JP2022532066A - オリゴ糖組成物及びその使用方法 - Google Patents

オリゴ糖組成物及びその使用方法 Download PDF

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Abstract

本開示の態様は、オリゴ糖組成物及びそれを作製する方法に関する。病原体レベル及び/又は存在量を低下させ、且つ関連する疾患を処置するためのマイクロバイオーム代謝療法としてオリゴ糖組成物を使用する方法も提供される。【選択図】図7B

Description

関連出願
本願は、2019年5月8日出願の「OLIGOSACCHARIDE COMPOSITIONS AND METHODS OF USE THEREOF」という名称の米国仮特許出願第62/845,305号;及び2019年10月3日出願の「OLIGOSACCHARIDE COMPOSITIONS AND METHODS OF USE THEREOF」という名称の米国仮特許出願第62/910,179号の出願日の利益を主張するものであり、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、オリゴ糖組成物及びその使用に関する。
抗生物質耐性細菌による院内感染症は、世界的な健康危機を提示している。カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(CRE)及びバンコマイシン耐性腸球菌(Enterococci)(VRE)による感染は、感染した宿主において50%死亡率をもたらし得る。臨床的感染症の主なリスク因子は、CRE又はVREによる腸コロニー形成である。
コロニー形成は、伝染及び感染症のリスクの増加に関連し得る。CRE及びバンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(VRE)コロニー形成は、感染症のリスクの増加に関連する。感染症の相対的なリスクは、非コロニー形成患者と比較してVRE及びCREコロニー形成患者でより高い。また、基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ(ESBL)産生生物でコロニー形成された血流感染症(BSI)で遥かに高いリスクが存在する。更に、コロニー形成は、院内感染症(HAI)の広がりに高く関連する。CRE、VRE及びC.ディフィシル(C.difficile)感染症は、医療を受けた後に獲得することに関連している(例えば、中心ライン関連の血流感染症(CLABSI)、カテーテル関連の尿路感染症(CAUTI)及びC.ディフィシル(C.difficile)感染症(CDI))。腸内のこれらの病原体のレベルは、一般に、耐性感染症のリスクと相関している。従って、患者をこれらの生物から脱コロニー形成する有効な処置が必要とされている。
いくつかの態様によれば、例えば疾患を処置するために、腸マイクロバイオーム器官の機能的出力を駆動するのに有用なオリゴ糖組成物を使用するマイクロバイオーム代謝療法が本明細書で提供される。本開示のいくつかの態様は、共生微生物が病原体感染症からの保護を提供し、且つ免疫不全宿主において又は抗生物質処置により、微生物群集の保護特性が損なわれ、腸を病原体コロニー形成に感受性のままにするという認識に関する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物を使用するマイクロバイオーム代謝療法は、例えば、共生微生物集団の存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を調節することにより、対象における病原体(例えば、薬物又は抗生物質耐性病原体又はMDR病原体)の獲得を低下させるか、コロニー形成を低下させるか、又は病原体のリザーバーを低下させるのに特に有効である。病原体の低下及び共生細菌の増加に関する例示的な機構は、図1に示される。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるオリゴ糖組成物を使用するマイクロバイオーム代謝療法は、病原体(例えば、細菌若しくは真菌病原体又は病原性共生生物(例えば、特定の遺伝的及び/又は環境的条件が存在する場合にのみ疾患を生じることが可能な共生生物である日和見病原体)(ほとんど又は更に全ての入手可能な抗生物質に耐性の病原体耐性)、例えばカルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(CRE)、バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(VRE)及び基質特異性拡張型βラクタマーゼ産生腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(ESBLE)を含む)によって生じる感染症(例えば、胃腸感染症又は別の感染症、例えば血流感染症若しくは尿路感染症又は他の器官、例えば呼吸器系、心血管系の感染症など)を有するか又はそれを発症するリスクがある対象の処置に有用である。これらは、米国疾病予防管理センターにより、それぞれ緊急(CRE)及び深刻な脅威(VRE、ESBLE)と見なされている
腸細菌叢の構造(例えば、組成)及び/又は機能(例えば、代謝活性)に影響を与える選択された合成オリゴ糖組成物が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、選択されたオリゴ糖組成物は、有益な健康効果を対象に付与する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、例えば、ベースライン(例えば、未処置対象(の集団)又は処置前の対象)と比較した場合、病原体又は病原性共生生物(例えば、胃腸管内における)の存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を低下させる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、共生細菌の増殖を、病原体又は病原性共生生物(例えば、胃腸管、例えば腸、例えば大腸又は結腸内における)の増殖を超えて促進する。いくつかの実施形態では、対象は、MDR病原体(例えば、バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(VRE)、基質特異性拡張型βラクタマーゼ産生腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(ESBLE)及びカルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(CRE)による脱コロニー形成を達成し、例えば、これらの細菌のレベルは、検出可能なレベルに近いか又はそれを下回る。病原体又は病原性共生生物の存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)の低下は、例えば、対象からのサンプル(例えば、便サンプル)を核酸配列決定(例えば、全ゲノム配列決定)及び他のアッセイ(例えば、培養によるコロニー形成単位(cfu)/g糞便)に供することによって決定され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、α多様性(例えば、細菌分類群多様性の増加、例えば、例えば核酸配列決定によってShannon多様性を測定することによって決定される)の増加を促進する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、細菌群集の豊富さを促進する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、炎症、例えば病原体若しくは病原性共生生物又は他の細菌に関連した炎症を低下させる。この低下は、炎症の1つ以上のマーカー、例えばIFN-γ、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12p70、IL-13及びTNF-αを測定することによって決定され得る。マーカーは、例えば、便又は血液サンプルから決定され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、例えば、中心ライン関連の血流感染症(CLABSI)、カテーテル関連の尿路感染症(CAUTI)及びC.ディフィシル(C.difficile)感染症(CDI))を含む二次又は日和見感染症(例えば、院内感染症(HAI))を含む感染症(例えば、感染症の割合)を低下させる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、例えば、感染症に起因するか又は感染症によって生じる入院率を低下させる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、例えば、感染症を処置するか又は回復させるために必要な入院期間を短縮する。
いくつかの態様において、本開示は、式(I)、式(II)及び式(III):
Figure 2022532066000002
(式中、各Rは、水素及び式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId):
Figure 2022532066000003
から独立して選択され、ここで、各Rは、独立して、上記で定義された通りである)
から選択される複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、
(a)デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーを、正に帯電した水素イオンを含む酸触媒と共に含む反応混合物を形成することであって、デキストロース対ガラクトースのモル比は、約1:1であり、及びデキストロース対マンノースのモル比は、約4.5:1である、形成することと;
(b)反応混合物をその沸点に維持するのに十分な熱を反応混合物に伝達することにより、反応混合物中の酸触媒オリゴ糖形成を促進することと
を含むプロセスによって生成されるオリゴ糖組成物を提供する。
いくつかの実施形態では、ステップ(b)は、オリゴ糖組成物中の総モノマー含有量の重量パーセントが2%~20%の範囲になるまで、反応混合物をその沸点に維持するのに十分な熱を反応混合物に伝達することにより、反応混合物中の酸触媒オリゴ糖形成を促進することを含み、総モノマー含有量は、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及び/又はマンノースモノマーを含む。
いくつかの態様において、本開示は、式(I)、式(II)及び式(III):
Figure 2022532066000004
(式中、各Rは、水素及び式(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId):
Figure 2022532066000005
から独立して選択され、ここで、各Rは、独立して、上記で定義された通りである)
から選択される複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、
(a)デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーを、正に帯電した水素イオンを含む酸触媒と共に含む反応混合物を形成することであって、デキストロース対ガラクトースのモル比は、約1:1であり、及びデキストロース対マンノースのモル比は、約4.5:1である、形成することと;
(b)オリゴ糖組成物中の総モノマー含有量の重量パーセントが2%~20%の範囲になるまで、反応混合物を、酸触媒オリゴ糖形成を促進する条件下において、0.5~1.5atmの範囲の圧力でその沸点に維持することであって、総モノマー含有量は、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及び/又はマンノースモノマーを含む、維持することと
を含むプロセスによって生成されるオリゴ糖組成物を提供する。
いくつかの実施形態では、ステップ(b)は、正に帯電した水素イオン対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比が適切な範囲であるような量において、正に帯電した水素イオンを含む酸触媒を製剤に負荷することを含む。
いくつかの実施形態では、ステップ(a)及び(b)は、同時に行われる。
いくつかの実施形態では、ステップ(a)は、反応混合物を撹拌条件下で100℃~160℃の範囲の温度に加熱することを含む。いくつかの実施形態では、ステップ(a)は、反応混合物を撹拌条件下で135℃~145℃の範囲の温度に加熱することを含む。いくつかの実施形態では、ステップ(a)は、反応混合物を撹拌条件下で100℃~160℃の範囲の温度において加熱することを含む。いくつかの実施形態では、ステップ(a)は、反応混合物を撹拌条件下で135℃~145℃の範囲の温度において加熱することを含む。いくつかの実施形態では、ステップ(a)は、温度(例えば、室温から)を適切な条件下で約140℃に徐々に上昇させて、均質性及び均一な熱伝達を達成することを含む。
いくつかの実施形態では、ステップ(b)は、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーの重量パーセントが4~14の範囲になるまで、反応混合物を、酸触媒オリゴ糖組成物形成を促進する条件下において、大気圧又は真空下で135℃~145℃の範囲の温度に維持することを含む。いくつかの実施形態では、ステップ(b)は、温度を(例えば、室温から)適切な条件下で約140℃に徐々に上昇させて、均質性及び均一な熱伝達を達成することを含む。
いくつかの実施形態では、前記加熱は、適切な条件下で製剤を溶解し、且つ/又は製剤を加熱して、均質性及び均一な熱伝達を達成することを含む。いくつかの実施形態では、酸触媒は、可溶性触媒である。いくつかの実施形態では、可溶性触媒は、有機酸、任意選択的に弱有機酸である。いくつかの実施形態では、酸触媒は、クエン酸、酢酸又はプロピオン酸である。いくつかの実施形態では、酸触媒は、表1による1つ以上の物理的及び化学的特性を有する強酸カチオン交換樹脂であり、及び/又は触媒は、>3.0mmol/gのスルホン酸部分及び<1.0mmol/グラムの陽イオン性部分を含む。いくつかの実施形態では、触媒は、45~50重量パーセントの公称水分含有量を有する。いくつかの実施形態では、触媒は、表1に示す特性のいくつか又は全部を有する。
Figure 2022532066000006
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、室温での貯蔵時に微生物増殖に必要なものよりも低いレベルの水を更に含む。微生物増殖に対処するための水分レベルの制御の方法は、Ergun,R.et al,“Moisture and Shelf Life in Sugar Confections,Critical Reviews in Food Science and Nutrition”,2010,50:2,162-192;及びNIROOMAND,F.et al.“Fate of Bacterial Pathogens and Indicator Organisms in Liquid Sweeteners”Journal of Food Protection,Vol.61,No.3,1998,Pages 295-299(各々の内容は、その全体が組み込まれる)に記載されている。
いくつかの実施形態では、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更に含む。いくつかの実施形態では、ステップ(b)は、反応混合物を93~94重量パーセント溶解固体に維持することを更に含む。
いくつかの実施形態では、プロセスは、(c)反応混合物の温度を55℃~95℃の範囲(例えば、85℃、90℃)の温度にする一方、例えば水を使用して反応混合物をクエンチすることと;任意選択的に、(d)オリゴ糖組成物を酸触媒から分離することとを更に含む。
いくつかの実施形態では、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では、(c)において、水は、約95℃の温度を有する。いくつかの実施形態では、(c)において、水は、混合物の固化を回避するのに十分な条件下で反応混合物に添加される。
いくつかの実施形態では、ステップ(d)において、前記分離することは、濾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では、(d)は、濾過前に反応混合物を約85℃未満に冷却することを含む。
いくつかの実施形態では、プロセスは、(e)(d)のオリゴ糖組成物を水で約45~55重量パーセントの濃度に希釈すること;(f)希釈された組成物を陽イオン交換樹脂に通すこと;(g)希釈された組成物を脱色ポリマー樹脂に通すこと;及び/又は(h)希釈された組成物を陰イオン交換樹脂に通すことを更に含み、(f)、(g)及び(h)の各々は、任意の順序で1回以上行われ得る。
いくつかの実施形態では、プロセスは、(d)のオリゴ糖組成物を水で約35~55重量パーセントの濃度に希釈することと、希釈された組成物を45μmフィルターに通すこととを更に含む。
いくつかの実施形態では、組成物は、室温での貯蔵時に微生物増殖に必要なものよりも低いレベルの水を含む。
いくつかの実施形態では、組成物は、45~55重量パーセントの範囲の水を含む。
いくつかの実施形態では、組成物は、1905~2290の範囲のMWw(g/mol)を有する。いくつかの実施形態では、組成物は、1740~2407の範囲のMWw(g/mol)を有する。いくつかの実施形態では、組成物は、1863~2268の範囲のMWw(g/mol)を有する。いくつかの実施形態では、組成物は、1700~2295の範囲のMWw(g/mol)を有する。いくつかの実施形態では、組成物は、1033~1184の範囲のMWn(g/mol)を有する。いくつかの実施形態では、組成物は、975~1155の範囲のMWn(g/mol)を有する。いくつかの実施形態では、組成物は、984~1106の範囲のMWn(g/mol)を有する。いくつかの実施形態では、組成物は、938~1120の範囲のMWn(g/mol)を有する。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物を含む溶液は、2.50~7.00、任意選択的に2.50~3.50の範囲のpHを有する。
いくつかの実施形態では、組成物は、86~96重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む。いくつかの実施形態では、組成物は、81~100重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む。いくつかの実施形態では、組成物は、85~90重量パーセントの範囲の少なくとも3つの連結モノマー単位(DP3+)を有するオリゴマーを含む。
いくつかの実施形態では、組成物は、0.18~0.51%w/wのレボグルコサン、0.01~0.05%w/wの乳酸及び/又は0.04~0.07%w/wのギ酸を更に含む。
いくつかの実施形態では、組成物は、0.40~0.53%w/wのレボグルコサン、0.01~0.02%w/wの乳酸、0.01~0.04%w/wのギ酸及び/又は0.01~0.04%w/wのクエン酸を更に含む。
いくつかの態様において、本開示は、ヒトにおいて消化しにくい複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、以下の表のシグナル5、6、7及び15を含む多重度編集勾配増強H- 13C異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、スペクトルは、2%未満のモノマーを有するオリゴ糖組成物のサンプルを使用して生成される、オリゴ糖組成物を提供する。
Figure 2022532066000007
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、以下の表のシグナル5、6、7、10、14及び15を含む多重度編集勾配増強H- 13C異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、スペクトルは、2%未満のモノマーを有するオリゴ糖組成物のサンプルを使用して生成される。
Figure 2022532066000008
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、以下の表のシグナル5、6、7及び10~15を含む多重度編集勾配増強H- 13C異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、スペクトルは、2%未満のモノマーを有するオリゴ糖組成物のサンプルを使用して生成される。
Figure 2022532066000009
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、以下の表のシグナル1~15を含む多重度編集勾配増強H- 13C異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、スペクトルは、2%未満のモノマーを有するオリゴ糖組成物のサンプルを使用して生成される。
Figure 2022532066000010
いくつかの態様において、本開示は、ヒトにおいて消化しにくい複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、以下の表のシグナル5、6、7及び15を含む多重度編集勾配増強H- 13C異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、スペクトルは、2%未満のモノマーを有するオリゴ糖組成物のサンプルを使用して生成される、オリゴ糖組成物を提供する。
Figure 2022532066000011
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、以下の表のシグナル5、6、7、10、14及び15を含む多重度編集勾配増強H- 13C異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、スペクトルは、2%未満のモノマーを有するオリゴ糖組成物のサンプルを使用して生成される。
Figure 2022532066000012
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、以下の表のシグナル5、6、7及び10~15を含む多重度編集勾配増強H- 13C異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、スペクトルは、2%未満のモノマーを有するオリゴ糖組成物のサンプルを使用して生成される。
Figure 2022532066000013
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、以下の表のシグナル1~15を含む多重度編集勾配増強H- 13C異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、スペクトルは、2%未満のモノマーを有するオリゴ糖組成物のサンプルを使用して生成される。
Figure 2022532066000014
いくつかの実施形態では、シグナル1~15の任意の1つは、以下のように定義されるH積分領域及び 13C積分領域によって更に特徴付けられる。
Figure 2022532066000015
いくつかの態様において、本開示は、ヒトにおいて消化しにくい複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、各オリゴ糖は、複数のモノマー基を含み;
複数のオリゴ糖は、基(1)~(40):
(1)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の3.0~4.1mol%を占めるt-マンノピラノースモノラジカル;
(2)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の11.4~16.3mol%を占めるt-グルコピラノースモノラジカル;
(3)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.3~7.8mol%を占めるt-ガラクトフラノースモノラジカル;
(4)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~1.4mol%を占めるt-グルコフラノースモノラジカル;
(5)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の8.3~12.5mol%を占めるt-ガラクトピラノースモノラジカル;
(6)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の3.0~4.9mol%を占める3-グルコピラノースモノラジカル;
(7)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.2~1.9mol%を占める2-マンノピラノース及び/又は3-マンノピラノースモノラジカル;
(8)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.4~3.2mol%を占める2-グルコピラノースモノラジカル;
(9)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.9~2.3mol%を占める2-ガラクトフラノース及び/又は2-グルコフラノースモノラジカル;
(10)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.9~3.9mol%を占める3-ガラクトピラノースモノラジカル;
(11)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.7~2.9mol%を占める4-マンノピラノース、及び/又は5-マンノフラノース、及び/又は3-ガラクトフラノースモノラジカル;
(12)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.0~2.9mol%を占める6-マンノピラノースモノラジカル;
(13)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.8~2.7mol%を占める2-ガラクトピラノースモノラジカル;
(14)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の7.6~10.8mol%を占める6-グルコピラノースモノラジカル;
(15)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.6~3.8mol%を占める4-ガラクトピラノース及び/又は5-ガラクトフラノースモノラジカル;
(16)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の3.0~4.5mol%を占める4-グルコピラノース、及び/又は5-グルコフラノース、及び/又は6-マンノフラノースモノラジカル;
(17)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~1.6mol%を占める6-グルコフラノースモノラジカル;
(18)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.4~5.0mol%を占める6-ガラクトフラノースモノラジカル;
(19)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の5.8~9.1mol%を占める6-ガラクトピラノースモノラジカル;
(20)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.9~1.4mol%を占める3,4-ガラクトピラノース、及び/又は3,5-ガラクトフラノース、及び/又は2,3-ガラクトピラノースジラジカル;
(21)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~1.1mol%を占める3,4-グルコピラノース及び/又は3,5-グルコフラノースジラジカル;
(22)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.9~1.4mol%を占める2,4-グルコピラノース、及び/又は2,5-グルコフラノース、及び/又は2,4-ガラクトピラノース、及び/又は2,5-ガラクトフラノースジラジカル;
(23)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.5~0.7mol%を占める4,6-マンノピラノース及び/又は5,6-マンノフラノースジラジカル;
(24)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1mol%を占める3,6-マンノフラノースジラジカル;
(25)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.4~2.8mol%を占める3,6-グルコピラノースジラジカル;
(26)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.4~0.7mol%を占める3,6-マンノピラノース及び/又は2,6-マンノフラノースジラジカル;
(27)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.3~0.5mol%を占める2,6-マンノピラノースジラジカル;
(28)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.4mol%を占める3,6-グルコフラノースジラジカル;
(29)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.1~3.6mol%を占める2,6-グルコピラノース、及び/又は4,6-グルコピラノース、及び/又は5,6-グルコフラノースジラジカル;
(30)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.9~1.4mol%を占める3,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(31)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.1~2.9mol%を占める4,6-ガラクトピラノース及び/又は5,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(32)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.6~3.0mol%を占める3,6-ガラクトピラノース及び/又は2,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(33)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.7~1.6mol%を占める2,6-ガラクトピラノースジラジカル;
(34)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.3mol%を占める3,4,6-マンノピラノース、及び/又は3,5,6-マンノフラノース、及び/又は2,3,6-マンノフラノーストリラジカル;
(35)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.5~1.1mol%を占める3,4,6-ガラクトピラノース、及び/又は3,5,6-ガラクトフラノース、及び/又は2,3,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(36)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.2~0.5mol%を占める3,4,6-グルコピラノース及び/又は3,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(37)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.5mol%を占める2,3,6-マンノピラノース、及び/又は2,4,6-マンノピラノース、及び/又は2,5,6-マンノフラノーストリラジカル;
(38)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~1.4mol%を占める2,4,6-グルコピラノース及び/又は2,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(39)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.4~0.9mol%を占める2,3,6-ガラクトピラノース、及び/又は2,4,6-ガラクトピラノース、及び/又は2,5,6-ガラクトフラノーストリラジカル;及び
(40)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.5mol%を占める2,3,6-グルコピラノーストリラジカル
から選択されるモノマー基の2つ以上のタイプを含み;
オリゴ糖組成物は、少なくとも1つのグルコフラノース又はグルコピラノース基、少なくとも1つのマンノフラノース又はマンノピラノース基及び少なくとも1つのガラクトフラノース又はガラクトピラノース基を含む、オリゴ糖組成物を提供する。
いくつかの態様において、本開示は、ヒトにおいて消化しにくい複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、各オリゴ糖は、複数のモノマー基を含み;
複数のオリゴ糖は、基(1)~(43):
(1)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の3.0~4.1mol%を占めるt-マンノピラノースモノラジカル;
(2)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の13.6~17.6mol%を占めるt-グルコピラノースモノラジカル;
(3)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の3.0~4.2mol%を占めるt-ガラクトフラノースモノラジカル;
(4)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.7mol%を占めるt-グルコフラノースモノラジカル;
(5)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の9.7~11.7mol%を占めるt-ガラクトピラノースモノラジカル;
(6)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の3.8~4.6mol%を占める3-グルコピラノースモノラジカル;
(7)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.8~2.0mol%を占める2-マンノピラノース及び/又は3-マンノピラノースモノラジカル;
(8)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.7~3.0mol%を占める2-グルコピラノースモノラジカル;
(9)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.8~1.8mol%を占める2-ガラクトフラノース、及び/又は2-グルコフラノースモノラジカル、及び/又は3-グルコフラノース;
(10)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.8~3.8mol%を占める3-ガラクトピラノースモノラジカル;
(11)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.6~2.2mol%を占める3-ガラクトフラノースモノラジカル;
(12)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.1~2.5mol%を占める6-マンノピラノースモノラジカル;
(13)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.7~2.4mol%を占める2-ガラクトピラノースモノラジカル;
(14)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の9.5~11.1mol%を占める6-グルコピラノースモノラジカル;
(15)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.5~3.1mol%を占める4-ガラクトピラノース及び/又は5-ガラクトフラノースモノラジカル;
(16)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の3.0~3.9mol%を占める4-グルコピラノース、及び/又は5-グルコフラノース、及び/又は6-マンノフラノースモノラジカル;
(17)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.4mol%を占める2,3-ガラクトフラノースジラジカル;
(18)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.8mol%を占める6-グルコフラノースモノラジカル;
(19)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.3~2.7mol%を占める6-ガラクトフラノースモノラジカル;
(20)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の7.1~8.8mol%を占める6-ガラクトピラノースモノラジカル;
(21)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.9~1.1mol%を占める3,4-ガラクトピラノース、及び/又は3,5-ガラクトフラノース、及び/又は2,3-ガラクトピラノースジラジカル;
(22)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.5~0.8mol%を占める3,4-グルコピラノース及び/又は3,5-グルコフラノースジラジカル;
(23)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~2.1mol%を占める2,3-グルコピラノースジラジカル;
(24)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.9mol%を占める2,4-マンノピラノース及び/又は2,5-マンノフラノースジラジカル;
(25)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.5~1.9mol%を占める2,4-グルコピラノース、及び/又は2,5-グルコフラノース、及び/又は2,4-ガラクトピラノース、及び/又は2,5-ガラクトフラノースジラジカル;
(26)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.4~0.7mol%を占める4,6-マンノピラノース及び/又は5,6-マンノフラノースジラジカル;
(27)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.0~2.9mol%を占める3,6-グルコピラノースジラジカル;
(28)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.4~0.7mol%を占める3,6-マンノピラノースジラジカル;
(29)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.4~0.5mol%を占める2,6-マンノピラノースジラジカル;
(30)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.3mol%を占める3,6-グルコフラノースジラジカル;
(31)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.7~2.6mol%を占める2,6-グルコピラノース、及び/又は4,6-グルコピラノース、及び/又は5,6-グルコフラノースジラジカル;
(32)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.9~1.2mol%を占める3,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(33)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.1~2.9mol%を占める4,6-ガラクトピラノース及び/又は5,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(34)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.0~2.7mol%を占める3,6-ガラクトピラノースジラジカル;
(35)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.0~1.5mol%を占める2,6-ガラクトピラノースジラジカル;
(36)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1mol%を占める3,4,6-マンノピラノース、及び/又は3,5,6-マンノフラノース、及び/又は2,3,6-マンノフラノーストリラジカル;
(37)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.5~1.0mol%を占める3,4,6-ガラクトピラノース、及び/又は3,5,6-ガラクトフラノース、及び/又は2,3,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(38)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.6mol%を占める3,4,6-グルコピラノース及び/又は3,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(39)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.3mol%を占める2,3,6-マンノピラノーストリラジカル;
(40)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.8mol%を占める2,4,6-グルコピラノース及び/又は2,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(41)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~1.3mol%を占める2,3,6-ガラクトピラノース、及び/又は2,4,6-ガラクトピラノース、及び/又は2,5,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(42)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.9mol%を占める2,4,6-ガラクトピラノース及び/又は2,5,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(43)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.7mol%を占める2,3,6-グルコピラノーストリラジカル
から選択されるモノマー基の2つ以上のタイプを含み;
オリゴ糖組成物は、少なくとも1つのグルコフラノース又はグルコピラノース基、少なくとも1つのマンノフラノース又はマンノピラノース基及び少なくとも1つのガラクトフラノース又はガラクトピラノース基を含む、オリゴ糖組成物を提供する。
