CN116195740A - 可提升生物体对金黄色葡萄球菌感染抵御能力的益生元与益生菌组合物 - Google Patents

可提升生物体对金黄色葡萄球菌感染抵御能力的益生元与益生菌组合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供了可提升生物体对金黄色葡萄球菌感染抵御能力的益生元与益生菌组合物。具体而言，本发明提供了一种益生元与益生菌的组合物在制备食品或药品中的应用，其中，所述益生元包括母乳低聚糖，所述益生菌包括长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacterium longum subsp.infantis)，所述食品或药品是用于以下至少一种功效的食品或药品：提升生物体对金黄色葡萄球菌感染的抵御能力；提高生物体先天免疫；和/或抗衰老。所述长双歧杆菌婴儿亚种优选包括保藏编号为CGMCC No.21109的菌株。

Description

可提升生物体对金黄色葡萄球菌感染抵御能力的益生元与益 生菌组合物
技术领域
本发明主要是关于一种可提升生物体对金黄色葡萄球菌感染抵御能力的益生元与益生菌组合物及其应用，具体是指一种包含长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacteriumlongum subsp.infantis)与母乳低聚糖(Human Milk Oligosaccharides，简称HMOs)的组合物在制备用于提升生物体对金黄色葡萄球菌感染的抵御能力的食品或药品中的应用。
背景技术
在上个千年，已有医学文献记载，未经母乳喂养的婴儿有较高的疾病率和死亡率。母乳不仅为婴儿提供所需营养，母乳中的活性成分更为婴儿的肠道发育和免疫力完善提供保障。母乳喂养的婴儿与配方奶喂养的婴儿相比，肠道菌群中有益菌的相对丰度更高，特别是双歧杆菌和乳酸菌。
母乳通过菌群的传递，加上母乳低聚糖和母乳中的细胞因子等活性成分，为新生儿建立起健康的肠道菌群。婴儿每天通过母乳摄入107～108个细菌，包括乳酸菌和双歧杆菌。这些菌通过母乳直接传递给婴儿，部分可在婴儿肠道定植，促进生命早期肠道菌群的建立。婴儿肠道菌群的建立，对其肠道的发育，以及对健康和免疫系统有着短期，甚至终生的影响。
母乳低聚糖(Human Milk Oligosaccharides，简称HMOs)属于母乳中除乳糖和脂肪外，含量第三丰富的物质。其总含量在泌乳期的各个阶段有变化，在成熟乳中大约是12～14g/L，而初乳中大约是20～24g/L。每一种母乳低聚糖的结构在还原端都有一个乳糖，大部分以聚乳糖胺作为结构主链，并在链端含有岩藻糖、唾液酸或二者均有。母乳低聚糖主要由三大类组成：(1)岩藻糖基类低聚糖，以2’-岩藻糖基低聚糖和3’-岩藻糖基低聚糖为代表性物质；(2)唾液酸基类低聚糖，以3’-唾液酸基乳糖和6’-唾液酸基乳糖为代表性物质；(3)不含岩藻糖基或唾液酸基的核心糖链结构形成的低聚糖，以乳糖-N-四糖和乳糖-N-新四糖为代表性物质。
HMOs的存在与含量存在个体差异，并与哺乳母亲的路易斯分泌型组成有关。由于婴幼儿配方粉的原料通常是牛乳，而牛乳中通常不含或含有很少这类低聚糖物质，HMOs便成为了婴幼儿配方粉想要更加接近母乳成分所必须跨越的一道鸿沟。
上世纪90年代，作为在大部分母乳中均含有的HMO，2-岩藻糖基乳糖(2’-FL)被发现可有效地减轻大肠杆菌中稳定毒素的毒性；到了2003年，该低聚糖被报道可抑制弯曲空肠杆菌的附着和感染。随后，母乳低聚糖的三大主要功能被逐步报道和发现：(1)抑制特定病菌的附着和感染；(2)作为益生元，促进肠道共生系统里面细菌的生长；(3)直接减缓粘膜在有毒刺激下的炎症反应。使用了2’-FL的首个临床干预试验证实了在低卡路里配方中加入这个特定成分不仅安全还可以让配方奶喂养的婴儿生长速率与母乳喂养的婴儿具有可比性。2’-FL也被用作成年人的营养补充剂，缓解肠道应激性综合症或炎症性肠病，或被用作益生元维持肠道菌群平衡。
肠道菌群是人体肠道微生态系统的重要组成物质，对人类健康有重要作用，如可提供必需营养素，生成维生素K，辅助消化过程与促进血管生成和肠道神经作用。益生元和益生菌均被视为改善机体健康的微生态管理工具，可改变、调节和重组已经存在的肠道菌群。
