JP2022506635A - オリゴ糖組成物およびその使用方法 - Google Patents

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Abstract

本開示の態様は、オリゴ糖組成物およびこれを作製する方法に関する。また、アンモニアレベルを低減させるための、および関連する疾患の治療のための、マイクロバイオーム代謝療法としてのオリゴ糖組成物を使用する方法も提供される。【選択図】図5B

Description

関連出願
本出願は、2018年11月8日に出願された「オリゴ糖組成物および使用方法」と題する米国仮出願第62/757,716号;および2019年5月8日に出願された「オリゴ糖組成物およびその使用方法」と題する米国仮出願第62/845,299号の出願日の利益を主張するものであり、これらの文献の各々は、参照によりその全体が本明細書中に組み込まれる。
本発明の分野
本開示は、オリゴ糖組成物およびその使用方法に関する。
腸内マイクロバイオームは、腸内にある約100兆個(1×1014)の微生物細胞からなる生態系であり、人間の細胞が独立して行うことができない機能を担う、人体の重要な器官と考えることができる。腸内マイクロバイオームは、栄養分の利用、定着抵抗性、免疫系の発達、宿主の代謝の調節、および宿主の生理機能の他の多様な側面に影響を与えることによって、ヒトの健康および疾患において中心的な役割を果たしている。
宿主の代謝能力に対する腸内マイクロバイオームの寄与の一例は、窒素利用に関する。大腸には、ムチン、尿素、および宿主の消化を免れた食品のアミノ酸といった窒素源が豊富に存在する。腸内微生物の中には、これらの分子からアンモニアを遊離させ、このアンモニアをタンパク質および核酸などの細菌の生体分子に取り込むことができるものがある。しかしながら、遊離アンモニアの量は、これらの腸内細菌の代謝的要求量をしばしば上回り、アンモニアの腸内への蓄積を引き起こす。非酸性条件下では、このアンモニアが腸の上皮を通過して門脈循環へと拡散し、これが肝性脳症患者といった高アンモニア血症患者のアンモニアレベル上昇に大きく寄与している可能性がある。これらの患者は、重篤な神経症状を呈することがあり、病原体による感染症にかかりやすい。結果として、高アンモニア血症患者に対する付加的な治療オプションへのニーズがある。
いくつかの態様によると、腸内マイクロバイオーム器官の機能的アウトプットに、例として疾患を治療して全身的な健康を改善されるために有用なオリゴ糖組成物を利用したマイクロバイオーム代謝療法が本明細書中に提供される。いくつかの実施形態において、このようなオリゴ糖組成物は、対象においてアンモニアレベルを低減させるためにとりわけ有効である。したがって、いくつかの実施形態において、本明細書中に開示されるオリゴ糖組成物は、高アンモニア血症、肝性脳症(HE)および/または硬変に関連した障害を有する対象を治療するために有用である。いくつかの実施形態において、このようなオリゴ糖組成物は、例として、共生微生物集団の相対的な存在量を調節することによって、対象における病原体(例として、薬物もしくは抗生物質に抵抗性の病原体、またはMDR病原体)の獲得、定着を低減させるために、またはリザーバーを低減させるためにとりわけ有効である。例えば、いくつかの実施形態において、本明細書中に開示されるオリゴ糖組成物は、病原体、例として、基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ(extended-spectrum beta-lactamase、ESBL)産生微生物、カルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(Enterobacteriaceae)(CRE)および/またはバンコマイシン抵抗性腸球菌(VRE)が腸内に定着している対象を治療するために有用である。
いくつかの態様において、複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され、ここで各組成物は、シグナル1から11を含む多重度編集勾配増強(multiplicity-edited gradient-enhanced)H-13C異種核一量子相関(HSQC)NMRスペクトルにより特徴付けられる:
Figure 2022506635000002
いくつかの実施形態において、シグナル1~11のうちのいずれか1つまたは全ては、次のように規定される:
Figure 2022506635000003

いくつかの実施形態において、シグナル1~11のうちのいずれか1つまたは全ては、次のように規定される:
Figure 2022506635000004

いくつかの態様において、複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され、ここで各組成物は、シグナル1、2、4、5、7、9、10および11から選択される少なくとも1つまたは全てのシグナル(複数可)を含む多重度編集勾配増強H-13C異種核一量子相関(HSQC)NMRスペクトルにより特徴付けられる:
Figure 2022506635000005

いくつかの実施形態において、シグナル1、2、4、5、7、9、10および11のうちのいずれかまたは全ては、次のように規定される:
Figure 2022506635000006

いくつかの実施形態において、シグナル1、2、4、5、7、9、10および11のうちのいずれかまたは全ては、次のように規定される:
Figure 2022506635000007

いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のNMRスペクトルは、シグナル1、2、4、5、7、9、10および11から選択される2、3、4、5、6、7または8個のシグナルを含み、ここでNMRスペクトルは、少なくともシグナル4および5を含む。いくつかの実施形態において、NMRスペクトルは、シグナル3、6および8から選択される1~3個のシグナルをさらに含む。
いくつかの態様において、複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され、ここで各組成物は、シグナル5、6、7、8および11から選択される少なくとも1つまたは全てのシグナル(複数可)を含む多重度編集勾配増強H-13C異種核一量子相関(HSQC)NMRスペクトルにより特徴付けられる:
Figure 2022506635000008

いくつかの実施形態において、NMRスペクトルは、以下をさらに含む:
Figure 2022506635000009

いくつかの実施形態において、シグナル1~11は、次のように規定されるH積分領域および13C積分領域により、各々さらに特徴付けられる:
Figure 2022506635000010

いくつかの実施形態において、本開示のオリゴ糖組成物のNMRスペクトルは、組成物の試料を、次のパルスシーケンスダイアグラム、取得パラメータおよび処理パラメータを用いて、コヒーレンス選択のためにエコー・アンチエコー方式を用いた多重度編集勾配増強H-13C異種核一量子コヒーレンス(HSQC)実験に供することによって得られる。
パルスシーケンスダイアグラム
Figure 2022506635000011
取得パラメータ
Hキャリア周波数=4ppm
13Cキャリア周波数=65ppm
取得観測軸(acquisition dimension)のポイント数=596
取得観測軸のスペクトル範囲=6.00ppmから2.03ppm
間接観測軸(indirect dimension)のポイント数=300複合ポイント(complex point)
間接観測軸のスペクトル範囲=120ppmから10ppm
待ち時間(Recycle delay)=1秒
一結合H-13Cカップリング定数=JCH=146Hz
スキャン数=8
温度=298K
溶媒=D
処理パラメータ
直接観測軸(direct dimension)のウインドウ関数=ガウシアンブロードニング、7.66Hz
間接観測軸のウインドウ関数=ガウシアンブロードニング 26.48Hz
処理=直接観測軸で512複合ポイント、間接観測軸で1024複合ポイント
いくつかの実施形態において、NMRスペクトルは、組成物の試料をHSQC NMRに供することによって得られ、ここで試料はDO中に溶解される。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP14である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP12である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP11である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP8から約DP14である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP8から約DP9である。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw(g/mol)は、約970から約2270の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw(g/mol)は、約970から約1950の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw(g/mol)は、約1300から約1450の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWn(g/mol)は、約680~1200の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWn(g/mol)は、約725~1215の範囲内にある。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、5%から40%のデキストロース当量(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、15%から25%のデキストロース当量(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、55%から95%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、少なくとも75%で多くても90%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、少なくとも55%、60%、70%、80%または90%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、グルコースおよびガラクトースを含むオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態において、組成物中のオリゴ糖のガラクトースに対するグルコースのモノマー単位の比は、約1:1である。いくつかの実施形態において、ガラクトース(例として、無水ガラクトース)に対するデキストロース(例として、デキストロース一水和物)のモル比は、約1:1である。
いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖のうちの少なくとも1つのオリゴ糖は、グルコースから選択される少なくとも1つの内部モノマー単位を含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、重合度(DP)3以上のオリゴ糖を少なくとも60%含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のオリゴ糖の75%超かつ90%未満は、3以上の重合度(DP)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、重合度(DP)4以上のオリゴ糖を少なくとも50%含む。
いくつかの態様において、式(I)および式(II):
Figure 2022506635000012

を含む複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され、ここで式(I)および式(II)中のRは、独立して、水素、および式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId):
Figure 2022506635000013

から選択され、ここで式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)中のRは、独立して、上の式(I)および式(II)中のように定義され;
ここで複数のオリゴ糖のうちの少なくとも1つのオリゴ糖は、式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)よりなる群から選択される少なくとも1つの内部モノマー単位を含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖の少なくとも10%は、式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)よりなる群から選択される1または複数の内部モノマー単位を含む。いくつかの実施形態において、少なくとも1つのオリゴ糖は、式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)よりなる群から選択される2つ以上の内部モノマー単位を含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、非酵素触媒によって生産される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、酸触媒をさらに含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、酸触媒の存在下で生産される。いくつかの実施形態において、酸触媒は、可溶性酸触媒である。いくつかの実施形態において、酸触媒は、クエン酸である。
いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖は、約50%(例として、40~60%)のデキストロースおよび約50%(例として、40~60%)のガラクトースを含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、オリゴ糖の不均質な調製物である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、式ガラクトース-(ガラクトース)n-グルコースのオリゴヌクレオチドからなるものではない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、式ガラクトース-(ガラクトース)n-グルコースのオリゴヌクレオチドからなるものではなく、またこれらから本質的になるものではない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、式ガラクトース-(ガラクトース)n-グルコースからなるものではなく、ここでnは、上記ガラクトースサブユニットの数を反映した整数である。いくつかの実施形態において、nは、0から8の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、式ガラクトース-(ガラクトース)n-グルコースから本質的になるものではなく、ここでnは0から8の範囲内の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖の50%超は、式ガラクトース-(ガラクトース)n-グルコースのものではなく、ここでnは0から8の範囲内の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖の50%超は、式ガラクトース-(ガラクトース)-グルコースのものではなく、ここでnは0から8の範囲内の整数である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖の50%超は、重合度(DP)が3以上である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖の60%超は、重合度(DP)が3以上である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖の70%超は、重合度(DP)が3以上である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖の75%超かつ90%未満は、重合度(polypolymerization)(DP)が3以上である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、N-アセチルグルコサミン、N-アセチルガラクトサミン、フコースまたはシアル酸のうちの1または複数からなるものではない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP14である。いくつかの実施形態において、組成物は、55%から95%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、組成物は、少なくとも75%かつ90%未満の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。
いくつかの態様において、式(I)および式(II):
Figure 2022506635000014

を含む複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され、
ここで式(I)および式(II)中のRは、独立して、水素、および式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId):
Figure 2022506635000015

Figure 2022506635000016

から選択され、ここで式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)中のRは、独立して、上の式(I)および式(II)中のように定義され;
ここでオリゴ糖組成物は:
(a) 酸性プロトンを含む触媒と共にデキストロース調製物およびガラクトース調製物を含む反応混合物を形成させること;ならびに
(b) (a)に入れる前のデキストロースおよびガラクトース調製物中の総デキストロースおよびガラクトースに対する、反応混合物によって生産される正味の凝縮水のモル比が0.1~1.0の範囲内になるまで、反応混合物をその沸点で維持するために十分な熱を反応混合物に伝達し、ここで反応混合物は0.5~1.5atmの範囲内の圧力で維持されることによって、反応混合物中で酸触媒性のオリゴ糖形成を促進することを含むプロセスによって生産され;ならびに
ここで複数のオリゴ糖のうちの少なくとも1つのオリゴ糖は、式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)よりなる群から選択される少なくとも1つの内部モノマー単位を含んでもよい。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖の少なくとも10%は、式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)よりなる群から選択される1または複数の内部モノマー単位を含む。いくつかの実施形態において、少なくとも1つのオリゴ糖は、式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)よりなる群から選択される2つ以上の内部モノマー単位を含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、(c)反応混合物の温度を100℃より下げながら、水を用いて反応混合物をクエンチすることをさらに含む。いくつかの実施形態において、ステップ(b)は、蒸発によって反応混合物から水を除去することをさらに含む。いくつかの実施形態において、ステップ(c)において、水は脱イオン水である。いくつかの実施形態において、ステップ(c)において、水の温度は約60~100℃である。いくつかの実施形態において、ステップ(c)において、水は、混合物の凝固を回避するために十分な条件下で反応混合物に加えられる。いくつかの実施形態において、反応混合物は、(a)に入れる前のデキストロースおよびガラクトース調製物中の総デキストロースおよびガラクトースに対する、反応混合物によって生産される正味の凝縮水のモル比が0.3~0.9の範囲内になるまで、その沸点で維持される。いくつかの実施形態において、ステップ(b)の前に、反応混合物の温度は、均質性および均一な熱伝達を達成するために好適な条件下で、室温から反応混合物の沸点まで徐々に上げられる。いくつかの実施形態において、ステップ(a)中の反応混合物は、約1:1のガラクトースに対するグルコースのモル比を構成する。いくつかの実施形態において、ステップ(a)中の反応混合物は、約1:1のデキストロース(例として、デキストロース一水和物)およびガラクトース(無水ガラクトース)のモル比を構成する。
いくつかの実施形態において、触媒は固形酸触媒である。いくつかの実施形態において、触媒は、表1に従った1もしくは複数の物理的および化学的性質を有する強酸性カチオン交換樹脂である、ならびに/または触媒が>3.0mmol/gのスルホン酸部分および<1.0mmol/グラムのカチオン性部分を含む。いくつかの実施形態において、触媒の公称水分量は、45~50重量パーセントである。
いくつかの実施形態において、プロセスは、(d)酸触媒からオリゴ糖の少なくとも一部を分離することをさらに含む。いくつかの実施形態において、ステップ(d)において、前記分離は、ろ過によって触媒を除去することを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(d)は、ろ過の前に反応混合物を約85℃を下回るまで冷却することを含む。いくつかの実施形態において、プロセスは、(d)のオリゴ糖組成物を、脱イオン水で濃度約5~65重量パーセントまで希釈することをさらに含む。
いくつかの実施形態において、触媒は可溶性酸触媒である。いくつかの実施形態において、触媒はクエン酸である。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、触媒は、総デキストロースおよびガラクトースに対する酸性プロトンのモル比が0.001~0.25の範囲内になるような量で存在する。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、触媒は、総デキストロースおよびガラクトースに対する酸性プロトンのモル比が0.0016~0.022の範囲内になるような量で存在する。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、デキストロース調製物はデキストロースモノマーを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、ガラクトース調製物はガラクトースモノマーを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、デキストロース調製物は、デキストロース一水和物またはコーンシロップ(例として、70DSコーンシロップ)を含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、ガラクトース調製物は無水ガラクトースを含む。いくつかの実施形態(emboidment)において、ステップ(a)の反応混合物は、デキストロース一水和物および無水ガラクトースを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、デキストロース調製物はラクトースを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、ガラクトース調製物はラクトースを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、デキストロース調製物およびガラクトース調製物は、ラクトースを含む。
いくつかの実施形態において、式(I)および式(II)を含む複数のオリゴ糖は、オリゴ糖組成物の少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%または少なくとも90%を構成する。いくつかの実施形態において、式(I)および式(II)を含む複数のオリゴ糖は、オリゴ糖組成物の少なくとも95%を構成する。いくつかの実施形態において、式(I)および式(II)を含む複数のオリゴ糖は、オリゴ糖組成物の少なくとも98%を構成する。いくつかの実施形態において、式(I)および式(II)を含む複数のオリゴ糖は、オリゴ糖組成物の100%を構成する。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物または複数のオリゴ糖の0.5%、1%、2%、3%、5%、7%または10%以下が、式(I)、式(II)、または式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)を含まない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物または複数のオリゴ糖の0.5%以下が、式(I)、式(II)、または式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)を含まない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物または複数のオリゴ糖の1%以下が、式(I)、式(II)、または式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)を含まない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物または複数のオリゴ糖の5%以下が、式(I)、式(II)、または式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)を含まない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物または複数のオリゴ糖は、誘導体化されたまたは化学的に変化した(例として、分解した)糖単位(例として、無水形態)を含まない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、0.5%未満の誘導体化されたまたは化学的に変化した(例として、分解した)糖単位(例として、無水形態)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の複数のオリゴ糖は、例として相対的存在量によって決定される、または質量分析によって測定される、0.5%未満の無水形態の糖サブユニットを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、1%未満の誘導体化されたまたは化学的に変化した(例として、分解した)糖単位(例として、無水形態)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の複数のオリゴ糖は、例として相対的存在量によって決定される、または質量分析によって測定される、1%未満の無水形態の糖サブユニットを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、2%未満の誘導体化されたまたは化学的に変化した(例として、分解した)糖単位(例として、無水形態)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の複数のオリゴ糖は、例として相対的存在量によって決定される、または質量分析によって測定される、2%未満の無水形態の糖サブユニットを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、3%未満の誘導体化されたまたは化学的に変化した(例として、分解した)糖単位(例として、無水形態)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の複数のオリゴ糖は、例として相対的存在量によって決定される、または質量分析によって測定される、3%未満の無水形態の糖サブユニットを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、5%未満の誘導体化されたまたは化学的に変化した(例として、分解した)糖単位(例として、無水形態)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の複数のオリゴ糖は、例として相対的存在量によって決定される、または質量分析によって測定される、5%未満の無水形態の糖サブユニットを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、7%未満の誘導体化されたまたは化学的に変化した(例として、分解した)糖単位(例として、無水形態)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の複数のオリゴ糖は、例として相対的存在量によって決定される、または質量分析によって測定される、7%未満の無水形態の糖サブユニットを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、10%未満の誘導体化されたまたは化学的に変化した(例として、分解した)糖単位(例として、無水形態)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の複数のオリゴ糖は、例として相対的存在量によって決定される、または質量分析によって測定される、10%未満の無水形態の糖サブユニットを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、例として相対的存在量によって決定される、または質量分析によって測定される、0.5%未満のレボグルコサンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の複数のオリゴ糖は、例として相対的存在量によって決定される、または質量分析によって測定される、1%未満の無水形態の糖サブユニットを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、例として相対的存在量によって決定される、または質量分析によって測定される、1%未満のレボグルコサンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の複数のオリゴ糖は、例として相対的存在量によって決定される、または質量分析によって測定される、3%未満の無水形態の糖サブユニットを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、例として相対的存在量によって決定される、または質量分析によって測定される、3%未満のレボグルコサンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物または複数のオリゴ糖の0.5%、1%、2%、3%、5%、7%または10%未満が、式(I)、式(II)、または式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)と異なる、例として誘導体化されたまたは化学的に変化した(例として、分解した)糖単位(例として、無水形態)から構成されるモノマーまたはオリゴマーサブユニットを含む。
いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖は、約50%(例として、40~60%)のデキストロースおよび約50%(例として、40~60%)のガラクトースを含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、ステップ(e)から(g):
(e) 希釈した組成物をカチオン性交換樹脂に通すこと;
(f) 希釈した組成物をアニオン性交換樹脂に通すこと;および
(g) 希釈した組成物を脱色用ポリマー樹脂に通すこと
のうちの1または複数(例として、2つ以上または3つ)をさらに含み、ここで(e)、(f)および(g)の各々は、任意の順序で1または複数回、実施することができる。
いくつかの実施形態において、組成物は、室温での保存の際に微生物の増殖のために必要なレベルを下回るレベルの総含水量を含む。いくつかの実施形態において、組成物は、24~33重量パーセントの範囲内の総含水量を含む。いくつかの実施形態において、組成物は、約30%以下の総含水量を含む。いくつかの実施形態において、組成物は、約10%以下、例として、9%以下、7%以下、5%以下、4%以下、または3%以下の総含水量を含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP14である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP12である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP11である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP8から約DP14である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP8から約DP9である。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw(g/mol)は、約970から約2270の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw(g/mol)は、約970から約1950の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw(g/mol)は、約1300から約1450の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWn(g/mol)は、約680~1200の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWn(g/mol)は、約725~1215の範囲内にある。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のpHは、2.5~7.5の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のpHは、2.5~5.0の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の約75から95重量パーセント(乾燥ベース)は、2つ以上のモノマー重合度(DP2+)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の約80から90重量パーセント(乾燥ベース)は、2つ以上のモノマー重合度(DP2+)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物(oligosaccharide compostion)中のオリゴ糖の75%超かつ90%未満は、重合度(DP)が3以上である。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、25%未満のモノマー(DP1)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、15%未満のモノマー(DP1)を含む。いくつかの実施形態において、ここでオリゴ糖組成物は、3%未満のモノマー(DP1)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、1%未満のモノマー(DP1)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、3% w/w未満の不純物を含む。いくつかの実施形態において、組成物は、1%未満の総不純物を含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ヒトにおいて実質的に非吸収性である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ヒトによって最小限に消化可能である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、5%から40%のデキストロース当量(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、15%から25%のデキストロース当量(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、55%から95%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物(oligosaccharide somposition)は、少なくとも75%かつ90%未満の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。
いくつかの実施形態において、組成物は、検出可能な量の高分子量水溶性食物繊維(soluble dietary fiber precipitate、SDFP)、不溶性食物繊維(IDF)および/または高分子量食物繊維(HMWDF)を含有しない。
いくつかの実施形態において、式(I)および式(II):
Figure 2022506635000017

から選択される複数のグリカンを含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され、
ここで各Rは、独立して、水素、および式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId):
Figure 2022506635000018

から選択され、ここで各Rは、独立して、上で定義されるとおりであり;
ここでオリゴ糖組成物は:
(a) デキストロースおよびガラクトースを含み、ガラクトースに対するグルコースのモル比が約1:1である調製物を、撹拌条件下で、110℃から160℃の範囲内の温度になるまで加熱すること;
(b) 調製物に、酸性プロトンを含む触媒を、総デキストロースおよびガラクトース含量に対する酸性プロトンのモル比が0.001~0.25の範囲内になるような量で入れ、それによって反応混合物を形成させること;ならびに
(c) 反応混合物をその沸点で、0.5~1.5atmの範囲内の圧力で、酸触媒性のオリゴ糖形成を促進する条件下で、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーの重量パーセントが12~16の範囲内になるまで維持すること;
(d) 反応混合物の温度を100℃より下げながら、水を用いて反応混合物をクエンチすること;ならびに
(e) 酸触媒からオリゴ糖を分離すること
を含み、それによってオリゴ糖組成物を得るプロセスによって生産される。
いくつかの実施形態において、ステップ(a)は、約128℃から150℃の範囲内の温度になるまで加熱することを伴う。いくつかの実施形態において、ステップ(c)は、温度を約128℃から150℃の範囲内で維持することを伴う。いくつかの実施形態において、ここでステップ(a)および(b)は同時に行われる。いくつかの実施形態において、ここでステップ(a)は、均質性および均一な熱伝達を達成するために好適な条件下で、温度を(例として、室温から)約130℃、約135℃または約148℃まで徐々に上げることを含む。いくつかの実施形態において、前記加熱は、調製物を溶融することならびに/または均質性および均一な熱伝達を達成するために好適な条件下で調製物を加熱することを含む。いくつかの実施形態において、プロセスは、蒸発によって反応混合物から水を除去することをさらに含む。いくつかの実施形態において、ステップ(c)は、反応混合物を93~94重量パーセントの溶存固形分で維持することをさらに含む。
いくつかの実施形態において、(d)において、水は脱イオン水である。いくつかの実施形態において、(d)において、水の温度は約95℃である。いくつかの実施形態において、(d)において、水は、混合物の凝固を回避するために十分な条件下で反応混合物に加えられる。いくつかの実施形態において、(e)において、前記分離は、ろ過によって触媒を除去することを含む。いくつかの実施形態において、(e)において、ろ過の前に反応混合物を約85℃を下回るまで冷却することを含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは:
(f) (e)のオリゴ糖組成物を水で濃度約45~55重量パーセントまで希釈し、希釈した組成物をカチオン性交換樹脂に通すこと;
(g) 希釈した組成物をアニオン性交換樹脂に通すこと;
(h) 希釈した組成物を脱色用ポリマー樹脂に通すこと
をさらに含み、ここで(f)、(g)および(h)の各々は、任意の順序で1または複数回、実施することができる。
いくつかの実施形態において、プロセスは、(e)のオリゴ糖組成物を水で濃度約45~55重量パーセントまで希釈し、希釈した組成物を45μmフィルターに通すことをさらに含む。
いくつかの実施形態において、触媒は固形酸触媒である。いくつかの実施形態において、触媒は、表1に従った1もしくは複数の物理的および化学的性質を有する強酸性カチオン交換樹脂である、ならびに/または触媒が>3.0mmol/gのスルホン酸部分および<1.0mmol/グラムのカチオン性部分を含む。いくつかの実施形態において、触媒の公称水分量は、45~50重量パーセントである。いくつかの実施形態において、触媒は可溶性酸触媒である。いくつかの実施形態において、触媒はクエン酸である。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、酸触媒は、デキストロースおよびガラクトースに対する酸性プロトンのモル比が0.0016~0.022の範囲内になるような量で存在する。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、酸触媒は、デキストロースに対する酸性プロトンのモル比が0.050から0.052の範囲内になるような量で存在する。
いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、デキストロース調製物はデキストロースモノマーを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、ガラクトース調製物はガラクトースモノマーを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、デキストロース調製物は、デキストロース一水和物またはコーンシロップを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、ガラクトース調製物は無水ガラクトースを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)の反応混合物は、デキストロース一水和物および無水ガラクトースを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、デキストロース調製物はラクトースを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、ガラクトース調製物はラクトースを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)において、デキストロース調製物およびガラクトース調製物は、ラクトースを含む。いくつかの実施形態において、ステップ(a)の反応混合物は、約1:1のガラクトース(例として、無水ガラクトース)に対するデキストロース(例として、デキストロース一水和物)のモル比を構成する。
いくつかの実施形態において、式(I)および式(II)を含む複数のオリゴ糖は、オリゴ糖組成物の少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%または少なくとも90%を構成する。いくつかの実施形態において、式(I)および式(II)を含む複数のオリゴ糖は、オリゴ糖組成物の少なくとも95%を構成する。いくつかの実施形態において、式(I)および式(II)を含む複数のオリゴ糖は、オリゴ糖組成物の少なくとも98%を構成する。いくつかの実施形態において、式(I)および式(II)を含む複数のオリゴ糖は、オリゴ糖組成物の100%を構成する。
いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖は、約50%(例として、40~60%)のデキストロースおよび約50%(例として、40~60%)のガラクトースを含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、室温での保存の際に微生物の増殖のために必要なレベルを下回るレベルの水をさらに含む。いくつかの実施形態において、組成物は、45~55重量パーセントの範囲内の水を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP14である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP12である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP11である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP8から約DP14である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP8から約DP9である。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw(g/mol)は、約970から約2270の範囲内にある。いくつかの実施形態において,オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw(g/mol)は、約970から約1950の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw(g/mol)は、約1300から約1450の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWn(g/mol)は、約680~1200の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWn(g/mol)は、約725~1215の範囲内にある。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のpHは、2.5~7.5の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のpHは、2.5~5.0の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の約75から95重量パーセント(乾燥ベース)は、2つ以上のモノマー重合度(DP2+)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の約80から90重量パーセント(乾燥ベース)は、2つ以上のモノマー重合度(DP2+)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物(oligosaccharide compositon)中のオリゴ糖の75%超かつ90%未満は、重合度(DP)が3以上である。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、25%未満のモノマー(DP1)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、15%未満のモノマー(DP1)を含む。いくつかの実施形態において、ここでオリゴ糖組成物は、3%未満のモノマー(DP1)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、1%未満のモノマー(DP1)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、3% w/w未満の不純物を含む。いくつかの実施形態において、組成物は、1%未満の総不純物を含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ヒトにおいて実質的に非吸収性である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ヒトによって最小限に消化可能である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、5%から40%のデキストロース当量(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、15%から25%のデキストロース当量(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、55%から95%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、少なくとも75%かつ90%未満の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。
いくつかの実施形態において、組成物は、検出可能な量の高分子量水溶性食物繊維(SDFP)、不溶性食物繊維(IDF)および/または高分子量食物繊維(HMWDF)を含有しない。
いくつかの態様において、複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され、各オリゴ糖は複数のモノマーラジカルを含み;
複数のオリゴ糖は、次のモノマーラジカルのうちの2つ以上を含む:
(1) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの7.2~26.77mol%を占める、t-グルコピラノースモノラジカル;
(2) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~10.3mol%を占める、t-ガラクトフラノースモノラジカル;
(3) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの7.3~17.4mol%を占める、t-ガラクトピラノースモノラジカル;
(4) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.3~6.2mol%を占める、3-グルコピラノースモノラジカル;
(5) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.4~4.1mol%を占める、2-グルコピラノースモノラジカル;
(6) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~5.2mol%を占める、2-ガラクトフラノースおよび/または2-グルコフラノースモノラジカル;
(7) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.9mol%を占める、3-グルコフラノースモノラジカル;
(8) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.7~5.1mol%を占める、3-ガラクトピラノースモノラジカル;
(9) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.8~3.6mol%を占める、3-ガラクトフラノースモノラジカル;
(10) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.8~4.2mol%を占める、2-ガラクトピラノースモノラジカル;
(11) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの5.1~16.2mol%を占める、6-グルコピラノースモノラジカル;
(12) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.1~4.9mol%を占める、4-ガラクトピラノースおよび/または5-ガラクトフラノースモノラジカル;
(13) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.2~5.6mol%を占める、4-グルコピラノースおよび/または5-グルコフラノースモノラジカル;
(14) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.2mol%を占める、2,3-ガラクトフラノースジラジカル;
(15) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~2.4mol%を占める、6-グルコフラノースモノラジカル;
(16) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.4~5.7mol%を占める、6-ガラクトフラノースモノラジカル;
(17) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの4.2~11.5mol%を占める、6-ガラクトピラノースモノラジカル;
(18) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.3~2.3mol%を占める、3,4-ガラクトピラノースおよび/または3,5-ガラクトフラノースおよび/または2,3-ガラクトピラノースジラジカル;
(19) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.8mol%を占める、3,4-グルコピラノースおよび/または3,5-グルコフラノースジラジカル;
(20) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.8mol%を占める、2,3-グルコピラノースジラジカル;
(21) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.7~1.7mol%を占める、2,4-グルコピラノースおよび/または2,5-グルコフラノースおよび/または2,4-ガラクトピラノースおよび/または2,5-ガラクトフラノースジラジカル;
(22) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.1~3.3mol%を占める、3,6-グルコピラノースジラジカル;
(23) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.8mol%を占める、3,6-グルコフラノースジラジカル;
(24) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~5.6mol%を占める、2,6-グルコピラノースおよび/または4,6-グルコピラノースおよび/または5,6-グルコフラノースジラジカル;
(25) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.6~1.8mol%を占める、3,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(26) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.4~4.8mol%を占める、4,6-ガラクトピラノースおよび/または5,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(27) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.5mol%を占める、2,3,4-グルコピラノースおよび/または2,3,5-グルコフラノーストリラジカル;
(28) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.9~3.7mol%を占める、3,6-ガラクトピラノースジラジカル;
(29) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.4~1.9mol%を占める、2,6-ガラクトピラノースジラジカル;
(30) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~2.2mol%を占める、3,4,6-ガラクトピラノースおよび/または3,5,6-ガラクトフラノースおよび/または2,3,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(31) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.6mol%を占める、3,4,6-グルコピラノースおよび/または3,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(32) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.2mol%を占める、2,3,6-グルコフラノーストリラジカル;
(33) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.2mol%を占める、2,4,6-グルコピラノースおよび/または2,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(34) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.8mol%を占める、2,3,6-ガラクトピラノースおよび/または2,4,6-ガラクトピラノースおよび/または2,5,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(35) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.2mol%を占める、2,3,6-グルコピラノーストリラジカル;ならびに
(36) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.7mol%を占める、2,3,4,6-グルコピラノースおよび/または2,3,5,6-グルコフラノーステトララジカル。
いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖は、ラジカル(1)から(36)より選択される3つ以上のモノマーラジカルを含む。いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖は、ラジカル(1)から(36)より選択される4つ以上のモノマーラジカルを含む。いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖は、ラジカル(1)から(36)より選択されるモノマーラジカルの各々を含む。
いくつかの実施形態において、モノマーラジカルのモルパーセンテージは、パーメチル化(permethylation)アッセイを用いて決定され、ここでパーメチル化アッセイは、ガスクロマトグラフィー-質量分析(GC-MS)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、式(I)および式(II):
Figure 2022506635000019

から本質的になる複数のオリゴ糖を含み、ここで式(I)および式(II)中のRは、独立して、水素、および式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId):
Figure 2022506635000020

