CN111432825A

CN111432825A - 色胺代谢的操纵

Info

Publication number: CN111432825A
Application number: CN201880078109.3A
Authority: CN
Inventors: E·J·奥布莱恩; A·马蒂奈兹
Original assignee: Seres Therapeutics Inc
Current assignee: Seres Therapeutics Inc
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2020-07-17
Also published as: EP3691664A4; WO2019070913A1; KR20200065022A; EP3691664A1; JP2020536865A; CA3077692A1; JP7359758B2; AU2018346255A1; MX2020003605A; US20200276249A1; BR112020006731A2; RU2020114979A

Abstract

本发明提供了用于改变受试者的色胺水平的组合物和方法。通常，所述组合物包含微生物。

Description

色胺代谢的操纵

技术领域

本发明涉及使用微生物组合物操纵色氨酸代谢。

背景技术

除了在蛋白质合成中的用途外，色氨酸在许多导致产生例如血清素(5-羟色胺)、褪黑素、犬尿氨酸和色胺的途径中也很重要。色氨酸及其代谢物可影响例如免疫抑制、免疫功能、癌症、炎症性疾病、上皮屏障功能、肠道动力、神经功能和感染。

已显示某些色氨酸途径产物起芳香烃受体(Ahr)激动剂的作用。代谢物包括例如吲哚-3醛、吲哚-3乙酸酯、吲哚-3丙酸、吲哚、吲哚-3乙醛、吲哚丙烯酸、吲哚-3乙腈、6-甲酰基吲哚并[3,2-b]咔唑(FICZ)和色胺。Ahr在控制特定T细胞亚群的分化和活性中发挥作用。据报道，它可以通过对T细胞和抗原递呈细胞(APC)两者的影响来影响适应性免疫反应。人们认为Ahr参与CD4+FoxP3+T调节细胞(Tregs)以及FoxP3-IL-10+CD4+Tr1的发育和维持以及Th17细胞的诱导。

色胺通过色氨酸的脱羧生成。色胺还可以对神经系统产生影响，例如据报道它会影响与胃肠道动力有关的肌间神经丛(Takaki等，Neuroscience 16:223-240，1985)。

通过将粪便材料引入患者，例如患有复发性艰难梭菌(C.difficile)感染的患者中，已显示至少可以全局性的方式操纵胃肠道微生物组。色氨酸相关作用的治疗操纵通常仅限于上游代谢物的化学操纵。申请人的发现和发明使得使用源自人类微生物组的细菌以更有针对性的方式操纵特定功能成为可能。

发明内容

本发明涉及可以影响(例如增加)色胺和/或5-羟色胺(血清素)水平的细菌种类的鉴定。因此，本发明涉及包括调节色胺和/或5-羟色胺水平的一个或多个细菌种类的组合物，以及通过施用此类组合物来调节色胺和/或5-羟色胺水平的方法。在各种实施方案中，与根据本发明的方法或使用本发明的组合物治疗之前的水平相比，色胺或5-羟色胺的水平发生改变(例如增加)。

本发明提供了改变受试者的色胺或5-羟色胺水平的方法，所述方法包括向受试者施用选自表1、2、3、4、5或6中的至少一个细菌种类的存活群体。在各种实施方案中，受试者中的色胺或5-羟色胺水平增加。例如，与施用上述存活细菌群体之前相比，所述水平可增加。

在一些实施方案中，所述方法包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：活泼瘤胃球菌(Ruminococcus_gnavus)(菌株1)、毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_9_1_43BFAA、未分类的埃格特菌(Eggerthella)、活泼瘤胃球菌(Ruminococcus_gnavus)(菌株2)、系结梭菌(Clostridium_nexile)、毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_6_1_63FAA和扭链瘤胃球菌(Ruminococcus_torques)。

在一些实施方案中，所述方法包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：戈氏梭菌(Clostridium ghonii)、普氏梭杆菌(Flavonifractorplautii)、活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)、卵圆拟杆菌(Bacteroides ovatus)、粪便拟杆菌(Bacteroides stercoris)和生孢梭菌(Clostridium sporogenes)。

在一些实施方案中，所述方法包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_2_1_58FAA、奥德氏梭菌(Clostridium_aldenense)_SC114、奇特龙梭菌(Clostridium_citroniae)和梭状梭菌(Clostridium_clostridioforme)。

在一些实施方案中，所述方法包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：普氏梭杆菌(Flavonifractor_plautii)、极小韦永氏球菌(Veillonella_parvula)、布劳特氏菌属(Blautia)种CAG_257_SC146和鲍氏梭菌(Clostridium_bolteae)。

在一些实施方案中，所述方法包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：汉逊氏布劳特氏菌(Blautia_hansenii)、毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_2_1_46FAA、粪球菌属(Coprococcus)种HPP0048、田中柯林斯菌(Collinsella_tanakaei)、生孢梭菌(Clostridium_sporogenes)、植物发酵梭菌(Clostridium_phytofermentans)、双酶梭菌(Clostridium_bifermentans)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus_aureus)、毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_4_1_37FAA、芦笋状梭菌(Clostridium_asparagiforme)、拉瓦梭菌(Clostridium_lavalense)_SC43和纤维状霍尔德曼氏菌(Holdemania_filliformis)。

在上述的各种实施方案中，所述方法包括向所述受试者施用所列出种类中的至少3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个(上限为上述组中的种类数)的存活群体。

此外，在一些实施方案中，所述方法包括向受试者施用包含表6的组合物1至47中的一种或多种或由其组成的组合物。

在一些实施方案中，本发明的方法可以用于患有以肠道动力、血小板聚集、免疫反应、心脏功能或骨骼发育的改变为特征的疾病或病状的受试者。

在一些实施方案中，所述受试者患有选自由以下组成的组中的疾病或病状：肠易激综合症、炎症性肠病(例如，感染性结肠炎、溃疡性结肠炎、克罗恩氏病、缺血性结肠炎、放射性结肠炎和显微镜下结肠炎)、便秘、抑郁症、焦虑症、心血管疾病和骨质疏松症。

本发明还提供了包括选自表1、2、3、4、5或6的至少一个细菌种类的存活群体的药物制剂。

在一些实施方案中，所述药物制剂包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：活泼瘤胃球菌(菌株1)、毛螺科菌_9_1_43BFAA、未分类的埃格特菌、活泼瘤胃球菌(菌株2)、系结梭菌、毛螺科菌_6_1_63FAA和扭链瘤胃球菌。

在一些实施方案中，所述药物制剂包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：戈氏梭菌、普氏梭杆菌、活泼瘤胃球菌、卵圆拟杆菌、粪便拟杆菌和生孢梭菌。

在一些实施方案中，所述药物制剂包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：毛螺科菌_2_1_58FAA、奥德氏梭菌_SC114、奇特龙梭菌和梭状梭菌。

在一些实施方案中，所述药物制剂包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：普氏梭杆菌、极小韦永氏球菌、布劳特氏菌属种CAG_257_SC146和鲍氏梭菌。

在一些实施方案中，所述药物制剂包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：汉逊氏布劳特氏菌、毛螺科菌_2_1_46FAA、粪球菌属种HPP0048、田中柯林斯菌、生孢梭菌、植物发酵梭菌、双酶梭菌、金黄色葡萄球菌、毛螺科菌_4_1_37FAA、芦笋状梭菌、拉瓦梭菌_SC43和纤维状霍尔德曼氏菌。

在上述的各种实施方案中，所述药物制剂包括所列出种类中的至少3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个(上限为上述组中的种类数)的存活群体。

此外，在一些实施方案中，所述药物制剂包括表6的组合物1至47中的一种或多种或由其组成。

在各种实施方案中，所述药物制剂包括例如本文所述的药学上可接受的赋形剂。

在一些实施方案中，所述药物制剂在胶囊中。例如，在一些实施方案中，所述药物制剂可以在肠溶胶囊中。

本发明还提供了改变受试者的色胺或5-羟色胺水平的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的本文所述的药物制剂(参见例如上文)。