いくつかの実施形態では、モノマー基のモル百分率は、完全メチル化アッセイを用いて決定される。
いくつかの実施形態では、組成物は、ヒトにおいて実質的に非吸収性である。
いくつかの態様において、本開示は、ヒト対象の胃腸管において共生細菌に対する病原菌の比を低下させる方法を提供する。いくつかの実施形態では、ヒト対象の胃腸管において共生細菌に対する病原菌の比を低下させる方法は、対象の胃腸管に、有効量の、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物を投与することを含む。
いくつかの態様において、本開示は、ヒト対象の胃腸管内の病原体の相対又は絶対存在量を低下させる方法を提供する。いくつかの実施形態では、ヒト対象の胃腸管内の病原体の相対又は絶対存在量を低下させる方法は、対象の胃腸管に、有効量の、本明細書に記載される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では、オリゴ糖組成物は、ヒト対象の腸(例えば、小腸、大腸及び/又は結腸)内の病原体のコロニー形成を調節する(例えば、低下させるか若しくは阻害する)か、又はその脱コロニー形成を調節する(例えば、増加させる)のに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、コロニー形成(例えば、VRE、CRE及び/又はESBLEによるコロニー形成)を低下させるか又は阻害するのに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、脱コロニー形成(例えば、VRE、CRE及び/又はESBLEによる脱コロニー形成)を増加させるのに有効な量で投与される。
いくつかの実施形態では、方法は、胃腸管内の病原菌の存在量を対照(例えば、対照対象又はベースライン測定値)に対して低下させる。
いくつかの実施形態では、方法は、胃腸管内の共生細菌の存在量を対照(例えば、対照対象又はベースライン測定値)に対して増加させる。
いくつかの実施形態では、病原体の相対又は絶対存在量の低下は、対象から収集された糞便サンプルの核酸配列決定(例えば、16Sメタゲノム配列決定)を行うことによって決定される。いくつかの実施形態では、病原体の相対又は絶対存在量の低下は、(i)オリゴ糖組成物の投与前に対象から収集された糞便サンプルの16Sメタゲノム配列決定を行うことと;(ii)オリゴ糖組成物の投与後に対象から収集された糞便サンプルの16Sメタゲノム配列決定を行うことと;(iii)(ii)で提供された配列決定データを使用して決定された病原体の相対又は絶対存在量を、(i)で提供された配列決定データを使用して決定された病原体の相対又は絶対存在量に対して比較することとによって決定される。
いくつかの態様において、本開示は、対象を病原体感染症について処置する方法を提供する。いくつかの実施形態では、対象を病原体感染症について処置する方法は、対象の胃腸管に、有効量の、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物を投与し、それにより対象を処置することを含む。
いくつかの実施形態では、対象を病原体感染症について処置する方法は、対象の胃腸管に有効量のオリゴ糖組成物を投与することであって、オリゴ糖組成物は、5~20の平均重合度を有し、且つ式(I)、式(II)及び式(III):
Figure 2022532066000016
(式中、各Rは、水素及び式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId):
Figure 2022532066000017
から独立して選択され、ここで、各Rは、独立して、上記で定義された通りである)
から選択される複数のオリゴ糖を含む、投与することを行い、それにより対象を処置することを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、感染症の割合を低下させる。いくつかの実施形態では、方法は、病原体の存在量を低下させる。いくつかの実施形態では、方法は、感染症の病原体の存在量をベースライン測定値(例えば、ベースライン測定値は、処置前に決定される)に対して少なくとも5%、10%、20%又は30%だけ低下させる。いくつかの実施形態では、方法は、感染症を処置する。いくつかの実施形態では、方法は、感染症の発症を予防する。
いくつかの実施形態では、病原体感染症は、対象の胃腸管、肺、血流、中枢神経系、リンパ系及び/又は軟組織の感染症である。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、ヒト対象の腸(例えば、小腸、大腸及び/又は結腸)におけるディスバイオシスを低下させるか又は予防するのに十分な量で投与される。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、ヒト対象に対する病原体の有害作用のリスクを低下させる。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、(a)病原体バイオマス(例えば、病原体の数及び/又は薬物若しくは抗生物質耐性遺伝子若しくはMDR要素キャリアの数)を低下させること;(b)対象によって(例えば、常在腸細菌叢及び/又は宿主(例えば、ヒト細胞)によって)産生される抗微生物化合物のレベルを調節する(例えば、増加させる)こと;(c)GI管(例えば、小腸、大腸又は結腸)の環境を調節する、例えばpHを低下させる(例えば、例えば常在腸細菌叢によって産生される乳酸の産生又はレベルを増加させることにより)こと;(d)薬物若しくは抗生物質耐性遺伝子若しくはMDR要素のドナー微生物のコンジュゲーション特性を調節する(例えば、低下させる)か、又はドナー微生物が薬物若しくは抗生物質耐性遺伝子若しくはMDR要素をレシピエントと共有する能力を調節する(例えば、低下させる)こと;(e)薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素レシピエントの数を低下させること;(f)薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素のコピー数(例えば、例えばドナー微生物における総コピー数)を低下させること;及び/又は(g)抗生物質耐性遺伝子又は要素の維持の適応度コストを増加させることのために有効な量でヒト対象において投与される。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、(a)病原体及び/又は薬物若しくは抗生物質耐性遺伝子若しくはMDR要素キャリアの相対存在量又は絶対存在量を減少させること;及び/又は(b)共生又は有益細菌の相対存在量又は絶対存在量を増加させることのために有効な量で投与される。
いくつかの実施形態では、病原体は、細菌微生物又は真菌微生物である。いくつかの実施形態では、病原体は、薬物又は抗生物質耐性病原体、任意選択的に多剤耐性(MDR)病原体である。いくつかの実施形態では、病原体は、バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(VRE)又はカルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(CRE)である。
いくつかの実施形態では、病原体は、VREエンテロコッカス・ファエシウム(Enterococcus faecium)である。いくつかの実施形態では、病原体は、CRE大腸菌(Escherichia coli)又はCRE肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)である。いくつかの実施形態では、病原体は、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラータ(Candida glabrata)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)、カンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)又はカンジダ・ルシタニアエ(Candida lusitaniae)である。いくつかの実施形態では、病原体は、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)である。いくつかの実施形態では、病原体は、グラム陽性細菌又はグラム陰性細菌である。いくつかの実施形態では、病原体は、真菌である。いくつかの実施形態では、病原体は、カンジダ(Candida)である。
いくつかの実施形態では、ヒト対象は、癌処置を受けている。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、移植レシピエントである。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、免疫抑制を受けている。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、自己免疫疾患(例えば、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又はクローン病)を有する。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、血液系悪性腫瘍を有する。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、硬変を有する。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、末期肝臓疾患(ESLD)を有するか又はそれを有するリスクがある。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、胃腸手術の準備をしているか又はそれから回復している。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、集中治療室(ICU)内の患者である。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、抗生物質の複数の過程及び/又は抗生物質の慢性使用を有している。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(CRE)、基質特異性拡張型βラクタマーゼ(ESBL)産生腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(ESBLE)及びバンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(VRE)について陽性の便培養物を有する。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(CRE)について陽性の便培養物を有する。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、基質特異性拡張型βラクタマーゼ(ESBL)産生腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(ESBLE)について陽性の便培養物を有する。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(VRE)について陽性の便培養物を有する。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、胃腸管内の細菌群集の低い多様性を有する。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、造血性幹細胞移植(HSCT)レシピエントである。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、固体器官移植レシピエントである。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、最近、中心ライン関連の血流感染症(CLABSI)を有している。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、最近、カテーテル関連の尿路感染症(CAUTI)を有している。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、最近、C.ディフィシル(C.difficile)感染症)を有している。
いくつかの態様において、本開示は、方法であって、
(a)ヒト対象であって、(i)癌処置を受けており;(ii)移植レシピエントであり;(iii)免疫抑制を受けており;(iv)自己免疫疾患(例えば、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又はクローン病)を有し;(v)血液系悪性腫瘍を有し;(vi)硬変(例えば、末期肝臓疾患(ESLD)を含む)を有し;(vii)胃腸手術の準備をしているか又はそれから回復しており;(viii)集中治療室(ICU)内の患者であり;(ix)抗生物質の複数の過程及び/又は抗生物質の慢性使用を有しており;(x)カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(CRE)、基質特異性拡張型βラクタマーゼ(ESBL)産生腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(ESBLE)及び/又はバンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(VRE)について陽性の便培養物を有し;(xi)胃腸管内の細菌群集の低い多様性を有し;(xii)薬物又は抗生物質耐性病原体(例えば、VRE、CRE、カンジダ(Candida)又はクロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile))、グラム陽性細菌又はグラム陰性細菌の増加したレベルを有し;及び/又は(xiii)最近、中心ライン関連の血流感染症(CLABSI)、カテーテル関連の尿路感染症(CAUTI)又はC.ディフィシル(C.difficile)感染症)を有しているヒト対象を特定することと;
(b)有効量の、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物で対象を処置することと
を含む方法を提供する。
いくつかの実施形態では、方法は、共生又はプロバイオティック細菌の集団をヒト対象に投与することを更に含む。
いくつかの実施形態では、ヒト対象は、任意の検出可能なレベルの共生細菌を欠く腸マイクロバイオームを有する患者である。
いくつかの実施形態では、方法は、抗生物質(例えば、広域スペクトル抗生物質)又は他の標準治療処置をオリゴ糖組成物と同時にヒト対象に投与することを更に含む。
いくつかの実施形態では、対象は、オリゴ糖組成物の投与前に抗生物質(例えば、広域スペクトル抗生物質)又は他の標準治療処置で処置されている。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、癌処置、手術(例えば、移植、例えば造血性幹細胞)又は集中治療室への入院の1~28日前に対象に投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、癌処置、手術(例えば、移植、例えば造血性幹細胞)又は集中治療室への入院の1~28日後に対象に投与される。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、病原体感染症の発症の少なくとも1~28日後に対象に投与される。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、腸(例えば、大腸)に投与される。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、対象に自己投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、経口送達のための医薬組成物として処方される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、対象に経口投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、栄養チューブによる送達のための医薬組成物として処方される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、栄養チューブによって対象に投与される。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、対象に1日1回又は1日2回投与される。
いくつかの態様において、本開示は、ヒト対象の胃腸管内の病原体の相対又は絶対存在量を低下させる方法であって、対象の胃腸管に有効量のオリゴ糖組成物を投与することを含み、オリゴ糖組成物は、式(I)、式(II)及び式(III):
Figure 2022532066000018
(式中、各Rは、水素及び式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId):
Figure 2022532066000019
から独立して選択され、ここで、各Rは、独立して、上記で定義された通りである)
から選択される複数のオリゴ糖を含み、オリゴ糖組成物は、
(a)デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーを、正に帯電した水素イオンを含む酸触媒と共に含む反応混合物を形成することであって、デキストロース対ガラクトースのモル比は、約1:1であり、及びデキストロース対マンノースのモル比は、約4.5:1である、形成することと;
(b)反応混合物をその沸点に維持するのに十分な熱を反応混合物に伝達することにより、反応混合物中の酸触媒オリゴ糖形成を促進することと
を含むプロセスによって生成される、方法を提供する。
いくつかの実施形態では、ステップ(b)は、オリゴ糖組成物中の総モノマー含有量の重量パーセントが2%~20%の範囲になるまで、反応混合物をその沸点に維持するのに十分な熱を反応混合物に伝達することにより、反応混合物中の酸触媒オリゴ糖形成を促進することを含み、総モノマー含有量は、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及び/又はマンノースモノマーを含む。
いくつかの態様において、本開示は、式(I)式(II)及び式(III):
Figure 2022532066000020
(式中、各Rは、水素及び式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId):
Figure 2022532066000021
から独立して選択され、ここで、各Rは、独立して、上記で定義された通りである)
から選択される複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物(これは、マイクロバイオーム代謝療法として有用であり得る)に関する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、
(a)デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーを含む製剤を撹拌条件下で100℃~160℃の範囲の温度に加熱することであって、デキストロース対ガラクトースのモル比は、約1:1であり、及びデキストロース対マンノースのモル比は、約4.5:1である、加熱することと;
(b)正に帯電した水素イオンを含む酸触媒を製剤に負荷することにより、反応混合物を形成することと;
(c)オリゴ糖組成物中の総モノマー含有量の重量パーセントが2%~14%の範囲になるまで、反応混合物を、酸触媒オリゴ糖組成物形成を促進する条件下において、大気圧で100℃~160℃の範囲の温度に維持することであって、総モノマー含有量は、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及び/又はマンノースモノマーを含む、維持することと;
(d)反応混合物の温度を55℃~95℃の範囲(例えば、85℃、90℃)の温度にする一方、例えば水を使用して反応混合物をクエンチすることと;任意選択的に、
(e)オリゴ糖組成物を酸触媒から分離することと
を含み、それによりオリゴ糖組成物を得るプロセスによって生成される。
別の態様では、本開示は、式(I)、式(II)及び式(III):
Figure 2022532066000022
(式中、各Rは、水素及び式(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId):
Figure 2022532066000023
から独立して選択され、ここで、各Rは、独立して、上記で定義された通りである)
から選択される複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物(これは、マイクロバイオーム代謝療法として有用であり得る)であって、
(a)デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーを含む製剤を撹拌条件下で100℃~160℃の範囲の温度に加熱することであって、デキストロース対ガラクトースのモル比は、約1:1であり、及びデキストロース対マンノースのモル比は、約4.5:1である、加熱することと;
(b)正に帯電した水素イオンを含む酸触媒を製剤に負荷することにより、反応混合物を形成することと;
(c)オリゴ糖組成物中の総モノマー含有量の重量パーセントが2%~14%の範囲になるまで、反応混合物を、酸触媒オリゴ糖形成を促進する条件下において、0.5~1.5atmの範囲の圧力でその沸点に維持することとであって、総モノマー含有量は、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及び/又はマンノースモノマーを含む、維持することと;
(d)反応混合物の温度を55℃~95℃の範囲(例えば、85℃、90℃)の温度にする一方、例えば水を使用して反応混合物をクエンチすることと;任意選択的に、
(e)オリゴ糖を酸触媒から分離することと
を含み、それによりオリゴ糖組成物を得るプロセスによって生成されるオリゴ糖組成物に関する。
エクスビボアッセイ(閉鎖系)及びインビボ臨床設定(開放系)における、病原体のコロニー形成を低下させるためのオリゴ糖組成物の例示的な使用を示す。暗色(赤)で描かれた細菌は、病原体又は病原性共生生物を表す。明色(青)で描かれた細菌は、共生細菌を表す。 選択されたオリゴ糖組成物のサンプルの存在下でインキュベートした単一病原体株(クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)株)の培養物中の病原体増殖の低下を示すグラフを提供する。 選択されたオリゴ糖組成物のサンプルの存在下でインキュベートした単一病原体株(VREエンテロコッカス・ファエシウム(Enterococcus faecium))の培養物中の病原体増殖の低下を示すグラフを提供する。 選択されたオリゴ糖組成物のサンプルの存在下でインキュベートした単一病原体株(CRE大腸菌(Escherichia coli)、CRE肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae))の培養物中の病原体増殖の低下を示すグラフを提供する。 選択されたオリゴ糖組成物のサンプルの存在下でインキュベートした単一病原体株(カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラータ(Candida glabrata)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)、カンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis))の培養物中の病原体増殖の低下を示すグラフを提供する。 選択されたオリゴ糖組成物のサンプルの存在下でインキュベートした単一病原体株(カンジダ・ルシタニアエ(Candida lusitaniae))の培養物中の病原体増殖の低下を示すグラフを提供する。図6Aは、ATCC 66035株に固有のグラフを提供する。図6Bは、ATCC 42720株に固有のグラフを提供する。 エクスビボ病原体低下アッセイにおける病原体増殖(水対照に正規化)の低下を示すグラフを提供し、ここで、11人のICU患者からの糞便サンプルを、選択されたオリゴ糖組成物と共にインキュベートした。図7Aは、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)でスパイクされた糞便サンプル中の病原体の低下を示すグラフである。図7Bは、バンコマイシン耐性エンテロコッカス科(Enterococcaceae)でスパイクされた糞便サンプル中の病原体の低下を示すグラフである。 エクスビボ病原体低下アッセイにおける病原体増殖(水対照に正規化)の低下を示すグラフを提供し、ここで、肝性脳症(HE)患者からの糞便サンプルを、選択されたオリゴ糖組成物と共にインキュベートした。図8Aは、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)でスパイクされた糞便サンプル中の病原体の低下を示すグラフである。図8Bは、バンコマイシン耐性エンテロコッカス科(Enterococcaceae)でスパイクされた糞便サンプル中の病原体の低下を示すグラフである。 実施例15で提供される方法を用いた、選択されたオリゴ糖組成物のSEC-HPLCクロマトグラムを示す。 実施例17で使用される標準的な糖のSEC-HPLCクロマトグラムのオーバーレイを示す。 選択されたオリゴ糖組成物のHSQC NMRスペクトルである。 ICU患者から収集された糞便サンプル及び健康な対象から収集された糞便サンプルの微生物組成を示すグラフを提供する。各糞便サンプル中の個別の細菌分類群(属-レベル)の相対的な割合が提示される。 エクスビボ病原体低下アッセイにおける、病原性微生物(例えば、VRE E.フェシウム(E.faecium)、エンテロバクター目(Enterobacteriales))の相対的な割合の低下及び共生微生物の相対的な割合の増加を示すグラフを提供する。バンコマイシン耐性エンテロコッカス科(Enterococcaceae)又はカルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)でスパイクされた糞便サンプルを、選択されたオリゴ糖組成物、FOS又は水と共にインキュベートした。
本開示の態様は、対象における病原体のレベル、存在量並びに/又はコロニー形成及びコロニー形成を低下させるの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、対象における病原体のレベルを調節する、例えば低下させることが可能なオリゴ糖組成物を特定するために行われた広範なスクリーニング努力の結果に基づく。数百の独自のオリゴ糖組成物を病原体レベルに対するそれらの効果についてアッセイした。スクリーニングで検査したオリゴ糖組成物は、異なる糖モノマー、例えばデキストロースモノマー、キシロースモノマーなどを使用して、様々な反応温度を含む条件下において様々な時間及び/又は異なる触媒条件の存在下で生成された。
このスクリーニング努力から、選択されたオリゴ糖組成物は、病原体レベル及びコロニー形成の非常に有効なモジュレーターとして特定された。従って、いくつかの実施形態では、このオリゴ糖組成物は、それらのGI管内に高いレベルの病原体コロニー形成を有する対象(例えば、それらの腸内に病原体がコロニー形成した対象)及び/又は広域スペクトル抗生物質を受けている対象を処置するのに特に有用である。定義された用語を含む本開示の更なる態様は、以下に提供される。
I.定義
撹拌条件:本明細書で使用されるとき、用語「撹拌条件」は、固体(例えば、固体触媒)の分散、熱伝達の均一性又は他の類似のパラメーターに関連して、混合物(例えば、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーを含む反応混合物)の実質的に均一又は均質な状態を促進又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、振盪及び/又は混合を含む。いくつかの実施形態では、撹拌条件は、溶液への気体又は他の液体の添加を含み得る。いくつかの実施形態では、撹拌条件は、触媒、例えば酸触媒の実質的に均一又は均質な分布を維持するために使用される。いくつかの実施形態では、単糖製剤は、オリゴ糖組成物を合成するために、酸触媒の存在下において、適切な条件下で加熱されて均質性及び均一な熱伝達を達成する。
約:本明細書で使用されるとき、用語「約」又は「およそ」は、1つ以上の関心対象の値に適用される場合、明記された参照値に類似する値を指す。特定の実施形態では、用語「約」又は「およそ」は、特に明記しない限り又は文脈から明らかでない限り、明記された参照値の両方向(超又は未満)において、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%又はそれ未満に含まれる値の範囲を指す(そのような数が、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:本明細書で使用されるとき、用語「デキストロースモノマー」は、D-ブドウ糖として知られるブドウ糖モノマーのD異性体を指す。いくつかの実施形態では、デキストロースモノマーは、デキストロース一水和物又は70DSトウモロコシ糖蜜である。
有効量:本明細書で使用されるとき、用語「有効量」は、例えば、対象又は患者において生物学的応答を誘発するのに必要且つ十分なオリゴ糖組成物の投与量又は濃度を指す。いくつかの実施形態では、有効量のオリゴ糖組成物は、対象における酵素の活性又はレベルを調節する、例えば増加又は低下させることができる。いくつかの実施形態では、有効量のオリゴ糖組成物は、代謝物の処理を調節する、例えば増加又は低下させることができる。いくつかの実施形態では、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又は数を調節する、例えば増加又は低下させることができる。いくつかの実施形態では、有効量のオリゴ糖組成物は、対象における高い病原体コロニー形成に関連した疾患の症状(例えば、症状の重篤さ又は数)を調節する、例えば低下させることができる。いくつかの実施形態では、有効量のオリゴ糖組成物は、対象における病原体(例えば、薬物又は抗生物質耐性病原体又はMDR病原体)の獲得、そのコロニー形成又はそのリザーバーを低下させることができる。いくつかの実施形態では、有効量のオリゴ糖組成物は、病原体、例えばCRE又はVREの腸コロニー形成を有する対象を処置することができる。
ガラクトースモノマー:本明細書で使用されるとき、用語「ガラクトースモノマー」は、一般に、D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。
マンノースモノマー:本明細書で使用されるとき、用語「マンノースモノマー」は、一般に、Dマンノースとして知られるマンノースモノマーのD異性体を指す。
単糖製剤:本明細書で使用されるとき、用語「単糖製剤」は、2種以上の単糖(例えば、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー)を含む製剤を指す。いくつかの実施形態では、単糖製剤は、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーを含む。
オリゴ糖:本明細書で使用されるとき、用語「オリゴ糖」(これは、いくつかの文脈において用語「グリカン」と互換的に使用され得る)は、グリコシド結合を介して一緒に連結された少なくとも2種の単糖(例えば、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー、マンノースモノマー)を含む糖分子を指す(少なくとも2の重合度(DP)(例えば、DP2+)を有する)。いくつかの実施形態では、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つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、少なくとも6つ、少なくとも7つ、少なくとも8つ、少なくとも9つ又は少なくとも10の単糖サブユニットを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖は、グリコシド結合によって連結された3~20、4~16、5~15、8~12、5~25、10~25、20~50、40~80又は75~100単糖の範囲にある。いくつかの実施形態では、オリゴ糖は、少なくとも1つの1,2;1,3;1,4;及び/又は1,6グリコシド結合を含む。オリゴ糖は、直鎖状又は分枝状であり得る。オリゴ糖は、α-配置にある1つ以上のグリコシド結合及び/又はβ-配置にある1つ以上のグリコシド結合を有し得る。
医薬組成物:本明細書で使用されるとき、「医薬組成物」は、疾患の軽減、処置又は予防において薬理学的活性若しくは他の直接効果を有する組成物及び/又はその完成した剤形若しくは製剤を指し、ヒト使用のためのものである。医薬組成物又は医薬製剤は、典型的には、良好な製造実施(GMP)条件下で製造される。医薬組成物又は製剤は、無菌又は非無菌であり得る。非無菌の場合、そのような医薬組成物又は製剤は、典型的には、微生物学的仕様書及び米国薬局方(USP)又は欧州薬局方(EP)に記載される非無菌医薬品の基準を満たす。本明細書に記載される任意のオリゴ糖組成物は、医薬組成物として処方され得る。
対象:本明細書で使用されるとき、用語「対象」は、ヒト対象又は患者を指す。対象は、新生児(早産児、満期産児)、1歳までの幼児、小児(例えば、1歳~12歳)、十代の少年少女(例えば、13~19歳)、成人(例えば、20~64歳)及び高齢者(65歳以上)を含むことができる。いくつかの実施形態では、対象は、小児科集団又はその亜集団(新生児(生後1か月以内)、小児(1か月~2歳)、発達中の子供(2~12歳)及び青年(12~16歳)を含む)の対象である。いくつかの実施形態では、対象は、健康な対象である。いくつかの実施形態では、対象は、健康な対象と比較して病原体の高い存在量を有する患者、例えばそれらの胃腸管(例えば、それらの結腸又は腸)内に病原体(例えば、CRE及び/又はVRE病原体)がコロニー形成している対象である。いくつかの実施形態では、対象は、広域スペクトル抗生物質を受けている患者である。いくつかの実施形態では、対象は、病原体感染症に特に感受性であり、例えば、対象は、重大な病気及び/又は免疫不全である。いくつかの実施形態では、対象は、健康な対象と比較して、それらの胃腸管(例えば、それらの結腸又は腸)内に共生細菌の低い存在量を有する患者である。
処置及び処置する:本明細書で使用されるとき、用語「処置する」及び「処置」は、組成物を対象(例えば、有害な状態、障害又は疾患に苦しむ症候性対象)に投与して、症状の重篤さ及び/若しくは頻度の低下に影響を与え、症状及び/若しくはその根底にある原因を排除し、且つ/又は損傷の改善若しくは治療を促進し、且つ/又は特定の有害な状態、障害若しくは疾患に感受性であるか、又は状態、障害若しくは疾患の発症が疑われるか若しくは発症のリスクがある、無症候性対象における有害な状態、障害又は疾患を予防することを指す。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物による対象の処置は、対象の胃腸管内の病原体の相対又は絶対存在量を低下させる。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物による対象の処置は、病原体感染症(例えば、胃腸管内における)の速度を遅延又は低下させる。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物による対象の処置は、病原体感染症(例えば、胃腸管内における)の発症を予防する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、感染症(例えば、細菌感染症)を処置する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、局所性感染症を処置する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、新生感染症を処置する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、全身感染症、例えば全身C.ディフィシル(C.diff)感染症を処置する。しかしながら、いくつかの実施形態では、選択されたオリゴ糖組成物は、感染症、例えば局所性、新生又は全身感染症を予防する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物による対象の処置は、病原体感染症を排除し、且つ/又は病原体負荷(胃腸管内における)を低下させる。いくつかの実施形態では、対象は、病原体(例えば、細菌又は真菌)感染症(例えば、胃腸管の感染症)を有するか又はそのリスクがある。いくつかの実施形態では、対象は、最近、病原体(例えば、細菌又は真菌)感染症(例えば、胃腸管の感染症)を有しており、且つ/又は感染症から回復している。いくつかの実施形態では、対象は、免疫不全対象(例えば、造血性幹細胞移植(HSCT)患者)である。いくつかの実施形態では、対象は、健康な対象である。
II.オリゴ糖組成物
ヒト対象における病原体のレベルを調節するためのオリゴ糖組成物及びその使用方法が本明細書で提供される。一態様において、式(I)、式(II)及び式(III):
Figure 2022532066000024
(式中、各Rは、水素及び式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId):
Figure 2022532066000025
から独立して選択され、ここで、各Rは、独立して、上記で定義された通りである)
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で提供される。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、最初に、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーを含む製剤を100℃~160℃、100℃~120℃、110℃~130℃、120℃~140℃、130℃~150℃の範囲又は約140℃の温度に加熱することを含むプロセスによって生成される。デキストロースモノマー対ガラクトースモノマーの比は、1:1であり得る。デキストロースモノマー対マンノースモノマーの比は、4.5:1であり得る。ガラクトースモノマー対マンノースモノマーの比は、4.5:1であり得る。加熱は、撹拌条件下で行うことができる。加熱は、温度を(例えば、室温から)適切な条件下で約130℃、約135℃、約140℃、約145℃又は約150℃に徐々に上昇させて、均質性及び均一な熱伝達を達成することを含み得る。正に帯電した水素イオンを含む酸触媒が製剤に添加される(例えば、加熱後)。いくつかの実施形態では、酸触媒は、固体触媒である。いくつかの実施形態では、触媒は、表1による1つ以上の物理的及び化学的特性を有する強酸カチオン交換樹脂である。いくつかの実施形態では、触媒は、>3.0mmol/gのスルホン酸部分及び<1.0mmol/グラムの陽イオン性部分を含む。特定の実施形態では、触媒は、45~50重量パーセントの公称水分含有量を有する。特定の実施形態では、触媒は、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーと同時に添加される。いくつかの実施形態では、触媒を製剤に負荷した後、得られた反応混合物を、酸触媒オリゴ糖形成を促進する条件下において、大気圧で100℃~160℃、100℃~120℃、110℃~130℃、120℃~140℃、130℃~150℃又は約140℃の範囲の温度で保持する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物中の総モノマー含有量の重量パーセント(総モノマー含有量は、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及び/又はマンノースモノマーの量を含む)が2~14%(任意選択的に2~5%、4~8%、7~10%、9~14%又は12~14%)の範囲になったとき、反応混合物をクエンチする。クエンチングは、典型的には、水(例えば、脱イオン水)を使用して反応混合物を希釈し、反応混合物の温度を徐々に55℃~95℃に低下させることを含む。いくつかの実施形態では、クエンチングに使用される水は、約95℃である。水は、混合物の固化を回避するのに十分な条件下で反応混合物に添加され得る。特定の実施形態では、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では、反応混合物は、93~94重量パーセントの溶解した固体を含み得る。最終的に、精製されたオリゴ糖組成物を得るために、組成物は、一般に、典型的にはクエンチした反応混合物を水で約45~55重量パーセントの濃度に約85℃未満の温度で希釈した後、混合物をフィルター又は一連のクロマトグラフィー樹脂に通すことによって酸触媒から分離される。特定の実施形態では、使用されるフィルターは、0.45μmフィルターである。代替的に、一連のクロマトグラフィー樹脂が使用され得、一般に陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂及び/又は脱色ポリマー樹脂を含む。いくつかの実施形態では、任意の又は全てのタイプの樹脂が任意の順序で1回以上使用され得る。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、室温での貯蔵時に微生物増殖に必要なものよりも低いレベルの水を含む。特定の実施形態では、全てのオリゴ糖の平均重合度は、7~15.5、任意選択的に11~15の範囲である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、45~55重量パーセントの範囲の水を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1905~2290の範囲のMWw(重量平均分子量)(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1030~1095の範囲のMWn(数平均分子量)(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物を含む溶液は、2.50~3.50の範囲のpHを有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、86~96重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む。