Figure 2022506635000021

から選択され、ここで式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)中のRは、独立して、上の式(I)および式(II)中のように定義される。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP14である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP12である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP6から約DP11である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP8から約DP14である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)は、約DP8から約DP9である。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖(oligosacchsirde)の75%超かつ90%未満は、重合度(DP)が3以上である。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw(g/mol)は、約970から約2270の範囲内にある。いくつかの実施形態において,オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw(g/mol)は、約970から約1950の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw(g/mol)は、約1300から約1450の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWn(g/mol)は、約680~1200の範囲内にある。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWn(g/mol)は、約725~1215の範囲内にある。
いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖は、約50%(例として、40~60%)のグルコースおよび50%(例として、40~60%)のガラクトースを含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、5%から40%のデキストロース当量(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、15%から25%のデキストロース当量(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、55%から95%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。いくつかの実施形態(emboidment)において、オリゴ糖組成物は、少なくとも75%かつ90%未満の総食物繊維(乾燥ベース)を含む。
いくつかの態様において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物および第二の医薬剤(例として薬物)の合剤が本明細書中に提供される。いくつかの実施形態において、薬物は抗生物質(例として、リファキシミン)である。いくつかの実施形態において、薬物はラクチュロースである。
いくつかの態様において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物および1または複数の共生またはプロバイオティクス細菌分類群の合剤が本明細書中に提供される。
いくつかの態様において、ヒト対象に、有効量の本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を投与することを含む、ヒト対象におけるアンモニアレベルを低減させる方法が本明細書中に提供される。いくつかの実施形態において、アンモニアレベルは、ヒト対象における血中アンモニアレベルである。いくつかの実施形態において、アンモニアレベルは、そのヒト対象へのオリゴ糖組成物の投与前のヒト対象におけるアンモニアレベルと比較して、少なくとも10%低減される。
いくつかの実施形態において、対象は、肝性脳症(HE)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、硬変を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、肝性脳症(HE)イベントを有していたと診断されている、または肝性脳症(HE)イベントを有するリスクがある。いくつかの実施形態において、対象は、感染症を有する、もしくは有すると診断されている、または感染症になるリスクがある。いくつかの実施形態において、対象は、老齢集団に属する。いくつかの実施形態において、対象は、ミニマル肝性脳症(MHE)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、顕性肝性脳症(OHE)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで治療されている、または治療中である。いくつかの実施形態において、ヒト対象への有効量のオリゴ糖組成物の投与が、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンでの治療前、治療と同時期に、または治療後に実施される。
いくつかの実施形態において、本開示は、ヒト対象に有効量のオリゴ糖組成物を投与することを含む、高アンモニア血症に関連した疾患または状態を有する、または有すると診断されているヒト対象における肝性脳症(HE)イベントの頻度を低減させる方法を提供する。いくつかの実施形態において、肝性脳症(HE)イベントの頻度は、オリゴ糖組成物の投与前のヒト対象における肝性脳症(HE)イベントの頻度と比較して、少なくとも10%低減される。
いくつかの実施形態において、対象は、肝性脳症(HE)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、硬変を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、感染症を有する、もしくは有すると診断されている、または感染症になるリスクがある。いくつかの実施形態において、対象は、老齢集団に属する。いくつかの実施形態において、対象は、ミニマル肝性脳症(MHE)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、顕性肝性脳症(OHE)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで治療されている、または治療中である。いくつかの実施形態において、ヒト対象への有効量のオリゴ糖組成物の投与が、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンでの治療前、治療と同時期に、または治療後に実施される。
いくつかの実施形態において、本開示は、対象に有効量のオリゴ糖組成物を投与することを含む、その必要のあるヒト対象において(例として、硬変および/またはMHEを持つ対象において)肝性脳症(HE)イベントを予防する、またはその必要のあるヒト対象において(例として、硬変および/またはOHEを持つ対象において)肝性脳症(HE)イベントの再発生を予防する方法を提供する。いくつかの実施形態において、ヒト対象は、肝性脳症(HE)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、硬変を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、非代償性肝硬変を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、代償性肝硬変を有する、または有すると診断されている。
いくつかの実施形態において、対象は、感染症を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、老齢集団に属する。いくつかの実施形態において、対象は、ミニマル肝性脳症(MHE)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、顕性肝性脳症(OHE)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで治療されている、または治療中である。
いくつかの実施形態において、本開示は、ヒト対象にオリゴ糖組成物を投与することを含む、肝硬変を有する、または有すると診断されているヒト対象における肝硬変に関連した疾患症状を治療または予防する方法を提供する。いくつかの実施形態において、ヒト対象は、肝性脳症(HE)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、非代償性肝硬変を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、感染症を有する、もしくは有すると診断されている、または感染症になるリスクがある。いくつかの実施形態において、対象は、老齢集団に属する。いくつかの実施形態において、対象は、ミニマル肝性脳症(MHE)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、顕性肝性脳症(OHE)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで治療されている、または治療中である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の投与は、肝性脳症(HE)イベントを予防する、または肝性脳症(HE)イベントの頻度を低減させる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の投与は、対象が感染症になることを予防する、または感染症の重症度を低減させる。
いくつかの実施形態において、本開示は、ヒト対象に有効量のオリゴ糖組成物を投与することを含む、ヒト対象において、対照と比較して病原体の相対的存在量を低減させる、および/または共生細菌の相対的存在量を増加させる方法を提供する。いくつかの実施形態において、対照は、オリゴ糖組成物が投与される前のヒト対象における共生細菌の存在量に対する病原体の存在量であり得る。いくつかの実施形態において、対照は、オリゴ糖組成物および/または抗生物質が投与されていない異なるヒト対象における共生細菌の存在量に対する病原体の存在量であり得る。いくつかの実施形態において、対照は、オリゴ糖組成物および/または抗生物質が投与されていないヒト対象集団における共生細菌の平均存在量に対する病原体の平均存在量であり得る。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ヒト対象の腸内における病原体の定着を調節するために、および/または病原体の脱定着(decolonization)を調節する(例として増加させる)ために有効な量で投与される。いくつかの実施形態において、対象の腸の定着または脱定着は、オリゴ糖組成物投与の前および後の糞便試料を固体寒天プレート上で培養してコロニー数を得ること(CFUプレーティング)によって、および/または試料に対して定量的PCRを用いることによって、決定することができる。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の投与は、ヒト対象の腸内における病原体の定着を低減または阻害する。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の投与は、ヒト対象の腸内における病原体の脱定着を増加させる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の投与は、ヒト対象の腸内における病原体の定着を低減または阻害し、病原体の脱定着を増加させる。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、(a)病原体および/または薬物もしくは抗生物質耐性遺伝子もしくはMDRエレメントキャリアの相対的存在量を減少させるために;ならびに(b)共生または有益細菌の相対的存在量を増加させるために有効な量で投与される。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ヒト対象における病原体の相対的存在量を少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%または少なくとも50%低減させる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ヒト対象における共生または有益細菌の相対的存在量を少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%または少なくとも50%増加させる。
いくつかの実施形態において、病原体は、細菌または真菌を含む。いくつかの実施形態において、病原体は、薬物または抗生物質抵抗性の病原体を含む。いくつかの実施形態において、病原体は、バンコマイシン抵抗性腸球菌(VRE)、基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ産生腸内細菌科細菌またはカルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(CRE)を含む。いくつかの実施形態において、病原体は、VREエンテロコッカス・フェシウム(Enterococcus faecium)を含む。いくつかの実施形態において、病原体は、CREエシェリキア・コリ(Escherichia coli)またはCREクレブシエラ・ニューモニエ(Klebsiella pneumoniae)を含む。いくつかの実施形態において、病原体は、基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ(ESBL)産生細菌を含む。いくつかの実施形態において、病原体は、基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ(ESBL)産生腸内細菌科細菌を含む。いくつかの実施形態において、病原体は、真菌を含む。いくつかの実施形態において、病原体は、カンジダ(Candida)真菌を含む。いくつかの実施形態において、病原体は、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・アウリス(Candida auris)、カンジダ・グラブラタ(Candida glabrata)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)、カンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)またはカンジダ・ルシタニエ(Candida lusitaniae)を含む。いくつかの実施形態において、病原体は、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)を含む。いくつかの実施形態において、病原体は、グラム陽性細菌またはグラム陰性細菌を含む。
いくつかの実施形態において、共生細菌は、バクテロイデス(Bacteroides)またはパラバクテロイデス(Parabacteroides)である。
いくつかの実施形態において、ヒト対象は:(i)がん治療を受けたことがある;(ii)移植を受けたことがある;(iii)免疫抑制を受けたことがある、および/または(iv)自己免疫疾患(例として、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、シェーグレン症候群またはクローン病)である。いくつかの実施形態において、ヒト対象はがん治療を受けたことがあり、ここでがん治療は化学療法である。いくつかの実施形態において、ヒト対象は移植を受けたことがあり、ここで移植は造血幹細胞を含む。いくつかの実施形態において、ヒト対象は、免疫抑制剤を受けたことがある。いくつかの実施形態において、
ヒト対象は自己免疫疾患を有する(例として、自己免疫疾患は、全身エリテマトーデス、関節リウマチ、シェーグレン症候群またはクローン病である)。
いくつかの実施形態において、ヒト対象のマイクロバイオームは枯渇しており、例として、対象の共生物は、多様性および/またはバイオマスが低減している。いくつかの実施形態において、ヒト対象は、腸内に検出可能な量の共生細菌を有する。
いくつかの実施形態において、プロセスは、ヒト対象に、共生またはプロバイオティクス細菌の集団を投与することをさらに含む。いくつかの実施形態において、共生またはプロバイオティクス細菌の集団は、ヒト対象に、オリゴ糖組成物の前、これと並行してまたはその後に投与される。いくつかの実施形態において、ヒト対象は、腸内に検出可能な量の共生細菌を有さない。
いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され:ここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物のうちのいずれかを含む、またはいずれかから本質的になり、およびここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるNMRスペクトルのうちのいずれかを含む。
いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され:ここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物のうちのいずれかを含む、またはいずれかから本質的になり、およびここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるプロセスのうちのいずれかによって生産される。
いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され:ここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるNMRスペクトルのいずれかを含み、およびここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるプロセスのうちのいずれかによって生産される。
いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され:ここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物のうちのいずれかを含む、またはいずれかから本質的になり、ここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるNMRスペクトルのいずれかを含み、およびここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるプロセスのうちのいずれかによって生産される。
いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され:ここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物のうちのいずれかを含む、またはいずれかから本質的になり、およびここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載される複数のモノマーラジカルのうちのいずれかを含む。いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され:ここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載される複数のモノマーラジカルのうちのいずれかを含み、およびここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるプロセスのうちのいずれかによって生産される。
いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され:ここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物のうちのいずれかを含む、またはいずれかから本質的になり、ここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載される複数のモノマーラジカルのうちのいずれかを含み、およびここでオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載されるプロセスのうちのいずれかによって生産される。
図1は、改質されていないオリゴ糖組成物、および実施例4に記載されるアミンカラムフラッシュクロマトグラフィーによって脱モノマー化されたオリゴ糖組成物を重ねたSEC-HPLCクロマトグラムを描写する。 図2は、選択されたオリゴ糖組成物試料の存在下でインキュベートされた単一の病原体株(CREエシェリキア・コリ、CREクレブシエラ・ニューモニエ)の培養物における病原体の増殖の低減を示すグラフを提供する。 図3は、選択されたオリゴ糖組成物試料の存在下でインキュベートされた単一の病原体株(VREエンテロコッカス・フェシウム)の培養物における病原体の増殖の低減を示すグラフを提供する。 図4は、選択されたオリゴ糖組成物試料の存在下でインキュベートされた単一の病原体株(カンジダ・アルビカンス、カンジダ・グラブラタ、カンジダ・クルセイ、カンジダ・トロピカリス)の培養物における病原体の増殖の低減を示すグラフを提供する。 図5A~5Bは、選択されたオリゴ糖組成物と共にICU患者からの糞便試料をインキュベートしたエクスビボの病原体低減アッセイにおける、病原体の増殖(水対照に対して正規化)の低減を示すグラフを提供する。図5Aは、カルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌をスパイクした糞便試料における病原体の低減を示すグラフである。 図5A~5Bは、選択されたオリゴ糖組成物と共にICU患者からの糞便試料をインキュベートしたエクスビボの病原体低減アッセイにおける、病原体の増殖(水対照に対して正規化)の低減を示すグラフを提供する。図5Bは、バンコマイシン抵抗性腸球菌をスパイクした糞便試料における病原体の低減を示すグラフである。 図6A~6Bは、選択されたオリゴ糖組成物と共に肝性脳症(HE)患者からの糞便試料をインキュベートしたエクスビボの病原体低減アッセイにおける、病原体の増殖(水対照に対して正規化)の低減を示すグラフを提供する。図6Aは、カルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌をスパイクした糞便試料における病原体の低減を示すグラフである。 図6A~6Bは、選択されたオリゴ糖組成物と共に肝性脳症(HE)患者からの糞便試料をインキュベートしたエクスビボの病原体低減アッセイにおける、病原体の増殖(水対照に対して正規化)の低減を示すグラフを提供する。図6Bは、バンコマイシン抵抗性腸球菌をスパイクした糞便試料における病原体の低減を示すグラフである。 図7は、実施例17における使用のための標準グリカンのSEC-HPLCクロマトグラムを重ねたものを描写する。 図8は、代表的なHSQC NMRスペクトルを描写する。図8Aは、選択されたオリゴ糖組成物のHSQC NMRスペクトルである。表3に示されるように、選択されたオリゴ糖組成物に相当する積分ピークを緑色の丸で囲む。 図8は、代表的なHSQC NMRスペクトルを描写する。図8Bは、ガラクトオリゴ糖(GOS)のHSQC NMRスペクトルである。 図9は、選択されたオリゴ糖組成物と共にヒト対象(健常対象およびミニマル肝性脳症を持つ対象)からの糞便試料をインキュベートしたエクスビボアッセイにおける、アンモニアレベルの低減を示すグラフを描写する。
本開示の態様は、対象において、例として、高アンモニア血症、肝性脳症(HE)および/もしくは硬変を持つ対象においてアンモニアレベルを低減させるために、ならびに/または病原体レベル、存在量、および/もしくは定着を低減させるために有効なオリゴ糖組成物に関する。
本開示のいくつかの態様は、対象におけるアンモニアのレベルを調節する、例えば低減させることができるオリゴ糖組成物を同定するために実施された広範なスクリーニングの結果に基づく。本開示のいくつかの態様は、対象における病原体のレベルを調節する、例えば低減させることができるオリゴ糖組成物を同定するために実施された広範なスクリーニングの結果に基づく。何百ものユニークなオリゴ糖組成物が、アンモニアレベルおよび/または病原体のレベルに対するそれらの効果についてアッセイされた。スクリーニングにおいて調べられたオリゴ糖組成物は、異なるサッカライドモノマー、例として、デキストロースモノマー、キシロースモノマーなどを用いて、反応温度を違えることを伴う条件下で、異なる時間、および/または異なる触媒の存在下で生産された。
これらのスクリーニングの結果から、選択されたオリゴ糖組成物が、アンモニアレベルの非常に有効なモジュレーターとして、また病原体レベルの非常に有効なモジュレーターとして同定された。したがって、いくつかの実施形態において、このオリゴ糖組成物は、高アンモニア血症に関連した障害を有する対象を治療するためにとりわけ有用である。さらに、このオリゴ糖組成物は、高レベルの病原体をその消化管内に有する対象(例として、その腸管内に病原体が定着している対象)、および/または広域抗生物質を受けている対象を治療するためにとりわけ有用である。本開示のさらなる態様は、定義された用語の説明を含めて、下に提供される。
I. 定義
撹拌条件:本明細書中で用いられるとき、用語「撹拌条件」とは、固体(例として、固形触媒)の分散、熱伝達の均一性、または他の同様のパラメータに関して、混合物(例として、デキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーを含む反応混合物)の実質的に均一または均質な状態を促進または維持する条件を指す。撹拌条件は、一般に、反応混合物の撹拌、振とうおよび/または混合を包含する。いくつかの実施形態において、撹拌条件は、ガスまたは他の液体の溶液への添加を包含し得る。いくつかの実施形態において、撹拌条件は、触媒、例として、酸触媒の実質的に均一または均質な分布を維持するために用いられる。いくつかの実施形態において、デキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーを含む反応混合物は、オリゴ糖組成物を合成するため、酸触媒の存在下で、均質性および均一な熱伝達を達成するために好適な条件下で加熱される。
およそ:本明細書中で用いられるとき、1または複数の目的値に適用される用語「およそ」または「約」は、述べられた基準値と同様である値を指す。ある特定の実施形態において、用語「およそ」または「約」とは、別に述べられていない限り、または文脈から明らかでない限り、述べられた基準値のいずれかの(より大きいまたはより小さい)方向に15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、またはそれより小さい範囲内に収まる値の範囲を指す(ただし、そのような数値が可能な値の100%を超える場合を除く)。
デキストロースモノマー:本明細書中で用いられるとき、用語「デキストロースモノマー」は、-グルコースとして知られるグルコースモノマーのD-異性体を指す。いくつかの実施形態において、デキストロースモノマーは、医薬品適正製造基準(good manufacturing practice、GMP)条件に準拠している。
デキストロース調製物:本明細書中で用いられるとき、用語「デキストロース調製物」は、少なくとも2つ以上のデキストロース分子を含む調製物、例として、デキストロースを含む少なくとも2つのサッカライド単位を含む調製物を指す。いくつかの実施形態において、デキストロースを含むサッカライド単位は、デキストロースモノマーである。いくつかの実施形態において、デキストロース調製物は、デキストロース一水和物を含む。いくつかの実施形態において、デキストロース調製物は、デキストロースモノハイドレージ(monohydrage)を含む。いくつかの実施形態において、デキストロース調製物は、コーンシロップ(例として、70DSコーンシロップ)を含む。いくつかの実施形態において、デキストロース調製物は、デンプン加水分解物、例として、コーンシロップ(例として、還元糖含量が20%超のデキストロース当量(DE)であるコーンシロップ)またはマルトデキストリン(例として、還元糖含量が20%未満のDEであるマルトデキストリン)などを含む。いくつかの実施形態において、デキストロース調製物は、固体、例として、粉末、またはシロップ、例として、70%超の固形分を含む液体であり得る。
有効量:本明細書中で用いられるとき、用語「有効量」は、例として、対象または患者において生物学的応答を誘発するために必要かつ十分な、オリゴ糖組成物の投与量または濃度を指す。いくつかの実施形態において、有効量のオリゴ糖組成物は、対象における酵素の活性またはレベルを調節する、例として、増加させるまたは減少させることができる。いくつかの実施形態において、有効量のオリゴ糖組成物は、代謝物の処理を調節する、例として、増加させるまたは減少させることができる。いくつかの実施形態において、有効量のオリゴ糖組成物は、少なくとも1つの微生物種の濃度または数を調節する、例として、増加させるまたは減少させることができる。いくつかの実施形態において、有効量のオリゴ糖組成物は、対象における高アンモニア血症に関連した疾患の症状(例として、症状の重症度または数)を調節する、例として減少させることができる。いくつかの実施形態において、有効量のオリゴ糖組成物は、対象における高アンモニア血症に関連した疾患を治療することができる。いくつかの実施形態において、有効量のオリゴ糖組成物は、対象における病原体存在量または定着の増加に関連した疾患の1または複数の症状(例として、症状の重症度または数)を調節する、例として、減少させる、または軽減することができる量である。いくつかの実施形態において、有効量のオリゴ糖組成物は、対象における病原体(例として、薬物もしくは抗生物質に抵抗性の病原体、またはMDR病原体)の獲得、定着を低減させる、および/またはリザーバーを低減させることができる量である。いくつかの実施形態において、有効量のオリゴ糖組成物は、病原体、例として、CREまたはVREが腸内に定着した対象を治療することができる。
ガラクトースモノマー:本明細書中で用いられるとき、用語「ガラクトースモノマー」は、-ガラクトースとして知られるガラクトースモノマーのD-異性体を指す。いくつかの実施形態において、ガラクトースモノマーは、医薬品適正製造基準(GMP)条件に準拠している。
ガラクトース調製物:本明細書中で用いられるとき、用語「ガラクトース調製物」は、少なくとも2つ以上のガラクトース分子を含む調製物、例として、ガラクトースを含む少なくとも2つのサッカライド単位(saccharide saccharide unit)を含む調製物を指す。いくつかの実施形態において、ガラクトースを含むサッカライド単位は、ガラクトースモノマーである。いくつかの実施形態において、ガラクトース調製物は、無水ガラクトースを含む。いくつかの実施形態において、ガラクトース調製物は、ガラクトースモノハイドレージ(monohydrage)を含む。いくつかの実施形態において、ガラクトース調製物は、固体、例として、粉末、またはシロップ、例として、70%超の固形分を含む液体であり得る。
高アンモニア血症:本明細書中で用いられるとき、用語「高アンモニア血症」は、対象(例として、ヒト対象)におけるアンモニアレベルの上昇に関連した状態を指す。一般に、高アンモニア血症を有する対象は、循環中、例として、血液中のアンモニアレベルが上昇している。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症の持続期間および重症度は、脳損傷と正に相関している。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症または高ピークのアンモニアを長期間経験した患者、とりわけ小児患者は、発達遅延、重度の知的障害、日常活動に影響を与える遂行機能の欠損、脳性麻痺および発作障害といった、重大かつ慢性的な神経学的病的状態になる可能性がある。
本明細書中で用いられるとき、用語「内部モノマー単位」は、次の式:(M)-IN-(M)のモノマー単位INを指し、ここでnは1以上の整数、Mは少なくとも1つの他のモノマー単位と(例として、グリコシド連結によって)連結しているモノマー単位である。いくつかの実施形態において、内部モノマー単位は、少なくとも2つの他のモノマー単位と連結している。いくつかの実施形態において、INは、式(Ia)、(Ib)、(Ic)または(Id)から選択され、Mは、式(I)または(II)のいずれかである。いくつかの実施形態において、内部モノマー単位は、デキストロースモノマーを含む。
単糖調製物:本明細書中で用いられるとき、用語「単糖調製物」は、少なくとも2つの単糖(例として、少なくとも2つの遊離分子、例として、デキストロースモノマーおよびガラクトースモノマー)を含む調製物を指す。いくつかの実施形態において、単糖調製物は、デキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーを含む。
オリゴ糖:本明細書中で用いられるとき、用語「オリゴ糖」(いくつかの文脈において用語「グリカン」と交換可能に用いられ得る)は、グリコシド結合を介して共に連結された少なくとも2つの単糖(例として、デキストロースモノマーおよびガラクトースモノマー)を含むサッカライド分子を指す(重合度(DP)は少なくとも2(すなわち、DP2+)である)。いくつかの実施形態において、オリゴ糖は、グリコシド結合によって連結された少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個または少なくとも10個の単糖サブユニットを含む。いくつかの実施形態において、グリコシド結合によって連結された10~25個、20~50個、40~80個、75~100個、100~150個の範囲内の、または少なくとも100個の単糖のオリゴ糖。いくつかの実施形態において、オリゴ糖は、少なくとも1つの1,2;1,3;1,4;および/または1,6グリコシド結合を含む。オリゴ糖は、直鎖状または分岐鎖状であり得る。オリゴ糖は、1もしくは複数のα配置のグリコシド結合および/または1もしくは複数のβ配置のグリコシド結合を持ち得る。
医薬組成物:本明細書中で用いられるとき、「医薬組成物」は、疾患の軽減、治療または予防において薬理活性または他の直接的な効果を有する組成物、および/またはその完成剤形もしくは製剤を指し、ヒトの使用のためのものである。医薬組成物または医薬調製物は、典型的に、医薬品適正製造基準条件(GMP)下で製造される。医薬組成物または調製物は、滅菌または非滅菌であり得る。非滅菌の場合、そのような医薬組成物または調製物は、典型的に、米国薬局方(U.S. Pharmacopeia、USP)または欧州薬局方(European Pharmacopoeia、EP)中に記載される非滅菌の医薬品についての微生物学的規格および基準に適合する。本明細書中に記載されるいずれのオリゴ糖組成物も、医薬組成物として製剤化され得る。
対象:本明細書中で用いられるとき、用語「対象」は、ヒトの対象または患者を指す。対象は、新生児(早期産児、正期産児)、1歳までの乳児、若年の小児(例として、1歳から12歳)、ティーンエイジャー(例として、13~19歳)、成人(例として、20~64歳)および老人(65歳以上)を包含し得る。いくつかの実施形態において、対象は、新生児(誕生から1ヶ月)、乳幼児(1月から2歳)、発達期の小児(2~12歳)および青年(12~16歳)を包含する、小児集団またはその下位集団である。いくつかの実施形態において、対象は、健常な対象である。いくつかの実施形態において、対象は、健常対象と比較して病原体の存在量が多い患者、例として、その腸内に病原体(例として、CREおよび/またはVRE病原体)が定着した対象である。いくつかの実施形態において、対象は、広域抗生物質を受けている患者である。いくつかの実施形態において、対象は、病原体感染症にとりわけかかりやすく、例として、対象は、重篤な病気および/または免疫不全である。
治療および治療すること:本明細書中で用いられるとき、用語「治療すること」および「治療」は、症状の重症度および/もしくは頻度の低減に影響を及ぼすため、症状および/もしくはその根本的原因を除くため、ならびに/または損傷の改善もしくは修復を促すため、ならびに/または特定の有害な状態、障害もしくは疾患になりやすい、もしくは前記状態、障害もしくは疾患になっている疑いがあるもしくはこれらになるリスクがある無症状の対象において有害な状態、障害もしくは疾患を予防するための、対象(例として、有害な状態、障害または疾患に苦しむ症状のある対象)への組成物の投与を指す。
II. オリゴ糖組成物
オリゴ糖組成物、ならびにヒト対象におけるアンモニアレベルを調節するための、ならびに高アンモニア血症および/または肝性脳症(HE)の治療のためのそれらの使用方法が、本明細書中に提供される。
1つの態様において、式(I)および式(II):
Figure 2022506635000022

から選択される複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書中に提供され、ここで各Rは、水素、および式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId):
Figure 2022506635000023

Figure 2022506635000024

から独立して選択され、ここで各Rは、独立して、上で定義されるとおりである。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ヒトによって最小限に消化可能である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ヒトにおいて最小限に消化可能である複数のオリゴ糖を含有する。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ヒトの消化酵素(例として、アミラーゼ、グルコシダーゼ、ガラクトシダーゼおよびヒト細胞によってコードされる他の消化酵素)による分解に抵抗性である、および/または例として上部消化管(例として、小腸および胃)における加水分解消化に抵抗性である複数のオリゴ糖を含有する。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、式(I)および式(II)から選択される複数のオリゴ糖を含有し、ここで式(I)および式(II)中の各Rは、水素および式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)から選択され、ならびにここでRのおよそ5%から95%は、式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)から選択され、例として、Rのおよそ10%から90%、15%から85%、20%から80%、25%から75%、30%から70%、35%から65%、40%から60%、45%から55%、5%から15%、5%から25%、10%から50%、10%から25%、20%から50%、25%から50%、30%から50%、または40%から80%は、式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)から選択される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、式(I)および式(II)から選択される複数のオリゴ糖を含有し、ここで式(I)および式(II)中の各Rは、水素および式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)から選択され、ならびにここでRのおよそ5%から95%は、式(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)から選択され、例として、Rのおよそ10%から90%、15%から85%、20%から80%、25%から75%、30%から70%、35%から65%、40%から60%、45%から55%、5%から15%、5%から25%、10%から50%、10%から25%、20%から50%、25%から50%、30%から50%、または40%から80%は、式(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)から選択される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、式(I)および式(II)から選択される複数のオリゴ糖を含有し、ここで各Rは、独立して、水素および式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)から選択され、ならびにここでRのおよそ50%は、式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)から選択され、Rのおよそ50%は、式(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)から選択される。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、およそ5%から95%のグルコースサッカライド、例として、およそ10%から90%、15%から85%、20%から80%、25%から75%、30%から70%、35%から65%、40%から60%、45%から55%、5%から15%、5%から25%、10%から50%、10%から25%、20%から50%、25%から50%、30%から50%、または40%から80%のグルコースサッカライドを含む複数のオリゴ糖を含有する。いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖のうちの残りのサッカライド(すなわち、非グルコースサッカライド)は、ガラクトースモノマーを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、およそ5%から95%のガラクトースサッカライド、例として、およそ10%から90%、15%から85%、20%から80%、25%から75%、30%から70%、35%から65%、40%から60%、45%から55%、5%から15%、5%から25%、10%から50%、10%から25%、20%から50%、25%から50%、30%から50%、または40%から80%のガラクトースサッカライドを含む複数のオリゴ糖を含有する。いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖のうちの残りのサッカライド(すなわち、非ガラクトースサッカライド)は、グルコースサッカライドを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、およそ50%のグルコースサッカライドおよびおよそ50%のガラクトースサッカライドを含む複数のオリゴ糖を含有する。
オリゴ糖組成物の生成
a)1または複数のオリゴ糖単位(複数可)を用意すること、b)オリゴ糖単位(複数可)を、本明細書中に記載される触媒と、および任意選択で好適な溶媒(例として、水または非水性溶媒)と、所望の平均重合度を有するオリゴ糖単位のポリマーを含むオリゴ糖組成物を生産するために十分な時間、接触させること;ならびに任意選択で、c)重合したオリゴ糖組成物の少なくとも一部を単離および/または回収することによって、オリゴ糖組成物を生成するための方法が、本明細書中に提供される。ある特定の実施形態において、本明細書中に記載される方法を用いて生産されるオリゴ糖組成物は、その必要のある対象、例として、アンモニアレベルの上昇および/または病原体の感染もしくは定着に関連した疾患、障害または状態を有する、または有するリスクがある対象において、アンモニアレベルおよび/または病原体の存在量を低減させる。
ある特定の実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、グルコースおよびガラクトースモノマー単位のポリマーを含む。ある特定の実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖生産方法の出発材料(例として、グルコースおよびガラクトースモノマー単位、例えばデキストロースおよびガラクトース単糖などの調製物を含む)を、オリゴ糖単位の間での1または複数のグリコシド結合の形成を促進する条件下、反応混合物中で触媒と接触させ、それによってオリゴ糖ポリマーの調製物が生産される。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を調製するために非酵素触媒が用いられる。いくつかの実施形態において、酸性プロトンを含む触媒、例えば固形または可溶性の酸触媒などが、デキストロースおよび/またはガラクトース単位の間での1または複数のグリコシド結合の形成を促進するために出発材料調製物に(例として、加熱中または加熱後に)添加され、それによってオリゴ糖の形成が導かれる。いくつかの実施形態において、触媒は、酸性プロトンを含む。いくつかの実施形態において、触媒は、有機酸、無機酸または無水物である。いくつかの実施形態において、触媒は、均質な酸触媒である。いくつかの実施形態において、触媒は、不均質な酸触媒である。いくつかの実施形態において、触媒は、モノカルボン酸である。いくつかの実施形態において、触媒は、ポリカルボン酸である。いくつかの実施形態において、触媒は、架橋可能な酸触媒である。いくつかの実施形態において、触媒は、架橋可能な酸触媒ではない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を調製するために固形酸触媒が用いられる。ある特定の実施形態において、好適な触媒は、酸性モノマーを含み、ここで各酸性モノマーは、少なくとも1つのブレンステッド・ローリー酸を有してもよい。いくつかの実施形態において、触媒は、表1に従った1または複数の物理的および化学的性質を有する強酸性カチオン交換樹脂である。いくつかの実施形態において、触媒は、>3.0mmol/gのスルホン酸部分および<1.0mmol/グラムのカチオン性部分を含む。ある特定の実施形態において、触媒の公称水分量は、45~50重量パーセントである。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を調製するために可溶性酸触媒が用いられる。
表1:強酸性カチオン交換樹脂の性質の限定されない例
Figure 2022506635000025

いくつかの実施形態において、触媒は、アルカリ性触媒、酸性触媒、触媒樹脂または金属触媒であり得る。ある特定の実施形態において、触媒は、イオン交換樹脂、例として、AMBERLITE FPC11 Na、AMBERLITE FPC14 Na、DOWEX 88、DOWEX 88 H、DOWEX 88 MB、DOWEX 88 MB H、DOWEX FPC16UPS H、DOWEX FPC16UPS Na、DOWEX FPC23UPS H、DOWEX MAC-3、DOWEX MONOSPHERE 88、DOWEX MONOSPHERE 88 H、DOWEX MONOSPHERE 99 Ca/310、DOWEX MONOSPHERE 99 Ca/320、DOWEX MONOSPHERE 99 K/310、DOWEX MONOSPHERE 99 K/320、DOWEX MONOSPHERE 99 K/350、DOWEX(商標) PSR-2、DOWEX(商標) G-26 H、AMBERJET 1600 H、AMBERJET 2000 H、AMBERLITE IRN150、AMBERLITE IRN160、AMBERLITE IRN170、AMBERLITE IRN217、AMBERLITE IRN317、AMBERLITE IRN360、AMBERLITE IRN77、AMBERLITE IRN97 H、AMBERLITE IRN99 H、AMBERLITE IRN9652、AMBERLITEIRN9882、AMBERLITE IRN9687、AMBERSEP 252 H、DOWEX MONOSPHERE 1400PC H、DOWEX MONOSPHERE 650C H、AMBERLITE 200C Na、AMBERLITE IR120 H、AMBERLITE IR120 Na、AMBERLITE IRC83、AMBERLITE MB20、DOWEX MARATHON 1200 H、DOWEX MARATHON 1200 Na、DOWEX MARATHON 1300 H、DOWEX MARATHON 8300、DOWEX MARATHON C (DOWEX FPC16 UPS H)、DOWEX MARATHON C-10、DOWEX MARATHON MR-3、DOWEX MARATHON MSC、DOWEX MARATHON MSC H、DOWEX(商標) HCR-S/S、IMAC(商標) HP333、AMBERJET UP1400、AMBERJET UP6040、AMBERJET UP6150、DOWEX MONOSPHERE MR-3 UPW、DOWEX MONOSPHERE MR-450 UPW、AMBERLITE CG50 Type 1、AMBERLITE COBALAMION、AMBERLITE FPC3500、AMBERLITE IRP476、AMBERLITE IRP64、AMBERLITE IRP69、AMBERLITE IRP88、DOWEX 50WX2 (H+)、DOWEX 50WX4 (H+)、DOWEX 50WX8 (H+)、AMBERLITE BD10、AMBERLITE IRC84SPI H、AMBERLYST 123、AMBERLYST 125、AMBERLYST 131、AMBERLYST 15、AMBERLYST 16、AMBERLYST 19、AMBERLYST 33、AMBERLYST 35、AMBERLYST 36、AMBERLYST 39、AMBERLYST 40、AMBERLYST 45、AMBERLYST BD20、AMBERLYST CH28、AMBERSEP BD19、AMBERSEP 200 H、またはそのプロトン化形態である他のカチオン交換樹脂などである。
いくつかの場合において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、WO2012/118767、”POLYMERIC ACID CATALYSTS AND USES THEREOF”中に記載されるポリマー性の触媒を用いて、または、例としてWO2016/007778、”OLIGOSACCHARIDE COMPOSITIONS AND METHODS FOR PRODUCING THEREOF”中に記載されるような他の好適な方法によって生産することができ、ここでこれらの文献の各々はその全体が参照により本明細書中に組み込まれる。他の固形酸触媒も用いられ得る。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるポリマーおよび固体担持触媒を調製する方法は、WO2014/031956、”POLYMERIC AND SOLID-SUPPORTED CATALYSTS,AND METHODS OF DIGESTING CELLULOSIC MATERIALS USING SUCH CATALYSTS”中に見出すことができ、この文献はその全体が参照により本明細書中に組み込まれる。
ある特定の実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を生産するために用いることができる酸触媒の限定されない例としては:アジピン酸、酢酸、クエン酸、フマル酸、グルコン酸、イタコン酸、乳酸、マレイン酸、リンゴ酸、コハク酸、酒石酸、テレフタル酸、塩酸、硫酸、亜硫酸、チオ硫酸、ジチオン酸、ピロ硫酸、セレン酸、亜セレン酸、硝酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ピロリン酸、ポリリン酸、次リン酸、ホウ酸、過塩素酸、次亜塩素酸、臭化水素酸が挙げられる。いくつかの実施形態において、酸触媒は、無機酸の酸性アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩である。いくつかの実施形態において、触媒は、可溶性酸触媒、例として、上のいずれかの可溶性酸である。
ある特定の実施形態において、オリゴ糖重合反応には、酸性プロトンを持つ触媒が入れられる。いくつかの実施形態において、反応における総デキストロースおよびガラクトース含量(例として、総デキストロースモノマーおよびガラクトースモノマー)に対する酸性プロトンのモル比は、0.01から0.1、0.02から0.08、0.03から0.06、または0.05から0.06の範囲内にある。いくつかの実施形態において、反応における総デキストロースおよびガラクトース含量(例として、総デキストロースおよびガラクトースモノマー)に対する酸性プロトンのモル比は、0.050から0.052の範囲内にある。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を生産するための重合反応の出発材料は、アミノ糖、デオキシ糖、イミノ糖、糖酸、糖アミド、糖エーテル、糖アルコール、またはそれらの任意の組み合わせから選択される1または複数のオリゴ糖単位を包含する。本明細書中に提供される方法のいくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を生産するための重合反応の出発材料は、グルコースおよびガラクトースを含む2つ以上の単糖(モノマー)、1つ以上の二糖、1つ以上の三糖、1つ以上のオリゴ糖、1つ以上の多糖、またはそれらの組み合わせを包含する。例えば、重合反応の出発材料は、デキストロースモノマー、ダイマーおよび/またはトリマーから構成されるデキストロース調製物、ならびにガラクトースモノマー、ダイマーおよび/またはトリマーから構成されるガラクトース調製物であり得る。いくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、デキストロース一水和物、ガラクトース一水和物、またはデキストロース一水和物およびガラクトース一水和物の組み合わせを包含する。いくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、無水デキストロースを包含する。いくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、無水ガラクトースを包含する。いくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、無水デキストロースおよび無水ガラクトースを包含する。いくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、デキストロース一水和物および無水ガラクトースを包含する。いくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、ラクトース、例として、ラクトース一水和物を包含する。方法のいくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、フラノース糖および/またはピラノース糖を包含する。いくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、テトロース、ペントース、ヘキソースおよび/またはヘプトースから選択される2つ以上のオリゴ糖単位、例として、グルコースおよびガラクトースのテトロース、ペントース、ヘキソースおよび/またはヘプトースである。方法のいくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、L型もしくはD型のいずれであってもよく、αもしくはβ配置(グルコースダイマーの場合)のいずれであってもよく、および/または適用可能な場合はデオキシ形態であってもよいグルコース、ならびにそれらの任意の組み合わせを包含する。方法のいくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、L型もしくはD型のいずれであってもよく、αもしくはβ配置(ガラクトースダイマーの場合)のいずれであってもよく、および/または適用可能な場合はデオキシ形態であってもよいガラクトース、ならびにそれらの任意の組み合わせを包含する。1つの実施形態において、本明細書中に記載される方法において出発材料として用いられるグルコース/デキストロースおよびガラクトースは、C5またはC6の単糖であり得る。いくつかの実施形態において、グルコースは、C5の単糖である。いくつかの実施形態において、グルコースは、C6の単糖である。いくつかの実施形態において、ガラクトースは、C6の単糖である。いくつかの実施形態において、ガラクトースは、C5の単糖である。いくつかの実施形態において、グルコースおよび/またはガラクトースは、酢酸エステル、硫酸半エステル、リン酸エステルもしくはピルビル環状アセタール基のうちの1もしくは複数で置換または誘導体化されるか、または、例として、1もしくは複数のヒドロキシル基において別の方法で誘導体化されている。
いくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、デンプン加水分解物、例として、加水分解シロップである。いくつかの実施形態(emodiment)において、重合反応の出発材料は、グルコース、ガラクトースおよび/もしくはラクトース、またはそれらの任意の組み合わせを含有する加水分解シロップであり得る。いくつかの実施形態において、出発材料は、グルコースシロップ、ガラクトースシロップ、またはそれらの混合物を包含することができる。いくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、デキストロースシロップを包含することができる。いくつかの実施形態において、重合反応の出発材料は、ラクトース加水分解シロップである。いくつかの実施形態において、出発材料は、コーンシロップを包含することができる。いくつかの実施形態において、出発材料は、ある範囲内のデキストロース当量(DE)の任意のシロップから選ばれるシロップ、例として、20~99DEシロップから選ばれるシロップであり得る。いくつかの実施形態において、用いられるデキストロースモノマーは、デキストロース一水和物または70DSコーンシロップであることができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を生産するための重合反応の出発材料は、デキストロースおよびガラクトースモノマーを包含する。いくつかの実施形態において、反応混合物中のガラクトースモノマーに対するデキストロースモノマーの比は、それぞれ約1:3、1:2.8、1:2.5、1:2.4、1:2.3、1:2.2、1:2.1、1:2、1:1.8、1:1.5、1:1.4、1:1.3、1:1.2、1:1.1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1、2.8:1、または3:1である。いくつかの実施形態において、ガラクトースモノマーに対するデキストロースモノマーの比は、約1:1である。いくつかの実施形態において、重合反応の出発材料中の糖の5%から95%の間は、デキストロース、例として、デキストロース一水和物または無水デキストロースである。いくつかの実施形態において、重合反応の出発材料中の糖の5%から95%の間は、ガラクトース、例として、ガラクトース一水和物または無水ガラクトースである。いくつかの実施形態において、出発材料糖の5%はデキストロースで95%はガラクトースであり;10%はデキストロースで90%はガラクトースであり;20%はデキストロースで80%はガラコース(galacose)であり;30%はデキストロースで70%はガラクトースであり;40%はデキストロースで60%はガラクトースであり;50%はデキストロースで50%はガラクトースであり;60%はデキストロースで40%はガラクトースであり;70%はデキストロースで30%はガラクトースであり;80%はデキストロースで20%はガラクトースであり;90%はデキストロースで10%はガラクトースであり;または95%はデキストロースで5%はガラクトースである。好ましい実施形態において、重合反応の出発材料中の糖の50%はデキストロースであり、重合反応の出発材料中の糖の50%はガラクトースである。いくつかの実施形態において、出発材料の50%はデキストロースであり、出発材料の50%はガラクトースである。
反応条件
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、初めにデキストロース(例として、デキストロースモノマーまたは単糖)およびガラクトース(例として、ガラクトースモノマーまたは単糖)を含む調製物を、約120℃から約160℃、例として、約120℃から130℃、約120℃から140℃、約125℃から135℃、約130℃から140℃、約130℃から135℃、約135℃から145℃、約135℃から155℃、または約140℃から150℃の範囲内の温度まで、触媒の存在下で加熱することを伴うプロセスによって生産される。ある特定の実施形態において、触媒は、グリカン単位のオリゴ糖への重合のため、デキストロースおよびガラクトース(例として、デキストロースおよびガラクトースの調製物、例として、デキストロースおよびガラクトースモノマーを含むもの)と同じ時に反応混合物に加えられる。いくつかの実施形態において、デキストロースおよびガラクトース調製物は最初に加熱され、次いで酸触媒性のオリゴ糖形成を促進するために触媒を反応混合物に入れる。いくつかの実施形態において、加熱は、撹拌条件下で実施される。いくつかの実施形態において、加熱は、均質性および均一な熱伝達を達成するために好適な条件下で、温度を(例として、室温から約130℃まで、室温から142℃前後まで、または室温から約148℃まで)徐々に上げることを伴う。
いくつかの実施形態において、重合反応の圧力は、ある一定の範囲内で維持される。反応圧力は、当該技術分野で知られている任意の方法を用いて、例えば、ポンド毎平方インチ(psi)、水銀ミリメートル(mmHg)、パスカル(Pa)、バール、または大気圧(atm)で測定され得る。いくつかの実施形態において、反応圧力は、約0.1psiから約100psiの範囲内で維持される。例えば、反応の圧力は、約1psiから75psi、約5psiから約50psi、または約10psiから約25psiの間で維持され得る。ある特定の実施形態において、反応圧力は、約5psi、約10psi、約12psi、約15psi、約20psi、約25psi、約30psi、約35psi、約40psi、約45psiまたは約50psiより高い。他の実施形態において、反応圧力は、約70psi、約60psi、約50psi、約40psi、約30psi、約20psi、約15psi、約10psi、約5psiまたは約1psiより低い。いくつかの実施形態において、反応の圧力は、約5atmより低く、例として、約0.1から4atmの間、約1から3atmの間、または約0.5から1.5atmの間で維持される。ある特定の実施形態において、反応圧力は、ゲージ圧の単位(例として、周囲の大気圧に対する相対値)または絶対圧の単位で測定され得る。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖調製物(例として、デキストロースおよびガラクトースモノマー)および触媒は、少なくとも30分間、少なくとも1時間、少なくとも2時間、少なくとも3時間、少なくとも4時間、少なくとも6時間、少なくとも8時間、少なくとも16時間、少なくとも24時間、少なくとも36時間もしくは少なくとも48時間;または1~24時間の間、2~12時間の間、2~5時間の間、3~6時間の間、1~96時間の間、12~72時間の間もしくは12~48時間の間、反応させる。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法に従って生産されるオリゴ糖組成物のオリゴ糖ポリマーの重合度は、反応時間によって制御することができる。例えば、いくつかの実施形態において、オリゴ糖ポリマーの重合度は、反応時間を増加させることによって増加し、他の実施形態において、オリゴ糖ポリマーの重合度は、反応時間を減少させることによって減少する。
本明細書中に記載される方法において用いられる反応の出発材料中の、用いられる溶媒の量に対するグリカン単位の量は、反応速度および収量に影響を与え得る。ある特定の実施形態において、用いられるグリカン単位の量は、乾燥固形分含量により特徴付けられ得る。ある特定の実施形態において、乾燥固形分含量は、乾燥重量ベースのパーセンテージとしてのスラリーの全固形分を指す。いくつかの実施形態において、グリカン単位(例として、デキストロースおよびガラクトースモノマー)の乾燥固形分含量は、約5wt%から約95wt%の間、約10wt%から約80wt%の間、約15wt%から約75wt%の間、または約15wt%から約50wt%の間である。
反応混合物の粘度は、反応の過程で測定および/または変化させ得る。一般的に、粘度は、流れに対する流体の内部抵抗の測定値(例として、「濃さ」)を指し、センチポイズ(cP)またはパスカル秒で表される。いくつかの実施形態において、反応混合物の粘度は、約100cPから約95,000cPの間、約5,000cPから約75,000cPの間、約5,000から約50,000cPの間、または約10,000から約50,000cPの間である。ある特定の実施形態において、反応混合物の粘度は、約50cPから約200cPの間である。
ある特定の実施形態において、触媒を用いる方法は、水性環境において行われる。1つの好適な水性溶媒は水であり、これは様々な供給源から得られ得る。一般に、イオン種(例として、ナトリウム、リン、アンモニウムまたはマグネシウムの塩)の濃度が低い水源が用いられ得るが、これは、いくつかの実施形態において、このようなイオン種は触媒の有効性を低減させ得るためである。水性溶媒が水であるいくつかの実施形態において、水は、10%未満のイオン種(例として、ナトリウム、リン、アンモニウム、マグネシウムの塩)を有する。水性溶媒が水であるいくつかの実施形態において、水の抵抗率は、少なくとも0.1メガオーム・センチメートル、少なくとも1メガオーム・センチメートル、少なくとも2メガオーム・センチメートル、少なくとも5メガオーム・センチメートル、または少なくとも10メガオーム・センチメートルである。
本明細書中に記載される方法は、反応混合物中のオリゴ糖の重合を促進することから、1または複数のモノマーのカップリングごとに水(例えば発生水など)が生産される。ある特定の実施形態において、本明細書中に記載される方法は、反応混合物中に存在する水の量、および/またはモノマーもしくは触媒に対する水の比率を一定期間にわたってモニターすることをさらに包含し得る。それゆえに、いくつかの実施形態において、反応混合物の含水量は、例えば、生産された発生水を除去することで、反応の過程で変えられ得る。反応混合物中の水(例として、発生水)を除去するために、例えば、蒸発、例えば蒸留を通じたものなどといった適切な方法が用いられ得る。ある特定の実施形態において、方法は、蒸発によって反応混合物から水を除去することを含む。いくつかの実施形態において、方法は、反応混合物中の生産された水の少なくとも一部を除去すること(例として、少なくとも約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、97%、99%または100%のいずれかを例えば真空蒸留などによって除去することによるもの)をさらに包含する。一方、モノマーに対する水の量は、用いられる反応条件および具体的な触媒に基づいて調整され得ることを理解されたい。
いくつかの実施形態において、反応の過程で発生した水は、測定可能な速度で生産される。例えば、発生水は、単位時間(例として、秒、分、時間、または日)あたりの投入グリカンの量(例として、投入グリカン単位のミリグラム、グラム、キログラム)あたりの発生水の量(例として、水のミリグラム、グラム、またはキログラム)を測定することによって決定され得る。いくつかの実施形態において、発生した水は、少なくとも約0.1g/kg投入グリカン単位/時、例として、少なくとも約0.5g/kg、1g/kg、2g/kg、3g/kg、4g/kg、5g/kg、6g/kg、7g/kg、8g/kg、9g/kg、10g/kg、12g/kg、15g/kg、18g/kg、20g/kg、25g/kg、30g/kg、33g/kg、または35g/kg投入グリカン単位/時の速度で生産される。いくつかの実施形態において、発生した水は、少なくとも約2g/kg投入グリカン単位/時の速度で生産される。いくつかの実施形態において、発生した水は、少なくとも約4g/kg投入グリカン単位/時の速度で生産される。いくつかの実施形態において、発生した水は、少なくとも約6g/kg投入グリカン単位/時の速度で生産される。いくつかの実施形態において、発生した水は、少なくとも約8g/kg投入グリカン単位/時の速度で生産される。いくつかの実施形態において、発生した水は、少なくとも約10g/kg投入グリカン単位/時の速度で生産される。いくつかの実施形態において、発生した水は、少なくとも1g/kgから40g/kgの間、例として、少なくとも約5g/kgから35g/kgの間、少なくとも約10g/kgから40g/kgの間、少なくとも約10g/kgから35g/kgの間、または少なくとも約15g/kgから35g/kgの間の速度で生産される。発生水は、当該技術分野で知られている任意の方法によって、例として、発生水の質量または体積を取得することによって測定され得る。
反応混合物の含水量は、例えば、生産された発生水を除去することによって、反応の過程で変えられ得る。例えば、吸引ろ過、真空蒸留、加熱および/または蒸発によるものといった、当該技術分野で知られている任意の方法が、反応混合物中の水(例として、発生水)を除去するために用いられ得る。いくつかの実施形態において、方法は、反応混合物中に水を包含させることを含む。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法に従って生産される1または複数のグリカンポリマーの重合度は、反応混合物中に存在する水の濃度を調整またはコントロールすることによって制御することができる。例えば、いくつかの実施形態において、1または複数のグリカンポリマーの重合度は、水の濃度を減少させることによって増加し、他の実施形態において、1または複数のグリカンポリマーの重合度は、水の濃度を増加させることによって減少する。いくつかの実施形態において、反応物の含水量は、生産される1または複数のグリカンポリマーの重合度を制御するため、反応の間、調整される。
一般に、触媒および出発材料のグリカン単位は、並行してまたは逐次的に、リアクターの内部チャンバーに導入される。グリカン合成は、バッチプロセスまたは連続プロセスで実施することができる。例えば、1つの実施形態において、グリカンポリマー合成はバッチプロセスで実施され、ここでリアクターの内容物は連続的に混合またはブレンドされ、反応生成物の全てまたは実質的な量が取り除かれる(例として分離および/または回収される)。1つのバリエーションにおいて、グリカンポリマー合成はバッチプロセスで実施され、ここでリアクターの内容物は初めに混合されるが、それ以上の物理的混合は実施されない。別のバリエーションにおいて、グリカンポリマー合成はバッチプロセスで実施され、ここでリアクターの内容物のさらなる混合、または内容物の周期的な混合(例として、1時間に1回以上)が実施されたら、一定期間後に反応生成物の全てまたは実質的な量が取り除かれる(例として単離および/または回収される)。
他の実施形態において、グリカンポリマー合成は連続プロセスで実施され、ここで内容物は平均連続流量でリアクターを流れて通過する。触媒および出発材料のグリカン単位をリアクターに導入後、リアクターの内容物は連続的または周期的に混合またはブレンドされ、一定期間後、反応生成物の全てより少ない量が取り除かれる(例として単離および/または回収される)。1つのバリエーションにおいて、グリカンポリマー合成は連続プロセスで実施され、ここで触媒およびグリカン単位を含有する混合物は能動的に混合されない。加えて、触媒およびグリカン単位の混合は、重力によって沈降する触媒の再分配、または材料が連続リアクターを流れて通過する際に起こる非能動的な混合の結果として起こり得る。別のバリエーションにおいて、リアクターには反応物の流れが連続的に供給され、生成物の流れはリアクターから連続的に取り除かれる。なお別のバリエーションにおいて、リアクターは定常状態で運転され、ここで反応物の流れおよび生成物の流れは固定流速で保持される。他のバリエーションにおいて、例としてリアクター内容物の性質、例えば温度、密度、pH、粘度、含水量および/または化学的組成などをコントロールまたは測定する目的のため、リアクター内容物のフラクションが外部リサイクルループを通じて連続的にポンピングされる。いくつかのバリエーションにおいて、リアクター内容物の混合は、リアクター内容物のフラクションをこのような外部リサイクルループを通じてポンピングする動作によって達成される。特定のバリエーションにおいて、外部リサイクルループは、インライン熱交換器、フラッシュ、またはブローダウンタンクを含有する。別のバリエーションにおいて、外部リサイクルループは、静的混合エレメントまたは混合チャンバーを含有する。
いくつかの実施形態において、合成された組成物中のデキストロース(例として、デキストロースモノマー)およびガラクトース(例として、ガラクトースモノマー)の重量パーセントが特定の範囲内になるまで、例として、合成されたオリゴ糖組成物中のデキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーの重量パーセントが30%以下(例として、28%以下、25%以下、22%以下、20%以下、19%以下、18%以下、17%以下、16%以下、15%以下、14%以下、13%以下、12%以下、11%以下または10%以下)になるときまで、反応混合物はその沸点で維持される。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法に従って生産されるオリゴ糖組成物中のデキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーの重量パーセントが特定の範囲内に、例として、5~30%の間の範囲内になったら、反応混合物はクエンチされる(例として、10%~20%、12%~22%、14%~22%、14%~20%、14%~18%または16%~24%)。クエンチは、典型的に、水(例として、脱イオン水)を用いて反応混合物を希釈すること、および反応混合物の温度を100℃以下まで、例として、約60℃から約100℃の間または約55℃から95℃の間まで徐々に下げることを伴う。いくつかの実施形態において、クエンチのために用いられる水は、約95℃である。水は、混合物の凝固を回避するために十分な条件下で反応混合物に加えられ得る。ある特定の実施形態において、水は、蒸発によって反応混合物から除去され得る。いくつかの実施形態において、反応混合物は、93~94重量パーセントの溶存固形分を含有し得る。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のデキストロースおよびガラクトースモノマーの重量パーセントが5~25%の間、15~30%の間、10~25%の間、12~22%の間、14~20%の間、15~25%の間、または12~18%の間であるとき、反応混合物はクエンチされる。
いくつかの実施形態において、加熱前の反応混合物中に存在した総デキストロースおよびガラクトースに対する正味の凝縮水のモル比が特定の範囲内になるまで、例として、0.1から5.0の範囲内、例として、0.35から1.0、0.35から0.8、0.4から0.9、0.5から0.9、0.5から0.8、0.6から0.9、0.6から0.8、または0.7から0.9の範囲内になるまで、反応混合物はその沸点で維持される。例えば、いくつかの実施形態において、加熱前の反応混合物中の総デキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーに対する正味の凝縮水のモル比が0.4から0.9(例として、約0.6から0.8)になるまで、反応混合物はその沸点で維持される。
いくつかの実施形態において、加熱前の反応混合物中に存在した総デキストロースおよびガラクトースに対する正味の凝縮水のモル比が特定の範囲内になったら、例として、0.1から5.0の範囲内、例として、0.35から1.0、0.35から0.8、0.4から0.9、0.5から0.9、0.5から0.8、0.6から0.9、0.6から0.8、または0.7から0.9の範囲内になったら、反応混合物はクエンチされる。例えば、いくつかの実施形態において、加熱前の反応混合物中の総デキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーに対する正味の凝縮水のモル比が0.4から0.9(例として、約0.6から0.8)になったら、反応混合物はクエンチされる。いくつかの実施形態において、クエンチは、水(例として、脱イオン水)を用いて反応混合物を希釈すること、および反応混合物の温度を100℃以下まで徐々に下げることを伴う。
いくつかの実施形態において、反応出発材料中の総デキストロースおよびガラクトース(例として、酸触媒が入れられる前の反応の出発材料中の総デキストロースおよびガラクトースモノマー)に対する、(その沸点で、0.5~1.5atmの範囲内の圧力で維持された)反応混合物によって生産される正味の凝縮水のモル比が0.1~1.0の範囲内、例として、0.15~1.0の範囲内、0.2~1.0の範囲内、0.3~0.9の範囲内、0.3~0.8の範囲内、0.2~0.9の範囲内、または0.2~0.8の範囲内であるとき、反応混合物は停止またはクエンチされる。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、式(I)および式(II):
Figure 2022506635000026