在一些实施方案中，受试者中的色胺或5-羟色胺水平增加。

在一些实施方案中，所述色胺或5-羟色胺水平是受试者粪便中的色胺或5-羟色胺水平。

在一些实施方案中，所述色胺或5-羟色胺水平是受试者血液、血清、血浆、尿液或脑脊髓液(CSF)中的色胺或5-羟色胺水平。

本发明进一步提供了治疗患有以存在低色胺或5-羟色胺水平为特征的疾病或病状的受试者的方法，所述方法包括向被诊断出患有所述疾病或有患所述疾病风险的受试者施用治疗有效量的如本文所述的药物制剂(参见例如上文)。

在一些实施方案中，所述受试者患有以肠道动力、血小板聚集、免疫反应、心脏功能或骨骼发育的改变为特征的疾病或病状。

本发明还提供了增加受试者中调节性T细胞的水平或活性的方法，所述方法包括向受试者施用本文所述的药物制剂(参见例如上文)。

另外，本发明提供了用于恢复或改善受试者的肠道稳态，或用于预防或治疗受试者的肠癌或结肠癌的方法，所述方法包括向受试者施用本文所述的药物制剂(参见例如上文)。

本发明还提供了包括至少两个不同细菌种类的组合物，所述细菌种类组合时与单独每个种类在以下条件下产生的色胺或5-羟色胺水平相比可以增加色胺或5-羟色胺水平：(i)在存在与所述组合相同水平的色氨酸时，(ii)在存在与所述组合相同水平的色氨酸的特定时间段内，(iii)当施用到体内系统时，和/或(iv)当体外施用到模型系统时。

在一些实施方案中，所述组合物是包括本文所述的药物制剂(参见例如上文)的细菌种类的组合物。

本发明还提供了如上文所述和本文别处所述的制剂或组合物，其用于改变受试者中的色胺或5-羟色胺水平。

在一些实施方案中，所述受试者患有选自由以下组成的组中的疾病或病状：肠易激综合症、炎症性肠病(感染性结肠炎、溃疡性结肠炎、克罗恩氏病、缺血性结肠炎、放射性结肠炎和显微镜下结肠炎)、便秘、抑郁症、焦虑症、心血管疾病和骨质疏松症。

在一些实施方案中，所述制剂或组合物用于增加受试者中调节性T细胞的水平或活性。

在一些实施方案中，所述制剂或组合物用于恢复受试者的肠道稳态，或用于预防或治疗受试者的肠癌或结肠癌。

本发明包括本文所述的组合物和制剂用于上文和本文别处所述方法中表达的目的以及用于制备其药物的用途。

本文提及的每篇专利文献和科学论文以及由此被引用的那些专利文献和科学论文的全部公开内容，出于所有目的明确地以引用方式并入本文。

本发明的另外特征和优点在下文更具体地描述。

附图说明

图1是描绘与高水平的色胺相关的三个种类的分析结果和在所述种类中的一个、两个或三个存在下的色胺水平的图。Lb＝毛螺科菌_9_1_43BFAA；Rg＝活泼瘤胃球菌；Rt＝扭链瘤胃球菌；0表示种类不存在，1表示种类存在。仅Rt：低色胺水平；仅Rg：中等色胺水平；3个种类中的2个：中等至高色胺水平；全部3个种类：高色胺水平；注意：只有1个样品为Lb＝1，Rg＝0，Rt＝0，因此未示出。

图2是示出色氨酸脱羧酶(SEQ ID NO:73和75)相对于微生物种类泛基因组数据库的Blastp结果的图。

图3是示出鉴定种类的图，在两个临床试验中所述种类在受试者粪便样品中的存在预测种类中(与缺乏所述种类的受试者相比)色胺水平的升高。圈出的种类表示在两个临床试验中其存在独立地预测更高色胺水平的种类。

图4是一组曲线图，示出了两项临床试验SERES-101(与维持溃疡性结肠炎的缓解有关)和SERES-004(与预防艰难梭菌感染的复发有关)中的色胺调节性种类丰富度。

图5是可以在本发明中使用的所选细菌OTU的16S rDNA序列(SEQ ID NO:1-72)以及某些色氨酸脱羧酶的序列(SEQ ID NO:73-75)的列表。

具体实施方式

申请人已鉴定出人胃肠(GI)道中与色胺存在相关的细菌种类。一些种类的身份是出乎意料的，例如，在一些情况下，这些种类先前未被鉴定为参与调节色胺。此外，在一些情况下，种类的组合表现出协同作用。在不依赖任何特定理论的情况下，这表明各种细菌种类占据了不同的生态位并且/或者在胃肠道内色胺的调节中起着不同作用。

申请人还已鉴定出与5-羟色胺水平(5HT)增加相关的细菌种类。5HT或血清素是一种脑神经递质，其由于对肠道动力和血小板聚集、免疫反应、心脏功能和骨骼发育的影响而因此对宿主生理有着广泛影响。人体的5HT大约有95％存在于肠道中，并且已显示肠道微生物组可以调节宿主的5HT水平(Yano等，Cell 161:264-276,2015；Ge等，J.Transl.Med.15:13,2017)。5HT的失调与多种人类疾病有关，包括肠易激综合症(IBS)、抑郁症、焦虑症、心血管疾病和骨质疏松症。

本发明提供了用于治疗疾病和病状的组合物和方法，所述疾病和病状可通过调节哺乳动物诸如人类的例如血液或胃肠道中的色氨酸和/或色氨酸代谢物(例如色胺)而受益。在一些实施方案中，哺乳动物的血液或肠道中的色胺水平增加。在一些实施方案中，哺乳动物的血液或胃肠道中的色氨酸水平降低。

在一些实施方案中，本公开提供了一种细菌，其包含至少一种基因或基因盒，所述基因或基因盒编码一种或多种用于产生色胺的酶。在一些实施方案中，细菌包含编码色氨酸脱羧酶(Trp脱羧酶)的基因序列。在一些实施方案中，本公开提供了包含一种或多种细菌的组合物，所述细菌包含至少一种基因或基因盒，所述基因或基因盒编码一种或多种用于产生色胺的酶(例如，色氨酸脱羧酶)。在一些实施方案中，本发明提供了使用此类组合物以改变(例如增加)色胺水平的方法。

色胺(TA)组合物

可用于本文提供的本发明的组合物包含一种或多种(例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或更多种)微生物，其能够调节(例如增加)色氨酸代谢物例如色胺或5-羟色胺的水平。在一些情况下，可用的微生物能够将色氨酸代谢为色胺或5-羟色胺。在一些情况下，微生物能够表达色氨酸脱羧酶或其他酶，例如酪氨酸羧化酶或苯丙氨酸羧化酶，它们也可以将色氨酸代谢为色胺或5-羟色胺。在一些实施方案中，一种或多种细菌种类被包括在组合物中，并且例如在培养物中或受试者中，与仅在培养物中或向受试者提供一个种类或其他种类时的水平相比，组合能够增加色胺或5-羟色胺的量。

适用于本文提供的本发明的微生物的非限制性实例包括表1-5中所列的那些。本发明提供了包括这些微生物中的任何一种或这些微生物中的例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或更多种的组合的组合物和使用它们的方法。关于组合，本发明提供了包含如表6所示的聚生体(consortia)1至47中的任何一者或多者或由其组成的组合物(组合物1-47)。本发明还包括使用如本文所述的这些组合物的方法。

表1提供了可包括在本发明组合物中的种类的非限制性实例，以及可用于鉴定这些种类的16S rDNA序列的参考以及相关种类和菌株的另外实例。在两项临床试验中发现表1中所列的种类可预测色胺(参见例如实施例2、图3和表9)。本发明的组合物可以包括表1中所列出的1、2、3、4、5、6或7个种类，其与彼此或本文中(例如，在不同的表中)所列出的其他种类呈任意组合。图5中提供了可用于本发明的组合物和方法中的这些和其他种类的16SrDNA序列信息。