更に、いくつかの実施形態では、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では、脱モノマー化は、残留糖モノマーの除去を含む。いくつかの実施形態では、脱モノマー化は、クロマトグラフィー樹脂を使用して行われる。従って、いくつかの実施形態では、存在するモノマーのパーセントに応じて異なる組成物が調製される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、約1%、約3%、約5%、約10%又は約15%のモノマー含有量に脱モノマー化される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、約1~3%、約3~6%、約5~8%、約7~10%又は約10~15%のモノマー含有量に脱モノマー化される。一実施形態では、オリゴ糖組成物は、1%未満のモノマー含有量に脱モノマー化される。一実施形態では、オリゴ糖組成物は、約7%~10%のモノマー含有量に脱モノマー化される。一実施形態では、オリゴ糖組成物は、約1%~3%のモノマー含有量に脱モノマー化される。一実施形態では、脱モノマー化は、浸透圧分離によって達成される。第2の実施形態では、脱モノマー化は、タンジェンシャルフロー濾過(TFF)によって達成される。第3の実施形態では、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では、異なるモノマー含有量を有するオリゴ糖組成物は、総食物繊維、水分、総食物繊維(無水ベース)又はパーセントデキストロース当量(DE)の異なる測定値も有し得る。いくつかの実施形態では、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では、水分は、60℃の真空炉を使用することによって測定される。いくつかの実施形態では、総食物繊維が(無水ベース)計算される。いくつかの実施形態では、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では、オリゴ糖組成物は、87.4パーセント(無水ベースにおいて)の総食物繊維含有量を有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、81.9~93.0、82~85、85~88、88~90又は90~93パーセント(無水ベースにおいて)の総食物繊維含有量を有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、約82、約85、約87、約90又は約93パーセント(無水ベースにおいて)の総食物繊維含有量を有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、78~97パーセント(無水ベースにおいて)の総食物繊維含有量を有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、82~93パーセント(無水ベースにおいて)の総食物繊維含有量を有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、14.5~100パーセント(無水ベースにおいて)の総食物繊維含有量を有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、34~94パーセント(無水ベースにおいて)の総食物繊維含有量を有する。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、6.5~35パーセントの総還元糖含有量(デキストロース当量(DE)(乾燥固体))を有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、12~29パーセントの総還元糖含有量(デキストロース当量(DE)(乾燥固体))を有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、5~40、5~30、5~25、10~30、10~25、10~20、15~30、15~25又は15~20パーセントの総還元糖含有量(デキストロース当量(DE)(乾燥固体))を有する。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される方法によるオリゴ糖組成物の生成は、バッチプロセス又は連続プロセスで行うことができる。例えば、一実施形態では、オリゴ糖組成物は、バッチプロセスで生成され、ここで、反応器の内容物は、撹拌条件(例えば、連続的に混合又はブレンドされる)に供され、反応生成物の全部又は相当の量が除去される(例えば、単離及び/又は回収される)。
特定の実施形態では、水性環境において触媒を使用する方法が行われる。1つの適切な水性溶媒は、水であり、これは、様々な供給源から得ることができる。一般に、より低い濃度のイオン種(例えば、ナトリウム、リン、アンモニウム又はマグネシウムの塩)を有する水源が使用され得る。いくつかの実施形態では、そのようなイオン種は、触媒の有効性を低下させ得る。水性溶媒が水であるいくつかの実施形態では、水は、10%未満のイオン種(例えば、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では、水は、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-センチメートル又は少なくとも10メガオーム-センチメートルの抵抗率を有する。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される方法の反応が進行するにつれて、1つ以上の糖モノマーの各グリコシル結合と共に水(発生した水など)が生成する。特定の実施形態では、本明細書に記載される方法は、反応混合物中に存在する水の量及び/又はモノマー若しくは触媒に対する水の割合を経時的に監視することを更に含み得る。従って、いくつかの実施形態では、反応混合物の含水量が反応の過程にわたって変化し、例えば生成した発生水を除去し得る。反応混合物中の水(例えば、発生水)を除去するために、例えば、例えば蒸留を介した蒸発によるものを含む適切な方法が用いられ得る。いくつかの実施形態では、方法は、反応混合物中に水を含ませることを含む。特定の実施形態では、方法は、水を蒸発によって反応混合物から除去することを含む。
いくつかの実施形態では、デキストロースモノマー対ガラクトースモノマーの比は、約1:2、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又は2:1である。いくつかの実施形態では、デキストロースモノマー対ガラクトースモノマーの比は、約1:1である。
いくつかの実施形態では、デキストロースモノマー対マンノースモノマーの比は、約1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、3.6:1、3.7:1、3.8:1、3.9:1、4:1、4.1:1、4.2:1、4.3:1、4.4:1、4.5:1、4.6:1、4.7:1、4.8:1、4.9:1、5:1又は5.5:1である。いくつかの実施形態では、デキストロースモノマー対マンノースモノマーの比は、約4.5:1である。
いくつかの実施形態では、ガラクトースモノマー対マンノースモノマーの比は、約1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、3.6:1、3.7:1、3.8:1、3.9:1、4:1、4.1:1、4.2:1、4.3:1、4.4:1、4.5:1、4.6:1、4.7:1、4.8:1、4.9:1、5:1又は5.5:1である。いくつかの実施形態では、ガラクトースモノマー対マンノースモノマーの比は、約4.5:1である。
いくつかの実施形態では、単糖製剤は、約30~60%のデキストロースモノマー、約30~60%のガラクトースモノマー及び1~25%のマンノースモノマーを含む。いくつかの実施形態では、単糖製剤は、約30~60%のデキストロースモノマー、約30~60%のガラクトースモノマー及び約5~15%のマンノースモノマーを含む。いくつかの実施形態では、単糖製剤は、約40~50%のデキストロースモノマー、約40~50%のガラクトースモノマー及び約5~15%のマンノースモノマーを含む。いくつかの実施形態では、単糖製剤は、約45%のデキストロースモノマー、約45%のガラクトースモノマー及び約10%のマンノースモノマーを含む。
特定の実施形態では、製剤は、正に帯電した水素イオンを含む酸触媒が負荷される。いくつかの実施形態では、酸触媒は、固体触媒(例えば、Dowex Marathon C)である。いくつかの実施形態では、酸触媒は、可溶性触媒(例えば、クエン酸)である。
いくつかの実施形態では、正に帯電した水素イオン対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比は、適切な範囲である。いくつかの実施形態では、正に帯電した水素イオン対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比は、0.01~0.1、0.02~0.08、0.03~0.06又は0.05~0.06の範囲である。いくつかの実施形態では、正に帯電した水素イオン対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比は、0.003~0.01、0.005~0.02、0.01~0.02、0.01~0.03、0.02~0.03、0.02~0.04、0.03~0.05、0.03~0.08、0.04~0.07、0.05~0.1、0.05~0.2、0.1~0.2、0.1~0.3又は0.2~0.3の範囲である。いくつかの実施形態では、正に帯電した水素イオン対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比は、0.050~0.052の範囲である。いくつかの実施形態では、正に帯電した水素イオン対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比は、0.020~0.035の範囲である。いくつかの実施形態では、正に帯電した水素イオン対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比は、0.028である。
いくつかの実施形態では、可溶性酸触媒(例えば、クエン酸触媒)対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比は、適切な範囲である。いくつかの実施形態では、可溶性酸触媒(例えば、クエン酸触媒)対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比は、0.01~0.1、0.02~0.08、0.03~0.06又は0.05~0.06の範囲である。いくつかの実施形態では、可溶性酸触媒(例えば、クエン酸触媒)対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比は、0.003~0.01、0.005~0.02、0.01~0.02、0.01~0.03、0.02~0.03、0.02~0.04、0.03~0.05、0.03~0.08、0.04~0.07、0.05~0.1、0.05~0.2、0.1~0.2、0.1~0.3又は0.2~0.3の範囲である。いくつかの実施形態では、可溶性酸触媒(例えば、クエン酸触媒)対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比は、0.050~0.052の範囲である。いくつかの実施形態では、可溶性酸触媒(例えば、クエン酸触媒)対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比は、0.020~0.035の範囲である。いくつかの実施形態では、可溶性酸触媒(例えば、クエン酸触媒)対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比は、0.028である。
いくつかの実施形態では、水が反応混合物に添加されて、反応混合物の温度を100℃以下にすることによって反応をクエンチする。いくつかの実施形態では、クエンチに使用される水は、脱イオン水である。いくつかの実施形態では、クエンチに使用される水は、USP水である。いくつかの実施形態では、水は、約60℃~約100℃の温度を有する。特定の実施形態では、クエンチに使用される水は、約95℃である。いくつかの実施形態では、水は、混合物の固化を回避するのに十分な条件下で反応混合物に添加される。
反応混合物の粘度は、反応の過程にわたって測定及び/又は変更され得る。一般に、粘度は、流れに対する流体の内部抵抗(例えば、「濃さ」)の測定値を指し、センチポアズ(cP)又はパスカル-秒で表される。いくつかの実施形態では、反応混合物の粘度は、約100cP~約95,000cP、約5,000cP~約75,000cP、約5,000~約50,000cP又は約10,000~約50,000cPである。特定の実施形態では、反応混合物の粘度は、約50cP~約200cPである。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるオリゴ糖組成物は、1つ以上の追加の処理ステップに供され得る。追加の処理ステップは、例えば、精製ステップを含むことができる。精製ステップは、例えば、分離、脱モノマー化、希釈、濃縮、濾過、脱塩若しくはイオン交換、クロマトグラフィー分離若しくは脱色又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。
特定の実施形態では、本明細書に記載される方法は、希釈ステップを更に含む。いくつかの実施形態では、脱イオン水を希釈に使用する。特定の実施形態では、USP水を希釈に使用する。特定の実施形態では、希釈後、オリゴ糖組成物は、約5~75、25~65、35~65、45~55又は47~53重量パーセントの範囲の水を含む。特定の実施形態では、希釈後、オリゴ糖組成物は、約45~55重量パーセントの範囲の水を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、脱色ステップを更に含む。生成された1つ以上のオリゴ糖組成物は、例えば、吸収剤、活性炭、クロマトグラフィー(例えば、イオン交換樹脂を使用する)及び/又は濾過(例えば、精密濾過)による処理を含む適切な方法を用いて脱色ステップを受け得る。
いくつかの実施形態では、生成された1つ以上のオリゴ糖組成物を材料と接触させて、塩、ミネラル及び/又は他のイオン種を除去する。例えば、特定の実施形態では、生成された1つ以上のオリゴ糖組成物は、陰イオン交換カラムを通して流される。他の実施形態では、生成されたオリゴ糖組成物は、陰イオン/陽イオン交換カラム対を通して流される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、濃縮ステップを更に含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、蒸発(例えば、真空蒸発)に供されて、濃縮されたオリゴ糖組成物を生成し得る。他の実施形態では、オリゴ糖組成物は、噴霧乾燥ステップに供されて、オリゴ糖粉末を生成し得る。特定の実施形態では、オリゴ糖組成物は、蒸発ステップ及び噴霧乾燥ステップの両方に供され得る。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、凍結乾燥(lyophilization)(例えば、凍結乾燥(freeze drying))ステップに供されて水を除去し、粉末化生成物を生成する。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、分別ステップを更に含む。調製及び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(例えば、低圧活性炭クロマトグラフィー)又は濾過(例えば、限外濾過又はダイアフィルトレーション)を含む、当技術分野で既知の任意の方法を用いて分子量により分離され得る。特定の実施形態では、オリゴ糖組成物は、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%又は98%超を占める短い(約DP1~2)、中間の(約DP3~10)、長い(約DP11~18)又は非常に長い(約DP>18)種のプールに分離される。
特定の実施形態では、調製されたオリゴ糖組成物は、炭素質材料上への吸着と、続く濃度1%、5%、10%、20%、50%又は100%の水中の有機溶媒の混合物による材料の洗浄による画分の脱着によって分別される。一実施形態では、吸着材料は、活性炭である。別の実施形態では、吸着材料は、活性炭と、5%、10%、20%、30%、40%又は50%体積部又は重量部の珪藻土又はCelite 545などの増量剤との混合物である。
更なる実施形態では、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に通すことにより分離される。特定の変形形態において、調製されたオリゴ糖組成物は、イオン親和性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又はゲル浸透及びゲル濾過を含むサイズ排除クロマトグラフィーにより分離される。
いくつかの実施形態では、触媒は、濾過により除去される。特定の実施形態では、0.45μmフィルターを使用して、濾過中に触媒を除去する。他の実施形態では、低分子量材料は、濾過方法により除去される。特定の変形形態において、低分子量材料は、透析、限外濾過、ダイアフィルトレーション又はタンジェンシャルフロー濾過により除去され得る。特定の実施形態では、濾過は、静的透析チューブ装置において行われる。他の実施形態では、濾過は、動的フロー濾過システムにおいて行われる。他の実施形態では、濾過は、遠心力駆動濾過カートリッジにおいて行われる。特定の実施形態では、反応混合物は、濾過前に約85℃未満に冷却される。
特定の実施形態では、全てのオリゴ糖の平均重合度は、6~16の範囲である。特定の実施形態では、全てのオリゴ糖の平均重合度は、10~15の範囲である。特定の実施形態では、全てのオリゴ糖の平均重合度は、9~16の範囲である。特定の実施形態では、全てのオリゴ糖の平均重合度は、10.5~15の範囲である。特定の実施形態では、全てのオリゴ糖の平均重合度は、9~15の範囲である。特定の実施形態では、全てのオリゴ糖の平均重合度は、10.5~14の範囲である。いくつかの実施形態では、全てのオリゴ糖の平均重合度は、7~15、7~12、7~10、7~8、9~10、10~11、11~12、11~15、12~13、12~14、13~14、14~15、15~16、17~18、15~20、3~8、4~7又は5~6の範囲である。
特定の実施形態では、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーの重量パーセントは、10~18の範囲である。特定の実施形態では、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーの重量パーセントは、11~17の範囲である。特定の実施形態では、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーの重量パーセントは、12~16の範囲である。特定の実施形態では、オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーの重量パーセントは、13~15の範囲である。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、それぞれ約45重量%、45重量%及び10重量%の比率のデキストロース、ガラクトース及びマンノースのポリマーの混合物である。式は、H-[C9-11-OHであり、ここで、混合物の単一ポリマー中のモノマー単位の総数は、2~約60(n=2~60)の範囲であり、混合物についての平均値は、約12.6モノマー単位である。各モノマー単位は、非置換、任意のグリコシド異性体によって別のデキストロース、ガラクトース又はマンノース単位で一、二又は三置換され得る。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、5~75重量パーセントの範囲の水を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、25~65重量パーセントの範囲の水を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、35~65重量パーセントの範囲の水を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、45~55重量パーセントの範囲の水を含む。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1905~2290の範囲のMWw(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1753~2395の範囲のMWw(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1750~2400の範囲のMWw(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1500~2500の範囲のMWw(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1800~2000の範囲のMWw(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、2000~2300の範囲のMWw(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1515~2630の範囲のMWw(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1500~2500の範囲のMWw(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1740~2400の範囲のMWw(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1700~2300の範囲のMWw(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1800~1900、1900~2000、2000~2100、2100~2200、2200~2300、2300~2400又は2400~2500の範囲のMWw(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1030~1095の範囲のMWn(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、981~1214の範囲のMWn(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、980~1220の範囲のMWn(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1000~1050の範囲のMWn(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1050~1100の範囲のMWn(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、890~1300の範囲のMWn(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、975~1155の範囲のMWn(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、875~1180の範囲のMWn(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、940~1120の範囲のMWn(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、900~950、950~1000、1000~1050、1050~1100、1100~1150、1150~1200又は1200~1250の範囲のMWn(g/mol)を有するオリゴ糖を含む。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物を含む溶液は、1.50~6.00の範囲のpHを有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物を含む溶液は、1.50~5.00の範囲のpHを有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物を含む溶液は、2.00~4.00の範囲のpHを有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物を含む溶液は、2.50~3.50の範囲のpHを有する。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、約8.5%~約32%の範囲の分岐度を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、約10%~約35%の範囲の分岐度を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、約13%~約29%の範囲の分岐度を有するオリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、5~50%、5~40%、5~30%、5~20%、5~15%、10~50%、10~40%、10~30%、10~25%、15~30%又は15~20%の範囲の分岐度を有するオリゴ糖を含む。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、80~100重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、86~96重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、86~91重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、91~96重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、81~100重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、80~94重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、91~96重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、80~85、85~87、86~88、87~90、88~91、89~92、90~93、91~94、92~95、93~96又は95~98重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1.8~2.0の多分散指数(PDI)を有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1.8~2.1の多分散指数(PDI)を有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1.0~1.2、1.2~1.3、1.3~1.4、1.4~1.5、1.5~1.6、1.7~1.8、1.8~2.0、2.0~2.2、2.2~2.4又は2.4~2.6のPDIを有する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、約1.6、約1.7、約1.8、約1.9、約2.0、約2.1又は約2.2のPDIを有する。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖のMWw、MWn、PDI、モノマー含有量(DP1)及び/又はDP2+値は、実施例15に記載されているサイズ排除クロマトグラフィー方法を用いて決定される。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物中のオリゴ糖の重合度(DP1~DP7)は、実施例17に記載されているサイズ排除クロマトグラフィー方法を用いて決定される。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、80~95重量パーセントの範囲の少なくとも3つの連結モノマー単位(DP3+)を有するオリゴマーを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、85~90重量パーセントの範囲の少なくとも3つの連結モノマー単位(DP3+)を有するオリゴマーを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、80~85、85~87、86~88、87~90、88~91、89~92、90~93、91~94又は92~95重量パーセントの範囲の少なくとも3つの連結モノマー単位(DP3+)を有するオリゴマーを含む。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、4.20%~6.28%のモノマー(DP1)を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、4%~5%、5%~6%又は6%~7%のモノマー(DP1)を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、6.20%~8.83%の二糖(DP2)を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、6%~6.5%、6.5%~7%、7.5%~8%、8%~8.5%又は8.5%~9%の二糖(DP2)を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、84.91%~89.58%の、少なくとも3つの連結モノマー単位(DP3+)を有するオリゴマーを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、84%~85%、85%~86%、86%~87%、87%~88%又は88%~90%の、少なくとも3つの連結モノマー単位(DP3+)を有するオリゴマーを含む。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、0.10%未満の総不純物(モノマーを除く)を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、0.05%未満の総不純物(モノマーを除く)を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、0.20%、0.15%、0.10%又は0.05%未満の総不純物(モノマーを除く)を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、0.10%w/w未満のレボグルコサン、0.10%w/w未満のグルクロン酸、0.10%w/w未満の乳酸、0.10%w/w未満のギ酸、0.10%w/w未満の酢酸及び0.10%w/w未満のヒドロキシメチルフルフラール(HMF)を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、0.35%w/wのレボグルコサン、0.03%w/wの乳酸及び/又は0.06%のw/wのギ酸を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、0.28~0.43%w/wのレボグルコサン、0.00~0.03%w/wの乳酸及び/又は0.05~0.07%w/wのギ酸を含む。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、1753~2395のMWw、981~1214のMWn及び/又は1.8~2.0のPDIを含む。
本明細書に記載され、本明細書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、完全メチル化分析を用いて特徴付けられ、且つ先行技術の組成物から区別され得る。例えば、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。従って、別の態様では、ヒトにおいて消化しにくい複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が本明細書で提供され、複数のオリゴ糖は、モノマー基を含む。複数のオリゴ糖における異なるタイプのモノマー基のモル百分率は、実施例13に記載されている完全メチル化アッセイを用いて定量化され得る。完全メチル化アッセイは、組成物の脱モノマー化サンプルに対して行われる。
いくつかの実施形態では、複数のオリゴ糖は、基(1)~(40):
(1)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の3.0~4.1mol%を占めるt-マンノピラノースモノラジカル;
(2)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の11.4~16.3mol%を占めるt-グルコピラノースモノラジカル;
(3)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.3~7.8mol%を占めるt-ガラクトフラノースモノラジカル;
(4)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0~1.4mol%を占めるt-グルコフラノースモノラジカル;
(5)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の8.3~12.5mol%を占めるt-ガラクトピラノースモノラジカル;
(6)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の3.0~4.9mol%を占める3-グルコピラノースモノラジカル;
(7)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.2~1.9mol%を占める2-マンノピラノース及び/又は3-マンノピラノースモノラジカル;
(8)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.4~3.2mol%を占める2-グルコピラノースモノラジカル;
(9)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.9~2.3mol%を占める2-ガラクトフラノース及び/又は2-グルコフラノースモノラジカル;
(10)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.9~3.9mol%を占める3-ガラクトピラノースモノラジカル;
(11)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.7~2.9mol%を占める4-マンノピラノース、及び/又は5-マンノフラノース、及び/又は3-ガラクトフラノースモノラジカル;
(12)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.0~2.9mol%を占める6-マンノピラノースモノラジカル;
(13)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.8~2.7mol%を占める2-ガラクトピラノースモノラジカル;
(14)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の7.6~10.8mol%を占める6-グルコピラノースモノラジカル;
(15)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.6~3.8mol%を占める4-ガラクトピラノース及び/又は5-ガラクトフラノースモノラジカル;
(16)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の3.0~4.5mol%を占める4-グルコピラノース、及び/又は5-グルコフラノース、及び/又は6-マンノフラノースモノラジカル;
(17)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0~1.6mol%を占める6-グルコフラノースモノラジカル;
(18)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.4~5.0mol%を占める6-ガラクトフラノースモノラジカル;
(19)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の5.8~9.1mol%を占める6-ガラクトピラノースモノラジカル;
(20)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.9~1.4mol%を占める3,4-ガラクトピラノース、及び/又は3,5-ガラクトフラノース、及び/又は2,3-ガラクトピラノースジラジカル;
(21)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0~1.1mol%を占める3,4-グルコピラノース及び/又は3,5-グルコフラノースジラジカル;
(22)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.9~1.4mol%を占める2,4-グルコピラノース、及び/又は2,5-グルコフラノース、及び/又は2,4-ガラクトピラノース、及び/又は2,5-ガラクトフラノースジラジカル;
(23)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.5~0.7mol%を占める4,6-マンノピラノース及び/又は5,6-マンノフラノースジラジカル;
(24)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0~0.1mol%を占める3,6-マンノフラノースジラジカル;
(25)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.4~2.8mol%を占める3,6-グルコピラノースジラジカル;
(26)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.4~0.7mol%を占める3,6-マンノピラノース及び/又は2,6-マンノフラノースジラジカル;
(27)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.3~0.5mol%を占める2,6-マンノピラノースジラジカル;
(28)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.4mol%を占める3,6-グルコフラノースジラジカル;
(29)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.1~3.6mol%を占める2,6-グルコピラノース、及び/又は4,6-グルコピラノース、及び/又は5,6-グルコフラノースジラジカル;
(30)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.9~1.4mol%を占める3,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(31)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の2.1~2.9mol%を占める4,6-ガラクトピラノース及び/又は5,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(32)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の1.6~3.0mol%を占める3,6-ガラクトピラノース及び/又は2,6-ガラクトフラノースジラジカル;
(33)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.7~1.6mol%を占める2,6-ガラクトピラノースジラジカル;
(34)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0~0.3mol%を占める3,4,6-マンノピラノース、及び/又は3,5,6-マンノフラノース、及び/又は2,3,6-マンノフラノーストリラジカル;
(35)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.5~1.1mol%を占める3,4,6-ガラクトピラノース、及び/又は3,5,6-ガラクトフラノース、及び/又は2,3,6-ガラクトフラノーストリラジカル;
(36)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.2~0.5mol%を占める3,4,6-グルコピラノース及び/又は3,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(37)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0~0.5mol%を占める2,3,6-マンノピラノース、及び/又は2,4,6-マンノピラノース、及び/又は2,5,6-マンノフラノーストリラジカル;
(38)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0~1.4mol%を占める2,4,6-グルコピラノース及び/又は2,5,6-グルコフラノーストリラジカル;
(39)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.4~0.9mol%を占める2,3,6-ガラクトピラノース、及び/又は2,4,6-ガラクトピラノース、及び/又は2,5,6-ガラクトフラノーストリラジカル;及び
(40)複数のオリゴ糖におけるモノマー基の0.1~0.5mol%を占める2,3,6-グルコピラノーストリラジカル
から選択される2つ以上のモノマー基を含む。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約8~30%は、1,2グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約10.5~25%は、1,2グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約9.5~32%は、1,2グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約13~27%は、1,2グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の5~50%、5~40%、5~30%、5~20%、5~15%、10~50%、10~40%、10~30%、10~25%、15~30%又は15~20%は、1,2グリコシド結合である。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約14.5~34%は、1,3グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約17~30%は、1,3グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約9.5~27%は、1,3グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約12.5~23.5%は、1,3グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の5~50%、10~40%、10~30%、10~20%、5~15%、10~50%、10~40%、10~30%、10~25%、15~30%又は15~20%は、1,3グリコシド結合である。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約10~26%は、1,4グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約12~22%は、1,4グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約10~29.5%は、1,4グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約13~25%は、1,4グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の5~50%、10~40%、10~30%、10~20%、5~15%、10~50%、10~40%、10~30%、10~25%、15~30%又は15~20%は、1,4グリコシド結合である。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約32~57%は、1,6グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約35~52%は、1,6グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約23~65%は、1,6グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の約30~56%は、1,6グリコシド結合である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物における総グリコシド結合の15~70%、20~60%、20~40%、25~50%、30~50%、30~40%又は30~60%は、1,6グリコシド結合である。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、17.5~43%の総フラノースを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、20.5~37%の総フラノースを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、14~60%の総フラノースを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、20.5~50%の総フラノースを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、10~60%、10~50%、15~40%、20~40%、20~30%又は30~50%の総フラノースを含む。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、少なくとも1つのグルコフラノース又はグルコピラノース基、少なくとも1つのマンノフラノース又はマンノピラノース基及び少なくとも1つのガラクトフラノース又はガラクトピラノース基を含む。