目前在婴幼儿配方粉、辅食及营养补充剂领域，需要有缓解婴幼儿肠道不适及提升自身抵御致病菌如金黄色葡萄球菌感染能力的解决方案。同时，在3岁以上儿童、青少年及成人领域，也需要缓解肠道不适及提升自身抵御致病菌如金黄色葡萄球菌感染能力的解决方案。
秀丽隐杆线虫(C.elegans)作为一种模型生物，在临床前研究与评估中有较好的应用前景。它具有较短的生命周期(21天)，可复制和再生性较强，操作简便、透明且易于培养。它的基因组已全部被测序，并且有四分之一的基因与人类基因组是同源的。对线虫的基因进行编辑从而产生的基因突变的线虫生物体，可用作基因分析的实验手段。目前线虫在欧洲的立法中并不被认为是一种动物。它被广泛用作活体外的测定，比如转录组学、蛋白组学、代谢组学等。作为模式生物，它也常常被作为原料评估的第一个步骤，在功效原料的设计、体外酶或细胞实验、小鼠模型和临床实验前，往往用线虫作为高通量的手段来筛选测试原料的一些特性。
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)是一种革兰氏阳性菌，属于葡萄球菌属，是常见的食源性致病微生物。它广泛存在于自然环境中，在适当条件下，能产生肠毒素并能引起食物中毒，引发过多起由金黄色葡萄球菌导致的食源性微生物食物中毒事件。人体在受到金黄色葡萄球菌感染后，可能会出现恶心、呕吐、头晕等常见的食物中毒症状，并可能出现肠炎、肺炎、皮肤感染、伤口感染溃烂、脑膜炎等症状。
发明内容
本案发明人在研究中发现，长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacterium longumsubsp.infantis)和母乳低聚糖组合，对于提高生物体对金黄色葡萄球菌感染抵御能力、提高生物体先天免疫和/或抗衰老具有协同作用。
从而，一方面，本发明提供了一种益生元与益生菌的组合物在制备食品或药品中的应用，其中，所述益生元包括母乳低聚糖，所述益生菌包括长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacterium longum subsp.infantis)，所述食品或药品是用于以下至少一种功效的食品或药品：
提升生物体对金黄色葡萄球菌感染的抵御能力；
提高生物体先天免疫；和/或
抗衰老。
另一方面，本发明还提供了母乳低聚糖在用于提升所述长双歧杆菌婴儿亚种在提升生物体对金黄色葡萄球菌感染的抵御能力、提高生物体先天免疫和/或抗衰老方面的用途。
根据本发明的具体实施方案，本发明中，所述长双歧杆菌婴儿亚种包括保藏编号为CGMCC No.21109的菌株。
保藏编号为CGMCC No.21109的长双歧杆菌婴儿亚种菌株已于2020年12月05日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期：2020年12月05日；保藏编号：CGMCC No.21109；分类命名：长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacterium longumsubsp.infantis)。本发明中将该菌株也称为YLGB-1496或GB-1496。
根据本发明的具体实施方案，本发明的组合物中，所述母乳低聚糖包括2’-岩藻糖基乳糖、3’-岩藻糖基乳糖、乳糖-N-四糖、3’-唾液酸基乳糖、6’-唾液酸基乳糖中的一种或多种。
2’-岩藻糖基乳糖(2’-fucosyllactose，2’-FL)，为岩藻糖与乳糖形成的三糖结构，是岩藻糖基类低聚糖的代表性物质。市售该物质通常为经微生物发酵法制备，与人乳中发现的2’-岩藻糖基乳糖具有相同结构。
3-岩藻糖基乳糖(3-fucosyllactose，3-FL)，为岩藻糖与乳糖形成的三糖结构，与2’-岩藻糖基乳糖互为同分异构体。是岩藻糖基类低聚糖的代表性物质。市售该物质通常为经微生物发酵法制备，与人乳中发现的3-岩藻糖基乳糖具有相同结构。
乳糖-N-四糖(lacto-N-tetraose，LNT)，为乳糖与四糖形成的六糖结构，是以核心糖链为基础结构，且不含岩藻糖基或唾液酸基的低聚糖的代表性物质。市售该物质通常为经微生物发酵法制备，且与人乳中发现的乳糖-N-四糖具有相同结构。
3’-唾液酸基乳糖(3’-sialyllactose，3’-SL)，为唾液酸与乳糖形成的三糖结构，与6’-唾液酸基乳糖互为同分异构体，是唾液酸基类低聚糖的代表性物质。市售该物质通常为经微生物发酵法制备，与人乳中发现的3’-唾液酸基乳糖具有相同结构。