表1

**本文表中的示例性OTU具有与所列出菌株存在至少97％同一性的16S rDNA序列。除了示例性的已保存微生物外，还可从其出版物中指出的典型菌株的来源获得微生物。

表2提供了可用于本发明组合物和方法中的种类的另外的非限制性实例，以及可用于鉴定这些种类的16S rDNA序列的参考以及通过体外筛选鉴定出的相关种类和菌株的另外实例。本发明的组合物可以包括表2中所列出的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11个种类，其与彼此或本文中(例如，在不同的表中)所列出的其他种类呈任意组合。图5中提供了可用于本发明的组合物和方法中的这些和其他种类的16S rDNA序列信息。这些序列可用于鉴定这些以及相关的种类和菌株。

表2

表3提供了可用于本发明组合物和方法中的种类的另外的非限制性实例，以及可用于鉴定这些种类的16S rDNA序列的参考以及相关种类和菌株的另外实例。本发明的组合物可以包括表3中所列出的1、2、3或4个种类，其与彼此或本文中(例如，在不同的表中)所列出的其他种类呈任意组合。图5中提供了可用于本发明的组合物和方法中的这些和其他种类的16S rDNA序列信息。这些序列可用于鉴定这些以及相关的种类和菌株。

表3

表4提供了可用于本发明组合物和方法中的种类的另外的非限制性实例，以及可用于鉴定这些种类的16S rDNA序列的参考以及相关种类和菌株的另外实例。本发明的组合物可以包括表4中所列出的1、2、3或4个种类，其与彼此或本文中(例如，在不同的表中)所列出的其他种类呈任意组合。图5中提供了可用于本发明的组合物和方法中的这些和其他种类的16S rDNA序列信息。这些序列可用于鉴定这些以及相关的种类和菌株。

表4

表5提供了可用于本发明组合物和方法中的种类的另外的非限制性实例，以及可用于鉴定这些种类的16S rDNA序列的参考以及相关种类和菌株的另外实例。本发明的组合物可以包括表5中所列出的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个种类，其与彼此或本文中(例如，在不同的表中)所列出的其他种类呈任意组合。图5中提供了可用于本发明的组合物和方法中的这些和其他种类的16S rDNA序列信息。这些序列可用于鉴定这些以及相关的种类和菌株。

表5

如上所述，本发明包括包括了如本文所述的细菌种类的组合的组合物、使用这些组合物改变(例如增加)色胺水平的方法，以及治疗其中改变(例如增加)色胺水平将有利的疾病和病状的方法。表6列出了47种此类组合组合物的特定非限制性实例。

可用于本发明的另外的微生物是阿根廷梭菌(Clostridium argentinese)、多粘梭菌(Clostridium polymyxa)、猪丹毒丝菌(Erysipelothrix rhusiopathiae)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、溶血葡萄球菌(Staphylococcus haemolyticus)、肉葡萄球菌(Staphylococcus carnosus)、产丙酮酸棒状杆菌(Corynebacteriumpyruviciproducens)、伪中间型葡萄球菌(Staphylococcus pseudintermedius)、谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glucuronolyticum)、萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)、韦氏芽孢杆菌(Bacillus weihenstephanensis)和非致病性炭疽杆菌(Bacillusanthracis)。任选地，这些另外的微生物中的一种或多种可以与在前一段中描述的任何组合相组合使用。

在一些实施方案中，可用的微生物包含被预测编码与参考Trp脱羧酶序列(全长或色氨酸结合区)具有至少93％同一性的蛋白质的DNA序列。在一些实施方案中，微生物包含被预测编码与参考Trp脱羧酶序列具有至少40％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、92％、93％、94％、95％、98％、99％或100％同一性的蛋白质的DNA序列。参考序列的非限制性实例是GenBank:EDU35915.1(SEQ ID NO:73)、GenBank:EDN78222.1(SEQ IDNO:74)、GenBank ZP_02040762(SEQ ID NO:75)。

在一些实施方案中，可用的微生物包含与本文所列出种类的一个或多个16S rDNA序列(例如，表1-6中的一者或多者中所列出的一个或多个种类；参见例如图5和SEQ IDNOs:1-66)具有序列同一性的16S rDNA序列。在一些实施方案中，通过全部或部分16S rDNA序列的序列同一性，例如至少90％、93％、95％、96％、97％、98％、99％或100％的同一性来鉴定种类。参考序列与查询序列之间的同一性百分比可以使用本领域已知的方法确定。下面提供了用于这类确定的方法的非限制性实例。如本文所用，两个核苷酸序列之间的相关性由参数“同一性”来描述。

在一个实施方案中，查询序列与参考序列之间的序列同一性程度通过以下来确定：1)使用默认计分矩阵和默认空位罚分，通过任何合适的比对程序对两个序列进行比对，2)鉴定精确匹配的数目，其中精确匹配为在比对中比对程序在两个比对序列中的给定位置处鉴定出相同核苷酸，以及3)将精确匹配的数目除以参考序列的长度。

在另一个实施方案中，查询序列与参考序列之间的序列同一性程度通过以下来确定：1)使用默认计分矩阵和默认空位罚分，通过任何合适的比对程序对两个序列进行比对，2)鉴定精确匹配的数目，其中精确匹配为在比对中比对程序在两个比对序列中的给定位置处鉴定出相同核苷酸，以及3)将精确匹配的数目除以两个序列中最长者的长度。

在另一个实施方案中，查询序列与参考序列之间的序列同一性程度通过以下确定：1)使用默认计分矩阵和默认空位罚分，通过任何合适的比对程序对两个序列进行比对，2)鉴定精确匹配的数目，其中精确匹配为在比对中比对程序在两个比对序列中的给定位置处鉴定出相同氨基酸或核苷酸，以及3)将精确匹配的数目除以“比对长度”，其中比对长度为整个比对的长度，包括序列的空位和突出部分。

序列同一性比较通常借助序列比较程序进行。这些商业或公开可获得的计算机程序使用比较两个或更多个序列的复杂比较算法，其最能反映可能导致两个或更多个序列之间的差异的进化事件。因此，这些算法以对相同或相似氨基酸的比对进行奖励并对空位的插入、空位扩展和非相似氨基酸的比对进行罚分的计分系统来操作。比较算法的计分系统包括：

ⅰ)每次插入空位时分配罚分分数(空位罚分分数)，

ⅱ)每次将现有空位扩展额外位置时分配罚分分数(扩展罚分分数)，

ⅲ)在比对相同氨基酸时分配高分数，以及

iv)在比对非相同氨基酸时分配可变分数。

序列比较通常使用比对程序的默认值。可用于确定同一性的合适的计算机程序包括，例如，BLAST(blast.ncbi.nlm.nih.gov)。

在本发明的一个实施方案中，比对程序优化所选序列的全长比对，例如，全长、V4或V6 16S rDNA序列。例如，全局比对程序是基于Needleman-Wunsch算法(Needleman和Wunsch，J.Mol.Biol.48:443-453,1970年)。此类程序的非限制性实例是EMBOSS Needle和EMBOSS Stretcher程序，可在ebi.ac.uk/Tools/psa/上获得。

在一个实施方案中，通过全局比对程序对序列进行比对，并且通过将程序所鉴定的精确匹配的数目除以“比对长度”来计算序列同一性，其中比对长度是整个比对的长度，包括序列的空位和突出部分。在一个实施方案中，全局比对程序使用Needleman-Wunsch算法，并且通过将程序所鉴定的精确匹配的数目除以“比对长度”来计算序列同一性，其中比对长度是整个比对的长度，包括序列的空位和突出部分。

在另一个实施方案中，全局比对程序选自由EMBOSS Needle和EMBOSS stretcher组成的组，并且通过将程序所鉴定的精确匹配的数目除以“比对长度”来计算序列同一性，其中比对长度是整个比对的长度，包括序列的空位和突出部分。

