JP2022551057A - 気分障害の改善のためのバイオマーカーとしての２－メチルブチレート - Google Patents

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Abstract

本発明は、概してバイオマーカーの分野に関する。本発明で特定されたバイオマーカーは、２－メチルブチレートである。例えば、本発明は、対象の気分障害、気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を検出及び／又は定量するためのバイオマーカーとしての、２－メチルブチレートの使用に関する。本発明の実施形態は、対象の気分障害、気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を検出及び／又は定量するための方法であって、検査を受ける対象から得られた生体試料中の２－メチルブチレートの濃度を測定することと、対象の２－メチルブチレート濃度を所定の参照値と比較することと、を含み、試料中の２－メチルブチレート濃度が所定の参照値と比較して増加していると、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を示す、方法に関する。【選択図】 なし

Description

本発明は、概して、バイオマーカーの分野に関する。本発明で特定されるバイオマーカーは、２－メチルブチレートである。例えば、本発明は、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を検出及び／又は定量するためのバイオマーカーとしての、２－メチルブチレートの使用に関する。本発明の実施形態は、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を検出及び／又は定量する方法であって、検査を受ける対象から得られた生体試料中の２－メチルブチレートの濃度を測定することと、対象の２－メチルブチレート濃度を所定の参照値と比較することと、を含み、試料中の２－メチルブチレート濃度が所定の参照値と比較して増加していると、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を示す、方法に関する。
世界保健機関（ＷＨＯ）が２０１８年に発表したファクトシートによれば、世界中で３億人超が抑うつになっている。とりわけ、抑うつは、日常生活中の困難に対する気分及び一時的情動応答における正常な変化とは異なる、一般的な病気である。しかしながら、潜在的な抑うつ、軽度の気分障害もまた、生活の質に影響を及ぼすことがある。
気分障害は、患者、及び当該患者と定期的に交流がある人々に深刻な影響を及ぼすことがある。典型的な帰結は、職場又は学校での成績の不振、社会的交流の減少、個人的な悩み、及び友人又は家族との関係性に対する悪影響である。
最悪の場合、気分障害は自殺につながることがある。自殺により毎年８００，０００人に迫る人々が亡くなっており、自殺は１５～２９歳で２番目に多い死因である。
気分障害は、男性よりも女性に広まっているとみられ（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，２００３；Ｊｕｎ １８；２８９（２３）：３０９５－１０５）、周産期、及び閉経期が特にかかりやすい時期である。また、小児も１，９００万人が抑うつと診断されている。特に、気分障害はまた、後に他の疾患につながることもある。例えば、気分障害により、冠動脈疾患を発症するリスクが大きくなることは公知である。
現在、気分障害は、通常は十分に治療することができる。例えば、気分障害は、運動又は対話療法（ｔａｌｋｉｎｇ ｔｈｅｒａｐｙ）によって、理想的にはサイコロジストによる指導を受けて、治療することができる。心理療法、例えば認知行動療法は、１つの選択肢である。現在では、抗うつ薬が薬剤としてうまく使用されている。多くの場合、上記に参照したアプローチの組み合わせは、併用療法の枠組みで使用されている。最近の学術研究により、プロバイオティクスであるビフィドバクテリウム・ロンガムＮＣＣ３００１は、過敏性腸症候群の患者において抑うつスコア（ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｃｏｒｅ）を低下させることが明らかになった（Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ ２０１７；１５３：４４８－４５９）。