から選択される複数のオリゴ糖を含み、ここで式(I)および式(II)中のRは、独立して、水素、および式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId):
Figure 2022506635000027

Figure 2022506635000028

から選択され、ここで式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)中のRは、独立して、上の式(I)および式(II)中のように定義される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は:
(a) デキストロース、例として、デキストロースモノマー、およびガラクトース、ガラクトースモノマーを含み、ガラクトースに対するグルコースのモル比が約1:1である調製物を、撹拌条件下で、110℃から160℃、例として、130℃から148℃の範囲内の温度になるまで加熱すること;
(b) 調製物に、酸性プロトンを含む触媒(例として、可溶性酸触媒または固形酸触媒)を、総デキストロースおよびガラクトース含量に対する酸性プロトンのモル比が0.001~0.25、例として、0.050から0.052の範囲内になるような量で入れ、それによって反応混合物を形成させること;ならびに
(c) 反応混合物を大気圧(例として、1atm前後)で、110℃から160℃、例として、128℃から150℃の範囲内の温度で、酸触媒性のグリカン形成を促進する条件下で、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーの重量パーセントが12~16の範囲内になるまで維持すること;
(d) 反応混合物の温度を100℃以下(例として、55℃から95℃の範囲内の温度(例として、85℃または90℃))に下げながら、例えば、水を用いて反応混合物をクエンチすること;ならびに
(e) 酸触媒からオリゴ糖を分離すること
を含み、それによってオリゴ糖組成物を得るプロセスによって生産される。ある特定の実施形態において、ステップ(a)および(b)は同時に行われる。いくつかの実施形態において、ステップ(a)は、均質性および均一な熱伝達を達成するために好適な条件下で、温度を(例として、室温から)約148℃まで徐々に上げることを含む。
付加的な処理ステップ
本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、付加的な処理ステップを受けてもよい。付加的な処理ステップとしては、例えば、精製ステップが挙げられ得る。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、例として、分離、希釈、濃縮、ろ過、脱塩もしくはイオン交換、クロマトグラフィー分離、もしくは脱色、またはそれらの任意の組み合わせといった1または複数の処理ステップを受け得る。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖(oligosacchide)組成物は、1または複数の脱モノマー化ステップを受け得て、ここでオリゴ糖組成物のDP1フラクション(グルコースおよび/またはガラクトースモノマー)は、部分的または完全に除去される。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法に従って生産されたオリゴ糖組成物は、1または複数の精製ステップ、例として、クロマトグラフィーカラムを用いた1または複数のクロマトグラフィー精製ステップなどに供することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、オリゴ糖組成物を精製するために、および/またはオリゴ糖の特定の部分(例として、特定のサイズ範囲のもの)をオリゴ糖組成物から単離するために、1または複数のクロマトグラフィー樹脂に通すことができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、1または複数のカチオン性交換樹脂、アニオン性交換樹脂および/または脱色用ポリマー樹脂を包含することができる一連のクロマトグラフィー樹脂に、任意の組み合わせまたは順序で通される(than that)。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、カチオン性交換樹脂に通され、その後にアニオン性交換樹脂に通され、その後に脱色用ポリマー樹脂に通される。いくつかの実施形態において、これらの樹脂タイプのいずれかまたは全てが、任意の順序で1または複数回、用いられ得る。
分離および濃縮
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法は、例えば、遠心分離、ろ過(例として、吸引ろ過、膜ろ過)、および重力沈降といった当該技術分野で知られている方法を用いて、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物またはオリゴ糖組成物の一部(例として、1または複数のグリカンポリマーまたはグリカンポリマーの特定のフラクションを含むもの)を、触媒または触媒の一部から単離または分離することをさらに包含する。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の単離は、例えば、ろ過(例として、膜ろ過)、クロマトグラフィー(例として、クロマトグラフィー分画)、溶解度差、および遠心分離(例として、分画遠心分離)といった当該技術分野で知られている任意の方法を用いて、オリゴ糖組成物の少なくとも一部を、任意の未反応の糖の少なくとも一部から分離することを含む。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法は、濃縮ステップをさらに包含する。例えば、いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、濃縮オリゴ糖組成物を生産するために蒸発(例として、真空蒸発)に供される。他の実施形態において、オリゴ糖組成物は、オリゴ糖の粉末を生産するためにスプレードライステップに供され得る。ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物は、蒸発ステップとスプレードライステップの両方に供され得る。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、水を除去して粉末製品を生産するために凍結乾燥(例として、フリーズドライ)ステップに供される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の総パーセント含水量は、10%以下、例として、9%以下、7%以下、5%以下、4%以下、または3%以下である。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、例として、クエンチされた反応混合物を水で希釈することによって、および/またはクエンチされた反応混合物をフィルターに通すことによって、酸触媒(例として、固形酸触媒)から分離される。いくつかの実施形態において、脱イオン水が希釈のために用いられる。ある特定の実施形態において、USP精製水が希釈のために用いられる。ある特定の実施形態において、希釈後、オリゴ糖組成物は、約5~75、25~65、35~65、45~55、または47~53重量パーセントの範囲内の水を含む。ある特定の実施形態において、希釈後、オリゴ糖組成物は、約45~55重量パーセントの範囲内の水を含む。いくつかの実施形態において、クエンチされた反応混合物は、水で濃度約45~55重量パーセントまで、約85℃未満の温度で希釈され、次いでフィルターまたは一連のクロマトグラフィー樹脂に通される。ある特定の実施形態において、用いられるフィルターは、0.45μmフィルターである。
いくつかの実施形態において、例として、触媒が対象、例として、ヒト対象に非毒性であるとき、および触媒がオリゴ糖組成物の安定性またはその意図された目的のための、例として、ヒト対象における疾患または障害の治療におけるオリゴ糖組成物の使用に悪影響を及ぼさないとき、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、触媒から分離されない。
脱色
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法は、脱色ステップをさらに包含する。本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、例えば、吸収剤(例として、活性炭)での処理といった適切な方法を用いて、脱色ステップを受け得る。ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物は、色吸着性材料と、特定の温度で、特定の濃度で、および/または特定の時間、接触させる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物と接触させる色吸着性種の質量は、オリゴ糖組成物の質量の50%未満、オリゴ糖組成物(oligosaccharide compositon)の質量の35%未満、オリゴ糖組成物の質量の20%未満、オリゴ糖組成物の質量の10%、オリゴ糖組成物の質量の5%未満、オリゴ糖組成物の質量の2%未満、またはオリゴ糖組成物の質量の1%未満である。ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物は、特定の温度かつ特定の流速で、色吸着性材料の固定床または充填床を流れて通過するようにされる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、クロマトグラフィーカラム、例として、吸着剤を備えたクロマトグラフィーカラムを流れて通過する、および、またはろ過(例として、マイクロフィトレーション(microfitration))に供される。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、色吸着性材料と接触させる。ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物は、色吸着性材料と、10時間未満、5時間未満、1時間未満、または30分未満の間、接触させる。特定の実施形態において、オリゴ糖組成物は、色吸着性材料と1時間接触させる。ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物は、色吸着性材料と、20から100セルシウス度、30から80セルシウス度、40から80セルシウス度、または40から65セルシウス度の温度で接触させる。特定の実施形態において、オリゴ糖組成物は、色吸着性材料と50セルシウス度の温度で接触させる。
ある特定の実施形態において、色吸着性材料は、活性炭である。1つの実施形態において、色吸着性材料は、粉末活性炭である。他の実施形態において、色吸着性材料は、イオン交換樹脂である。1つの実施形態において、色吸着性材料は、塩化物形態の強酸性カチオン性交換樹脂である。別の実施形態において、色吸着性材料は、架橋ポリスチレンである。なお別の実施形態において、色吸着性材料は、架橋ポリアクリレートである。ある特定の実施形態において、色吸着性材料は、Amberlite FPA91、Amberlite FPA98、Dowex 22、Dowex Marathon MSA、またはDowex Optipore SD-2である。
イオン交換/脱塩(脱ミネラル化)
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法に従って生産されたオリゴ糖組成物は、塩、ミネラルおよび/または他のイオン種を除去するための材料と接触させる。例えば、ある特定の実施形態において、生産されたオリゴ糖組成物は、アニオン性(anioic)交換カラムを流れて通過する。他の実施形態において、生産されたオリゴ糖組成物は、アニオン性/カチオン性交換カラムのペアを流れて通過する。1つの実施形態において、アニオン性交換カラムは、水酸化物形態の弱塩基性交換樹脂を含有し、カチオン性交換カラムは、プロトン化形態の強酸性交換樹脂を含有する。ある特定の実施形態において、生産されたオリゴ糖組成物は、特定のカラムおよび/または交換媒体について決定された指定の温度および流速で、イオン交換樹脂カラムを流れて通過する。特定の実施形態において、生産されたオリゴ糖組成物は、一定期間、イオン交換樹脂カラムを流れて通過し、その後にイオン交換媒体が再生される。ある特定の実施形態において、アニオン性交換樹脂は、Dowex 66またはDowex 77である。
分画
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法は、分画ステップをさらに包含する。調製され、精製されたオリゴ糖組成物は、続いて、例えば、高速液体クロマトグラフィー、吸着/脱着(例として低圧活性炭クロマトグラフィー)、またはろ過(例えば、限外ろ過または透析ろ過)といった当該技術分野で知られている任意の方法を用いて、分子量によって分離され得る。ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物は、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、または98%超の短種(約DP1~2)、中種(約DP3~10)、長種(約DP11~18)、または超長種(約DP>18)が占めるプールに分離される。
ある特定の実施形態において、調製されたオリゴ糖組成物は、炭素質材料への吸着、およびその後に1%、5%、10%、20%、50%または100%の濃度の水中有機溶媒の混合物で材料を洗浄することによるフラクションの脱着によって分画される。1つの実施形態において、吸着材料は、活性炭である。別の実施形態において、吸着材料は、活性炭と増量剤、例えばケイソウ土またはCelite 545との、体積または重量で5%、10%、20%、30%、40%または50%部分の混合物である。
さらなる実施形態において、調製されたオリゴ糖組成物は、高速液体クロマトグラフィーシステムの通過によって分離される。ある特定のバリエーションにおいて、調製されたオリゴ糖組成物は、イオン-アフィニティクロマトグラフィー、親水性相互作用クロマトグラフィー、またはゲル浸透およびゲルろ過といったサイズ排除クロマトグラフィーによって分離される。
いくつかの実施形態において、触媒は、ろ過によって除去される。ある特定の実施形態において、ろ過の際に触媒を除去するためにフィルター(例えば10μm、20μmまたは50μmのフィルターなど)が用いられる。他の実施形態において、低分子材料は、ろ過方法によって除去される。ある特定のバリエーションにおいて、低分子材料は、透析、限外ろ過、透析ろ過、またはタンジェント流ろ過によって除去され得る。ある特定の実施形態において、ろ過は、静的透析チューブ装置中で実施される。他の実施形態において、ろ過は、動的フローろ過システム中で実施される。他の実施形態において、ろ過は、遠心力駆動型ろ過カートリッジ中で実施される。ある特定の実施形態において、反応混合物は、ろ過の前に約85℃を下回るまで冷却される。
脱モノマー化
いくつかの用途のため、オリゴ糖組成物中の残留サッカライドモノマーのレベルを、オリゴ糖組成物の合成中に達成されたレベルを下回るように、例として、残留サッカライドモノマー含量が約25%以下のモノマー、20%以下のモノマー、15%以下のモノマー、10%以下のモノマー、5%以下のモノマー、2%以下のモノマー、または1%以下のモノマーに下回るまで低減させることが望ましい。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、脱モノマー化され得る。いくつかの実施形態において、脱モノマー化は、オリゴ糖組成物中の残留サッカライドモノマー、例として、単糖モノマー(DP1成分)のいくらかまたは全ての除去を伴う。いくつかの実施形態において、脱モノマー化は、クロマトグラフィー樹脂を用いて実施される。したがって、いくつかの実施形態において、存在するモノマーのパーセントに応じて、異なる(dfferent)オリゴ糖組成物を調製することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、モノマー含量が約1%、約3%、約5%、約8%、約10%、約12%、約14%、約15%、約18%、約20%、約22%、約25%、約28%、または約30%になるまで脱モノマー化される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、モノマー含量が約2~10%、5~15%、4~12%、6~20%、8~22%、12~24%、12~18%、8~18%、10~22%、14~24%、16~28%、または18~30%の間になるまで脱モノマー化される。1つの実施形態において、オリゴ糖組成物は、モノマー含量が約30%未満、28%未満、26%未満、24%未満、22%未満、20%未満、18%未満、16%未満、15%未満、14%未満、12%未満、10%未満、8%未満、5%未満、2%未満、または1%未満になるまで脱モノマー化される。1つの実施形態において、オリゴ糖組成物は、モノマー含量が約1%未満になるまで脱モノマー化される。1つの実施形態において、オリゴ糖組成物は、モノマー含量が約12%から18%の間になるまで脱モノマー化される。1つの実施形態において、オリゴ糖組成物は、モノマー含量が約13%から17%の間になるまで脱モノマー化される。1つの実施形態において、脱モノマー化は、浸透分離によって達成される。第二の実施形態において、脱モノマー化は、タンジェント流ろ過(TFF)によって達成される。第三の実施形態において、脱モノマー化は、エタノール沈殿によって達成される。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、実施例4に記載される手法に従って脱モノマー化される。
本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物の様々な化学的特性は、オリゴ糖組成物中に存在するサッカライドモノマー(DP1)含量による影響を受け得て、例えば、MWw、MWn、PDI、DP2+含量、平均%結合分布、NMRピーク(曲線下面積を包含する)、総食物繊維含量およびデキストロース当量(DE)は、オリゴ糖組成物のサッカライドモノマー含量による影響を受け得る。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、これらの化学的(chaemical)特性の値が決定される前に脱モノマー化される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のモノマー含量は、これらの化学的特性のうちのいずれかの値が決定される前または決定された時点で決定され、例として、オリゴ糖組成物のモノマー含量は、オリゴ糖組成物(oligosaccharide compositon)についてMWw、MWn、PDI、DP2+含量、平均%結合分布、NMRピーク(曲線下面積を包含する)、総食物繊維含量および/またはデキストロース当量(DE)が決定された時に、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、または30%であり得る。いくつかの実施形態において、サッカライドモノマー含量は、25%未満、22%未満、20%未満、18%未満、15%未満、12%未満、10%未満、5%未満、2%未満、または1%未満である。いくつかの実施形態において、サッカライドモノマー含量は、約2~10%、5~15%、4~12%、6~20%、8~22%、12~24%、12~18%、8~18%、10~22%、14~24%、16~28%、または18~30%の間である。
オリゴ糖組成物の性質
本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物についてMWw、MWn、PDI、モノマー含量(DP1)および/またはDP2+含量の値を決定するため、様々な分析方法を用いることができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物についてMWw、MWn、DP、PDI、モノマー含量(DP1)および/またはDP2+含量の値を決定するため、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)が用いられる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw、MWn、PDI、モノマー含量(DP1)および/またはDP2+含量の値は、実施例5に記載されるSEC法を用いて決定される。他の実施形態において、オリゴ糖組成物のMWwおよびMWnを決定するため、実施例17に記載されるSEC法が用いられる。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の全グリカンの平均重合度(DP)は、約6~14、例として、7~14の間である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のグリカンの平均重合度は、約6~7、7~8、8~9、9~10、10~11、12~13、または13~14の間である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のグリカンの平均重合度(DP)は、約6~14、6~13、6~12、6~11、7~14、7~11、8~12、8~13、8~14、8~10、8~9、8~11、9~11、9~12、9~14、10~14、10~13、または10~11の間である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のグリカンの平均重合度(DP)は、約6~14の間である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のグリカンの平均重合度(DP)は、約6~12の間である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のグリカンの平均重合度(DP)は、約6~11の間である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中のグリカンの平均重合度(DP)は、約8~14の間である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のグリカンの平均重合度は、約6、約7、約8、約8.5、約9、約9.5、約10、約10.5、約11、約11.5、約12、約12.5、約13、約13.5、または約14である。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWw(重量平均分子量)(g/mol)が約950~2300の間、例として、約1000~2300の間、約970~2270の間、1000~2000の間、約1100~2300の間、約1135~2271の間、約1150~2200の間、約1175~2190の間、約1200~2100の間、約1298~2110の間、約1300~2000の間、約970~1950の間、約1400~2000の間、約1460~1946の間、約1500~2050の間、約1600~2250の間、約1300~1800の間、約1250~1600の間、約1300~1450の間、または約1300~1550の間であるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWw(重量平均分子量)(g/mol)が1150~2200の間であるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWw(g/mol)が1175~2190の間であるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWw(g/mol)が1000~1800の間であるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWw(g/mol)が1300から1500の間であるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWw(g/mol)が1060~1780の間であるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWw(g/mol)が1250~1600の間であるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWw(g/mol)が1300~1550の間であるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWw(g/mol)が約1525であるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWw(g/mol)が約1400であるグリカンを含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWn(数平均分子量)(g/mol)が650~1250の範囲内にあるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWn(数平均分子量)(g/mol)が700~1250の範囲内にあるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWn(g/mol)が735~1215の範囲内にあるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWn(g/mol)が850~1100の範囲内にあるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWn(g/mol)が900~1000の範囲内にあるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWn(g/mol)が500~1200の範囲内にあるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWn(g/mol)が690~1080の範囲内にあるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWn(数平均分子量)(g/mol)が800~900の範囲内にあるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWn(g/mol)が750~1000の範囲内にあるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWn(g/mol)が800~975の範囲内にあるグリカンを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、MWn(g/mol)が約940であるグリカンを含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のpHは、1.50~6.00の間である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のpHは、1.50~5.00の間である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のpHは、2.00~4.00の間である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のpHは、2.50~3.50の間である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のpHは、2.5~7.5、例として、2.5~5.0または3.0~4.0の間である。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、70~99重量パーセント(乾燥ベース)の範囲内で、2つ以上のサッカライドモノマー(DP2+)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、75~95%重量パーセント(乾燥ベース)、85~95重量パーセント(乾燥ベース)、80~95重量パーセント(乾燥ベース)、82~95重量パーセント(乾燥ベース)、80~90重量パーセント(乾燥ベース)、83~89重量パーセント(乾燥ベース)、または84~92重量パーセント(乾燥ベース)の範囲内で、2つ以上のサッカライドモノマー(DP2+)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、84~88重量パーセントの範囲内で、2つ以上のサッカライドモノマー(DP2+)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、85~87重量パーセントの範囲内で、2つ以上のサッカライドモノマー(DP2+)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、83~91重量パーセントの範囲内で、2つ以上のサッカライドモノマー(DP2+)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、83~85、84~86、85~87、86~92、86~88、87~89、88~90、または89~91重量パーセント(乾燥ベース)の範囲内で、2つ以上のサッカライドモノマー(DP2+)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、75%、78%、80%、82%、84%、85%、88%、90%、92%、または95%重量パーセント超(乾燥ベース)のDP2+を有するオリゴ糖を含む。
ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーの重量パーセントは、5~20、例として、9~17の範囲内にある。ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーの重量パーセントは、10~18の範囲内にある。ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーの重量パーセントは、11~17の範囲内にある。ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーの重量パーセントは、12~16の範囲内にある。ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーの重量パーセントは、12~15の範囲内にある。ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーの重量パーセントは、13~14の範囲内にある。ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマーおよびガラクトースモノマーの重量パーセントは、13~15の範囲内にある。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、5~75重量パーセントの範囲内の水を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、25~65重量パーセントの範囲内の水を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、35~65重量パーセントの範囲内の水を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、45~55重量パーセントの範囲内の水を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、室温での保存の際に微生物の増殖のために必要なレベルを下回るレベルの水を含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の多分散性指数(PDI)は、1.2~1.8、例として、1.4~1.8である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のPDIは、1.0~1.2、1.2~1.3、1.3~1.4、1.4~1.5、1.5~1.6、1.7~1.8、または1.8~2.0である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物のPDIは、約1.2、約1.3、約1.4、約1.5、約1.6、約1.7、または約1.8である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中の単糖類(DP1)、二糖類(DP2)および三糖類以上(DP3+)の量は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)、例として、実施例15に記載されるSEC法を用いて決定される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物(oligosaccharide compositon)は、約4%から11%の間のDP1、例として、約5%から10%の間のDP1、約6%から10%の間のDP1または約7%から9%の間のDP1を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物(oligosaccharide compositon)は、約6%から15%の間のDP2、例として、約7%から14%の間のDP2、約8%から13%の間のDP2、または約9%から11%の間のDP2を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、約74%から90%の間のDP3+、例として、約75%から90%の間のDP3+、約76~88%の間のDP3+、約75~85%の間のDP3+、または約78%から84%の間のDP3+を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、少なくとも75%かつ90%未満のDP3+を含む。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、ある特定の不純物を含有するかを決定するために分析することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中の不純物の存在および量は、例として、SEC HPLC(例として、実施例16に記載されるもの)によって決定することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、3.0%以下の総不純物(モノマー(DP1)含量を除く)、例として、3.0%、2.5%未満、2.0%未満、1.5%未満、1.0%未満、または0.5%未満の不純物を含有する。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、0.3%未満、0.2%未満、0.15%未満、0.1%未満、または0.05%未満の総不純物(モノマー(DP1)を除く)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物中の総不純物は、例として、レボグルコサン、レボグルコサン異性体、乳酸、および/またはギ酸を包含することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、約1% w/w未満のレボグルコサン(例として、約1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%、または0.1% w/w未満のレボグルコサン);および/または約(abut)0.3%未満の乳酸(例として、約0.3%、0.2%、0.1%、0.08%、0.06%、または0.04% w/w未満の乳酸);および/または約0.3%未満のギ酸(例として、約0.3%、0.2%、0.1%、0.08%、0.06%、または0.04% w/w未満のギ酸)を含有する。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、約0.5% w/w未満のレボグルコサン(例として、約0.4%未満または約0.5% w/w未満のレボグルコサン);および/または約0.15% w/w未満の乳酸(例として、約0.1%未満または約0.05% w/w未満の乳酸);および/または約0.15% w/w未満のギ酸(例として、約0.1% w/w未満のギ酸)を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、定量可能な量よりも少ない量の乳酸を有する。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、定量可能な量よりも少ない量のギ酸を有する。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、0.44% w/wのレボグルコサン、0.06% w/wの乳酸、および/または0.06% w/wのギ酸を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、0.42~0.47% w/wのレボグルコサン、0.05~0.08% w/wの乳酸、および/または0.00~0.11% w/wのギ酸を含む。
食物繊維およびデキストロース当量(DE)
いくつかの実施形態において、モノマー含量が異なるオリゴ糖組成物は、総食物繊維、水分、総食物繊維(乾燥ベース)、またはパーセントデキストロース当量DE(乾燥ベース)の測定値も異なり得る。いくつかの実施形態において、総食物繊維は、AOAC 2011.25の方法に従って測定される。いくつかの実施形態において、水分は、真空オーブン、例として、60℃の真空オーブンを用いることによって測定される。いくつかの実施形態において、総食物繊維は、(乾燥ベース)が算出される。いくつかの実施形態において、パーセントDEは、Food Chemicals Codex(FCC)に従って測定される。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、総食物繊維含量が少なくとも50%(乾燥ベースで)である。例えば、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、総食物繊維(乾燥ベース)含量が少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、または少なくとも90%であり得る。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、総食物繊維(乾燥ベース)含量が約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、または約90%である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、総食物繊維(乾燥ベース)含量が約(about about)60%、65%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%,77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、または85%である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、総食物繊維(乾燥ベース)含量が約50~95%、55~90%、60~80%、70~90%、70~80%、75~90%、75~85%、80~85%、または85~90%の間である。いくつかの実施形態(emboidment)において、オリゴ糖組成物は、総食物繊維(乾燥ベース)含量が少なくとも75%かつ90%未満である。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、定量限界を下回る高分子量水溶性食物繊維(SDFP)を含有する。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、定量限界を下回る不溶性食物繊維(IDF)を含有する。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、定量限界を下回る高分子量食物繊維(HMWDF)を含有し、これは、SDFPおよびIDFを合わせたものである。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、約5から40パーセントの間のDE(乾燥ベースで)を有する。例えば、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、約5から20パーセントの間のDE(乾燥ベース)、10から30パーセントの間のDE(乾燥ベース)、20から40パーセントの間のDE(乾燥ベース)、15から25パーセントの間のDE(乾燥ベース)、20から30パーセントの間のDE(乾燥ベース)、または30から40パーセントの間のDE(乾燥ベース)を有し得る。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、50%未満のDE(乾燥ベース)、40%未満のDE(乾燥ベース)、35%未満のDE(乾燥ベース)、30%未満のDE(乾燥ベース)、25%未満のDE(乾燥ベース)、20%未満のDE(乾燥ベース)、15%未満のDE(乾燥ベース)、または10%未満のDE(乾燥ベース)を有する。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、約21パーセントのDE(乾燥ベースで)を有する。
いくつかの実施形態において、ヒトにおいて最小限に消化可能である複数のオリゴ糖を含有するオリゴ糖組成物が、本明細書中に提供される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖は、ヒトの消化酵素(例として、アミラーゼ、グルコシダーゼ、ガラクトシダーゼおよびヒト細胞によってコードされる他の消化酵素)による分解に抵抗性である、および/または例として上部消化管(例として、小腸および胃)における加水分解消化に抵抗性である。
パーメチル化分析による特性評価
本明細書中に記載され、本明細書中に記載される方法に従って調製されるオリゴ糖組成物は、パーメチル化分析を用いて特性評価し、先行技術の組成物と区別することができる。例として、Zhao,Y.,et al. ‘Rapid,sensitive structure analysis of oligosaccharides,’ PNAS March 4,1997 94(5) 1629-1633;Kailemia,M.J.,et al. ‘Oligosaccharide analysis by mass spectrometry:A review of recent developments,’ Anal Chem. 2014 Jan 7;86(1):196-212を参照されたい。したがって、いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、モノマーラジカルを含む複数のオリゴ糖を含む。複数のオリゴ糖中の異なるタイプのモノマーラジカルのモルパーセンテージは、パーメチル化アッセイを用いて定量することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ヒトにおいて最小限に消化可能である。いくつかの実施形態において、パーメチル化アッセイは、例として、実施例4に記載される方法を用いて、脱モノマー化されているオリゴ糖組成物試料に対して実施される。いくつかの実施形態において、パーメチル化アッセイは、サッカライドモノマー含量(例として、グルコースおよびガラクトースモノマーを含有するもの)が30%以下、25%以下、22%以下、18%以下、15%以下、12%以下、10%以下、8%以下、5%以下、または2%以下であるオリゴ糖組成物試料に対して実施される。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ラジカル(1)~(36)から選択される少なくとも1個(例として、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個)のモノマーラジカルを含む複数のオリゴ糖を含む:
(1) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの11.1~22.9mol%を占める、t-グルコピラノースモノラジカル;
(2) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.7~8.2mol%を占める、t-ガラクトフラノースモノラジカル;
(3) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの9.3~15.4mol%を占める、t-ガラクトピラノースモノラジカル;
(4) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの3.1~5.5mol%を占める、3-グルコピラノースモノラジカル;
(5) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.7~3.8mol%を占める、2-グルコピラノースモノラジカル;
(6) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~3.8mol%を占める、2-ガラクトフラノースおよび/または2-グルコフラノースモノラジカル;
(7) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~0.6mol%を占める、3-グルコフラノースモノラジカル;
(8) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.4~4.5mol%を占める、3-ガラクトピラノースモノラジカル;
(9) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.3~3.1mol%を占める、3-ガラクトフラノースモノラジカル;
(10) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.4~3.6mol%を占める、2-ガラクトピラノースモノラジカル;
(11) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの7.3~14.0mol%を占める、6-グルコピラノースモノラジカル;
(12) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.6~4.4mol%を占める、4-ガラクトピラノースおよび/または5-ガラクトフラノースモノラジカル;
(13) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.9~5.0mol%を占める、4-グルコピラノースおよび/または5-グルコフラノースモノラジカル;
(14) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~0.8mol%を占める、2,3-ガラクトフラノースジラジカル;
(15) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~1.8mol%を占める、6-グルコフラノースモノラジカル;
(16) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.4~4.7mol%を占める、6-ガラクトフラノースモノラジカル;
(17) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの5.6~10.1mol%を占める、6-ガラクトピラノースモノラジカル;
(18) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.4~1.9mol%を占める、3,4-ガラクトピラノースおよび/または3,5-ガラクトフラノースおよび/または2,3-ガラクトピラノースジラジカル;
(19) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~1.3mol%を占める、3,4-グルコピラノースおよび/または3,5-グルコフラノースジラジカル;
(20) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~1.3mol%を占める、2,3-グルコピラノースジラジカル;
(21) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.9~1.6mol%を占める、2,4-グルコピラノースおよび/または2,5-グルコフラノースおよび/または2,4-ガラクトピラノースおよび/または2,5-ガラクトフラノースジラジカル;
(22) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.5~2.9mol%を占める、3,6-グルコピラノースジラジカル;
(23) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~0.6mol%を占める、3,6-グルコフラノースジラジカル;
(24) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.6~4.4mol%を占める、2,6-グルコピラノースおよび/または4,6-グルコピラノースおよび/または5,6-グルコフラノースジラジカル;
(25) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.8~1.6mol%を占める、3,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(26) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.2~4.0mol%を占める、4,6-ガラクトピラノースおよび/または5,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(27) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~0.4mol%を占める、2,3,4-グルコピラノースおよび/または2,3,5-グルコフラノーストリラジカル;
(28) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.4~3.2mol%を占める、3,6-ガラクトピラノースジラジカル;
(29) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.6~1.6mol%を占める、2,6-ガラクトピラノースジラジカル;
(30) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.1~1.7mol%を占める、3,4,6-ガラクトピラノースおよび/または3,5,6-ガラクトフラノースおよび/または2,3,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(31) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~0.1mol%を占める、3,4,6-グルコピラノースおよび/または3,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(32) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~0.1mol%を占める、2,3,6-グルコフラノーストリラジカル;
(33) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~1.0mol%を占める、2,4,6-グルコピラノースおよび/または2,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(34) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~1.4mol%を占める、2,3,6-ガラクトピラノースおよび/または2,4,6-ガラクトピラノースおよび/または2,5,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(35) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~0.9mol%を占める、2,3,6-グルコピラノーストリラジカル;ならびに
(36) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~0.5mol%を占める、2,3,4,6-グルコピラノースおよび/または2,3,5,6-グルコフラノーステトララジカル。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ラジカル(1)~(36)から選択される少なくとも1個(例として、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個)のモノマーラジカルを含む複数のオリゴ糖を含む:
(1) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの7.2~26.77mol%を占める、t-グルコピラノースモノラジカル;
(2) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~10.3mol%を占める、t-ガラクトフラノースモノラジカル;
(3) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの7.3~17.4mol%を占める、t-ガラクトピラノースモノラジカル;
(4) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.3~6.2mol%を占める、3-グルコピラノースモノラジカル;
(5) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.4~4.1mol%を占める、2-グルコピラノースモノラジカル;
(6) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~5.2mol%を占める、2-ガラクトフラノースおよび/または2-グルコフラノースモノラジカル;
(7) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.9mol%を占める、3-グルコフラノースモノラジカル;
(8) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.7~5.1mol%を占める、3-ガラクトピラノースモノラジカル;
(9) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.8~3.6mol%を占める、3-ガラクトフラノースモノラジカル;
(10) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.8~4.2mol%を占める、2-ガラクトピラノースモノラジカル;
(11) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの5.1~16.2mol%を占める、6-グルコピラノースモノラジカル;
(12) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.1~4.9mol%を占める、4-ガラクトピラノースおよび/または5-ガラクトフラノースモノラジカル;
(13) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.2~5.6mol%を占める、4-グルコピラノースおよび/または5-グルコフラノースモノラジカル;
(14) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.2mol%を占める、2,3-ガラクトフラノースジラジカル;
(15) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~2.4mol%を占める、6-グルコフラノースモノラジカル;
(16) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.4~5.7mol%を占める、6-ガラクトフラノースモノラジカル;
(17) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの4.2~11.5mol%を占める、6-ガラクトピラノースモノラジカル;
(18) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.3~2.3mol%を占める、3,4-ガラクトピラノースおよび/または3,5-ガラクトフラノースおよび/または2,3-ガラクトピラノースジラジカル;
(19) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.8mol%を占める、3,4-グルコピラノースおよび/または3,5-グルコフラノースジラジカル;
(20) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.8mol%を占める、2,3-グルコピラノースジラジカル;
(21) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.7~1.7mol%を占める、2,4-グルコピラノースおよび/または2,5-グルコフラノースおよび/または2,4-ガラクトピラノースおよび/または2,5-ガラクトフラノースジラジカル;
(22) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.1~3.3mol%を占める、3,6-グルコピラノースジラジカル;
(23) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.8mol%を占める、3,6-グルコフラノースジラジカル;
(24) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~5.6mol%を占める、2,6-グルコピラノースおよび/または4,6-グルコピラノースおよび/または5,6-グルコフラノースジラジカル;
(25) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.6~1.8mol%を占める、3,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(26) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.4~4.8mol%を占める、4,6-ガラクトピラノースおよび/または5,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(27) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.5mol%を占める、2,3,4-グルコピラノースおよび/または2,3,5-グルコフラノーストリラジカル;
(28) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.9~3.7mol%を占める、3,6-ガラクトピラノースジラジカル;
(29) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.4~1.9mol%を占める、2,6-ガラクトピラノースジラジカル;
(30) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~2.2mol%を占める、3,4,6-ガラクトピラノースおよび/または3,5,6-ガラクトフラノースおよび/または2,3,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(31) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.6mol%を占める、3,4,6-グルコピラノースおよび/または3,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(32) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.2mol%を占める、2,3,6-グルコフラノーストリラジカル;
(33) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.2mol%を占める、2,4,6-グルコピラノースおよび/または2,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(34) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.8mol%を占める、2,3,6-ガラクトピラノースおよび/または2,4,6-ガラクトピラノースおよび/または2,5,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(35) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.2mol%を占める、2,3,6-グルコピラノーストリラジカル;ならびに
(36) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.7mol%を占める、2,3,4,6-グルコピラノースおよび/または2,3,5,6-グルコフラノーステトララジカル。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるように、モノマーラジカル(1)~(36)を含む、またはこれらから本質的になる複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が提供される。いくつかの実施形態において、表2に示される少なくとも1個(例として、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個)の対応するモルパーセンテージで、ラジカル(1)~(36)から選択される少なくとも1個(例として、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個)のモノマーラジカルを含む複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が提供される。いくつかの実施形態において、表2に示されるモルパーセンテージでモノマーラジカル(1)~(36)を含む、またはこれらから本質的になる複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が提供される。
表2. Marathon C触媒を用いて生産された選択されたオリゴ糖のパーメチル化データ
Figure 2022506635000029

Figure 2022506635000030

Figure 2022506635000031

いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ラジカル(1)~(36)から選択される少なくとも1個(例として、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個)のモノマーラジカルを含む複数のオリゴ糖を含む:
(1) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの17.77~30.95mol%を占める、t-グルコピラノースモノラジカル;
(2) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの5.19~8.49mol%を占める、t-ガラクトフラノースモノラジカル;
(3) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの9.82~21.45mol%を占める、t-ガラクトピラノースモノラジカル;
(4) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの3.24~4.52mol%を占める、3-グルコピラノースモノラジカル;
(5) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.92~3.74mol%を占める、2-グルコピラノースモノラジカル;
(6) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.67~2.26mol%を占める、2-ガラクトフラノースおよび/または2-グルコフラノースモノラジカル;
(7) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.14~0.50mol%を占める、3-グルコフラノースモノラジカル;
(8) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.16~3.66mol%を占める、3-ガラクトピラノースモノラジカル;
(9) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.55~1.97mol%を占める、3-ガラクトフラノースモノラジカル;
(10) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.77~2.45mol%を占める、2-ガラクトピラノースモノラジカル;
(11) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの6.55~12.07mol%を占める、6-グルコピラノースモノラジカル;
(12) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.52~3.11mol%を占める、4-ガラクトピラノースおよび/または5-ガラクトフラノースモノラジカル;
(13) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.70~3.97mol%を占める、4-グルコピラノースおよび/または5-グルコフラノースモノラジカル;
(14) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.14~0.35mol%を占める、2,3-ガラクトフラノースジラジカル;
(15) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.06~0.45mol%を占める、6-グルコフラノースモノラジカル;
(16) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.78~3.56mol%を占める、6-ガラクトフラノースモノラジカル;
(17) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの4.70~7.13mol%を占める、6-ガラクトピラノースモノラジカル;
(18) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.59~1.33mol%を占める、3,4-ガラクトピラノースおよび/または3,5-ガラクトフラノースおよび/または2,3-ガラクトピラノースジラジカル;
(19) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.09~0.75mol%を占める、3,4-グルコピラノースおよび/または3,5-グルコフラノースジラジカル;
(20) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.04~0.57mol%を占める、2,3-グルコピラノースジラジカル;
(21) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.41~1.18mol%を占める、2,4-グルコピラノースおよび/または2,5-グルコフラノースおよび/または2,4-ガラクトピラノースおよび/または2,5-ガラクトフラノースジラジカル;
(22) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.77~2.06mol%を占める、3,6-グルコピラノースジラジカル;
(23) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.03~0.31mol%を占める、3,6-グルコフラノースジラジカル;
(24) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.20~3.30mol%を占める、2,6-グルコピラノースおよび/または4,6-グルコピラノースおよび/または5,6-グルコフラノースジラジカル;
(25) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.35~1.08mol%を占める、3,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(26) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.92~2.67mol%を占める、4,6-ガラクトピラノースおよび/または5,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(27) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0~0.12mol%を占める、2,3,4-グルコピラノースおよび/または2,3,5-グルコフラノーストリラジカル;
(28) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.01~2.18mol%を占める、3,6-ガラクトピラノースジラジカル;
(29) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.59~1.02mol%を占める、2,6-ガラクトピラノースジラジカル;
(30) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.23~0.90mol%を占める、3,4,6-ガラクトピラノースおよび/または3,5,6-ガラクトフラノースおよび/または2,3,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(31) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.02~0.48mol%を占める、3,4,6-グルコピラノースおよび/または3,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(32) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.02~0.07mol%を占める、2,3,6-グルコフラノーストリラジカル;
(33) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.11~0.31mol%を占める、2,4,6-グルコピラノースおよび/または2,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(34) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.28~0.67mol%を占める、2,3,6-ガラクトピラノースおよび/または2,4,6-ガラクトピラノースおよび/または2,5,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(35) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.16~0.42mol%を占める、2,3,6-グルコピラノーストリラジカル;ならびに
(36) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.07~0.12mol%を占める、2,3,4,6-グルコピラノースおよび/または2,3,5,6-グルコフラノーステトララジカル。
表3. クエン酸触媒を用いて生産された選択されたオリゴ糖のパーメチル化データ
Figure 2022506635000032