一旦软件产生比对，就可以计算相似性百分比(％)和序列同一性百分比。

在一些实施方案中，组合物中的至少一种微生物可以表达色氨酸脱羧酶。在一些实施方案中，组合物中的至少一种微生物可以分泌色胺。测定色胺分泌的方法是本领域已知的(例如，Williams等，Cell Host Microbe 16:495-503,2014)。在其他实施方案中，组合物中的至少一种微生物在胃肠道转运测定中具有活性(参见例如Yano等，Cell 161:264-276,2015)。

在某些实施方案中，TA组合物包含可表达或可被诱导表达色氨酸脱羧酶的10e2至10e12(例如10e8-10e11或10e9-10e10)之间的活细菌和/或孢子。

在一些实施方案中，TA组合物可在人或非人动物，例如小鼠、大鼠、豚鼠、狗、猫、猪、绵羊或非人灵长类动物中诱导色胺水平的增加。

通常，可用于本发明的一种或多种微生物是兼性或专性厌氧菌。在一些情况下，一种或多种微生物是表现出耐氧性的专性厌氧菌。所述生物体能够形成孢子(本文中称为“孢子形成剂”)或非孢子形成剂。孢子形成剂可基本上以孢子、营养细胞或孢子和营养细胞的组合形式存在于组合物中。

色胺的测定方法

在本发明的一些实施方案中，确定色胺的存在以及在一些情况下确定色胺的水平。可以使用本领域已知的方法测定色胺。例如，可以使用Thermo TSQ Quantum Max三重四极杆质谱仪，通过与串联质谱法联用的液相色谱法(LC-MS/MS)测定色胺。其他可用的方法包括多反应监测和信息依赖监测(Sridharan等，Nature Communications 5:5492,2014)。

可以使用血液、血浆、血清、粪便、尿液或脑脊髓液测定受试者在例如施用TA组合物之前和之后的色胺水平。

色氨酸脱羧酶

在一些实施方案中，组合物包括编码色氨酸脱羧酶基因的至少一个细菌种类。鉴定此类基因的方法是本领域已知的，例如，参见Williams等(出处同上)。如实施例中所述，对预测的蛋白质结构的序列分析以及与已知的微生物色氨酸脱羧酶序列的比较可用于鉴定细菌基因组中的基因。在一些情况下，将色氨酸脱羧酶基因的整个序列用于分析和/或使用色氨酸的预测结合位点的序列。

疾病的治疗

在本发明的实施方案中，微生物组组合物用于治疗或预防需要治疗的受试者的疾病或病状，包括改善疾病的体征或症状。在一些实施方案中，电脑模拟(in silico)、体外和/或体内方法可用于确定改变受试者中色胺水平的治疗功效。

色胺是一种Ahr激动剂。据报道，Ahr的活化可影响FoxP3和IL-17的表达并改善结肠炎、降低致癌的风险，以及本领域已知的其他作用。所报道的色胺作用包括刺激肠上皮细胞分泌离子并增加肠道动力(Bhattarai等，Cell Host Microbe 23(6):775-785,2018)。还已建议使用色胺作为增加调节性T细胞的剂(Tregs；US 9,028,798)。因此，能够增加色胺的组合物可用于例如恢复或改善肠道稳态、治疗结肠炎、治疗或预防肠癌和/或改善胃肠道动力。通常，能够增加色胺水平的TA组合物可用于调节芳香烃受体的活性。TA组合物也可用于增加Treg。

本发明的组合物还可用于调节(例如增加)5-羟色胺或血清素。因此，本发明的组合物和方法可用于治疗与肠道动力、肠道稳态、血小板聚集、免疫反应和心脏功能有关的疾病和病状，以及抑郁症、焦虑症、肠易激综合症(IBS)、心血管疾病和骨质疏松症。

患者

在一些实施方案中，例如在粪便、血液、血浆、血清、尿液、脑脊液(CSF)或其他体液中，鉴定出适合用TA组合物治疗的受试者具有异常或不希望的低水平的色胺或5-羟色胺。用TA组合物进行的有效治疗会增加所选体液、组织或粪便中色胺或5-羟色胺的水平。通常，增加的色胺或5-羟色胺的水平与所治疗受试者的胃肠道中可检测到的来自TA组合物的至少一个种类的存在相关。在一些实施方案中，在所治疗受试者的粪便中检测到来自TA组合物的细菌的至少一个种类或菌株的存在。在一些实施方案中，可以在用TA组合物治疗后的至少1天、2天、3天、4天、5天、6天、1周、2周、3周、4周、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、8个月或1年检测到TA组合物的至少一个种类或菌株。所施用种类的这种持久性(例如，在治疗之前所述种类不存在或低水平的情况下)被称为“植入(engraftment)”。在一些实施方案中，所施用种类的持久性或植入可能不能持续限定的时间段；此类种类可以TA组合物的重复剂量施用。

根据本发明的方法治疗的受试者可患有以肠道动力的改变为特征的疾病或病状。在各种实例中，根据本发明的方法治疗的受试者可患有胃肠道疾病或病状，其选自由以下组成的组：例如肠易激综合征、炎症性肠病(例如感染性结肠炎、溃疡性结肠炎、克罗恩氏病、缺血性结肠炎、放射性结肠炎和显微镜下结肠炎)，和便秘(也参见上文)。

定义

“协同作用”是指由例如不同微生物(例如，不同菌株、不同种类或不同进化枝)的组合产生的效果，其大于组合组分的预期累加效果。如本文所用，“协同作用”或“协同相互作用”是指两种或更多种微生物产生大于其独立作用之和的组合作用的相互作用或协作。该效果可基于体外或体内观察结果。

本文中所述的TA组合物的“治疗有效量”可根据诸多因素变化，诸如个体的疾病状态、年龄、性别和体重，以及化合物引发个体的期望反应的能力，例如，至少一个病症参数的改善，或病症的至少一个症状的改善(和任选地，所施用的任何另外的剂的作用)。治疗有效量也是其中组合物的任何毒性或有害作用被治疗有益效果胜过的量。如本文所描述的组合物通常以治疗有效量施用。

术语“微生物植入”或“植入”是指将以治疗性微生物组合物(例如细菌组合物)施用的一个或多个菌株、OTU或种类建立在靶位中，所述菌株、OTU或种类在治疗之前在所治疗的受试者中不存在、检测不到或以不希望的低水平存在。包含所植入生态的微生物存在于治疗性微生物组合物中，并建立为受试者微生物生态的组成部分。植入的OTU可在用治疗性微生物组合物治疗后存在于受试者内的微生物生态中建立一个短暂的时间段，或展示长期稳定性。可以通过使用本领域已知的各种分子技术来检测植入，包括但不限于全宏基因组测序(WMS)，使用菌株或分类群特异性引物，或使用菌株或分类群特异性DNA探针的PCR或qPCR。利用全宏基因组测序(WMS)数据，可以使用菌株特异性基因组变体(包括但不限于单核苷酸变体(SNV))对移入进行定量。利用全宏基因组测序(WMS)数据，还可以基于菌株、种类或其他分类群特异性基因组标记来对菌株、种类或其他分类群的植入进行定量。利用全宏基因组测序(WMS)数据，也可以通过全基因组组装来辅助检测植入。生成此类数据后，可以在受试者层面和/或群体层面上对植入进行统计学评估；在受试者层面上，特定于菌株或分类群的丰度、相对丰度或检测信号必须大于基线或预定的背景噪声水平；在群体层面上，特定于菌株或分类群的丰度、相对丰度或检测信号必须大于参考安慰剂组或参考背景群体或数据集。

如本领域所理解的，检测限(LOD)可以取决于例如所分析的特定样品类型(例如粪便样品及其水含量)、所检测的种类以及所使用的测定法而变化。在各种实例中，本发明中使用的LOD在约10e5至10e7的范围内。在一个特定实例中，所使用的LOD为约1.75e6(例如1.75e6)。

