中使用氢氧化钠将pH调整至7。在使用之前,使用0.2um过滤器对此培养基进行过滤灭菌并且储存在厌氧室中,以使得任何溶解的氧气消散。
将单一菌株碳青霉烯抗性细菌(例如,大肠杆菌和肺炎克雷伯氏菌)和艰难梭菌在梭菌基本培养基中生长,该梭菌基本培养基含有900mg/L氯化钠、26mg/L二水合氯化钙、20mg/L六水合氯化镁、10mg/L四水合氯化锰、40mg/L硫酸铵、4mg/L七水合硫酸铁、1mg/L六水合氯化钴、300mg/L磷酸氢二钾、1.5g/L磷酸氢二钠、5g/L碳酸氢钠、0.125mg/L生物素、1mg/L吡哆醇、1mg/L泛酸盐、75mg/L组氨酸、75mg/L甘氨酸、75mg/L色氨酸、150mg/L精氨酸、150mg/L甲硫氨酸、150mg/L苏氨酸、225mg/L缬氨酸、225mg/L异亮氨酸、300mg/L亮氨酸、400mg/L半胱氨酸、和450mg/L脯氨酸(Theriot CM等人Nat Commun.[自然通讯]2014;5:3114)(CM)。在使用之前,使用0.2um过滤器对此培养基进行过滤灭菌并且储存在厌氧室中,以使得任何溶解的氧气消散。
将大肠杆菌(BAA-2340、BAA-97、从患者中分离出的4种菌株和ECO.139)、肺炎克雷伯氏菌(ATCC 33259、BAA-1705、BAA-2342和从患者中分离出的7种菌株)、和艰难梭菌的单一菌株独立地在COY厌氧室中、在具有0.5%D-葡萄糖的CM中生长过夜。将屎肠球菌(ATCC700221和从患者中分离出的9种菌株、以及EFM.70)的单一菌株独立地在COY厌氧室中、在具有0.5%D-葡萄糖的MM培养基中生长过夜。将1mL的每种过夜培养物用磷酸盐缓冲盐水洗涤,并且测量每种培养物的光密度(OD600)。将每种培养物在培养基(例如,CM或MM)中调整至OD 0.01。
在COY厌氧室的内部,将大肠杆菌或肺炎克雷伯氏菌的归一化的单一菌株培养物添加至96孔微板中,其中将以下聚糖制剂之一作为每个孔中的唯一碳源:glu50gal50-22、glu50gal50-23、glu33gal33xyl33-3、gal60man40-1、glu10gal45man45-1、man80glu20-1、glu50gal50-33、glu50gal50-41、ara88gal3rha2galA3-3、glu10gal80man10-3、glu10gal80man10-4、glu5gal5man90-5、glu50gal50-1、glu100-11、glu10gal80man10-5、glu50gal50-21、gal85ara15-6、man80glu20-5、glu5gal5man90-3、glu100-94、glu50gal50-46、man52glu29gal19-1、glu100-21、glu50gal50-51、glu50gal50-24、glu60man40-4、glu50gal50-50、glu45gal45man10-5、glu50gal50-15、glu50gal50-29、glu45gal45man10-3、man80glu20-6、glu50gal50-14、glu50gal50-49、gal100-8、glu50gal50-11、和glu50gal50-3。
在COY厌氧室的内部,将艰难梭菌的归一化的单一菌株培养物添加至96孔微板中,其中将以下聚糖制剂之一作为每个孔中的唯一碳源:ara100-11、glu45gal45man10-21、glu45gal45man10-12、glu10gal80man10-2、glu45gal45man10-15、glu5gal90man5-1、glu45gal45man10-17、glu45gal45man10-23、glu45gal45man10-18、glu33gal33ara33-2、glu45gal45man10-22、glu45gal45man10-20、glu45gal45man10-16、glu33gal33xyl33-3、glu25gal25man25ara25-2、glu45gal45man10-11、gal85ara15-3、glu45gal45man10-13、glu50gal50-55、gal100-8、gal85ara15-6、glu45gal45man10-2、glu45gal45man10-8,glu50gal50-56、glu100-94、glu50gal50-58、水(例如,无碳对照)、glu45gal45man10-19、glu100-20、glu50gal50-23、glu50gal50-24、glu100-11、gal33man33ara33-8、glu10gal80man10-7、glu100-99、glu50gal50-15、glu50gal50-57、glu10gal80man10-1、glu10gal80man10-4、glu100-21、glu50gal50-22、glu10gal80man10-3、glu45gal45man10-14、glu33gal33man33-4、gal33man33ara33-11、glu10gal80man10-8、glu45gal45man10-、glu45gal45man10-1、glu45gal45man10-3、glu50gal50-43、ara88gal3rha2galA3-4、glu100-3、glu10gal45man45-1、xyl100-7、glu10gal80man10-3、ara80xyl20-1、ara88gal3rha2galA3-3、gal60man40-1、man80gal20-2、glu10gal80man10-6、glu50gal50-27、ara88gal3rha2galA3-2、man52glu29gal19-1、glu50gal50-4、glu45gal45man10-9、glu50gal50-32、glu5gal5man90-1、man80glu20-1、glu45gal45man10-10、xyl100-9、glu100-90、glu45gal45man10-5、glu45gal45man10-6、glu50gal50-13、glu45gal45man10-4、glu50gal50-3、glu45gal45man10-7、glu5gal5man90-5、man80glu20-7、glu5gal5man90-4、man80glu20-5、man80glu20-4、glu5gal5man90-6、glu5gal5man90-3、和man80glu20-6。
在COY厌氧室的内部,将屎肠球菌的归一化的单一菌株培养物添加至96孔微板中,其中将以下聚糖制剂之一作为每个孔中的唯一碳源:man80glu20-1、glu50gal50-58、glu50gal50-22、glu45gal45man10-8、glu5gal5man90-6、glu45gal45man10-17、glu45gal45man10-12、glu45gal45man10-21、glu45gal45man10-23、glu10gal80man10-7、glu50gal50-23、glu50gal50-56、glu50gal50-57、glu45gal45man10-19、glu45gal45man10-15、glu45gal45man10-22、glu45gal45man10-2、gal60man40-1、glu45gal45man10-16、glu5gal5man90-4、glu10gal80man10-1、glu5gal5man90-5、glu50gal50-24、glu45gal45man10-20、glu10gal80man10-6、man80glu20-4、glu45gal45man10-7、glu45gal45man10-1、man80glu20-5、glu10gal80man10-8、glu45gal45man10-14、glu45gal45man10-18、glu10gal45man45-1、man80glu20-7、glu45gal45man10-13、glu10gal80man10-3、glu5gal5man90-1、glu50gal50-27、glu50gal50-55、glu10gal80man10-4、glu45gal45man10-6、glu45gal45man10-11、glu5gal5man90-3、glu45gal45man10-9、glu45gal45man10-10、gal33man33ara33-11、glu10gal80man10-5、ara88gal3rha2galA3-3、glu50gal50-27、man80glu20-6、glu45gal45man10-5、glu50gal50-13、glu45gal45man10-3、和glu45gal45man10-4。