Figure 2022506635000033

Figure 2022506635000034

いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるように、モノマーラジカル(1)~(36)を含む、またはこれらから本質的になる複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が提供される。いくつかの実施形態において、表3に示される少なくとも1個(例として、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個)の対応するモルパーセンテージで、ラジカル(1)~(36)から選択される少なくとも1個(例として、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個)のモノマーラジカルを含む複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が提供される。いくつかの実施形態において、表3に示されるモルパーセンテージでモノマーラジカル(1)~(36)を含む、またはこれらから本質的になる複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が提供される。
ある特定の実施形態において、オリゴ糖組成物は、モノマーを含まない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、例として、実施例4に記載される方法を用いて脱モノマー化される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、5%以下のモノマー(グルコースおよび/またはガラクトースモノマー)、例として、5%以下のモノマー、4%以下のモノマー、3%以下のモノマー、2%以下のモノマー、または1%以下のモノマーを有する。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、実施例4に記載される方法を用いて脱モノマー化されない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、30%以下のモノマー(グルコースおよび/またはガラクトースモノマー)、例として、30%以下のモノマー、25%以下のモノマー、20%以下のモノマー、18%以下のモノマー、15%以下のモノマー、12%以下のモノマー、10%以下のモノマー、または8%以下のモノマーを有する。他の実施形態において、オリゴ糖組成物は、グルコースおよび/またはガラクトースモノマーを含む。
2DNMR分析による特性評価
本明細書中に記載され、本明細書中に記載される方法に従って調製されるオリゴ糖組成物は、二次元異種核NMRを用いて特性評価し、先行技術の組成物と区別することができる。したがって、複数のオリゴ糖(例として、ヒトにおいて最小限に消化可能であるもの)を含むオリゴ糖組成物が提供され、この組成物は次のものから選択される少なくとも1個(例として、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、または11個)のシグナルを含むH-13C異種核一量子相関(HSQC)NMRスペクトルにより特徴付けられ、各シグナルは表4に規定される中心位置、H積分領域、および13C積分領域を有する。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、表Xのシグナルから選択される少なくとも2つのシグナルを含むH-13C異種核一量子相関(HSQC)NMRスペクトルを有し、各シグナルは表Xに規定される中心位置、H積分領域、および13C積分領域を有する。いくつかの実施形態において、複数のオリゴ糖(例として、ヒトにおいて最小限に消化可能であるもの)を含むオリゴ糖組成物が提供され、この組成物は表4の11個のシグナルを含むH-13C異種核一量子相関(HSQC)NMRスペクトルにより特徴付けられる。いくつかの実施形態において、シグナルは、ピークと呼ばれ得る。
表4. オリゴ糖組成物に属するHSQC NMRシグナル/ピークならびにHおよび13C積分領域
Figure 2022506635000035

ある特定の実施形態において、NMRスペクトルは、組成物の試料を、異種核一量子コヒーレンス(HSQC)NMRに供することによって得られ、ここで試料は、重水素化溶媒中の溶液である。好適な重水素化溶媒としては、重水素化アセトニトリル、重水素化アセトン、重水素化メタノール、DO、およびそれらの混合物が挙げられる。特定の実施形態において、重水素化溶媒はDOである。
個々のシグナル(またはピーク)の曲線下面積(AUC)は、定義されたグループの全てのシグナルの総AUC(例として、表4に提供される全シグナル位置の総AUC)に対する、H位置(ppm)および13C位置(ppm)の前後を中心としたピーク積分を用いて、決定される。いくつかの実施形態において、総面積は、表4のシグナル1~11の各々の面積の合計である。いくつかの実施形態において、各々個々のシグナル1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、および/または11の曲線下面積(AUC)は、表4に提供されるシグナル1~11の総面積のパーセンテージとして定義される。いくつかの実施形態において、シグナルの総面積(表4のシグナル1~11各々の面積の合計)に対する特定のシグナルの面積のパーセンテージを表す、シグナル1~11の総面積のパーセンテージ(%)が提供される。いくつかの実施形態において、このパーセンテージは、曲線下面積(AUC)パラメータと呼ばれ得る。いくつかの実施形態において、このようなパラメータは、特定の試料または組成物が該当する範囲として指定され得る。いくつかの実施形態において、用語「シグナル」は、NMRスペクトルに言及するとき、用語「ピーク」と交換可能に用いられる。いくつかの実施形態において、個々のシグナルまたはピークについての曲線下面積は、積分領域(例として、楕円形の積分領域)から導き出される。いくつかの実施形態において、個々のシグナルまたはピークについての積分領域(例として、楕円形の積分領域)は、表4に提供される表現位置(例として、H位置(ppm)および13C位置(ppm))によって定義される。
ある特定の実施形態において、スペクトルは、表5から選択される任意の1または複数のシグナル(例として、2個以上、3個以上、4個以上、5個以上、6個以上、7個以上(seven of more)、8個以上、9個以上、10個以上、または11個のシグナル)を含み、各シグナルは表5から選択される中心位置および曲線下面積を有する。いくつかの実施形態において、スペクトルは表5の11個のシグナルを含有し、各シグナルは表5から選択される中心位置および曲線下面積を有する。
表5. オリゴ糖組成物に属するHSQC NMRシグナル/ピークおよびAUC
Figure 2022506635000036

ある特定の実施形態において、スペクトルは、表6から選択される任意の1または複数のシグナル(例として、2個以上、3個以上、4個以上、5個以上、6個以上、7個以上(seven of more)、8個以上、9個以上、10個以上、または11個のシグナル)を含み、各シグナルは表6から選択される中心位置および曲線下面積を有する。いくつかの実施形態において、スペクトルは表6の11個のシグナルを含有し、各シグナルは表6から選択される中心位置および曲線下面積を有する。
表6. オリゴ糖組成物に属するHSQC NMRシグナル/ピークおよびAUC
Figure 2022506635000037

ある特定の実施形態において、スペクトルは、表7から選択される任意の1または複数のシグナル(例として、2個以上、3個以上、4個以上、5個以上、6個以上、7個以上(seven of more)、8個以上、9個以上、10個以上、または11個のシグナル)を含み、各シグナルは表7から選択される中心位置および曲線下面積を有する。いくつかの実施形態において、スペクトルは表7の11個のシグナルを含有し、各シグナルは表7から選択される中心位置および曲線下面積を有する。
表7. オリゴ糖組成物に属するHSQC NMRシグナル/ピークおよびAUC
Figure 2022506635000038

ある特定の実施形態において、スペクトルは、表8から選択される任意の1または複数のシグナル(例として、2個以上、3個以上、4個以上、5個以上、6個以上、7個以上(seven of more)、8個以上、9個以上、10個以上、または11個のシグナル)を含み、各シグナルは表8から選択される中心位置および曲線下面積を有する。いくつかの実施形態において、スペクトルは表8の11個のシグナルを含有し、各シグナルは表8から選択される中心位置および曲線下面積を有する。
表8. オリゴ糖組成物に属するHSQC NMRシグナル/ピークおよびAUC
Figure 2022506635000039

ある特定の実施形態において、スペクトルは、表9から選択される任意の1または複数のシグナル(例として、2個以上、3個以上、4個以上、5個以上、6個以上、7個以上(seven of more)、8個以上、9個以上、10個以上、または11個のシグナル)を含み、各シグナルは表9から選択される中心位置および曲線下面積を有する。いくつかの実施形態において、スペクトルは表9の11個のシグナルを含有し、各シグナルは表9から選択される中心位置および曲線下面積を有する。
表9. オリゴ糖組成物に属するHSQC NMRシグナル/ピークおよびAUC
Figure 2022506635000040

ある特定の実施形態において、スペクトルは、表10から選択される任意の1または複数のシグナル(例として、2個以上、3個以上、4個以上、5個以上、6個以上、7個以上(seven of more)、8個以上、9個以上、10個以上、または11個のシグナル)を含み、各シグナルは表10から選択される中心位置および曲線下面積を有する。いくつかの実施形態において、スペクトルは表10の11個のシグナルを含有し、各シグナルは表10から選択される中心位置および曲線下面積を有する。
表10. オリゴ糖組成物に属するHSQC NMRシグナル/ピークおよびAUC
Figure 2022506635000041

ある特定の実施形態において、NMRスペクトルは、実施例15に記載される条件を用いて得られる。いくつかの実施形態において、NMRスペクトルは、組成物の試料を、次のパルスシーケンスダイアグラム、ならびに取得および処理パラメータを用いて、コヒーレンス選択のためにエコー・アンチエコー方式を用いた多重度編集勾配増強H-13C異種核一量子コヒーレンス(HSQC)実験に供することによって得られる。
パルスシーケンスダイアグラム
Figure 2022506635000042