いくつかの実施形態では、表2に示すモル百分率でモノマー基(1)~(40)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。
Figure 2022532066000026
Figure 2022532066000027
Figure 2022532066000028
特定の実施形態では、オリゴ糖組成物は、モノマーを含まない。他の実施形態では、オリゴ糖組成物は、モノマーを含む。
本明細書に記載され、本明細書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、異種核2次元NMRを使用して特徴付けられ、且つ先行技術の組成物と区別され得る。従って、別の態様では、ヒトにおいて消化しにくい複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物が提供され、組成物は、シグナル5、6、7及び15を含む異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、各シグナルは、中央位置及び面積を有する。
Figure 2022532066000029
いくつかの実施形態では、スペクトルは、シグナル10及び14から選択され、以下のように定義される1~2つ(例えば、1又は2つ)のシグナルを更に含む。
Figure 2022532066000030
いくつかの実施形態では、スペクトルは、シグナル11、12及び13から選択され、以下のように定義される1~3つ(例えば、1、2又は3つ)のシグナルを更に含む。
Figure 2022532066000031
いくつかの実施形態では、スペクトルは、シグナル11、12及び13から選択され、以下のように定義される1~3つ(例えば、1、2又は3つ)のシグナルを含む。
Figure 2022532066000032
いくつかの実施形態では、スペクトルは、シグナル1~15から選択され、以下のように定義される1~15(例えば、1、2又は3つ)のシグナルを含む。
Figure 2022532066000033
いくつかの実施形態では、スペクトルは、シグナル1~15から選択され、以下のように定義される1~15(例えば、1、2又は3つ)のシグナルを含む。
Figure 2022532066000034
いくつかの実施形態では、スペクトルは、シグナル1~15から選択され、以下のように定義される1~15(例えば、1、2又は3つ)のシグナルを含む。
Figure 2022532066000035
いくつかの実施形態では、シグナル5、6、7、15、10、14、11、12及び13は、それぞれ以下のように定義されるH積分領域及び 13C積分領域によって更に特徴付けられる。
Figure 2022532066000036
いくつかの実施形態では、シグナル1~15は、それぞれ以下のように定義されるH積分領域及び 13C積分領域によって特徴付けられる。
Figure 2022532066000037
特定の実施形態では、NMRスペクトルは、組成物のサンプルをHSQC NMRに供することにより得られ、ここで、サンプルは、重水素化溶媒中の溶液である。適切な重水素化溶媒は、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及びそれらの混合物を含む。特定の実施形態では、重水素化溶媒は、DOである。特定の実施形態では、NMRスペクトルは、実施例14に記載されている条件を用いて得られる。
例示的なオリゴ糖組成物は、本明細書に記載される手順に従って調製することができる。
III.使用方法
本明細書に記載されるように、オリゴ糖組成物は、高い病原体レベルを有する対象における病原体(例えば、CRE又はVRE)レベル及び/又は病原体コロニー形成を低下させるために使用され得る。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、対象における共生細菌のレベルを増加させるために使用され得る。
いくつかの実施形態では、選択されたオリゴ糖組成物は、病原体レベルを制御する(例えば、低下させる)のに有用である。いくつかの実施形態では、選択されたオリゴ糖組成物は、病原体レベルを共生生物(例えば、非病原性共生生物)に対して制御する(例えば、低下させる)のに有用である。いくつかの実施形態では、選択されたオリゴ糖組成物は、対象における絶対病原体レベルを制御する(例えば、低下させる)のに有用である。
いくつかの実施形態では、共生細菌は、特定のニッチ、例えば胃腸管(例えば、腸)内のマイクロバイオームの健康な状態に通常関連した細菌を指し、且つ/又は一般に非病原性であると見なされる。
いくつかの実施形態では、選択されたオリゴ糖組成物は、病原性共生生物レベルを制御する(例えば、低下させる)のに有用である。いくつかの実施形態では、選択されたオリゴ糖組成物は、病原性共生生物レベルを共生生物(例えば、非病原性共生生物)に対して制御する(例えば、低下させる)のに有用である。いくつかの実施形態では、選択されたオリゴ糖組成物は、対象における絶対病原性共生生物レベルを制御する(例えば、低下させる)のに有用である。いくつかの実施形態では、病原性共生生物は、潜在的に病理学的である(疾患を生じる)細菌(及び真菌)を含むが、正常な環境下では例えば無害の共生生物として対象と非病理学的に共存する。いくつかの実施形態では、ディスバイオシスは、非病理学的な細菌を病理学的な細菌とする。いくつかの実施形態では、病原性共生生物は、Hornef,M.“Pathogens,Commensal Symbionts,and Pathobionts:Discovery and Functional Effects on the Host”,ILAR Journal,Volume 56,Issue 2,2015,Pages 159-162に記載されているようなものである。
いくつかの実施形態では、選択されたオリゴ糖組成物は、病原体及び共生生物の相対的なレベルを制御するのに有用である。いくつかの実施形態では、選択されたオリゴ糖組成物は、病原性共生生物及び共生生物の相対的なレベルを制御するのに有用である。いくつかの実施形態では、選択されたオリゴ糖組成物は、病原性共生生物及び非病原性共生生物の相対的なレベルを制御するのに有用である。
本明細書に記載されるように、オリゴ糖組成物は、腸細菌叢の構造(例えば、組成)及び/又は機能(例えば、代謝活性)に影響を与えるために使用され得る。いくつかの実施形態では、選択されたオリゴ糖組成物は、有益な健康効果を対象に付与する。本明細書に記載される方法及び使用(例えば、対象を処置する(例えば、感染症を処置する)ためのオリゴ糖組成物の使用及び病原体又は病原性共生生物の存在量を低下させるためのオリゴ糖組成物の使用)から利益を得る可能性がある対象は、免疫不全又は免疫抑制対象を含む。本明細書に記載される方法及び使用から利益を得る可能性がある対象は、移植手順、例えば造血性幹細胞移植(HSCT)若しくは固体器官移植又は他の医療手順、例えば胃腸管の手術を受けている対象を含む。本明細書に記載される方法及び使用から利益を得る可能性がある対象は、他の免疫不全対象、例えば血液系悪性腫瘍又は硬変(例えば、肝硬変)を有する対象を含む。本明細書に記載される方法及び使用から利益を得る可能性がある対象は、集中治療室に入院した対象を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、例えば、ベースライン(例えば、未処置対象(の集団)又は処置前の対象)と比較した場合、病原体又は病原性共生生物(例えば、胃腸管内における)の存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を低下させる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、病原体又は病原性共生生物(例えば、胃腸管、例えば腸、例えば大腸又は結腸内における)の増殖を超えて共生生物の増殖を促進する。いくつかの実施形態では、対象は、MDR病原体(例えば、バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(VRE)、基質特異性拡張型βラクタマーゼ産生腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(ESBLE)及びカルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(CRE)による脱コロニー形成を達成し、例えば、これらの細菌のレベルは、検出可能なレベルに近いか又はそれを下回る。病原体又は病原性共生生物の存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)の低下は、対象からのサンプル(例えば、便サンプル)を核酸配列決定(例えば、全ゲノム配列決定)及び他のアッセイ(例えば、培養によるコロニー形成単位(cfu)/g糞便)に供することによって決定され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、α多様性の増加(例えば、例えば核酸配列決定によりShannon多様性を測定することによって決定される例えば細菌分類群多様性の増加)を促進する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、細菌群集の豊富さを促進する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、炎症、例えば病原体又は病原性共生生物又は他の細菌に関連した炎症を低下させる。この低下は、炎症の1つ以上のマーカー、例えばIFN-γ、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12p70、IL-13及びTNF-αを測定することによって決定され得る。マーカーは、例えば、便又は血液サンプルから決定され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、感染症、例えば細菌感染症又は真菌感染症を処置する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、二次又は日和見感染症(例えば、例えば中心ライン関連の血流感染症(CLABSI)、カテーテル関連の尿路感染症(CAUTI)及びC.ディフィシル(C.difficile)感染症(CDI)を含む院内感染症(HAI))を含む)感染症(例えば、感染症の割合)を低下させる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、例えば、感染症に起因するか又は感染症によって生じる入院の割合を低下させる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、例えば、感染症を処置するか又は回復させるために必要な入院の期間を短縮する。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、例えば、感染症を予防するか、又は感染症の進行を遅延させるために、感染症を発症する可能性が高い対象に投与される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物による処置は、対象の感染症が回復するか、又は対象が感染症にかかるリスクが低くなるか、又は再び感染症にかかるリスクが低くなるまで提供される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、例えば、移植片対宿主病(GvHD)、例えば、例えば移植片が対象により受容された後の時間に拒絶反応を予防するか、又は拒絶反応の進行を遅延させるために、移植片の拒絶反応を発症する可能性が高い対象に投与される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物による処置は、対象の移植片拒絶反応が回復するか、又は対象が移植片の拒絶のリスクが低くなるまで提供される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、標準治療処置(例えば、抗生物質の投与)で提供され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される選択されたオリゴ糖組成物は、標準治療処置(例えば、抗生物質の投与)なしで提供され得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物は、腸内に検出可能な共生細菌を有する患者、例えば検出可能な共生細菌を欠かない腸細菌叢を有する患者が利益を得る(例えば、処置される)ために使用され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物は、例えば、処置を目的として、低いレベルの共生細菌を有する患者、例えば共生細菌を欠かない腸細菌叢を有する患者又は完全に枯渇したわけではない腸細菌叢を有する患者(例えば、抗生物質又は化学療法を使用の結果)に投与される。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、例えば、経口投与のための再構成(例えば、水中での)のための粉末として処方される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、栄養チューブによる送達のための医薬組成物として処方される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、総非経口栄養摂取(TPN)による送達のための医薬組成物として処方される。
オリゴ糖組成物は、毎日、毎週、隔週又は毎月、対象に投与され得る。いくつかの実施形態では、組成物は、1日1回を超えて(例えば、1日2、3又は4回)対象に投与される。いくつかの実施形態では、組成物は、1日1回又は2回、1、2、3又は4週間続けて対象に投与される。
いくつかの実施形態では、組成物は、以下のスケジュールに従って対象に投与される:処置プロトコルの1及び2日目の各々に合計18グラム;処置プロトコルの3及び4日目の各々に合計36グラム;並びに処置プロトコルの5~14日目の各々に合計72グラム。
いくつかの実施形態では、組成物は、以下のスケジュールに従って対象に投与される:処置プロトコルの1~7日目の各々に合計18グラム;処置プロトコルの8~14日目の各々に合計36グラム;処置プロトコルの15~21日目の各々に合計54グラム;並びに処置プロトコルの22~28日目の各々に合計72グラム。
いくつかの実施形態では、有効量のオリゴ糖は、毎日投与される5~200グラム、5~150グラム、5~100グラム、5~75グラム、5~50グラム、5~25グラム、10~50グラム、25~50グラム、30~60グラム、50~75グラム、50~100グラム、18~72グラム又は36~72グラムである。
本開示のオリゴ糖組成物は、対象による忍容性が良好である(例えば、オリゴ糖組成物は、不快感、例えば対象におけるガスの発生又は胃腸不快感を生じないか又は最小の不快感を生じる)。いくつかの実施形態では、5~200グラム、5~150グラム、5~100グラム、5~75グラム、5~50グラム、5~25グラム、10~50グラム、25~50グラム、30~60グラム、50~75グラム、50~100グラム、18~72グラム又は36~72グラムの総一日用量は、対象による忍容性が良好である。単一時間又は単一用量で対象に投与されるオリゴ糖組成物の量は、対象による忍容性が良好である。
いくつかの実施形態では、単一時間又は単一用量で対象に投与されるオリゴ糖組成物の量は、類似の量の、フルクトオリゴ糖(FOS)などの市販の低消化性の糖よりも対象によって忍容される。市販の低消化性の糖は、例えば、高い用量で対象において容認性が不十分であることが当技術分野で知られている(例えば、Grabitske,H.A.,Critical Reviews in Food Science and Nutrition,49:327-360(2009)を参照されたい)。例えば、FOSの容認性の研究は、1日当たり20グラムのFOSが軽度の胃腸症状を引き起こし、1日当たり30グラムのFOSが重度の不快感及び胃腸症状を引き起こすことを示している。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるオリゴ糖組成物は、病原体若しくは病原性共生生物によるコロニー形成を効果的に低下させるか、病原体若しくは病原性共生生物によるコロニー形成を効果的に予防するか、又は病原体若しくは病原性共生生物の対象に対する有害作用のリスクを効果的に低下させる。いくつかの実施形態では、胃腸管(例えば、GI管の全部又はGI管の一部、例えば小腸又は大腸)を病原体、病原性共生生物又は抗生物質耐性遺伝子キャリアから脱コロニー形成させる方法が提供される。いくつかの実施形態では、方法は、胃腸管内の微生物群集を共生集団に向かってシフトさせ、例えばそれにより病原体又は抗生物質耐性遺伝子キャリアを置き換える(例えば、打ち負かす)ことを含む。
いくつかの実施形態では、対象に投与される本明細書で提供されるオリゴ糖組成物は、他の未処置対象への病原体の伝播を低下させる。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、例えば、第1の対象から第2の対象への病原体の伝播が低下する有効量において及び/又は十分な数の対象に投与される。そのような低下は、本明細書に記載される方法のいずれか又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では、例えば病原体又は病原性共生生物リザーバーが低下する有効量において及び/又は十分な数の対象に対してオリゴ糖組成物を対象に投与することにより、対象における病原体又は病原性共生生物リザーバーを低下させる方法が提供される。いくつかの実施形態では、病原体又は病原性共生生物リザーバーは、例えば、参照標準に対して約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%又は約100%低下する。いくつかの実施形態では、病原体又は病原性共生生物リザーバーは、対象の総細菌リザーバーの約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%又は約85%(例えば、対象の腸又は腸内の総細菌集団の約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%又は約85%)を占める可能性がある。いくつかの実施形態では、病原体又は病原性共生生物リザーバーは、病原体又は病原性共生生物バイオマスを含む。いくつかの実施形態では、細菌リザーバーは、総細菌バイオマスを含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、総病原体又は病原性共生生物リザーバーを、総細菌リザーバーの約80%から約5%、総細菌リザーバーの約80%から約10%、総細菌リザーバーの約80%から約20%、総細菌リザーバーの約80%から約30%、総細菌リザーバーの約80%から約40%又は総細菌リザーバーの約80%から約50%に低下させるのに有効な量でオリゴ糖組成物を対象に投与することを含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、総病原体又は病原性共生生物リザーバーを、総細菌リザーバーの約50~80%から約5%、総細菌リザーバーの約50~80%から約10%、約50~80%から約20%、総細菌リザーバーの約50~80%から約30%又は総細菌リザーバーの約50~80%から約40%に低下させるのに有効な量でオリゴ糖組成物を対象に投与することを含む。
いくつかの実施形態では、病原体若しくは病原性共生生物又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では、調節は、例えば、病原体若しくは病原性共生生物又は抗生物質耐性遺伝子キャリアのバイオマスを増加又は低下させることを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、病原体又は病原性共生生物のリザーバー又はバイオマスが低下する有効量において及び/又は十分な数の対象に投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、病原体又は病原性共生生物バイオマスが調節される、例えば低下する(例えば、病原体若しくは病原性共生生物及び/又は薬物若しくは抗生物質耐性遺伝子若しくはMDR要素キャリアの数が調節される)有効量で投与される。いくつかの実施形態では、病原体若しくは病原性共生生物又は抗生物質耐性遺伝子キャリア(例えば、集団、例えば微生物集団内における)の数を調節する方法が提供される。
例示的な病原体は、腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(例えば、プレシオモナス(Plesiomonas)、赤痢菌(Shigella)又はサルモネラ(Salmonella)を含むファミリー)、クロストリジウム(Clostridium)(例えば、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)を含む属)、エンテロコッカス(Enterococcus)、スタフィロコッカス(Staphylococcus)(例えば、スタフィロコッカス・アウレウス(Staphylococcus aureus)を含む属)、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、サポウイルス又はロタウイルスを含む。
いくつかの実施形態では、病原体は、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(CRE)である。いくつかの実施形態では、病原体は、バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococci)(VRE)である。いくつかの実施形態では、病原体は、基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ(ESBL)産生生物である。
いくつかの実施形態では、病原体は、腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(例えば、プレシオモナス(Plesiomonas)、赤痢菌(Shigella)又はサルモネラ(Salmonella)を含むファミリー)を含む。いくつかの実施形態では、病原体は、クロストリジウム(Clostridium)(例えば、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)を含む属)を含む。いくつかの実施形態では、病原体は、腸球菌(Enterococcus)を含む。いくつかの実施形態では、病原体は、スタフィロコッカス(Staphylococcus)を含む。
いくつかの実施形態では、方法は、例えば、病原体の伝播が低下する有効量において及び/又は十分な数の対象に対してオリゴ糖組成物を対象に投与することによって病原体の伝播を低下させる方法を含む。いくつかの実施形態では、病原体の伝播は、例えば、参照標準に対して約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%又は約100%低下する。いくつかの実施形態では、病原体の伝播は、第1の対象から第2の対象への伝播を含む。いくつかの実施形態では、病原体の伝播は、第1の対象又は第2の対象から、病原体が潜む実体(例えば、別の個体又は無生物物体、例えば施設に造られた表面(例えば、シンク、ドア取手、トイレ、蛇口)又は医療供給物(例えば、包帯材若しくはデバイスを収容するパッケージ又は包帯材若しくはデバイス自体))への伝播を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、例えば、第1の対象から第2の対象への薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素の伝播が低下する有効量において及び/又は十分な数の対象に投与される。この低下は、本明細書に記載される任意の方法によって測定され得る。
いくつかの実施形態では、例えば薬物耐性遺伝子リザーバー(例えば、抗生物質耐性遺伝子リザーバー又はMDR遺伝子リザーバー)が低下する有効量において及び/又は十分な数の対象に対してオリゴ糖組成物を対象に投与することにより、対象における薬物耐性遺伝子リザーバー(例えば、抗生物質耐性遺伝子リザーバー又はMDR遺伝子リザーバー)を低下させる方法が提供される。いくつかの実施形態では、薬物耐性遺伝子リザーバー(例えば、抗生物質耐性遺伝子リザーバー又はMDR遺伝子リザーバー)は、例えば、参照標準に対して約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%又は約100%低下する。例示的な抗生物質耐性遺伝子は、ペニシリン耐性遺伝子、MecA(メチシリン、ペニシリン及び他のペニシリン-様抗生物質耐性を付与する)及びタンパク質PBP2A(ペニシリン結合タンパク質2A)をコードする他の遺伝子、カルバペネマーゼ耐性遺伝子(例えば、クレブシエラ肺炎(Klebsiella pneumonia)カルバペネマーゼ(KPC))、βラクタマーゼ耐性遺伝子(例えば、New Delhi βラクタマーゼ(NDM)、OXA、SHV、TIM、CTX-M、VIM)、バンコマイシン耐性遺伝子(例えば、腸球菌(Enterococcus)中のVanA、VanB、バンコマイシン耐性遺伝子)、AmpC(腸内細菌科(Enterobacteriaceae)中のカルバペネム及びβラクタム耐性遺伝子)、フルオロキノリン耐性遺伝子(例えば、Qnr)、トリメトプリム耐性遺伝子(例えば、ジヒドロ葉酸レダクターゼ)、スルファメトキサゾール耐性遺伝子(例えば、ジヒドロプテロイン酸シンテターゼ)、シプロフロキサシン耐性遺伝子及びアミノグリコシド耐性遺伝子(例えば、リボソームメチルトランスフェラーゼ)を含む。薬物耐性遺伝子リザーバー(例えば、抗生物質耐性遺伝子リザーバー又はMDR遺伝子リザーバー)の低下は、本明細書に記載される任意の技術、例えば病原体リザーバーの評価について記載されている技術を用いて評価することができる。
いくつかの実施形態では、薬物耐性遺伝子(例えば、抗生物質耐性遺伝子又はMDR遺伝子)の伝播を低下させる方法であって、例えば薬物耐性遺伝子(例えば、抗生物質耐性遺伝子又はMDR遺伝子)の伝播が低下する有効量において及び/又は十分な数の対象に対してオリゴ糖組成物を対象に投与することを含む方法が提供される。いくつかの実施形態では、抗生物質耐性遺伝子の伝播は、例えば、参照標準に対して約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%又は約100%低下する。いくつかの実施形態では、薬物耐性遺伝子(例えば、抗生物質耐性遺伝子又はMDR遺伝子)の伝播は、第1の対象(例えば、第1の対象)から第2の対象(例えば、第2の対象)への伝播を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素が第1の病原体から第2の病原体に移動する割合が低下する有効量において及び/又は十分な数の対象に投与される。この移動は、第1の病原体と区別される第2の病原体内に存在する、本明細書に記載される方法のいずれかによって特定される類似の遺伝子又は毒素の存在を示すことによって測定され得る。この区別は、生物同定(例えば、代謝物産生、種同定又は抗生物質に対する感受性)のレベルにあり得るか、又は他の相違、例えば本明細書に記載されるもののいずれかを示す分子方法による。
いくつかの実施形態では、例えば感染症の割合が低下する有効量において及び/又は十分な数の対象に対してオリゴ糖組成物を対象に投与することにより、病原体が感染症又はコロニー形成(例えば、対象における)を生じる割合を低下させる方法が提供される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、病原体が感染症を生じるか、又は感染症に関連した症状の評価により示される病原体感染症の重篤さの割合が低下する有効量において及び/又は十分な数の対象に投与される。いくつかの実施形態では、感染症の割合は、例えば、参照標準に対して約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%又は約100%低下する。
いくつかの実施形態では、病原体感染症の発症(例えば、免疫不全(例えば、HSCT)患者又はICU患者における)を効果的に予防するオリゴ糖組成物が本明細書で提供される。例えば、オリゴ糖組成物は、特定の医療手順又は医療事象前、その間又はその後に提供されて、病原体感染症の発症を予防することができる。いくつかの実施形態では、病原体感染症の発症を100対象毎に少なくとも1、100対象毎に少なくとも5、100対象毎に少なくとも10、100対象毎に少なくとも20、100対象毎に少なくとも30、100対象毎に少なくとも40、100対象毎に少なくとも50、100対象毎に少なくとも60、100対象毎に少なくとも70、100対象毎に少なくとも80、100対象毎に少なくとも90又は100対象毎に少なくとも95、効果的に予防するオリゴ糖組成物が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、病原体感染症の発症を10~100%、10~20%、15~25%、20~50%、40~60%、50~75%、60~80%、75~90%、80~100%又は90~100%の対象において効果的に予防するオリゴ糖組成物が本明細書で提供される。
いくつかの実施形態では、感染症の進行(例えば、軽度又は中等度の症状から重度の症状への進行)を効果的に最小にするか又は予防するオリゴ糖組成物が本明細書で提供される。例えば、オリゴ糖組成物は、感染症の発症前、その間又はその後に提供されて、感染症の進行を予防することができる。いくつかの実施形態では、100対象毎に少なくとも1、100対象毎に少なくとも5、100対象毎に少なくとも10、100対象毎に少なくとも20、100対象毎に少なくとも30、100対象毎に少なくとも40、100対象毎に少なくとも50、100対象毎に少なくとも60、100対象毎に少なくとも70、100対象毎に少なくとも80、100対象毎に少なくとも90又は100対象毎に少なくとも95、感染症の進行を効果的に最小にするか又は予防するオリゴ糖組成物が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、10~100%、10~20%、15~25%、20~50%、40~60%、50~75%、60~80%、75~90%、80~100%又は90~100%の対象において感染症の進行を効果的に最小にするか又は予防するオリゴ糖組成物が本明細書で提供される。
本明細書に記載される方法を用いた感染症又はコロニー形成の割合の低下は、例えば、感染症に対して前向き又は後向きであり得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、例えば、関心対象の病原体によって生じるか又は病原体を用いて特定されることが既知のものに類似の症状又は類似の特徴の観察を介して、対象又は対象の集団を類似の感染症について監視することを含む。臨床的特徴を用いるのではなく又はそれに加えて、本明細書に記載される方法のいずれかが用いられて、関与する病原体のタイプ及び伝播又はリザーバーに対するその関連性 - 存在する場合 - を詳細に決定することができる。
いくつかの実施形態では、対象の胃腸管(例えば、GI管の全部又はその一部、例えば小腸、大腸、結腸など)を調節する方法が提供される。いくつかの実施形態では、方法は、対象の胃腸管の環境(例えば、化学的又は物理的環境)を調節して、胃腸管(及びその中の微生物群集)を、病原体又は抗生物質耐性遺伝子キャリアに対して選択性又は受容性を低下させることを含む。いくつかの実施形態では、方法は、第2の薬剤をオリゴ糖組成物、例えば木炭又は抗生物質分解酵素(例えば、β-ラクタマーゼ)又はシンバイオティクス(例えば、操作されたβ-ラクタマーゼ(例えば、非感染性β-ラクタマーゼ)と組み合わせて投与することを更に含む。
いくつかの実施形態では、例えば薬物耐性遺伝子(例えば、抗生物質耐性遺伝子又はMDR遺伝子)の移動が低下する有効量において及び/又は十分な数の対象に対してオリゴ糖組成物を対象に投与することにより、1つの生物(例えば、細菌分類群、例えば抗生物質耐性遺伝子又はMDR遺伝子を含む分類群)から別の生物(例えば、抗生物質耐性遺伝子又はMDR遺伝子を含まない分類群)への薬物耐性遺伝子(例えば、抗生物質耐性遺伝子又はMDR遺伝子)の移動を低下させる方法が提供される。いくつかの実施形態では、方法は、増加した病原性潜在力を有する生物への薬物耐性遺伝子(例えば、抗生物質耐性遺伝子又はMDR遺伝子)の移動を低下させることを含む。いくつかの実施形態では、方法は、対象における抗生物質耐性遺伝子の取り込みが可能なレシピエント細菌、(例えば、共生細菌株)の数を低下させることを含む。いくつかの実施形態では、方法は、病原体又は抗生物質耐性遺伝子キャリアが抗生物質耐性遺伝子を伝播又は移動させる可能性を低下させることを含む。いくつかの実施形態では、方法は、病原体又は抗生物質耐性遺伝子キャリアがコンピテンシーの状態に到達する能力を低下させることを含む。コンピテンシーとは、環境から遺伝子(例えば、抗生物質耐性遺伝子)を取り込む細菌の能力を指す(von Wintersdorff et al.Front.Microbiol.(2016);7:173)。いくつかの実施形態では、方法は、病原体又は抗生物質耐性遺伝子キャリアにおける遺伝子材料の交換(例えば、コンジュゲーションベースの)を低下させることを含む。いくつかの実施形態では、方法は、例えば、病原体又は抗生物質耐性遺伝子キャリアがコンピテンシーに到達した後、病原体又は抗生物質耐性遺伝子キャリアにおける遊離核酸(例えば、微生物DNA、例えば抗生物質耐性遺伝子カセットを含む)のレベルを低下させることを含む。いくつかの実施形態では、方法は、核酸(例えば、微生物DNA、例えば抗生物質耐性遺伝子カセットを含む)の微生物代謝を増加させることを含む。いくつかの実施形態では、方法は、例えば、病原体由来又は抗生物質耐性遺伝子キャリア由来核酸に対する結合のために、核酸結合分子をスカベンジャーとして使用することを含む。
いくつかの実施形態では、集団における病原体の数の発生率によって決定される病原体感染力を低下させる方法が提供される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素を別の生物に伝達し得る病原体細胞の数を低下させるのに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素を受容し得る生物(例えば、細菌)の数を低下させるのに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、病原体細胞が、病原体細胞が薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素を別の生物に供与し得る状態に入る能力を低下させるのに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、病原体細胞が、病原体細胞が薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素を別の生物から受容し得る状態に入る能力を低下させるのに有効な量で投与される。
いくつかの実施形態では、微生物(例えば、病原体、例えば細菌病原体)又は微生物集団中の薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素の存在を低下させる方法が提供される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、微生物(例えば、細菌病原体、細胞毎に)における薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素のコピー数を低下させるか、又は微生物集団における総数を低下させるのに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素の(潜在的な)宿主ではない腸微生物の集団を増加させるのに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、病原体、例えばストレプトコッカス(Streptococcus)が薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素を取り込む能力を低下させるのに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、細菌細胞(例えば、病原体)、例えばグラム陰性生物、例えば大腸菌(E.coli)又はクレブシエラ(Klebsiella)が薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素を取り込む能力を低下させるのに有効な量で投与される。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、対象の微生物群集をシフトして、病原体、薬物若しくは抗生物質耐性遺伝子若しくはMDR要素を供与できる生物(ドナー微生物)又は薬物若しくは抗生物質耐性遺伝子若しくはMDR要素を受容できる生物(レシピエント微生物)を置換又は阻害するのに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、ドナー微生物が薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素を伝播する可能性を低下させるのに有効な量で投与される。
いくつかの実施形態では、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では、病原体による感染症の処置は、病原体による感染症を処置し、予防し、且つ/又は低下させることを含む。いくつかの実施形態では、病原体による感染症の管理は、病原体の検出後に対象又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では、病原体による感染症の予防は、感染症を発症するリスクがある対象又は集団にオリゴ糖組成物を投与することを含む。対象又は集団は、病原体に直接曝露され得る対象若しくは集団及び/又は感染した個体を含むことができる。いくつかの実施形態では、病原体による感染症の発症のリスクの低下は、病原体に曝露された状態となり得る対象又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では、対象に対して有害作用を有する因子、例えば病原性因子又は毒素の発現又は放出(例えば、病原体による)を低下させる方法が提供される。いくつかの実施形態では、因子は、疾患を生じる。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、微生物(例えば、病原体)による因子の発現又は放出が、対象に対して有害作用を有する、例えば疾患を生じる、例えば病原性因子又は毒素が低下する有効量において及び/又は十分な数の対象に投与される。いくつかの実施形態では、因子(例えば、病原性因子)の発現は、例えば、参照標準に対して約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%又は約100%低下する。このような因子による対象における有害作用は、疾患を生じるか、疾患の診断を遅延させるか又は疾患処置の効果を低下させることを含む。
いくつかの実施形態では、集団における遺伝子ドナー(ドナー微生物)の数(例えば、コンピテンシー/コンジュゲーションの状態)を調節する方法が提供される。いくつかの実施形態では、集団における遺伝子レシピエント(レシピエント微生物)の数を調節する方法が提供される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、ドナー微生物(例えば、薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素を保有する微生物)の数を低下させるのに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、レシピエント微生物の数を低下させるのに有効な量で投与される。例えば、オリゴ糖組成物は、それが株又は種間で毒素又は抗生物質耐性の決定基の移動の頻度を低下させるように細菌活性に影響を与え得る。これは、より少数の病原体がこれらの毒素又は耐性決定基に接近できるように、例えば形質転換、コンジュゲーション、ファージ生成又は形質導入、プラスミド放出又はプラスミド複製により達成され得る。これは、次に、新たな病原体に対するこれらのマーカーの使用可能性を低下させ得る。このような低下は、コンピテンシー又はコンジュゲーション特性の状態を調製することによって達成され得る。
いくつかの実施形態では、集団における耐性遺伝子のコピー数を調節する方法が提供される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、薬物又は抗生物質耐性遺伝子、毒素又は病原性因子のコピー数が低下する有効量で投与される。例えば、同じ遺伝的要素のより少ないコピーが存在する場合、その発現は、一般に、減退する。従って、薬物若しくは抗生物質耐性遺伝子、毒素又は病原性因子のコピー数の低下をもたらすオリゴ糖組成物は、抗生物質に対する感受性を増加させるか、病原体の有害作用を低下させるか、又は他の微生物レシピエントに対する遺伝子、毒素若しくは病原性因子の使用可能性を低下させることが期待され得る。これは、例えば、遺伝子、毒素又は耐性マーカーのコピー数の維持に重要な中毒モジュール又は他の要素の活性又は発現の低下に起因して起こり得る。
いくつかの実施形態では、集団の適応度欠損を調節する(例えば、薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素の保有の負担を増加させる)方法が提供される。いくつかの実施形態では、調節は、耐性遺伝子の保有の負担の増加を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、適応度欠損が増加する有効量で投与される。適応度欠損(例えば、毒素、病原性因子又は抗生物質耐性決定基の保有又は発現によって生じる)を増加させるオリゴ糖組成物は、それを保有する微生物(例えば、細菌病原体)の数又は特定の対象(例えば、対象)内で存続するそれらの能力を低下させる。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、窒素源が供給不足であるように、GI管(又はそのサブセット、例えば小腸、大腸又は結腸)の生態を変更する。これは、次に、核酸合成による追加の遺伝的要素の維持のコストを増加させ得る。いくつかの実施形態では、適応度欠損は、宿主(例えば、ヒト対象)による認識又は応答の向上から生じる。例えば、細菌リポ多糖(LPS)などのいくつかの因子は、ヒト細胞によって直接認識され、免疫応答をもたらす。