現在では、医師は、患者との対話、及び典型症状のスクリーニングによって、気分障害を診断している。現在では、治療の反応は、確立された自己評価尺度を用いて患者の反応を体系的にモニタリングすることによって測定する必要がある（Ｊ Ｃｌｉｎ Ｐｓｙｃｈｉａｔｒｙ．２０１３ Ｊｕｌ；７４（７））。
気分障害を検出すること、及び／又は気分障害を治療又は改善する治療の成功を評価すること、を可能にする、生化学ツールを利用可能にすることが望ましい。
本発明者らは、この課題に取り組んだ。
本明細書における先行技術文献のいかなる参照も、かかる先行技術が周知であること、又は当分野で共通の全般的な認識の一部を形成していることを認めるものとみなされるべきではない。
このことから、本発明の目的は、最先端技術の改善であり、特に、対象の気分障害の診断又は気分障害の状態の改善及び／若しくはかかる気分障害により生じる情動反応の改善を可能にする生化学的ツールの提供、又は少なくとも有用な代替物の提供であった。
本発明者らは、驚くべきことに、本発明の目的が独立請求項の主題によって達成され得ることを見出した。従属請求項は、本発明の着想を更に展開するものである。
したがって、本発明は、２－メチルブチレートであるバイオマーカーを提供する。
本発明は更に、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を検出及び／又は定量するためのバイオマーカーとしての、２－メチルブチレートの使用を提供する。
最後に、本発明は、対象の気分障害、気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を検出及び／又は定量するための方法であって、検査を受ける対象から得られた生体試料中の２－メチルブチレートの濃度を測定することと、対象の２－メチルブチレート濃度を所定の参照値と比較することと、を含み、試料中の２－メチルブチレート濃度が所定の参照値と比較して増加していると、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を示す、方法を提供する。
本明細書で使用される場合、「含む／備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる／備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語、及び類似の単語は、排他的又は網羅的な意味で解釈されるべきではない。換言すれば、これらは「含むが、これらに限定されない」ことを意味することを目的としている。
本発明者らは、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を検出及び／又は定量するためのバイオマーカーとして、２－メチルブチレートを使用することができることを示した。
本発明の目的のために、「気分障害」という用語は、抑うつ、例えばうつ病のような重度の抑うつ、及び軽度乃至中等度の気分障害である潜在性抑うつを含むものと理解されたい。
前向き、無作為化、プラセボ対照、二重盲検、多施設試験において、不安及び抑うつの症状がある、２１～６５歳の男性及び女性を含む被験者を、ビフィドバクテリウム・ロンガムを用いて治療し、抑うつを治療又は改善した。臨床試験中に採取されたヒト検体、すなわち尿、血液、及び糞便を、メタボノミクス解析に供した。代謝産物のデータを多変量データモデリングアプローチにより解析して、治療と臨床パラメータの改善とに関連するシグネチャを特定した。検体の解析により、プロバイオティクスの補給が、抑うつスコアの改善と相関する代謝産物２－メチルブチレートの循環の増加をもたらすことが明らかになった。
理論に束縛されることを望むものではないが、本発明者らは、血中２－メチルブチレートが、腸内微生物叢（ｍｉｃｒｏｂｉｏｔａ）によるタンパク質及び芳香族アミノ酸の代謝の推移を示す読み出し情報になり得、したがって、プロバイオティクスにより誘導され、気分障害の状態の改善に関連する、腸－脳の代謝的相互作用を、直接的又は間接的に説明することができると考えている。
血中の代謝産物濃度をｎｇ／ｍＬ単位で示す。データを、平均及び標準誤差として報告する。 血漿代謝産物と抑うつスコアの変動との間のスピアマン相関係数のプロットの概要である。