取得パラメータ
Hキャリア周波数=4ppm
13Cキャリア周波数=65ppm
・ 取得観測軸のポイント数=596
・ 取得観測軸のスペクトル範囲=6.00ppmから2.03ppm
・ 間接観測軸のポイント数=300複合ポイント
・ 間接観測軸のスペクトル範囲=120ppmから10ppm
・ 待ち時間=1秒
・ 一結合H-13Cカップリング定数=JCH=146Hz
・ スキャン数=8
・ 温度=298K
・ 溶媒=D
処理パラメータ
・ 直接観測軸のウインドウ関数=ガウシアンブロードニング、7.66Hz
・ 間接観測軸のウインドウ関数=ガウシアンブロードニング 26.48Hz
・ 処理=直接観測軸で512複合ポイント、間接観測軸で1024複合ポイント
ある特定の実施形態において、NMRによって分析されるオリゴ糖組成物は単糖モノマー(DP1)を含有し、すなわち、DP1成分はNMR分析の前に組成物から除去されない。例えば、いくつかの実施形態において、NMRによって分析されるオリゴ糖組成物は、10%~25%の間のDP1モノマーを含有する。ある特定の実施形態において、NMRによって分析される組成物は脱モノマー化され、すなわち、組成物のDP1成分のいくらかまたは全てがNMR分析の前に、例として、実施例4に記載される方法によって除去される。例えば、いくつかの実施形態において、NMRによって分析されるオリゴ糖組成物は、0.05%から8%の間のDP1モノマーを含有する。
例示的なオリゴ糖組成物は、本明細書中に記載される手法に従って調製され得る。
III. 医薬組成物および単位剤形
本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を含有する医薬組成物を生産する方法もまた、本明細書中に提供される。オリゴ糖組成物を医薬組成物へと製剤化するための方法は、当該技術分野で知られており、次のステップのうちの1つ以上、2つ以上、3つ以上、または4つ以上を包含することができる:(i)組成物を医薬品へと製剤化すること、(ii)組成物を包装すること、(iii)包装された組成物にラベルを付けること、ならびに(iv)包装されてラベルを付けられた組成物を販売する、または販売の申出をすること。オリゴ糖組成物の医薬品への製剤化は、当該技術分野で知られており、次のステップのうちの1つ以上、2つ以上、3つ以上、または4つ以上を包含し得る:(i)望まれない構成成分を組成物から除去すること、(ii)組成物の体積を低減させること、(iii)組成物を滅菌すること、(iv)組成物を薬学的に許容される添加剤または担体と混合すること、(v)組成物を別の(例として、第二の)薬物または医薬剤と混合すること、(vi)組成物を好適な濃度に、例として、水性希釈溶液、シロップまたは固体などに製剤化すること、(vii)組成物を好適な剤形へと、例としてサシェ剤、錠剤、丸剤またはカプセル剤へと製剤化すること。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、シロップまたは粉末を生産するためのさらなる処理を受ける。例えば、1つのバリエーションにおいて、オリゴ糖組成物は、シロップを形成させるために濃縮される。溶液を濃縮するために当該技術分野で知られている任意の好適な方法が、例えば真空エバポレーターの使用などが用いられ得る。別のバリエーションにおいて、オリゴ糖組成物は、粉末を形成させるためにスプレードライされる。溶液をスプレードライするために当該技術分野で知られている任意の好適な方法が用いられ得る。
本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を含有する医薬組成物もまた、本明細書中に提供される。オリゴ糖組成物を含む医薬組成物は、第二の剤、例として、治療薬もしくは薬物(例として、抗生物質)、または物質(例として、プレバイオティクス物質、プロバイオティクス細菌、または微量栄養素、例えばポリフェノールなど)をさらに含有してもよい。例えば、いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を含有する医薬組成物は、微量栄養素をさらに含有する。さらに、オリゴ糖組成物を含む医薬組成物は、希釈剤、バインダー、崩壊剤、分散剤、滑沢剤、滑剤、安定剤、界面活性剤、香味剤および着色料といった、1または複数の添加剤または担体を含んでもよい。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を含む医薬組成物は、第二の治療薬もしくは薬物またはその調製物を含む。いくつかの実施形態において、治療薬は、抗生物質、抗真菌剤、抗ウイルス剤、または抗炎症剤(例として、サイトカイン、ホルモンなど)である。抗生物質としては、アミノグルコシド類、例えばアミカシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ネオマイシン、ストレプトマイシンおよびトブラマイシンなど;セファロスポリン類、例えばセファマンドール、セファゾリン、セファレキシン、セファログリシン、セファロリジン、セファロチン、セファピリンおよびセフラジンなど;マクロライド類、例えばエリスロマイシンおよびトロレアンドマイシンなど;ペニシリン類、例えばペニシリンG、アモキシシリン、アンピシリン、カルベニシリン、クロキサシリン、ジクロキサシリン、メチシリン、ナフシリン、オキサシリン、フェネチシリンおよびチカルシリンなど;ポリペプチド抗生物質、例えばバシトラシン、コリスチメタート、コリスチン、ポリミキシンBなど;テトラサイクリン類、例えばクロルテトラサイクリン、デメクロサイクリン、ドキシサイクリン、メタサイクリン、ミノサイクリン、テトラサイクリンおよびオキシテトラサイクリンなど;ならびに種々の抗生物質、例えばクロラムフェニコール、クリンダマイシン、サイクロセリン、リンコマイシン、リファンピン、スペクチノマイシン、バンコマイシン、バイオマイシンおよびメトロニダゾールなどを挙げることができる。いくつかの実施形態において、抗生物質は、リファマイシン系抗生物質であり得る。いくつかの実施形態において、抗生物質は、リファマイシン(CAS ID:6998-60-3)であり得る。いくつかの実施形態において、抗生物質は、リファキシミン(CAS ID:80621-81-4)であり得る。いくつかの実施形態において、抗生物質は、リファンピン(CAS ID:13292-46-1)であり得る。いくつかの実施形態において、医薬組成物(pharmaceutical compositon)は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物およびリファマイシン系抗生物質を含有する。いくつかの実施形態において、医薬組成物(pharmaceutical compositon)は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物およびリファマイシンを含有する。いくつかの実施形態において、医薬組成物(pharmaceutical compositon)は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物およびリファキシミンを含有する。いくつかの実施形態において、医薬組成物(pharmaceutical compositon)は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物およびリファンピンを含有する。いくつかの実施形態において、医薬組成物(pharmaceutical compositon)は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物およびネオマイシンを含有する。
いくつかの実施形態において、治療薬は、ラクチュロースである。いくつかの実施形態において、医薬組成物(pharmaceutical compositon)は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物およびラクチュロースを含有する。いくつかの実施形態において、治療薬は、ラクチトールである。いくつかの実施形態において、医薬組成物は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物およびラクチトールを含有する。
いくつかの実施形態において、医薬組成物(およびこれを含むキット)は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物および1または複数の微量栄養素を含む。いくつかの実施形態において、微量栄養素は、微量ミネラル、コリン、ビタミンおよびポリフェノールよりなる群から選択される。
いくつかの実施形態において、微量栄養素は、微量金属である。微量栄養素として好適な微量ミネラルとしては、限定されるものではないが、ホウ素、コバルト、クロム、カルシウム、銅、フッ化物、ヨウ素、鉄、マグネシウム、マンガン、モリブデン、セレンおよび亜鉛が挙げられる。
いくつかの実施形態において、微量栄養素は、ビタミンである。微量栄養素として好適なビタミンとしては、限定されるものではないが、ビタミンB複合体、ビタミンB1(チアミン)、ビタミンB2(リボフラビン)、ビタミンB3(ナイアシン)、ビタミンB5(パントテン酸)、ビタミンB6群(ピリドキシン、ピリドキサール、ピリドキサミン)、ビタミンB7(ビオチン)、ビタミンB8(エルガデニル酸)、ビタミンB9(葉酸)、ビタミンB12(シアノコバラミン)、コリン、ビタミンA(レチノール)、ビタミンC(アスコルビン酸)、ビタミンD、ビタミンE(トコフェロール)、ビタミンK、カロテノイド(αカロテン、βカロテン、クリプトキサンチン、ルテイン、リコピン)およびゼアキサンチンが挙げられる。
いくつかの実施形態において、微量栄養素は、ポリフェノールである。ポリフェノールは、1または複数のヒドロキシル基を持つ少なくとも1つの芳香環を有することを特徴とする化合物または分子である。いくつかの実施形態において、ポリフェノールは、合成ポリフェノールまたは天然起源のポリフェノールである。いくつかの実施形態において、ポリフェノールは天然起源のポリフェノールであり、植物供給源の材料に由来するものである。いくつかの実施形態において、ポリフェノールは、フラボノイドまたはカテキンである。いくつかの実施形態において、フラボノイドまたはカテキンは、アントシアニン、カルコン、ジヒドロカルコン、ジヒドロフラバノール、フラバノール、フラバノン、フラボン、フラボノールおよびイソフラボノイドから選択される。いくつかの実施形態において、ポリフェノールは、リグナンである。いくつかの実施形態において、ポリフェノールは、アルキルメトキシフェノール、アルキルフェノール、クルクミノイド、フラノクマリン、ヒドロキシベンズアルデヒド、ヒドロキシベンゾケトン、ヒドロキシシンナムアルデヒド、ヒドロキシクマリン、ヒドロキシフェニルプロペン、メトキシフェノール、ナフトキノン、フェノール性テルペンおよびチロソールから選択される。いくつかの実施形態において、ポリフェノールは、タンニンまたはタンニン酸である。いくつかの実施形態において、ポリフェノールは、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシケイ皮酸、ヒドロキシフェニル酢酸、ヒドロキシフェニルプロパン酸およびヒドロキシフェニルペンタン酸から選択される。いくつかの実施形態において、ポリフェノールは、スチルベンである。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を含む医薬組成物は、プレバイオティクス物質またはその調製物をさらに含む。いくつかの実施形態において、プレバイオティクスは、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を含む医薬組成物を受ける対象に投与され得る。プレバイオティクスは、消費されると、腸内の限られた数の常在菌の好都合な増殖または活性を選択的に刺激することによって、宿主に有益な生理効果を提供し得る非消化性の物質である(Gibson G R,Roberfroid M B. Dietary modulation of the human colonic microbiota:introducing the concept of prebiotics. J Nutr. 1995 June;125(6):1401-12)。プレバイオティクス、例えば食物繊維またはプレバイオティクスオリゴ糖(例として結晶性セルロース、小麦ふすま、カラス麦ふすま、コーン繊維、大豆繊維、ビート繊維など)は、プロバイオティクスおよび/または共生細菌の増殖を、発酵可能な用量の炭水化物を細菌に提供することによってさらに促し得て、消化管内のそれらの微生物集団(例として、ラクトバチルスおよびビフィズス菌)のレベルを増加させ得る。
プレバイオティクスとしては、限定されるものではないが、様々なガラクタンおよび炭水化物ベースのガム、例えばサイリウム、グアー、ヤハズツノマタ(carrageen)、ジェラン、ラクチュロースおよびコンニャクなどを挙げることができる。いくつかの実施形態において、プレバイオティクスは、ガラクトオリゴ糖(GOS)、ラクチュロース、ラフィノース、スタキオース、ラクトスクロース、フラクトオリゴ糖(FOS、例としてオリゴフルクトースまたはオリゴフラクタン)、イヌリン、イソマルトオリゴ糖、キシロオリゴ糖(XOS)、パラチノース(paratinose)オリゴ糖、イソマルトースオリゴ糖(IMOS)、トランスガラクトシル化オリゴ糖(例としてトランスガラクトオリゴ糖)、トランスガラクトシル化二糖、ダイズオリゴ糖(例としてソイオリゴ糖)、キトサンオリゴ糖(キオース(chiose))、ゲンチオオリゴ糖、ソイおよびペクチンオリゴ糖、グルコオリゴ糖、ペクチクオリゴ糖(pecticoligosaccharide)、パラチノース重縮合物、ジフルクトース無水物III、ソルビトール、マルチトール、ラクチトール、ポリオール、ポリデキストロース、直鎖および分岐鎖のデキストラン、プララン(pullalan)、ヘミセルロース、還元パラチノース(paratinose)、セルロース、β-グルコース、β-ガラクトース、β-フルクトース、ベルバスコース、ガラクチノール、キシラン、イヌリン、キトサン、β-グルカン、グアーガム、アラビアガム、ペクチン、高分子量アルギン酸ナトリウム(high sodium alginate)およびλカラギーナン、またはそれらの混合物のうちの1または複数である。いくつかの実施形態において、医薬組成物は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物およびラクチュロースを含有する。
プレバイオティクスは、ある特定の食品、例としてチコリー根、エルサレムアーティチョーク、タンポポ葉、ニンニク、リーキ、タマネギ、アスパラガス、小麦ふすま、小麦粉、バナナ、乳、ヨーグルト、ソルガム、ゴボウ、ブロッコリー、芽キャベツ、キャベツ、カリフラワー、コラードグリーン、ケール、ラディッシュおよびルタバガ、ならびに味噌中に見出すことができる。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるグリカン治療薬は、プレバイオティクスが豊富な食品を含む食事と共に、対象に投与される。水溶性および不溶性の繊維の好適な供給源は、商業的に利用可能である。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を含む医薬組成物は、プロバイオティクス細菌またはその調製物、例として、一般に安全と認められている(GRAS)である細菌培養物または既知の共生もしくはプロバイオティクス微生物に由来するものをさらに含む。いくつかの実施形態において、内因性共生微生物または外因的に投与されるプロバイオティクス微生物の有益な効果を最大化するため、オリゴ糖組成物を含む医薬組成物は、消化管内の有利な細菌の増殖および/または活性を刺激するように投与される。
好適なプロバイオティクスの例としては、限定されるものではないが、バクテロイデス(Bacteroides)属、ブラウティア(Blautia)属、クロストリジウム(Clostridium)属、フゾバクテリウム(Fusobacterium)属、ユーバクテリウム(Eubacterium)属、ルミノコッカス(Ruminococcus)属、ペプトコッカス(Peptococcus)属、ペプトストレプトコッカス(Peptostreptococcus)属、アッカーマンシア(Akkermansia)属、フィーカリバクテリウム(Faecalibacterium)属、ロゼブリア(Roseburia)属、プレボテラ(Prevotella)属、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属、ラクトバチルス(Lactobacillus)属、バチルス(Bacillus)属、エンテロコッカス(Enterococcus)属、エシェリキア(Escherichia)属、ストレプトコッカス(Streptococcus)属、サッカロマイセス(Saccharomyces)属、ストレプトマイセス(Streptomyces)属、およびクリステンセネラセエ(Christensenellaceae)科として分類される生物が挙げられる。本明細書中に記載される方法および組成物において用いることができるプロバイオティクス細菌の非排他的な例としては、L.アシドフィラス(L.acidophilus)、ラクトバチルス(Lactobacillus)属種、例えばL.クリスパタス(crispatus)、L.カゼイ(L.casei)、L.ラムノサス(L.rhamnosus)、L.ロイテリ(L.reuteri)、L.ファーメンタム(L.fermentum)、L.プランタラム(L.plantarum)、L.スポロゲネス(L.sporogenes)、およびL.ブルガリカス(L.bulgaricus)など、同様にビフィドバクテルム(Bifidobacterum)属種、例えばB.ラクティス(lactis)、B.アニマリス(B.animalis)、B.ビフィダム(B.bifidum)、B.ロンガム(B.longum)、B.アドレセンティス(B.adolescentis)、およびB.インファンティス(B.infantis)などが挙げられる。酵母、例えばサッカロマイセス・ボウラルディ(Saccharomyces boulardii)などもまた、例として経口剤形または食品を介した腸への投与のためのプロバイオティクスとして好適である。例えば、ヨーグルトは、既に細菌種、例えばラクトバチルス・ブルガリカス(Lactobacillus bulgaricus)およびストレプトコッカス・サーモフィラス(Streptococcus thermophilus)などを含有している製品である。
胃腸の微生物叢の調節のために有益な細菌は、有機酸(乳酸&酢酸)を産生する細菌、または細胞傷害性もしくは細胞増殖抑制性の剤(病原体の増殖を阻害するためのもの)、例として、過酸化水素(H2O2)およびバクテリオシンなどを産生する細菌を包含し得る。バクテリオシンは、近縁の細菌の両方を殺傷することができる、またはより広範な活性スペクトルを示す低分子量の抗微生物ペプチドである(例として、ナイシン)。有益な細菌としては、限定されるものではないが、アッカーマンシア(Akkermansia)属、アネロフィルム(Anaerofilum)属、バクテロイデス(Bacteroides)属、ブラウティア(Blautia)属、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属、ブチリビブリオ(Butyrivibrio)属、クロストリジウム(Clostridium)属、コプロコッカス(Coprococcus)属、ジアリスタ(Dialister)属、ドレア(Dorea)属、フゾバクテリウム(Fusobacterium)属、ユーバクテリウム(Eubacterium)属、フィーカリバクテリウム(Faecalibacterium)属、ラクノスピラ(Lachnospira)属、ラクトバチルス(Lactobacillus)属、ファスコラークトバクテリウム(Phascolarctobacterium)属、ペプトコッカス(Peptococcus)属、ペプトストレプトコッカス(Peptostreptococcus)属、プレボテラ(Prevotella)属、ロゼブリア(Roseburia)属、ルミノコッカス(Ruminococcus)属、およびストレプトコッカス(Streptococcus)属の1もしくは複数、ならびに/またはアッカーマンシア・ムシニフィラ(Akkermansia municiphilia)、ミヌタ(minuta)、クロストリジウム・コッコイデス(Clostridium coccoides)、クロストリジウム・レプタム(Clostridium leptum)、クロストリジウム・シンデンス(Clostridium scindens)、ジアリスタ・インビサス(Dialister invisus)、ユーバクテリウム・レクタル(Eubacterium rectal)、ユーバクテリウム・エリゲンス(Eubacterium eligens)、フィーカリバクテリウム・プラウスニッツイ(Faecalibacterium prausnitzii)、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)、およびストレプトコッカス・サーモフィラス(Streptococcus thermophilus)のうちの1もしくは複数が挙げられ得る。
いくつかの実施形態において、プロバイオティクス細菌は、凍結乾燥された栄養細胞である。いくつかの実施形態において、胞子形成性プロバイオティクス細菌からの胞子の調製物が用いられる。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を含有する医薬組成物は、プレバイオティクスおよびプロバイオティクスをさらに含む。1つの実施形態において、医薬組成物は、生存率が部分的に減衰したプロバイオティクス(例として10%、20%、30%、40%、50%またはそれ以上の非生存細菌を含む混合物)、または非生存微生物のみからなるプロバイオティクスを含む。組成物は、死滅した微生物から単離され精製された微生物の膜および/または細胞壁をさらに含み得る。
本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物、他の治療的活性剤(例として、治療薬または薬物、例えば抗生物質など)、プレバイオティクス物質、微量栄養素および/またはプロバイオティクスは、単一の医薬組成物中に混在または混合され得る。他の実施形態において、これらは、別々の容器内に(および/または様々な好適な単位剤形で)収容され得るが、1または複数のキットに一緒に包装され得る。いくつかの実施形態において、調製物または組成物は、一緒に包装されない、または置かれない。その場合、医師または他の医療従事者もしくは介護者は、調製物または組成物を一緒に、例として互いに先行して、併用して、または後に投与し得る。いくつかの実施形態において、調製物または組成物は、対象において、例として、消化管内において、微生物叢の調節に相乗的に作用する。
さらに、所望の場合、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物(oligosaccharide compositon)を含む医薬組成物は、治療的活性剤(例として、治療薬または薬物、例えば抗生物質など)、プレバイオティクス物質および/またはプロバイオティクス細菌を含み得る。あるいは、または加えて、治療的活性剤、プレバイオティクス物質および/またはプロバイオティクス細菌は、別々に(例としてオリゴ糖組成物(oligosaccharide compositon)の投与の前、これと並行してまたはその後に)、かつオリゴ糖組成物(oligosaccharide compostion)の医薬組成物の一部として(例として合剤として)ではなく、投与され得る。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を含む医薬組成物は、医師または他の医療専門家によって決定され得るような、推奨または所定の食事、例としてプロバイオティクスおよび/またはプレバイオティクス含有食品が豊富に含まれる食事と組み合わせて投与される。治療的活性剤、プレバイオティクス物質および/またはプロバイオティクス細菌は、対象の腸内マイクロバイオームを調節するために投与され得る。いくつかの実施形態において、組み合わせた効果(例として微生物、ゲノムまたは機能のシフトの数または強度)は、相加的である。他の実施形態において、組み合わせた効果(例として微生物、ゲノムまたは機能のシフトの数または強度)は、相乗的である。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を含む医薬組成物は、第二の剤、例として、治療薬もしくは薬物(例として、抗生物質)、または物質(例として、プレバイオティクス物質、プロバイオティクス細菌、または微量栄養素、例えばポリフェノールなど)を含有しない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を含む医薬(pharmaceuticl)組成物は、治療薬または薬物(例として、抗生物質)を含有しない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を含む医薬組成物は、プレバイオティクス物質を含有しない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を含む医薬組成物は、プロバイオティクス細菌を含有しない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を含む医薬組成物(pharmaceutical compositon)は、微量栄養素(例として、ポリフェノール)を含有しない。
IV. 使用方法
本明細書中に記載されるように、オリゴ糖組成物は、対象において、例として、アンモニアレベルが上昇しているヒト対象において、例えば肝硬変を持つ対象および/または肝性脳症(HE)を持つ対象などにおいて、アンモニアレベルを低減させるために用いられ得る。いくつかの実施形態において、オリゴ糖(oligosacchide)組成物は、アンモニアレベルの上昇に関連した疾患または障害、例えば硬変および/または肝性脳症(例として、顕性肝性脳症および/またはミニマル肝性脳症)などの症状または合併症を予防または治療するために用いることができる。例えば、いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、肝性脳症(HE)イベントの発症を予防するために、または肝性脳症(HE)イベントの再発生を予防するために用いることができる。
本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物はまた、対象において、例として、ヒト対象において、例えば病原体に感染している対象などにおいて、病原体(例として、多剤耐性病原体、例えばCREまたはVREなど)の存在量またはレベルを低減させるために用いてもよい。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、病原体(例として、多剤耐性病原体、例えばCREまたはVREなど)の対象への定着を防ぐために、病原体の対象への定着の重症度を低減させるために(例として、病原体が対象に定着することができる度合を低減させることによって、または対象に定着している病原体の数を低減させることによって)、および/または、例として、病原体または病原体のいくらかの割合を対象から脱定着させることによって病原体の対象への定着を逆転させるために、用いることができる。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、例として、経口投与のための再構成(例えば、水の中で)のために、粉末として製剤化される。
アンモニアの低減
本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、その必要のある対象、例として、健常なヒトにおける正常なアンモニアレベルと比較してアンモニアレベルが上昇しているヒト対象において、アンモニアレベル、例として、血中アンモニアレベルを低減させるために有用である。オリゴ糖組成物は、それゆえに、ヒト対象における、例として、高アンモニア血症、肝性脳症(HE)および/または肝硬変を持つヒト対象におけるアンモニアレベルの上昇に関連した何らかの疾患または障害の症状を治療、予防または緩和するために用いることができる。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、対象における高アンモニア血症の症状を治療、予防または緩和するために用いることができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、対象における硬変の症状を治療、予防または緩和するために用いることができる。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、肝性脳症(HE)の症状を治療、予防または緩和するために用いることができる。
症候(Presentation)および症状(Symptom)
いくつかの実施形態において、肝性脳症(HE)を持つ対象は、本明細書中に提供される方法に従って治療され得る。肝性脳症は、患者およびその親族の両方のクオリティ・オブ・ライフに影響を与える非特異的な神経精神症状および臨床徴候の複雑なセットに及んでいる。肝性脳症は、あらゆる形態の硬変(例として、非代償性硬変または代償性硬変)を包含する進行性肝疾患の一般的な合併症であり、硬変患者の最大80%が、ミニマル肝性脳症(MHE)から顕性肝性脳症(OHE)までの範囲の何らかの形態のHEを有している。肝性脳症は、肝臓が毒性物質、例えばアンモニアなどを血液から除去することができないときに生じる複数の有害な神経症状を包含する。肝機能障害としては、以下を挙げることができる:肝硬変(および門脈圧亢進症)、例として、A型(急性肝不全(ALF)に起因するもの)、B型(主にPSSに起因するもの)、またはC型(硬変に起因するもの)(肝硬変の重症度についてChild-Pugh Score);硬変がなく、自然発生的または外科的に作成された門脈体循環シャントを伴うもの(門脈体循環シャント手術);門脈系バイパス、急性肝不全(ALF)、または急性慢性肝不全(ACLF)。いくつかの場合において、炎症も、HEの神経学的影響を悪化させる役割を果たし得る。例えば、炎症を起こしたもしくは壊死した肝臓により引き起こされる炎症、または腸内の病原体により引き起こされる炎症(例として、障害のある腸バリアを通過した病原性細菌または微生物の産生物の移動によるもの)は、HE症状に影響を与える可能性がある。
2014年のAASLDおよびEASLのHE管理のための臨床実践ガイドラインは、基礎となる肝疾患、兆候の重症度、時間経過、および促進要因に応じてHEを分類することを推奨している。HEの重症度は、臨床症状に基づいてグレード付けされ得る:ミニマル(心理測定または神経生理学的検査で異常な結果が得られ、臨床症状を伴わない);グレードI(軽度の錯乱、不明瞭な発語、睡眠障害、行動変化);グレードII(嗜眠、軽度の錯乱);グレードIII(著しい錯乱(昏迷)、支離滅裂な言葉、眠っているが覚醒可能);およびグレードIV(昏睡、痛みに反応しない)。HEはさらに疾患の時間経過に基づいて分類され得る:エピソード性;再発性(HEの発作が6ヶ月以内に起こる);および持続性(行動変化のパターンが常に存在し、顕性HEの再発が散在する)。
HEを持つ対象は、肝性脳症(HE)イベントまたはHEエピソードと呼ばれる、金属状態異常または認知障害を呈する発作に苦しむことがある。HEイベントは繰り返し発生し得て、イベントの頻度は対象の基礎疾患、例として、肝硬変の重症度に応じて変わり得る。HEイベントの際、対象は、例えば、錯乱、物忘れ、不安または興奮、性格または行動の突然の変化、睡眠パターンの変化、見当識障害、甘いまたはかび臭い息、不明瞭な発語、および/または運動機能の制御困難などといった認知障害を呈することがある。この状態は、進行性肝疾患または大きな門脈体循環シャント(例として、TIPS)による脳機能の広範な障害を反映している。患者は、運動緩慢、過反射、硬直、ミオクローヌス、およびアステリクシスといった神経筋障害を呈することがある。日中の睡眠パターンの乱れ(不眠症および過眠症)は、肝性脳症の一般的な初期兆候であり、典型的には、他の精神状態の変化または神経筋症状に先行して現れる。
「ミニマル肝性脳症」(MHE)は、見当識障害ではなく、またはアステリクシスを呈していない慢性肝疾患(CLD)を持つ患者における、脳機能障害のテスト依存性または臨床的な徴候の存在として定義される。用語「ミニマル」は、HEの臨床徴候、認知性徴候、または他の徴候がないことを伝えている。用語「不顕性肝性脳症(CHE)」は、ミニマルおよびグレード1のHEを包含する。CLDを持つ患者におけるMHEおよびCHEの発生率は50%と高いことがあるため、リスクのある患者は検査を受けるべきである。MHEを持つ患者は、専門的な心理測定検査を用いたときのみ検出され得る微妙な症状を有しており、MHEは一般的に過小診断されている。現在、臨床診療においてMHEを定義するための共通の診断パラダイムはなく、MHEに対する承認された治療法もない。MHEは、自立した生活能力(例として、運転)の喪失を引き起こす可能性があり、その後のOHEの発症を予測させる。しばしば促進因子(precipitant)によって引き起こされる単回のOHEエピソードを有し、その後回復した患者も、おそらく何らかのレベルのMHEを有する。
OHEは、臨床医が特別な検査なしで観察することができる神経学的な異常と定義される。症状としては、手または腕の震え、見当識障害、および不明瞭な発語などが挙げられる。OHE患者は、進行して昏睡に陥ることもある。OHEは、肝疾患、硬変を持つ患者において、および経頸静脈的肝内門脈体循環シャント(TIPS)を持つ患者において発症し得る。この状態は、消化管出血または感染症の後に生じることもある。OHEの発症は、死亡率の上昇と関連している。OHEによる入院は、末期肝疾患(ESLD)の患者のなかで高頻度である。
アンモニアの検査および高アンモニア血症(例として、肝性脳症(HE))を持つ対象の診断
a. アンモニア検査
高アンモニア血症を有する、有する疑いがある、または有するリスクがある対象(例として、肝性脳症(HE)を持つ対象)は、対照対象(例として、高アンモニア血症を有さない、有する疑いがない、または有するリスクがない対象、例えばHEを持たない対象など)と比較して、血中アンモニアレベル、例として、血漿アンモニアレベル、血清アンモニアレベル、または全血アンモニアレベルの上昇を有し得る。いくつかの実施形態において、健常成人対象(例として、高アンモニア血症を有さない、有する疑いがない、または有するリスクがない対象)における血中アンモニアレベルは、15、20、25、30、35、40、45、または50μmol/L未満、例として、30μmol/L未満である。いくつかの実施形態において、正常よりも(例として、高アンモニア血症を有さない、有する疑いがない、または有するリスクがない対象、例として、HEを有さない対象における血中アンモニアレベルよりも)約0.5倍、約1倍、約1.5倍、約2倍、約2.5倍、または約3倍、またはそれより高い血中アンモニアレベルは、高アンモニア血症、例として、HEを示唆している。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症、例として、HEを有するまたは有する疑いがある対象の血中アンモニアレベルは、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、または180μmol/Lより高いか、またはこれらと等しい。いくつかの実施形態において、HEを有するまたは有する疑いがある対象の血中アンモニアレベルは、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、または150μmol/Lより高いか、またはこれらと等しい。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症、例として、HEを有するまたは有する疑いがある対象の血中アンモニアレベルは、100μmol/L以上である。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症、例として、HEを有するまたは有する疑いがある対象の血中アンモニアレベルは、150μmol/L以上である。
高アンモニア血症を有する、有する疑いがある、または有するリスクがある新生児および小児(例として、肝不全および/またはHEを持つ新生児または小児)は、健常な新生児または小児と比較して、血中アンモニアレベル、例として、血漿アンモニアレベル、血清アンモニアレベル、または全血アンモニアレベルが上昇することがある。いくつかの実施形態において、健常な新生児または小児の平均血中アンモニア濃度は、45±10μmol/Lである。いくつかの実施形態において、健常な新生児または小児(例として、高アンモニア血症を有さない、有する疑いがない、または有するリスクがない対象、例として、HEを有さない対象)の平均血中アンモニア濃度は、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、87、88、89、90、91、92、93、94、または95μmol/Lより低いか、またはこれらと等しく、例として、80または90μmol/Lである。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有するまたは有する疑いがある新生児または小児、例として、HEを有するまたは有する疑いがある対象の血中アンモニアレベルは、55、60、65、70、75、80、90、または95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、または180μmol/Lより高いか、またはこれらと等しい。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、血中アンモニアレベルが55、60、65、70、75、80、90、または95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、または180μmol/Lより高いか、これらと等しい高アンモニア血症を有する、有する疑いがある、または有するリスクがある新生児または小児、例として、HEを持つ新生児または小児に投与することができる。
いくつかの実施形態において、血中アンモニア濃度は、対象(単数)または対象(複数)が本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を投与されるべきかを決定するため、静脈血および動脈血試料において測定することができる。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象(例として、HEを持つ対象)は、対照対象(例として、高アンモニア(hyperammonia)を有さない、有する疑いがない、または有するリスクがない対象、例として、HEを有さない対象)と比較して、血中アンモニアの濃度が上昇している。いくつかの実施形態において、血中アンモニア濃度は、対象(subect)のアンモニアレベルが上昇していてアンモニアレベルを低減させるためにオリゴ糖組成物を投与されるべきかを決定するため、対象からの静脈血および動脈血試料において測定される。いくつかの実施形態において、血清アンモニアレベルの測定は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物のアンモニアを低減させる有効性をモニターするために用いることができる。例えば、いくつかの実施形態において、血清アンモニアレベルは、オリゴ糖組成物が対象に投与される前の時点、およびオリゴ糖組成物が対象に投与された後の時点で、対象において、例として、アンモニア濃度が上昇している対象において測定される。オリゴ糖組成物が対象に投与される前の時点と比較して、オリゴ糖組成物が対象に投与された後の時点で血清アンモニア濃度が減少していることは、オリゴ糖組成物にアンモニアを低減させる何らかの有効性があることを指し示す。
いくつかの実施形態において、高アンモニア血症のグレードまたは重症度は、例として脳内のガス状アンモニアの分圧(pNH3)を測定することによって評価することができる。pNH3値は、総アンモニアおよびpHから算出することができる。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象は、対照対象(例として、高アンモニア血症を有さない、有する疑いがない、または有するリスクがない対象、例として、HEを有さない対象)と比較して、pNH3のレベルが上昇している。
いくつかの実施形態において、3-ニトロチロシンの血清レベルは、ミニマル肝性脳症(MHE)を有する、有する疑いがある、またはリスクがある対象において上昇し得る。いくつかの実施形態において、MHEを有する、有する疑いがある、またはリスクがある対象の血清3-ニトロチロシンレベルは、約10nM、15nM、20nM、30nM、40nM、50nM、60nM、70nM、80nM、90nM、または100nMより高い。いくつかの実施形態において、MHEを有する、有する疑いがある、またはリスクがある対象の血清3-ニトロチロシンレベルは、約10nMまたは約15nMより高い。いくつかの実施形態において、3-ニトロチロシンの血清レベルは、顕性肝性脳症(OHE)を有する、有する疑いがある、またはリスクがある対象において上昇し得る。
いくつかの実施形態において、3-ニトロチロシンの血清レベルは、対象(単数)または対象(複数)が本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を投与されるべきかを決定するために測定することができる。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象(例として、HEを持つ対象)は、対照対象(例として、高アンモニア(hyperammonia)を有さない、有する疑いがない、または有するリスクがない対象、例として、HEを有さない対象)と比較して、血清3-ニトロチロシンレベルの濃度が上昇している。いくつかの実施形態において、血清3-ニトロチロシンレベルは、対象(subect)の3-ニトロチロシン血清レベルが上昇していてオリゴ糖組成物を投与されるべきかを決定するため、対象において測定される。いくつかの実施形態において、血清3-ニトロチロシンレベルの測定は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物の有効性をモニターするために用いることができる。例えば、いくつかの実施形態において、血清3-ニトロチロシンレベルは、オリゴ糖組成物が対象に投与される前の時点、およびオリゴ糖組成物が対象に投与された後の時点で、対象において、例として、アンモニア濃度が上昇している対象において測定される。オリゴ糖組成物が対象に投与される前の時点と比較して、オリゴ糖組成物が対象に投与された後の時点で血清3-ニトロチロシンレベルが減少していることは、オリゴ糖組成物に何らかの有効性があることを指し示す。
b. 診断
HEの診断は、肝機能の検査、血清アンモニアレベル、EEG、ならびに他の血液および神経学的検査を用いて実施することができる。診断のための心理測定検査としては、Number Connection Test(Reitan Test)(時間を計って2回に分けて実施する数字をつなげるテストであり、肝性脳症でない患者は年齢以下の秒数でテストを終えること);Psychometric Hepatic Encephalopathy Score(PHES)(認知・精神運動処理速度および視覚運動協調性を評価する5つの筆記テスト);Inhibitory Control Test(ICT)(注意欠陥障害、統合失調症、および外傷性脳損傷を特徴付けるために用いられているコンピュータによる注意および反応抑制のテスト);STROOP Task(前部注意システムの機能を評価する精神運動速度および認知的柔軟性のテストで、ミニマル肝性脳症における認知障害の検出に感度が高い);Repeatable Battery for the Assessment of Neuropsychological Status (RBANS)(ミニマル肝性脳症に関連する広範な神経認知機能を測定する);およびContinuous Reaction Time(CRT)テスト((ヘッドホンを介した)聴覚刺激に対する運動反応時間(ボタンを押す)を繰り返し登録することによる)が挙げられる。
診断のための神経生理学的検査としては、Critical Flicker Frequency(CFF)テスト(融合した光(60Hzから下に向かって提示される)が観察者に明滅しているように見える周波数として定義される心理生理学的ツール);脳波試験(患者の協力または学習効果のリスクを伴わずにHEのスペクトルにわたる皮質大脳活動の変化を検出し得る);および誘発電位(様々な求心性刺激に反応してニューロンネットワークを介して同期的に発生する放電のボレーを反映する、外部に記録される電気信号)が挙げられる。いくつかの実施形態において、肝性脳症は、2つ以上の心理測定または神経生理学的検査の任意の組み合わせを用いて診断される。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、2つ以上の心理測定または神経生理学的検査の任意の組み合わせを用いてHEを有すると診断された対象に投与される。
高アンモニア血症およびHEの治療
HEの医学的治療は、現在、基礎となる促進因子(precipitant)、例えば消化管出血または感染症などがある場合、その治療を包含する。HEの標準治療は、ラクチュロース、ラクチトール、および抗生物質(例として、リファキシミンまたはネオマイシン)を包含する。
ラクチュロースは、数十年の間、OHE患者における高アンモニア血症を低減させるために用いられてきた非吸収性の二糖である。ラクチュロースの作用機序は、主に、便の排出および大腸環境の酸性化を通じて作用して、大腸バリアをより通過しにくく血流に入るアンモニアの、アンモニウムへの変換をもたらすものと考えられている。ラクチュロースはまた、細菌の増殖を刺激し、それゆえにアンモニアの細菌タンパク質への同化を促進することが示されている。ラクチュロースは、プラセボと比較して、OHEのエピソードを最大50%低減させる。
リファキシミンは、リファマイシンから派生した吸収性の低い抗生物質であり、現在、OHEのセカンドライン治療薬として承認されていて、ラクチュロース単独ではOHEがコントロールされないときにラクチュロースと共に用いられる。ラクチュロースと組み合わせて投与されるとき、リファキシミンは、OHEのエピソードをおよそ50%低減させる。ラクチュロースとリファキシミンのいずれもOHEの再発リスクを十分に低減させず、その各エピソードは死亡リスクを顕著に増加させる。
治療はまた、食事の改変およびプロバイオティクスを包含し得る。治療の有効性は、上記の症状または診断基準の解決(例として、血清アンモニアレベルの低減)、将来のHEエピソード(HEイベント)の発生率の減少、またはHEのリスクがある対象においてはHEの初回エピソード(HEイベント)の発生率の減少によって評価され得る。
本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、その必要のある対象におけるアンモニア濃度、例として、正常な血中アンモニア濃度よりも高い対象の血中アンモニア濃度を低減させるために用いることができる。いくつかの実施形態において、対象は、高アンモニア血症、肝性脳症(HE)および/または硬変(例として、非代償性硬変または代償性硬変)を有する、または有すると診断されている。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、血中アンモニアレベルが正常(15、20、25、30、35、40、45、または50μmol/L未満、例として、30μmol/L未満の血中アンモニアレベル)の約0.5倍、約1倍、約1.5倍、約2倍、約2.5倍、または約3倍であるか、これらより高い対象に対して、対象における血中アンモニアレベルを低減させるために投与することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、血中アンモニアレベルが90μmol/L以上、例として、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、または180μmol/L、またはこれより高い対象に投与することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を投与されたヒト対象における血中アンモニアレベルは、健常ヒト対象の血中アンモニアレベルに近いレベルまで、例として、50μmol/L以下、例として、15、20、25、30、35、40、45、または50μmol/L未満の血中アンモニアレベルまで低減される。いくつかの実施形態において、血中アンモニアレベルが上昇していると診断された対象(例として、高アンモニア血症、HEおよび/または硬変を持つ対象)はオリゴ糖組成物を投与され、それによって対象における血中アンモニアレベルは、15~90 180μmol/Lの間まで、例として、15~30の間、15~50の間、20~70の間、15~75の間、25~85の間、または30~90μmol/Lの間まで低減される。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、血中アンモニアレベルが上昇している対象に投与され、それによって対象における血中アンモニアレベルを少なくとも10%、例として、少なくとも10、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95%またはそれより多く低減させる。いくつかの実施形態において、対象における血中アンモニアレベルは、10~90%、15~85%、20~80%、25~75%、15~65%、25~50%、10~30%、50~90%、50~75%、または70~90%の間、低減される。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、血清3-ニトロチロシンレベルが約10nM、15nM、20nM、30nM、40nM、50nM、60nM、70nM、80nM、90nM、または100nMより高い、またはこれより高い対象、例として、血清3-ニトロチロシンレベルが約10nMより高い、例として、約10nM、15nM、20nM、30nM、40nM、50nM、60nM、70nM、80nM、90nM、または100nM、またはそれより高い、MHEを有する、有する疑いがある、または有すると診断されている対象(subject subject)に投与することができる。いくつかの実施形態において、血清3-ニトロチロシンレベルが約10nM、15nM、20nM、30nM、40nM、50nM、60nM、70nM、80nM、90nM、または100nMより高い、またはそれより高いと決定された対象(例として、HE(例として、MHEまたはOHE)および/または硬変を持つ対象)はオリゴ糖組成物を投与され、それによって対象の血清3-ニトロチロシンレベルは低減される。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、対象、例として、肝性脳症および/または硬変を持つ対象におけるHEイベントの頻度および/または重症度を低減させるために用いることができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、対象(例として、OHEを持つ対象)に対して、対象におけるHEイベントの頻度を、オリゴ糖組成物の投与前の対象におけるHEイベントの頻度と比較して少なくとも10%(例として、少なくとも10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%、またはそれより多く)低減させるために投与することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、肝性脳症を持つ対象(例として、OHEを持つ対象またはHEイベントを経験した対象)に対して、HEに関連した少なくとも1つの症状(例として、少なくとも1つの神経症状)の重症度を、オリゴ糖組成物の投与前の対象における少なくとも1つの症状の重症度と比較して少なくとも10%(例として、少なくとも10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%、またはそれより多く)低減させるために投与することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、HEを持つ、またはHEになるリスクがある対象(例として、HEイベントを有するリスクがある対象、例えばMHEを持つ対象、OHEを持つ対象および/または硬変を持つ対象など)に対して、HEイベントの発生を予防するために投与される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、対象に対して、対象における初回のHEイベントを予防するために投与され、対象は例として、MHE、OHEおよび/または硬変を有する、有すると診断されているまたは有する疑いがある対象である。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、HEを持つ対象、例として、OHEおよび/または硬変を持つ対象に、対象におけるHEイベントの再発生を予防するために投与される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、HEを持つ対象、例として、MHEを持つ対象、OHEを持つ対象および/または硬変を持つ対象に、対象がHEイベントを経験した場合に、例として、イベントの際のHEの少なくとも1つの症状の重症度を低減させることによって、HEイベントの重症度を低減させるために投与される。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、対象に対して、肝硬変に関連した少なくとも1つの症状または合併症、例えば血中アンモニアレベルの上昇、肝性脳症(HE)イベント、および/または神経症状もしくは認知障害などを治療、予防または緩和するために投与される。いくつかの場合において、オリゴ糖組成物は、肝硬変を持つ対象において血中アンモニアレベルを低減させる。いくつかの場合において、オリゴ糖組成物は、肝硬変を持つ対象におけるHEイベントの発生を予防し、再発生を予防し、またはその頻度を低減させる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、HEに関連した少なくとも1つの症状、例として、錯乱、物忘れ、不安または興奮、性格または行動の突然の変化、睡眠パターンの変化、見当識障害、甘いまたはかび臭い息、不明瞭な発語、および/または運動機能の制御困難などを治療、予防または緩和する。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、例として、肝硬変を持つ対象における病原体(例として、細菌性病原体)の存在量を低減させることによって、肝硬変を持つ対象において感染症を治療または予防するために用いることができる。
いくつかの実施形態において、本明細書中に開示される方法(例として、HE(例として、MHEまたはOHE)を治療または予防するための方法、代謝物(例として、アンモニア)のレベルを減少させるための方法、および、例として、HE(例として、MHEまたはOHE)のための治療レジメンを特定または選択するための方法)は、高アンモニア血症を有する、有する疑いがある、または有するリスクがある対象、例として、HE(例として、MHEまたはOHE)を持つ対象を治療するために、1または複数の(例として、1つ、2つ、3つ、4つまたはそれより多くの)既存の治療オプション、例として、本明細書中に記載される治療オプションと組み合わせ得る。
いくつかの実施形態において、本明細書中に開示される方法は、HEの治療のために、任意の適切な標準治療と組み合わせ得る。いくつかの実施形態において、本明細書中に開示される方法は、HEの治療のために、ラクチュロースと組み合わせ得る。いくつかの実施形態において、本明細書中に開示される方法は、HEの治療のために、抗生物質、例として、リファキシミンと組み合わせ得る。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、対象における高アンモニア血症、HEおよび/または硬変の治療のために、ラクチュロースおよび/または抗生物質、例として、リファキシミンと組み合わせることができる。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物およびラクチュロースは、その必要のある対象、例として、高アンモニア血症、HEおよび/または硬変を持つ対象に投与される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物および抗生物質(例として、リファキシミン)は、その必要のある対象、例として、高アンモニア血症、HEおよび/または硬変を持つ対象に投与される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物およびリファキシミンは、その必要のある対象、例として、高アンモニア血症、HEおよび/または硬変を持つ対象に投与される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物、ラクチュロースおよびリファキシミンは、その必要のある対象、例として、高アンモニア血症、HEおよび/または硬変を持つ対象に投与される。オリゴ糖組成物およびラクチュロースおよび/またはリファキシミンは、対象に対して任意の順序で投与することができ、例として、オリゴ糖組成物は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンが対象に投与される前に、実質的に同じ時に(共投与)、または投与された後に投与することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物およびラクチュロースおよび/またはリファキシミンは、対象に経口的に投与することができる。いくつかの実施形態において、1または複数のオリゴ糖組成物、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンは、対象に経口的に投与することができる(例として、オリゴ糖組成物およびリファキシミンは、対象に経口的に投与することができる)。
いくつかの実施形態において、対象は、オリゴ糖組成物の投与の前にラクチュロースおよび/またはリファキシミンで治療されている。いくつかの実施形態において、対象は、オリゴ糖組成物の投与と並行して、ラクチュロースおよび/または抗生物質、例として、リファキシミンで治療されている。いくつかの実施形態において、対象は、オリゴ糖組成物の投与の後にラクチュロースおよび/または抗生物質、例として、リファキシミンで治療することができる。いくつかの実施形態において、対象は、オリゴ糖組成物を投与する前にリファキシミンで治療されている。いくつかの実施形態において、対象は、オリゴ糖組成物の投与と並行してリファキシミンで治療されている。いくつかの実施形態において、対象は、オリゴ糖組成物の投与の後にリファキシミンで治療することができる。いくつかの実施形態において、対象は、オリゴ糖組成物を投与する前にラクチュロースで治療されている。いくつかの実施形態において、対象は、オリゴ糖組成物の投与と並行してラクチュロースで治療されている。いくつかの実施形態において、対象は、オリゴ糖組成物の投与の後にラクチュロースで治療することができる。いくつかの実施形態において、対象は、オリゴ糖組成物を投与する前に、ラクチュロースおよびリファキシミンで治療されている。いくつかの実施形態において、対象は、オリゴ糖組成物の投与と並行して、ラクチュロースおよびリファキシミンで治療されている。いくつかの実施形態において、対象は、オリゴ糖組成物の投与の後に、ラクチュロースおよびリファキシミンで治療することができる。いくつかの実施形態において、本明細書中に開示される方法は、HEの治療のために、ラクチトールと組み合わせ得る。
いくつかの実施形態において、本明細書中に開示される方法は、HEの治療のために、食事の改変と組み合わせ得る。いくつかの実施形態において、本明細書中に開示される方法は、HEの治療のために、共生細菌またはプロバイオティクスと組み合わせ得る。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、対象に対して、HEを治療するために、ラクチトール、食事の改変、および/または共生細菌またはプロバイオティクスでの対象の治療の前、これと並行して、および/またはその後に投与することができる。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、血中アンモニアレベルが上昇している対象に投与され、ここで対象はまた、病原体、例として、細菌性病原体に感染している。いくつかの実施形態において、病原体は、多剤耐性(MDR)病原体、例として、MDR細菌性病原体、例えばCREまたはVREなどである。いくつかの実施形態において、対象には、病原体、MDR細菌性病原体、例えばCREまたはVREなどが定着している。
患者集団
いくつかの実施形態において、対象は、高アンモニア血症を患っている。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象は、肝性脳症(HE)を患っている。いくつかの実施形態において、対象は、HEを患っている。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象は、HEになるリスクがある。いくつかの実施形態において、肝性脳症を有する対象は、高アンモニア血症になるリスクがある。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症は、アルコールおよび/またはアルコール性硬変と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症は、自己免疫性肝炎、慢性B型肝炎、または慢性C型肝炎と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症は、脂肪肝と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症は、C型肝炎と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症は、C型肝炎およびアルコールと関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症は、鉄過剰および脂肪肝と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症は、非アルコール性脂肪性肝炎と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症は、非アルコール性脂肪性肝炎およびB型肝炎と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症は、原発性胆汁性肝硬変と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる。
いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物が対象に投与される前に、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療またはこれが投与されている。いくつかの実施形態において、アルコール、アルコール性硬変、C型肝炎およびアルコール、または非アルコール性脂肪性肝炎に関連した、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有する対象は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物が対象に投与される前に、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療またはこれが投与されている。
いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象のChild-Pughスコアは、少なくとも5である。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象のChild-Pughスコアは、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、または15である。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象のChild-Pughスコアは、5~6である。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象のChild-Pughスコアは、7~9である。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象のChild-Pughスコアは、10~15である。いくつかの実施形態において、Child-Pughスコアが少なくとも5、例として、6、5、7、8、9、10、11、12、13、14、または15である対象は、本明細書中に記載されるオリゴ糖を投与される。
いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象のアンモニアレベル、例として、血中アンモニアレベルは、高アンモニア血症を有さない対象(単数)または対象(複数)、例として、健常対象におけるアンモニアレベル、または高アンモニア血症を持たない健常対象集団における平均アンモニアレベルと比較して、高い。
いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象のアラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)レベルは、高アンモニア血症を有さない対象(単数)または対象(複数)、例として、健常対象におけるALTレベル、または高アンモニア血症を持たない健常対象集団における平均ALTレベルと比較して、高い。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象のアラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)レベルは、高アンモニア血症を有さない対象(単数)または対象(複数)、例として、健常対象におけるALTレベル、または高アンモニア血症を持たない健常対象集団における平均ALTレベルと比較して、高くない。
いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象のγ-グルタミルトランスフェラーゼ(GGT)レベルは、高アンモニア血症を有さない対象(単数)または対象(複数)、例として、健常対象におけるGGTレベル、または高アンモニア血症を持たない健常対象集団における平均GGTレベルと比較して、高い。いくつかの実施形態において、高アンモニア血症を有する対象のγ-グルタミルトランスフェラーゼ(GGT)レベルは、高アンモニア血症を有さない対象(単数)または対象(複数)、例として、健常対象におけるGGTレベル、または高アンモニア血症を持たない健常対象集団における平均GGTレベルと比較して、高くない。
いくつかの実施形態において、対象は、アルコールまたはアルコール性硬変と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有しており、ここで対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療されていてもよく、またここで対象は、高いアンモニアレベル、高いALTレベル、および/または高いGGTレベルを有していてもよい。いくつかの実施形態において、アルコールまたはアルコール性硬変と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有している対象であって、ここで対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療されていてもよく、またここで対象は、高いアンモニアレベル、高いALTレベル、および/または高いGGTレベルを有していてもよい、前記対象は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を投与される。
いくつかの実施形態において、対象は、自己免疫性肝炎、慢性B型肝炎、または慢性C型肝炎と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有しており、ここで対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療されておらず、またここで対象は、高いアンモニアレベル、高いALTレベル、または高いGGTレベルを有していない。いくつかの実施形態において、自己免疫性肝炎、慢性B型肝炎、または慢性C型肝炎と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有する対象であって、ここで対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療されておらず、またここで対象は、高いアンモニアレベル、高いALTレベル、または高いGGTレベルを有していない、前記対象は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を投与される。
いくつかの実施形態において、対象は、脂肪肝または脂肪肝疾患と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有しており、ここで対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療されておらず、またここで対象は、高いALTレベルおよび/または高いGGTレベルを有していてもよい。いくつかの実施形態において、脂肪肝または脂肪肝疾患と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有する対象であって、ここで対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療されておらず、またここで対象は、高いALTレベルおよび/または高いGGTレベルを有していてもよい、前記対象は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を投与される。
いくつかの実施形態において、対象は、C型肝炎と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有しており、ここで対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療されていなくてもよく、またここで対象は、高いアンモニアレベル、高いALTレベル、および/または高いGGTレベルを有していてもよい。いくつかの実施形態において、C型肝炎と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有する対象であって、ここで対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療されていなくてもよく、またここで対象は、高いアンモニアレベル、高いALTレベル、および/または高いGGTレベルを有していてもよい、前記対象は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を投与される。
いくつかの実施形態において、対象は、鉄過剰および脂肪肝と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有しており、ここで対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療されておらず、またここで対象は、高いALTレベルを有する。いくつかの実施形態において、鉄過剰および脂肪肝と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有する対象であって、ここで対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療されておらず、またここで対象は、高いALTレベルを有する、前記対象は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を投与される。
いくつかの実施形態において、対象は、非アルコール性脂肪性肝炎と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有しており、ここで対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療されていてもよく、またここで対象は、高いアンモニアレベル、高いALTレベル、および/または高いGGTレベルを有していてもよい。いくつかの実施形態において、非アルコール性脂肪性肝炎と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有する対象であって、ここで対象は、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで先に治療されていてもよく、またここで対象は、高いアンモニアレベル、高いALTレベル、および/または高いGGTレベルを有していてもよい、前記対象は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を投与される。
いくつかの実施形態において、対象は、原発性胆汁性肝硬変と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有しており、ここで対象は、高いGGTレベルを有する。いくつかの実施形態において、原発性胆汁性肝硬変と関連する、その影響を受ける、またはそれによって引き起こされる高アンモニア血症を有する対象であって、ここで対象は、高いGGTレベルを有する、前記対象は、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物を投与される。
病原体の低減または脱定着
いくつかの実施形態において、本明細書中に提供されるオリゴ糖組成物は、効果的に、病原体(例として、細菌性病原体、例として、多剤耐性の細菌性病原体)の存在量を低減させ、その定着を低減させ、その定着を防ぎ、および/または、その必要のある対象(例として、病原体に感染しているヒト対象、または病原体に感染するリスクがあるヒト対象、例えばHEおよび/または硬変を持つ対象など)に対する病原体(例として、細菌性病原体、例として、多剤耐性の細菌性病原体)の有害作用のリスクを低減させる。いくつかの実施形態において、本明細書中に提供されるオリゴ糖組成物(oligosaccharide compostion)は、効果的に、対象(例として、病原体に感染しているヒト対象、または病原体に感染するリスクがあるヒト対象、例えばHEおよび/または硬変を持つ対象など)における少なくとも1つの共生微生物(例として、共生細菌)の存在量を増加させる。いくつかの実施形態において、対象(subect)の消化管(例として、消化管の全てまたは消化管の一部、例として小腸および/または大腸)から病原体または抗生物質耐性遺伝子キャリアを脱定着させる方法が提供される。いくつかの実施形態において、方法は、消化管内の微生物群集を、共生群集が優勢である集団へとシフトさせること、例として、それによって病原体または抗生物質耐性遺伝子キャリアを置き換えること(例として、打ち負かすこと)を含む。いくつかの実施形態において、方法は、対象の消化管内の共生微生物、例として、共生細菌の存在量を、病原体、例として、細菌性病原体の存在量と比較して増加させることを含む。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、例として、少なくとも1つの共生微生物(例として、細菌性共生物)の存在量を増加させること、および/または少なくとも1つの病原体(例として、細菌性病原体)の存在量を減少させることによって、対象の腸内マイクロバイオームをよりディスバイオシスでない状態に回復させることができる。いくつかの実施形態において、その必要のある対象の腸内において、例として、対象の小腸、大腸および/または結腸においてディスバイオシスを低減させる、またはディスバイオシスを予防する方法が提供される。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、対象に対して、対象における病原体(例として、細菌性病原体)の存在量(abundunce)または量(amount)を調節するために投与することができる。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、対象に対して、ヒト対象における病原体(例として、細菌性病原体)の存在量または量を低減させるために投与することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、対象における病原体の存在量を、例として、オリゴ糖組成物の投与の前の対象における病原体の存在量と比較して、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減させることができる。いくつかの実施形態(emboidment)において、オリゴ糖組成物は、対象における病原体の存在量を、例として、オリゴ糖組成物の投与の前の対象における病原体の存在量と比較して、約1.5倍、約2倍、約2.5倍、約3倍、約3.5倍、約4倍、約4.5倍、約5倍、または約10倍、またはそれより多く低減させることができる。いくつかの実施形態において、対象において、病原体の存在量は、1または複数の共生細菌の存在量と比較して低減される。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、対象に対して、対象における、例として、バクテロイデス(Bacteroides)属および/またはパラバクテロイデス(Parabacteroides)属といった共生微生物(例として、共生細菌)の存在量または量を調節するために投与することができる。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、対象に対して、ヒト対象における共生微生物(例として、共生細菌)の存在量または量を増加させるために投与することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、対象における共生微生物の存在量を、例として、オリゴ糖組成物の投与の前の対象における共生微生物の存在量と比較して、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%増加させることができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、対象における共生微生物の存在量を、例として、オリゴ糖組成物の投与の前の対象における共生微生物の存在量と比較して、約1.5倍、約2倍、約2.5倍、約3倍、約3.5倍、約4倍、約4.5倍、約5倍、または約10倍、またはそれより多く増加させることができる。いくつかの実施形態において、対象において、共生微生物の存在量は、1または複数の病原体の存在量と比較して低減される。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、対象に対して、対象における(例として、対象の腸内における)対象への病原体の定着(例として、対象(subect)の腸への定着)を調節するおよび/または病原体の脱定着を調節するために投与することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、対象への病原体の定着を防ぐまたは阻害する。例えば、いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、病原体が全く、またはほとんど、検出できるように対象の消化管に定着しないように、対象の消化管への病原体の定着を防ぐ。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、消化管に病原体が定着している対象を脱定着させるために用いることができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、病原体が定着している対象に対して、対象における病原体の存在量を低減させ、それによって対象から病原体を脱定着させるために投与される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、例として、オリゴ糖組成物(composotion)の投与の前の対象に定着していた病原体の量と比較して、対象に定着している病原体(例として、病原体群集)の少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%を脱定着させる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の投与は、対象に定着している病原体の脱定着を、例として、オリゴ糖組成物の投与の前の対象に定着していた病原体の量と比較して、約1.5倍、約2倍、約2.5倍、約3倍、約3.5倍、約4倍、約4.5倍、約5倍、または約10倍、またはそれより多くもたらす。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、対象に対して、病原体の対象に対する有害作用のリスクを低減させるために投与することができる。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、対象における病的状態のリスクを低減させることができ、対象における病的状態に関連した症状の重症度を低減させることができ、および/または、その必要のある対象(例として、病原体に感染しているヒト対象、または病原体に感染するリスクがあるヒト対象、例えばHEおよび/または硬変を持つ対象など)における死亡リスクを減少させることができる。
いくつかの実施形態において、本明細書中に提供されるオリゴ糖組成物は、対象に対して、他の未治療の対象への病原体の拡散を低減させるために投与される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、例として、第一の対象から第二の対象への病原体の拡散を低減させる有効量で、および/または十分な数の対象に投与される。このような低減は、本明細書中に記載される方法のいずれか、または任意の他の考えられる方法によって測定され得る。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を対象に投与することによって、対象における病原体リザーバーを低減させる方法が提供され、ここで投与は、例として、病原体リザーバーを低減させる有効量で、および/または十分な数の対象に行われる。いくつかの実施形態において、病原体リザーバーは、例として、参照標準と比較して、約1%、約2%、約3%、約4%、約5%、約10%、約15%、約20%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、約99%、または約100%低減される。いくつかの実施形態において、病原体リザーバーは、対象の全細菌リザーバーの約1%、約5%、約10%、約15%、約20%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、または約85%(例として、対象の消化管内の全細菌集団の約5%、約10%、約15%、約20%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、または約85%)を占め得る。いくつかの実施形態において、病原体リザーバーは、病原体バイオマスを構成する。いくつかの実施形態において、細菌リザーバーは、全細菌バイオマスを構成する。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法は、オリゴ糖組成物を対象に対して、全病原体リザーバーを、全細菌リザーバーの約80%から約5%に、全細菌リザーバーの約80%から約10%に、全細菌リザーバーの約80%から約20%に、全細菌リザーバーの約80%から約30%に、全細菌リザーバーの約80%から約40%に、または全細菌リザーバーの約80%から約50%に低減させるために有効な量で投与することを含む。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法は、オリゴ糖組成物を対象に対して、全病原体リザーバーを、全細菌リザーバーの約50~80%から約5%に、全細菌リザーバーの約50~80%から約10%に、全細菌リザーバーの約50~80%から約20%に、全細菌リザーバーの約50~80%から約30%に、または全細菌リザーバーの約50~80%から約40%に低減させるために有効な量で投与することを含む。
いくつかの実施形態において、病原体または抗生物質耐性遺伝子キャリアのバイオマスを調節する方法が提供される。いくつかの実施形態において、調節は、例として、病原体または抗生物質耐性遺伝子キャリアのバイオマスを増加または減少させることを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、病原体のリザーバーまたはバイオマスを低減させる有効量で、および/または十分な数の対象に投与される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、病原体バイオマスを調節する、例として、低減させる(例として、病原体の数および/または薬物もしくは抗生物質耐性遺伝子もしくはMDRエレメントキャリアの数を調節する)有効量で投与される。いくつかの実施形態において、(例として、集団、例として、微生物集団において)病原体または抗生物質耐性遺伝子キャリアの数を調節する方法が提供される。
例示的な病原体としては、限定されるものではないが、腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(例として、エシェリキア(Escherichia)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、プレジオモナス(Plesiomonas)属、シゲラ(Shigella)属、またはサルモネラ(Salmonella)属を含む科)、クロストリジウム(Clostridium)(例として、クロストリジウム・ディフィシルを含む属)、エンテロコッカス(Enterococcus)、スタフィロコッカス(Staphylococcus)、カンピロバクター(Campylobacter)、ビブリオ(Vibrio)、エロモナス(Aeromonas)、ノロウイルス、アストロウイルス、アデノウイルス、サポウイルス、またはロタウイルスが挙げられる。いくつかの実施形態において、例示的な病原体としては、カンジダ(Candida)真菌、例として、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・アウリス(Candida auris)、カンジダ・グラブラタ(Candida glabrata)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)、カンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)、およびカンジダ・ルシタニエ(Candida lusitaniae)が挙げられる
いくつかの実施形態において、病原体は、多剤耐性の病原体である。いくつかの実施形態において、病原体は、多剤耐性の細菌である。いくつかの実施形態において、病原体は、カルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(CRE)である。いくつかの実施形態において、病原体は、バンコマイシン抵抗性腸球菌(VRE)である。いくつかの実施形態において、病原体は、基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ(ESBL)産生生物、例として、ESBL産生腸内細菌科細菌である。いくつかの実施形態において、病原体は、カンジダ(Candida)である。
いくつかの実施形態において、病原体としては、腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(例として、エシェリキア(Escherichia)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、プレジオモナス(Plesiomonas)属、シゲラ(Shigella)属、またはサルモネラ(Salmonella)属を含む科)が挙げられる。いくつかの実施形態において、病原体としては、クロストリジウム(Clostridium)(例として、クロストリジウム・ディフィシルを含む属)が挙げられる。いくつかの実施形態において、病原体としては、エンテロコッカス(Enterococcus)が挙げられる。いくつかの実施形態において、病原体としては、スタフィロコッカス(Staphylococcus)が挙げられる。いくつかの実施形態において、病原体としては、カンジダ(Candida)が挙げられる。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物を対象に対して、例として、感染率を低減させる有効量で、および/または十分な人数の対象に投与することによって、(例として、対象において)病原体が感染または定着を引き起こす率を低減させる方法が提供される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、病原体が感染を引き起こす率、または感染症に関連した症状の評価によって指し示される病原体感染症の重症度を低減させる有効量で、および/または十分な人数の対象(複数可)に投与される。いくつかの実施形態において、感染率は、例として、参照標準と比較して、約1%、約2%、約3%、約4%、約5%、約10%、約15%、約20%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、約99%、または約100%低減される。
本明細書中に記載される方法を用いた感染または定着率の低減は、例として、感染に対して、前向きであっても後ろ向きであってもよい。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法は、対象または対象の集団を、例として、目的の病原体によって引き起こされることが知られている、または目的の病原体と識別されるものと同様の症状または同様の特徴の観察を通じて、同様の感染についてモニターすることを含む。臨床的特性を用いることよりもむしろ、またはそれに加えて、本明細書中に記載される方法のいずれかを、関係する病原体のタイプ、およびその拡散またはリザーバーとの関係(もしあれば)をより具体的に決定するために用い得る。
いくつかの実施形態において、対象の消化管(例として、消化管の全てまたはその一部、例として、小腸、大腸など)を調節する方法が提供される。いくつかの実施形態において、方法は、対象の消化管の環境(例として、化学的または物理的環境)を、病原体または抗生物質耐性遺伝子キャリアに対する消化管(およびその中の微生物群集)の選択性が低いまたは受容性が低い状態にするように調節することを含む。いくつかの実施形態において、方法は、第二の剤、例として、炭または抗生物質分解酵素(例として、β-ラクタマーゼ)、またはシンバイオティクス(例として、遺伝子操作されたβ-ラクタマーゼ(例として、非伝播性のβ-ラクタマーゼ))をオリゴ糖組成物と組み合わせて投与することをさらに含む。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、病原体、薬物もしくは抗生物質耐性遺伝子もしくはMDRエレメントを提供することができる生物(ドナー微生物)、または薬物もしくは抗生物質耐性遺伝子もしくはMDRエレメントを受け取ることができる生物(レシピエント微生物)の増殖を置き換えるまたは阻害するよう、対象の微生物集団をシフトさせるために有効な量で投与される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、ドナー微生物が薬物もしくは抗生物質耐性遺伝子、またはMDRエレメントを拡散させる確率を低減させるために有効な量で投与される。
いくつかの実施形態において、病原体による感染症を管理する方法が提供される。いくつかの実施形態において、病原体による感染症の管理は、病原体による感染症を治療する、予防する、および/または病原体による感染症になるリスクを低減させることを含む。いくつかの実施形態において、病原体による感染症を治療することは、病原体の検出時に、対象または集団にオリゴ糖組成物を投与することを含む。いくつかの実施形態において、病原体による感染症を予防することは、感染症になるリスクがある対象または集団にオリゴ糖組成物を投与することを含む。対象または集団は、病原体に直接的に、および/または感染した個体に曝露された可能性のある対象または集団を包含し得る。いくつかの実施形態において、病原体による感染症になるリスクを低減することは、病原体に曝露される可能性のある対象または集団にオリゴ糖組成物を投与することを含む。
いくつかの実施形態において、例として、病原体の増殖を調節する(例として、低減させる)ために、微生物群集の組成および/または微生物群集の代謝アウトプットを調節する、例として環境を調節する方法が提供される。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、微生物群集を調節して消化管の環境を変える(例として、pHを変える、乳酸を変える、微生物密度を変えるなどの)ために有効な量で投与される。いくつかの実施形態において、方法は、消化管内のスペースまたは栄養分に関して病原体または抗生物質耐性遺伝子キャリアを打ち負かすことを含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、病原体が定着するための「スペース」、例として、物理的なスペースを低減させるために有効な量で投与される。いくつかの実施形態において、方法は、非病原性細菌をより適合させること(例として、より選択的な栄養源を提供すること、またはより適合した(例として、より速く)成長する種/株の増殖を促進すること)を含む。いくつかの実施形態において、方法は、共生細菌株の集団を増加させることによって、または共生細菌株における抗微生物防御機構、例として、バクテリオシン、抗微生物ペプチド、過酸化水素、または低pH(例として、酸(例として、酢酸塩、酪酸塩など)のレベル増加による)を生み出すことによって、病原体または抗生物質耐性遺伝子キャリアを打ち負かすことを含む。
いくつかの実施形態において、病原体の存在量および/または拡散を低減させる方法が提供される。いくつかの実施形態において、病原体は、細菌性病原体(例として、アビオトロフィア属種(Abiotrophia spp.)、(例として、A.ディフェクティブ(A.defective))、アクロモバクター属種(Achromobacter spp.)、アシネトバクター属種(Acinetobacter spp.)、(例として、A.バウマニ(A.baumanii))、アクチノバクラム属種(Actinobaculum spp.)、(例として、A.サアリイ(A.schallii))、アクチノマイセス属種(Actinomyces spp.)、(例として、A.イスラエリ(A.israelii))、アエロコッカス属種(Aerococcus spp.)、(例として、A.ウリナエ(A.urinae))、エロモナス属種(Aeromonas spp.)、(例として、A.ヒドロフィラ(A.hydrophila))、アグリゲイティバクター属種(Aggregatibacter spp.)、例としてA.アフロフィラス(A.aphrophilus)、バチルス・アントラシス(Bacillus anthracis)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)群、ボルデテラ属種(Bordetella spp.)、ブルセラ属種(Brucella spp.)、例としてB.ヘンセラエ(B.henselae)、ブルクホルデリア属種(Burkholderia spp.)、例として、B.セパシア(B.cepaciae)、カンピロバクター属種(Campylobacter spp.)、例として、C.ジェジュニ(C.jejuni)、クラミジア属種(Chlamydia spp.)、クラミドフィラ属種(Chlamydophila spp.)、シトロバクター属種(Citrobacter spp.)、例として、C.フロインディ(C.freundii)、クロストリジウム・ボツリナム(Clostridium botulinum)、クロストリジウム・ディフィシル、クロストリジウム・パーフリンジェンス(Clostridium perfringens)、コリネバクテリウム属種(Corynebacterium spp.)、例として、C.アミコラタム(C.amycolatum)、クロノバクター(Cronobacter)、例として、C.サカザキ(C.sakazakii)、以下の属の多くを包含する腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、エンテロバクター属種(Enterobacter spp.)、例として、E.クロアカ(E.cloacae)、エンテロコッカス属種(Enterococcus spp.)、例としてE.フェシウム(E.faecium)、E.コリ(E.coli)の腸管病原性株、尿路病原性株および腸管出血性株を包含するエシェリキア属種(Escherichia spp.)、フランシセラ属種(Francisella spp.)、例としてF.ツラレンシス(F.tularensis)、フゾバクテリウム属種(Fusobacterium spp.)、例としてF.ネクロホラム(F.necrophorum)、ゲメラ属種(Gemella spp.)、例としてG.モビロルム(G.mobillorum)、グラニュリカテラ属種(Granulicatella spp.)、例としてG.アディアセンス(G.adiaciens)、ヘモフィラス属種(Haemophilus spp.)、例としてH.インフルエンザ(H.influenza)、ヘリコバクター属種(Helicobacter spp.)、例としてH.ピロリ(H.pylori)、キンゲラ属種(Kingella spp.)、例としてK.キンゲ(K.kingae)、クレブシエラ属種(Klebsiella spp.)、例としてK.ニューモニエ(K.pneumoniae)、レジオネラ属種(Legionella spp.)、例としてL.ニューモフィラ(L.pneumophila)、レプトスピラ属種(Leptospira spp.)、リステリア属種(Listeria spp.)、例としてL.モノサイトゲネス(L.monocytogenes)、モルガネラ属種(Morganella spp.)、例としてM.モルガニ(M.morganii)、マイコバクテリウム属種(Mycobacterium spp.)、例としてM.アブセサス(M.abcessus)、ナイセリア属種(Neisseria spp.)、例としてN.ゴノレア(N.gonorrheae)、ノカルディア属種(Nocardia spp.)、例としてN.アステロイデス(N.asteroids)、オクロバクトラム属種(Ochrobactrum spp.)、例としてO.アンスロピ(O.anthropic)、パントエア属種(Pantoea spp.)、例としてP.アグロメランス(P.agglomerans)、パスツレラ属種(Pasteurella spp.)、例としてP.ムルトシダ(P.multocida)、ペディオコッカス属種(Pediococcus spp.)、プレジオモナス属種(Plesiomonas spp.)、例としてP.シゲロイデス(P.shigelloides)、プロテウス属種(Proteus spp.)、例としてP.ブルガリス(P.vulgaris)、プロビデンシア属種(Providencia spp.)、例としてP.スチュアルティイ(P.stuartii)、シュードモナス属種(Pseudomonas spp.)、例としてP.エルギノーサ(P.aeruginosa)、ラオウルテラ属種(Raoultella spp.)、例としてR.オルニチノリティカ(R.ornithinolytica)、ロチア属種(Rothia spp.)、例としてR.ムシラギノーサ(R.mucilaginosa)、サルモネラ属種(Salmonella spp.)、例としてS.エンテリカ(S.enterica)、セラチア属種(Serratia spp.)、例としてS.マルセセンス(S.marcesens)、シゲラ属種(Shigella spp.)、例としてS.フレキシネリ(S.flexneri)、スタフィロコッカス・アウレウス(Staphylococcus aureus)、スタフィロコッカス・ルグドゥネンシス(Staphylococcus lugdunensis)、スタフィロコッカス・シュードインターメディウス(Staphylococcus pseudintermedius)、スタフィロコッカス・サプロフィチカス(Staphylococcus saprophyticus)、ステノトロホモナス属種(Stenotrophomonas spp.)、例としてS.マルトフィリア(S.maltophilia)、ストレプトコッカス・アガラクチエ(Streptococcus agalactiae)、ストレプトコッカス・アンギノサス(Streptococcus anginosus)、ストレプトコッカス・コンステラタス(Streptococcus constellatus)、ストレプトコッカス・ディスガラクティエ(Streptococcus dysgalactiae)、ストレプトコッカス・インターメディウス(Streptococcus intermedius)、ストレプトコッカス・ミレリ(Streptococcus milleri)、ストレプトコッカス・シュードニューモニエ(Streptococcus pseudopneumoniae)、ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)、ストレプトーカス・ニューモニエ(Streptooccus pneumoniae)、トレポネーマ属種(Treponema spp.)、ウレアプラズマ・ウレオリティカム(Ureaplasma ureolyticum)、ビブリオ属種(Vibrio spp.)、例としてV.コレレ(V.cholerae)、およびエルシニア属種(Yersinia spp.)、(例として、Y.エンテロコリティカ(enterocolitica)));ウイルス性病原体(例として、アデノウイルス、アストロウイルス、サイトメガロウイルス、エンテロウイルス、ノロウイルス、ロタウイルス、およびサポウイルス);ならびに胃腸の病原体(例として、シクロスポラ属種(Cyclospora spp.)、クリプトスポリジウム属種(Cryptosporidium spp.)、エントアメーバ・ヒストリチカ(Entamoeba histolytica)、ジアルジア・ランブリア(Giardia lamblia)、および微胞子虫(例として、エンセファリトゾーン・カナリクリ(Encephalitozoon canaliculi)))を包含する。いくつかの実施形態において、病原体は、CRE、VRE、および/またはESBL産生腸内細菌科細菌を包含する。
いくつかの実施形態において、方法は、抗生物質抵抗性生物の存在量および/または拡散を低減させることを含む。抗生物質抵抗性生物としては、β-ラクタマーゼ産生腸内細菌科細菌(基質特異性拡張型β-ラクタマーゼおよびカルバペネマーゼの産生菌を包含し、これらは例えばTIM、OXA、VIM、SHV、CTX-M、KPC. NDMまたはAmpCなどの遺伝子を保有する);バンコマイシン抵抗性腸球菌(例として、VanAまたはVanBなどの遺伝子を保有する);フルオロキノロン抵抗性腸内細菌科細菌(例として、Qnrなどの遺伝子を持つ);カルバペネム抵抗性および多剤抵抗性シュードモナス(Pseudomonas);メチシリン抵抗性スタフィロコッカス・アウレウスおよびストレプトコッカス・ニューモニエ(Streptococcus pneumoniae)(例として、MecA遺伝子を保有する);多剤抵抗性アシネトバクター(しばしばβ-ラクタマーゼを含有する);トリメトプリム抵抗性生物(例として、ジヒドロ葉酸還元酵素);スルファメトキサゾール抵抗性生物(例として、ジヒドロプテロエート合成酵素);およびアミノグルコシド抵抗性生物(例として、リボソームメチルトランスフェラーゼ)が挙げられる。
いくつかの実施形態において、対象は、重篤な病気および/または移植患者である。重篤な病気の対象および/または移植患者は、感染症、例えば血液感染症などにかかりやすい(例として感染率が高い)。いくつかの実施形態において、感染症を引き起こす感染性病原体は、腸内に保持され(例として、定着によって獲得され得る)、これらはE.コリ、クレブシエラ、他の腸内細菌科細菌、およびエンテロコッカスを包含する。いくつかの実施形態において、微生物(例として、病原体)は、薬剤耐性(例としてカルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌、バンコマイシン抵抗性腸球菌)である。
いくつかの実施形態において、(例として、病原体の)定着の評価は、感染症(例として、血流感染症、尿路感染症(UTI)、または呼吸器感染症、菌血症)のリスクを予測するために、例として、定着のレベル(例として、所定の細菌の分類群の存否について適切な試料を評価すること、および/または病原体負荷を評価することによる)を感染症のリスクと相関させることによって用いられ、ここで定着のエビデンスは感染症のリスク上昇と相関し、培養陰性の対象は感染症のリスクが低い。いくつかの実施形態において、細菌のレベルが高いと、感染率が高くなる。いくつかの実施形態において、(例として病原体、例としてVREの)腸内定着は、他の組織(例として、血流)における感染に先行する。消化管定着性病原体の例としては、腸内細菌科細菌(例としてE.コリ、クレブシエラ、エンテロバクター、プロテウス)および腸球菌が挙げられ得る。いくつかの実施形態において、消化管定着性病原体として、多剤抵抗性細菌(例として、カルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌、バンコマイシン抵抗性腸球菌)がさらに挙げられる。
いくつかの実施形態において、病原体の状態について対象集団をスクリーニングした結果は、血流感染症管理の経過を決定する。いくつかの実施形態において、スクリーニング方法は、対象の糞便のサンプリング(例として直腸スワブによる)を含む。いくつかの実施形態において、方法は、糞便中の薬物/抗生物質抵抗性病原体(例として、VRE)の存在/不存在(存在量)を評価することを含む。いくつかの実施形態において、腸内の病原体レベルは、感染症リスクと相関する。いくつかの実施形態において、集中治療室(ICU)の対象、移植対象、化学療法を受けている対象、および抗生物質を受けている対象は、抗生物質抵抗性細菌、例えばカルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(Enterobacteriaciae)およびバンコマイシン抵抗性腸球菌などによる病原体定着のリスクがより高い。いくつかの実施形態において、腸内の病原体レベルを低減させることは、リスクを低減させる(例として、オリゴ糖組成物を、所望の場合、抗生物質と組み合わせて投与することによって)。いくつかの実施形態において、薬剤耐性病原体が存在しない場合、対象は、感染症(例として、血流感染症)または菌血症を予防するためにオリゴ糖組成物を投与される。いくつかの実施形態において、薬剤耐性病原体が存在する場合、対象は、感染症(例として、血流感染症)または菌血症を低減させるためにオリゴ糖組成物を投与される。
いくつかの実施形態において、高リスク対象(例としてHEおよび/または硬変を持つ対象)の消化管内に保持される抗生物質抵抗性病原体の定着レベルまたは罹患率を低減させる方法が提供される。例示的な抗生物質抵抗性病原体としては、カルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(Enterobacteriaciae)(例として、基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ(ESBL)産生腸内細菌科細菌(Enterobacteriaciae)およびバンコマイシン抵抗性腸球菌が挙げられる。
いくつかの実施形態において、重篤な病気または高リスクの対象(例としてHEおよび/または硬変を持つ対象)において感染率(例として、消化管に定着する病原体によるもの)を低減させる方法が提供される。いくつかの実施形態において、方法は、尿路感染症の発生率を低減させることを含む。いくつかの実施形態において、方法は、血流感染症の発生率を低減させることを含む。いくつかの実施形態において、方法は、気道感染症の発生率を低減させることを含む。
いくつかの実施形態において、方法は、対象において感染症を管理することを含む。感染症(菌血症)を持つ対象群の例としては、硬変を持つ対象、尿路感染症を持つ(例として、腸球菌、腸内細菌科細菌(Enterobacteriaciae)に感染)、血流感染症を持つ対象(例として、腸球菌、腸内細菌科細菌(Enterobacteriaciae)に感染)、移植対象(例として、骨髄(例として、造血幹細胞移植を受けている)、固形臓器(例として肝臓))、集中治療患者(例として、カルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(Enterobacteriaciae)およびESBL産生病原体に感染)、移植前肝不全患者(例として、バンコマイシン抵抗性腸球菌に感染)、移植後肝不全患者(例として、バンコマイシン抵抗性腸球菌に感染)が挙げられる。化学療法を受けている対象は、他の対象(例として、一般的な病院の患者集団)と比較して、高レベルの腸内病原体性菌血症、C.ディフィシル感染症(CDI)C、および化学療法誘発性の下痢を経験する。いくつかの実施形態において、抗生物質で治療された対象は、抗生物質抵抗性病原体を包含する、より高い病原体負荷を含む。いくつかの実施形態において、移植を受けているまたは受けようとしている対象、がんを持つ対象、肝疾患を持つ対象(例として、末期腎疾患)、または免疫系が抑制されている対象(例として、免疫不全の対象)は、感染症、例として腸由来の感染症になるリスクが高い可能性がある。いくつかの実施形態において、方法は、対象、例として、感染症になるリスクが高い対象の、例として、オリゴ糖組成物での予防的治療を含む。いくつかの実施形態において、化学療法または抗生物質治療を受けている対象は、共生細菌の多様性が低減している。いくつかの実施形態において、方法は、対象における、例として、施設、例として、病院または長期療養施設内の対象における、病原体、例として、多剤抵抗性病原体の定着を低減させるための対象の治療を含む。いくつかの実施形態において、対象に定着のリスクをもたらす(または対象の消化管に定着することができる)細菌は、腸内細菌科細菌の抵抗性下位集団(例として、E.クロアカおよび腸球菌)、C.ディフィシル(Nap1(パンデミック高毒性)C.ディフィシル株を包含する)、および感染性の下痢を引き起こす細菌(例として、カンピロバクター、サルモネラ、シゲラ、腸管出血性E.コリ(EHEC)、腸内毒素原性E.コリ(ETEC)、腸管病原性E.コリ(EPEC)、腸管侵入性E.コリ(EIEC)、腸管凝集性E.コリ(EAEC)、びまん性付着性E.コリ(DAEC)、および尿路病原性E.コリ)を含む。
いくつかの実施形態において、方法は、他の障害を持つ対象において感染症を管理することを含む。いくつかの実施形態において、方法は、アンモニアレベルが過剰な対象において感染症を管理することを含む。いくつかの実施形態において、肝性脳症(HE)を持つ対象は、本明細書中に提供される方法に従って治療され得る。いくつかの実施形態において、対象は、肝硬変の結果としてHEを有する。いくつかの実施形態において、そのような対象は、肝臓が毒性物質、例えばアンモニアなどを血液から除去できないときに生じる肝性多発性有害神経症状を示す。いくつかの実施形態において、対象は、ミニマルHEを有する、または有する疑いがある。いくつかの実施形態において、対象は、顕性HEを有する、または有する疑いがある。顕性HEのための標準治療は、ラクチュロース、ラクチトール、および抗生物質(例として、リファキシミンまたはネオマイシン)を包含する。治療はまた、食事の改変およびプロバイオティクスを包含し得る。いくつかの実施形態において、そのような方法は、将来のアンモニアクライシスのエピソードの発生率の減少をもたらし、またはHEのリスクがある対象においては、これはアンモニアクライシスの初回エピソードの発生率の減少による。
いくつかの実施形態において、方法は、臓器移植、例として、肝臓または骨髄移植の必要のある対象において感染症を管理することを含む。いくつかの実施形態において、方法は、対象が臓器移植、例として、肝臓または骨髄移植を受ける直前または少し前に、対象において感染症を管理することを含む。いくつかの実施形態において、方法は、対象が臓器移植、例として、肝臓または骨髄移植を受けた直後または少し後に、対象において感染症を管理することを含む。いくつかの実施形態において、方法は、末期肝疾患(ESLD)を有する、または有する疑いがある、または有するリスクがある対象において感染症を管理することを含む。
いくつかの実施形態において、本明細書中に提供される治療の有効性は、上記の症状または診断基準の解決(例として、血清アンモニアレベルの低減)によって評価され得る。いくつかの実施形態において、次のもののうちの一方または両方が低減される:i)1年間のアンモニアクライシスの回数(例として、少なくとも1回、2回、または少なくとも3回のクライシス)、ii)神経発達遅延および/または認知機能低下を包含する、アンモニアクライシスからの合併症の重症度(例として、オリゴ糖組成物を受けていない適切な対照群と比較して)。いくつかの実施形態において、アンモニアクライシスの間の時間は、例として、少なくとも15%、30%、60%、100%、または200%増加する(例として、オリゴ糖組成物を受けていない適切な対照群と比較して)。
いくつかの実施形態において、方法は、例として、対象において、例として、対象の消化管(例として結腸)において、病原体の存在量を低減させ、共生細菌の存在量の相対値を増加させる。いくつかの実施形態において、方法は、例として、対象の腸の微生物群集(例として、共生細菌の群集)のα多様性(例として、高度な多様性)を増加させる。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、共生細菌によって実質的に発酵または消費され、病原体によって発酵または消費されない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、共生細菌によって実質的に発酵または消費され、病原体によって低レベルで発酵または消費される。いくつかの実施形態において、共生細菌によって実質的に消費されるオリゴ糖組成物は、共生微生物叢の多様性およびバイオマスを増加させ、病原体(複数可)、例えば細菌性病原体(例として、病原性分類群)などの相対的存在量の低減を導き得る。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、VREもしくはCRE種またはESBL産生種によって実質的に非発酵であるか、または消費されない。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、C.ディフィシルによって実質的に非発酵であるか、または消費されない。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、例として、腸内マイクロバイオームにおいて共生またはプロバイオティクス細菌の増殖をサポートする。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物は、少なくとも1つの病原体の増殖をサポートせず、例として、CRE、VRE、C.ディフィシル種および/またはカンジダ種の増殖をサポートしない。
いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物の投与は、対象(例としてヒト患者)のマイクロバイオームにおける共生細菌の濃度、量または相対的存在量を、病原性細菌と比較して増加させ得る。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物および生存している共生またはプロバイオティクス細菌の集団の投与は、対象(例としてヒト患者)のマイクロバイオームにおける共生細菌の濃度、量または相対的存在量を、病原性細菌と比較して増加させ得る。いくつかの実施形態において、例として、腸内マイクロバイオームにおいて共生またはプロバイオティクス細菌の増殖をサポートするオリゴ糖組成物の投与は、対象(例としてヒト患者)のマイクロバイオームにおける共生細菌の濃度、量または相対的存在量を、病原性細菌と比較して増加させ得る。いくつかの実施形態において、例として、腸内マイクロバイオームにおいて少なくとも1つの病原体の増殖をサポートしない、例として、CRE、VRE、および/またはC.ディフィシル種の増殖をサポートしないオリゴ糖組成物の投与は、対象(例としてヒト患者)のマイクロバイオームにおける共生細菌の濃度、量または相対的存在量を、病原性細菌と比較して増加させ得る。いくつかの実施形態において、例として、腸内マイクロバイオームにおいて共生またはプロバイオティクス細菌の増殖をサポートし、少なくとも1つの病原体の増殖をサポートしない、例として、CRE、VRE、および/またはC.ディフィシル種の増殖をサポートしないオリゴ糖組成物の投与は、対象(例としてヒト患者)のマイクロバイオームにおける共生細菌の濃度、量または相対的存在量を、病原性細菌と比較して増加させ得る。
実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物は、一般に安全と認められている(GRAS)、または既知の共生もしくはプロバイオティクス微生物である共生またはプロバイオティクス細菌分類群および細菌と共投与される。いくつかの実施形態において、プロバイオティクスまたは共生細菌分類群(またはその調製物)は、対象へのオリゴ糖の投与の前または後に、対象に投与され得る。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物および共生またはプロバイオティクス細菌分類群は、マイクロバイオームが枯渇している対象、例として、検出可能な腸内共生物がほとんどまたは全くない対象に対して、対象における腸内マイクロバイオームのより大きな多様性の回復を試みるために投与される。いくつかの実施形態において、対象の腸内マイクロバイオームは、抗生物質の使用を通じて、例として、対象への1または複数回のコースの抗生物質の先行投与によって枯渇している。
共生またはプロバイオティクス細菌は、プロバイオティクスとも呼ばれる。プロバイオティクスは、プロバイオティクス細菌によって発酵中に生成される代謝物を包含することができる。これらの代謝物は、発酵の媒体、例として、宿主生物(例として対象)内に放出され得て、または細菌内に貯蔵され得る。プロバイオティクス細菌は、細菌、細菌ホモジネート、細菌タンパク質、細菌抽出物、細菌発酵上清、およびこれらの組み合わせを包含し、これらは、例として、治療的用量で与えられたときに、宿主動物に対して有益な機能を果たす。
有用なプロバイオティクスは、少なくとも1つの乳酸および/または酢酸および/またはプロピオン酸産生細菌、例として、炭水化物、例えばグルコースおよびラクトースなどを分解することによって乳酸および/または酢酸および/またはプロピオン酸を産生する微生物を包含する。好ましくは、プロバイオティクス細菌は、乳酸菌である。実施形態において、乳酸菌は、ラクトバチルス(Lactobacillus)、ロイコノストック(Leuconostoc)、ペディオコッカス(Pediococcus)、ストレプトコッカス(Streptococcus)、およびビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)を包含する。好適なプロバイオティクス細菌としては、宿主の腸内微生物バランスを改善することによって宿主に有益な影響を与える他の細菌を挙げることができ、例えば、限定されるものではないが、酵母、例えばサッカロマイセス(Saccharomyces)、デバロマイセス(Debaromyces)、カンジダ(Candida)、ピキア(Pichia)およびトルロプシス(Torulopsis)など、カビ、例えばアスペルギルス(Aspergillus)、リゾプス(Rhizopus)、ムコール(Mucor)、およびペニシリウム(Penicillium)およびトルロプシス(Torulopsis)など、ならびに他の細菌、例えば、限定されるものではないが、バクテリオデス(Bacteriodes)属、クロストリジウム(Clostridium)属、フゾバクテリウム(Fusobacterium)属、メリソコッカス(Melissococcus)属、プロピオニバクテリウム(Propionibacterium)属、エンテロコッカス(Enterococcus)属、ラクトコッカス(Lactococcus)属、スタフィロコッカス(Staphylococcus)属、ペプトストレプトコッカス(Peptostreptococcus)属、バチルス(Bacillus)属、ペディオコッカス(Pediococcus)属、ミクロコッカス(Micrococcus)属、ロイコノストック(Leuconostoc)属、ワイセラ(Weissella)属、アエロコッカス(Aerococcus)属、およびオエノコッカス(Oenococcus)属、ならびにこれらの組み合わせを挙げることができる。
本開示においてとりわけ有用である共生またはプロバイオティクス細菌としては、(ヒトへの投与の場合は)ヒトを起源とし(またはプロバイオティクス細菌が投与される哺乳動物を起源とし)、宿主に対して非病原性であり、工学的プロセスに抵抗し(すなわち、処理の間、および送達媒体中で生存して活性を持ったままであることができ)、胃の酸性および胆汁の毒性に抵抗性があり、腸の上皮組織に付着し、消化管に定着する能力を有し、抗微生物物質を産生し、宿主において免疫応答を調節し、代謝活性(例としてコレステロールの同化、ラクターゼ活性、ビタミン産生)に影響を与えるものが挙げられる。
共生またはプロバイオティクス細菌は、単一株として、または複数の株の組み合わせとして用いることができ、ここでプロバイオティクス細菌の用量中の細菌の総数は、1用量あたり、約1×10から約1×1014、または約1×10から約1×1012、または約1×10から約1×1011 CFUである。
共生またはプロバイオティクス細菌は、プロバイオティクス菌が生きているが「仮死状態」または傾眠の状態にある間に、オリゴ糖組成物と共に製剤化することができる。一旦凍結乾燥させると、プロバイオティクス細菌の生存培養物(複数可)は、培養物を復活させる水分への曝露を最小限にするように取り扱われるが、その理由は、培養物は、一旦復活させると、高水分環境または培地中ですぐに培養しないかぎり、高い割合で病的状態を経験することがあるためである。加えて、培養物は、病的状態を低減させるため、(とりわけ水分の存在下での)高温への曝露の可能性を低減させるように取り扱われる。
プロバイオティクス細菌は、粉末状の乾燥形態で用いることができる。プロバイオティクス細菌はまた、前記オリゴ糖組成物の中に入れて、または前記オリゴ糖組成物と同じ時もしくは異なる時に投与される別のオリゴ糖組成物中に入れて、投与することができる。
実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物中に入れて、および/または本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物と組み合わせて用いることができる共生細菌分類群は、アッカーマンシア(Akkermansia)、アナエロコッカス(Anaerococcus)、バクテロイデス(Bacteroides)、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)(ビフィドバクテリウム・ラクティス(Bifidobacterium lactis)、B.アニマリス(B.animalis)、B.ビフィダム(B.bifidum)、B.ロンガム(B.longum)、B.アドレセンティス(adolescentis)、B.ブレベ(B.breve)、およびB.インファンティス(B.infantis)を包含する)、ブラウティア(Blautia)、クロストリジウム(Clostridium)、コリネバクテリウム(Corynebacterium)、ジアリスタ(Dialister)、ユーバクテリウム(Eubacterium)、フィーカリバクテリウム(Faecalibacterium)、フィネゴルディア(Finegoldia)、フゾバクテリウム(Fusobacterium)、ラクトバチルス(Lactobacillus)(L.アシドフィラス(L.acidophilus)、L.ヘルベティカス(L.helveticus)、L.ビフィダス(L.bifidus)、L.ラクティス(L.lactis)、L.ファーメンティ(L.fermentii)、L.サリバリウス(L.salivarius)、L.パラカゼイ(L.paracasei)、L.ブレビス(L.brevis)、L.デルブルエッキ(L.delbruekii)、L.サーモフィレス(L.thermophiles)、L.クリスパタス(L.crispatus)、L.カゼイ(L.casei)、L.ラムノサス(L.rhamnosus)、L.ロイテリ(L.reuteri)、L.ファーメンタム(L.fermentum)、L.プランタラム(L.plantarum)、L.スポロゲネス(L.sporogenes)、およびL.ブルガリカス(L.bulgaricus)を包含する)、ペプトコッカス(Peptococcus)、ペプトストレプトコッカス(Peptostreptococcus)、ペプトニフィラス(Peptoniphilus)、プレボテラ(Prevotella)、ロゼブリア(Roseburia)、ルミノコッカス(Ruminococcus)、スタフィロコッカス(Staphylococcus)、および/またはストレプトコッカス(Streptococcus)(S.ラクティス(S.lactis)、S.クレモリス(S.cremoris)、S.ジアセチラクティス(S.diacetylactis)、S.サーモフィレス(S.thermophiles)を包含する)を含む。
実施形態において、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物中に入れて、および/または本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物と組み合わせて用いることができる共生細菌分類群、例として、GRAS株は、バチルス・コアグランス(Bacillus coagulans)GBI-30、6086;ビフィドバクテリウム・アニマリス亜種ラクティス(Bifidobacterium animalis subsp. lactis)BB-12;ビフィドバクテリウム・ブレベYakult;ビフィドバクテリウム・インファンティス35624;ビフィドバクテリウム・アニマリス亜種ラクティスUNO 19(DR10);ビフィドバクテリウム・ロンガムBB536;エシェリキア・コリM-17;エシェリキア・コリNissle 1917;ラクトバチルス・アシドフィラスDDS-1;ラクトバチルス・アシドフィラスLA-5;ラクトバチルス・アシドフィラスNCFM;ラクトバチルス・カゼイDN 114-001(ラクトバチルス・カゼイImmunitas(s)/Defensis);ラクトバチルス・カゼイCRL431;ラクトバチルス・カゼイF19;ラクトバチルス・パラカゼイStl l(またはNCC2461);ラクトバチルス・ジョンソニイ(Lactobacillus johnsonii)Lai(ラクトバチルスLCI、ラクトバチルス・ジョンソニイNCC533);ラクトコッカス・ラクティス(Lactococcus lactis)L1A;ラクトバチルス・プランタラム299V;ラクトバチルス・ロイテリATTC 55730(ラクトバチルス・ロイテリSD2112);ラクトバチルス・ラムノサスATCC 53013;ラクトバチルス・ラムノサスLB21;サッカロマイセス・セレビシエ(ボウラルディ(boulardii))リオ(lyo);ラクトバチルス・ラムノサスGR-1およびラクトバチルス・ロイテリRC-14の混合物;ラクトバチルス・アシドフィラスNCFMおよびビフィドバクテリウム・ラクティスBB-12またはBL-04の混合物;ラクトバチルス・アシドフィラスCL1285およびラクトバチルス・カゼイの混合物;ならびにラクトバチルス・ヘルベティカスR0052、ラクトバチルス・ラムノサスR0011、および/またはラクトバチルス・ラムノサスGG(LGG)の混合物を含む。
いくつかの実施形態において、方法は、オリゴ糖組成物の投与、および共生またはプロバイオティクス菌種の投与を含む。いくつかの実施形態において、オリゴ糖組成物および共生細菌の組み合わせ投与は、マイクロバイオームが枯渇している患者(例として、検出可能な腸内共生物がほとんどまたは全くない患者)、例として、化学療法を受けているまたは抗生物質を摂取している患者に利益をもたらすために用いられ得る。いくつかの実施形態において、対象または患者は、検出可能な共生細菌が何ら存在しない腸内マイクロバイオームを有し得る。いくつかの実施形態において、方法は、検出可能な共生細菌が何ら存在しない腸内マイクロバイオームを有する対象または患者への、オリゴ糖組成物および共生細菌の組み合わせ投与を含む。
IV. キット
キットもまた企図される。例えば、キットは、オリゴ糖組成物の単位剤形、および高アンモニア血症に関連した疾患の治療における組成物の使用のための説明を含有する添付文書を含むことができる。いくつかの実施形態において、組成物は、乾燥粉末形式で提供される。いくつかの実施形態において、組成物は、溶液で提供される。キットは、その必要のある対象による使用のための好適なパッケージに入ったオリゴ糖組成物を包含する。本明細書中に記載される組成物のいずれも、キットの形態で包装することができる。キットは、治療の全コースに十分な、または治療のコースの一部に十分な量のオリゴ糖組成物を含有することができる。オリゴ糖組成物の用量を個別に包装することができ、または、オリゴ糖組成物はバルクで提供することができ、またはそれらの組み合わせが可能である。それゆえに、1つの実施形態において、キットは、治療レジメンにおける投薬ポイントに対応するオリゴ糖組成物の個々の用量を、好適なパッケージで提供し、ここで用量は1または複数のパケットに包装される。
いくつかの実施形態において、キットは、本明細書中に記載されるオリゴ糖組成物および1または複数の付加的な治療薬、薬物または物質(例として、1つ、2つ、3つ、4つ、または5つの付加的な治療薬、薬物または物質)を含有することができる。いくつかの実施形態において、キットは、オリゴ糖組成物および第二の治療薬、薬物または物質を含有する。いくつかの実施形態において、第二の治療薬、薬物または物質は、対象、例として、高アンモニア血症を持つヒト対象に投与されたとき、アンモニアレベルを低減させる。いくつかの実施形態において、第二の治療薬、薬物または物質は、抗生物質である。いくつかの実施形態において、第二の治療薬、薬物または物質は、リファキシミン(CAS ID:80621-81-4)である。いくつかの実施形態において、第二の治療薬は、ラクチュロースである。いくつかの実施形態において、キットは、オリゴ糖組成物およびリファキシミンの用量を含有する。いくつかの実施形態において、キットは、オリゴ糖組成物およびラクチュロースの用量を含有する。いくつかの実施形態において、キットは、オリゴ糖組成物、リファキシミンおよびラクチュロースの用量を含有する。オリゴ糖組成物および付加的な治療薬、薬物または物質の用量は、バルク容器内に合剤化されるか、または個々のパッケージ内に合剤化することができる(例として、オリゴ糖組成物および付加的な治療薬の個々の用量がパケット内に一緒に包装される)。あるいは、オリゴ糖組成物および付加的な治療薬、薬物または物質の用量は、別々のバルク容器内、または別々のパッケージもしくはパケット内に包装することもできる。
キットは、例えば指示、期待される結果、推奨型情報、説明、警告、臨床データ、医療専門家のための情報などの書面資料をさらに包含することができる。1つの実施形態において、キットは、キットが医療専門家の指示の下でのみ使用されることを示すラベルまたは他の情報を含有する。容器は、スクープ、シリンジ、ボトル、カップ、アプリケーター、または他の測定もしくは提供装置をさらに包含することができる。
実施例1:デキストロース一水和物およびガラクトースからの10kgスケールでの例示的なオリゴ糖組成物の生産
反応容器(22L Littleford-Day水平プラウミキサー)に、5kgのデキストロース一水和物、4.5kgのガラクトースおよび0.892kg(乾燥固形分ベースで0.450kg)の固形酸触媒(スルホン酸部分を含むスチレン-ジビニルベンゼン、例として、Dowex(登録商標) Marathon(登録商標) C樹脂)を加えた。内容物をおよそ30RPMで撹拌し、容器の温度を2時間かけて約130℃まで大気圧で徐々に上昇させた。混合物を温度で1時間維持し、その後に加熱を停止して、予熱した水を、リアクター内容物の温度が120℃に下がるまでは60mL/分の速度で、次いでリアクター内容物の温度が110℃に下がるまでは150mL/分の速度で、次いでリアクター内容物の温度が100℃を下回るまでは480mL/分の速度で、合計で6kgの水を反応混合物に徐々に加えた。反応混合物を容器から排出し、固形物をろ過によって取り除くことで、12kgの生成材料がシロップとしてもたらされた。
グリカン組成物を脱イオン水中で約35wt%の濃度にさらに希釈し、次いでカチオン性交換樹脂(Dowex(登録商標) Monosphere(登録商標) 88H)カラム、アニオン性交換樹脂(Dowex(登録商標) Monosphere(登録商標) 77WBA)カラム、および脱色用ポリマー樹脂(Dowex(登録商標) OptiPore(登録商標) SD-2)に流して通過させることによって精製した。得られた精製材料を次いで真空ロータリーエバポレーションによって約75wt%固形分の最終濃度まで濃縮することで、精製グリカン組成物を得た。
実施例2:連続的な触媒の添加を伴う、デキストロース一水和物およびガラクトース(10kgスケール)からの10kgスケールでの例示的なオリゴ糖組成物の生産
本実施例は、22L水平混合リアクターにおける、2つの反復バッチについての10kgスケール(乾燥オリゴ糖組成物)でのグルコースおよびガラクトースサブユニットを含むオリゴ糖組成物の合成を実証するものである。
約5kgの食品グレードのデキストロース一水和物および4.5kgの食品グレードのガラクトースを、ホットオイルジャケットを備えた22L水平プラウミキサー(Littleford-Day,Lexington,KY)に入れた。デキストロースおよびガラクトースの混合物を、30RPMで連続的に混合しながら、約120℃の温度まで徐々に加熱することによって溶融した。30分後、0.892kg(乾燥固形分ベースで0.450kg)の固形酸触媒(スルホン酸部分を含むスチレン-ジビニルベンゼン、例として、Dowex(登録商標) Marathon(登録商標) C樹脂)を反応混合物に加えることで、混合懸濁液を形成させた。連続的に混合しながら(30RPMで維持)、反応温度を約130℃まで大気圧で2時間かけて徐々に上昇させた。15分後(触媒添加から2.5時間後)、予熱した水を、リアクター内容物の温度が120℃に下がるまでは60mL/分の速度で、次いでリアクター内容物の温度が110℃に下がるまでは150mL/分の速度で、次いでリアクター内容物の温度が100℃を下回るまでは480mL/分の速度で、合計で6kgの水を反応混合物に徐々に加えた。リアクター内容物を、85℃を下回るまでさらに冷却し、ろ過することで、オリゴ糖組成物から固形酸触媒を取り除いた。およそ12kgの生成材料が回収された。
オリゴ糖組成物を脱イオン水中で約35wt%の濃度にさらに希釈し、次いでカチオン性交換樹脂(Dowex(登録商標) Monosphere 88H)カラム、アニオン性交換樹脂(Dowex(登録商標) Monosphere 77WBA)カラム、脱色用ポリマー樹脂(Dowex(登録商標) OptiPore SD-2)、および次いでアニオン性交換樹脂(Dowex(登録商標) Monosphere 77WBA)カラムに流して通過させることによって精製した。得られた精製材料を次いで約75wt%固形分の最終濃度まで濃縮することで、精製オリゴ糖組成物を得た。
実施例3:デキストロース一水和物およびガラクトースからの10kgスケールでの例示的なオリゴ糖組成物の生産
コンデンサー、オイルヒーター(SterICoオイルヒーター)および空冷チラー(Silverstar空冷チラー)を備えた22Lリアクター(22L Littleford Reactor)を、オリゴ糖組成物の合成において用いた。オイルヒーターは温度300°Fに設定し、空冷チラーは5℃に設定した。リアクターの混合エレメントは30Hzに設定した。
約5.0kgのデキストロース一水和物、4.5kgの無水ガラクトース、および次いで0.90kgの触媒を順次、リアクターに加えた。コンデンサーをリアクターの上部ポートに取り付けた。
リアクターにデキストロース一水和物を入れ始めた時から2.5時間後、6kgのUSP水を95℃に加熱した。反応開始から3時間10分時に、リアクター温度を150°Fに設定した。反応開始から3時間15分時に、予熱した水を、リアクター内容物の温度が120℃に下がるまでは60mL/分の速度で、次いでリアクター内容物の温度が110℃に下がるまでは150mL/分の速度で、次いでリアクター内容物の温度が100℃を下回るまでは480mL/分の速度で、合計で6kgの水を反応混合物に加えることによって、反応をクエンチした。リアクター内容物を、85℃を下回るまでさらに冷却した。
クエンチが終了したら、クエンチ用のUSP水の容器を取り出し、希釈用のUSP水と置き換えた(クエンチから希釈の間に加えた合計10.6kgのUSP水を得るために、約4.6kg)。84±1℃の内部リアクター温度で、触媒の除去を助けるため、リアクターをワイヤーメッシュスクリーンを通して受け容器に排出した。希釈された粗精製のグリカン組成物を含有する受け容器を、さらに冷却した。グリカン組成物を、0.45μmフィルターを通したろ過によってさらに精製した。
オリゴ糖組成物を脱イオン水中で約35wt%の濃度にさらに希釈し、次いでカチオン性交換樹脂(Dowex(登録商標) Monosphere 88H)カラム、脱色用ポリマー樹脂(Dowex(登録商標) OptiPore SD-2)、脱色用ポリマー樹脂(Dowex(登録商標) OptiPore SD-2)、および次いでアニオン性交換樹脂(Dowex(登録商標) Monosphere 77WBA)カラムに流して通過させることによって精製した。
実施例4:脱モノマー化手法
実施例1~3および16において生産したオリゴ糖組成物の個々のバッチを、ロータリーエバポレーター上で、Brix屈折計による測定でおよそ50Brixになるまで濃縮した。得られたシロップ(200mg)をルアーチップシリンジを用いてTeledyne ISCO RediSep Rf Gold Amineカラム(11gの固定相)上にロードした。他の同様のカラム、例えばBiotage SNAP KP-NH Catridgeなども用いられ得る。試料は、ELSD検出器を備えたBiotage Isolera上で、20/80から50/50(v/v)の脱イオン水/ACN移動相グラジエントを55カラムボリュームにわたって用いることで精製した。他のフラッシュクロマトグラフィーシステム、例えばTeledyne ISCO Rfなども用いられ得る。流速は、カラムおよびシステムの製造者の仕様に従って設定した。約20カラムボリュームでモノマーフラクションが完全に溶出した後、オリゴ糖の残りが溶出して回収されるまで移動相を100%水に設定した。非モノマー含有フラクションをロータリーエバポレーションによって濃縮することで、脱モノマー化された生成物を与えた。
実施例5. サイズ排除クロマトグラフィー
実施例6~12に記載される選択されたオリゴ糖組成物の39のバッチおよび試料の重量平均分子量(MWw)、数平均分子量(MWn)および多分散性指数(PDI)を、SEC HPLCによって決定した。
方法
これらの方法は、2つのAgilent PL Aquagel-OH 20(7.5×300mm、5μm)カラムを直列に備えた屈折率(RI)検出器を有するAgilent 1100の使用を伴うものであった。
移動相(0.2M NaNO)は、34gのNaNO (ACSグレードの試薬)を秤量し、2000mLの脱イオン(DI)水(MiliQ水フィルターからのもの)中に溶解することによって調製した。溶液は、0.2μmフィルターを通してろ過した。
D-(+) Glucose(分析標準、Sigma-Aldrich、Cat番号47829)、PPS-pul342(Mp:342)、PPS-pul1.3k(Mp:1080)、PPS-pul6k(Mp:6100)、PPS-pul10k(Mp:9600)およびPPS-pul22k(Mp:22000)の各々のポリマー標準溶液(10.0mg/mL)は、20mgの標準物質を別々の20mLシンチレーションバイアルに秤量し、2.0mLのDI水を各バイアルに加えることによって調製した。
試料Aを2連で調製した。およそ300mgのオリゴ糖試料を20mLシンチレーションバイル(scintillation vail)に秤量し、10mLのDI水を加えた。溶液を混合し、0.2μmポリエーテルスルホン膜を有するAcrodisc 25mmシリンジフィルターを通してろ過した。
試料Bを2連で調製した。およそ210mgのオリゴ糖試料を20mLシンチレーションバイル(scintillation vail)に秤量し、10mLのDI水を加えた。溶液を混合し、0.2μmポリエーテルスルホン膜を有するAcrodisc 25mmシリンジフィルターを通してろ過した。
試料を流す少なくとも2時間前に流速を0.9mL/分に設定し、カラム温度およびRI検出器をそれぞれ、40℃、RI検出器のパージをオンに設定した。
全ての試料の注入量が10μL、ラン時間が28分である試料を流す前に、許容されるベースラインが得られるまで、検出器のパージをオフにしてポンプを0.9mL/分で運転した。
DI水からなるブランクの試料を流した。各標準試料を流した。試料Aを流した。試料Bを流した。
15分から22分の間のピークを積分した。試料クロマトグラムに示されるモノマーおよびブロードなピーク(生成物)を積分した。Empower 3ソフトウェアにおいて検量線フィットタイプを3番目に設定した。ブロードなピークについてEmpower 3ソフトウェアを用いて分子量分布および多分散性を算出した。生成物ピーク(DP2+)のMw、Mnおよび多分散性を報告した。
結果
実施例18のプロセスを用いて生産した選択されたオリゴ糖組成物の3バッチ、実施例1または3に記載されるプロセスを用いて22Lスケールで生産した選択されたオリゴ糖組成物の30バッチ、実施例21に記載されるプロセスを用いて22Lスケールで生産した選択されたオリゴ糖組成物の5バッチ、および実施例20のプロセスを用いて生産した選択されたオリゴ糖組成物の1バッチを、上記のSEC法を用いて分析した。実施例1または3のプロセスに従って生産した22Lバッチは、2回分析した。
実施例18に従って生産したオリゴ糖組成物の3バッチは、平均MWwが1514(最小/最大範囲が1114~1931MWw)であるオリゴ糖を含んでいた。実施例1または3のプロセスに従って生産したオリゴ糖組成物の22Lバッチは、平均MWwが1528g/mol(最小/最大範囲が1174g/molから2187g/mol)、平均MWnが942g/mol(最小/最大範囲が735g/molから1213g/mol)、および平均PDIが1.6(最小/最大範囲が1.53から1.86)であるオリゴ糖を含んでいた。これらのバッチの平均モノマー含量は約13.5%(最小/最大範囲が約9%から17.2%)であった。実施例21のプロセスに従って生産した22Lバッチから収集したSECデータを表11に表す。実施例20に記載されるプロセスに従って生産したオリゴ糖組成物のバッチは、MWwが1617g/mol、MWnが889g/mol(サッカライドモノマー含量が13.8%モノマー)であるオリゴ糖を含む。
表11. 選択されたオリゴ糖生産バッチのSECデータ
Figure 2022506635000043