将添加至没有任何碳源的培养基(例如CM或MM)中的水充当对照实验。然后将这些微板在COY厌氧室中在37℃下孵育总共45小时,并且每15分钟测量OD600,以生成每个实验孔的生长曲线。针对每种细菌病原体,一式三份地测试了每种聚糖制剂。
计算生长曲线的曲线下面积(AUC),并且确定每个实验的到log2的时间(图13A至图13C)。理想的聚糖制剂不支持至少一种病原体的病原体生长,例如,病原体不能利用聚糖制剂进行发酵和作为碳源。将在三个实验(VRE、CRE或艰难梭菌)中的至少一个实验中,表现水平与水对照相当或优于水对照的任何和所有聚糖制剂均被视为起作用的和可操作的聚糖制剂(例如,所有Glu50Gal50制剂、和所有Man80Glu20制剂)。三种示例性聚糖制剂(Glu50Gal50(例如,Glu50Gal50-22);Glu10Gal80Man10(例如,Glu10Gal80Man10-1);和Glu45Gal45Man10(例如,Glu45Gal45Man10-1))被确定不支持VRE和/或CRE病原体生长并且进一步不支持艰难梭菌生长,并且提供高α-多样性。这些结果表明,不支持病原体生长的聚糖制剂可以用于通过选择性地有利于共生细菌的生长来损害病原体生长。
实例12.在住院患者中对所选聚糖制剂的评估
除了评价聚糖制剂在补充有病原体的健康受试者微生物组样品中的性能外,还评估了所选聚糖制剂(例如Glu50Gal50;Glu10Gal80Man10;和Glu45Gal45Man10)减少来自重症监护病房(ICU)设施、接受抗生素治疗的13名住院患者的粪便浆液的微生物组样品中的病原体生长的能力。
收集来自ICU患者和健康受试者的粪便样品,并且将其在-80℃下储存。为了制备用于离体测定的粪便材料,将其移入AS-580厌氧室中,并且在磷酸盐缓冲盐水中制成30%w/v浆液。然后将此浆液进一步稀释成培养基(例如,如实例11中所用的CM或MM)的1%溶液。将CRE大肠杆菌的单一菌株独立地在AS-580厌氧室中、在具有0.5%D-葡萄糖的CM或MM中生长过夜。在实验当天,将过夜培养物的等分试样用磷酸盐缓冲盐水洗涤,并且测量培养物的光密度(OD600)。将培养物在CM或MM中调整至0.01的OD600并且添加至1%粪便浆液中。然后对CRE大肠杆菌和粪便浆液的此混合培养物的样品进行16S测序,以确定病原体和共生细菌的初始相对丰度。然后将混合培养物添加至96孔微板中,在每个孔中具有以下碳源之一(终浓度为0.5%w:v):麦芽糖糊精、低聚果糖、glu45gal45man10-1、glu10gal80man10-1、gal60man40-1、glu5gal5man90-1、glu10gal45man45-1、和glu50gal50-22。将添加至没有任何碳源的培养基(例如CM或MM)中的水充当对照实验。然后将这些微板在COY厌氧室中在37℃下孵育总共45小时,并且每15分钟测量OD600,以生成每个实验孔的生长曲线。针对每种细菌病原体,一式三份地测试了每种聚糖制剂。
将VRE屎肠球菌的单一菌株独立地在AS-580厌氧室中、在具有0.5%D-葡萄糖的CM或MM中生长过夜。在实验当天,将过夜培养物的等分试样用磷酸盐缓冲盐水洗涤,并且测量培养物的光密度(OD600)。将培养物在CM或MM中调整至0.01的OD600并且添加至1%粪便浆液中。然后对VRE屎肠球菌和粪便浆液的此混合培养物的样品进行16S测序,以确定病原体和共生细菌的初始相对丰度。然后将混合培养物添加至96孔微板中,在每个孔中具有以下碳源之一(终浓度为0.5%w:v):麦芽糖糊精、低聚果糖、glu45gal45man10-1、glu10gal80man10-1、glu10gal80man10-3、glu10gal80man10-4、ara88gal3rha2galA3-3、gal60man40-1、glu5gal5man90-1、glu10gal45man45-1、man80glu20-1、gal33man33ara33-11、和glu50gal50-27。将添加至没有任何碳源的培养基(例如CM或MM)中的水充当对照实验。然后将这些微板在COY厌氧室中在37℃下孵育总共45小时,并且每15分钟测量OD600,以生成每个实验孔的生长曲线。针对每种细菌病原体,一式三份地测试了每种聚糖制剂。