表１は、質量分析（ＭＳ）ベースのメタボノミクス（Ｈａｗａｉｉ Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ）を用いて、ヒト試料中で検出及び定量された代謝産物のリストを示す。
その結果として、本発明は、部分的には、２－メチルブチレートであるバイオマーカーに関する。２－メチルブチレートは、場合により、エチルメチルアセテートと呼ばれる。本発明者らの知る限り、２－メチルブチレートがバイオマーカーであるとして説明するのは本発明が初めてである。
バイオマーカーは、当業者に公知である。それらは通常、正常な生物学的プロセス、発症プロセス、又は介入に対する応答の指標として客観的に測定及び評価される特徴として理解される。更なる手引きは、Ｃｕｒｒ Ｏｐｉｎ ＨＩＶ ＡＩＤＳ．２０１０ Ｎｏｖ；５（６）：４６３－４６６から得ることができる。
本発明は、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を検出及び／又は定量するためのバイオマーカーとしての、２－メチルブチレートの使用に関する。このことから、２－メチルブチレートは、気分障害を検出するためのバイオマーカーとして使用することができる。更に、２－メチルブチレートは、気分障害の状態の改善を検出及び／又は定量するために使用することができる。更に、２－メチルブチレートは、対象の気分障害の状態から生じる対象の情動反応の改善を検出及び／又は定量するために使用することができる。例えば、Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ ２０１７；１５３：４４８－４５９の著者は、扁桃体の関与の変化が気分障害スコアの変化と相関することを報告している。扁桃体は、情動応答において主要な役割を果たすため、気分障害の状態の改善は、対象の気分障害の状態から生じた情動的反応の改善に対応すると推論することができる。
本発明の主題は更に、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を検出及び／又は定量するための方法であって、
検査を受ける対象から得られた生体試料中の２－メチルブチレートの濃度を測定することと、
対象の２－メチルブチレート濃度を所定の参照値と比較することと、を含み、
試料中の２－メチルブチレート濃度が所定の参照値と比較して増加していると、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を示す、方法に関する。
本発明の主題は更に、対象における気分障害を検出するための方法であって、
検査を受ける対象から得られた生体試料中の２－メチルブチレートの濃度を測定することと、
対象の２－メチルブチレート濃度を所定の参照値と比較することと、を含み、
試料中の２－メチルブチレート濃度が所定の参照値と比較して増加していると、対象の気分障害を示す、方法に関する。
本発明の方法は、生体試料中のバイオマーカーの濃度又はバイオマーカーの濃度の変化に基づいて気分障害を診断することを可能にするという利点を有する。また、対象における気分障害の治療の成功を制御することも可能になる。したがって、このような生化学的方法は、気分障害を診断する際に医師を支援するのに、及び／又は医師が指示する治療の成功を追跡するのに価値のあるツールになり得る一方で、この方法以外では、医師は主として問診票及び患者による症状の説明に頼る必要がある。また、本発明の方法は、気分障害をはっきり伝えることができず、かつ気分障害になっている対象、例えば、コンパニオンアニマルを助けるのに非常に価値がある。
本発明の方法では、検査を受ける対象から得られた生体試料中の２－メチルブチレートの濃度を参照値と比較する。
例えば、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を検出及び／又は定量することを目的とする場合、参照値も治療される対象から得られたものであると好ましい場合がある。
したがって、本発明の方法の場合、所定の参照値は、同じ対象から以前に得られたものであってもよい。このことは、現時点の２－メチルブチレート濃度を以前の２－メチルブチレート濃度と比較することによって、ある個体について２－メチルブチレート濃度の増加を高信頼度で測定することができるという利点を有する。