実施例6:アンモニアに対するグリカンの有効性を試験するための、ミニマル肝性脳症(MHE)を持つ患者および健常対象からの糞便試料のエクスビボスクリーニング
進行性肝疾患を持つ患者は、しばしば血中アンモニアを十分に解毒することができず、それゆえに高アンモニア血症として知られる状態に至る。この血中アンモニアの上昇は、この患者集団において、認知障害、意識喪失、および死亡といったいくつかの症状を生じさせるものと考えられている。血中アンモニアレベルを低下させることができる化合物の同定は、それゆえ、肝疾患に関連した罹患率を低減させるために非常に重要である。現在、顕性肝性脳症(OHE)と診断された患者は、ラクチュロース(4-O-β-D-ガラクトシル-D-フルクトース)で治療されるが、ラクチュロースは、全体的なアンモニアレベルへの腸内細菌の寄与を制限することによって血中アンモニアを低減させると考えられている非消化性の二糖類である。ラクチュロースに十分に耐えられない患者は、非吸収性の抗生物質であるリファキシミンで治療される。これらの治療の有効性は、腸内細菌叢が血中アンモニアレベルにかなりの影響を与えていることを示唆している。この理由のため、腸内細菌が寄与するアンモニアの量を低減させるグリカンを同定するエクスビボのスクリーニングを実行した。このスクリーニングにおいて顕著なアンモニアの低減を示した選択されたオリゴ糖を、健常対象およびミニマル肝性脳症(MHE)を持つ患者から分離された微生物叢によって産生されるアンモニアを低減させることができるかどうかを決定するためのさらなる試験のために選択した。
試験品および対照品は、5%(w/v)ストック溶液として作成し、最終濃度0.5%で試験した。全てのストック溶液は、50mLのコニカルに保存し、4℃で維持した。分子生物学グレードの水を1:10(v/v)の比率で増殖培地に加え、無添加炭素(NAC)対照とした。
ヒト糞便試料を-80℃で保存した。作業ストックを調製するため、糞便試料を嫌気チャンバーに移し、解凍した。20% w/vの糞便スラリーを2,000×gで約5分間遠心分離し、上清を除去し、ペレットをPBS pH 7.4に再懸濁した。1%の糞便スラリーを作るため、700μLの各糞便スラリーを、900mg/L 塩化ナトリウム、26mg/L 塩化カルシウム二水和物、20mg/L 塩化マグネシウム六水和物、10mg/L 塩化マンガン四水和物、40mg/L 硫酸アンモニウム、4mg/L 硫酸鉄七水和物、1mg/L 塩化コバルト六水和物、300mg/L リン酸カリウム 二塩基性、1.5g/L リン酸ナトリウム 二塩基性、5g/L 炭酸水素ナトリウム、0.125mg/L ビオチン、1mg/L ピリドキシン、1 m/L パントテネート、75mg/L ヒスチジン、75mg/L グリシン、75mg/L トリプトファン、150mg/L アルギニン、150mg/L メチオニン、150mg/L スレオニン、225mg/L バリン、225mg/L イソロイシン、300mg/L ロイシン、400mg/L システイン、および450mg/L プロリンを含有する13.30mLの培地(Theriot CM et al. Nat Commun. 2014;5:3114)に加え、750μMの尿素を補充した。
得られた1% w/vの糞便スラリーを、35μLの選択されたオリゴ糖組成物または対照を含有する96ウェルプレートに、1ウェルあたり350μLの最終容量で添加し、37℃で45時間、嫌気的にインキュベートした。インキュベーション後、選択されたオリゴ糖または対照を加えた糞便試料を含有するプレートは、試料処理の間、嫌気チャンバーの外でウェットアイス上に維持した。この実験は3連で実施した。吸光度の測定値は、全ての試料の1対10希釈液を水中で作製すること、次いで波長600nmに設定した分光光度計を用いて各試料の分光光度計示度を得ることによって得た。OD600の示度を取得した後、全てのプレートを3062×g(4150×rpm)で10分間回転させ、上清を回収して-80℃で保存した。細胞ペレットを再懸濁し、DNA抽出プレートに移し、試料に対して浅いショットガンシーケンシングを実施するまで-80℃で保存した。
回収した上清を分析するために、改変アンモニア比色アッセイキット(BioVision、カタログ# K470-100)を用いた。この非酵素的アッセイは、アンモニアからのインドフェノールの形成を検出するものであり、プレートリーダーを用いた比色分析によって容易に定量可能な着色生成物を形成させる。解凍した培養上清を10kDフィルタープレート(Pall corporation、cat # 8034)を用いてろ過し、1500×gで15分間遠心分離し、次いで分子生物学グレードの水で1:100に希釈した。この1:100希釈液の100μLを平底の黒色マイクロプレート(Corning 3631)に移した。試薬を添加してプレートをインキュベートし、製造業者の説明書に従って、プレートを次いでOD670で読み取り、得られた値を標準曲線と比較することで、mMアンモニア値を得た。
図9は、選択されたオリゴ糖が、エクスビボアッセイにおいて試料に導入された45時間後に、健常対象の糞便試料における、およびMHEを持つ対象の糞便試料におけるアンモニアレベルを低減させたことを示す。45時間後、選択されたオリゴ糖組成物は、健常対象からの糞便試料の全てにおいて、および50個のmHE患者糞便試料のうち47個においてアンモニアレベルを低減させた。選択されたオリゴ糖組成物は、28個の健常対象試料のうち21個において、および50個のmHE対象試料のうち17個において、対照と比較して約50%よりも大きなアンモニアレベルの低減を生じさせ、このオリゴ糖が健常対象および高アンモニア血症対象の腸内微生物群集によって産生されるアンモニアレベルを減少させることができることを実証した。
実施例7:オリゴ糖組成物の存在下での定義された微生物群集における病原体存在量の低減
およそ415種の異なるオリゴ糖組成物を、定義された微生物群集(46種の異なる共生菌株を含む)において、病原体の相対的存在量を調節し(例として、低減させ)、共生細菌の増殖をサポートする能力について試験した。このスクリーニングは、定義された微生物群集に3つの薬剤耐性菌(CREクレブシエラ・ニューモニエ、CREエシェリキア・コリ、またはVREエンテロコッカス・ファセイウム(Enterococcus faceium))をスパイクすること、および続いてスパイクされた微生物群集を単一の試験オリゴ糖組成物の存在下で増殖させることによって実行され、ここで単一の試験オリゴ糖組成物は唯一の炭素源となった。
定義された微生物群集は、放線菌門(Actinobacteria)、ファーミキューテス門(Firmicutes)およびバクテロイデス門(Bacteroidetes)に属する46株を合わせることによって構築された:ブラウティア・プロダクタ(Blautia producta)、ブラウティア・ハンセニイ(Blautia hansenii)、クロストリジウム・セラタム(Clostridium celatum)、バクテロイオデス・セルロシリティカス(Bacteroiodes cellulosilyticus)、オドリバクター・スプランクニカス(Odoribacter splanchnicus)、ビフィドバクテリウム・カテヌラタム(Bifidobacterium catenulatum)、ユーバクテリウム・ハリイ(Eubacterium hallii)、バクテロイデス・ドレイ(Bacteroides dorei)、ビフィドバクテリウム・シュードカテヌラタム(Bifidobacterium pseudocatenulatum)、ビフィドバクテリウム・アドレセンティス(Bifidobacterium adolescentis)、バクテロイデス・コプロフィラス(Bacteroides coprophilus)、ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)、コプロコッカス・カタス(Coprococcus catus)、ビフィドバクテリウム・アングラタム(Bifidobacterium angulatum)、ユーバクテリウム・ベントリオサム(Eubacterium ventriosum)、ラクノスピラ・ムルチパラ(Lachnospira multipara)、パラバクテロイデス・メルダエ(Parabacteroides merdae)、バクテロイデス・フィネゴルディ(Bacteroides finegoldii)、パラバクテロイデス・ディスタソニス(Parabacteroides distasonis)、バクテロイデス・テタイオタオミクロン(Bacteroides thetaiotaomicron)、ブラウティア・ハイドロゲノトロフィカ(Blautia hydrogenotrophica)、ブラウティア・コッコイデス(Blautia coccoides)、クロストリジウム・ボルテアエ(Clostridium bolteae)、クロストリジウム・シンデンス(Clostridium scindens)、ホルデマネラ・ビホルミス(Holdemanella biformis)、ビフィドバクテリウム・ロンガム亜種インファンタリス(Bifidobacterium longum sub. Infantalis)、ルミノコッカス・オベウム(Ruminococcus obeum)、ドレア・フォルミシゲネランス(Dorea formicigenerans)、コリンセラ・アエロファシエンス(Collinsella aerofaciens)、ユーバクテリウム・エリゲンス(Eubacterium eligens)、フィーカリバクテリウム・プラウスニッツイ(Faecalibacterium prausnitzii)、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum)、プレボテラ・コプリ(Prevotella copri)、ユーバクテリウム・レクタル(Eubacterium rectale)、バクテロイデス・ユニフォルミス(Bacteroides uniformis)、スクシニビブリオ・デキストリノソルベンス(Succinivibrio dextrinosolvens)、ロゼブリア・インテスチナリス(Roseburia intestinalis)、クロストリジウム・ネクサイル(Clostridium nexile)、バクテロイデス・カッセ(Bacteroides caccae)、バクテロイデス・ブルガタス(Bacteroides vulgatus)、ドレア・ロンギカテナ(Dorea longicatena)、アッカーマンシア・ムシニフィラ(Akkermansia muciniphila)、バクテロイデス・テタイオタオミクロン(Bacteroides thetaiotaomicron)、バクテロイデス・セルロシリティカス(Bacteroides cellulosilyticus)、クロストリジウム・シンビオサム(Clostridium symbiosum)、およびルミノコッカス・グナバス(Ruminococcus gnavus)。
定義された微生物群集を調製するため、46種の異なる共生菌株の各々を、標準的なチョップドミートグルコース培地(CMG)中で、株に応じて18~48時間、独立して増殖させた。増殖後、各菌株の光学密度(OD600)を0.2に調整し、46種の菌株の各々を等量ずつ1つのボトルに合わせた。定義された微生物群集の1.5mLアリコートを、最終グリセロール濃度15%で、-80℃で凍結した。本実施例における使用のためのCREクレブシエラ・ニューモニエ、CREエシェリキア・コリおよびVREエンテロコッカス・フェシウム株は、Centers for Disease Control(CDC)から入手し、定義された微生物群集への添加の前に、37℃で12時間、BHI培地中で好気的に増殖させた。
定義された微生物群集試料の凍結したアリコートをその後に解凍し、定義された微生物群集試料のOD600を0.01に調整するため、900mg/L 塩化ナトリウム、26mg/L 塩化カルシウム二水和物、20mg/L 塩化マグネシウム六水和物、10mg/L 塩化マンガン四水和物、40mg/L 硫酸アンモニウム、4mg/L 硫酸鉄七水和物、1mg/L 塩化コバルト六水和物、300mg/L リン酸カリウム 二塩基性、1.5g/L リン酸ナトリウム 二塩基性、5g/L 炭酸水素ナトリウム、0.125mg/L ビオチン、1mg/L ピリドキシン、1mg/L パントテネート、75mg/L ヒスチジン、75mg/L グリシン、75mg/L トリプトファン、150mg/L アルギニン、150mg/L メチオニン、150mg/L スレオニン、225mg/L バリン、225mg/L イソロイシン、300mg/L ロイシン、400mg/L システイン、および450mg/L プロリンからなる培地(Theriot CM et al. Nat Commun. 2014;5:3114)に0.1%ペプトンおよび0.75mM尿素をさらに補充したもので洗浄した。全てOD600が0.01であるCREクレブシエラ・ニューモニエ、CREエシェリキア・コリ、およびVREエンテロコッカス・フェシウムを次いで定義された微生物群集試料に添加した(すなわち、スパイクに用いた)。スパイクされた各アリコートに、415種の異なるオリゴ糖組成物のうちの1つ(アリコート中に存在する唯一の炭素源として)を最終濃度0.5% w/vまたは0.05% w/vで供給し、37℃の嫌気チャンバー内で24時間インキュベートした。陰性対照(すなわち、炭素源なし)として水を用いた。各オリゴ糖組成物は3回まで反復した。24時間のインキュベーション後、スパイクされた各微生物群集のOD600を測定することで、全嫌気性増殖の近似値を提供した。
スパイクされた各微生物群集における病原体のレベルを決定するため、新鮮なLuria-bertani(LB)培地中で各群集の200倍希釈液を作製し、37℃で24時間好気的にインキュベートした。Biotekプレートリーダーを用いて、OD600を15分ごとに測定することで増殖曲線を作成した。中間対数増殖までの時間を算出し、これを用いて実験の嫌気性フェーズ終了時の総病原体負荷を決定した。中間対数増殖までの時間が短いことは、病原体レベルが高いことに相当する。
病原体の増殖を低減させながら群集全体の増殖をサポートしたオリゴ糖組成物を特定するため、嫌気性フェーズ終了時のOD600 (高いほど、より多くの共生物が存在することの表れである)および二次的な好気増殖中の中間対数増殖までの時間の両方を、それぞれのメトリクス内で0から1まで正規化した。これらの2つの値を乗算し、1から減算した(すなわち、1-(嫌気性増殖*好気性増殖))。個々のオリゴ糖組成物を代表するこれらの最終値を、陰性対照(水)に対して正規化することで、病原性細菌のレベルを低減させ、共生細菌のレベルを促進したオリゴ糖組成物を特定した。
実施例8:オリゴ糖組成物の存在下でのヒトからの糞便スラリーにおける病原体存在量の低減
実施例6のスパイクされた微生物群集において病原体の存在量を低減させ、共生物の増殖をサポートした135種のオリゴ糖組成物を、単一の病原体株(VRE E.フェシウム、CRE K.ニューモニエ、またはCRE E.コリ)をスパイクされたヒトからのエクスビボ糞便スラリーにおいて同様に機能する能力についてさらに評価した。オリゴ糖組成物を水中で5% w/vに調製し、フィルター滅菌し、96ウェルのディープウェルマイクロプレートのアッセイプレートに、アッセイ中の最終濃度が0.5%または0.05% w/vになるように添加し、水を陰性対照として供給した。
ヒト糞便試料供与物を-80℃で保存した。糞便スラリーの作業ストックを調製するため、糞便試料を嫌気チャンバーに移し、解凍した。糞便試料を次いでリン酸緩衝生理食塩水(PBS) pH 7.4(P0261,Teknova Inc.,Hollister,CA)、15%グリセロール中に20% w/vで調製した。20% w/v糞便スラリー+15%グリセロールを2,000×gで遠心分離し、上清を除去し、ペレットを1% PBS中に懸濁し、その後に、900mg/L 塩化ナトリウム、26mg/L 塩化カルシウム二水和物、20mg/L 塩化マグネシウム六水和物、10mg/L 塩化マンガン四水和物、40mg/L 硫酸アンモニウム、4mg/L 硫酸鉄七水和物、1mg/L 塩化コバルト六水和物、300mg/L リン酸カリウム 二塩基性、1.5g/L リン酸ナトリウム 二塩基性、5g/L 炭酸水素ナトリウム、0.125mg/L ビオチン、1mg/L ピリドキシン、1 m/L パントテネート、75mg/L ヒスチジン、75mg/L グリシン、75mg/L トリプトファン、150mg/L アルギニン、150mg/L メチオニン、150mg/L スレオニン、225mg/L バリン、225mg/L イソロイシン、300mg/L ロイシン、400mg/L システイン、および450mg/L プロリンからなるCM培地(Theriot CM et al. Nat Commun. 2014;5:3114)に750μMの尿素をさらに補充したもので希釈することで、1% w/v糞便スラリーの最終希釈液を与えた。
実験開始の1日前、CRE K.ニューモニエの単一株、CRE E.コリの単一株およびVREの単一株を、独立して、0.5% D-グルコースを含むCM培地中、嫌気チャンバーで一晩培養した。実験当日、病原体培養物のアリコートをPBSで洗浄し、各病原体培養物および1%糞便スラリーの光学密度(OD600)を、CM培地中でOD 0.1に調整した。3つの病原体培養物の各々を次いで糞便スラリーの3つのアリコートに別々に添加し、病原体培養物が糞便スラリー/病原体混合物の最終容量の8%を構成するようにした。3つの糞便スラリー/病原体混合物の各々をオリゴ糖組成物の96ウェルプレートに、最終濃度0.05% w/vまたは0.5% w/vで、1ウェルあたり350μLの最終容量で、37℃で45時間、嫌気的に暴露した。
エクスビボでのインキュベーションの後、プレートを嫌気チャンバーから取り出し、新鮮なLuria-Bertani(LB)培地中で各培養物の200倍希釈液を作製した。これらの希釈した培養物を37℃で24時間好気的にインキュベートした。Biotekプレートリーダーを用いて、OD600を15分ごとに24時間測定することで増殖曲線を作成した。中間対数増殖までの時間を算出し、これを用いて実験の嫌気性フェーズ終了時の総病原体負荷を決定した。中間対数値までの時間が短いことは、実験の嫌気性フェーズ終了時の病原体レベルが高いことに相当する。
糞便スラリー群集中の共生株は偏性嫌気性菌であり、それゆえに好気条件下で増殖しない。嫌気インキュベーションの終了時に測定されたOD600 (嫌気性OD600と呼ばれる)および好気性増殖曲線から算出された中間対数増殖までの時間により、共生物の増殖を排他的にサポートする選択されたオリゴ糖組成物の特定が可能であった(例として、高い嫌気性OD600および長い中間対数増殖までの時間)。
実施例9:オリゴ糖組成物が単一病原体の増殖をサポートする能力の試験
実施例7Aからの合計55種のオリゴ糖組成物を、オリゴ糖組成物が単一の病原体の増殖をサポートすることができるかどうかを直接試験するように設計された追加のアッセイにおいて調査するためにさらに選択した。
CREエシェリキア・コリ、CREクレブシエラ・ニューモニエ、およびクロストリジウム・ディフィシルを包含する個々の病原性細菌株をCM中で増殖させ、VREエンテロコッカス・フェシウムの単一株をメガ培地(MM)中で増殖させ、その後に単一のグリカン調製物または水(炭素なしの対照)を添加した。Mega Media(MM)は、10g/L トリプトンペプトン、5g/L 酵母エキス、4.1mM L-システイン、100mM リン酸カリウムバッファー(pH 7.2)、0.008mM 硫酸マグネシウム、4.8mM 炭酸水素ナトリウム、1.37mM 塩化ナトリウム、5.8mM ビタミンK、0.8% 塩化カルシウム、1.44mM 硫酸鉄(II)七水和物、4mM レサズリン、0.1% ヒスチジン-ヘマチン、1% ATCC 微量ミネラルサプリメント、1% ATCC ビタミンサプリメント、29.7mM 酢酸、0.9mM イソ吉草酸、8.1mM プロピオン酸、4.4mM N-酪酸を含有し、水酸化ナトリウムを用いてpHを7に調整した。この培地を0.2umフィルターを用いてフィルター滅菌し、使用前に嫌気チャンバー内で保管して、溶存酸素を消散させた。E.コリ(BAA-2340、BAA-97、患者から分離された4株)、K.ニューモニエ(ATCC 33259、BAA-1705、BAA-2342、および患者から分離された7株)、およびC.ディフィシルの単一株を、COY嫌気チャンバー内で0.5% D-グルコースを含むCM中で一晩、隔離して増殖させた。E.フェシウム(ATCC 700221および患者から分離された9株、およびEFM.70)の単一株を、COY嫌気チャンバー内で0.5% D-グルコースを含むMM中で一晩、隔離して増殖させた。一晩培養した各培養物1mLをPBSで洗浄し、各培養物の光学密度(OD600)を測定した。各培養物は、培地(例として、CMまたはMM)中でOD600 0.01に調整した。
COY嫌気チャンバーの内部で、E.コリ、K.ニューモニエ、またはC.ディフィシルの正規化された単一株培養物を、オリゴ糖組成物のうちの1つを唯一の炭素源として各ウェル内に有する96ウェルマイクロプレートに添加した。炭素源を何ら含まない培地(例として、CMまたはMM)に水を添加し、対照として機能させた。これらのマイクロプレートを次いでCOY嫌気チャンバー内で37℃で合計45時間インキュベートし、15分ごとにOD600を測定して、各実験ウェルの増殖曲線を作成した。各オリゴ糖組成物は、各細菌性病原体に対して3回反復して試験した。
増殖曲線について曲線下面積(AUC)を算出し、各実験について中間対数増殖までの時間を決定した。
選択されたオリゴ糖組成物は、CRE E.コリ、CRE K.ニューモニエ、VRE E.フェシウム、またはC.ディフィシルの増殖をサポートしなかった。これらの結果は、選択されたオリゴ糖組成物は病原体の増殖をサポートせず、それにより、共生細菌の増殖を選択的に有利にすることによって微生物群集における病原体の増殖および存在量を不利にすることをさらに実証した。
実施例10:単一の病原体株の培養物における選択されたオリゴ糖組成物の存在下での病原体の増殖および存在量の低減
式(I)および式(II)から選択される複数のグリカンを含み、実施例1~3および16に記載されるプロセスによって生産される選択されたオリゴ糖組成物を、重篤な病気および免疫不全の患者においてしばしば遭遇する病原体の単一株の増殖および存在量(abudance)を低減させる能力についてさらに試験した。
選択されたオリゴ糖組成物を、CREエシェリキア・コリ、CREクレブシエラ・ニューモニエ、およびVRE E.フェシウムの個々の株の増殖および存在量を低減させる能力について試験した。E.コリ(CDCの腸内細菌科細菌-カルバペネム限界点パネルから得た1株、その他は患者から分離されたもの)およびK.ニューモニエ(CDCパネルからの1株、その他は患者から分離されたもの)の単一株を、COY嫌気チャンバー内で0.5% D-グルコースを含むCM培地中で一晩、隔離して増殖させた。E.フェシウム(ATCC 700221および患者から分離された2株)の単一株を、COY嫌気チャンバー内で0.5% D-グルコースを含むMM培地中で一晩、隔離して増殖させた。培地を0.2μmフィルターを用いてフィルター滅菌し、使用前に嫌気チャンバー内で保管して、溶存酸素を消散させた。一晩培養した各培養物1mLをPBSで洗浄し、各培養物のOD600を測定した。各培養物をOD600 0.01に調整し、次いでグルコース、フラクトオリゴ糖(FOS)、または選択されたオリゴ糖(oligosacchride)組成物の試料とインキュベートした。炭素源が何ら添加されていない培地に陰性対照として水を加えた。各アッセイにおけるグルコース、FOS、または選択されたオリゴ糖(oligosacchride)組成物の最終濃度は0.5% w/vであり、各アッセイは各増殖プレート内で3回反復した。プレートを嫌気チャンバー内で37℃で合計45時間インキュベートした。各株について15分ごとに48時間、光学密度を決定した。
CREおよびVRE病原体は、選択されたオリゴ糖組成物試料の存在下で、水対照の存在下での病原体の増殖と同様に、ほとんどまたは全く増殖を示さなかった(図2および図3)。
選択されたオリゴ糖組成物を、病原真菌(カンジダ・アルビカンス、カンジダ・グラブラタ、カンジダ・クルセイ、およびカンジダ・トロピカリス)の個々の株の増殖および存在量を低減させる能力について試験した。カンジダ・アルビカンス、カンジダ・グラブラタ、カンジダ・クルセイ、およびカンジダ・トロピカリスの4つの株の各々は、ATCCから入手した(ATCC MYA-2950、ATCC 14243、ATCC 201380およびATCC MYA-2876)。全てのカンジダ株は、グルコースを2%の最終濃度で含む改変Sabouraudブロス(10g/L ペプトン溶液)中で、各株が約1の光学密度(OD600)を達成するまで、37℃で24時間、好気的に増殖させた。200μLの各培養物を3mLの改変Sabouraudブロス中で希釈し、120μLを、1ウェルあたり80μLのグルコース、FOS、または選択されたオリゴ糖組成物試料のうちの1つの5% w/v溶液を含有する96ウェルプレートの各ウェルに加えた。陰性対照として水を用いた。カンジダ・アルビカンス、カンジダ・グラブラタ、カンジダ・クルセイ、またはカンジダ・トロピカリスを試験するための各アッセイにおけるグルコース、FOS、または選択されたオリゴ糖組成物の最終濃度は2%であり、各アッセイを3回反復し、プレートを37℃で合計65時間インキュベートした。カンジダ・アルビカンス、カンジダ・グラブラタ、カンジダ・クルセイ、またはカンジダ・トロピカリス株の各々についての光学密度データを15分ごとに収集した。
カンジダ・アルビカンス、カンジダ・グラブラタ、カンジダ・クルセイ、またはカンジダ・トロピカリス株の各々は、選択されたオリゴ糖組成物試料の存在下で最小限に増殖した(図4)。一方、これらの株の各々は、グルコースの存在下で高いOD600まで増殖した。さらに、選択されたオリゴ糖組成物の存在下での各カンジダ株の増殖は、水の存在下での増殖量と同様であった(陰性対照、炭素源なし)。
これらのデータは、まとめると、試験されたVRE(E.フェシウム)およびCRE(CRE E.コリ、CRE K.ニューモニエ)、およびカンジダ株のいずれもが能力を持たないことによって証明されるように、実施例1~3および16に従って生産された選択されたオリゴ糖組成物は病原性微生物(細菌および真菌)の増殖および存在量をサポートしないことを実証した。対照的に、試験された株の全てが、グルコースおよび/またはFOSの存在下で顕著な増殖を示した。
実施例11:入院患者からの糞便スラリーにおける選択されたオリゴ糖組成物の評価
実施例1~3および16に記載されるプロセスによって生産された、式(I)および式(II)から選択される複数のグリカンを含む選択されたオリゴ糖組成物が、集中治療室(ICU)施設からの抗生物質治療を受けている13人の入院患者の糞便スラリーからのマイクロバイオーム試料における病原体の増殖を低減させる能力を評価した。
ICU患者および健常対象からの糞便試料を採取し、-80℃で保存した。エクスビボアッセイにおける使用のための糞便材料を調製するため、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)およびグリセロール中の20% w/vスラリーのアリコートをCOY嫌気チャンバー内で解凍した。このスラリーを次いでさらに希釈してMega Media(MM)の1%溶液とした。この培地を0.2μmフィルターを用いてフィルター滅菌し、使用前に嫌気チャンバー内で保管して、溶存酸素を消散させた。
カルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(CRE)およびバンコマイシン抵抗性腸球菌(VRE)の単一株を、COYチャンバー内で0.5% D-グルコースを含むMM中で一晩、隔離して増殖させた。実験当日、一晩培養した培養物のアリコートをPBSで洗浄し、培養物の光学密度(OD600)を測定した。培養物をMM中でOD600 0.1に調整し、1%糞便スラリーに加えた。カルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(CRE)およびバンコマイシン抵抗性腸球菌(VRE)のいずれかと混合した糞便スラリーを次いで16Sシーケンシングに供し、病原体および共生細菌の初発の相対的存在量を決定した。培養物を次いで、各ウェル内に次の炭素源(最終濃度0.5% w/v):マルトデキストリン、フラクトオリゴ糖、選択されたオリゴ糖組成物試料、または水(陰性対照、すなわち炭素源なし)のうちの1つを含む96ウェルマイクロプレートに添加した。これらのマイクロプレートを次いでCOYチャンバー内で37℃で合計45時間インキュベートし、各実験条件を各プレート上で3回反復して試験した。
45時間のインキュベーションの終了時に、各ウェルからの培養物試料を16Sシーケンシングに供して、オリゴ糖組成物での介入後の群集における病原体および共生細菌の最終的な相対的存在量を決定した。
16Sシーケンシングのため、糞便スラリーからゲノムDNAを抽出し、16S rRNA遺伝子の可変領域4を増幅してシーケンスした(Earth Microbiome Project protocol www.earthmicrobiome.org/emp-standard-protocols/16s/およびCaporaso JG et al. Ultra-high-throughput microbial community analysis on the Illumina HiSeq and MiSeq platforms. ISME J. (2012) Aug;6(8):1621-4)。生の配列をデマルチプレックスし、各試料をUNOISE2で個別に処理した(Robert Edgar UNOISE2:improved error-correction for Illumina 16S and ITS amplicon sequencing. bioRxiv (2016) Oct.15)。16S rRNAアンプリコンシーケンシングデータからのリードは、置換せずに5000リードに希薄化し、得られたOTUテーブルを下流の計算に用いた。
選択されたオリゴ糖組成物は、16Sシーケンシングによって評価されたように、ICU患者からのスパイクされた糞便スラリー中のカルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(図5A)およびバンコマイシン抵抗性腸球菌(図5B)の存在量を低減させた。これらの病原体の各々の存在量は、FOS(市販の繊維)またはマルトデキストリンの存在下でインキュベートされたスパイク糞便スラリーにおいて多かった。これは、実施例1~3および16に記載されるプロセスによって生産された、式(I)および式(II)から選択される複数のグリカンを含む選択されたオリゴ糖組成物が、臨床的に関連するモデルにおいて、病原体、例えばカルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(CRE)およびバンコマイシン抵抗性腸球菌(VRE)などの増殖を低減または防ぐことができることを実証している。
実施例12:肝性脳症(HE)患者からの糞便スラリーにおける選択されたオリゴ糖組成物の評価
いくつかの場合において、病原体の感染は、ある特定の患者における肝性脳症(HE)の前駆要因となる可能性がある。さらに、HE患者は、免疫不全で病原体に感染しやすい可能性がある。実施例1~3および16に記載されるプロセスによって生産された、式(I)および式(II)から選択される複数のグリカンを含む選択されたオリゴ糖組成物が、HE患者において病原体存在量を低減させる能力を試験した(testes)。44人のHE患者からのマイクロバイオーム試料に単一の病原体株(CRE E.コリまたはVRE E.フェシウム)をスパイクし、次いで選択されたオリゴ糖組成物、FOS、または水(陰性対照、すなわち炭素源なし)の存在下で増殖させた。
HE患者および健常対象からの糞便試料を採取し、-80℃で保存した。エクスビボアッセイにおける使用のための糞便材料を調製するため、これをCOY嫌気チャンバー内に移し、15%グリセロールを含むリン酸緩衝生理食塩水(PBS)中で20% w/vスラリーを作製した。各糞便スラリーのアリコートを-80℃で保存した。この実験のため、各スラリーのアリコートをCOYチャンバー内の周囲温度で解凍した。アリコートを2000×gで5分間遠心分離し、上清を捨てた。細胞ペレットをPBSに再懸濁し、次いでMega Media(MM)中の1%溶液にさらに希釈した。この培地を0.2μmフィルターを用いてフィルター滅菌し、使用前に嫌気チャンバー内で保管して、溶存酸素を消散させた。
カルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(CRE)およびバンコマイシン抵抗性腸球菌(VRE)の単一株を、COYチャンバー内で0.5% D-グルコースを含むMM中で一晩、隔離して増殖させた。実験当日、一晩培養した培養物のアリコートをPBSで洗浄し、培養物および糞便スラリーの光学密度(OD600)を測定した。OD600測定値を用いて、MM中で細菌培養物をOD600 0.01またはOD600 0.1のいずれかに、糞便スラリーをOD600 0.1に正規化した。正規化後、CRE株またはVRE株を、総培養物の8%(v/v)で糞便スラリーに添加した。OD600 0.01に正規化されたCRE株およびVRE株の各バッチを、糞便スラリーのうち12個に添加した。残りの32個の糞便スラリーに、OD600 0.1に正規化されたこれらの病原体の培養物を補充した。病原菌を補充した各糞便スラリーの試料を次いで浅いショットガンシーケンシング(16Sシーケンシング)に供し、病原体および共生細菌の初発の相対的存在量を決定した。混合された培養物を次いで、次の炭素源(最終濃度0.5% w/v):選択されたオリゴ糖組成物、FOS、または水のうちの1つを含む96ウェルマイクロプレートに添加した。これらのマイクロプレートを次いでCOYチャンバー内で37℃で合計45時間インキュベートした。各オリゴ糖組成物を各プレート上で3回反復して試験し、各実験条件を各プレート上で3回反復して試験した。
インキュベーション後、実施例9のように16Sシーケンシングを実施し、各糞便スラリー試料中の病原体の相対的存在量を決定した。
各実験組成物および患者試料についてCRE病原体またはVRE病原体の存在量の低減倍率を、水(陰性対照)と比較して決定した。選択されたオリゴ糖組成物は、カルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(図6A)およびバンコマイシン抵抗性腸球菌(図6B)の両方の存在量を、市販繊維であるFOSよりも大きく低減させた。これらの結果は、実施例1~3および16に記載されるプロセスによって生産された、式(I)および式(II)から選択される複数のグリカンを含む選択されたオリゴ糖組成物が、HEの関連モデルにおいて、病原体、例えばカルバペネム抵抗性腸内細菌科細菌(CRE)およびバンコマイシン抵抗性腸球菌(VRE)などの増殖を低減または防ぐことができることを実証している。
実施例13:糞便試料の採取
糞便試料は、対象にFisherbrand Commode Specimen Collection System(Fisher Scientific)および関連する使用説明書を提供することによって採取した。採取した試料は、処理するまでアイスパックまたは-80℃で保存した(Mclnnes & Cutting,Manual of Procedures for Human Microbiome Project:Core Microbiome Sampling Protocol A,vl2.0,2010,hmpdacc.org/doc/HMP_MOP_Versionl2_0_072910.pdf)。代替的な採取デバイスもまた用いられ得る。例えば、試料は、Faeces Tube 54x28mm(Sarstedt AG、25ml SC Feces Container w/Scoop)、Globe Scientific Screw Cap Container with Spoon (Fisher Scientific)またはOMNIgene-GUT collection system(DNA Genotek,Inc.)中に採取され得て、これは下流の核酸抽出および分析のために微生物のDNAを安定化させる。糞便試料のアリコートは、当業者に知られている標準的なプロトコールに従って、-20℃および-80℃で保存した。
実施例14:対象における病原体レベルの決定
消化管内に保持される病原体の力価を決定するため、糞便試料または直腸スワブを好適な方法によって採取する。試料材料は、例として、i) クロストリジウム・ディフィシルを選択的かつ差次的に増殖させるために嫌気的に培養されるCycloserine-Cefoxitin Fructose Agar(例えばAnaerobe Systemsから入手可能);ii) エシェリキア・コリ、およびそのほとんどが日和見病原体である他のグラム陰性腸内細菌の力価を測定するために好気的に培養されるEosin Methylene Blue Agar(例えばTeknovaから入手可能);iii) エンテロコッカス属種の力価を測定するために好気的に培養されるBile Esculin Agar(BD);iv) エンテロコッカス属種および/またはストレプトコッカス属種を増殖させるために好気的に培養されるフェニルエチルアルコール血液寒天(Becton Dickinson)またはColistin-Nalidixic Acid(CNA)血液寒天(例えば、Hardy Diagnosticsからのもの);v) ビフィドバクテリウム属種の力価を測定するためのBifidobacterium Selective Agar(Anaerobe Systems);vi) またはE.コリおよび他のグラム陰性腸内細菌の力価を測定するためのMacConkey Agar(Fisher Scientific)上で培養される。これらの細菌の薬剤耐性サブセットを選択するために付加的な抗生物質、例えばバンコマイシン(例として、バンコマイシン抵抗性腸球菌の場合)、セフォキシチン(例として、基質特異性拡張型βラクタマーゼまたは腸球菌の場合)、シプロフロキサシン(例として、フルオロキノロン抵抗性の場合)、アンピシリン(例として、アンピシリン抵抗性細菌の場合)、およびセフタジジム(例として、セファロスポリン抵抗性細菌の場合)を適宜用いることができる。加えて、共生株からの病原体の区別を容易にするため、例えばChromIDプレート(Biomerieux)またはChromAgar(Becton Dickinson)などを使用して、発色基質が添加され得る。プレートは、病原体に適した好気性、嫌気性、または微好気性の条件下、35~37℃でインキュベートされる。16~48時間後、コロニーをカウントし、これを用いて元の試料中の生存細胞の濃度を逆算する。
定量的評価のため、対象試料の体積または重量を測定し、リン酸緩衝生理食塩水または他の希釈剤中で1:10の連続希釈液を調製し、その後に播種、増殖およびコロニーをカウントすることで、試料中の病原体のレベルを決定する。
あるいは、病原体の量は、定量的PCRによって測定される。この方法のため、本明細書中に記載される病原体(細菌性病原体、ウイルス性病原体および病原性原生動物を包含する)のうちの1または複数に特異的なプライマーが設計され、リアルタイム定量的PCR(例えば、二本鎖特異的な蛍光色素、例えばSybr Greenなど、または配列特異的Taqmanプローブ(Applied Biosystems/Thermo Scientific)を添加したPCR反応を用いたもの)において用いられる。ゲノムDNAは、各試料から、Mo Bio Powersoil(登録商標)-htp 96 Well Soil DNA Isolation Kit(Mo Bio Laboratories,Carlsbad,Calif.)もしくはQIAamp PowerFecal DNA Kit(Qiagen)を製造業者の説明書に従って用いることで、またはビーズ破砕、例として、BioSpec Mini-Beadbeater-96(BioSpec Products,Bartlesville,Okla.)を用いて2分間実施されるものによって、抽出される。あるいは、ゲノムDNAは、Mo Bio Powersoil(登録商標) DNA Isolation Kit(Mo Bio Laboratories,Carlsbad,Calif.)またはQIAamp DNA Stool Mini Kit(QIAGEN,Valencia,Calif.)を製造業者の説明書に従って用いることで分離される。定量的PCRにおける対象試料のサイクル閾値を次いで既知量の病原体の標準曲線と比較して、試料中の病原体レベルを決定する。アッセイの開発は記載されている(例として、“Application of the fluorogenic probe technique(TaqMan PCR) to the detection of Enterococcus spp. and Escherichia coli in water samples”,Edith Frahm and Ursala Obst,J.Microbiol.Meth. 2003 Jan;52(1):123-31中に)。あるいは、アッセイデザインを単純化するため、病原体の多くについて分析物特異的な試薬が、例えばLuminex,Inc(www.luminexcorp.com)から入手可能である。あるいは、または加えて、ユニバーサルリボソームプライマーを用いて病原体からのゲノムの総コピー数を定量的に測定し、病原体の絶対的存在量の代わりに相対量を決定する。所望の場合、総コピー数に対する病原体の比率を算出する。コロニー数は、試料の総DNA含量に対して、または、例として、ユニバーサルリボソームプライマーを用いたqPCRによって決定される定量的測定値に対して正規化することができる(例として、比率が算出される)。
あるいは、ある病原体のコロニー数、または全ての病原体を合わせたコロニー数を、非選択的条件で培養された試料の総コロニー数と比較する。試料は、栄養豊富な培地または寒天上で、例えばBrucella Blood Agar(Anaerobe Systems)、Brain Heart Infusion Broth(Teknova)、またはチョコレート寒天(Anaerobe Systems)上で培養される。これらの培地上で嫌気的に増殖させた最大コロニー数を、相対的測定値としての共生物に対する病原体の正規化比率において分母として用いる。
病原体の量はまた、16sリボソームDNAプロファイリングによって推定され得る。ゲノムDNAを対象試料(例として糞便試料、直腸スワブ、皮膚または粘膜のスワブ、生検または組織試料)から抽出し、16S rRNA遺伝子の可変領域4を増幅してシーケンスする(Earth Microbiome Project protocol www.earthmicrobiome.org/emp-standard-protocols/16s/およびCaporaso JG et al. 2012. Ultra-high-throughput microbial community analysis on the Illumina HiSeq and MiSeq platforms. ISME J.)。Operational Taxonomic Unit(OTU)は、16S rRNA配列を97%の同一性、またはそれより低い同一性で適宜アラインすることによって作成する。次いで、病原性種を表す可能性のあるOTUを、そのOTUを既知の分類構造、例えばNCBI(ncbi.nlm.nih.gov)またはRibosomal Database Project(https://rdp.cme.msu.edu)によって維持されているものなどに対してアラインすることによって評価し、その存在量を、例えば総配列数に対する病原体配列の数の比率として推定する。
実施例15. Varian Unity Inova NMRマシンを用いたHSQC NMR分析手法
実施例6~12に記載され、実施例1~3(10バッチを分析した)および21(5バッチを分析した)に記載されるように生産された、選択されたオリゴ糖組成物試料のHSQC NMRスペクトルの決定は、Varian Unity Inova NMRを用いて、下に記載されるプロトコールに従って実施された。
方法
試料調製:
予め凍結乾燥させたオリゴ糖組成物の固体試料25mgを、内部標準としての0.1%アセトンを含む300uLのD2O中に溶解した。溶液を次いで3mmのNMRチューブに入れた。
NMR実験:
各試料を、13Cにチューニングされ、25℃で動作する、Z軸グラジエントを有するXDBブロードバンドプローブを備えた499.83MHz(125.69MHz 13C)で動作するVarian Unity Inovaにおいて分析した。各試料を、コヒーレンス選択のためにエコー・アンチエコー方式を用いた多重度編集勾配増強1H-13C異種核一量子コヒーレンス(HSQC)実験に供した。次のパルスシーケンスダイアグラム、ならびに取得および処理パラメータを用いて、各試料についてNMRスペクトルを得た。
パルスシーケンスダイアグラム
Figure 2022506635000044