在45小时孵育结束时,对来自每个孔的培养物样品进行16S测序,以确定在用聚糖制剂干预后群落中病原体和共生细菌的最终相对丰度。
为了16S测序,从粪便浆液中提取基因组DNA并对16S rRNA基因的可变区4进行扩增和测序(地球微生物组计划方案www.earthmicrobiome.org/emp-standard-protocols/16s/和Caporaso JG等人Ultra-high-throughput microbial community analysis onthe Illumina HiSeq and MiSeq platforms[依诺米那HiSeq和MiSeq平台上的超高通量微生物群落分析].ISME J.[国际微生物生态学会杂志](2012)8月;6(8):1621-4)。将原始序列多路分解,并且使用UNOISE2(Robert Edgar UNOISE2:improved error-correction forIllumina 16S and ITS amplicon sequencing[用于依诺米那16S和ITS扩增子测序的改善错误修正].bioRxiv[生物预印本](2016)10月15日)分别处理每个样品。将来自16S rRNA扩增子测序数据的读取稀疏至5000个读取,而不放回,并且将所得的OTU表用于下游计算。
使用16S数据比较健康患者与ICU患者之间的群落差异,使用R中的Vegan包(箱线图在左边)计算了α多样性(图14左图)。使用α多样性指标来检查群落的丰富度和/或均匀度。在此,香农指数(Shannon Index)的结果表明,ICU患者的群落相当不均匀。在ICU供体中,群落丰富度或样品内独特分类群的数量也大大降低。典型地使用β多样性量度来研究样品之间的差异。在此,样品间的差异通过基于Bray-Curtis相异性计算的多维标度排序图进行可视化(排序图在右边)。排序显示出健康群组与患病群组之间的实质性差异(图14,右图)。在整个ICU群组中也存在相当大的不均匀性(例如,相对于健康供体而言,点更加扩散)。总起来说,数据显示ICU患者具有与健康抗体不同的低多样性群落。这些群落类型之间的距离为将低多样性ICU患者转变为更健康、更多样性的没有优势病原体的状态提供了机会。
确定了每种聚糖制剂和患者样品相对于对照的CRE病原体丰度的倍数降低,并且将其示于图16A(Glu45Gal45Man10)、图16B(Glu10Gal80Man10)和图16C(Glu50Gal50)中。与可商购获得的对照纤维、麦芽糖糊精和低聚果糖(FOS)相比,聚糖制剂表现出更高的CRE丰度降低(图15)。这证明聚糖制剂可以能够减少或预防病原体诸如CRE大肠杆菌的生长。
确定了每种聚糖制剂和患者样品相对于对照的VRE病原体丰度的倍数降低,并且将其示于图18A(Glu45Gal45Man10)和图18B(Glu10Gal80Man10)中。与可商购获得的对照纤维、麦芽糖糊精和低聚果糖(FOS)相比,聚糖制剂表现出更高的VRE丰度降低(图17)。这证明聚糖制剂可以能够减少或预防病原体诸如VRE屎肠球菌的生长。
此外,聚糖制剂能够显著降低来自13名患者中10名患者的样品中病原体的相对丰度。在这三个无应答患者样品中,没有可检测水平的、聚糖制剂可以支持生长的有生活力共生细菌(这些患者的粪便中没有有生活力的共生细菌)。这表明,将聚糖制剂的施用与共生菌株的施用相组合可以使微生物组耗尽的患者(诸如在接受抗生素的患者中)受益。这种合生元方法可能对减少病原体具有协同作用。
实例13.用于在无应答ICU患者中减少病原体的合生元方法