いくつかの病原体(例えば、ウイルス及び細菌、例えばビブリオ・コレラエ(Vibrio cholerae)及びノロウイルス)は、腸細胞を感染させるのに必要なグリカン受容体又はグリカン部分を有することが示されている(Holmer,et al.FEBS Letters 584(2010)2548-2555)。いくつかの実施形態では、細胞への病原体の結合を低下させるか、細胞上若しくは細胞内の病原体の活性を低下させるか、細胞内若しくは細胞上への病原体の進入を低下させるか、又は細胞に対する病原体の影響を低下させる方法が提供され、ここで、本方法は、オリゴ糖組成物を有効量において及び/又は十分な数の対象に投与して、病原体の結合、その活性、細胞内への進入又は細胞上での効果を低下させることを含む。いくつかの実施形態では、細胞は、ヒト細胞である。いくつかの実施形態では、病原体に結合するオリゴ糖組成物は、前記病原体又は別の病原体が細胞に到達し、細胞に進入することを防止する。他の実施形態では、理論に束縛されるものではないが、オリゴ糖組成物は、腸ライニング若しくは粘膜の改変を直接若しくは間接的に誘導するか、又は病原体が細胞内に進入すること、細胞に対する病原体の影響、病原体が細胞内で存続するか又は抗体若しくは免疫認識を回避する能力などの別の特性に影響を与え得る。
いくつかの実施形態では、対象の抗微生物出力(例えば、免疫応答)を調節する方法が提供される。例えば、オリゴ糖組成物は、粘液産生又は抗体産生若しくは分泌或いは抗微生物ペプチド(例えば、RegIIIγなどの)の産生を増加させ、それにより病原体に対する耐性を増加させるように投与される。RegIIIγは、ペプチドグリカン炭水化物との相互作用を介して腸細菌に結合する抗微生物タンパク質である(Cash et al.、Science.(2006)August 25;313(5790):1126-1130)。例えば、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物の投与に対する応答における対象の免疫応答の調節は、炎症の1つ以上のマーカー、例えばIFN-γ、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12p70、IL-13及びTNF-αを測定することによって決定され得る。マーカーは、例えば、便又は血液サンプルから決定され得る。
いくつかの実施形態では、共生細菌に対する病原菌(例えば、対象の胃腸管内における)の比を低下させる方法が提供される。いくつかの実施形態では、共生細菌に対する病原菌の比は、病原菌の存在量を低下させることによって低下する。いくつかの実施形態では、共生細菌に対する病原菌の比は、共生細菌の存在量を増加させることによって低下する。
いくつかの実施形態では、微生物群集組成及び/又は微生物群集の代謝出力を調節する、例えば、例えば病原体増殖を調節する(例えば、低下させる)ために環境を調節する方法が提供される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、微生物群集を調節し、且つGI管の環境を変更する(例えば、pHを変更する、乳酸を変更する、微生物密度を変更するなど)のに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、方法は、胃腸管内の空間又は栄養素について病原体、病原性共生生物又は抗生物質耐性遺伝子キャリアと競合することを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、病原体又は病原性共生生物がコロニー形成するための「空間」、例えば物理的空間を低下させるのに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、方法は、非病原菌をより適合性にする(例えば、より選択的な食物源を提供するか、又はより適合性の(例えば、より速い)増殖種/株の増殖を促進する)ことを含む。いくつかの実施形態では、方法は、共生細菌株の集団を増加させるか、又は共生細菌株の抗微生物防御機構、例えばバクテリオシン、抗微生物ペプチド、過酸化水素若しくは低pH(例えば、酸(例えば、酢酸塩、酪酸塩などのレベルの増加を介して)の生成を増加させることにより、病原体、病原性共生生物又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では、共生細菌に対する病原菌の比(例えば、対象の胃腸管内における)は、糞便サンプル(例えば、オリゴ糖組成物を用いた処置前又は後に対象から収集された)の核酸配列決定(例えば、16Sメタゲノム配列決定)を行うことによって決定される。糞便サンプルの16Sメタゲノム配列決定は、例えば、ゲノムDNAを糞便サンプルから抽出し、標準的な16S配列決定を行うことによって達成され得る。いくつかの実施形態では、16S rRNA遺伝子の可変領域4が増幅され、配列決定される(例えば、Earth Microbiome Project protocol www.earthmicrobiome.org/emp-standard-protocols/16s/及び/又は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)に従って)。生配列が逆多重化され得、各サンプルがUNOISE2を用いて別々にプロセシングされ得る(Robert Edgar UNOISE2:improved error-correction for Illumina 16S and ITS amplicon sequencing.bioRxiv(2016)Oct.15)。16S rRNAアンプリコン配列決定データからの読み取りを交換なしで5000読み取りまで希薄化し、得られたOTU表を下流の計算において使用する。分析された配列決定データは、様々な細菌種(例えば、病原体及び共生細菌種)の総存在量の計算を可能にし得、これからの病原体及び共生細菌の相対存在量又は絶対存在量が決定され得る。
いくつかの実施形態では、共生細菌に対する病原菌の比(例えば、対象の胃腸管内における)の低下は、(i)オリゴ糖組成物の投与前に対象から収集された糞便サンプルの16Sメタゲノム配列決定を行うことと;(ii)オリゴ糖組成物の投与後に対象から収集された糞便サンプルの16Sメタゲノム配列決定を行うことと;(iii)(ii)で提供された配列決定データを使用して決定された病原体の相対又は絶対存在量を、(i)で提供された配列決定データを使用して決定された病原体の相対又は絶対存在量に対して比較することとによって決定される。
いくつかの実施形態では、病原体の伝播を低下させる方法が提供される。いくつかの実施形態では、病原体は、細菌病原体(例えば、アビオトロフィア属(Abiotrophia spp.)、(例えば、A.デフェクティブ(A.defective))、アクロモバクター属(Achromobacter spp.)、アシネトバクター属(Acinetobacter spp.)、(例えば、A.バウマニ(A.baumanii))、アクチノバクルム属(Actinobaculum spp.)、(例えば、A.スカリ(A.schallii))、アクチノマイセス属(Actinomyces spp.)、(例えば、A.イスラエリ(A.israelii))、アエロコッカス属(Aerococcus spp.)、(例えば、A.ウリナエ(A.urinae))、エロモナス属(Aeromonas spp.)、(例えば、A.ヒドロフィラ(A.hydrophila))、アグリゲイティバクター属(Aggregatibacter spp.)、例えばA.アフロフィルス(A.aphrophilus)、炭疽菌(Bacillus anthracis)、バチルスセレウス(Bacillus cereus)群、ボルデテラ属(Bordetella spp.)、ブルセラ属(Brucella spp.)、例えばB.ヘンセラエ(B.henselae)、バークホルデリア属(Burkholderia spp.)、例えばB.セパシアエ(B.cepaciae)、カンピロバクター属(Campylobacter spp.)、例えばC.ジェジュニ(C.jejuni)、クラミジア属(Chlamydia spp.)、クラミドフィラ属(Chlamydophila spp.)、シトロバクター属(Citrobacter spp.)、例えばC.フレウンジイ(C.freundii)、クロストリジウム・ボツリヌム(Clostridium botulinum)、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)、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(Corynebacterium spp.)、例えばC.アミコラツム(C.amycolatum)、クロノバクター(Cronobacter)、例えばC.サカザキイ(C.sakazakii)、以下の属の多くを含む腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、エールリキア属(Ehrlichia spp.)、エンテロバクター属(Enterobacter spp.)、例えばE.クロアカエ(E.cloacae)、腸球菌属(Enterococcus spp.)、例えばE.フェシウム(E.faecium)、大腸菌(E.coli)の腸管病原性、尿路病原性及び腸管出血性株を含むエスケリキア属(Escherichia spp.)、フランシセラ属(Francisella spp.)、例えばF.ツラレンシス(F.tularensis)、フソバクテリウム属(Fusobacterium spp.)、例えばF.ネクロフォルム(F.necrophorum)、ゲメラ属(Gemella spp.)、例えばG.モビロルム(G.mobillorum)、グラヌリカテラ属(Granulicatella spp.)、例えばG.アジアシエンス(G.adiaciens)、ヘモフィルス属(Haemophilus spp.)、例えばH.インフルエンザ(H.influenza)、ヘリコバクター属(Helicobacter spp.)、例えばH.ピロリ(H.pylori)、キンゲラ属(Kingella spp.)、例えばK.キンガエ(K.kingae)、クレブシエラ属(Klebsiella spp.)、例えばK.ニューモニアエ(K.pneumoniae)、レジオネラ属(Legionella spp.)、例えばL.ニューモフィラ(L.pneumophila)、レプトスピラ属(Leptospira spp.)、リステリア属(Listeria spp.)、例えばL.モノシトゲネス(L.monocytogenes)、モルガネラ属(Morganella spp.)、例えばM.モルガニイ(M.morganii)、マイコバクテリウム属(Mycobacterium spp.)、例えばM.アブセサス(M.abcessus)、ナイセリア属(Neisseria spp.)、例えばN.ゴノレアエ(N.gonorrheae)、ノカルジア属(Nocardia spp.)、例えばN.アステロイズ(N.asteroids)、オクロバクテリウム属(Ochrobactrum spp.)、例えばO.アントロピック(O.anthropic)、パントエア属(Pantoea spp.)、例えばP.アグロメランス(P.agglomerans)、パスツレラ属(Pasteurella spp.)、例えばP.ムルトシダ(P.multocida)、ペディオコッカス属(Pediococcus spp.)、プレシオモナス属(Plesiomonas spp.)、例えばP.シゲロイデス(P.shigelloides)、プロテウス属(Proteus spp.)、例えばP.ブルガリス(P.vulgaris)、プロビデンシア属(Providencia spp.)、例えばP.スチュアルティイ(P.stuartii)、シュードモナス属(Pseudomonas spp.)、例えば緑膿菌(P.aeruginosa)、ラオウルテラ属(Raoultella spp.)、例えばR.オルニチノリティカ(R.ornithinolytica)、ロチア属(Rothia spp.)、例えばR.ムシラギノサ(R.mucilaginosa)、サルモネラ属(Salmonella spp.)、例えばS.エンテリカ(S.enterica)、セラチア属(Serratia spp.)、例えばS.マルセセンス(S.marcesens)、赤痢菌属(Shigella spp.)、例えばS.フレクスネリ(S.flexneri)、黄色ブドウ球菌(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)、腐性ブドウ球菌(Staphylococcus saprophyticus)、ステノトロホモナス属(Stenotrophomonas spp.)、例えばS.マルトフィリア(S.maltophilia)、ストレプトコッカス・アガラクチア(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・コンステラータス(Streptococcus constellatus)、ストレプトコッカス・ジスガラクチア(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)、化膿連鎖球菌(Streptococcus pyogenes)、肺炎球菌(Streptooccus pneumoniae)、トレポネーマ属(Treponema spp.)、ウレアプラズマ・ウレオリチカム(Ureaplasma ureolyticum)、ビブリオ属(Vibrio spp.)、例えばV.コレラエ(V.cholerae)及びエルシニア属(Yersinia spp.)、(例えば、Y.エンテロコリチカ(Y.enterocolitica)));ウイルス病原体(例えば、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、ロタウイルス及びサポウイルス);及び胃腸病原体(例えば、シクロスポラ属(Cyclospora spp.)、クリプトスポリジウム属(Cryptosporidium spp.)、赤痢アメーバ(Entamoeba histolytica)、ランブル鞭毛虫(Giardia lamblia)及び微胞子虫(Microsporidia)、(例えば、エンセファリトゾーン・カナリクリ(Encephalitozoon canaliculi)))を含む。
いくつかの実施形態では、方法は、抗生物質耐性生物の伝播を低下させることを含む。抗生物質耐性生物は、β-ラクタマーゼ産生腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(TIM、OXA、VIM、SHV、CTX-M、KPC.NDM又はAmpCなどの遺伝子を所有する基質特異性拡張型βラクタマーゼ及びカルバペネマーゼ産生物を含む);バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(例えば、VanA又はVanBなどの遺伝子を所有する);フルオロキノロン耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(例えば、Qnrなどの遺伝子を有する);カルバペネム耐性及び多剤耐性シュードモナス;メチシリン耐性黄色ブドウ球菌及び肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)(例えば、MecA遺伝子を所有する);多剤耐性アシネトバクター(多くの場合、βラクタマーゼを含む);トリメトプリム耐性生物(例えば、ジヒドロ葉酸レダクターゼ);スルファメトキサゾール耐性生物(例えば、ジヒドロプテロイン酸シンテターゼ);及びアミノグリコシド耐性生物(例えば、リボソームメチルトランスフェラーゼ)を含む。
いくつかの実施形態では、病原体による感染症を管理する方法が提供され、方法は、第1及び/又は第2の対象に第2の処置を投与することを含む。いくつかの実施形態では、第2の処置は、木炭又は他の吸着剤を投与することを含む。この実施形態では、吸着剤は、GI管(例えば、小腸、大腸、結腸)内の抗生物質の存在を低下させるように機能して、耐性決定基を維持する選択的圧力を低下させ、それによりそのリザーバー、レベル、伝播又は有害作用を低下させ得る。代替的に、吸着剤は、オリゴ糖組成物の有益な効果を増加させ得る。いくつかの実施形態では、第2の処置は、βラクタム又はβラクタマーゼ阻害剤などの非吸収性抗生物質を対象に投与することを含む。いくつかの実施形態では、第2の処置は、抗生物質分解酵素、例えばβ-ラクタマーゼ酵素を投与することを含む。
いくつかの実施形態では、対象は、重病及び/又は移植患者である。重病対象及び/又は移植患者は、血流感染症などの感染症に罹りやすい(例えば、感染症の高い割合を有する)。いくつかの実施形態では、感染性微生物は、腸内に保有され(例えば、コロニー形成を介して獲得され得る)、大腸菌(E.coli)、クレブシエラ(Klebsiella)、他の腸内細菌科(Enterobacteriaceae)及び腸球菌(Enterococcus)を含む。いくつかの実施形態では、微生物(例えば、病原体)は、薬物耐性(例えば、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus))である。
いくつかの実施形態では、例えばコロニー形成のレベル(例えば、適切なサンプルを所定の細菌分類群の存在若しくは非存在について評価し、且つ/又は病原体負荷を評価することによって)を感染症のリスクと相関させることにより、コロニー形成(例えば、病原体による)の評価を用いて感染症(例えば、血流感染症、尿路感染症(UTI)又は呼吸器感染症、菌血症)のリスクを予測し、コロニー形成のエビデンスは、感染症の増加したリスクと相関付けられ、培養陰性対象は、感染症のより低いリスクがある。いくつかの実施形態では、細菌のより高いレベルは、感染症のより高い割合をもたらす。いくつかの実施形態では、腸コロニー形成(例えば、病原体、例えばVREによる)は、他の組織(例えば、血流)における感染症に先行する。胃腸管コロニー形成病原体の例は、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(例えば、大腸菌(E.coli)、クレブシエラ(Klebsiella)、エンテロバクター、プロテウス)及び腸球菌(Enterococcus)を含むことができる。いくつかの実施形態では、胃腸管コロニー形成病原体は、多剤耐性細菌(例えば、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus))を更に含む。
いくつかの実施形態では、病原体の状態についての対象集団のスクリーニングの結果は、血流感染症管理の過程を決定する。いくつかの実施形態では、スクリーニング方法は、対象の便試料採取(例えば、直腸スワブによる)を含む。いくつかの実施形態では、方法は、便中の薬物/抗生物質耐性病原体(例えば、VRE)の存在/非存在(存在量)を評価することを含む。いくつかの実施形態では、腸内の病原体のレベルは、感染症リスクと相関付けられる。いくつかの実施形態では、集中治療室(ICU)対象、移植対象、化学療法を受けている対象及び抗生物質を受けている対象は、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaciae)及びバンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)などの抗生物質耐性細菌の病原体コロニー形成を有するより高いリスクを有する。いくつかの実施形態では、腸内の病原体のレベルを低下させることは、リスクを低下させる(例えば、必要に応じて抗生物質と組み合わせてオリゴ糖組成物を投与することにより)。いくつかの実施形態では、薬物耐性病原体が存在しない場合、対象は、オリゴ糖組成物を投与されて感染症(例えば、血流感染症)又は菌血症を予防する。いくつかの実施形態では、薬物耐性病原体が存在する場合、対象は、オリゴ糖組成物を投与されて感染症(例えば、血流感染症)又は菌血症を低下させる。
いくつかの実施形態では、高リスク対象(例えば、対象)のGI管内に保有される抗生物質耐性病原体のコロニー形成レベル又は蔓延を低下させる方法が提供される。例示的な抗生物質耐性病原体は、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(例えば、基質特異性拡張型βラクタマーゼ(ESBL)産生腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(ESBLE))及びバンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)を含む。
いくつかの実施形態では、重病又は高リスク対象(例えば、対象)における感染症(例えば、GI管をコロニー形成する病原体からの)の割合を低下させる方法が提供される。いくつかの実施形態では、方法は、尿路感染症の割合を低下させることを含む。いくつかの実施形態では、方法は、血流感染症の割合を低下させることを含む。いくつかの実施形態では、方法は、気道感染症の割合を低下させることを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、対象における感染症を管理することを含む。感染症(菌血症)を有する対象群の例は、尿感染症(例えば、腸球菌(Enterococcus)、腸内細菌科(Enterobacteriaciae)で感染した)を有する対象、血流感染症(例えば、腸球菌(Enterococcus)、腸内細菌科(Enterobacteriaciae)で感染した)を有する対象、移植対象(例えば、骨髄(例えば、造血性幹細胞移植を受けている)、固体器官(例えば、肝臓))、集中治療患者(例えば、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaciae)及びESBL産生病原体で感染した)、移植前肝不全患者(例えば、バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)で感染した)、移植後肝不全患者(例えば、バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)で感染した)を含む。化学療法を受けている対象は、他の対象(例えば、総合病院患者集団)と比較して高いレベルの腸病原体菌血症、C.ディフィシル(C.difficile)感染症(CDI)C及び化学療法誘導による下痢を経験する。いくつかの実施形態では、抗生物質で処置される対象は、抗生物質耐性病原体を含むより高い病原体負荷を含む。いくつかの実施形態では、移植を受けているか若しくは受けようとしている対象、癌を有する対象、肝臓疾患(例えば、末期腎疾患)を有する対象又は抑制された免疫系を有する対象(例えば、免疫不全対象)は、感染症、例えば腸由来感染症を発症する高いリスクを有する場合がある。いくつかの実施形態では、方法は、対象、例えば感染症を発症する高いリスクを有する対象の、例えばオリゴ糖組成物を用いた予防的処置を含む。いくつかの実施形態では、化学療法又は抗生物質処置を受けている対象は、共生細菌の低下した多様性を有する。いくつかの実施形態では、方法は、対象、例えば施設、例えば病院又は介護施設内の対象における病原体、例えば多剤耐性病原体のコロニー形成を低下させるために対象を処置することを含む。いくつかの実施形態では、方法は、第1の対象から第2の対象、例えば施設、例えば病院又は介護施設内の対象への病原体、例えば多剤耐性病原体の伝達を低下させるために対象を処置することを含む。いくつかの実施形態では、対象におけるコロニー形成のリスクを提起する(又は対象のGI管をコロニー形成することが可能な)細菌は、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(例えば、E.クロアカエ(E.cloacae))、腸球菌(Enterococcus)、C.ディフィシル(C.difficile)(Nap1(パンデミック高毒性)C.ディフィシル(C.difficile)株を含む)及び感染性下痢症を生じる細菌(例えば、カンピロバクター(Campylobacter)、サルモネラ(Salmonella)、赤痢菌(Shigella)、腸管出血性大腸菌(E.coli)(EHEC)、毒素原性大腸菌(E.coli)(ETEC)、腸管病原性大腸菌(E.coli)(EPEC)、腸管侵入性大腸菌(E.coli)(EIEC)、腸管凝集性大腸菌(E.coli)(EAEC)、びまん性付着大腸菌(E.coli)(DAEC)及び尿路病原性大腸菌(E.coli)の耐性亜集団を含む。
いくつかの実施形態では、方法は、器官移植、例えば肝臓又は骨髄移植を必要とす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では、方法は、対象が器官移植、例えば肝臓又は骨髄移植を受容する直前又はわずかに前に前記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では、方法は、対象が器官移植、例えば肝臓又は骨髄移植を受容した直後又はわずかに後に前記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では、方法は、末期肝臓疾患(ESLD)を有するか、それを有することが疑われるか又はそれを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では、方法は、例えば、対象における、例えば対象の胃腸管(例えば、結腸)における共生細菌に対する病原菌の比を低下させる。いくつかの実施形態では、共生細菌に対する病原菌の比は、少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、125%、150%又は200%低下する。いくつかの実施形態では、共生細菌に対する病原菌の比は、1~10%、5~20%、10~25%、20~40%、30~50%、40~60%、50~70%、60~80%、70~90%、80~100%、90~110%、100~125%、110~150%、125~175%又は150~200%低下する。
いくつかの実施形態では、方法は、例えば、対象における、例えば対象の胃腸管(例えば、結腸)における病原体の存在量を低下させ、且つ/又は共生細菌の存在量を増加させる。いくつかの実施形態では、方法は、例えば、対象の腸の微生物群集(例えば、共生細菌の群集)のα多様性(例えば、高い多様性度)を増加させる。
いくつかの実施形態では、方法は、病原体の存在量を少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、125%、150%又は200%低下させる。いくつかの実施形態では、方法は、病原体の存在量を1~10%、5~20%、10~25%、20~40%、30~50%、40~60%、50~70%、60~80%、70~90%、80~100%、90~110%、100~125%、110~150%、125~175%又は150~200%低下させる。
いくつかの実施形態では、方法は、共生細菌の存在量を少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、125%、150%又は200%増加させる。いくつかの実施形態では、方法は、共生細菌の存在量を1~10%、5~20%、10~25%、20~40%、30~50%、40~60%、50~70%、60~80%、70~90%、80~100%、90~110%、100~125%、110~150%、125~175%又は150~200%増加させる。
いくつかの実施形態では、方法は、胃腸管内のマイクロバイオームのα多様性(例えば、高い多様性度)を増加させる。α多様性は、Shannon指数を核酸配列決定と組み合わせて使用して測定することができる。いくつかの実施形態では、Shannon指数は、処置を必要とする対象(例えば、ICU患者)が、健康な対象と比較して、それらの細菌分類群の提示においてかなり多様性が低い群集を有することを示す。いくつかの実施形態では、サンプル中の群集の豊富さ又は独自の分類群の数は、健康な対象と比較して、処置を必要とする対象(例えば、ICU患者)においてかなり低い。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、共生細菌によって実質的に発酵又は消費され、病原体によって発酵又は消費されない。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、共生細菌によって実質的に発酵又は消費され、病原体によって低いレベルで発酵又は消費される。いくつかの実施形態では、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、多様性及び共生細菌叢のバイオマスを増加させ、細菌病原体(例えば、病原体分類群)などの病原体の相対存在量又は絶対存在量の低下をもたらし得る。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、VRE又はCRE種によって実質的に発酵又は消化されない。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、C.ディフィシル(C.difficile)によって実質的に発酵又は消化されない。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、例えば、腸マイクロバイオームにおける共生又はプロバイオティック細菌の増殖を支持する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、少なくとも1つの病原体の増殖を支持せず、例えばCRE、VRE及び/又はC.ディフィシル(C.difficile)種の増殖を支持しない。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物の投与は、対象(例えば、ヒト患者)のマイクロバイオームにおいて、病原菌に対する共生細菌の濃度、量又は存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を増加させ得る。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物の投与及び生存可能な共生又はプロバイオティック細菌の集団は、対象(例えば、ヒト患者)のマイクロバイオームにおいて、病原菌に対する共生細菌の濃度、量又は存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を増加させ得る。いくつかの実施形態では、例えば、腸マイクロバイオームにおける共生又はプロバイオティック細菌の増殖を支持するオリゴ糖組成物の投与は、対象(例えば、ヒト患者)のマイクロバイオームにおいて、病原菌に対する共生細菌の濃度、量又は存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を増加させ得る。いくつかの実施形態では、例えば、腸マイクロバイオームにおける少なくとも1つの病原体の増殖を支持しない、例えばCRE、VRE及び/又はC.ディフィシル(C.difficile)種の増殖を支持しないオリゴ糖組成物の投与は、対象(例えば、ヒト患者)のマイクロバイオームにおいて、病原菌に対する共生細菌の濃度、量又は存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を増加させ得る。いくつかの実施形態では、例えば、腸マイクロバイオームにおける共生又はプロバイオティック細菌の増殖を支持し、少なくとも1つの病原体の増殖を支持しない、例えばCRE、VRE及び/又はC.ディフィシル(C.difficile)種の増殖を支持しないオリゴ糖組成物の投与は、対象(例えば、ヒト患者)のマイクロバイオームにおいて、病原菌に対する共生細菌の濃度、量又は存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を増加させ得る。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物の投与は、対象(例えば、ヒト患者)のマイクロバイオームにおいて、病原菌に対するバクテロイデス門(Bacteroidetes)(例えば、Bacteroidales)の濃度、量又は存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を増加させ得る。
実施形態において、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物は、共生又はプロバイオティック細菌分類群及び一般に安全(GRAS)であると認識される細菌又は既知の共生若しくはプロバイオティック微生物と共投与される。いくつかの実施形態では、プロバイオティック又は共生細菌分類群(又はその製剤)は、オリゴ糖組成物を対象に投与する前又は投与した後に対象に投与され得る。いくつかの実施形態では、プロバイオティック又は共生細菌分類群(又はその製剤)は、オリゴ糖組成物を対象に投与するのと同時に対象に投与され得る。
実施形態において、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物は、バクテロイデス門(Bacteroidetes)の集団と共に投与される。実施形態において、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物は、バクテロイデス目(Bacteroidales)の集団と共に投与され得る。
共生又はプロバイオティック細菌は、プロバイオティックとも称される。プロバイオティックは、発酵中にプロバイオティック細菌によって生成される代謝物を含み得る。これらの代謝物は、発酵の培地、例えば宿主生物(例えば、対象)中に放出され得るか又は細菌中に貯蔵され得る。プロバイオティック細菌は、例えば、治療用量で付与された場合、宿主動物に対して有益な機能を行う細菌、細菌ホモジネート、細菌タンパク質、細菌抽出物、細菌発酵上清及びそれらの組み合わせを含む。
有用なプロバイオティックは、少なくとも1つの乳酸、及び/又は酢酸、及び/又はプロピオン酸産生細菌、例えばブドウ糖及び乳糖などの炭水化物を分解することにより、乳酸、及び/又は酢酸、及び/又はプロピオン酸を産生する微生物を含む。好ましくは、プロバイオティック細菌は、乳酸細菌である。実施形態において、乳酸細菌は、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)及びビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)を含む。適切なプロバイオティック細菌は、宿主腸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、例えば、限定されるものではないが、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)及びトルロプシス(Torulopsis)などの酵母、アスペルギルス(Aspergillus)、リゾプス(Rhizopus)、ムコール(Mucor)及びペニシリン(Penicillium)及びトルロプシス(Torulopsis)などのカビ並びに他の細菌、例えば、限定されるものではないが、バクテロイデス(Bacteriodes)、クロストリジウム(Clostridium)、フソバクテリウム(Fusobacterium)、メリソコッカス(Melissococcus)、プロピオニバクテリウム(Propionibacterium)、腸球菌(Enterococcus)、ラクトコッカス(Lactococcus)、スタフィロコッカス(Staphylococcus)、ペプトストレプトコッカス(Peptostreptococcus)、バチルス(Bacillus)、ペディオコッカス(Pediococcus)、ミクロコッカス(Micrococcus)、ロイコノストック(Leuconostoc)、ウエイシェラ(Weissella)、アエロコッカス(Aerococcus)及びオエノコッカス(Oenococcus)属並びにそれらの組み合わせも含み得る。
本明細書の開示に有用な乳酸細菌の非限定的な例としては、ストレプトコッカス・ラクチス(Streptococcus lactis)、ストレプトコッカス・クレモリス(Streptococcus cremoris)、ストレプトコッカス・ジアセチラクチス(Streptococcus diacetylactis)、ストレプトコッカス・サーモフィルス(Streptococcus thermophilus)、ラクトバチルス・ブルガリクス(Lactobacillus bulgaricus)、ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)、ラクトバチルス・ヘルベチクス(Lactobacillus helveticus)、ラクトバチルス・ビフィズス(Lactobacillus bifidus)、ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチルス・ラクチス(Lactobacillus lactis)、ラクトバチルス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)、ラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)、ラクトバチルス・デルブルエキイ(Lactobacillus delbruekii)、ラクトバチルス・サーモフィルス(Lactobacillus thermophilus)、ラクトバチルス・フェルメンティイ(Lactobacillus fermentii)、ラクトバチルス・サリバリウス(Lactobacillus salivarius)、ラクトバチルス・パラカゼイ(Lactobacillus paracasei)、ラクトバチルス・ブレビス(Lactobacillus brevis)、ビフィドバクテリウム・ロングム(Bifidobacterium longum)、ビフィドバクテリウム・インファンティス(Bifidobacterium infantis)、ビフィドバクテリウム・ビフィヅム(Bifidobacterium bifidum)、ビフィドバクテリウム・アニマリス(Bifidobcterium animalis)、ビフィドバクテリウム・ラクチス(Bifidobcterium lactis)、ビフィドバクテリウム・ブレベ(Bifidobcterium breve)、ビフィドバクテリウム・アドレセンティス(Bifidobcterium adolescentis)及びペディオコッカス・セレビシアエ(Pediococcus cerevisiae)並びにそれらの組み合わせ、特にラクトバチルス(Lactobacillus)、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)及びそれらの組み合わせの株が挙げられる。
本開示に特に有用な共生又はプロバイオティック細菌は、(ヒト投与用では)ヒト起源のもの(又はプロバイオティック細菌が投与される哺乳動物起源のもの)、宿主に対して非病原性であり、技術的プロセスに耐え(即ち生存可能な状態に留まり得、且つ処理中及び送達ビヒクル中で活性である)、胃酸性及び胆汁毒性に耐性であり、腸上皮組織に付着し、胃腸管をコロニー形成する能力を有し、抗微生物物質を生成し、宿主内の免疫応答を調節し、且つ代謝活性(例えば、コレステロール同化、ラクターゼ活性、ビタミン生成)に影響を及ぼすものを含む。
共生又はプロバイオティック細菌は、単一株又は多数の株の組み合わせとして使用され得、プロバイオティック細菌の用量における細菌の総数は、約1×10~約1×10 14、又は約1×10~約1×10 12、又は約1×10~約1×10 11CFU/用量である。
共生又はプロバイオティック細菌は、プロバイオティック細菌が生存しているが、「中断されたアニメーション」又は傾眠の状態にある間、オリゴ糖組成物と共に処方され得る。凍結乾燥されると、プロバイオティック細菌の生存可能な培養物は、培養物を蘇生させる水分への暴露を最小にするように取り扱われ、これは、蘇生されると、培養物が、直ちに高水分環境又は培地中で培養されない限り、病的状態の高い割合を経験し得るためである。加えて、培養物は、病的状態を低下させるために、高温(特に水分の存在下)への曝露の可能性を低下するように取り扱われる。
プロバイオティック細菌は、粉末化された乾燥形態で使用され得る。プロバイオティック細菌はまた、オリゴ糖組成物中において又はオリゴ糖組成物とは別々に投与され、オリゴ糖組成物と同時に又は異なる時間に投与され得る。
適切な他のプロバイオティック細菌は、ビフィドバクテリウム・ラクチス(Bifidobacterium lactis)、B.アニマリス(B.animalis)、B.ビフィヅム(B.bifidum)、B.ロングム(B.longum)、B.アドレセンティス(B.adolescentis)及びB.インファンティス(B.infantis)を含む。
実施形態において、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物中で及び/又は組成物と組み合わせて使用され得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・ラクチス(Bifidobacterium lactis)、B.アニマリス(B.animalis)、B.ビフィヅム(B.bifidum)、B.ロングム(B.longum)、B.アドレセンティス(B.adolescentis)、B.ブレベ(B.breve)及びB.インファンティス(B.infantis)を含む)、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)、ディアリスター(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)、フソバクテリウム(Fusobacterium)、ラクトバチルス(Lactobacillus)(L.アシドフィルス(L.acidophilus)、L.ヘルベチクス(L.helveticus)、L.ビフィズス(L.bifidus)、L.ラクチス(L.lactis)、L.フェルメンティイ(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.デルブルエキイ(L.delbruekii)、L.サーモフィルス(L.thermophiles)、L.クリスパツス(L.crispatus)、L.カゼイ(L.casei)、L.ラムノサス(L.rhamnosus)、L.レウテリ(L.reuteri)、L.フェルメンツム(L.fermentum)、L.プランタルム(L.plantarum)、L.スポロゲネス(L.sporogenes)及びL.ブルガリクス(L.bulgaricus)を含む)、ペプトコッカス(Peptococcus)、ペプトストレプトコッカス(Peptostreptococcus)、ペプトニフィルス(Peptoniphilus)、プレボテラ(Prevotella)、ロセブリア(Roseburia)、ルミノコッカス(Ruminococcus)、スタフィロコッカス(Staphylococcus)及び/又はストレプトコッカス(Streptococcus)(S.ラクチス(S.lactis)、S.クレモリス(S.cremoris)、S.ジアセチラクチス(S.diacetylactis)を含む)、S.サーモフィルス(S.thermophiles))を含む。