取得パラメータ
・ 1Hキャリア周波数=4ppm
・ 13Cキャリア周波数=65ppm
・ 取得観測軸のポイント数=596
・ 取得観測軸のスペクトル範囲=6.00ppmから2.03ppm
・ 間接観測軸のポイント数=300複合ポイント
・ 間接観測軸のスペクトル範囲=120ppmから10ppm
・ 待ち時間=1秒
・ 一結合1H-13Cカップリング定数=JCH=146Hz
・ スキャン数=8
・ 温度=298K
・ 溶媒=D2O
処理パラメータ
・ 直接観測軸のウインドウ関数=ガウシアンブロードニング、7.66Hz
・ 間接観測軸のウインドウ関数=ガウシアンブロードニング 26.48Hz
・ 処理=直接観測軸で512複合ポイント、間接観測軸で1024複合ポイント
スペクトル解析:
Mestrelab Research(Santiago de Compostela,Spain)からのMNovaソフトウェアパッケージを用いて、得られたスペクトルを解析した。スペクトルは、内部のアセトンシグナル(1H-2.22ppm;13C-30.8 ppm)を参照し、F2次元およびF1次元の両方でRegions2D法を用いて位相調整を行った。F2およびF1の両方の次元において、90度シフトしたサインを用いたアポダイゼーションを適用した。各スペクトルについて、個々のシグナル(C-H相関)を、楕円形の積分形状を持つ「定義済み積分領域」を用いたそれぞれのピークの積分によって定量した。スペクトルから得られた積分領域および値のテーブルは、値が全体に対するパーセンテージを表すように、合計が100になるように正規化された。ピーク積分領域は、モノマーに関連したピークを回避するように選択した。
結果
選択されたオリゴ糖組成物の15バッチ(実施例1または3に記載されるプロセスに従って生産された10バッチ、および実施例21のプロセスに従って生産された5バッチ)を、上のNMR法を用いて分析した。まとめると、これらのバッチは、次のNMRピークシグナルを含んでいた(表4)。
表4. 選択されたオリゴ糖組成物のHSQC NMRピーク
Figure 2022506635000045

シグナル1~11のうちの各々個々のシグナルの曲線下面積(AUC)を、全シグナル1~11の総AUCと比較して決定した。シグナル1~11の各々についてのAUCを、実施例1~3の(および実施例5に記載される)方法に従って生産された、選択されたオリゴ糖組成物の10バッチについて決定した。10バッチのHSQC NMR分析の集計結果をまとめた統計値を表12に表す。
表12. 選択されたオリゴ糖組成物のピークシグナルのAUC
Figure 2022506635000046

シグナル1~11の各々についてのAUCを、実施例21の(および実施例5に記載される)方法に従って生産された、選択されたオリゴ糖組成物の5バッチについて決定した。5バッチのHSQC NMR分析の集計結果をまとめた統計値を表13に表す。
表13. 選択されたオリゴ糖組成物のピークシグナルのAUC
Figure 2022506635000047

選択されたオリゴ糖組成物の代表的なHSQC NMRスペクトルを図8Aに提供する。表4に示される、選択されたオリゴ糖組成物のHSQCスペクトルについての積分ピークを丸で囲む。比較分析のため、既知のオリゴ糖であるガラクトオリゴ糖(GOS)のHSQC NMRスペクトルを、上記のNMR法を用いて決定した。表4に示される選択されたオリゴ糖組成物の積分ピークのいずれも、GOSのNMRスペクトル(図8B)中のピークと重なっていない。
実施例16:不純物の決定のためのSEC HPLC方法論
SEC HPLCを用いて、実施例6~12に記載され、実施例1または3および21に記載されるプロセスによって生産された、選択されたオリゴ糖組成物の試料における、残存する有機酸不純物および関連の物質の存在を決定した。
これらの方法は、ガードカラム(Bio-Rad MicroGuard Cation H+ Cartridge、PIN 125-0129または同等品)およびBio-Rad Aminex HPX-87H、300×7.8mm、9μm、PIN 125-0140カラムまたは同等品を備えた屈折率(RI)検出器を有するAgilent 1100の使用を伴うものであった。
移動相(水中25mM HSO)は、ボトルに2000mL DI水を満たし、2.7mLのHSOを緩徐に加えることによって調製した。溶液は、0.2μmフィルターを通してろ過した。
標準溶液は、50±2mgの基準物質を100mLメスフラスコに計量し、100mLのマークまで移動相を加え、よく混合することによって調製した。
選択されたオリゴ糖組成物の試料(試料A)を2連で調製した。およそ1000mgのオリゴ糖試料を10mLメスフラスコに秤量し、移動相をマークまで加えた。溶液を混合し、0.2μmポリエーテルスルホン膜を有するPESシリンジフィルターを通してろ過した。
選択されたオリゴ糖組成物の試料(試料B)を2連で調製した。およそ700mgのオリゴ糖試料を10mLメスフラスコに秤量し、移動相をマークまで加えた。溶液を混合し、0.2μmポリエーテルスルホン膜を有するPESシリンジフィルターを通してろ過した。
試料を流す少なくとも2時間前に流速を0.65mL/分に設定し、カラム温度を50℃に設定し、RI検出器の温度を50℃に設定し、RI検出器のパージをオンにした。
全ての試料の注入量が50μL、ラン時間が40分である試料を流す前に、許容されるベースラインが得られるまで、検出器のパージをオフにしてポンプを0.65mL/分で運転した。
DI水からなるブランクの試料を流した。標準物質、試料A、および試料Bを各々独立して流した。
11.3分のピーク(レボグルコサン)、11.9分のピーク(乳酸)、および13.1分のピーク(ギ酸)を積分した。Empower 3ソフトウェアにおいて検量線フィットタイプを3番目に設定した。
結果
実施例1~4に記載され、実施例1または3に記載されるプロセスによって生産された選択されたオリゴ糖組成物の30バッチ、および実施例1~4に記載され、実施例21に記載されるプロセスによって生産された選択されたオリゴ糖組成物の5バッチを、上記のHPLC法を用いて試験した。これらのバッチは、平均サッカライドモノマー含量が11.2%であった。この分析を合わせた結果を表14に表す。
表14. 選択されたオリゴ糖組成物生産バッチの不純物データ
Figure 2022506635000048