在实例12中,在来自病原体定殖的ICU患者的一些粪便群落中,在聚糖制剂存在下未观察到病原体丰度的显著降低。确定的是,来自这些无应答患者的粪便样品基本上缺乏共生细菌。根据一种理论,在合适的聚糖制剂存在下,共生细菌在生长方面能够竞争得过病原体。一旦添加到群落中,使用体外测定(在实例12中称为离体测定)来检查共生细菌降低无应答者粪便样品中病原体丰度的能力。将这些共生体与示例性聚糖制剂一起添加至粪便样品中,以确定聚糖制剂的存在是否进一步降低了病原体水平。
将来自实例12的被肠杆菌科定殖的无应答ICU患者的粪便样品在-80℃下储存。为了制备用于离体测定的粪便材料,将其转移到厌氧室中,并且在其中添加15%甘油的磷酸盐缓冲盐水中制成20%w/v浆液。将这种20%浆液+15%甘油溶液的等分试样在-80℃下储存。
在实验当天,将20%浆液+15%甘油的等分试样转移到厌氧室中。将等分试样以2,000xg离心,去除上清液,并且将团块重悬于磷酸盐缓冲盐水(PBS)中。然后使重悬的团块进一步稀释成在含有以下的培养基(MM)中的1%溶液:10g/L胰蛋白胨、5g/L酵母提取物、4.1mM L-半胱氨酸、100mM磷酸钾缓冲液(pH 7.2)、0.008mM硫酸镁、4.8mM碳酸氢钠、1.37mM氯化钠、5.8mM维生素K、0.8%氯化钙、1.44mM七水合硫酸铁(II)、4mM刃天青、0.1%组氨酸-血色素、1%ATCC痕量矿物质补充物、1%ATCC微生物补充物、29.7mM乙酸、0.9mM异戊酸、8.1mM丙酸、和4.4mM N-丁酸,其中使用氢氧化钠将pH调整至7。在用于此测定之前,使用0.2um过滤器对培养基进行过滤灭菌并且储存在厌氧室中,以使得任何溶解的氧气消散。
在实验开始的前一天,将汉逊布劳特氏菌、延长布劳特氏菌、闪烁梭菌、吉氏副拟杆菌、和多形拟杆菌的单一菌株独立地在厌氧室中、在具有0.5%D-葡萄糖的培养基中生长过夜。将过夜培养物的等分试样离心并用PBS洗涤。测量每种培养物的光密度(OD600)。将每种培养物在培养基中调整至OD0.01。然后将归一化的细菌培养物的组合添加至1%粪便浆液中,使得其占培养物终体积的4%。这些组合包括:1)等比例的汉逊布劳特氏菌、延长布劳特氏菌、和闪烁梭菌(细菌群落A),2)等比例的吉氏副拟杆菌和多形拟杆菌(细菌群落B),以及3)等比例的汉逊布劳特氏菌、延长布劳特氏菌、闪烁梭菌、吉氏副拟杆菌、和多形拟杆菌(细菌群落A+B)。还测试了无细菌群落以作为病原体减少的阴性对照。对每种混合培养物的样品进行16S测序,以确定群落中病原体的初始相对丰度。将掺加有共生细菌的粪便浆液添加到96孔微板中,其中将聚糖制剂Man80Glu20作为每个孔中的唯一碳源。将水添加至没有任何添加的碳源的培养基中以作为对照。测定中聚糖制剂的终浓度为0.5%。聚糖制剂在每个测定板内呈现3次。将板在37℃下在厌氧室中孵育总共45小时。在45小时孵育结束时,将板从厌氧室中移出。如实例12中所述,对来自每个孔的剩余培养物进行16S测序,以确认在聚糖制剂干预后群落中病原体的最终相对丰度。
图19左图显示,在来自病原体定殖的ICU患者无应答者的粪便中,在聚糖存在下病原体丰度没有显著降低,这与实例12中所述的实验一致。在聚糖制剂不存在下(仅添加水:“水”)添加细菌群落A、B和A+B(共生细菌)导致病原体(肠杆菌科)生长的强烈减少(图19,从左开始第二、第三、第四图)。将Man80Glu20与群落A、B和A+B(“Man80Glu20”)相组合更进一步降低了肠杆菌科病原体的丰度。随着细菌群落中共生体数量的增加,该作用变得更加明显。这表明聚糖制剂可以与共生细菌组合例如以合生元方法来降低无应答患者(例如,在其肠道微生物组中基本上没有共生细菌的那些患者)中的病原体水平。
实例14:由一水右旋糖或70DS玉米右旋糖浆以100g规模生产glu100聚糖制剂
开发了用于以100克规模合成glu100聚糖制剂(表4a和4b中所述,例如Glu100-94和Glu100-5,两批相同的glu100制剂)的程序。开发该程序以允许从一水右旋糖或玉米右旋糖浆开始合成,如下所述。该程序利用了带有加热罩的多颈反应容器,该加热罩被配置有顶置式搅拌器。探针热电偶通过隔板设置在容器中,以使得探针尖端位于搅拌叶片上方,并且不与反应容器的壁接触。