6’-唾液酸基乳糖(6’-sialyllactose，6’-SL)，为唾液酸与乳糖形成的三糖结构，与3’-唾液酸基乳糖互为同分异构体，是唾液酸基类低聚糖的代表性物质。市售该物质通常为经微生物发酵法制备，与人乳中发现的6’-唾液酸基乳糖具有相同结构。
根据本发明的一些具体实施方案，本发明的组合物中，所述母乳低聚糖包括岩藻糖基低聚糖、唾液酸基低聚糖、N-乙酰化低聚糖中的至少一种。
根据本发明的一些具体实施方案，本发明的组合物中，所述母乳低聚糖为岩藻糖基低聚糖；优选为2’-岩藻糖基乳糖、3’-岩藻糖基乳糖。
根据本发明的一些具体实施方案，本发明的组合物中，所述母乳低聚糖为N-乙酰化低聚糖；优选为乳糖-N-四糖、乳糖-N-新四糖。
根据本发明的一些具体实施方案，本发明的组合物中，所述母乳低聚糖为唾液酸基低聚糖，优选为3’-唾液酸基乳糖、6’-唾液酸基乳糖中的一种或多种。
根据本发明的一些具体实施方案，本发明的组合物中，所述母乳低聚糖包括2’-岩藻糖基乳糖。2’-岩藻糖基乳糖在所述母乳低聚糖中的含量可为80％以上，例如85％以上，90％以上，95％以上，或100％。
根据本发明的一些具体实施方案，本发明的组合物中，2’-岩藻糖基乳糖在所述母乳低聚糖中的含量为0％-73％，优选为0％-63％，进一步优选为0％-58％，更进一步优选为2％-55％，例如可以为3％-8％、25％-35％或51％-56％，更具体可以为5％、30％或53％。
根据本发明的具体实施方案，本发明的组合物中，所述长双歧杆菌婴儿亚种与母乳低聚糖的比例为1×103CFU～1×1012CFU：0.1g～10g，优选为1×106CFU～1×1010CFU：1g～10g。在本发明的一些更具体实施方案中，所述长双歧杆菌婴儿亚种与母乳低聚糖的比例为1×108CFU：0.08g～0.3g。所述长双歧杆菌婴儿亚种与母乳低聚糖的比例是以二者在同一组合物中的用量计。
根据本发明的具体实施方案，本发明的组合物的应用中，所述生物体包括动物或人。
根据本发明的具体实施方案，本发明的组合物在制备具有可有效提升生物体对金黄色葡萄球菌感染的抵御能力、可提高生物体先天免疫和/或抗衰老功效的食品或药品中的应用中，所述提升生物体对金黄色葡萄球菌感染抵御能力包括：提升个体预防金黄色葡萄球菌感染的能力，降低金黄色葡萄球菌感染个体的能力，和/或缓解金黄色葡萄球菌感染引起的各种症状例如食物中毒(包括恶心、呕吐、头晕等)、肠炎、肺炎、皮肤感染、伤口溃烂或脑膜炎等。
根据本发明的具体实施方案，本发明的组合物可用于制备各种健康食品、保健品以及药品等。具体地，所述食品可以为液体饮料、固体饮料、口服液、奶制品、片剂或胶囊等。在本发明的一些具体实施方案中，所述食品为婴幼儿食品(包括婴幼儿配方粉、辅食、营养补充剂)，或3岁以上儿童、青少年或成人的营养补充剂或食品(例如非婴幼儿乳粉)中，具有广阔的应用前景。所述药品可以是口服制剂，也可以是外用制剂，例如涂抹用药膏等。
本发明还提供了一种食品，其中包含有长双歧杆菌婴儿亚种与母乳低聚糖，其中：
所述母乳低聚糖包括2’-岩藻糖基乳糖、3’-岩藻糖基乳糖、乳糖-N-四糖、3’-唾液酸基乳糖、6’-唾液酸基乳糖中的一种或多种；
优选地，所述母乳低聚糖包括2’-岩藻糖基乳糖；
优选地，所述长双歧杆菌婴儿亚种包括保藏编号为CGMCC No.21109的菌株。
根据本发明的具体实施方案，本发明的食品中，所述长双歧杆菌婴儿亚种在食品中的应用量为1×103CFU/天～1×1012CFU/天，更优选为1×106CFU/天～1×1011CFU/天；
优选地，所述母乳低聚糖在食品中的应用量为0.015g/天～15g/天，进一步优选为0.1g/天～12g/天，更优选为1.5g/天～10g/天；
所述食品是用于以下至少一种功效的食品：提升生物体对金黄色葡萄球菌感染的抵御能力；提高生物体先天免疫；和/或抗衰老。
在本发明的一些具体实施例方案中，乳双歧杆菌在所述食品中的应用量为1×108CFU/天。
根据本发明的具体实施方案，所述母乳低聚糖在所述食品中的应用量为0.015g/天～15g/天，进一步优选为0.1g/天～12g/天，更优选为1.5g/天～10g/天。
本发明的包括所述益生元和益生菌组合物的食品或药品，因包括所述益生元和益生菌组合物而具有可提升生物体对金黄色葡萄球菌感染抵御能力，具有可提高生物体先天免疫和/或抗衰老功效。