あるいは、所定の参照値は、対照集団における同様の生体試料中の平均２－メチルブチレート濃度に基づくものであってもよい。このことは、ある個体について測定された２－メチルブチレート濃度を、一般に適用可能な標準と比較することができ、すなわち、ある個体の２－メチルブチレート濃度を全体平均と比較することができるという利点を有する。これにより、多くの個別患者における多くの測定値の容易な比較が可能になる。これによりまた、個別の参照値を得るための予めの検査の必要がないため、わずか１回の検査での迅速な評価も可能になる。
生体試料中の２－メチルブチレート濃度の分析は、当業者に公知の任意の好適な方法によって実施することができる。本発明者らは、質量分析を用いた。したがって、本発明の一実施形態では、試料中及び参照中のバイオマーカーの濃度は、質量分析によって測定することができる。速度上昇、精度、及びノイズの低減のために、質量分析は、質量分析に先立つクロマトグラフィーステップと連結することができる。例えば、試料中及び参照中のバイオマーカーの濃度は、タンデム質量分析に連結した超高速液体クロマトグラフィーによって測定することができる。更に、例えば、試料中及び参照中のバイオマーカーの濃度は、タンデム質量分析に連結したガスクロマトグラフィーによって測定することができる。例えば、試料中の２－メチルブチレートの定量的測定は、タンデム質量分析（ＵＰＬＣ－ＭＳ／ＭＳ）及び／又はガスクロマトグラフ－飛行時間型質量分析計（ＧＣ－ＴＯＦＭＳ）に連結した超高速液体クロマトグラフィーのいずれを用いて実施してもよい。
有利なことに、参照値と生体試料から得られた２－メチルブチレート濃度との最適な比較能力を確保するために、参照値及び現時点の２－メチルブチレート濃度の両方を同様の生体試料から得ることができる。したがって、所定の参照値は、検査を受ける対象から得られた生体試料中の２－メチルブチレートの濃度のように同様の生体試料から得られた２－メチルブチレート濃度に基づくものであってもよい。
本発明の方法を用いて、気分障害治療の成功をモニタリングすることができる。モニタリングを行うために、現時点の２－メチルブチレート濃度を、治療を受ける対象から治療の開始前に得られた２－メチルブチレート濃度と比較可能であることが好ましい場合がある。したがって、例えば、対象の所定の参照値は、気分障害の状態及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の開始を治療又は改善するための介入前に対象から採取された生体試料から得ることができる。
本発明が既に開始された後の気分障害の状態の更なる改善を評価することが可能であるように、治療を受ける対象から得られた参照を利用可能にすることが更に好ましい場合がある。したがって、例えば、対象の所定の参照値は、気分障害の状態及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応を治療又は改善するための介入中に、ただし生体試料が対象から得られるより少なくとも１週間前、例えば、少なくとも２週間前、少なくとも４週間前、又は少なくとも６週間前に、対象から採取された生体試料から得られたものであってもよい。このことは、気分障害の治療の継続的な進行を継続的にモニタリングすることができるという利点を有する。
概して、検出される２－メチルブチレート濃度のいかなる増加も、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を示す。しかしながら、本発明のバイオマーカーの１つの利点は、うまくいった治療において測定することができる生体試料中のバイオマーカー濃度の差がかなり顕著であることである。したがって、例えば、本発明の方法では、試料中の２－メチルブチレート濃度の、所定の参照値と比較して少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、又は少なくとも６０％の増加が、対象の気分障害の状態の改善及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応の改善を示す。
本発明者らは、本発明の目的のために使用することができる典型的な生体試料は、糞便、尿、血液、血清、及び血漿からなる群から選択することができることを見出した。