该程序利用D(+)葡萄糖,该葡萄糖呈以下形式:一水右旋糖(100克,以干固体计)或95DE、70DS玉米右旋糖浆(100克,以干固体计)。对于使用一水右旋糖的生产,冷凝器最初被配置为回流反应配置。对于使用70DS玉米右旋糖浆的生产,该设备最初被配置用于蒸馏。
该程序还使用了寡聚催化剂(Dowex Marathon C)(7克,以干基计)和用于淬灭的去离子水。
根据该程序,首先向多颈反应容器中装入109.9g一水右旋糖粉末(或142.9g 70DS95DE玉米糖浆),以向反应中提供100g干葡萄糖。
将温度控制器设置为130℃,并且在糖浆温度升至大约130℃时在环境(大气压)压力下开始搅拌容器的内容物,以促进糖固体的均匀传热和熔融。
当从一水右旋糖开始时,一旦在大约130℃时,就将冷凝器回流系统转换为蒸馏配置。
接下来,向容器中装入7克(以干固体计)催化剂以产生反应混合物。在某些情况下,催化剂应以湿形式,例如以45重量%-50重量%H2O的标称水分含量处理。通常,使用例如水分分析天平(例如,Mettler-Toledo MJ-33),基于每一实验确定确切的催化剂水分含量。
添加催化剂后,通过HPLC追踪反应确定,在连续混合下将体系在大约130℃下保持约4小时。接下来,在保持恒定搅拌的同时关闭热量。
然后通过缓慢添加大约60ml的热(约80℃)去离子(DI)水以稀释和冷却产物混合物来淬灭反应,以达到70重量%溶解固体的目标终浓度。通常,在冷却和稀释聚糖制剂时,实施水添加速率以控制混合物粘度。
稀释后,将聚糖制剂冷却至大约60℃。然后通过经由100微米目筛或烧结玻璃过滤器进行的真空过滤去除催化剂,以获得最终的聚糖制剂。
实例15:由一水右旋糖以10kg规模生产聚糖制剂
本实例展示了在22L卧式混合反应器中以10kg规模合成glu100聚糖制剂(表4a和4b中所述,例如Glu100-94和Glu100-5,两批相同的glu100制剂)。
将约10kg食品级一水右旋糖装入配备有热油夹套的22L卧式犁形混合器(利特福德公司(Littleford-Day),肯塔基州列克星敦市(Lexington,KY))中。通过在以30RPM的持续混合下逐渐加热至约120℃的温度来熔融右旋糖。然后将1.27kg(以干固体计0.70kg)固体酸催化剂(包含>3.0mmol/g磺酸部分和<1.0mmol/g阳离子部分的聚苯乙烯-共-二乙烯基苯)添加到反应混合物中,以形成混合悬浮液。在保持在30RPM的连续搅拌下,在大气压下经三小时的时段将反应温度逐渐升高至约130℃。将反应在130℃的温度下保持七小时。然后将热的去离子水以6mL/min的速率逐渐添加至反应混合物中,直到反应器内容物的温度降至120℃,然后以150mL/min添加,直到反应器内容物的温度降至110℃,然后以480mL/min添加,直到总共添加6kg的水并且反应器内容物的温度降至100℃以下。将反应器内容物进一步冷却至85℃以下,然后通过100目筛将反应器排空,以从聚糖制剂中去除固体酸催化剂。回收了大约12kg的产品材料。
将聚糖制剂在去离子水中进一步稀释至约35重量%的浓度,并且然后通过流过阳离子交换树脂(
Monosphere 88H)色谱柱、阴离子交换树脂(
Monosphere77WBA)色谱柱、和脱色的聚合物树脂(
OptiPore SD-2)进行纯化。然后通过真空旋转蒸发将所得的纯化物质浓缩至终浓度为约75重量%固体,以产生纯化的聚糖制剂。
实例16:由一水右旋糖和半乳糖以10kg规模生产聚糖聚合物制剂
向反应容器(22L利特福德公司卧式犁形混合器)中添加5kg一水右旋糖、4.5kg半乳糖和0.892kg(以干固体计0.450kg)固体酸催化剂(包含>3.0mmol/g磺酸部分和<1.0mmol/g阳离子部分的聚苯乙烯-共-二乙烯基苯)。在大约30RPM下搅拌内容物,并且在大气压下经两小时的时段将容器温度逐渐升高至约130℃。将混合物在温度下维持一小时,之后停止加热并且将预加热的水以6mL/min的速率逐渐添加至反应混合物中,直到反应器内容物的温度降至120℃,然后以150mL/min添加,直到反应器内容物的温度降至110℃,然后以480mL/min添加,直到总共添加6kg的水并且反应器内容物的温度降至100℃以下。从容器中排出反应混合物,并且通过过滤去除固体,产生12kg的呈糖浆的产物物质。