“操作分类单元”、“OTU”(或复数，“OTUs”)是指系统树中的末端叶，并且由核酸序列(例如，整个基因组或特定基因序列)以及与此核酸序列具有序列同一性的所有序列在种类层面上进行定义。在一些实施方案中，特定基因序列是16S序列或16S序列的一部分，诸如可变区，例如V4区。在其他实施方案中，对两个实体的整个基因组进行测序和比较。在另一个实施方案中，可以对诸如多基因座序列标签(MLST)、特定基因或基因集合的选择区域进行基因比较。在16S实施方案中，在整个16S或16S序列的可变区中具有≥97％平均核苷酸同一性的OTU被认为是同一OTU(参见例如Claesson等，Nucleic Acids Res 38：e200，2010；Konstantinidis等，Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 361:1929-1940,2006)。在涉及完整基因组、MLST、特定基因或基因集合的实施方案中，具有≥95％平均核苷酸同一性的OTU被视为相同的OTU(参见例如Achtman和Wagner，Nat.Rev.Microbiol.6:431-440,2008)。在一些实施方案中，可以通过比较生物体之间的序列来区分OTU。通常，具有少于95％序列同一性的序列不被视为构成同一OTU的一部分。OTU还可以通过核苷酸标记或基因、特别是高度保守的基因(例如“持家”基因)或其组合的任何组合来表征。此类表征采用例如WGS数据或全基因组序列。如本文所用，术语“种类”和“OTU”可互换地使用，除非上下文另有区分。

制剂

可以使用本领域已知的方法来制备和施用本文所述的TA组合物。通常，尽管可以使用任何合适的方法，但将组合物配制成用于口服、结肠镜或鼻胃递送。

TA制剂可以包含一种或多种适合于制备这种制剂的药物赋形剂。在一些实施方案中，所述制剂是液体制剂。在一些实施方案中，包含TA组合物的制剂可包含表面活性剂、佐剂、缓冲剂、抗氧化剂、张度调节剂、增稠剂或粘度调节剂等的一种或多种。

在一些实施方案中，治疗包括以包含药学上可接受的载体的制剂形式施用药物TA组合物。在一些实施方案中，赋形剂包括适于提供TA组合物作为口服剂型的胶囊或其他形式。当赋形剂用作稀释剂时，它可以是固体、半固体或液体材料，它们充当活性成分的媒介物、载体或介质。因此，所述制剂可以是片剂、丸剂、散剂、锭剂、小袋剂、扁囊剂、酏剂、混悬液、乳液、溶液、糖浆、软或硬胶囊、栓剂或包装的粉末形式。

合适赋形剂的一些实例包括乳糖、右旋糖、蔗糖、山梨糖醇、甘露糖醇、淀粉、阿拉伯胶、磷酸钙、海藻酸盐、黄蓍胶、明胶、硅酸钙、微晶纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素、水、糖浆、聚乙二醇、甘油和甲基纤维素。所述组合物可以配制成通过采用本领域中已知的程序向患者施用后，提供活性成分的快速、持续或延迟释放。

TA组合物可以配制成单位剂型。通常，剂量包含约10e2至10e9个活菌落形成单位(cfu)。术语“单位剂型”是指适合作为用于人类个体和/或其他哺乳动物的单位剂量的物理离散单元，每个单元含有经计算以产生所需治疗效果的预定量的活性材料以及合适的药物赋形剂。剂量可以在多种递送媒介物，例如多种药丸或胶囊中施用。

施用给患者的TA组合物的量和频率将根据所施用的内容、诸如预防或治疗的施用目的、患者的状态、施用方式等而变化。在治疗应用中，组合物可以施用给已患有疾病的患者，其量足以治愈或至少部分阻止疾病和其并发症的症状。有效剂量将取决于所治疗的疾病状况以及主治医师根据诸多因素的判断，所述因素诸如疾病的严重程度、患者的年龄、体重和一般状况，等等。

剂量可以指例如每个单独种类或菌株的cfus总数；或者可以指剂量中微生物的总数。在本领域中应理解，确定剂量中生物体的数量不是精确的，并且可取决于用于确定所存在的生物体数量的方法。例如，可以使用二吡啶甲酸测定法确定组合物中的孢子数。在一些情况下，可以使用培养测定法确定生物体的数量。当存在孢子时，依赖于培养法的测定能力可取决于孢子的有效发芽。定量核酸方法可取决于来自非活微生物的核酸是否被充分减少或消除。

可由来源于体外或动物模型测试系统的剂量-反应曲线来外推有效剂量。

等效方案

所有的技术特点可以以这些特征的所有可能的组合被单独组合。

在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以通过其他特定形式来实施。因此，上述实施方案应在所有方面均被视为说明性的，而非是对本文所描述的本发明的限制。

实施例

以下非限制性实施例进一步说明了本文所述的本发明的实施方案。

实施例1：人类粪便的基因组和代谢组学分析

人粪便样品是从参加由包裹的纯化真细菌孢子组成的微生物组组合物的II期试验(clinicaltrials.gov；NCT02437487)的受试者中获得的，所述II期试验被设计来评估所述微生物组组合物的安全性和功效。样品来自NCT02437487试验中的受试者，包括接受治疗的受试者和接受安慰剂的受试者的样品。在Metabolon(北卡罗来纳州Morrisville)进行了样品中是否存在色胺的代谢组学分析。代谢组学数据包括每质量粪便中的色胺水平(峰值AUC，与浓度成正比，并假设分析的线性动力学)。还使用全宏基因组学鸟枪法测序(shotgunsequencing)对样品进行测序，并根据基于MetaPhlAn2数据库的种类特异性基因组标记指定种类名称(Truong等，Nat.Methods 12:902-903,2015)。

鉴定种类与代谢物的关系

成对的分类学和代谢组学概况的标准分析通常涉及种类与代谢物丰度之间的成对相关性(例如，Spearman或Pearson相关性)，以鉴定其丰度与代谢物丰度相关的种类。这类相关分析通常会导致大量种类与大量代谢物相关，正如在队列研究和干预研究中所见。这意味着标准的相关分析不能充分地鉴定哪些种类真正地在机械上参与了选定的代谢功能。

为了解决这个问题，申请人使用一种新颖的方法来鉴定成对的分类学和代谢组学概况中的特定种类-代谢物关系。进行了计算分析，分析了色胺的存在和水平与单个细菌种类和细菌种类组合的存在之间的关系。另外，进行了评估细菌种类和色胺的相对丰度的分析。

在所述方法中开发了一个模型，所述模型可以学习根据患者样品中测得的种类概况来预测这些样品中的代谢物水平。代谢物水平的预测是基于了解潜在的种类与代谢物的关系。使用交叉验证方法和本领域已知的方法开发训练数据集。

当代谢物的水平真正地由少量种类确定时，这种建模方法将恢复一组稀疏的种类与代谢物的关系。相比之下，应用于这些数据的标准相关分析会恢复非稀疏关系，从而阻碍了鉴定特定代谢功能下特定种类的能力(这是设计治疗性微生物组合物所必需的)。

一旦鉴定出潜在的种类与代谢物的关系，就对以下方面进行评估：a)所鉴定的种类可在体内预测代谢物水平的能力如何，以及b)需要多少种类来预测体内代谢物水平(即，是很多还是很少种类驱动体内代谢物水平的变化)。关于(a)，已发现一些代谢物通过种类概况得到了很好的预测，因此很可能可被微生物聚生体调节，而其他代谢物则没有，因此外部或宿主因素很可能占主导地位。关于(b)，我们发现对于一些代谢物，体内代谢物水平的变化可以用少量种类(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18或20个种类)的存在/不存在来解释，而对于其他代谢物，需要大量种类(例如，>20-50个种类)的存在/不存在来解释体内代谢物水平。