実施形態において、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物中において且つ/又は組成物と組み合わせて使用され得る共生細菌分類群、例えば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チス(Bifidobacterium animalis subsp.Lactis)BB-12);ビフィドバクテリウム・ブレベ(Bifidobacterium breve)Yakult;ビフィドバクテリウム・インファンティス(Bifidobacterium infantis)35624;ビフィドバクテリウム・アニマリス亜種ラクチス(Bifidobacterium animalis)subsp.Lactis)UNO 19(DR10);ビフィドバクテリウム・ロングム(Bifidobacterium longum)BB536;大腸菌(Escherichia coli)M-17;大腸菌(Escherichia coli)Nissle 1917;ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)DDS-1;ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)LA-5;ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)NCFM;ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)DN 114-001(ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)イミュニタス(Immunitas)/ディフェンシス(Defensis));ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)CRL431;ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)F19;ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus paracasei)Stl l(又はNCC2461);ラクトバチルス・ジョンソニイ(Lactobacillus johnsonii)Lai(ラクトバチルス(Lactobacillus)LCI、ラクトバチルス・ジョンソニイ(Lactobacillus johnsonii)NCC533);ラクトバチルス・ラクチス(Lactococcus lactis)L1A;ラクトバチルス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)299V;ラクトバチルス・レウテリ(Lactobacillus reuteri)ATTC 55730(ラクトバチルス・レウテリ(Lactobacillus reuteri)SD2112);ラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)ATCC 53013;ラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)LB21;サッカロマイセス・セレビシアエ(Saccharomyces cerevisiae)(ブーラルジイ(boulardii))リオ(lyo);ラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)GR-1とラクトバチルス・レウテリ(Lactobacillus reuteri)RC-14の混合物;ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)NCFMとビフィドバクテリウム・ラクチス(Bifidobacterium lactis)BB-12又はBL-04の混合物;ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)CL1285とラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)の混合物;並びにラクトバチルス・ヘルベチクス(Lactobacillus helveticus)R0052、ラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)R0011及び/又はラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)GG(LGGの混合物)を含む。
いくつかの実施形態では、方法は、オリゴ糖組成物の投与及び共生又はプロバイオティック細菌種の投与を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物及び共生細菌の組み合わされた投与は、マイクロバイオームが枯渇した患者(例えば、検出可能な共生細菌がほとんど存在しないか又は存在しない患者)、例えば化学療法を受けているか又は抗生物質を受容している患者が利益を得るために使用され得る。いくつかの実施形態ではオリゴ糖組成物及び共生細菌の組み合わされた投与は、いずれの検出可能な共生細菌も欠く腸マイクロバイオームを有する対象又は患者が利益を得るために使用され得る。いくつかの実施形態では、方法は、いずれの検出可能な共生細菌も欠く腸マイクロバイオームを有する対象又は患者へのオリゴ糖組成物及び共生細菌の組み合わされた投与を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物は、ヒト対象における尿素回路異常症(UCD)を処置するために使用され得る。いくつかの実施形態では、対象は、肝性脳症(HE)を有する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物は、末期肝臓疾患(ESLD)を有する対象を処置するために使用され得る。いくつかの実施形態では、対象は、小児科集団(例えば、2~24カ月又は2~18歳)の対象である。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物は、例えば、細菌病原体又は病原性共生生物に関連した感染症、例えば細菌感染症を処置するために使用され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物は、例えば、抗生物質耐性(例えば、多剤耐性)細菌病原体に関連した感染症、例えば細菌感染症を処置するために使用され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物は、感染症、例えば真菌感染症を処置するために使用され得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるオリゴ糖組成物は、ヒト対象内(例えば、胃腸管、UTI管、血流中又は異なる部位、例えば心血管系又は呼吸器系内)の病原体又は病原性共生生物の相対又は絶対存在量を低下させるために使用され得る。
例えば、ヒト対象内の病原体又は病原性共生生物の相対又は絶対存在量を低下させることによって感染症を処置するために、オリゴ糖組成物は、例えば、ヒト対象の腸(例えば、小腸、大腸及び/又は結腸)内のコロニー形成を調節する(例えば、低下させるか又は阻害する)か、又は病原体による脱コロニー形成を調節する(例えば、増加させる)のに有効な量で投与される。いくつかの実施形態では、処置は、(i)例えば、胃腸管内の病原菌の存在量を対照(例えば、対照対象又はベースライン測定値)に対して低下させること、及び(ii)例えば、胃腸管内の共生細菌の存在量を対照(例えば、対照対象又はベースライン測定値)に対して増加させることの一方又は両方を含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法(例えば、感染症の処置又は病原体の相対若しくは絶対存在量を低下させる方法)に関する対象及び本明細書に記載されるオリゴ糖組成物の投与から利益を得る対象は、ヒト患者である。いくつかの実施形態では、方法は、広域スペクトル抗生物質を受けている患者である対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、病原体感染症に特に感受性の対象、例えば重大な病気及び/又は免疫不全である対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、それらの胃腸管(例えば、それらの結腸又は腸)において、健康な対象に対して低い共生細菌の存在量を有する患者である対象に関する。
いくつかの実施形態では、方法は、癌処置を受けたか又は現在受けている対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、免疫抑制を受けたか又は現在受けている対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、胃腸手術の準備をしているか又はそれから回復している対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、集中治療室(ICU)内の患者である対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、健康な対象である対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、無症候性であるが、病原体により検出可能にコロニー形成されている対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、病原体感染症を発症するリスクがある対象に関する(例えば、オリゴ糖組成物による処置は、感染症の可能性を低下させる)。いくつかの実施形態では、方法は、移植レシピエントであるか、又は移植を受ける準備をしている対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、造血性幹細胞処置(HSCT)レシピエントであるか、又は造血性幹細胞処置を受ける準備をしている対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、固体器官移植レシピエントであるか、又は固体器官移植を受ける準備をしている対象に関する。任意の処置又は手術(例えば、癌処置、胃腸手術、移植手術)を受けている対象は、処置又は手術前、その間及び/又はその後にオリゴ糖組成物で処置され得る。いくつかの実施形態では、他の処置又は手術(例えば、ICU施設内で)前、その間及びその後のオリゴ糖組成物を用いた処置は、病原体感染症を予防する。いくつかの実施形態では、他の処置又は手術(例えば、ICU施設内で)前、その間及びその後のオリゴ糖組成物を用いた処置は、移植片対宿主疾患(GvHD)を予防する。
いくつかの実施形態では、方法は、自己免疫疾患(例えば、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又はクローン病)を有する対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、血液系悪性腫瘍を有する対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、硬変を有する対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(CRE)、基質特異性拡張型βラクタマーゼ(ESBL)産生腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(ESBLE)及び/又はバンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(VRE)について陽性の便培養物を有する対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、胃腸管内の細菌群集の多様性が低い対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、末期肝臓疾患(ESLD)を有するか又はそれを発症するリスクがある対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、抗生物質の複数の過程及び/又は抗生物質の慢性使用を有した対象及び/又は抗生物質を過剰処方されている対象に関する。いくつかの実施形態では、方法は、例えば、サイトカインストームなどの過度に攻撃的な免疫応答免疫応答を経験しているか又はそのリスクがある対象に関する。
サイトカインストーム(高サイトカイン血症としても知られる)は、いくつかの実施形態では、身体が多すぎるサイトカインを血液中に過度に急速に(例えば、同時に)放出する免疫反応を含む。大量のサイトカインの一時の放出は、有害であり得る。いくつかの実施形態では、サイトカインストームは、高熱、炎症(例えば、発赤及び膨化)、重度の疲労及び/又は悪心によって特徴付けられる。いくつかの実施形態では、サイトカインストームは、重篤であるか若しくは生命を脅かすものであり、且つ/又は多器官不全をもたらす可能性がある。
いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物を抗生物質又は任意の他の標準治療の投与と同時に投与することを含む方法(例えば、処置の方法)が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、抗生物質又は任意の他の標準治療の投与後にオリゴ糖組成物を投与することを含む方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、抗生物質又は任意の他の標準治療を投与されている対象に相加的な利益を提供する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖組成物は、抗生物質又は任意の他の標準治療を投与されている対象に相乗的な利益を提供する(例えば、共生細菌に対する病原菌の比を低下させることによって)。いくつかの実施形態では、抗生物質は広域スペクトル抗生物質である。いくつかの実施形態では、抗生物質は、静脈内グラム陽性(例えば、バンコマイシン)若しくはグラム陰性(例えば、セフトリアキソン、セフェピム若しくはピペラシリン-タゾバクタム)抗生物質又はまとめてグラム陽性及びグラム陰性剤の両方である。
IV.キット
キットも企図される。例えば、キットは、オリゴ糖組成物の単位剤形と、処置における組成物の使用説明書を含むパッケージ挿入物とを含み得る。いくつかの実施形態では、乾燥粉末形式の組成物が提供される。いくつかの実施形態では、溶液の組成物が提供される。キットは、それを必要とする対象が使用するための適切な包装材料内のオリゴ糖組成物を含む。本明細書に記載される組成物のいずれもキットの形態に包装することができる。キットは、処置の全過程又は処置の過程の一部に十分な量のオリゴ糖組成物を含むことができる。オリゴ糖組成物の用量は、個別に包装され得るか、又はオリゴ糖組成物は、バルク若しくはその組み合わせで提供され得る。従って、一実施形態では、キットは、適切な包装材料内において、処置レジメンにおける投与ポイントに対応するオリゴ糖組成物の個別用量を提供し、用量は、1つ以上のパケット内に包装される。
キットは、予想される結果、証明書、説明、警告、臨床データ、健康専門家についての情報などの書面の資料を更に含むことができる。一実施形態では、キットは、健康専門家の指示下でのみ使用されることを示すラベル又は他の情報を含む。容器は、匙、注射器、瓶、カップ、アプリケーター又は他の測定若しくは供給デバイスを更に含むことができる。
実施例1:オリゴ糖組成物の存在下での規定された微生物群集における病原体存在量の低下
約415の異なるオリゴ糖組成物を、規定された微生物群集(46の異なる共生細菌株を含む)において病原体の存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を調節し(例えば、低下させ)、且つ共生細菌の増殖を支持するそれらの能力について試験した。このスクリーニングは、規定された微生物群集を3種の薬物耐性細菌(CRE肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)、CRE大腸菌(Escherichia coli)及びVREエンテロコッカス・ファセイウム(Enterococcus faceium))でスパイクし、続いてスパイクされた微生物群集を単一試験オリゴ糖組成物の存在下で増殖させることにより行われ、単一試験オリゴ糖組成物は、唯一の炭素源を表した。
放線菌門、ファーミキューテス門及びバクテロイデス門: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・セラツム(Clostridium celatum)、バクテロイオデス・セルロシリティクス(Bacteroiodes cellulosilyticus)、オドリバクター・スプランクニクス(Odoribacter splanchnicus)、ビフィドバクテリウム・カテヌラツム(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・シュードカテヌラツム(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・コプロフィルス(Bacteroides coprophilus)、ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)、コプロコッカス・カツス(Coprococcus catus)、ビフィドバクテリウム・アングラツム(Bifidobacterium angulatum)、ユーバクテリウム・ベントリオスム(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・フィネゴルジイ(Bacteroides finegoldii)、パラバクテロイデス・ジスタソニス(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・ヒドロゲノトロフィカ(Blautia hydrogenotrophica)、ブラウティア・ココイデス(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・ビフォルミス(Holdemanella biformis)、ビフィドバクテリウム・ロングム・サブ・インファタリス(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・ロングム(Bifidobacterium longum)、プレボテラ・コプリ(Prevotella copri)、ユーバクテリウム・レクタレ(Eubacterium rectale)、バクテロイデス・ウニフォルミス(Bacteroides uniformis)、スクシニビブリオ・デクストリノソルベンス(Succinivibrio dextrinosolvens)、ロセブリア・インテスティナリス(Roseburia intestinalis)、クロストリジウム・ネクシレ(Clostridium nexile)、バクテロイデス・カカエ(Bacteroides caccae)、バクテロイデス・ブルガツス(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・セルロシリティクス(Bacteroides cellulosilyticus)、クロストリジウム・シンビオスム(Clostridium symbiosum)及びルミノコッカス・グナブス(Ruminococcus gnavus)に属する46株を組み合わせることにより、規定された微生物群集を構成した。
規定された微生物群集を調製するために、46の異なる共生細菌株の各々を、株に応じて標準的な刻んだ肉のブドウ糖培地(CMG)中で18~48時間、独立して増殖させた。増殖後、各細菌株の光学密度(OD600)を0.2に調整し、46株の各々の等量を1つの瓶内に最終グリセロール濃度15%で合わせた。規定された微生物群集の1.5mLアリコートを-80℃で凍結させた。この実施例で使用するCRE肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)、CRE大腸菌(Escherichia coli)及びVREエンテロコッカス・ファエシウム(Enterococcus faecium)株は、Centers for Disease Control(CDC)から獲得し、BHI培地中において37℃で12時間、好気的に増殖させた後、規定された微生物群集に添加した。
規定された微生物群集サンプルの凍結アリコートを後に解凍し、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リン酸二カリウム、1.5g/Lリン酸二ナトリウム、5g/L重炭酸ナトリウム、0.125mg/Lビオチン、1mg/Lピリドキシン、1mg/Lパントテン酸塩、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システイン及び450mg/Lプロリン(Theriot CM et al.Nat Commun.2014;5:3114)からなる培地で洗浄し、培地は、0.1%ペプトン及び0.75mM尿素で更に補充されて、規定された微生物群集サンプルを0.01のOD600に調整した。次いで、CRE肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)、CRE大腸菌(Escherichia coli)及びVREエンテロコッカス・ファエシウム(Enterococcus faecium)(全て0.01のOD600)を、規定された微生物群集サンプルに添加した(即ちスパイクするために使用した)。スパイクした各アリコートを最終濃度0.5%w/v又は0.05%w/vで415の異なるオリゴ糖組成物(アリコート中に存在する唯一の炭素源としての)から1つ提供し、嫌気性チャンバ内において37℃で24時間インキュベートした。陰性対照(即ち炭素源がない)として水を使用した。各オリゴ糖組成物を3回反復した。インキュベーションの24時間後、スパイクした各微生物群集のOD600を測定して、総嫌気性増殖の概算を提供した。
スパイクした各微生物群集中の病原体のレベルを決定するため、各群集の200×希釈物を新鮮なLuria-Bertani(LB)培地中で作製し、37℃で24時間好気的にインキュベートした。OD600を15分毎に測定して、Biotekプレートリーダーを使用して増殖曲線を生成した。mid-log増殖までの時間を計算し、実験の嫌気性相の終わりの総病原体負荷を決定するために使用した。mid-log増殖までのより短い時間は、より高い病原体レベルに対応した。
群集増殖全体を支持するオリゴ糖組成物を特定するために、病原体増殖を低下させる間、嫌気性相の終わりのOD600(より高い場合、共生生物がより多いサインである)及び二次好気性増殖中のmid-log増殖までの時間の両方をそれらの各々の0~1の測定基準内で正規化した。これらの2つの値を乗算し、1から減算した(即ち1-(嫌気性増殖*好気性増殖))。個々のオリゴ糖組成物を表すこれらの最終値を陰性対照(水)に対して正規化して、病原菌のレベルを低下させ、共生細菌のレベルを促進するオリゴ糖組成物を特定した。
実施例2.オリゴ糖組成物の存在下でのヒトからの糞便縣濁液中の病原体存在量の低下
実施例1のスパイクした微生物群集において病原体の存在量を低下させ、共生増殖を支持した135のオリゴ糖組成物を、単一病原体株(VRE E.フェシウム(E.faecium)、CRE肺炎桿菌(K.pneumoniae)又はCRE大腸菌(E.coli))でスパイクしたヒトからのエクスビボ糞便縣濁液において同様に機能するそれらの能力について更に評価した。オリゴ糖組成物を水中5%w/vで調製し、フィルター滅菌し、陰性対照として水を供給して、アッセイにおいて96ウェル深ウェルマイクロプレートアッセイプレートに最終濃度0.5%又は0.05%w/vで添加した。
ヒト糞便サンプル供与物を-80℃で貯蔵した。糞便縣濁液の作業ストックを調製するために、糞便サンプルを嫌気性チャンバ内に移動し、解凍させた。次いで、糞便サンプルをリン酸緩衝生理食塩水(PBS)pH7.4(P0261、Teknova Inc.、Hollister、CA)、15%グリセロール中20%で調製した。20%w/v糞便縣濁液+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中に懸濁した後、900mg/L塩化ナトリウム、26mg/L塩化カルシウム二水和物、20mg/Lマグネシウム塩化物六水和物、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リン酸二カリウム、1.5g/Lリン酸二ナトリウム、5g/L重炭酸ナトリウム、0.125mg/Lビオチン、1mg/Lピリドキシン、1m/Lパントテン酸塩、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システイン及び450mg/Lプロリン(Theriot CM et al.Nat Commun.2014;5:3114)からなるCM培地中で希釈し、培地は、750μM尿素で更に補充されて、1%w/v糞便縣濁液の最終希釈物を提供した。
実験開始の1日前に、CRE肺炎桿菌(K.pneumoniae)の単一株、CRE大腸菌(E.coli)の単一株及びVREの単一株を、独立して、嫌気性チャンバ内において、0.5% D-ブドウ糖を有するCM培地中で一晩増殖させた。実験の日、病原体培養のアリコートをPBSで洗浄し、各病原体培養の光学密度(OD600)及び1%糞便縣濁液をCM培地中でOD 0.1に調整した。次いで、病原体培養物が糞便縣濁液/病原体混合物の8%の最終容積を構成するように、3つの病原体培養の各々を糞便縣濁液の3つのアリコートに別々に加えた。3つの糞便縣濁液/病原体混合物の各々を最終濃度0.05%w/v又は0.5%w/vで1ウェル当たり350μL最終容積において、オリゴ糖組成物の96ウェルプレートに37℃で45時間、嫌気的に曝露した。
エクスビボインキュベーション後、プレートを嫌気性チャンバから除去し、新鮮なLuria-Bertani(LB)培地中で各培養物の200×希釈物を作製した。これらの希釈培養物を37℃で24時間、好気的にインキュベートした。OD600を15分毎に24時間測定して、Biotekプレートリーダーを使用して増殖曲線を生成した。mid-log増殖までの時間を計算し、実験の嫌気性相の終わりの総病原体負荷を決定した。mid-log値までのより短い時間は、実験の嫌気性相の終わりのより高い病原体レベルに対応した。
糞便縣濁液群集中の共生株は、厳格な嫌気性菌であるため、好気性条件下で増殖しない。嫌気性インキュベーションの終わりに測定したOD600(嫌気性OD600と称する)と、好気性増殖曲線から計算したmid-log増殖までの時間とにより、共生増殖を排他的に支持する(例えば、高い嫌気性OD600及び長いmidlogまでの時間)、選択されたオリゴ糖組成物を特定することができた。
実施例3:オリゴ糖組成物が単一病原体の増殖を支持する能力の試験
実施例2の55のオリゴ糖組成物の全部を、オリゴ糖組成物が単一病原体の増殖を支持することができるか否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ける研究のために更に選択した。
CRE大腸菌(Escherichia coli)、CRE肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)及びクロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)を含む個々の病原菌株をCM中で増殖させ、VREエンテロコッカス・ファエシウム(Enterococcus faecium)の単一株をメガ培地(MM)中で増殖させた後、単一グリカン製剤又は水(炭素対照なし)を加えた。メガ培地(MM)は、10g/Lトリプトンペプトン、5g/L酵母抽出物、4.1mM L-システイン、100mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.2)、0.008mM硫酸マグネシウム、4.8mM重炭酸ナトリウム、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トレース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-酪酸を含み、水酸化ナトリウムを使用してpHを7に調整した。この培地を、0.2umフィルターを使用してフィルター滅菌し、使用前に嫌気性チャンバ内に貯蔵して、任意の溶解酸素を消散させた。大腸菌(E.coli)(BAA-2340、BAA-97、患者から単離した4株及びECO.139)、肺炎桿菌(K.pneumoniae)(ATCC 33259、BAA-1705、BAA-2342及び患者)から単離した7株)及びC.ディフィシル(C.difficile)の単一株を隔離して、COY嫌気性チャンバ内で0.5% D-ブドウ糖と共にCM中で一晩増殖させた。E.フェシウム(E.faecium)(ATCC 700221及び患者から単離した9株並びにEFM.70)の単一株を隔離して、COY嫌気性チャンバ内で0.5% D-ブドウ糖と共にMM中で一晩増殖させた。1mLの各一晩培養物をPBSで洗浄し、各培養物の光学密度(OD600)を測定した。各培養物を培地(例えば、CM又はMM)中でOD600 0.01に調整した。
COY嫌気性チャンバの内部で大腸菌(E.coli)、肺炎桿菌(K.pneumoniae)又はC.ディフィシル(C.difficile)の正規化単一株培養物を96ウェルマイクロプレートに加え、オリゴ糖組成物の1つを各ウェルにおける唯一の炭素源とした。いずれの炭素源も有さない培地(例えば、CM又はMM)に添加された水は、対照として機能した。次いで、これらのマイクロプレートをCOY嫌気性チャンバ内において37℃で合計45時間インキュベートし、OD600を15分毎に測定して各実験ウェルについて増殖曲線を生成した。各オリゴ糖組成物を各細菌病原体に対して3反復試験した。
増殖曲線について曲線下面積(AUC)を計算し、midlogまでの時間を各実験について決定した。
選択されたオリゴ糖組成物は、CRE大腸菌(E.coli)、CRE肺炎桿菌(K.pneumoniae)、VRE E.フェシウム(E.faecium)又はC.ディフィシル(C.difficile)の増殖を支持しなかった(又は非常に少ない増殖を支持した)。これらの結果は、選択されたオリゴ糖組成物が病原体の増殖を支持せず、それにより共生細菌の増殖を選択的に支持することにより、病原体増殖及び微生物群集の存在量に不利であることを更に示した。
実施例4.単一病原体株の培養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増殖及び存在量の低下
式(I)、式(II)及び式(III)から選択される複数のオリゴ糖からなり、実施例7~9に記載のプロセスによって生成される選択されたオリゴ糖組成物を、重病及び免疫不全患者において頻繁に遭遇する病原体の単一株の増殖及び存在量を低下させるその能力について更に試験した。
リボタイプ012からのC.ディフィシル(C.difficile)の3つのNap1株及び1つのC.ディフィシル(C.difficile)株をATCC(登録商標)(ATCC(登録商標)BAA-1870(商標)、ATCC(登録商標)BAA-1803(商標)、ATCC(登録商標)BAA-1805(商標)及びATCC(登録商標)BAA-1382(商標))から得た。各株が約1の光学密度(OD600)を達成するまで、各株をCM培地中において37℃で24時間嫌気的に増殖させた。各培養物を0.01のOD600に調整した後、ブドウ糖又は選択されたオリゴ糖組成物のサンプルと共にインキュベートした。いずれの炭素源も添加せずに、水を陰性対照として培地に添加した。各アッセイにおけるブドウ糖又は選択されたオリゴ糖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。プレートを嫌気性チャンバ内において37℃で合計48時間インキュベートした。光学密度を各株について15分毎に48時間決定した。
試験したC.ディフィシル(C.difficile)株は、水の存在下での株の増殖と同様にオリゴ糖組成物上で最小限増殖した(図2)。その間、C.ディフィシル(C.difficile)株の各々は、ブドウ糖の存在下で高いOD600に増殖した。
選択されたオリゴ糖組成物を、CRE大腸菌(Escherichia coli)、CRE肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)及びVRE E.フェシウム(E.faecium)の個々の株の増殖及び存在量を低下させるその能力について更に試験した。大腸菌(E.coli)の単一株(1つの株は、CDCの腸内細菌科(Enterobacteriaceae)-カルバペネム-ブレークポイントパネルから得、他のものは、患者から単離した)及び肺炎桿菌(K.pneumoniae)(1つの株は、CDCパネル由来であり、他のものは、患者から単離した)をCOY嫌気性チャンバ内で隔離して、CM培地中で0.5% D-ブドウ糖と共に一晩増殖させた。E.フェシウム(E.faecium)(ATCC 700221及び2株は、患者から単離した)の単一株をCOY嫌気性チャンバ内で隔離して、MM培地中で0.5% D-ブドウ糖と共に一晩増殖させた。培地を、0.2μmフィルターを使用してフィルター滅菌し、使用前に嫌気性チャンバ内で貯蔵して任意の溶解酸素を消散させた。1mLの各一晩培養物をPBSで洗浄し、各培養物のOD600を測定した。各培養物を0.01のOD600に調整した後、ブドウ糖、フルクトオリゴ糖(FOS)又は選択されたオリゴ糖組成物のサンプルと共にインキュベートした。いずれの炭素源も添加せずに、水を陰性対照として培地に添加した。各アッセイにおけるブドウ糖、FOS又は選択されたオリゴ糖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回反復したト。プレートを嫌気性チャンバ内において37℃で合計45時間インキュベートした。光学密度を各株について15分毎に48時間決定した。
CRE及びVRE病原体は、水対照の存在下での株の増殖と同様に、選択されたオリゴ糖組成物のサンプルの存在下でほとんど乃至全く増殖しなかった(図3及び図4)。
選択されたオリゴ糖組成物を、真菌病原体(カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラータ(Candida glabrata)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)及びカンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis))の個々の株の増殖及び存在量を低下させるその能力について試験した。カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラータ(Candida glabrata)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)及びカンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)の4つの株の各々をATCC(ATCC MYA-2950、ATCC 14243、ATCC 201380及びATCC MYA-2876)から得た。カンジダ・ルシタニアエ(Candida lusitaniae)(ATCC 66035及びATCC 42720)の追加の株も試験した。全てのカンジダ(Candida)株を、各株が約1の光学密度(OD600)を達成するまで、修正Sabouraudブロス(10g/Lペプトン溶液)中でブドウ糖と共に2%最終濃度で37℃において24時間、好気的に増殖させた。200μLの各培養物を3mLの修正Sabouraudブロス中で希釈し、1ウェル当たり80μLの以下の5%w/v溶液の1つを含む96ウェルプレートの各ウェルに120μLを加えた:ブドウ糖、FOS又は選択されたオリゴ糖組成物のサンプル。水を陰性対照として使用した。カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラータ(Candida glabrata)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)又はカンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)を試験するための各アッセイにおけるブドウ糖、FOS又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・ルシタニアエ(Candida lusitaniae)株を試験するための各アッセイのブドウ糖、FOS又は選択されたオリゴ糖組成物の最終濃度は、0.5%であり、各アッセイを3回反復し、プレートを37℃で合計48時間インキュベートした。光学密度データをカンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラータ(Candida glabrata)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)又はカンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)株の各々について15分毎に収集し;実験の終わりに光学密度データをカンジダ・ルシタニアエ(Candida lusitaniae)株について収集した。
カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラータ(Candida glabrata)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)又はカンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)株の各々は、選択されたオリゴ糖組成物のサンプルの存在下で最小限に増殖した(図5)。その間、これらの株の各々は、ブドウ糖の存在下で高OD600に増殖した。更に、選択されたオリゴ糖組成物の存在下での各カンジダ(Candida)株の増殖は、水の存在下(陰性対照、炭素源なし)での増殖の量と同様であった。
カンジダ・ルシタニアエ(Candida lusitaniae)株の両方は、選択されたオリゴ糖組成物のサンプルの存在下で最小限に増殖した(図6A、6B)。その間、これらの株の各々は、ブドウ糖の存在下で高OD600に増殖した。更に、選択されたオリゴ糖組成物の存在下での両方のカンジダ(Candida)株の増殖は、水の存在下(陰性対照、炭素源なし)での増殖の量と同様であった。
これらのデータは、実施例7~9に従って生成された選択されたオリゴ糖組成物が、試験したC.ディフィシル(C.difficile)、VRE(E.フェシウム(E.faecium))及びCRE(CRE大腸菌(E.coli)、CRE肺炎桿菌(K.pneumoniae))及びカンジダ(Candida)株のいずれかの不能により証明されるように、病原性微生物(細菌及びカビ)の増殖及び存在量を支持しないことを集合的に証明する。対照的に、試験した株の全ては、ブドウ糖及び/又はFOSの存在下で有意な増殖を示した。
実施例5.入院患者からの糞便縣濁液中の選択されたオリゴ糖組成物の評価
実施例7~9に記載のものと類似したプロセスによって生成された式(I)、式(II)及び式(III)から選択される複数のオリゴ糖からなる、選択されたオリゴ糖組成物が、集中治療室(ICU)施設から抗生物質処置を受けている13人の入院患者の糞便縣濁液からのマイクロバイオームサンプル中の病原体増殖を低下させる能力を評価した。
ICU患者及び健康な対象から糞便サンプルを収集し、80℃で貯蔵した。エクスビボアッセイでの使用のために糞便材料を調製するために、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)及びグリセロール中の20%w/v縣濁液のアリコートをCOY嫌気性チャンバ内で解凍した。この縣濁液をメガ培地(MM)中で最終濃度1%(w/v)に希釈した。メガ培地の組成物は、Romano、K.A.et.al.、mBio.2015 Mar-Apr;6(2):e02481~14に記載の通りである。この培地を、0.2μmフィルターを使用してフィルター滅菌し、使用前に嫌気性チャンバ内で貯蔵して、任意の溶解酸素を消散させた。
カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(CRE)及びバンコマイシン耐性エンテロコッカス科(Enterococcaceae)(VRE)の単一株をCOYチャンバ内で隔離して、MM中、0.5% D-ブドウ糖と共に一晩増殖させた。実験の日に一晩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0.1のOD600に調整した。
ICU患者及び健康な対象からの糞便懸濁液をカルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(CRE)培養又はバンコマイシン耐性エンテロコッカス科(Enterococcaceae)(VRE)培養のいずれかと混合し、これらの病原体は、最終混合物の8%(v/v)を構成した。次いで、糞便縣濁液を16Sメタゲノム配列決定に供して、病原体及び共生細菌の初期存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を決定した。次いで、培養物を、各ウェル内において、以下の炭素源(最終濃度0.5%w/v)の1つを有する96ウェルマイクロプレートに添加した:マルトデキストリン、フルクトオリゴ糖、選択されたオリゴ糖組成物のサンプル又は水(陰性対照、即ち炭素源なし)。次いで、これらのマイクロプレートをCOYチャンバ内において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反復試験した。
45時間インキュベーションの終わりに、各ウェルからの培養物のサンプルを16Sメタゲノム配列決定に供して、オリゴ糖組成物を用いた介入後の群集中の病原体及び共生細菌の最終存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を決定した。
16Sメタゲノム配列決定のために、ゲノムDNAを糞便縣濁液から抽出し、16S rRNA遺伝子の可変領域4を増幅し、配列決定した(Earth Microbiome Project protocol www.earthmicrobiome.org/emp-standard-protocols/16s/及び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)。生配列を逆多重化し、各サンプルを、UNOISE2を用いて別々にプロセシングした(Robert Edgar UNOISE2:improved error-correction for Illumina 16S and ITS amplicon sequencing.bioRxiv(2016)Oct.15)。16S rRNAアンプリコン配列決定データからの読み取りを交換なしで5000読み取りまで希薄化し、得られたOTU表を下流の計算において使用した。
健康な対象からの糞便懸濁液は、ICU患者からの糞便懸濁液と比較して、共生分類群の高い多様性を含んでいた(図12)。例えば、13人のICU患者の3人の糞便縣濁液は、低いレベルの共生細菌を含んでいた(図12)。
選択されたオリゴ糖組成物は、16S配列決定により評価して、ICU患者からのスパイクされた糞便縣濁液においてカルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(図7A)及びバンコマイシン耐性エンテロコッカス科(Enterococcaceae)(図7B)の存在量を低下させた。カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)の低下は、13人のICU患者の10人からの糞便懸濁液で観察された。共生細菌をほとんど有さなかった3人のICU患者のカルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の存在量において、より少量の低下が存在し、腸マイクロバイオーム中の共生細菌の存在量は、選択されたオリゴ糖組成物による病原体低下の程度に影響を及ぼし得ることが示された。これらの病原体(カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)及びバンコマイシン耐性エンテロコッカス科(Enterococcaceae))の各々の存在量は、FOS(市販の繊維)又はマルトデキストリンの存在下でインキュベートしたthoseスパイクされた糞便縣濁液でより高かった。これは、実施例7~9に記載したものと同様のプロセスによって生成された式(I)、式(II)及び式(III)から選択される複数のオリゴ糖からなる、選択されたオリゴ糖組成物が、医学的に関連するモデルにおいてカルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(CRE)及びバンコマイシン耐性エンテロコッカス科(Enterococcaceae)(VRE)などの病原体の増殖を低下させるか又は予防し得ることを示す。
実施例6.肝性脳症(HE)患者からの糞便懸濁液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、病原体感染症は、特定の患者において肝性脳症(HE)の因子を潜在的に誘発し得る。更に、HE患者は、免疫不全であり、病原体感染症に感受性であり得る。実施例7~9に記載のものと類似したプロセスによって生成された、式(I)、式(II)及び式(III)から選択される複数のオリゴ糖からなる、選択されたオリゴ糖組成物が、HEを有する患者の病原体存在量を低下させる能力を試験した。44人のHE患者からのマイクロバイオームサンプルを単一病原体株(CRE大腸菌(E.coli)又はVRE E.フェシウム(E.faecium))でスパイクした後、選択されたオリゴ糖組成物、FOS又は水(陰性対照、即ち炭素源なし)の存在下で増殖させた。