有利なことに、参照及び現時点の２－メチルブチレート濃度の両方は、いずれも同様の生体試料から得られ、例えば、参照及び現時点の２－メチルブチレート濃度の両方が、いずれも糞便から得られ、参照及び現時点の２－メチルブチレート濃度の両方が、いずれも尿から得られ、参照及び現時点の２－メチルブチレート濃度の両方が、いずれも血液から得られ、参照及び現時点の２－メチルブチレート濃度の両方が、いずれも血清から得られ、又は、参照及び現時点の２－メチルブチレート濃度の両方が、いずれも血漿から得られる。
例えば、尿、血液、血清、又は血漿から、約５～１０ｍＬを採取することができる。十分に大きな試料サイズにより、人為的結果（ａｒｔｉｆａｃｔｓ）が生じることを回避する。これらの試料から、約２０～１０μＬを更なる解析に用いることができる。糞便から、約５～１０ｇを採取することができる。次いで、２～１０ｍｇの糞便試料を更なる解析に用いることができる。
血液、血清、及び／又は血漿は、検査されるバイオマーカーのシグナル対ノイズ比が特に高いという利点を有する。尿又は糞便は、体液試料を非侵襲的に得ることができるという利点を有する。本発明の方法は、選択される生体試料を問わず、対象からかかる体液を得ることが十分に確立された手順であるという利点を有する。次いで、実際の診断方法は、身体外部の生体試料で実施される。
本発明の方法は、気分障害の任意の治療の進行をモニタリングするのに好適である。例えば、気分障害の治療は、運動、会話療法、心理療法、認知行動療法、抗うつ薬投与、例えば、プロバイオティクスを用いる栄養介入、及びそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。
プロバイオティクスは、抑うつの症状に効果があることが見出されている（Ｎｅｕｒｏｐｓｙｃｈｏｂｉｏｌｏｇｙ．２０１９ Ｆｅｂ １３：１－９．ｄｏｉ：１０．１１５９／０００４９６４０６）（Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ ２０１７；１５３：４４８－４５９）。これらのプロバイオティクスは、気分障害を含む、広範囲の精神の健康の状態を治療する助けになり得る。理論に束縛されることを望むものではないが、本発明者らは現時点で、脳腸軸により、胃腸管と脳との間の強いつながりがみられると考えている。したがって、本発明の一実施形態では、方法は、対象における気分障害の状態及び／又はかかる気分障害により生じる情動反応を治療又は改善する介入の進行をモニタリングするためのものであり、介入は、プロバイオティクスの投与を含む。
本発明者らは、本明細書に示される治験を、プロバイオティクス、一例としてビフィドバクテリウム・ロンガムＮＣＣ３００１による介入を用いて実施した。結果として、本発明の目的のためには、プロバイオティクスは、ビフィドバクテリウム・ロンガム、例えば、ビフィドバクテリウム・ロンガムＮＣＣ３００１であってもよい。
また、コンパニオンアニマルも気分障害になることがある。本発明の目的に関し、コンパニオンアニマルは、主に人の仲間として、喜びのため、又は思いやりのある行為として飼われている動物である。コンパニオンアニマルの典型的な例は、ネコ若しくはイヌ、更にウサギ、フェレット、ブタ、齧歯類、例えば、アレチネズミ、ハムスター、チンチラ、ラット、マウス、及びモルモット、又は鳥類である。例えば、イヌは、うつ状態になると、多くの場合引きこもり、遊びへの関心が失われ、及び／又は無気力若しくは悲しんでいるようにみえる。場合により、コンパニオンアニマルは、通常よりも少なく食べ及び／又は飲み、それにより様々な身体的疾患になることがある。結果として、今日では、コンパニオンアニマルも気分障害の治療を受ける。したがって、本発明の一実施形態では、対象は、ヒトであってよく、又はコンパニオンアニマル、例えば、ネコ若しくはイヌであってもよい。
当業者であれば、本明細書に開示される本発明の全ての特徴を自由に組み合わせることができることを理解されたい。特に、本発明のバイオマーカーについて記載された特徴点は、本発明の使用及び本発明の方法と組み合わせることができ、逆もまた同様である。更に、本発明の異なる実施形態について記載された特徴を組み合わせてもよい。
本発明を実施例によって説明してきたが、特許請求の範囲で定義された本発明の範囲から逸脱することなく、変更及び改変を加えることができることを理解されたい。