以此方式产生的数据表明，色胺是一种其变化可通过少量种类的存在/不存在而得到很好预测的代谢物。因此，可以基于与色胺水平相关的少量种类的治疗性施用来操纵体内色胺水平。此外，由于色胺水平受少数个细菌种类的影响，因此很可能只有有限数量的细菌种类能够用于以治疗性微生物聚生体靶向色胺。

实施例2：预测体内色胺水平的细菌种类

实施例1中描述的与色胺有关的分析鉴定出其存在与粪便样品中色胺的存在有关的少量种类。表7提供了与色胺的存在最密切相关的三个种类的排序列表(与色胺的存在最紧密相关的等级为1)；与色胺的最高水平相关的三个种类分别为活泼瘤胃球菌、毛螺科菌9_1_43BFAA和扭链瘤胃球菌。

表7

图1是与色胺的最高水平相关的三个种类及其在存在其中一个、两个或三个种类的情况下的相对色胺水平的分析。条形图代表在样品中单独存在或以各种组合存在时与所示种类相关的中值相对色胺水平。尽管存在大量的种类对应更高的色胺水平的趋势，但结果并未遵循明显的累加效应，而是基于每个种类的存在具有协同作用。这些数据表明，一个种类对色胺水平的影响还取决于其他种类的组合存在/不存在。

这些数据证明，对体内数据的此类分析可揭示能够影响受试者中色胺水平的细菌的组合。

同源性搜索

在最初的研究中，先前鉴定的来自活泼瘤胃球菌(uniprot id,A7B1V0_RUMGN)和生孢梭菌(uniprot id,J7SZ64_CLOSG)的色氨酸脱羧酶基因(Williams等，出处同上)被用作查询序列，以寻找其他所测序的细菌基因组的同源物。组装了一个包含1155个人肠道相关细菌基因组的数据库(使用WGS信息进行组装)，以使用BLASTP搜索同源物；使用BLOSUM62比对计分矩阵对成对的比对残基进行计分；鉴定出24个种类，其包含与任一查询序列的比对E值小于1e-100的蛋白质同源物(以及相同残基匹配的百分比、比对长度和e值；参见表8)；在鉴定出的24个同源物中，相同残基的百分比为38-99.4％，并且比对长度为407-477。这些分析揭示了令人惊讶的发现。

第一，在与色胺的存在相关的前九个种类中，其中四个(包括扭链瘤胃球菌)(色胺等级＝3)不具有与已知细菌色氨酸脱羧酶存在显著同源性的序列。这些数据表明，除了与已知色氨酸脱羧酶相关的酶和/或机制外，还可以通过另外的酶和/或机制来调节色胺水平的调节。

第二，对于那些被鉴定为具有与色氨酸脱羧酶存在显著同源性的序列的种类，这些种类与色胺水平的关联(参见表8，色胺等级；最低等级数字反映了与色胺的最高关联)并不对应于与“真实(authentic)”细菌色氨酸脱羧酶的同一性百分比。

第三，检查任何单个种类的流行率都表明，流行率不能预测色胺等级。

第四，虽然被鉴定为包含与色氨酸脱羧酶存在同源性的序列的种类清单与可预测体内色胺水平的种类清单明显重叠，但也有例外。例如，尽管在体内对色胺水平的影响中，扭链瘤胃球菌排名第三，但是在代表性的扭链瘤胃球菌基因组中未鉴定出与色氨酸脱羧酶相关的序列同源物。未发现生孢梭菌可预测体内色胺水平，尽管已发表的数据表明其具有色氨酸脱羧酶基因。

第五，发现没有序列与已公开的生孢梭菌色氨酸脱羧酶序列在至少100个残基的比对长度上具有大于约30％的预测蛋白质序列同一性。

总体而言，申请人的数据证明，先前与色胺的存在不相关的种类可能影响胃肠道中色胺的产生，从而可能影响其他组织中的色胺水平。

表8

此外，这些数据证明，种类流行率以及与经表征的色氨酸脱羧酶蛋白质的同源程度与人体内种类与色胺水平的关系的强度无关。总体而言，数据表明仅存在色氨酸脱羧酶序列或甚至相关的序列不足以提供足够的信息以选择将增加受试者中色胺水平的种类，并且本文提供的分析可以提供经验证据以用于鉴定影响色胺水平以及可用于增加受试者色胺水平的组合物中的种类。

在进一步的研究中，色氨酸脱羧酶的Blastp与更大的细菌泛基因组数据库(bitbucket.org/biobakery/humann2/wiki/Home；Huang等,Nucleic Acids Res.D617-24,2014)鉴定出了推定的色胺产生者(图2)。在这些研究中，鉴定出了七个种类，在两项临床试验中它们的存在可预测较高的色胺浓度(图3；表9)。七个已鉴定种类中的五个具有已鉴定色氨酸脱羧酶同源物的菌株。没有同源物的一个种类(未分类的埃格特菌)没有相关的基因组可供评估。

表9

对于表9-12，有关列标题的详细信息如下：

s004_平均系数：表示在SERES-004(C diff)试验中种类对色胺水平的预测程度的分数。

s101_平均系数：表示在SERES-101(UC)试验中种类对色胺水平的预测程度的分数。

s004_流行率：在SERES-004(C diff)试验中种类的流行率(样品的分数)。

s101_流行率：在SERES-101(UC)试验中种类的流行率(样品的分数)。

min_blast_log10_e值：色氨酸脱羧酶同源物的显著性(数字越小越好，最小是-200[即最佳匹配])。blastp的e值的-log 10。

blast_hit：所用查询色氨酸脱羧酶的标识符。

在治疗艰难梭菌的临床试验中，将另外四个种类鉴定为可预测色胺水平(表10)。

表10

在治疗溃疡性结肠炎的临床试验中，将另外四个种类鉴定为可预测色胺水平(表11)。

表11

鉴定出其他种类具有色氨酸脱羧酶同源性，但在所测试的条件下不能预测体内的色胺水平(表12和13)。对于这些种类，所述同源物对于色氨酸作为底物可能没有活性(Williams等，Cell Host Microbe 16(4):495-503,2014)，或者所述种类在体内可能是低流行或丰富的。

表12列出了两项试验中流行率均低于5％的种类(但在任一试验中至少被检测到一次)。这些种类可能能够影响体内的色胺水平，但是它们在这些所研究群体中的低流行率意味着它们可能无法解释所研究群体中色胺的实质性变化。表13列出了两项试验中流行率均高于5％的种类。尽管这些种类在所研究的群体中基本流行，但它们并不能解释体内色胺水平的变化。实际上，它们对色氨酸作为底物可能没有活性，或者在活性上可能显示出菌株变化性。

表12

表13

在另外的分析中，在溃疡性结肠炎和艰难梭菌临床试验中鉴定出具有表1中所列出的七个种类中的大于一个的组合的聚生体(图4)。这些聚生体可以例如以TA组合物的形式使用，以比单独的单个种类更多地影响体内色胺水平。

实施例2：上清液中色氨酸代谢物的检测

方法

申请人测试了各种细菌种类在其上清液中色氨酸代谢物的存在。使用比色测定法检测吲哚化合物(Indole Reagent，Anaerobe Systems)以确定色氨酸代谢物的存在。通过比色吲哚测定而鉴定为Trp代谢物产生者的选定菌株的上清液通过GC-MS进一步分析，以鉴定所产生的特定代谢物。

结果

已显示几种种类可产生色胺或5-羟色胺(5HT)。尤其是，产色胺的种类包括生孢梭菌和活泼瘤胃球菌，这是已发现与人粪便样品中色胺的存在相关的三个种类中的两个(表14)。产5HT的种类包括卵圆拟杆菌和粪便拟杆菌。

表14列出了不同的细菌种类和由所述种类产生的所选择的色氨酸代谢物。<LOD表示代谢物低于检测限。示出了细菌生长培养基中的背景代谢物浓度。适用时，应标明外部菌株的ATCC目录号。