HE患者及び健康な対象から糞便サンプルを収集し、-80℃で貯蔵した。エクスビボアッセイでの使用のために糞便材料を調製するために、これをCOY嫌気性チャンバ内に移動し、15%グリセロールを有するリン酸緩衝生理食塩水(PBS)中の20%w/v縣濁液とした。各糞便縣濁液のアリコートを-80℃で貯蔵した。この実験のために、各縣濁液のアリコートをCOYチャンバ内において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、上清を廃棄した。細胞ペレットをPBS中に再懸濁し、次いで更にメガ培地(MM)中で1%溶液に希釈した。この培地を、0.2μmフィルターを使用してフィルター滅菌し、使用前に嫌気性チャンバ内で貯蔵して、任意の溶解酸素を消散させた。
カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(CRE)及びバンコマイシン耐性エンテロコッカス科(Enterococcaceae)(VRE)の単一株をCOYチャンバ内で隔離して、MM中、0.5% D-ブドウ糖と共に一晩増殖させた。実験の日に一晩培養物のアリコートをPBSで洗浄し、培養物及び糞便縣濁液の光学密度(OD600)を測定した。OD600測定値を使用して、細菌培養物を0.01のOD600又は0.1のOD600のいずれかに、糞便縣濁液をMM中の0.1のOD600に正規化した。正規化後、CRE株又はVRE株を総培養物の8%(v/v)で糞便縣濁液に添加した。0.01のOD600に正規化されたCRE株及びVRE株の各バッチを糞便縣濁液の12個に添加した。残りの32個の糞便縣濁液を、0.1のOD600に正規化したこれらの病原体の培養物で補充した。次いで、各病原体-補充糞便縣濁液のサンプルを浅いショットガン配列決定(16S配列決定)に供して病原体及び共生細菌の初期存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を決定した。次いで、混合した培養物を、各ウェル内に以下の炭素源(0.5%w/vの最終濃度)の1つを有する96ウェルマイクロプレートに添加した:選択されたオリゴ糖組成物、FOS又は水。次いで、これらのマイクロプレートをCOYチャンバ内において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反復試験し、各実験条件を各プレート上で3反復試験した。
インキュベーション後、16S配列決定を実施例5と同様に行って各糞便縣濁液サンプル中の病原体の存在量を決定した。
各実験組成物及び患者サンプルにおけるCRE病原体又はVRE病原体の存在量の倍数低下を水(陰性対照)に対して決定した。選択されたオリゴ糖組成物は、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(図8A)及びバンコマイシン耐性エンテロコッカス科(Enterococcaceae)(図8B)の両方の存在量をFOS、市販の繊維よりも高い程度で低下させた。カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)及びバンコマイシン耐性エンテロコッカス科(Enterococcaceae)の両方の相対存在量の低下は、患者糞便縣濁液における共生細菌の存在量の増加が付随した(図13)。例えば、VRE E.フェシウム(E.faecium)でスパイクされた糞便サンプル中において、ファーミキューテス(Firmicutes)(VRE E.フェシウム(E.faecium)及びクロストリジウム目(Clostridiales)など)の低下と、バクテロイデス門(Bacteroidetes)(例えば、Bacteroidales)などの共生細菌の増加とが存在した。加えて、CRE大腸菌(E.coli)でスパイクされた糞便サンプル中において、Proteo細菌(エンテロバクター目(Enterobacteriales)など)の低下と、バクテロイデス門(Bacteroidetes)(例えば、Bacteroidales)などの共生細菌の増加とが存在した。これらの結果は、実施例7~9に記載のものと類似したプロセスによって生成された、式(I)、式(II)及び式(III)から選択される複数のオリゴ糖からなる、選択されたオリゴ糖組成物が、肝性脳症(HE)の関連モデルにおいて、カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(CRE)及びバンコマイシン耐性エンテロコッカス科(Enterococcaceae)(VRE)などの病原体の増殖を低下させるか又は予防し得ることを示す。更に、選択されたオリゴ糖組成物は、この肝性脳症(HE)の関連モデルにおいて、共生微生物種の増殖及びその存在量の増加を誘導することができる。
実施例7.固体ポリマー触媒を使用したデキストロース一水和物、ガラクトース及びマンノースからの選択されたオリゴ糖組成物の10kgスケールでの生成
実施例4~6に記載した選択されたオリゴ糖組成物の10キログラムスケールでの合成のための手順を開発した。4.46kgのデキストロース一水和物、4.05kgのガラクトース、0.90kgのマンノース及び0.90kg(乾燥固体ベースで0.450kg)の予め調整した固体ポリマー酸触媒(Dowex(登録商標)Marathon(登録商標)C樹脂)を、蒸発凝縮器ユニットが取り付けられた反応容器(22L Littleford-Day水平プラウミキサー)に加えた。
温度コントローラーを140℃に設定し、30RPMでの容器の内容物の撹拌を開始して、糖蜜の温度を周囲(大気)圧力下で2.5時間にわたって徐々に約140℃にしながら、均一な熱伝達及び糖固体の溶解を促進した。
反応混合物を約140℃の温度で1.5時間(90分間)維持し、その後、加熱を停止し、予熱した水を反応混合物に、反応器含有量の温度が120℃に低下するまで60mL/分の速度で、次いで反応器含有量の温度が110℃に低下するまで150mL/分の速度で、次いで反応器含有量の温度が100℃未満に低下するまで480mL/分の速度で徐々に加え、合計6kgの水を加えた。追加の1.75kgの水を更に希釈するために反応器に加えた。
反応混合物を容器から排出し、固体を濾過により除去し、15kgの粗オリゴ糖組成物生成物材料を水溶液(約45重量%)としてもたらした。
オリゴ糖組成物組成物を陽イオン交換樹脂(Dowex(登録商標)Monosphere(登録商標)88H)カラム、脱色ポリマー樹脂(Dowex(登録商標)OptiPore(登録商標)SD-2)の2つのカラム及び陰イオン交換樹脂(Dowex(登録商標)Monosphere(登録商標)77WBA)カラムに通して流すことによって精製した。得られた精製オリゴ糖組成物は、約35重量%の濃度を有し、次いで真空回転蒸発によって約75重量%固体の最終濃度まで濃縮した。
実施例8.固体ポリマー触媒を使用したデキストロース一水和物、ガラクトース及びマンノースからのオリゴ糖組成物の100gスケールでの生成
実施例4~6に記載した選択されたオリゴ糖組成物の100グラムスケールでの合成のための手順を開発した。45gのデキストロース一水和物、45gのガラクトース、10gのマンノースを反応容器(1L三口丸底フラスコ)に加えた。オーバーヘッドスターラーと共に構成された加熱マントルを反応容器に装備した。プローブ熱電対を、プローブ先端が撹拌ブレードの上方に配置され、反応容器の壁と接触しないようにセプタムを介して容器内に配置した。触媒の添加前に凝集器を還流位置において反応容器に装備した。
手順は、酸性オリゴマー化触媒(Dowex Marathon C)(3~5%w/w)及びクエンチングのための脱イオン水も使用した。いくつかの場合、触媒は湿潤形態において、例えば45~50重量% HOの公称水分含有量で取り扱われた。正確な触媒水分含有量は、一般に、例えば水分分析天秤(例えば、Mettler-Toledo MJ-33)を使用して実験毎に決定された。触媒の添加後、反応容器を蒸留位置に装備して、反応の過程全体を通して過剰な水を除去した。
温度コントローラーを標的温度(100~160℃)に設定し、容器の内容物の撹拌を開始して、糖蜜の温度を周囲(大気)圧力下で標的温度にしながら、均一な熱伝達及び糖固体の溶解を促進した。
触媒の添加後、反応物を連続混合下で約4時間、HPLCによる反応によって決定された標的温度に維持した。次に、一定の撹拌を維持しながら熱をオフにした。
次いで、60~70重量%溶解固体の最終濃度を目標とするために、約60mLの脱イオン(DI)水(室温)をゆっくり加えることにより反応物をクエンチして希釈し、生成物混合物を冷却した。一般に、水添加速度は、オリゴ糖組成物が冷却及び希釈される際に混合物粘度を制御するために行われた。
希釈後、オリゴ糖組成物を約60℃に冷却した。次いで、100ミクロンメッシュスクリーン又はフリットガラスフィルターを通す真空濾過により触媒を除去して、ほぼ40°Bxの最終オリゴ糖組成物を得た。
実施例9.クエン酸触媒を使用したデキストロース一水和物、ガラクトース及びマンノースからの選択されたオリゴ糖組成物の10kgスケールでの生成
実施例4~6に記載の選択されたオリゴ糖組成物の10キログラムスケールでの合成のための手順を開発した。4.46kgのデキストロース一水和物、4.05kgのガラクトース、0.90kgのマンノース、0.29kgのクエン酸一水和物酸触媒(又は0.27kgのクエン酸無水物)及び0.48kgの水を反応容器(22L Littleford-Day水平プラウミキサー)に加えた。蒸留凝集器ユニットを反応器に取り付けた。
内容物を約30RPMで撹拌し、容器温度を大気圧で2.5時間にわたって徐々に約139℃に上昇させた。この混合物をその温度で1時間半維持した。続いて、加熱を停止し、予熱した水を反応混合物に、反応器含有量の温度が120℃に低下するまで60mL/分の速度で、次いで反応器含有量の温度が110℃に低下するまで150mL/分で徐々に加え、次いで反応器含有量の温度が100℃未満に低下するまで480mL/分で加え、合計6kgの水を添加した。追加の1.75kgの水を更に希釈するために反応器に加えた。反応混合物を容器から排出し、15kgの粗オリゴ糖組成物生成物を水溶液(約53重量%)としてもたらした。
実施例10.脱モノマー化手順
実施例7~9で生成され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においてイオン樹脂(例えば、本明細書に記載される)で処理した後、Brix屈折計により測定して、約50Brixに濃縮した。得られた糖蜜(200mg)を、ルアーチップ注射器を使用してTeledyne ISCO RediSep Rf Gold Amineカラム(11グラム固定相)上に負荷した。Biotage SNAP KP-NH Catridgesなどの他の類似のカラムも使用することができる。55カラム容積にわたって20/80~50/50(v/v)脱イオン水/ACN移動相勾配を使用して、ELSD検出器を備えたBiotage Isolera上でサンプルを精製した。Teledyne ISCO Rfなどの他のフラッシュクロマトグラフィーも使用することができる。流速をカラム及びシステムの製造業者の仕様書に従って設定した。モノマー画分が約20カラム容積で完全に溶出した後、オリゴ糖組成物の残りが溶出するまで移動相を100%水に設定し、収集した。非モノマー含有画分を回転蒸発によって濃縮して脱モノマー化生成物を得た。
実施例11.糞便サンプルの収集
Fisherbrand Commode Specimen Collection System(Fisher Scientific)及び関連する使用説明書を対象に提供することにより糞便サンプルを収集した。収集したサンプルを、処理まで氷パックと共に又は-80℃で貯蔵した(Mclnnes&Cutting,Manual of Procedures for Human Microbiome Project:Core Microbiome Sampling Protocol A,2010,hmpdacc.org/doc/HMP_MOP_Versionl2_0_072910.pdf)。代替的な収集デバイスも使用することができる。例えば、サンプルを、Faeces Tube 54×28mm(Sarstedt AG、25ml SC Feces Container w/Scoop)、Globe Scientific Screw Cap Container with Spoon(Fisher Scientific)又は下流の核酸抽出及び分析のために微生物DNAを安定化させるOMNIgene-GUT収集システム(DNA Genotek、Inc.)内に収集し得る。糞便サンプルのアリコートを、当業者に既知の標準的なプロトコルに従って-20℃及び-80℃で貯蔵した。
実施例12.対象における病原体のレベルの決定。
胃腸管内に保有される病原体の力価を決定するために、糞便サンプル又は直腸スワブを適切な方法によって収集した。サンプル材料を、例えばi)クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)を選択的及び差別的に増殖させるために嫌気的に培養されるシクロセリン-セフォキシチン果糖寒天(例えば、Anaerobe Systemsから入手可能);ii)大腸菌(Escherichia coli)及び他のグラム陰性腸細菌(そのほとんどは日和見病原体である)を力価測定するために好気的に培養されるエオシンメチレンブルー寒天(例えば、Teknovaから入手可能);iii)腸球菌(Enterococcus)種を力価測定するために好気的に培養されるBile Esculin寒天(BD);iv)フェニル-エチルアルコール血液寒天(Becton Dickinson)又は腸球菌(Enterococcus)及び/若しくはストレプトコッカス(Streptococcus)種を増殖させるために好気的に培養されるコリスチン-ナリジクス酸(CNA)血液寒天(例えば、Hardy Diagnosticsから);v)ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)種を力価測定するためのビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)選択性寒天(Anaerobe Systems);vi)又は大腸菌(E.coli)及び他のグラム陰性腸細菌を力価測定するためのMacConkey寒天(Fisher Scientific)上で培養する。追加の抗生物質、例えばバンコマイシン(例えば、バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)用)、セフォキシチン(例えば、基質特異性拡張型βラクタマーゼ又は腸球菌(Enterococcus)用)、シプロフロキサシン(例えば、フルオロキノロン耐性用)、アンピシリン(例えば、アンピシリン耐性細菌用)及びセフタジジム(例えば、セハロスポリン耐性細菌用)を適宜使用して、これらの細菌の薬物耐性サブセットを選択することができる。加えて、例えばChromIDプレート(Biomerieux)又はChromAgar(Becton Dickinson)を用いて発色性基質を添加して、共生株からの病原体の分化を促進し得る。プレートを、病原体に適した好気性、嫌気性又は微好気性条件下で35~37℃でインキュベートする。16~48時間後、コロニーを計数し、元のサンプル中の生存細胞の濃度を逆算するために使用し得る。
定量的評価のために、対象サンプル容積又は重量を測定し、段階1:10希釈物をリン酸緩衝生理食塩水又は他の希釈剤中で調製した後、プレーティング、増殖及びコロニー計数を行って、サンプル中の病原体のレベルを決定する。
代替的に、病原体の量は、定量的PCRによって測定される。この方法のために、本明細書に記載される病原体(細菌病原体、ウイルス病原体及び病原性原生動物を含む)の1つ以上に特異的なプライマーを設計し、リアルタイム定量的PCR(例えば、Sybr Greenなどの二本鎖特異的蛍光染料又は配列特異的Taqmanプローブに対するPCR反応を用いる(Applied Biosystems/Thermo Scientific)に使用する。Mo Bio Powersoil(登録商標)-htp 96 Well Soil DNA Isolation Kit(Mo Bio Laboratories、Carlsbad、Calif.)を使用して、製造業者の説明書に従って又は例えばBioSpec Mini-Beadbeater-96(BioSpec Products、Bartlesville、Okla.)を使用して2分間行われるビーズビーティングにより、ゲノムDNAを各サンプルから抽出する。代替的に、ゲノムDNAは、Mo Bio Powersoil(登録商標)DNA Isolation Kit(Mo Bio Laboratories、Carlsbad、Calif.)又はQIAamp DNA Stool Mini Kit(QIAGEN、Valencia、Calif.)を使用して、製造業者の説明書に従って単離される。次いで、定量的PCRにおける対象のサンプルのサイクル閾値を病原体の既知の量の標準曲線と比較して、サンプル中の病原体のレベルを決定する。アッセイの開発は、(例えば、“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.)に記載されている。代替的に、アッセイ設計を簡素化するために、例えばLuminex、Inc(www.luminexcorp.com)からの分析物特異的試薬が多くの病原体に使用可能である。代替的に又は加えて、ユニバーサルリボソームプライマーを使用して、病原体からのゲノムの総コピー数を定量的に測定して、病原体の絶対存在量の代わりに相対存在量を決定する。必要に応じて、総コピーに対する病原体の割合を計算する。コロニー数をサンプルの総DNA含有量に対して、又は例えばユニバーサルリボソームプライマーを使用してqPCRによって決定された定量的測定に対して正規化し得る(例えば、これらに対する割合を計算し得る)。
代替的に、病原体又は合わせた全病原体のコロニー数を、非選択的条件下で培養したサンプルの総コロニー数と比較する。サンプルを富栄養培地又はBrucella Blood寒天(Anaerobe Systems)、Brain Heart Infusion Broth(Teknova)若しくはチョコレート寒天(Anaerobe Systems)などの寒天上で培養する。嫌気的に増殖させた、これらの培地上のコロニーの最大数を、相対測定値としての、共生生物に対する病原体の正規化された割合における基準として使用する。
病原体の量も16sリボソームDNAプロファイリングによって概算することができる。ゲノムDNAを対象サンプル(例えば、糞便サンプル、直腸スワブ、皮膚又は粘膜スワブ、生検又は組織サンプル)から抽出し、16S rRNA遺伝子の可変領域4を増幅し、配列決定する(Earth Microbiome Project protocol www.earthmicrobiome.org/emp-standard-protocols/16s/及びCaporaso JG et al.2012.Ultra-high-throughput microbial community analysis on the Illumina HiSeq and MiSeq platforms.ISME J.)。16S rRNA配列を97%同一性又は適宜より低い同一性でアラインすることによって操作的分類単位(OTU)を生成する。次いで、病原性種を潜在的に表すOTUを、OTUを既知の分類学的構造、例えばNCBI(ncbi.nlm.nih.gov)又はRibosomal Database Project(https://rdp.cme.msu.edu)により維持されるものにアラインすることによって評価し、それらの存在量を例えば配列の総数に対する病原体配列の数の割合として概算する。
実施例13.完全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7及び9のプロセスによって生成された、選択されたオリゴ糖組成物のサンプルのグリコシド結合分布の決定を、完全メチル化分析を用いて、以下に記載のプロトコルに従って行った。完全メチル化分析前にサンプルを脱モノマー化した。
使用した試薬は、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、ジクロロメタン、イソプロパノール、トリフルオロ酢酸(TFA)及び無水酢酸であった。機器は、加熱ブロック、乾燥装置、キャピラリーカラムを備え、RID/MSD検出器及び30メートルRTX(登録商標)-2330(RESTEK)を有するガスクロマトグラフを含んでいた。全ての誘導手順は、フード内で行った。
アルジトールアセテートの調製
A.標準的な調製
以下の標準的な分析物の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、ブドウ糖及びイノシトール。標準は、50μLのアラビノース、キシロース、フコース、ブドウ糖、マンノース及びガラクトースの各々をバイアル内で20μLのイノシトールと混合することによって調製した。標準を次いで凍結乾燥した。
B.サンプル調製
各サンプルを、100~500μgの選択されたオリゴ糖組成物(分析天秤上で秤量した)をバイアル内で20μg(20μL)のイノシトールと混合することによって調製した。
C.加水分解
200μLの2Mトリフルオロ酢酸(TFA)をサンプルに加えた。サンプルを収容するバイアルにきつく蓋をし、加熱ブロック上において121℃で2時間インキュベートした。2時間後、サンプルを加熱ブロックから除去し、室温に冷却させた。次いで、サンプルをN/空気で乾燥させた。200μLのIPA(イソプロパノール)を加え、再度N/空気で乾燥させた。この加水分解ステップ(TFAを121℃で2時間加える;イソプロパノールで洗浄する)を2回繰り返した。
標準を、TFAを使用して、サンプルについて記載したのと同様に加水分解に供した。
D.還元及びアセチル化
重水素化ホウ素ナトリウムの10mg/mL溶液を1M水酸化アンモニウム中で調製した。200μLのこの溶液をサンプルに加えた。次いで、サンプルを室温で少なくとも1時間又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後、5滴の氷酢酸、次いで5滴のメタノールをサンプルに加えた。次いで、サンプルを乾燥させた。500μLの9:1 MeOH:HOAcをサンプルに加え、続いて乾燥させた(2回繰り返した)。次いで、500μL MeOHをサンプルに加え、続いて乾燥させた(1回繰り返した)。これは、サンプルバイアルの側部に堅い白色残留物を生成した。
次いで、250μL無水酢酸をサンプルバイアルに加え、サンプルを渦撹拌して溶解した。230μLの濃縮TFAをサンプルに加え、サンプルを50℃で20分間インキュベートした。サンプルを熱から除去し、室温に冷却させた。約1mLイソプロパノールを加え、サンプルを乾燥させた。次いで、約200μLイソプロパノールを加え、サンプルを再度乾燥させた。次いで、約1mLの0.2M炭酸ナトリウムをサンプルに加え、これを穏やかに混合した。約2mLジクロロメタンを最後にサンプルに加え、その後、これを渦撹拌し、短時間遠心分離した。水性上部層を廃棄した。1mL水を加え、サンプルを渦撹拌し、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(底部)を除去し、別のバイアルに移動した。N/空気を使用してサンプルを約100μLの最終容積に濃縮した。次いで、1μLの最終サンプルをGC-MSに注入した。
GC温度プログラムSP2330をGC-MS分析に使用した。初期温度は、80℃であり、初期時間は、2.0分であった。第1のランプは、最終温度170℃で速度30℃/分であり、最終時間は、0.0分であった。第2のランプは、最終温度240℃で速度4℃/分であり、最終時間は、20.0分であった。
Hakomoriメチル化による多糖及びオリゴ糖のグリコシル結合分析
A.NaOH塩基の調製
ガラス製スクリュートップチューブ内で100μLの50/50 NaOH溶液及び200μLの乾燥MeOHを合わせた。プラスチックピペットをNaOHに使用し、ガラスピペットをMeOHに使用した。溶液を短時間渦撹拌し、約4mLの乾燥DMSOを加え、溶液を再度渦撹拌した。チューブを遠心分離して溶液を濃縮し、DMSO及び塩をペレットからピペットで除去した。前の2ステップを4回繰り返して、ペレットから全ての水を除去した。全ての白色残留物をチューブの側部から除去した。全ての残留物を除去し、ペレットが透明になった後、約1mLの乾燥DMSOを加え、次いで溶液を渦撹拌した。塩基は、使用の準備が整った。塩基は、必要時に毎回新たに調製した。
B.完全メチル化
各サンプルを、600~1000μgの選択されたオリゴ糖組成物(分析天秤上で秤量して)を200μL DMSOと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サンプルを一晩撹拌した。
等量のNaOH塩基(400μL)をサンプルに加え、その後、サンプルをスターラー上に再度配置し、10分間よく混合した。100μLのヨードメタン(CHI)をサンプルに加えた。サンプルをスターラー上で20分間混合した後、前のステップ(NaOH塩基及びヨードメタンの添加)を繰り返した。
約2mLの超純水をサンプル加え、サンプルが混濁するまでサンプルを混合した。ピペットの先端をチューブの底部においてサンプル溶液中に配置し、CHIを非常に遅い気流で泡立て除去した。サンプルは、CHIが泡立て除去されるにつれて透明となった。ピペットを溶液中で動き回して、全てのCHIが除去されることを確実にした。次いで、約2mL塩化メチレンを加え、溶液を渦撹拌で30秒間よく混合した。次いで、サンプルを遠心分離し、上部水性層を除去した。約2mLの水を加え、サンプルを混合した後、短時間遠心分離し、次いで上部水性層を除去した。塩化メチレン及び水の添加を繰り返した。有機底部層を除去し、別のチューブに移動し、Nを使用して乾燥させた。アルジトールアセテートを用いて分析を継続した。
C.加水分解
200μLの2Mトリフルオロ酢酸(TFA)をサンプルに加えた。サンプルを収容するバイアルにきつく蓋をし、加熱ブロック上において121℃で2時間インキュベートした。2時間後、サンプルを加熱ブロックから除去し、室温に冷却させた。次いで、サンプルをN/空気で乾燥させた。200μLのIPA(イソプロパノール)を加え、再度N/空気で乾燥させた。この加水分解ステップ(TFAを121℃で2時間加える;イソプロパノールで洗浄する)を2回繰り返した。
D.還元及びアセチル化
重水素化ホウ素ナトリウムの10mg/mL溶液を1M水酸化アンモニウム中で調製した。200μLのこの溶液をサンプルに加えた。次いで、サンプルを室温で少なくとも1時間又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後、5滴の氷酢酸、次いで5滴のメタノールをサンプルに加えた。次いで、サンプルを乾燥させた。500μLの9:1 MeOH:HOAcをサンプルに加え、続いて乾燥させた(2回繰り返した)。次いで、500μL MeOHをサンプルに加え、続いて乾燥させた(1回繰り返した)。これは、サンプルバイアルの側部に堅い白色残留物を生成した。
次いで、250μL無水酢酸をサンプルバイアルに加え、サンプルを渦撹拌して溶解した。230μLの濃縮TFAをサンプルに加え、サンプルを50℃で20分間インキュベートした。サンプルを熱から除去し、室温に冷却させた。約1mLイソプロパノールを加え、サンプルを乾燥させた。次いで、約200μLイソプロパノールを加え、サンプルを再度乾燥させた。次いで、約1mLの0.2M炭酸ナトリウムをサンプルに加え、これを穏やかに混合した。約2mLのジクロロメタンを最後にサンプルに加え、その後、これを渦撹拌し、短時間遠心分離した。水性上部層を廃棄した。1mL水を加え、サンプルを渦撹拌し、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(底部)を除去し、別のバイアルに移動した。N/空気を使用してサンプルを約100μLの最終容積に濃縮した。次いで、1μLの最終サンプルをGC-MSに注入した。
GC温度プログラムSP2330をGC-MS分析に使用した。初期温度は、80℃であり、初期時間は、2.0分であった。第1のランプは、最終温度170℃で速度30℃/分であり、最終時間は、0.0分であった。第2のランプは、最終温度240℃で速度4℃/分であり、最終時間は、20.0分であった。
結果
実施例7(Marathon C触媒)に記載のプロセスによって生成した脱モノマー化オリゴ糖組成物の4つのバッチについて、上述した方法を用いて完全メチル化データを収集した。各バッチを2回分析した。これらの脱モノマー化オリゴ糖組成物の10個のバッチ中に存在する基に関する平均データを以下に提供する。
Figure 2022532066000038
Figure 2022532066000039
Figure 2022532066000040
実施例9(クエン酸触媒)に記載のプロセスによって生成した脱モノマー化オリゴ糖組成物の5つのバッチについて、上述した方法を用いて完全メチル化データを収集した。各バッチを2回分析した。これらの脱モノマー化オリゴ糖組成物の10個のバッチ中に存在する基に関する平均データを以下に提供する。
Figure 2022532066000041
Figure 2022532066000042
Figure 2022532066000043
Figure 2022532066000044
実施例14.Varian Unity Inova NMR機械を使用したHSQC NMR分析手順
実施例7及び9のプロセスによって生成した選択されたオリゴ糖組成物のサンプルのHSQC NMRスペクトルの決定を、Varian Unity Inova NMRを使用して、以下に記載のプロトコルに従って行った。
方法
サンプル調製:
25mgの以前凍結乾燥した固体サンプルを、内部基準としての0.1%アセトンを有する300uLのD2Oに溶解した。次いで、溶液を3mm NMRチューブ内に配置した。
NMR実験:
サンプルを、Z-軸勾配を有し、 13Cに調整され、25℃で作動する、XDBブロードバンドプローブを備えた499.83MHz(125.69MHz 13C)で作動するVarian Unity Inovaで分析した。サンプルを、異核単一量子コヒーレンス(HSQC)、エコー-アンチエコー、以下の表3の取得及び処理パラメーターを使用した勾配選択HSQCETGPパルスシーケンス実験に供した。
Figure 2022532066000045
スペクトル分析:
得られたスペクトルを、Mestrelab Research(Santiago de Compostela、Spain)からのMNovaソフトウエアパッケージを使用して分析した。スペクトルは、内部アセトンシグナル(H-2.22ppm; 13C-30.8ppm)を基準とし、F2及びF1次元の両方でRegions2D方法を使用して段階的に実行した。90度シフトされたサインを使用したアポダイゼーションをF2及びF1次元の両方に適用した。個々のシグナル(C-H相関)を、楕円形の積分形状を有する「規定された積分領域」を使用して、各々のピークを積分することによって定量化した。得られた積分領域と値の表を合計100に正規化して、値が合計の百分率を表すようにした。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
実施例7(Marathon C触媒)のプロセスに従って生成し、実施例15に記載のSECによって分析した10バッチの選択されたオリゴ糖組成物を、上記のNMR方法を用いて分析した。集合的に、これらのバッチは、以下のNMRピークシグナルを含んでいた(表4)。
Figure 2022532066000046
実施例7に記載のプロセスに従って生成した選択されたオリゴ糖組成物のNMRスペクトルについて収集したピーク(AUC)の各々の相対的なサイズを、以下に示すように更に決定した。
Figure 2022532066000047
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11に提供する。
実施例9(クエン酸触媒)のプロセスに従って生成し、実施例15に記載のSECによって分析した23バッチの選択されたオリゴ糖組成物を、上記のNMR方法を用いて分析した。集合的に、これらのバッチは、表4に示すようなNMRピークシグナルからなっていた。実施例9に記載のプロセスに従って生成した選択されたオリゴ糖組成物のNMRスペクトルについて収集したピーク(AUC)の各々の相対的なサイズを、以下に示すように更に決定した。
Figure 2022532066000048
実施例15.サイズ排除クロマトグラフィー方法
実施例7及び9のプロセスによって生成した選択されたオリゴ糖組成物のバッチ及びサンプルの重量-平均分子量(MWw)、数-平均分子量(MWn)及び多分散度指数(PDI)をSEC HPLCによって決定した
方法
これらの方法は、ガードカラム(Shodex SUGAR SP-G 6Bガードカラム6×50mm、10μm)及び直列の2つのクロマトグラフィーカラム:1)Shodex OHpak SB-802 HQ、8.0×300mm、8μm、P/N F6429100;2)Shodex OHpak SB-803 HQ、8.0×300mm、6μm、P/N F6429102を備えた屈折率(RI)検出器を有するAgilent 1100の使用を含んでいだ。
17gのNaNO(ACS等級試薬)を秤量し、2000mLの脱イオン(DI)水(MiliQ水フィルターから)に溶解することにより移動相(0.1M NaNO)を調製した。溶液を0.2μmフィルターで濾過した。
D-(+)ブドウ糖Mp 180、Carbosynth Ltd標準又は均等物(CAS#50~99-7);麦芽糖Mp 342、Carbosynth Ltd標準又は均等物(CAS#69~79-4);マルトテトラオースMp 667、Carbosynth Ltd標準又は均等物(CAS#34612~38-9);マルトオクタオースMp 1315、Carbosynth Ltd標準又は均等物(CAS#6156~84-9);公称Mp 6100 Pullulan標準、PSS#PPS-pul6k;公称Mp 9600 Pullulan標準、PSS#PPS-pul10k;及び公称Mp 22000 Pullulan標準、PSS#PPS-pul22kの各々のポリマー標準溶液(10.0mg/mL)を、20mgの標準を別個の20mLシンチレーションバイアル内に秤量し、2.0mLのDI水を各バイアルに加えることにより調製した。ポリマー溶液混合物#1を、ブドウ糖、麦芽糖、マルトオクタオース及びMp 9600の10mgの各標準をHPLCバイアル内に秤量し、1.0mLの希釈剤を加え、よく混合することにより調製した。ポリマー溶液混合物#1を、マルトテトラオース、Mp 6100及びMp 21100の10mgの各標準をHPLCバイアル内に秤量し、1.0mLの希釈剤を加え、よく混合することにより調製した。
サンプルAを重複して調製した。約300mgのオリゴ糖サンプルを20mLシンチレーションバイアル内に秤量し、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PES注射器フィルターで濾過した。
サンプルBを重複して調製した。約220mgのオリゴ糖サンプルを20mLシンチレーションバイアル内に秤量し、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PES注射器フィルターで濾過した。
サンプルを実行する少なくとも2時間前に流速を0.7mL/分に設定し、カラム温度を65℃に設定し、RI検出器温度を50℃に設定し、RI検出器パージをオンにした。
全サンプルの注射容積が10μLであり、実行時間が40分であるサンプルを実行する前に検出器パージがオフにされ、許容可能なベースラインが得られるまでポンプを0.7mL/分で実行した。
DI水からなるブランクサンプルを実行した。標準的な混合物#1及び#2のサンプルを実行した。サンプルAを実行した。サンプルBを実行した。
18~25.5分のピークを統合した。モノマーと幅広ピーク(生成物)をサンプルクロマトグラム(図9)に示すように統合した。Empower 3ソフトウエアの較正曲線適合タイプを3次に設定した。分子量分布及び多分散度を、Empower 3ソフトウエアを使用して幅広ピークについて計算した。これらの方法を用いて、生成物ピーク(DP2+)のMw、Mn及び多分散度を決定した。
結果
実施例7(Marathon C触媒)のプロセスを用いて生成した選択されたオリゴ糖組成物の14バッチを、上記のSEC方法を用いて分析した。オリゴ糖組成物のバッチは、2074g/molの(1905~2286g/molの範囲)平均MWw、1097g/mol(1033~1184g/molの範囲)の平均MWn及び1.9の平均PDI(1.84~1.97の範囲)を有するオリゴ糖から構成された。アッセイしたバッチは、91.1%のDP2+(86.3~95.9%の範囲のDP2+)及び平均で約8.9%モノマー(4.1~13.8%の範囲のモノマー)から構成された。アッセイしたバッチは、12.7(11.6~14.0の範囲)の平均重合度(DP)を有した。
実施例9(クエン酸触媒)のプロセスを用いて生成した選択されたオリゴ糖組成物の23バッチを、上記のSEC方法を用いて分析した。オリゴ糖組成物のバッチは、1998g/mol(1863~2268g/molの範囲)の平均MWw、1030g/mol(984~1106.00g/molの範囲)の平均MWn及び1.94(1.88~2.05の範囲)の平均PDIを有するオリゴ糖から構成された。アッセイしたバッチは、87.3%のDP2+(83.6~91.0%の範囲のDP2+)及び平均で約12.7%モノマー(9.0~16.4%の範囲モノマー)から構成された。アッセイしたバッチは、12.2(11.4~13.9の範囲)の平均重合度(DP)を有した。
実施例16.不純物を決定するためのSEC HPLC方法論
実施例7及び9のプロセスによって生成された、残留有機酸不純物及び関連するバッチの物質並びに選択されたオリゴ糖組成物のサンプルの存在をSEC HPLCによって決定した。
方法
これらの方法は、ガードカラム(Bio-Rad MicroGuard Cation H+Cartridge、PIN 125~0129又は均等物)及びBio-Rad Aminex HPX-87H、300×7.8mm、9μm、PIN 125~0140カラム又は均等物を備えた屈折率(RI)検出器を有するAgilent 1100の使用を含んでいた。
移動相(25mM 水中HSO)は、瓶を2000mL DI-水で満たし、2.7mLのHSOをゆっくり加えることにより調製した。溶液を0.2μmフィルターで濾過した。
標準溶液は、50±2mgの参照標準を100-mLメスフラスコ内に測定し、移動相を100-mLマークまで加え、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(サンプルA)のサンプルを重複して調製した。約1000mgのオリゴ糖サンプルを10mLメスフラスコ内に秤量し、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注射器フィルターで濾過した。
選択されたオリゴ糖組成物(サンプルB)のサンプルを重複して調製した。約700mgのオリゴ糖サンプルを10mLメスフラスコ内に秤量し、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注射器フィルターで濾過した。
サンプルを実行する少なくとも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検出器温度を50℃に設定し、RI検出器パージをオンにした。
全サンプルの注射容積が50μLであり、実行時間が40分であるサンプルを実行する前に検出器パージがオフにされ、許容可能なベースラインが得られるまでポンプを0.65mL/分で実行した。
DI水からなるブランクサンプルを実行した。標準的なサンプルA及びサンプルBをそれぞれ独立して実行した。
7.5分(グルクロン酸酸)、9.4分(マレイン酸)、11.3分(レボグルコサン)、11.9分(乳酸)、13.1分(ギ酸)、14.2分(酢酸)、15.5分(レブリン酸)、31.8分(ヒドロキシメチルフルフラール、HMF)及び8.3分(ブドウ糖)のピークを統合した。Empower 3ソフトウエアの較正曲線適合タイプを3次に設定した。
結果
実施例7(Marathon C触媒)のプロセスによって生成した選択されたオリゴ糖の10バッチを、上記の方法を用いて試験した。選択されたオリゴ糖組成物は、0.35%w/w(±0.05%)のレボグルコサン、0.03%w/w(±0.01%)の乳酸及び0.06%w/w(±0.01%)のギ酸から構成されていた。選択されたオリゴ糖組成物のサンプルは、0.28~0.43%w/wのレボグルコサン、0.00~0.03%w/wの乳酸及び0.05~0.07%w/wのギ酸から構成されていた。
実施例9(クエン酸触媒)に記載のプロセスによって生成した選択されたオリゴ糖のバッチを、上記の方法を用いて試験した。選択されたオリゴ糖組成物は、0.47%w/w(±0.02%)のレボグルコサン(選択されたオリゴ糖の23バッチ)、0.01%w/wの乳酸(選択されたオリゴ糖の11バッチ)、0.02%w/wのギ酸(選択されたオリゴ糖の12バッチ)及び0.02%w/wのクエン酸(選択されたオリゴ糖の23バッチ)から構成されていた。選択されたオリゴ糖組成物のサンプルは、0.43~0.51%w/wのレボグルコサン、0.01~0.02%w/wの乳酸、0.00~0.03%w/wのギ酸及び0.00~0.03%w/wのクエン酸から構成されていた。
実施例17.DP1-DP7の決定のためのSEC HPLC方法論
実施例7~9のプロセスによって生成した選択されたオリゴ糖組成物のバッチ及びサンプルにおける重合度(DP)1、2及び3+を有するオリゴ糖の相対的な量をSEC HPLCによって決定した。
方法
これらの方法は、ガードカラム(Shodex SUGAR SP-G 6Bガードカラム6×50mm、10μm、P/N F6700081又は均等物)及びクロマトグラフィーカラム(Shodex SUGAR SP0810、8.0×300mm、8μm、P/N F6378105又は均等物)を備えた屈折率(RI)検出器を有するAgilent 1100の使用を含んでいた。
移動相(0.1M NaNO)は、42.5gのNaNO(ACS等級試薬)を秤量し、5000mLの脱イオン(DI)水(MiliQ水フィルターから)に溶解することによって調製した。溶液を0.2μmフィルターで濾過した。
D-(+)ブドウ糖Mp 180、Carbosynth Ltd標準又は均等物(CAS#50~99-7)(DP1);麦芽糖Mp 342、Carbosynth Ltd標準又は均等物(CAS#69~79-4)(DP2);マルトトリオースMp 504、Carbosynth Ltd標準又は均等物(CAS#1109~28-0)(DP3);マルトテトラオースMp 667、Carbosynth Ltd標準又は均等物(CAS#34612~38-9)(DP4);マルトペンタオースMp 828、Carbosynth Ltd標準又は均等物(CAS#34620~76-3)(DP5);マルトヘキサオースMp 990、Carbosynth Ltd標準又は均等物(CAS#34620~77-4)(DP6);マルトヘキプタオースMp 1153、Carbosynth Ltd標準又は均等物(CAS#34620~78-5)(DP7);及びマルトオクタオースMp 1315、Carbosynth Ltd標準又は均等物(CAS#6156~84-9)(DP8)の各々のポリマー標準溶液(10.0mg/mL)を、10mgの標準を個々の1.5mL遠心分離チューブ内に秤量し、DI水を加えて10mg/mL溶液とすることにより調製した。
選択されたオリゴ糖組成物のサンプルを10mg/mL濃縮サンプル又は2.5~3.5Brixへの希釈水性サンプルとして調製した。
サンプルを実行する少なくとも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検出器温度を40℃に設定し、RI検出器パージをオンにした。
全サンプルの注射容積が5μLであり、実行時間が15分であるサンプルを実行する前に検出器パージがオフにされ、許容可能なベースラインが得られるまでポンプを1.0mL/分で実行した。