附图说明
图1显示15mg/mL的母乳低聚糖2’-FL与益生菌YLGB-1496组合物对秀丽隐杆线虫受到金黄色葡萄球菌感染时存活率的影响。
用于专利程序的微生物保藏：
婴儿双歧杆菌YLGB-1496(或GB-1496)菌株：
保藏日期：2020年12月05日；
保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)；
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所；
保藏编号：CGMCC No.21109；
分类命名：长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacterium longum subsp.infantis)。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
本发明中所用益生菌长双歧杆菌婴儿亚种YLGB-1496或GB-1496(来源为中国健康妈妈母乳，已于2020年12月05日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期：2020年12月05日；保藏编号：CGMCC No.21109；分类命名：长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacterium longum subsp.infantis))。用补充了1％半胱氨酸的MRS培养基来培养受试的益生菌，并在37℃厌氧环境中孵育过夜。收获菌体并用生理盐水溶液冲洗，调整益生菌浓度将其接种在含有线虫生长培养基的平皿中，每个培养皿平板中益生菌为1×108CFU或1×107CFU。
本发明中所用HMO原料均来自于Jennewein。用蒸馏水配置母乳低聚糖溶液。
线虫感染模型
获取了年龄一致的线虫并将其培养在含线虫琼脂培养基(NGM培养基，线虫培养基中含有大肠杆菌OP50为食物)的培养皿中，添加了不同剂量的HMO(15mg/mL)与益生菌(1×108CFU、1×107CFU)组合物进行共培养(每个线虫培养皿中加入的液体总体积是10mL。对于浓度为15mg/mL的HMO受试组，每个培养皿中HMO的最终量是150mg。因此每个培养皿平板中，益生菌与HMO的添加量比例为：1×108CFU：150mg，或1×107CFU：150mg)。在线虫成年后，它们被转移到接种了金黄色葡萄球菌ATCC25923的培养皿中，添加量为108～109CFU/mL，来模拟受到金黄色葡萄球菌感染的情况。各组别在感染阶段添加的干预物(益生菌和/或HMO)情况分别与培养阶段相同。使用了两个对照，分别是没有致病菌的条件(线虫培养皿中含有大肠杆菌OP50)，以及有致病菌金黄色葡萄球菌感染但没有任何干预物的(只含有金黄色葡萄球菌的培养皿)。另设置培养阶段添加干预物而感染阶段没有任何干预物的组别、以及培养阶段未添加干预物而感染阶段添加干预物的组别。
将线虫培养几天后，对它们的存活率进行每日计数。如果线虫对铂丝没有反应，则可被认为是死亡。每种条件均进行了两次独立测定。
对存活曲线进行了统计学的比较分析，用GraphPad Prism 4统计学软件包进行了log rank survival显著性分析。用One-way ANOVA分析在感染第三天存活率的显著性差异。对各组在每一天的存活率数据，用Two-way ANOVA进行了统计分析，并用Dunnett’posthoc test进行了显著性分析。
实施例1：母乳低聚糖与益生菌YLGB-1496组合物对秀丽隐杆线虫受到金黄色葡萄 球菌感染时存活率的影响
如图1所示，15mg/mL的HMO 2’-FL与YLGB-1496(108CFU)对于线虫受到金黄色葡萄球菌的感染情况下的存活率，都起到了显著的保护与提升作用(P<0.0001)，并且二者的保护作用是比较相近的。当2’-FL与YLGB-1496菌株(108CFU)形成组合物，这种情况下对于线虫受到金葡菌感染时的存活率的提升作用，比单独的这两种物质，即单独菌株或者单独HMO，效果都显著更好，且组合物相比单独的原料，实现了22％的存活率提升(P<0.001)。可见当2’-FL与YLGB-1496形成组合物，二者体现了较好的协同效应。
实施例2：添加的母乳低聚糖组合与长双歧杆菌婴儿亚种YLGB-1496组合物的配方 粉