更に、既知の均等物が特定の特徴に対して存在する場合、かかる均等物は、本明細書で具体的に言及されているかのように組み込まれる。本発明の更なる利点及び特徴は、図及び非限定例から明らかである。
実施例１
治験において使用される方法
実験計画
本実施例は、マクマスター大学医療センター（ハミルトン，カナダ）で実施された、二群並行での、前向き、無作為化、プラセボ対照、二重盲検、多施設試験である。
各治験群において、治験プロトコルを完了する被験者の人数は２０人とし、被験者は、治療群、すなわち、Ｂ．ロンガムを含む製品、又はＢ．ロンガムを含まないプラセボのいずれかに無作為に割り付けられた。
ベースライン期間は４週間設けた。次いで、患者は６週間治療を受け、更に４週間追跡調査された。
Ｒｏｍｅ ＩＩＩ基準で混合型ＩＢＳ又は下痢型ＩＢＳを有しており、不安及び抑うつの症状がある２１～６５歳の男性及び女性を、定義された選択基準及び除外基準（試験プロトコル０９．２５．ＮＲＣ）に従って治験に登録した。
検体採取
血漿試料、糞便試料、及び尿試料を、ベースライン期間の終了時及び治療期間の終了時に、メタボロミクスのために採取した。血液試料をＥＤＴＡ抗凝固チューブ内に得て、５００μＬのアリコートをクライオチューブに移し、分析前に－８０℃で保存した。糞便試料は患者が家庭で採取し、分析前に－８０℃で保存した。試料を凍結乾燥し、秤量した。次いで、５／６ｍｇのアリコートをクライオチューブに移し、－８０℃で保存した。朝の尿試料（５～１０ｍＬ）を、滅菌済みでありラベルを付したプラスチックチューブによって採取した。抗菌剤（アジ化ナトリウム、１ｍＭ）を試料に添加した後、１ｍＬのクライオチューブに移し、－４０℃で保存した。
メタボロミクス分析
化学物質
全ての標準は、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ及びＮｕ－ＣｈｅｋＰｒｅｐ（エリジアン，ＭＮ，ＵＳＡ）から入手した。全ての参照標準のストック溶液は、５ｍｇ／ｍＬ又は１ｍｇ／ｍＬの濃度で、ＨＰＬＣグレードのメタノール又は超純水により調製し、使用まで－８０℃で保存した。メタノール可溶性又は水溶性標準を含む混合標準溶液を、同じ化学分類の標準物質を組み合わせることによって調製した。異なる化学分類（アミノ酸、脂肪酸、カルボン酸、ヒドロキシル酸、フェノール酸、インドールなど）から合計で約１５０個の代表的な化合物を選択し、混合標準溶液を希釈することによって一連の標準溶液を作製し、較正曲線を作成した。内部ＲＩマーカーの混合物を、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ１８、Ｃ２０、Ｃ２２、Ｃ２４、Ｃ２６、Ｃ２８、及びＣ３０の直鎖長の１３種の一級アルカンを用いて調製し、それぞれ５ｍｇ／ｍＬの濃度でクロロホルムに溶解した。
生体試料の調製
タンパク質の沈殿後、乾燥試料を密封し、－８０℃で保存して、以降の自動化アルキルクロロホルメート誘導体化と、その後の、飛行時間型ＭＳ（ＬＥＣＯ ＰＥＧＡＳＵＳ ＨＴ）に連結したガスクロマトグラフィー（Ａｇｉｌｅｎｔ６８９０Ｎ）を使用するガスクロマトグラフィー（ＧＣ）質量分析（ＭＳ）に備えた。処理及び代謝産物同定のために、ＮｅｔＣＤＦフォーマットでソフトウェアＣｈｒｏｍａＴＯＦ（ｖ４．５０，Ｌｅｃｏ Ｃｏ．，ＣＡ，ＵＳＡ）にＧＣ－ＭＳデータをエクスポートした。本発明者らが構築した２つのアルキルクロロホルメート誘導体データベースにおいて、ＭＳ及びＫｏｖａｔｓ－ＲＩの両方を参照標準と７０％超の類似性で比較することによって、化合物の同定を実施した。試料名、化合物名、Ｋｏｖａｔｓ－ＲＩ、定量質量（ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍａｓｓ）、ピーク面積、及び濃度を含むデータセットを、ＣＳＶファイルにてエクスポートした。
統計解析