表14

本发明的一些实施方案在以下编号的段落的范围内。

1.一种改变受试者的色胺或5-羟色胺水平的方法，所述方法包括向所述受试者施用选自表1、2、3、4、5或6的至少一个细菌种类的存活群体。

2.如段落1所述的方法，其中所述受试者中的色胺或5-羟色胺的水平增加。

3.如段落1或2所述的方法，其包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：活泼瘤胃球菌(Ruminococcus_gnavus)(菌株1)、毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_9_1_43BFAA、未分类的埃格特菌(Eggerthella)、活泼瘤胃球菌(Ruminococcus_gnavus)(菌株2)、系结梭菌(Clostridium_nexile)、毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_6_1_63FAA和扭链瘤胃球菌(Ruminococcus_torques)。

4.如段落1或2所述的方法，其包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：戈氏梭菌(Clostridium ghonii)、普氏梭杆菌(Flavonifractorplautii)、活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)、卵圆拟杆菌(Bacteroides ovatus)、粪便拟杆菌(Bacteroides stercoris)和生孢梭菌(Clostridium sporogenes)。

5.如段落1或2所述的方法，其包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_2_1_58FAA、奥德氏梭菌(Clostridium_aldenense)_SC114、奇特龙梭菌(Clostridium_citroniae)和梭状梭菌(Clostridium_clostridioforme)。

6.如段落1或2所述的方法，其包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：普氏梭杆菌(Flavonifractor_plautii)、极小韦永氏球菌(Veillonella_parvula)、布劳特氏菌属(Blautia)种CAG_257_SC146和鲍氏梭菌(Clostridium_bolteae)。

7.如段落1或2所述的方法，其包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：汉逊氏布劳特氏菌(Blautia_hansenii)、毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_2_1_46FAA、粪球菌属(Coprococcus)种HPP0048、田中柯林斯菌(Collinsella_tanakaei)、生孢梭菌(Clostridium_sporogenes)、植物发酵梭菌(Clostridium_phytofermentans)、双酶梭菌(Clostridium_bifermentans)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus_aureus)、毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_4_1_37FAA、芦笋状梭菌(Clostridium_asparagiforme)、拉瓦梭菌(Clostridium_lavalense)_SC43和纤维状霍尔德曼氏菌(Holdemania_filliformis)。

8.如段落3至7中任一项所述的方法，其包括向所述受试者施用所述列出种类中的至少3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个的存活群体。

9.如段落1至8中任一项所述的方法，其包括向所述受试者施用包含表6的组合物1至47中的一种或多种的组合物。

10.如段落1至9中任一项所述的方法，其中所述受试者患有以肠道动力、血小板聚集、免疫反应、心脏功能或骨骼发育的改变为特征的疾病或病状。

11.如段落1至10中任一项所述的方法，其中所述受试者患有选自由以下组成的组中的疾病或病状：肠易激综合症、炎症性肠病、便秘、抑郁症、焦虑症、心血管疾病和骨质疏松症。

12.如段落11所述的方法，其中所述炎症性肠病选自由以下组成的组：感染性结肠炎、溃疡性结肠炎、克罗恩氏病、缺血性结肠炎、放射性结肠炎和显微镜下结肠炎。

13.一种药物制剂，其包含选自表1、2、3、4、5或6的至少一个细菌种类的存活群体。

14.如段落13所述的药物制剂，其包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：活泼瘤胃球菌(菌株1)、毛螺科菌_9_1_43BFAA、未分类的埃格特菌、活泼瘤胃球菌(菌株2)、系结梭菌、毛螺科菌_6_1_63FAA和扭链瘤胃球菌。

15.如段落13所述的药物制剂，其包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：戈氏梭菌、普氏梭杆菌、活泼瘤胃球菌、卵圆拟杆菌、粪便拟杆菌和生孢梭菌。

16.如段落13所述的药物制剂，其包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：毛螺科菌_2_1_58FAA、奥德氏梭菌_SC114、奇特龙梭菌和梭状梭菌。

17.如段落13所述的药物制剂，其包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：普氏梭杆菌、极小韦永氏球菌、布劳特氏菌属种CAG_257_SC146和鲍氏梭菌。

18.如段落13所述的药物制剂，其包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：汉逊氏布劳特氏菌、毛螺科菌_2_1_46FAA、粪球菌属种HPP0048、田中柯林斯菌、生孢梭菌、植物发酵梭菌、双酶梭菌、金黄色葡萄球菌、毛螺科菌_4_1_37FAA、芦笋状梭菌、拉瓦梭菌_SC43和纤维状霍尔德曼氏菌。

19.如段落14至18中任一项所述的药物制剂，其包括所述列出种类中的至少3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个的存活群体。

20.如段落13至19中任一项所述的药物制剂，其包含有包含表6的组合物1至47中的一种或多种的组合物。

21.如段落13至20中任一项所述的药物制剂，其包含药学上可接受的赋形剂和/或在胶囊(例如，肠溶胶囊)中。

22.一种改变受试者的色胺或5-羟色胺水平的方法，所述方法包括向所述受试者施用有效量的如段落13至21中任一项所述的药物制剂。

23.如段落22所述的方法，其中所述受试者中的色胺或5-羟色胺的水平增加。

24.如段落22或23所述的方法，其中所述色胺或5-羟色胺水平是所述受试者粪便中的色胺或5-羟色胺水平。

25.如段落22或23所述的方法，其中所述色胺或5-羟色胺水平是所述受试者血液、血清、血浆、尿液或脑脊髓液(CSF)中的色胺或5-羟色胺水平。

26.一种治疗患有以存在低色胺或5-羟色胺水平为特征的疾病或病状的受试者的方法，所述方法包括向被诊断患有所述疾病或有患所述疾病风险的受试者施用治疗有效量的如段落13至21中任一项所述的药物制剂。

27.如段落26所述的方法，其中所述受试者患有以肠道动力、血小板聚集、免疫反应、心脏功能或骨骼发育的改变为特征的疾病或病状。

28.如段落26或27所述的方法，其中所述受试者患有选自由以下组成的组中的疾病或病状：肠易激综合症、炎症性肠病、便秘、抑郁症、焦虑症、心血管疾病和骨质疏松症。

29.如段落11所述的方法，其中所述炎症性肠病选自由以下组成的组：感染性结肠炎、溃疡性结肠炎、克罗恩氏病、缺血性结肠炎、放射性结肠炎和显微镜下结肠炎。

30.一种增加受试者中调节性T细胞的水平或活性的方法，所述方法包括向所述受试者施用如段落13至21中任一项所述的药物制剂。

31.一种恢复或改善受试者的肠道稳态，或用于预防或治疗受试者的肠癌或结肠癌的方法，所述方法包括向所述受试者施用如段落13至21中任一项所述的药物制剂。

32.一种包括至少两个不同细菌种类的组合物，所述细菌种类组合时与单独每个种类在以下条件下产生的色胺或5-羟色胺水平相比能够增加色胺或5-羟色胺水平：(i)在存在与所述组合相同水平的色氨酸时，(ii)在存在与所述组合相同水平的色氨酸的特定时间段内，(iii)当施用到体内系统时，或(iv)当体外施用到模型系统时。

33.如段落32所述的组合物，其中所述组合物选自由包含如段落13至21中任一项所述的药物制剂的细菌种类的组合物组成的组。

34.如段落13至21、32或33中任一项所述的制剂或组合物，其用于改变受试者中的色胺或5-羟色胺水平。

35.如段落34所述的制剂或组合物，其中所述受试者患有以肠道动力、血小板聚集、免疫反应、心脏功能或骨骼发育的改变为特征的疾病或病状。

36.如段落34或35所述的制剂或组合物，其中所述受试者患有选自由以下组成的组中的疾病或病状：肠易激综合症、炎症性肠病、便秘、抑郁症、焦虑症、心血管疾病和骨质疏松症。