将聚糖组合物在去离子水中进一步稀释至约35重量%的浓度,并且然后通过流过阳离子交换树脂(
Monosphere 88H)色谱柱、阴离子交换树脂(
Monosphere 77WBA)色谱柱、和脱色的聚合物树脂(
OptiPore SD-2)进行纯化。然后通过真空旋转蒸发将所得的纯化物质浓缩至终浓度为约75重量%固体,以产生纯化的聚糖组合物。
实例17:在添加系列催化剂下由一水右旋糖和半乳糖以10kg规模生产聚糖聚合物制剂(例如,聚糖聚合物制剂glu50gal50)(10kg规模)
本实例展示了在22L卧式混合反应器中以10kg规模(干的聚糖聚合物制剂)合成两个平行测定批次的包含葡萄糖和半乳糖亚单元的聚糖聚合物制剂。
将约5kg食品级一水右旋糖和4.5kg食品级半乳糖装入配备有热油夹套的22L卧式犁形混合器(利特福德公司,肯塔基州列克星敦市)中。通过在以30RPM的持续混合下逐渐加热至约120℃的温度来熔融右旋糖和半乳糖混合物。然后将0.892kg(以干固体计0.450kg)固体酸催化剂(包含>3.0mmol/g磺酸部分和<1.0mmol/g阳离子部分的聚苯乙烯-共-二乙烯基苯)添加到反应混合物中,以形成混合悬浮液。在保持在30RPM的连续搅拌下,在大气压下经两小时的时段将反应温度逐渐升高至约130℃。然后将预加热的水以6mL/min的速率逐渐添加至反应混合物中,直到反应器内容物的温度降至120℃,然后以150mL/min添加,直到反应器内容物的温度降至110℃,然后以480mL/min添加,直到总共添加6kg的水并且反应器内容物的温度降至100℃以下。将反应器内容物进一步冷却至85℃以下,并且进行过滤以从聚糖聚合物制剂中去除固体酸催化剂。回收了大约12kg的产品材料。
将聚糖聚合物制剂在去离子水中进一步稀释至约35重量%的浓度,并且然后通过流过阳离子交换树脂(
Monosphere 88H)色谱柱、阴离子交换树脂(
Monosphere 77WBA)色谱柱、和脱色的聚合物树脂(
OptiPore SD-2)进行纯化。然后将所得的纯化物质浓缩至终浓度为约75重量%固体,以产生纯化的聚糖聚合物制剂。
实例18:脱单体化程序
在一个实例中,将聚糖聚合物制剂在旋转蒸发仪上浓缩至大约50Brix,如通过Brix折光仪所测量的。使用鲁尔尖端注射器将所得糖浆(200mg)加载到特利丹伊斯科公司(Teledyne ISCO)RediSep Rf金胺柱(11克固定相)上。也可以使用其他类似的色谱柱,诸如拜泰齐公司(Biotage)SNAP KP-NH柱体。在配备有ELSD检测器的拜泰齐公司Isolera上使用20/80至50/50(v/v)去离子水/ACN流动相梯度经55倍柱体积纯化样品。也可以使用其他快速色谱系统,诸如特利丹伊斯科公司Rf。流速是根据制造商的针对色谱柱和系统的说明书设置的。在约20倍柱体积下将单体级分完全洗脱后,将流动相设置为100%水,直到剩下的聚糖洗脱并收集。将含非单体的级分通过旋转蒸发浓缩,以得到脱单体化产物。(图20)。
等效物和范围
本申请引用了各种发布的专利、出版的专利申请、杂志文章和其他出版物,将其全部通过援引并入本文。如果在任一个并入的参考文献和本说明书之间有冲突,以本说明书为准。另外,在现有技术之内的本发明的任何具体的实施例可以从任何一个或多个权利要求中明确排除。因为此类实施例被视为对于本领域的普通技术人员是已知的,因此它们可以被排除,即使该排除在本文没有被明确陈述。本发明的任何具体的实施例可以因为任何原因从任一权利要求中排除,不管是否与存在的现有技术有关。
本领域的技术人员将认识到,或仅仅使用常规实验就能够确定本文描述的具体实施例的许多等同形式。本文描述的实施例的范围不旨在限于以上说明书、附图或实例,而是如所附权利要求中所陈述的。本领域的普通技术人员要认识到的是,在不脱离如在以下权利要求中所定义的本发明的精神或范围下,可以对本说明书进行多种改变和修饰。
表9:胃肠道的属级细菌成分。
表10:在健康人的大肠(与小肠相比)中占主导地位的属级细菌成分。
表11:在健康人的小肠(与大肠相比)中占主导地位的属级细菌成分。