代謝プロファイル間の固有の類似性の存在を検出するために、ソフトウェアパッケージＳＩＭＣＡ－Ｐ＋（ｖｅｒｓｉｏｎ１４．０，Ｕｍｅｔｒｉｃｓ ＡＢ，Ｕｍｅａａ，Ｓｗｅｄｅｎ）及び社内で開発したＭＡＴＬＡＢルーチンを用いて、ケモメトリックス解析を実施した。代謝プロファイル間の類似性の存在を検出するために、主成分分析（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ、ＰＣＡ）、潜在的構造投影法（Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｌａｔｅｎｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、ＰＬＳ）、及び直交潜在構造投影法（ｔｈｅ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｌａｔｅｎｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ、Ｏ－ＰＬＳ）を用いた。モデルの妥当性を評価するために、７分割交差検証を用いた。７分割交差検証サイクルでの予測を行った試料により、Ｏ－ＰＬＳ－ＤＡモデルの分類精度を実証した。ＭＳベースの有力な代謝産物の濃度を、Ｗｉｌｃｏｘｏｎ－Ｍａｎｎ－Ｗｈｉｔｎｅｙ検定を用いて解析した。
実施例２
代謝産物の濃度測定
ターゲットを設定した定量的（ｑｕａｎｔｉａｔｉｖｅ）ＧＣ－ＭＳ分析は、３つのマトリックス中の約１００の代謝産物の定量的尺度を提供するものである。ヒトの血液試料では合計５６の代謝産物、ヒトの尿試料では７４の代謝産物、及びヒトの糞便試料では８５の代謝産物を定量した（表１）。この方法により、良好な品質管理結果を得て、代謝産物に関して生成されるデータの品質を確保した。このプロジェクトのために開発した方法を用いて、既報の腸内細菌叢代謝産物の大部分を測定において網羅した。細菌叢（ｍｉｃｒｏｂｉｏｍｅ）の産物に富むこのようなデータセットにより、代謝による腸内微生物叢及び宿主代謝産物の変動を通じてヒト病態生理を包括的に検査することができる。
実施例３
プロバイオティクスにより気分障害の改善が誘導されることに関連する代謝産物
ＭＳメタボノミクスデータ解析のために、１９人の被験者からの尿、糞便、及び血漿試料をプラセボ群に割り付け、１８人の患者からの分をプロバイオティクス治療群に割り付け、多変量データ解析に供した。ベースライン時及び介入後に、１つの予測成分（ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）及び２つの直交成分を用いてＯＰＬＳ判別分析（ＯＰＬＳ－ＤＡ）を行い、プラセボ群とプロバイオティクス群との間の代謝の違いをモデリングした。
統計的にロバストな多変量モデルは、介入後に、プロバイオティクスを補給した患者と対照被験者とを判別する、血漿代謝プロファイルに基づいて得ることができる（モデルパラメータ：（Ｒ２Ｘ ０．３５、Ｒ２Ｙ ０．８６、Ｑ２Ｙ ０．１１）。群の分離に寄与する代謝産物を、ＯＰＬＳ－ＤＡ係数のプロットの解析を通じて特定した。一変量データ解析の見地から最も有意な代謝産物パターンを示す方法として、Ｗｉｌｃｏｘｏｎ－Ｍａｎｎ－Ｗｈｉｔｎｅｙ検定を用いて、統計的な有意差を検定した。ビフィドバクテリウム・ロンガムＮＣＣ３００１の補給により、エチルメチルアセテート（すなわち２メチルブチレート）及びフェノールの濃度の変化が生じ得るものと考えられる（図１及び図２）。
抑うつの改善の間に測定されるものなどの、気分障害の改善に関連する尿、血漿、及び糞便の代謝産物の組成と、臨床エンドポイントとの間の関係を探るために、更にＰＬＳ回帰分析を行った。ターゲットを設定した定量的ＭＳの代謝産物濃度を活かして、多変量モデルにより、代謝産物の変化倍率と抑うつスコアの変化との間の関係を経時的に調査した。多変量モデルで特定された最も有力な代謝産物に基づいて、スピアマン相関を更に検定した（図４）。
最も有意な関連性の中で、抑うつの改善は、血漿エチルメチルアセテート（２－メチルブチレート）の増加、及び血漿フェノールの減少と関連し、これらは、プロバイオティクス補給によって影響を受けることが以前に示されていた。更に、抑うつの改善は、ドーパミン、ホモゲンチジン酸、及びグリシンの減少、すなわち、神経伝達物質の代謝に関与する３つの主要な代謝産物の減少に関連していた。尿では、抑うつの改善は、ガンマアミノ酪酸（ＧＡＢＡ）、トリプトファン、Ｎ－アセチルトリプトファンの尿中濃度の増加に関連し、これらも神経伝達物質の代謝に関与する重要な代謝産物である。