37.如段落36所述的制剂或组合物，其中所述炎症性肠病选自由以下组成的组：感染性结肠炎、溃疡性结肠炎、克罗恩氏病、缺血性结肠炎、放射性结肠炎和显微镜下结肠炎。

38.如段落36所述的制剂或组合物，其用于增加受试者中调节性T细胞的水平或活性。

39.如段落36所述的制剂或组合物，其用于恢复受试者的肠道稳态，或用于预防或治疗受试者的肠癌或结肠癌。

其他实施方案在以下权利要求书的范围内。

Claims

2.如权利要求1所述的方法，其中所述受试者中的色胺或5-羟色胺的水平增加。

3.如权利要求1所述的方法，其包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：活泼瘤胃球菌(Ruminococcus_gnavus)(菌株1)、毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_9_1_43BFAA、未分类的埃格特菌(Eggerthella)、活泼瘤胃球菌(Ruminococcus_gnavus)(菌株2)、系结梭菌(Clostridium_nexile)、毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_6_1_63FAA和扭链瘤胃球菌(Ruminococcus_torques)。

4.如权利要求1所述的方法，其包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：戈氏梭菌(Clostridium ghonii)、普氏梭杆菌(Flavonifractorplautii)、活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)、卵圆拟杆菌(Bacteroides ovatus)、粪便拟杆菌(Bacteroides stercoris)和生孢梭菌(Clostridium sporogenes)。

5.如权利要求1所述的方法，其包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_2_1_58FAA、奥德氏梭菌(Clostridium_aldenense)_SC114、奇特龙梭菌(Clostridium_citroniae)和梭状梭菌(Clostridium_clostridioforme)。

6.如权利要求1所述的方法，其包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：普氏梭杆菌(Flavonifractor_plautii)、极小韦永氏球菌(Veillonella_parvula)、布劳特氏菌属(Blautia)种CAG_257_SC146和鲍氏梭菌(Clostridium_bolteae)。

7.如权利要求1所述的方法，其包括向所述受试者施用选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：汉逊氏布劳特氏菌(Blautia_hansenii)、毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_2_1_46FAA、粪球菌属(Coprococcus)种HPP0048、田中柯林斯菌(Collinsella_tanakaei)、生孢梭菌(Clostridium_sporogenes)、植物发酵梭菌(Clostridium_phytofermentans)、双酶梭菌(Clostridium_bifermentans)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus_aureus)、毛螺科菌(Lachnospiraceae_bacterium)_4_1_37FAA、芦笋状梭菌(Clostridium_asparagiforme)、拉瓦梭菌(Clostridium_lavalense)_SC43和纤维状霍尔德曼氏菌(Holdemania_filliformis)。

8.如权利要求1所述的方法，其包括向所述受试者施用所述列出种类中的至少3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个的存活群体。

9.如权利要求1所述的方法，其包括向所述受试者施用包含表6的组合物1至47中的一种或多种的组合物。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述受试者患有以肠道动力、血小板聚集、免疫反应、心脏功能或骨骼发育的改变为特征的疾病或病状。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述受试者患有选自由以下组成的组中的疾病或病状：肠易激综合症、炎症性肠病、便秘、抑郁症、焦虑症、心血管疾病和骨质疏松症。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述炎症性肠病选自由以下组成的组：感染性结肠炎、溃疡性结肠炎、克罗恩氏病、缺血性结肠炎、放射性结肠炎和显微镜下结肠炎。

14.如权利要求13所述的药物制剂，其包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：活泼瘤胃球菌(菌株1)、毛螺科菌_9_1_43BFAA、未分类的埃格特菌、活泼瘤胃球菌(菌株2)、系结梭菌、毛螺科菌_6_1_63FAA和扭链瘤胃球菌。

15.如权利要求13所述的药物制剂，其包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：戈氏梭菌、普氏梭杆菌、活泼瘤胃球菌、卵圆拟杆菌、粪便拟杆菌和生孢梭菌。

16.如权利要求13所述的药物制剂，其包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：毛螺科菌_2_1_58FAA、奥德氏梭菌_SC114、奇特龙梭菌和梭状梭菌。

17.如权利要求13所述的药物制剂，其包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：普氏梭杆菌、极小韦永氏球菌、布劳特氏菌属种CAG_257_SC146和鲍氏梭菌。

18.如权利要求13所述的药物制剂，其包括选自由以下组成的组中的至少两个种类的存活群体：汉逊氏布劳特氏菌、毛螺科菌_2_1_46FAA、粪球菌属种HPP0048、田中柯林斯菌、生孢梭菌、植物发酵梭菌、双酶梭菌、金黄色葡萄球菌、毛螺科菌_4_1_37FAA、芦笋状梭菌、拉瓦梭菌_SC43和纤维状霍尔德曼氏菌。

19.如权利要求14所述的药物制剂，其包括所述列出种类中的至少3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个的存活群体。

20.如权利要求13所述的药物制剂，其包含有包含表6的组合物1至47中的一种或多种的组合物。

21.如权利要求13所述的药物制剂，其包含药学上可接受的赋形剂或被包含在胶囊内。

22.一种改变受试者的色胺或5-羟色胺水平的方法，所述方法包括向所述受试者施用有效量的如权利要求13所述的药物制剂。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述受试者中的色胺或5-羟色胺的水平增加。

24.如权利要求22所述的方法，其中所述色胺或5-羟色胺水平是所述受试者粪便中的色胺或5-羟色胺水平。

25.如权利要求22所述的方法，其中所述色胺或5-羟色胺水平是所述受试者血液、血清、血浆、尿液或脑脊髓液(CSF)中的色胺或5-羟色胺水平。

26.一种治疗患有以存在低色胺或5-羟色胺水平为特征的疾病或病状的受试者的方法，所述方法包括向被诊断患有所述疾病或有患所述疾病风险的受试者施用治疗有效量的如权利要求13所述的药物制剂。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述受试者患有以肠道动力、血小板聚集、免疫反应、心脏功能或骨骼发育的改变为特征的疾病或病状。

28.如权利要求26所述的方法，其中所述受试者患有选自由以下组成的组中的疾病或病状：肠易激综合症、炎症性肠病、便秘、抑郁症、焦虑症、心血管疾病和骨质疏松症。

29.如权利要求28所述的方法，其中所述炎症性肠病选自由以下组成的组：感染性结肠炎、溃疡性结肠炎、克罗恩氏病、缺血性结肠炎、放射性结肠炎和显微镜下结肠炎。

30.一种增加受试者中调节性T细胞的水平或活性的方法，所述方法包括向所述受试者施用如权利要求13所述的药物制剂。

31.一种恢复或改善受试者的肠道稳态，或用于预防或治疗受试者的肠癌或结肠癌的方法，所述方法包括向所述受试者施用如权利要求13所述的药物制剂。

33.如权利要求32所述的组合物，其中所述组合物是包括如权利要求13所述的药物制剂的细菌种类的组合物。

34.如权利要求13所述的制剂或组合物，其用于改变受试者中的色胺或5-羟色胺水平。

35.如权利要求34所述的制剂或组合物，其中所述受试者患有以肠道动力、血小板聚集、免疫反应、心脏功能或骨骼发育的改变为特征的疾病或病状。

36.如权利要求34所述的制剂或组合物，其中所述受试者患有选自由以下组成的组中的疾病或病状：肠易激综合症、炎症性肠病、便秘、抑郁症、焦虑症、心血管疾病和骨质疏松症。

37.如权利要求36所述的制剂或组合物，其中所述炎症性肠病选自由以下组成的组：感染性结肠炎、溃疡性结肠炎、克罗恩氏病、缺血性结肠炎、放射性结肠炎和显微镜下结肠炎。

38.如权利要求36所述的制剂或组合物，其用于增加受试者中调节性T细胞的水平或活性。

39.如权利要求36所述的制剂或组合物，其用于恢复受试者的肠道稳态，或用于预防或治疗受试者的肠癌或结肠癌。