本实施例提供一种婴儿配方奶粉，该配方奶粉中总蛋白质含量为11.1g/100g粉，脂肪含量为28.3g/100g粉，碳水化合物含量为52.9g/100g粉，母乳低聚糖2’-FL含量1.5g/100g粉，长双歧杆菌婴儿亚种YLGB-1496为1×108CFU/100g粉。

Claims (11)

1.一种益生元与益生菌的组合物在制备食品或药品中的应用，其中，所述益生元包括母乳低聚糖，所述益生菌包括长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacterium longumsubsp.infantis)，所述食品或药品是用于以下至少一种功效的食品或药品：
提升生物体对金黄色葡萄球菌感染的抵御能力；
提高生物体先天免疫；和/或
抗衰老。
2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述长双歧杆菌婴儿亚种包括保藏编号为CGMCCNo.21109的菌株。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述母乳低聚糖包括2’-岩藻糖基乳糖、3’-岩藻糖基乳糖、乳糖-N-四糖、3’-唾液酸基乳糖、6’-唾液酸基乳糖中的一种或多种；
优选地，所述母乳低聚糖包括岩藻糖基低聚糖、唾液酸基低聚糖、N-乙酰化低聚糖中的至少一种；
进一步地，优选为岩藻糖基低聚糖；优选为2’-岩藻糖基乳糖、3’-岩藻糖基乳糖；和/或，
优选为N-乙酰化低聚糖；优选为乳糖-N-四糖、乳糖-N-新四糖；和/或，
优选为唾液酸基低聚糖，优选为3’-唾液酸基乳糖、6’-唾液酸基乳糖中的一种或多种；
更优选地，所述母乳低聚糖包括2’-岩藻糖基乳糖。
4.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述益生元与益生菌的组合物中，长双歧杆菌婴儿亚种与母乳低聚糖的比例为1×103CFU～1×1012CFU：0.1g～10g，优选为1×106CFU～1×1010CFU：1g～10g。
5.根据权利要求1所述的应用，其中，所述提升生物体对金黄色葡萄球菌感染抵御能力包括：提升个体预防金黄色葡萄球菌感染的能力，降低金黄色葡萄球菌感染个体的能力，和/或缓解金黄色葡萄球菌感染引起的个体食物中毒、肠炎、肺炎、皮肤感染、伤口溃烂和/或脑膜炎。
6.根据权利要求1所述的应用，其中，所述食品为液体饮料、固体饮料、口服液、奶制品、片剂或胶囊。
7.根据权利要求1所述的应用，其中，所述食品为乳粉，例如非婴幼儿乳粉或婴幼儿配方粉。
8.根据权利要求1或6或7所述的应用，其中，所述长双歧杆菌婴儿亚种在食品或药品中的应用量为1×103CFU/天～1×1012CFU/天，优选为1×106CFU/天～1×1011CFU/天；和/或
所述母乳低聚糖在食品或药品中的应用量为0.015g/天～15g/天，进一步优选为0.1g/天～12g/天，更优选为1.5g/天～10g/天。
9.一种组合物，包括长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacterium longumsubsp.infantis)和母乳低聚糖，所述母乳低聚糖包括2’-岩藻糖基乳糖、3’-岩藻糖基乳糖、乳糖-N-四糖、3’-唾液酸基乳糖、6’-唾液酸基乳糖中的一种或多种；
优选地，所述母乳低聚糖包括2’-岩藻糖基乳糖；
优选地，所述长双歧杆菌婴儿亚种包括保藏编号为CGMCC No.21109的菌株。
10.一种食品，其中包含有长双歧杆菌婴儿亚种与母乳低聚糖，其中：
所述长双歧杆菌婴儿亚种在食品中的应用量为1×103CFU/天～1×1012CFU/天，更优选为1×106CFU/天～1×1011CFU/天；
优选地，所述母乳低聚糖在食品中的应用量为0.015g/天～15g/天，进一步优选为0.1g/天～12g/天，更优选为1.5g/天～10g/天；
优选地，所述食品是用于以下至少一种功效的食品：
提升生物体对金黄色葡萄球菌感染的抵御能力；
提高生物体先天免疫；和/或
抗衰老。
11.母乳低聚糖在用于提升长双歧杆菌婴儿亚种在提升生物体对金黄色葡萄球菌感染的抵御能力、提高生物体先天免疫和/或抗衰老方面的用途。
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