DI水、個々の標準及びサンプルからなるブランクサンプルを独立して実行した。
サンプル実行における個々の標準に対応する4~9.2分の各ピークを統合した。標準のオーバーレイを図10に示す。Empower 3ソフトウエアの較正曲線適合タイプを3次に設定した。これらの方法を用いてサンプル(選択されたオリゴ糖組成物のサンプル)のDP1、DP2及びDP3+値を決定した。
結果
実施例7(Marathon C触媒)のプロセスを用いて生成した選択されたオリゴ糖組成物の10サンプルを、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、5.24%(±0.35%)のモノマー(DP1)、7.52%(±0.44%)の二糖(DP2)及び87.25%(±0.78%)のオリゴマー(少なくとも3つの連結モノマー単位(DP3+)を有する)から構成されていた。
実施例18.総食物繊維の決定
実施例7(Marathon C触媒)のプロセスによって生成した選択されたオリゴ糖組成物のバッチ中の食物繊維の量をAOAC 2011.25(AOAC International、AOAC Official Method 2011.25)の方法に従って測定した。総食物繊維の平均量は、10バッチ全体で87.44%(無水ベースにおいて)であった(84.9~90.5%の範囲)。Food Chemicals Codex(FCC)に従い、これらのオリゴ糖バッチのパーセントデキストロース当量(DE)(無水ベース)も測定した。デキストロース当量の平均量(無水ベースにおいて)は、2バッチ全体で16.60%であった(一方は、15.10% DEであり、他方は、18.10% DEであった)。
実施例9(クエン酸触媒)のプロセスによって生成した選択されたオリゴ糖組成物のバッチ中の食物繊維及びデキストロース当量(DE)の量をAOAC 2011.25(AOAC International、AOAC Official Method 2011.25)の方法に従って測定した。Food Chemicals Codex(FCC)に従い、これらのオリゴ糖バッチのパーセントデキストロース当量(DE)(無水ベース)も測定した。総食物繊維の平均量は、14バッチ全体で64.14%(無水ベースにおいて)であった(47.10~73.10%の範囲)。デキストロース当量の平均量(無水ベースにおいて)は、2バッチ全体で20.60%であった(一方は、18.60% DEであり、他方は、22.60% DEであった)。
実施例19.病原体の相対又は絶対存在量を低下させる選択されたオリゴ糖組成物の能力を評価する臨床試験
実施例7~9と類似のプロセスによって生成した、式(I)、式(II)及び式(III)から選択される複数のオリゴ糖からなる、選択されたオリゴ糖組成物の能力を、病原菌(例えば、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、腸球菌(Enterococcus)及びC.ディフィシル(C.difficile))の存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)を低下させるその能力について評価した。
試験は、選択されたオリゴ糖組成物を安全性並びにメタゲノム配列決定により測定される、関心対象の分類群(腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、腸球菌(Enterococcus)及びC.ディフィシル(C.difficile)、combined)の存在量のベースラインからの臨床的に有意な低下を有する対象の割合に関して評価する無作為化、対照、多施設、非盲検臨床試験である。
妥当な数の患者を処置群(即ち選択されたオリゴ糖組成物による処置)又は観察対照群に無作為化3:2した。
患者は、少なくとも18歳であり、患者の糞便サンプルの16Sメタゲノム分析に基づいて、VRE、ESBLE又はCREについて陽性の糞便サンプルを有する必要がある。
処置群の患者に、試験期間中(例えば、28日間)、一投与量のオリゴ糖組成物(例えば、1日1回又は2回)を投与した(例えば、経口で自己投与)。処置群の患者及び観察群の患者は、試験期間中、規則的な健康診断を受け、この健康診断は、バイタルサインの観察、微生物学的及び/又は16Sメタゲノム試験のための糞便サンプル、便頻度の記録及びBSS評価並びに/又は有害作用の記録を含み得る。
試験のエンドポイントは、試験製品関連の処置緊急有害事象(TEAE)を経験している患者の数;重大な有害事象(SAE)、バイタルサインにおけるベースラインからの変化、心電図(ECG)、物理的検査、安全性の実験室分析;及び便頻度におけるベースラインからの変化、Bristol便スコア(BSS);及び試験の終わり(例えば、28日目)にメタゲノム配列決定により測定して、関心対象の分類群(腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、腸球菌(Enterococcus)及びC.ディフィシル(C.difficile)、合わせて及び/又は個々に)の存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)のベースラインからの低下(例えば、≧30%低下)を有する対象の割合を含み得る。
追加のエンドポイントは、(i)VRE、ESBLE及びCREを含むMDR生物(cfu/g、培養による糞便)のレベルの低下(合わせて及び/又は個々に)を有する対象の割合;(ii)摂取相対ベースラインでの、核酸配列決定によるα多様性(Shannon指数);(iii)摂取相対ベースラインでの、核酸配列決定により測定された細菌の存在量;(iv)摂取相対ベースラインでの便炎症性バイオマーカー(例えば、リポカリン)のレベルの変化;(v)摂取相対ベースラインでの血液炎症性マーカー(例えば、IFN-γ、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12p70、IL-13及びTNF-α)の変化;(vi)摂取相対ベースラインでの便、尿又は血液サンプル中の微生物代謝物濃度(例えば、p-クレゾール硫酸塩、トリメチルアミンオキシド)の変化;(vii)対象便サンプルを使用したエクスビボ培養系で見られた細菌分類群の変化と比較した、ベースライン対摂取相にわたる、核酸配列決定によって決定された細菌分類群の存在量(例えば、相対存在量又は絶対存在量)の変化;並びに/又は(viii)処置群対対照群における摂取相及び休薬相にわたる、対象1週間当たりの感染症及び入院の割合を含み得る。
均等物及び用語
本明細書に例示的に記載される本開示は、本明細書に特に開示されない任意の1つ若しくは複数の要素又は1つ若しくは複数の限定の非存在下で適切に実施することができる。従って、例えば本明細書の各々の場合、用語「含む」、「から本質的になる」及び「からなる」のいずれも、他の2つの用語のいずれかで置き換えることができる。使用されている用語及び表現は、限定ではなく、説明の用語として使用され、そのような用語及び表現の使用において、示され及び記載される特徴の任意の均等物又はその一部を排除する意図はないが、本開示の範囲内で様々な修正形態が可能であることが認識される。従って、本開示は、好ましい実施形態により詳細に開示されているが、本明細書に開示した概念の場合による特徴、修正形態及び変形形態は、当業者に依存し得、そのような修正形態及び変形形態は、本開示の範囲内に含まれると見なされることを理解するべきである。
加えて、本開示の特徴又は態様が代替物のMarkushグループ又は他のグループ化で記載される場合、当業者は、本開示がMarkushグループ又は他のグループの任意の個々のメンバー又はメンバーのサブグループで記載されることも認識するであろう。
本明細書の記載に関連して、用語「1つの(a)」、及び「1つの(an)」、及び「その」並びに類似の指示対象の使用(特に以下の特許請求の範囲に関連して)は、本明細書で別段の指示がない限り又は文脈によって明らかに矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方を包含すると解釈されるべきである。用語「備える」、「有する」、「含む」及び「含んでいる」は、別段の指示がない限り、限定されない用語(即ち「含むが、限定されない」を意味する)として解釈されるべきである。本明細書の値の範囲の引用は、本明細書に別段の指示がない限り、単に範囲内に含まれる各々の別個の値を個別に参照する簡略方法として機能することが意図され、各々の別個の値は、それが本明細書に個別に引用されるかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書で別段の指示がない限り又は文脈により明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書で提供される任意の及び全ての例又は例示的な言語(例えば、「~など」)の使用は、単に本発明をより詳細に説明することが意図され、特に主張しない限り、本発明の範囲に限定を設けるものではない。本明細書のいずれの言語も、特許請求されない任意の要素を、本発明の実施に不可欠であることを示すものとして解釈されるべきではない。
本発明の実施形態が本明細書に記載される。これらの実施形態の変形形態は、前述の記載を読むことにより当業者に明らかとなり得る。
本発明者らは、当業者がそのような変形形態を適宜使用することを予想し、また本発明者らは、本発明が本明細書に詳細に記載されるもの以外の方法で実施されることを意図している。従って、本発明は、適用法により許可されるように、本明細書に添付される特許請求の範囲に引用される対象物の全ての修正形態及び均等物を含む。更に、全ての可能なその変形形態における上述した要素の任意の組み合わせは、本明細書に別段の指示がない限り又は文脈により明らかに矛盾しない限り、本発明に包含される。当業者は、日常的な実験のみを用いて、本明細書に記載される本発明の特定の実施形態に対する多くの均等物を認識又は確認することができるであろう。そのような均等物は、以下の特許請求の範囲に包含されることが意図される。

Claims (115)

  1. ヒト対象の胃腸管内の病原体の相対又は絶対存在量を低下させる方法であって、前記対象の前記胃腸管に有効量のオリゴ糖組成物を投与することを含み、前記オリゴ糖組成物は、式(I)、式(II)及び式(III):
    Figure 2022532066000049
    (式中、各Rは、水素及び式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId):
    Figure 2022532066000050
    から独立して選択され、ここで、各Rは、独立して、上記で定義された通りである)
    から選択される複数のオリゴ糖を含み、前記オリゴ糖組成物は、
    (a)デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーを、正に帯電した水素イオンを含む酸触媒と共に含む反応混合物を形成することであって、デキストロース対ガラクトースのモル比は、約1:1であり、及びデキストロース対マンノースのモル比は、約4.5:1である、形成することと;
    (b)前記反応混合物をその沸点に維持するのに十分な熱を前記反応混合物に伝達することにより、前記反応混合物中の酸触媒オリゴ糖形成を促進することと
    を含むプロセスによって生成される、方法。
  2. ステップ(b)は、前記オリゴ糖組成物中の総モノマー含有量の重量パーセントが2%~20%の範囲になるまで、前記反応混合物をその沸点に維持するのに十分な熱を前記反応混合物に伝達することにより、前記反応混合物中の酸触媒オリゴ糖形成を促進することを含み、前記総モノマー含有量は、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及び/又はマンノースモノマーを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 全てのオリゴ糖組成物の平均重合度は、7~15.5の範囲である、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記胃腸管内の病原菌の存在量を低下させる、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記胃腸管内の共生細菌の存在量を増加させる、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記病原体の相対又は絶対存在量は、前記対象から収集されたサンプル(例えば、糞便サンプル)の核酸配列決定(例えば、16Sメタゲノム配列決定)を行うことによって決定される、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記病原体の相対又は絶対存在量の前記低下は、
    (i)前記オリゴ糖組成物の投与前に前記対象から収集されたサンプルの核酸配列決定(例えば、16Sメタゲノム配列決定)を行うか又はそのようなデータを得ることと;
    (ii)前記オリゴ糖組成物の投与後に前記対象から収集されたサンプルの核酸配列決定(例えば、16Sメタゲノム配列決定)を行うか又はそのようなデータを得ることと;
    (iii)(ii)で提供された配列決定データを使用する前記病原体の相対又は絶対存在量を、(i)で提供された配列決定データを使用する前記病原体の相対又は絶対存在量に対して比較することと
    によって決定される、請求項6に記載の方法。
  8. 式(I)、式(II)及び式(III):
    Figure 2022532066000051
    (式中、各Rは、水素及び式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId):
    Figure 2022532066000052
    から独立して選択され、ここで、各Rは、独立して、上記で定義された通りである)
    から選択される複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、
    (a)デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーを、正に帯電した水素イオンを含む酸触媒と共に含む反応混合物を形成することであって、デキストロース対ガラクトースのモル比は、約1:1であり、及びデキストロース対マンノースのモル比は、約4.5:1である、形成することと;
    (b)前記反応混合物をその沸点に維持するのに十分な熱を前記反応混合物に伝達することにより、前記反応混合物中の酸触媒オリゴ糖形成を促進することと
    を含むプロセスによって生成されるオリゴ糖組成物。
  9. ステップ(b)は、前記オリゴ糖組成物中の総モノマー含有量の重量パーセントが2%~20%の範囲になるまで、前記反応混合物をその沸点に維持するのに十分な熱を前記反応混合物に伝達することにより、前記反応混合物中の酸触媒オリゴ糖形成を促進することを含み、前記総モノマー含有量は、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及び/又はマンノースモノマーを含む、請求項8に記載の組成物。
  10. 式(I)、式(II)及び式(III):
    Figure 2022532066000053
    (式中、各Rは、水素及び式(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId):
    Figure 2022532066000054
    から独立して選択され、ここで、各Rは、独立して、上記で定義された通りである)
    から選択される複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、
    (a)デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーを、正に帯電した水素イオンを含む酸触媒と共に含む反応混合物を形成することであって、デキストロース対ガラクトースのモル比は、約1:1であり、及びデキストロース対マンノースのモル比は、約4.5:1である、形成することと;
    (b)前記オリゴ糖組成物中の総モノマー含有量の重量パーセントが2%~20%の範囲になるまで、前記反応混合物を、酸触媒オリゴ糖形成を促進する条件下において、0.5~1.5atmの範囲の圧力でその沸点に維持することであって、前記総モノマー含有量は、デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及び/又はマンノースモノマーを含む、維持することと
    を含むプロセスによって生成されるオリゴ糖組成物。
  11. ヒトにおいて消化しにくい複数のオリゴ糖を含むオリゴ糖組成物であって、以下の表のシグナル5、6、7及び15を含む多重度編集勾配増強H- 13C異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、前記スペクトルは、2%未満のモノマーを有する前記オリゴ糖組成物のサンプルを使用して生成される、オリゴ糖組成物。
    Figure 2022532066000055
  12. 以下の表のシグナル5、6、7、10、14及び15を含む多重度編集勾配増強H- 13C異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、前記スペクトルは、2%未満のモノマーを有する前記オリゴ糖組成物のサンプルを使用して生成される、請求項11に記載の組成物。
    Figure 2022532066000056
  13. 以下の表のシグナル5、6、7及び10~15を含む多重度編集勾配増強H- 13C異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、前記スペクトルは、2%未満のモノマーを有する前記オリゴ糖組成物のサンプルを使用して生成される、請求項11又は12に記載の組成物。
    Figure 2022532066000057
  14. 以下の表のシグナル1~15を含む多重度編集勾配増強H- 13C異核単一量子相関(HSQC)NMRスペクトルによって特徴付けられ、前記スペクトルは、2%未満のモノマーを有する前記オリゴ糖組成物のサンプルを使用して生成される、請求項11~13のいずれか一項に記載の組成物。
    Figure 2022532066000058
  15. シグナル1~15の任意の1つは、以下のように定義されるH積分領域及び 13C積分領域によって更に特徴付けられる、請求項11~14のいずれか一項に記載の組成物。
    Figure 2022532066000059
  16. 前記NMRスペクトルは、前記組成物のサンプルを、以下のパルスシーケンスダイアグラム、取得パラメーター及び処理パラメーター:
    パルスシーケンスダイアグラム
    Figure 2022532066000060
    取得パラメーター
    Hキャリア周波数=4ppm
    13Cキャリア周波数=65ppm
    取得次元におけるポイントの数=596
    取得次元におけるスペクトル範囲=6.23ppm~1.83ppm
    間接次元におけるポイントの数=300複合ポイント
    間接次元におけるスペクトル範囲=120ppm~10ppm
    リサイクル遅延=1秒
    1結合H- 13Cカップリング定数=JCH=146Hz
    スキャンの数=8
    温度=298~299K
    溶媒=D
    処理パラメーター
    直接次元におけるウィンドウ関数=ガウシアンブロードニング、7.66Hz
    間接次元におけるウィンドウ関数=ガウシアンブロードニング、26.48Hz
    処理=直接次元における512複合ポイント、間接次元における1024複合ポイント
    を使用するコヒーレンス選択のためにエコー-アンチエコースキームを使用する多重度編集勾配増強H- 13C異核単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11~15のいずれか一項に記載の組成物。
  17. 前記NMRスペクトルは、前記オリゴ糖組成物のサンプルをHSQC NMRに供することによって得られ、前記サンプルは、D2Oに溶解される、請求項11~16のいずれか一項に記載の組成物。
  18. 脱モノマー化手順に供されている、請求項11~17のいずれか一項に記載の組成物。
  19. 式(I)、式(II)及び式(III):
    Figure 2022532066000061
    (式中、各Rは、水素及び式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId):
    Figure 2022532066000062
    から独立して選択され、ここで、各Rは、独立して、上記で定義された通りである)
    から選択される複数のオリゴ糖を含み、
    (a)デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーを、正に帯電した水素イオンを含む酸触媒と共に含む反応混合物を形成することであって、デキストロース対ガラクトースのモル比は、約1:1であり、及びデキストロース対マンノースのモル比は、約4.5:1である、形成することと;
    (b)前記反応混合物をその沸点に維持するのに十分な熱を前記反応混合物に伝達することにより、前記反応混合物中の酸触媒オリゴ糖形成を促進することと
    を含むプロセスによって生成される、請求項11~17のいずれか一項に記載の組成物。
  20. ステップ(b)は、正に帯電した水素イオン対総デキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマー含有量のモル比が適切な範囲であるような量において、正に帯電した水素イオンを含む酸触媒を前記反応混合物に負荷することを含む、請求項8~10又は19のいずれか一項に記載の組成物。
  21. ステップ(a)及び(b)は、同時に行われる、請求項8~10又は19若しくは20のいずれか一項に記載の組成物。
  22. ステップ(a)は、前記反応混合物を撹拌条件下で100℃~160℃の範囲の温度に加熱することを含む、請求項8~10又は19~21のいずれか一項に記載の組成物。
  23. ステップ(a)は、前記反応混合物を撹拌条件下で135℃~145℃の範囲の温度に加熱することを含む、請求項22に記載の組成物。
  24. ステップ(a)は、前記反応混合物を撹拌条件下で100℃~160℃の範囲の温度において加熱することを含む、請求項8~10又は19~23のいずれか一項に記載の組成物。
  25. ステップ(a)は、前記反応混合物を撹拌条件下で135℃~145℃の範囲の温度において加熱することを含む、請求項24に記載の組成物。
  26. ステップ(a)は、前記温度を(例えば、室温から)適切な条件下で約140℃に徐々に上昇させて、均質性及び均一な熱伝達を達成することを含む、請求項8~10又は19~25のいずれか一項に記載の組成物。
  27. ステップ(b)は、前記オリゴ糖組成物中のデキストロースモノマー、ガラクトースモノマー及びマンノースモノマーの重量パーセントが4~14の範囲になるまで、前記反応混合物を、酸触媒オリゴ糖組成物形成を促進する条件下において、大気圧又は真空下で135℃~145℃の範囲の温度に維持することを含む、請求項8~10又は19~26のいずれか一項に記載の組成物。
  28. ステップ(b)は、前記温度を(例えば、室温から)適切な条件下で約140℃に徐々に上昇させて、均質性及び均一な熱伝達を達成することを含む、請求項8~10又は19~27のいずれか一項に記載の組成物。
  29. 前記酸触媒は、表1による1つ以上の物理的及び化学的特性を有する強酸カチオン交換樹脂であり、及び/又は前記触媒は、>3.0mmol/gのスルホン酸部分及び<1.0mmol/グラムの陽イオン性部分を含む、請求項8~10又は19~28のいずれか一項に記載の組成物。
  30. 前記触媒は、45~50重量パーセントの公称水分含有量を有する、請求項29に記載の組成物。
  31. 前記酸触媒は、可溶性触媒である、請求項8~10又は19~30のいずれか一項に記載の組成物。
  32. 前記可溶性触媒は、有機酸である、請求項31に記載の組成物。
  33. 前記可溶性触媒は、弱有機酸である、請求項30又は32に記載の組成物。
  34. 前記可溶性触媒は、クエン酸である、請求項31~33のいずれか一項に記載の組成物。
  35. 前記プロセスは、
    (c)前記反応混合物の温度を55℃~95℃の範囲(例えば、85℃、90℃)の温度にする一方、例えば水を使用して前記反応混合物をクエンチすること
    を更に含む、請求項8~10又は19~34のいずれか一項に記載の組成物。
  36. 前記プロセスは、
    (d)オリゴ糖組成物を前記酸触媒から分離すること
    を更に含む、請求項35に記載の組成物。
  37. (d)において、前記分離することは、濾過によって前記触媒を除去することを含む、請求項36に記載の組成物。
  38. (d)は、濾過前に前記反応混合物を約85℃未満に冷却することを含む、請求項36又は37に記載の組成物。
  39. 前記プロセスは、
    (e)(d)の前記オリゴ糖組成物を水で約45~55重量パーセントの濃度に希釈すること;
    (f)前記希釈された組成物を陽イオン交換樹脂に通すこと;
    (g)前記希釈された組成物を脱色ポリマー樹脂に通すこと;及び/又は
    (h)前記希釈された組成物を陰イオン交換樹脂に通すこと
    を更に含み、(f)、(g)及び(h)の各々は、任意の順序で1回以上行われ得る、請求項36~38のいずれか一項に記載の組成物。
  40. 全てのオリゴ糖組成物の平均重合度は、7~15.5の範囲である、請求項8~10又は19~39のいずれか一項に記載の組成物。
  41. 全てのオリゴ糖組成物の平均重合度は、11~15の範囲である、請求項8~10又は19~40のいずれか一項に記載の組成物。
  42. 前記加熱することは、適切な条件下で前記反応混合物を溶解し、且つ/又は前記反応混合物を加熱して、均質性及び均一な熱伝達を達成することを含む、請求項8~10又は19~41のいずれか一項に記載の組成物。
  43. 前記加熱することは、適切な条件下で前記反応混合物を溶解し、且つ/又は前記反応混合物を加熱して、均質性及び均一な熱伝達を達成することを含む、請求項8~10又は19~42のいずれか一項に記載の組成物。
  44. (b)は、蒸発によって前記反応混合物から水を除去することを更に含む、請求項8~10又は19~43のいずれか一項に記載の組成物。
  45. (b)は、前記反応混合物を93~94重量パーセント溶解固体に維持することを更に含む、請求項8~10又は19~44のいずれか一項に記載の組成物。
  46. (c)において、前記水は、脱イオン水である、請求項35~45のいずれか一項に記載の組成物。
  47. (c)において、前記水は、約95℃の温度を有する、請求項35~46のいずれか一項に記載の組成物。
  48. (c)において、前記水は、前記混合物の固化を回避するのに十分な条件下で前記反応混合物に添加される、請求項37~47のいずれか一項に記載の組成物。
  49. (d)において、前記分離することは、濾過によって前記触媒を除去することを含む、請求項36~48のいずれか一項に記載の組成物。
  50. (d)は、濾過前に前記反応混合物を約85℃未満に冷却することを含む、請求項36~49のいずれか一項に記載の組成物。
  51. 前記プロセスは、(d)の前記オリゴ糖組成物を水で約35~55重量パーセントの濃度に希釈することと、前記希釈された組成物を45μmフィルターに通すこととを更に含む、請求項36~50のいずれか一項に記載の組成物。
  52. 室温での貯蔵時に微生物増殖に必要なものよりも低いレベルの水を更に含む、請求項8~10又は19~51のいずれか一項に記載の組成物。
  53. 45~55重量パーセントの範囲の水を含む、請求項8~10又は19~52のいずれか一項に記載の組成物。
  54. 1905~2290の範囲のMWw(g/mol)を有する、請求項8~53のいずれか一項に記載の組成物。
  55. 1740~2407の範囲のMWw(g/mol)を有する、請求項8~53のいずれか一項に記載の組成物。
  56. 1863~2268の範囲のMWw(g/mol)を有する、請求項8~53のいずれか一項に記載の組成物。
  57. 1700~2295の範囲のMWw(g/mol)を有する、請求項8~53のいずれか一項に記載の組成物。
  58. 1033~1184の範囲のMWn(g/mol)を有する、請求項8~57のいずれか一項に記載の組成物。
  59. 975~1155の範囲のMWn(g/mol)を有する、請求項8~57のいずれか一項に記載の組成物。
  60. 984~1106の範囲のMWn(g/mol)を有する、請求項8~57のいずれか一項に記載の組成物。
  61. 938~1120の範囲のMWn(g/mol)を有する、請求項8~57のいずれか一項に記載の組成物。
  62. 前記オリゴ糖組成物を含む溶液は、2.50~7.00の範囲のpHを有する、請求項8~61のいずれか一項に記載の組成物。
  63. 前記オリゴ糖組成物を含む溶液は、2.50~3.50の範囲のpHを有する、請求項8~62のいずれか一項に記載の組成物。
  64. 86~96重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む、請求項8~63のいずれか一項に記載の組成物。
  65. 81~100重量パーセントの範囲の2つ以上の反復単位(DP2+)を有するオリゴマーを含む、請求項8~63のいずれか一項に記載の組成物。
  66. 85~90重量パーセントの範囲の少なくとも3つの連結モノマー単位(DP3+)を有するオリゴマーを含む、請求項8~65のいずれか一項に記載の組成物。
  67. 0.18~0.51%w/wのレボグルコサン、0.01~0.05%w/wの乳酸及び/又は0.04~0.07%w/wのギ酸を更に含む、請求項8~66のいずれか一項に記載の組成物。
  68. 0.40~0.53%w/wのレボグルコサン、0.01~0.02%w/wの乳酸、0.01~0.04%w/wのギ酸及び/又は0.01~0.04%w/wのクエン酸を更に含む、請求項8~67のいずれか一項に記載の組成物。
  69. ヒトにおいて実質的に非吸収性である、請求項8~68のいずれか一項に記載の組成物。
  70. ヒト対象の胃腸管において共生細菌に対する病原菌の比を低下させる方法であって、前記対象の前記胃腸管に、有効量の、請求項8~69のいずれか一項に記載のオリゴ糖組成物を投与することを含む方法。
  71. ヒト対象の胃腸管内の病原体の相対又は絶対存在量を低下させる方法であって、前記対象の前記胃腸管に、有効量の、請求項8~69のいずれか一項に記載のオリゴ糖組成物を投与することを含む方法。
  72. 前記オリゴ糖組成物は、前記ヒト対象の腸(例えば、小腸、大腸及び/又は結腸)内の前記病原体のコロニー形成を低下させるか若しくは阻害するか、又はその脱コロニー形成を増加させるのに有効な量で投与される、請求項70又は71に記載の方法。
  73. 前記胃腸管内の病原菌の存在量を対照(例えば、対照対象又はベースライン測定値)に対して低下させる、請求項70又は71に記載の方法。
  74. 前記胃腸管内の共生細菌の存在量を対照(例えば、対照対象又はベースライン測定値)に対して増加させる、請求項70~73のいずれか一項に記載の方法。
  75. 前記病原体の相対又は絶対存在量の前記低下は、前記対象から収集されたサンプル(例えば、糞便サンプル)の核酸配列決定(例えば、16Sメタゲノム配列決定)を行うことによって決定される、請求項70~74のいずれか一項に記載の方法。
  76. 前記病原体の相対又は絶対存在量の前記低下は、
    (i)前記オリゴ糖組成物の投与前に前記対象から収集されたサンプルの核酸配列決定(例えば、16Sメタゲノム配列決定)を行うか又はそのようなデータを得ることと;
    (ii)前記オリゴ糖組成物の投与後に前記対象から収集されたサンプルの核酸配列決定(例えば、16Sメタゲノム配列決定)を行うか又はそのようなデータを得ることと;
    (iii)(ii)で提供された配列決定データを使用する前記病原体の相対又は絶対存在量を、(i)で提供された配列決定データを使用する前記病原体の相対又は絶対存在量に対して比較することと
    によって決定される、請求項75に記載の方法。
  77. 対象を病原体感染症について処置する方法であって、前記対象の胃腸管に、有効量の、請求項8~69のいずれか一項に記載のオリゴ糖組成物を投与し、それにより前記対象を処置することを含む方法。
  78. 対象を病原体感染症について処置する方法であって、前記対象の胃腸管に有効量のオリゴ糖組成物を投与することであって、前記オリゴ糖組成物は、5~20の平均重合度を有し、且つ式(I)、式(II)及び式(III):
    Figure 2022532066000063
    (式中、各Rは、水素及び式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId):
    Figure 2022532066000064
    から独立して選択され、ここで、各Rは、独立して、上記で定義された通りである)
    から選択される複数のオリゴ糖を含む、投与することを行い、それにより前記対象を処置することを含む方法。
  79. 感染症の割合を低下させる、請求項77又は78に記載の方法。
  80. 病原体の存在量を低下させる、請求項77~79のいずれか一項に記載の方法。
  81. 感染症の病原体の存在量をベースライン測定値(例えば、前記ベースライン測定値は、処置前に決定される)に対して少なくとも5%、10%、20%又は30%だけ低下させる、請求項80に記載の方法。
  82. 前記病原体による前記胃腸管のコロニー形成を低下させる、請求項77~81のいずれか一項に記載の方法。
  83. 感染症の発症を予防する、請求項77~82のいずれか一項に記載の方法。
  84. 前記病原体感染症は、前記対象の前記胃腸管、肺、血流、中枢神経系、リンパ系及び/又は軟組織の感染症である、請求項77~83のいずれか一項に記載の方法。
  85. 前記オリゴ糖組成物は、前記ヒト対象の腸(例えば、小腸、大腸及び/又は結腸)におけるディスバイオシスを低下させるか又は予防するのに十分な量で投与される、請求項70~84のいずれか一項に記載の方法。
  86. 前記オリゴ糖組成物は、前記ヒト対象に対する前記病原体の有害作用のリスクを低下させる、請求項70~85のいずれか一項に記載の方法。
  87. 前記オリゴ糖組成物は、
    a)病原体バイオマス(例えば、病原体の数及び/又は薬物若しくは抗生物質耐性遺伝子若しくはMDR要素キャリアの数)を低下させること;
    b)前記対象によって(例えば、常在腸細菌叢及び/又は宿主(例えば、ヒト細胞)によって)産生される抗微生物化合物のレベルを調節する(例えば、増加させる)こと;
    c)前記GI管(例えば、小腸、大腸又は結腸)の環境を調節する、例えばpHを低下させる(例えば、例えば常在腸細菌叢によって産生される乳酸の産生又はレベルを増加させることにより)こと;
    d)薬物若しくは抗生物質耐性遺伝子若しくはMDR要素のドナー微生物のコンジュゲーション特性を調節する(例えば、低下させる)か、又はドナー微生物が薬物若しくは抗生物質耐性遺伝子若しくはMDR要素をレシピエントと共有する能力を調節する(例えば、低下させる)こと;
    e)薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素レシピエントの数を低下させること;
    f)薬物又は抗生物質耐性遺伝子又はMDR要素のコピー数(例えば、例えばドナー微生物における総コピー数)を低下させること;及び/又は
    g)抗生物質耐性遺伝子又は要素の維持の適応度コストを増加させること
    のために有効な量で前記ヒト対象において投与される、請求項70~86のいずれか一項に記載の方法。
  88. 前記オリゴ糖組成物は、
    a)病原体及び/又は薬物若しくは抗生物質耐性遺伝子若しくはMDR要素キャリアの相対又は絶対存在量を減少させること;及び
    b)共生又は有益細菌の相対又は絶対存在量を増加させること
    のために有効な量で投与される、請求項70~87のいずれか一項に記載の方法。
  89. 前記病原体は、細菌微生物(例えば、非抗生物質耐性)又は真菌微生物である、請求項70~88のいずれか一項に記載の方法。
  90. 前記病原体は、薬物又は抗生物質耐性病原体、任意選択的に多剤耐性(MDR)病原体である、請求項70~89のいずれか一項に記載の方法。
  91. 前記病原体は、バンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(VRE)又はカルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(CRE)である、請求項70~90のいずれか一項に記載の方法。
  92. 前記病原体は、VREエンテロコッカス・ファエシウム(Enterococcus faecium)である、請求項70~90のいずれか一項に記載の方法。
  93. 前記病原体は、CRE大腸菌(Escherichia coli)又はCRE肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)である、請求項70~90のいずれか一項に記載の方法。
  94. 前記病原体は、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラータ(Candida glabrata)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)、カンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)又はカンジダ・ルシタニアエ(Candida lusitaniae)である、請求項70~90のいずれか一項に記載の方法。
  95. 前記病原体は、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)である、請求項70~90のいずれか一項に記載の方法。
  96. 前記病原体は、グラム陽性細菌又はグラム陰性細菌である、請求項70~90のいずれか一項に記載の方法。
  97. 前記病原体は、真菌である、請求項70~90のいずれか一項に記載の方法。
  98. 前記病原体は、カンジダ(Candida)である、請求項97に記載の方法。
  99. 前記ヒト対象は、
    (i)癌処置を受けており;
    (ii)移植レシピエントであり;
    (iii)免疫抑制を受けており;
    (iv)自己免疫疾患(例えば、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又はクローン病)を有し;
    (v)血液系悪性腫瘍を有し;
    (vi)硬変(例えば、末期肝臓疾患(ESLD)を含む)有し、
    (vii)胃腸手術の準備をしているか又はそれから回復しており、
    (viii)集中治療室(ICU)内の患者であり;
    (ix)抗生物質の複数の過程及び/又は抗生物質の慢性使用を有しており;
    (x)カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(CRE)、基質特異性拡張型βラクタマーゼ(ESBL)産生腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(ESBLE)及び/又はバンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(VRE)について陽性の便培養物を有し;
    (xi)前記胃腸管内の細菌群集の低い多様性を有し;及び/又は
    (xii)最近、中心ライン関連の血流感染症(CLABSI)、カテーテル関連の尿路感染症(CAUTI)又はC.ディフィシル(C.difficile)感染症)を有している、請求項70~98のいずれか一項に記載の方法。
  100. 前記移植レシピエントは、造血性幹細胞移植(HSCT)レシピエント及び/又は固体器官移植レシピエントである、請求項99に記載の方法。
  101. 方法であって、
    (a)ヒト対象であって、(i)癌処置を受けており;(ii)移植レシピエントであり;(iii)免疫抑制を受けており;(iv)自己免疫疾患(例えば、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又はクローン病)を有し;(v)血液系悪性腫瘍を有し;(vi)硬変(例えば、末期肝臓疾患(ESLD)を含む)を有し;(vii)胃腸手術の準備をしているか又はそれから回復しており;(viii)集中治療室(ICU)内の患者であり;(ix)抗生物質の複数の過程及び/又は抗生物質の慢性使用を有しており;(x)カルバペネム耐性腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(CRE)、基質特異性拡張型βラクタマーゼ(ESBL)産生腸内細菌科(Enterobacteriaciae)(ESBLE)及び/又はバンコマイシン耐性腸球菌(Enterococcus)(VRE)について陽性の便培養物を有し;(xi)胃腸管内の細菌群集の低い多様性を有し;(xii)薬物又は抗生物質耐性病原体(例えば、VRE、CRE、カンジダ(Candida)又はクロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile))、グラム陽性細菌又はグラム陰性細菌の増加したレベルを有し;及び/又は(xiii)最近、中心ライン関連の血流感染症(CLABSI)、カテーテル関連の尿路感染症(CAUTI)又はC.ディフィシル(C.difficile)感染症)を有しているヒト対象を特定することと;
    (b)有効量の、請求項8~69のいずれか一項に記載のオリゴ糖組成物で前記対象を処置することと
    を含む方法。
  102. 共生又はプロバイオティック細菌の集団を前記ヒト対象に投与することを更に含む、請求項70~101のいずれか一項に記載の方法。
  103. 前記ヒト対象は、任意の検出可能なレベルの共生細菌を欠く腸マイクロバイオームを有する患者である、請求項102に記載の方法。
  104. 抗生物質(例えば、広域スペクトル抗生物質)又は他の標準治療処置を前記オリゴ糖組成物と同時に前記ヒト対象に投与することを更に含む、請求項70~103のいずれか一項に記載の方法。
  105. 前記対象は、前記オリゴ糖組成物の投与前に抗生物質(例えば、広域スペクトル抗生物質)又は他の標準治療処置で処置されている、請求項70~104のいずれか一項に記載の方法。
  106. 前記オリゴ糖組成物は、癌処置、手術(例えば、移植、例えば造血性幹細胞)又は集中治療室への入院の1~28日前に前記対象に投与される、請求項70~105のいずれか一項に記載の方法。
  107. 前記オリゴ糖組成物は、癌処置、手術(例えば、移植、例えば造血性幹細胞)又は集中治療室への入院の1~28日後に前記対象に投与される、請求項70~106のいずれか一項に記載の方法。
  108. 前記オリゴ糖組成物は、病原体感染症の発症の少なくとも1~28日後に前記対象に投与される、請求項70~107のいずれか一項に記載の方法。
  109. 前記オリゴ糖組成物を前記腸(例えば、前記大腸)に投与することを含む、請求項70~108のいずれか一項に記載の方法。
  110. 前記オリゴ糖組成物は、前記対象に自己投与される、請求項70~109のいずれか一項に記載の方法。
  111. 前記オリゴ糖組成物は、経口送達のための医薬組成物として処方される、請求項70~110のいずれか一項に記載の方法。
  112. 前記オリゴ糖組成物は、前記対象に経口投与される、請求項70~111のいずれか一項に記載の方法。
  113. 前記オリゴ糖組成物は、栄養チューブによる送達のための医薬組成物として処方される、請求項70~110のいずれか一項に記載の方法。
  114. 前記オリゴ糖組成物は、栄養チューブによって前記対象に投与される、請求項70~110又は113のいずれか一項に記載の方法。
  115. 前記オリゴ糖組成物は、前記対象に1日1回又は1日2回投与される、請求項70~110のいずれか一項に記載の方法。
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