実施例21に記載のプロセスに従って生産されたオリゴ糖組成物の5バッチは、平均0.38%のレボグルコサン(最大0.39%、最小0.38%のレボグルコサン);平均0.06%の乳酸(最大0.07%、最小0.06%の乳酸);および平均0.00%のギ酸を含有する。
実施例17:DP1からDP7の決定のためのHPLC方法論
実施例1および3のプロセスによって生産された選択されたオリゴ糖組成物の試料中の、重合度(DP)が1、2、および3+のオリゴ糖の相対量をSEC HPLCによって決定した。
これらの方法は、ガードカラム(Shodex SUGAR SP-G 6B Guard Column 6×50mm、10μm、P/N F6700081または同等品)およびクロマトグラフィーカラム(Shodex Sugar SP0810、8.0×300mm、8μm、P/N F6378105または同等品)を備えた屈折率(RI)検出器を有するAgilent 1100の使用を伴うものであった。
移動相(0.1M NaNO)は、42.5gのNaNO (ACSグレードの試薬)を秤量し、5000mLの脱イオン(DI)水(MiliQ水フィルターからのもの)中に溶解することによって調製した。溶液は、0.2μmフィルターを通してろ過した。
D-(+) Glucose Mp 180,Carbosynth Ltd Standardまたは同等品(CAS # 50-99-7)(DP1);Maltose Mp 342,Carbosynth Ltd Standardまたは同等品(CAS # 69-79-4)(DP2);Maltotriose Mp 504,Carbosynth Ltd Standardまたは同等品(CAS # 1109-28-0)(DP3);Maltotetraose Mp 667,Carbosynth Ltd Standardまたは同等品(CAS # 34612-38-9)(DP4);Maltopentaose Mp 828,Carbosynth Ltd Standardまたは同等品(CAS # 34620-76-3)(DP5);Maltohexaose Mp 990,Carbosynth Ltd Standardまたは同等品(CAS # 34620-77-4)(DP6);Maltoheptaose Mp 1153,Carbosynth Ltd Standardまたは同等品(CAS # 34620-78-5)(DP7);and Maltooctaose Mp 1315,Carbosynth Ltd Standardまたは同等品(CAS # 6156-84-9)(DP8)の各々のポリマー標準溶液(10.0mg/mL)は、10mgの標準物質を別々の1.5mL遠心チューブに秤量し、DI水を加えて10mg/mL溶液を作製することによって調製した。
選択されたオリゴ糖組成物の試料を、10mg/mLの濃縮試料または2.5~3.5Brixに希釈した水性試料として調製した。
試料を流す少なくとも2時間前に流速を1.0mL/分に設定し、カラム温度を70℃に設定し、RI検出器の温度を40℃に設定し、RI検出器のパージをオンにした。
全ての試料の注入量が5μL、ラン時間が15分である試料を流す前に、許容されるベースラインが得られるまで、検出器のパージをオフにしてポンプを1.0mL/分で運転した。
DI水からなるブランクの試料、個々の標準物質、および試料を独立して流した。
試料のランにおける、個々の標準物質に相当する4分から9.2分の間の各ピークを積分した。標準物質を重ねたものを図10に示す。Empower 3ソフトウェアにおいて検量線フィットタイプを3番目に設定した。試料(選択されたオリゴ糖組成物の試料)のDP1、DP2、およびDP3+の値を、これらの方法を用いて決定した。
結果
選択されたオリゴ糖組成物の10個の試料を、この方法を用いてアッセイした。選択されたオリゴ糖組成物は、7.78%(±1.14%)のモノマー(DP1)、10.66%(±1.41%)の二糖(DP2)、および81.56%(±2.53%)の3つ以上の繰り返し単位を有するオリゴマー(DP3+)を含んでいた。
実施例18:デキストロース一水和物およびガラクトースからの100gスケールでの例示的なオリゴ糖組成物の生産
本実施例は、3首の丸底フラスコにおける、100gスケール(乾燥オリゴ糖組成物)でのグルコースおよびガラクトースサブユニットを含むオリゴ糖組成物の合成を実証するものである。
フラスコを加熱マントル中に置き、一方の側部アームに栓付き熱電対を取り付けた。他方の側部アームに、真空マニホールドに接続されてフラスコを受ける、エチレングリコール冷却の垂直コンデンサー蒸留ヘッドを取り付けた。中央の首に、撹拌棒と半月型の撹拌パドルを介してオーバーヘッドスターラーを接続した。
50.0gのD-グルコースおよび50.0gのD-ガラクトースをフラスコに加え、続いて50gの無水グルコースおよび9.4gの湿潤触媒(乾燥ベースで4.4g)(>3.0mmol/gのスルホン酸部分を含むポリスチレン-コ-ジビニルベンゼン、例として、Dowex(登録商標) Marathon(登録商標) C樹脂)を加えた。固形物を100rpmで撹拌し、反応の加熱を開始し、25mLのDI水を混合物に加えた。
100℃(内部温度)に達すると、糖-水の混合物は溶融し始めた。 120℃に達した後、反応混合物は均質化し、触媒は完全に分散した。次いで真空(700mbar)を適用し、水を蒸留しながら反応を進行させた。
2時間半後、熱源を取り除いた。混合物が100℃まで冷却された後、300mLのDI水を加え、完全な溶解が起こるまで周囲条件下で撹拌した。
ろ過によって触媒を取り除き、150mLのDI水ですすいだ。合わせた液体を回収し、次の順序で3つの精製カラムのシリアルアレイを通過させた:DOWEX Monosphere 88 Strong Acid Cation(H+)、DOWEX Monosphere 77 Weak Base Anion(OH-)、DOWEX Optipore SD-2 Adsorbent樹脂。精製したオリゴ糖組成物をフィルターに通し、ロータリーエバポレーションによって25brixまで濃縮した。
実施例19:パーメチル化分析を用いたグリコシド結合分布の決定
実施例6~12に記載される選択されたオリゴ糖組成物試料のグリコシド結合分布の決定は、パーメチル化分析を用いて、下に記載されるプロトコールに従って実施した。実施例1または3、20、および21の生産方法を用いて作製した選択されたオリゴ糖組成物の試料を、この手法を用いて分析した。
この手法において用いられる試薬は、メタノール、酢酸、重水素化ホウ素ナトリウム、炭酸ナトリウム、ジチオロメタン(dichioromethane)、イソプロパノール、トリフルオロ酢酸(TFA)、および無水酢酸を包含した。この手法において用いられる装置は、加熱ブロック、乾燥装置、キャピラリーカラムを備え、RID/MSD検出器を有するガスクロマトグラフ、および30メートルのRTX(登録商標)-2330(RESTEK)を包含した。全ての誘導体化手法はドラフト内で行った。
アルジトールアセテートの調製
A. 標準物質調製
次の標準分析物の1mg/mL溶液を調製した:アラビノース、ラムノース、フコース、キシロース、マンノース、ガラクトース、グルコース、およびイノシトール。標準物質は、50μLのアラビノース、キシロース、フコース、グルコース、マンノース、およびガラクトースの各々と20μLのイノシトールとをバイアル内で混合することによって調製した。標準物質を続いて凍結乾燥した。
B. 試料調製
各試料は、100~500μgの選択されたオリゴ糖組成物(分析天秤で秤量)と20μg(20μL)のイノシトールとをバイアル内で混合することによって調製した。
C. 加水分解
200μLの2Mチフルオロ酢酸(tifluoroacetic acid)(TFA)を、オリゴ糖試料(複数可)の各々に加えた。試料を含有するバイアルのキャップをしっかり閉め、加熱ブロック上で121℃で2時間インキュベートした。2時間後、試料を加熱ブロックから取り出し、室温まで冷却した。試料は次いでN/空気で乾燥させた。200μLのIPA(イソプロパノール)を加え、再びN/空気で乾燥させた。この加水分解ステップ(121℃で2時間のTFAの添加;イソプロパノールでの洗浄)を2回繰り返した。
標準物質も、試料について記載されるのと同様に、TFAを用いて加水分解に供した。
D. 還元およびアセチル化
1M水酸化アンモニウム中に10mg/mLの重水素化ホウ素ナトリウム溶液を調製した。200μLのこの溶液を各オリゴ糖試料に加えた。試料を次いで室温で少なくとも1時間または一晩インキュベートした。重水素化ホウ素ナトリウム溶液とのインキュベーションの後、5滴の氷酢酸、その後に5滴のメタノールを試料に加えた。試料を次いで乾燥させた。500μLの9:1 MeOH:HOAcを試料に加え、続いて乾燥させた(2回繰り返す)。500μLのMeOHを次いで試料に加え、続いて乾燥させた(1回繰り返し)。これにより、サンプルバイアルの側面上に皮のような白い残留物が生じた。
250μLの無水酢酸を次いで各サンプルバイアルに加え、試料をボルテックスして溶解させた。230μLの濃TFAを試料に加え、試料を50℃で20分間インキュベートした。試料を熱から取り出し、室温まで冷却した。およそ1mLのイソプロパノールを加え、試料を乾燥させた。次いで、およそ200μLのイソプロパノールを加え、試料を再び乾燥させた。およそ1mLの0.2M炭酸ナトリウムを次いで試料に加え、穏やかに混合した。およそ2mLのジクロロメタンを最後に試料に加え、その後にボルテックスして短時間遠心分離した。水性の上層を捨てた。1mLの水を加え、試料をボルテックスして短時間遠心分離した。このステップを繰り返した後、有機層(下層)を取り除き、別のバイアルに移した。試料をN/空気を用いて濃縮することで最終容量を約100μLにした。1μLの最終試料を次いでGC-MSに注入した。
GC-MS分析のため、GC温度プログラムSP2330を利用した。初期温度は80℃、初期時間は2.0分であった。第一の勾配は30℃/分の速度で、最終温度は170℃、最終時間は0.0分であった。第二の勾配は4℃/分の速度で、最終温度は240℃、最終時間は20.0分であった。
箱守のメチル化法による多糖類およびオリゴ糖のグリコシル結合解析
A. NaOH塩基の調製
ガラスのスクリュートップチューブ内で、100μLの50/50 NaOH溶液および200μLの乾燥MeOHを合わせた。NaOHについてはプラスチックピペットを用い、MeOHについてはガラスピペットを用いた。溶液を短時間ボルテックスし、およそ4mLの乾燥DMSOを加え、溶液を再びボルテックスした。チューブを遠心分離して溶液を濃縮し、ペレットからDMSOと塩をピペッティングで除去した。ペレットから全ての水を取り除くため、前の2つのステップを約4回繰り返した。チューブの側面から全ての白色残渣を取り除いた。全ての残渣が取り除かれ、ペレットが透明になったら、約1mLの乾燥DMSOを加え、溶液をボルテックスした。塩基を次いで使用のために準備した。塩基は、必要になるたびに新鮮なものを調製した。
B. パーメチル化
各試料は、600~1000μgの選択されたオリゴ糖組成物(分析天秤で秤量)と200μLのDMSOとをバイアル内で混合することによって調製した。オリゴ糖組成物が溶解するまで、試料を一晩撹拌した。
等量のNaOH塩基(400μL)を試料に加え、その後に試料をスターラー上に戻し置いて、10分間よく混合した。100μLのヨードメタン(CHI)を試料に加えた。試料をスターラー上で20分間混合し、次いで前のステップ(NaOH塩基およびヨードメタンの添加)を繰り返した。
およそ2mLの超純水を試料に加え、試料が濁るようによく混合した。ピペットの先端をチューブ底部の試料溶液に入れ、非常に低流量の空気を使用してCHIをバブリングで除去した。CHIがバブリングで除去されると、試料は透明になった。ピペットを溶液中で動かし、CHIがすべてなくなったことを確認した。およそ2mLの塩化メチレンを次いで加え、30秒間のボルテックスによって溶液をよく混合した。試料を次いで遠心分離し、上部の水層を取り除いた。およそ2mLの水を加え、試料を混合し、次いで短時間の遠心分離を行い、次いで上部の水層を取り除いた。塩化メチレンおよび水の添加を繰り返した。有機下層を取り除いて別のチューブに移し、Nを用いて乾燥させた。アルジトールアセテートを使用して分析を続けた。
C. 加水分解
200μLの2Mチフルオロ酢酸(tifluoroacetic acid)(TFA)をオリゴ糖試料(複数可)に加えた。試料を含有するバイアルのキャップをしっかり閉め、加熱ブロック上で121℃で2時間インキュベートした。2時間後、試料を加熱ブロックから取り出し、室温まで冷却した。試料は次いでN/空気で乾燥させた。200μLのIPA(イソプロパノール)を加え、再びN/空気で乾燥させた。この加水分解ステップ(121℃で2時間のTFAの添加;イソプロパノールでの洗浄)を2回繰り返した。
D. 還元およびアセチル化
1M水酸化アンモニウム中に10mg/mLの重水素化ホウ素ナトリウム溶液を調製した。200μLのこの溶液を各オリゴ糖試料に加えた。試料を次いで室温で少なくとも1時間または一晩インキュベートした。重水素化ホウ素ナトリウム溶液とのインキュベーションの後、5滴の氷酢酸、その後に5滴のメタノールを試料に加えた。試料を次いで乾燥させた。500μLの9:1 MeOH:HOAcを試料に加え、続いて乾燥させた(2回繰り返す)。500μLのMeOHを次いで試料に加え、続いて乾燥させた(1回繰り返し)。これにより、サンプルバイアルの側面上に皮のような白い残留物が生じた。
250μLの無水酢酸を次いで各サンプルバイアルに加え、試料をボルテックスして溶解させた。230μLの濃TFAを試料に加え、試料を50℃で20分間インキュベートした。試料を熱から取り出し、室温まで冷却した。およそ1mLのイソプロパノールを加え、試料を乾燥させた。次いで、およそ200μLのイソプロパノールを加え、試料を再び乾燥させた。およそ1mLの0.2M炭酸ナトリウムを次いで試料に加え、穏やかに混合した。およそ2mLのジクロロメタンを最後に試料に加え、その後にボルテックスして短時間遠心分離した。水性の上層を捨てた。1mLの水を加え、試料をボルテックスして短時間遠心分離した。このステップを繰り返した後、有機層(下層)を取り除き、別のバイアルに移した。試料をN/空気を用いて濃縮することで最終容量を約100μLにした。1μLの最終試料を次いでGC-MSに注入した。
GC-MS分析のため、GC温度プログラムSP2330を利用した。初期温度は80℃、初期時間は2.0分であった。第一の勾配は30℃/分の速度で、最終温度は170℃、最終時間は0.0分であった。第二の勾配は4℃/分の速度で、最終温度は240℃、最終時間は20.0分であった。
結果
上記の方法を用いて、脱モノマー化されたオリゴ糖組成物の10バッチ(実施例18のプロセスによって生産された4バッチ(各々2回分析)、および実施例1または実施例3のプロセスによって生産された6バッチ(5バッチは2回分析、1バッチは1回分析))について、パーメチル化データを収集した。これらのバッチを、実施例4に記載される方法に従って脱モノマー化した。これらの脱モノマー化されたオリゴ糖組成物のバッチ中に存在するラジカルに関する平均化されたデータを下の表2に提供する。
表2. Marathon C触媒を用いて生産された選択されたオリゴ糖のパーメチル化データ
Figure 2022506635000049

Figure 2022506635000050

Figure 2022506635000051

上記の方法を用いて、実施例21に記載されるプロセスに従って生産された、脱モノマー化されたオリゴ糖組成物の5バッチについても、パーメチル化データを収集した。これらのバッチを、実施例4に記載される方法に従って脱モノマー化した。これらの脱モノマー化されたオリゴ糖組成物のバッチ中に存在するラジカルに関する平均化されたデータを下の表3に提供する。
表3. クエン酸触媒を用いて生産された選択されたオリゴ糖のパーメチル化データ
Figure 2022506635000052

Figure 2022506635000053

Figure 2022506635000054

実施例20. 可溶性酸触媒(クエン酸)を用いたデキストロース一水和物およびガラクトースからの900kgスケールでのオリゴ糖組成物の生産
実施例6~12に記載される選択されたオリゴ糖組成物を、オーバーヘッド撹拌を有する2,840L(750ガロン)リアクターにおいて、900kgスケールで合成した。リアクターは、ヒートジャケットおよびコンデンサーを備えていた。
生産を開始するため、約200kg(±20kg)の精製水をリアクターに加え、約90℃(±5℃)に加熱した。リアクターに次いで約675kg(±10kg)の食品グレードのデキストロース一水和物を入れた。デキストロースが溶解するまで撹拌した。リアクターに次いで約619kg(±10kg)のガラクトースを入れ、これを次いで溶解するまで撹拌した。約37kg(±0.5kg)のクエン酸を次いで触媒としてリアクターに加え、次いで溶解するまで撹拌した。リアクターを次いで撹拌しながら内部バッフル温度が130℃になるまで加熱し(148℃以下のジャケット温度を設定値として用いる)、蒸留物を凝縮回収タンクに凝縮させた。リアクターをおよそ130℃で約30分間(±5分間)保持した。供給した糖(グルコースおよびガラクトース)に対する凝縮物のモル比は、一般的に0.4から0.9の間であった。次いで、リアクターに約730kg(±30kg)の精製水をスプレーリングによって入れることによって反応をクエンチした。ヒートジャックを備えた加熱タンク(ジャケットの設定値は100℃)の中で精製水を約90℃(±5℃)に加熱した後、これをリアクターに加えて反応をクエンチした。リアクターの材料を次いで約55℃(±5℃)に冷却し、精製水を加えて、材料を約45~55%の固形分濃度(Brixとして測定)に調整した。
得られた溶液を次いで、微量金属イオンを低減させ、色調を改善し、および有機酸を低減させるため、イオン交換樹脂を通して順次処理した。材料は最初に、制御フロー(240kg/時)下で第一の吸着性クロマトグラフィー樹脂(Dowex Optipore SD-2)のカラムに移し、次いで75kgの第二の吸着性樹脂(Dowex Optipore SD-2)を通過させた。材料を次いで66kgのアニオン交換樹脂(Dowex Monosphere 77)のカラムに移し、次いで66kgの第二のアニオン交換樹脂(Dowex Monosphere 77)のカラムを通過させた。得られた材料を次いで約30℃(±5℃)に冷却し、2~8℃での保存のため、0.45ミクロンのフィルターを通して容器内に吐出した。反応収量は、固形分ベースでおよそ900kgのオリゴ糖組成物であった(約1,800kgの50%固形分溶液)。オリゴ糖組成物は、スプレードライの準備が整うまでこれらの条件下で保存することができる。
精製されたオリゴ糖組成物は、組成物と米国薬局方(USP)の精製グレード水とを容器内で50%の固形分濃度が得られるまで混合することによって、固体粉末に変換することができる。溶液を次いでスプレードライして、得られた粉末を容器、例として、低密度ポリエチレン(LDPE)バッグに移すことができる。この材料を、例として、およそ280gの乾燥剤を2つのLDPEバッグの間に配置したツイストタイで閉じられる二重LDPEバッグに包装して、例として、30ガロンの高密度ポリエチレン(HDPE)容器の中で、制御された室温で保存することができる。
実施例21:可溶性触媒を用いたデキストロース一水和物およびガラクトースからの10kgスケールでの例示的なオリゴ糖組成物の生産
コンデンサー、オイルおよび空冷チラーを備えた22Lリアクター(22L Littleford Reactor)を、オリゴ糖組成物の合成において用いた。リアクターの混合エレメントは30Hzに設定した。オイルヒーターは、リアクターの内容物を136℃にするために適切な温度に設定した。
約5.0kgのデキストロース一水和物、4.5kgの無水ガラクトース、および0.27kgの無水クエン酸を、0.38kgのUSP精製水と共にリアクターに加えた。コンデンサーをリアクターの上部ポートに取り付けた。リアクターの内部温度をモニターし、内容物が100℃に達した時にタイマーを作動させた。反応混合物は、3.5時間または内部温度が138.0℃になるまで、混合および加熱を続けた。
その時点でオイルヒーターの温度を下げ、予め95℃に加熱した6kgのUSP精製水を用いて、予熱した水をリアクター内容物の温度が120℃に下がるまでは60mL/分の速度で、次いでリアクター内容物の温度が110℃に下がるまでは150mL/分の速度で、次いでリアクター内容物の温度が100℃を下回るまでは480mL/分の速度で、合計で6kgの水を反応混合物に加えることによって、反応をクエンチした。リアクター内容物を、85℃を下回るまでさらに冷却した。
クエンチが終了したら、クエンチ用のUSP精製水の容器を取り出し、希釈用のUSP精製水と置き換えた(クエンチから希釈の間に加えた合計8.2kgのUSP水を得るために、約2.2kg)。80℃以下の内部リアクター温度で、リアクターを受け容器に排出した。希釈された粗精製のグリカン組成物を含有する受け容器を、さらに冷却した。グリカン組成物を、0.45μmフィルターを通したろ過によってさらに精製した。
オリゴ糖組成物を次いで、脱色用ポリマー樹脂(Dowex(登録商標) OptiPore SD-2)、および次いでアニオン性交換樹脂(Dowex(登録商標) Monosphere 77WBA)カラムに流して通過させることによって精製した。
等価物と用語
本明細書に説明的に記載される開示は、好適には、本明細書に具体的に開示されていない何らかの要素(単数)または要素(複数)、限定(単数)または限定(複数)の非存在下で実施することができる。それゆえに、例えば、本明細書中の各例において、用語「含む(comprising)」、「から本質的になる(consisting essentially of)」、および「からなる(consisting of)」のいずれも、他の2つの用語のいずれかで置き換えられ得る。採用されている用語および表現は、説明事項として用いられるもので限定事項として用いられるものではなく、またそのような用語および表現の使用には、示され記載される特徴またはその部分のあらゆる等価物を除外する意図はないが、本開示の範囲内で様々な改変が可能であることが認識される。それゆえに、本開示は好ましい実施形態、任意選択で特徴によって具体的に開示されているが、本明細書中に開示される概念の改変および変形が当業者に頼られ得ること、およびそのような改変および変形は本開示の範囲内であると考えられることを理解すべきである。
加えて、本開示の特徴または態様がマーカッシュグループまたは他の代替のグループ化の観点から記載される場合、当業者は、本開示がそれによってマーカッシュグループまたは他のグループのメンバーの任意の個々のメンバーまたはサブグループの観点からも記載されることを認識する。
本発明を記載する文脈における(特に以下の特許請求の範囲の文脈における)用語「a」および「an」および「the」ならびに同様の指示物の使用は、本明細書中に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、単数形および複数形の両方をカバーするように解釈される。用語「含む(comprising)」、「持つ(having)」、「包含する(including)」、および「含有する(containing)」は、別段の記載がない限り、オープンエンドの用語(すなわち、「包含するが、これに限定されるものではない」ことを意味するもの)として解釈される。本明細書中の値の範囲の列挙は、本明細書中に別段の指示がない限り、範囲内に入る各個別の値を個別に参照する略記法として機能させることを単に意図しており、各個別の値は、本明細書中に個別に挙げられているかのように本明細書中に組み込まれる。本明細書中に記載される全ての方法は、本明細書中に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実施することができる。本明細書中に提供されるあらゆる全ての例、または例示的な言語(例として、「など(such as)」)の使用は、単に本発明をよりよく照らすことを意図しており、別に請求されない限り、本発明の範囲に制限を与えるものではない。本明細書中のいかなる言語も、本発明の実施に不可欠なものとして請求されていない何らかの要素を指し示すものとして解釈されるべきではない。
本発明の実施形態は、本明細書中に記載される。これらの実施形態の変形は、前述の記載を読めば当業者に明らかになるであろう。
本発明者らは、当業者がそのような変形を適宜採用することを予想しており、本発明者らは、本明細書中に具体的に記載されている以外の方法で本発明が実施されることを意図している。したがって、本発明は、適用可能な法によって認められるように、添付の特許請求の範囲に挙げられる発明主題の全ての改変および等価物を包含する。そのうえ、本明細書中に別段の記載がない限り、あるいは文脈によって明らかに矛盾しない限り、上記の要素のあらゆる可能な変形の組み合わせが本発明に包含される。当業者は、本明細書中に記載されている本発明の具体的な実施形態に対する多くの等価物を認識する、または通例的な実験法以上のものを用いずに確認することができる。そのような等価物は、以下の特許請求の範囲によって包含されることが意図される。

Claims (65)

  1. 複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、シグナル1から11を含む多重度編集勾配増強H-13C異種核一量子相関(HSQC)NMRスペクトルにより特徴付けられる、前記オリゴ糖組成物。
    Figure 2022506635000055

  2. シグナル1~11が、次のように規定されるH積分領域および13C積分領域により、各々さらに特徴付けられる、請求項1のオリゴ糖組成物。
    Figure 2022506635000056

  3. NMRスペクトルが、組成物の試料を、次のパルスシーケンスダイアグラム、取得パラメータおよび処理パラメータを用いて、コヒーレンス選択のためにエコー・アンチエコー方式を用いた多重度編集勾配増強H-13C異種核一量子コヒーレンス(HSQC)実験に供することによって得られる、請求項1または2のオリゴ糖組成物。
    パルスシーケンスダイアグラム
    Figure 2022506635000057


    取得パラメータ
    Hキャリア周波数=4ppm
    13Cキャリア周波数=65ppm
    取得観測軸のポイント数=596
    取得観測軸のスペクトル範囲=6.00ppmから2.03ppm
    間接観測軸のポイント数=300複合ポイント
    間接観測軸のスペクトル範囲=120ppmから10ppm
    待ち時間=1秒
    一結合H-13Cカップリング定数=JCH=146Hz
    スキャン数=8
    温度=298K
    溶媒=D
    処理パラメータ
    直接観測軸のウインドウ関数=ガウシアンブロードニング、7.66Hz
    間接観測軸のウインドウ関数=ガウシアンブロードニング 26.48Hz
    処理=直接観測軸で512複合ポイント、間接観測軸で1024複合ポイント
  4. NMRスペクトルが、組成物の試料をHSQC NMRに供することによって得られ、ここで試料はDO中に溶解される、請求項1~3のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  5. オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)が、約DP6から約DP14である、請求項1~4のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  6. 組成物が、55%から95%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む、請求項1~5のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  7. 式(I)および式(II):
    Figure 2022506635000058


    を含む複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、ここで式(I)および式(II)中のRは、独立して、水素、および式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId):
    Figure 2022506635000059


    Figure 2022506635000060


    から選択され、ここで式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)中のRは、独立して、上の式(I)および式(II)中のように定義され;
    ここで複数のオリゴ糖のうちの少なくとも1つのオリゴ糖は、式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)よりなる群から選択される少なくとも1つの内部モノマー単位を含む、前記オリゴ糖組成物。
  8. オリゴ糖の少なくとも10%が、式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)よりなる群から選択される1または複数の内部モノマー単位を含む、請求項7のオリゴ糖組成物。
  9. 少なくとも1つのオリゴ糖が、式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)よりなる群から選択される2つ以上の内部モノマー単位を含む、請求項7または8のオリゴ糖組成物。
  10. オリゴ糖組成物が、酸触媒をさらに含む、請求項7~10のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  11. 酸触媒が、可溶性酸触媒である、請求項10のオリゴ糖組成物。
  12. 酸触媒が、クエン酸である、請求項11のオリゴ糖組成物。
  13. オリゴ糖組成物中のオリゴ糖の60%超が、3以上の重合度(DP)を有する、請求項7~12のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  14. オリゴ糖組成物中のオリゴ糖の70%超が、3以上の重合度(DP)を有する、請求項7~12のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  15. オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)が、約DP6から約DP14である、請求項7~14のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  16. 組成物が、55%から95%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む、請求項7~15のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  17. 式(I)および式(II):
    Figure 2022506635000061


    を含む複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、ここで式(I)および式(II)中のRは、独立して、水素、および式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId):
    Figure 2022506635000062


    から選択され、ここで式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)中のRは、独立して、上の式(I)および式(II)中のように定義され;
    ここでオリゴ糖組成物は:
    (a) 酸性プロトンを含む触媒と共にデキストロース調製物およびガラクトース調製物を含む反応混合物を形成させること;ならびに
    (b) (a)に入れる前のデキストロースおよびガラクトース調製物中の総デキストロースおよびガラクトースに対する、反応混合物によって生産される正味の凝縮水のモル比が0.1~1.0の範囲内になるまで、反応混合物をその沸点で維持するために十分な熱を反応混合物に伝達し、ここで反応混合物は0.5~1.5atmの範囲内の圧力で維持されることによって、反応混合物中で酸触媒性のオリゴ糖形成を促進することを含むプロセスによって生産される、前記オリゴ糖組成物。
  18. プロセスが、(c)反応混合物の温度を100℃より下げながら、水を用いて反応混合物をクエンチすることをさらに含む、請求項17のオリゴ糖組成物。
  19. ステップ(b)が、蒸発によって反応混合物から水を除去することをさらに含む、請求項17または18のオリゴ糖組成物。
  20. ステップ(c)において、水が脱イオン水である、請求項17~19のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  21. ステップ(c)において、水の温度が約60~100℃である、請求項17~20のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  22. ステップ(c)において、水が、混合物の凝固を回避するために十分な条件下で反応混合物に加えられる、請求項17~21のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  23. 反応混合物が、(a)に入れる前のデキストロースおよびガラクトース調製物中の総デキストロースおよびガラクトースに対する、反応混合物によって生産される正味の凝縮水のモル比が0.3~0.9の範囲内になるまで、その沸点で維持される、請求項17~22のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  24. ステップ(b)の前に、反応混合物の温度が、均質性および均一な熱伝達を達成するために好適な条件下で、室温から反応混合物の沸点まで徐々に上げられる、請求項17~23のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  25. ステップ(a)中の反応混合物が、約1:1のガラクトースに対するグルコースのモル比を構成する、請求項17~24のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  26. 酸触媒が、可溶性酸触媒である、請求項17~25のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  27. 酸触媒が、クエン酸である、請求項26のオリゴ糖組成物。
  28. オリゴ糖組成物または複数のオリゴ糖の0.5%、1%、2%、3%、5%、7%または10%未満が、式(I)、式(II)、または式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)と異なる、例として誘導体化されたまたは化学的に変化した(例として、分解した)糖単位(例として、無水形態)から構成されるモノマーまたはオリゴマーサブユニットを含む、請求項17~27のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  29. プロセスが、ステップ(e)から(g):
    (e) 希釈した組成物をカチオン性交換樹脂に通すこと;
    (f) 希釈した組成物をアニオン性交換樹脂に通すこと;および
    (g) 希釈した組成物を脱色用ポリマー樹脂に通すこと
    のうちの1または複数(例として、2つ以上または3つ)をさらに含み、ここで(e)、(f)および(g)の各々は、任意の順序で1または複数回、実施することができる、請求項17~28のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  30. オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)が、約DP6から約DP14である、請求項17~29のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  31. オリゴ糖組成物の約75から95重量パーセント(乾燥ベース)が、2つ以上のモノマー重合度(DP2+)を有するオリゴ糖を含む、請求項17~30のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  32. オリゴ糖組成物が、15%未満のモノマー(DP1)を含む、請求項17~31のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  33. オリゴ糖組成物が、3% w/w未満の不純物を含む、請求項17~32のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  34. オリゴ糖組成物が、55%から95%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む、請求項17~33のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  35. 複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、各オリゴ糖が複数のモノマーラジカルを含み、
    複数のオリゴ糖が、次のモノマーラジカルのうちの2つ以上を含む、前記オリゴ糖組成物。
    (1) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの7.2~26.77mol%を占める、t-グルコピラノースモノラジカル;
    (2) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~10.3mol%を占める、t-ガラクトフラノースモノラジカル;
    (3) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの7.3~17.4mol%を占める、t-ガラクトピラノースモノラジカル;
    (4) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.3~6.2mol%を占める、3-グルコピラノースモノラジカル;
    (5) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.4~4.1mol%を占める、2-グルコピラノースモノラジカル;
    (6) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~5.2mol%を占める、2-ガラクトフラノースおよび/または2-グルコフラノースモノラジカル;
    (7) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.9mol%を占める、3-グルコフラノースモノラジカル;
    (8) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.7~5.1mol%を占める、3-ガラクトピラノースモノラジカル;
    (9) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.8~3.6mol%を占める、3-ガラクトフラノースモノラジカル;
    (10) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.8~4.2mol%を占める、2-ガラクトピラノースモノラジカル;
    (11) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの5.1~16.2mol%を占める、6-グルコピラノースモノラジカル;
    (12) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.1~4.9mol%を占める、4-ガラクトピラノースおよび/または5-ガラクトフラノースモノラジカル;
    (13) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの2.2~5.6mol%を占める、4-グルコピラノースおよび/または5-グルコフラノースモノラジカル;
    (14) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.2mol%を占める、2,3-ガラクトフラノースジラジカル;
    (15) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~2.4mol%を占める、6-グルコフラノースモノラジカル;
    (16) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.4~5.7mol%を占める、6-ガラクトフラノースモノラジカル;
    (17) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの4.2~11.5mol%を占める、6-ガラクトピラノースモノラジカル;
    (18) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.3~2.3mol%を占める、3,4-ガラクトピラノースおよび/または3,5-ガラクトフラノースおよび/または2,3-ガラクトピラノースジラジカル;
    (19) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.8mol%を占める、3,4-グルコピラノースおよび/または3,5-グルコフラノースジラジカル;
    (20) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.8mol%を占める、2,3-グルコピラノースジラジカル;
    (21) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.7~1.7mol%を占める、2,4-グルコピラノースおよび/または2,5-グルコフラノースおよび/または2,4-ガラクトピラノースおよび/または2,5-ガラクトフラノースジラジカル;
    (22) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの1.1~3.3mol%を占める、3,6-グルコピラノースジラジカル;
    (23) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.8mol%を占める、3,6-グルコフラノースジラジカル;
    (24) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~5.6mol%を占める、2,6-グルコピラノースおよび/または4,6-グルコピラノースおよび/または5,6-グルコフラノースジラジカル;
    (25) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.6~1.8mol%を占める、3,6-ガラクトフラノースジラジカル;
    (26) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.4~4.8mol%を占める、4,6-ガラクトピラノースおよび/または5,6-ガラクトフラノースジラジカル;
    (27) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.5mol%を占める、2,3,4-グルコピラノースおよび/または2,3,5-グルコフラノーストリラジカル;
    (28) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.9~3.7mol%を占める、3,6-ガラクトピラノースジラジカル;
    (29) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.4~1.9mol%を占める、2,6-ガラクトピラノースジラジカル;
    (30) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~2.2mol%を占める、3,4,6-ガラクトピラノースおよび/または3,5,6-ガラクトフラノースおよび/または2,3,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
    (31) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.6mol%を占める、3,4,6-グルコピラノースおよび/または3,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
    (32) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.2mol%を占める、2,3,6-グルコフラノーストリラジカル;
    (33) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.2mol%を占める、2,4,6-グルコピラノースおよび/または2,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
    (34) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.8mol%を占める、2,3,6-ガラクトピラノースおよび/または2,4,6-ガラクトピラノースおよび/または2,5,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
    (35) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~1.2mol%を占める、2,3,6-グルコピラノーストリラジカル;ならびに
    (36) 複数のオリゴ糖中のモノマーラジカルの0.0~0.7mol%を占める、2,3,4,6-グルコピラノースおよび/または2,3,5,6-グルコフラノーステトララジカル。
  36. 複数のオリゴ糖が、ラジカル(1)~(36)から選択されるモノマーラジカルの各々を含む、請求項35のオリゴ糖組成物。
  37. モノマーラジカルのモルパーセンテージが、パーメチル化アッセイを用いて決定され、ここでパーメチル化アッセイは、ガスクロマトグラフィー-質量分析(GC-MS)を含む、請求項35または36のオリゴ糖組成物。
  38. オリゴ糖組成物が、式(I)および式(II):
    Figure 2022506635000063


    から本質的になる複数のオリゴ糖を含み、ここで式(I)および式(II)中のRは、独立して、水素、および式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId):
    Figure 2022506635000064


    から選択され、ここで式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)および(IId)中のRは、独立して、上の式(I)および式(II)中のように定義される、請求項35~37のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  39. オリゴ糖組成物の平均重合度(DP)が、約DP6から約DP14である、請求項35~38のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  40. 組成物が、55%から95%の総食物繊維(乾燥ベース)を含む、請求項35~39のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  41. 合剤が第二の治療薬(例として、薬物)をさらに含む、請求項1~40のいずれか一項のオリゴ糖組成物の合剤。
  42. 第二の治療薬が抗生物質である、請求項41の合剤。
  43. 第二の治療薬がラクチュロースである、請求項41の合剤。
  44. 合剤が、1または複数の共生またはプロバイオティクス細菌分類群をさらに含む、請求項1~40のいずれか一項のオリゴ糖組成物の合剤。
  45. ヒト対象に、有効量の請求項1~40のいずれか一項に記載のオリゴ糖組成物、または請求項41~44のいずれか一項の合剤を投与することを含む、ヒト対象におけるアンモニアレベルを低減させる方法。
  46. アンモニアレベルが、ヒト対象における血中アンモニアレベルである、請求項45の方法。
  47. 対象が、肝性脳症(HE)を有する、または有すると診断されている、請求項45~46のいずれか一項の方法。
  48. ヒト対象に有効量の請求項1~40のいずれか一項に記載のオリゴ糖組成物、または請求項41~44のいずれか一項の合剤を投与することを含む、高アンモニア血症に関連した疾患または状態を有する、または有すると診断されているヒト対象における肝性脳症(HE)イベントの頻度を低減させる方法。
  49. 対象が、硬変を有する、または有すると診断されている、請求項48の方法。
  50. 対象に有効量の請求項1~40のいずれか一項に記載のオリゴ糖組成物、または請求項41~44のいずれか一項の合剤を投与することを含む、その必要のあるヒト対象において(例として、硬変および/またはMHEを持つ対象において)肝性脳症(HE)イベントを予防する、またはその必要のあるヒト対象において(例として、硬変および/またはOHEを持つ対象において)肝性脳症(HE)イベントの再発生を予防する方法
  51. ヒト対象に請求項1~40のいずれか一項に記載のオリゴ糖組成物、または請求項41~44のいずれか一項の合剤を投与することを含む、肝硬変を有する、または有すると診断されているヒト対象における肝硬変に関連した疾患症状を治療または予防する方法。
  52. オリゴ糖組成物の投与が、肝性脳症(HE)イベントを予防する、または肝性脳症(HE)イベントの頻度を低減させる、請求項51の方法。
  53. 対象が、感染症を有する、もしくは有すると診断されている、または感染症になるリスクがある、請求項45~52のいずれか一項の方法。
  54. 対象が、老齢集団に属する、請求項45~53のいずれか一項の方法。
  55. 対象が、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンで治療されている、または治療中である、請求項45~54のいずれか一項の方法。
  56. ヒト対象への有効量の請求項1~40のいずれか一項に記載のオリゴ糖組成物、または請求項41~44のいずれか一項の合剤の投与が、ラクチュロースおよび/またはリファキシミンでの治療前、治療と同時期に、または治療後に実施される、請求項45~55のいずれか一項の方法。
  57. 複数のオリゴ糖が、約50%(例として40~60%)のグルコースおよび50%(例として40~60%)のガラクトースを含む、請求項1~44のいずれか一項に記載のオリゴ糖組成物。
  58. オリゴ糖組成物中のオリゴ糖の75%超かつ90%未満が、3以上の重合度(DP)を有する、請求項1~44のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  59. 組成物が、少なくとも75%かつ90%未満の総食物繊維(乾燥ベース)を含む、請求項1~44のいずれか一項のオリゴ糖組成物。
  60. ステップ(a)中の反応混合物が、約1:1の無水ガラクトースに対するデキストロース一水和物のモル比を構成する、請求項25の組成物。
  61. 複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、ここで:
    (1) 組成物が、請求項7~16のいずれか一項の、または本明細書中に記載される実施形態中のいずれかにある組成物を含むまたは本質的にこれからなる;および
    (2) 組成物が、請求項17~34のいずれか一項の、または本明細書中に記載される実施形態中のいずれかにあるプロセスによって生産される、前記オリゴ糖組成物。
  62. 複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、ここで:
    (1) 組成物が、請求項7~16のいずれか一項の、または本明細書中に記載される実施形態中のいずれかにある組成物を含むまたは本質的にこれからなる;および
    (2) 組成物が、請求項1~6のいずれか一項の、または本明細書中に記載される実施形態中のいずれかにあるNMRスペクトルを含む、前記オリゴ糖組成物。
  63. 複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、ここで:
    (1) 組成物が、請求項7~16のいずれか一項の、または本明細書中に記載される実施形態中のいずれかにある組成物を含むまたは本質的にこれからなる;
    (2) 組成物が、請求項1~6のいずれか一項の、または本明細書中に記載される実施形態中のいずれかにあるNMRスペクトルを含む;および
    (3) 組成物が、請求項17~34のいずれか一項の、または本明細書中に記載される実施形態中のいずれかにあるプロセスによって生産される、前記オリゴ糖組成物。
  64. 複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、ここで:
    (1) 組成物が、請求項7~16のいずれか一項の、または本明細書中に記載される実施形態中のいずれかにある組成物を含むまたは本質的にこれからなる;および
    (2) 組成物の各オリゴ糖が、請求項35~37のいずれか一項の、または本明細書中に記載される実施形態中のいずれかにある複数のモノマーラジカルを含む、前記オリゴ糖組成物。
  65. 複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、ここで:
    (1) 組成物が、請求項7~16のいずれか一項の、または本明細書中に記載される実施形態中のいずれかにある組成物を含むまたは本質的にこれからなる;
    (2) 組成物の各オリゴ糖が、請求項35~37のいずれか一項の、または本明細書中に記載される実施形態中のいずれかにある複数のモノマーラジカルを含む;および
    (3) 組成物が、請求項17~34のいずれか一項の、または本明細書中に記載される実施形態中のいずれかにあるプロセスによって生産される、前記オリゴ糖組成物。
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