プロバイオティクスの補給は、２－メチルブチレートの循環の増加を誘導した一方で、フェノールでは減少を誘導した。この誘導は、腸内微生物の機能的生態系の調節が介在した可能性がより高い効果である。２－メチルブチレート（プロバイオティクスにより増加）は、抑うつの改善と正に相関するようにみえ、フェノール（プロバイオティクスにより減少）は、抑うつの改善と負に相関するようにみえた。いずれの代謝産物も、腸内微生物叢によるタンパク質及び芳香族アミノ酸代謝の推移を示す読み出し情報になり、したがって、抑うつ状態の改善に関連しプロバイオティクスにより誘導される、腸－脳の代謝的相互作用を直接的又は間接的に説明し得る。
フェノールを検査したところ、ドーパミンベータ－ヒドロキシラーゼを阻害する同様の特性を示した（Ｋｉｍ，Ｓ．Ｃ．；Ｋｌｉｎｍａｎ，Ｊ．Ｐ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｐａｍｉｎｅ ｂｅｔａ－ｍｏｎｏｏｘｙｇｅｎａｓｅ ｂｙ ｑｕｉｎｏｌ ａｎｄ ｐｈｅｎｏｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ，ａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｓｏｌｖｅｎｔ ａｎｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ ｉｓｏｔｏｐｅ ｅｆｆｅｃｔｓ．Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ １９９１，３０，８１３８－８１４４）。この代謝産物は、抑うつ代謝における、プロバイオティクスが関係する改善の作用機序に関与し得る。フェノールパターンは、血液、尿、及び便において同様である。
Figure 2022551057000001
Figure 2022551057000002

Claims (15)

  1. ２－メチルブチレートである、バイオマーカー。
  2. 対象の気分障害、気分障害の状態の改善及び／又は気分障害により生じる情動反応の改善を検出及び／又は定量するためのバイオマーカーとしての、２－メチルブチレートの使用。
  3. 対象の気分障害、気分障害の状態の改善及び／又は気分障害により生じる情動反応の改善を検出及び／又は定量するための方法であって、
    検査を受ける対象から得られた生体試料中の２－メチルブチレートの濃度を測定することと、
    前記対象の２－メチルブチレート濃度を所定の参照値と比較することと、を含み、
    前記試料中の２－メチルブチレート濃度が前記所定の参照値と比較して増加していると、前記対象の気分障害／気分障害の状態及び／又は気分障害により生じる情動反応の改善を示す、方法。
  4. 前記所定の参照値が、同じ対象から以前に得られたものである、請求項３に記載の方法。
  5. 前記所定の参照値が、対照集団における同様の体液中の平均２－メチルブチレート濃度に基づくものである、請求項３に記載の方法。
  6. 前記試料中及び参照中のバイオマーカーの濃度が、質量分析によって測定される、請求項３～５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記試料中及び参照中のバイオマーカーの濃度が、タンデム質量分析に連結した超高速液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィーによって測定される、請求項６に記載の方法。
  8. 前記所定の参照値が、検査を受ける対象から得られた生体試料中の２－メチルブチレートの濃度のように同様の体液から得られた２－メチルブチレート濃度に基づくものである、請求項３～７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記対象の所定の参照値が、気分障害の状態及び／又は気分障害により生じた情動反応を治療又は改善するための介入前に前記対象から採取された生体試料から得られたものである、請求項３～８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記対象の所定の参照値が、気分障害の状態及び／又は気分障害により生じる情動反応を治療又は改善するための介入中に、ただし前記生体試料が前記対象から得られるより少なくとも１週間前、例えば、少なくとも４週間前に、前記対象から採取された生体試料から得られたものである、請求項３～８のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記試料中の２－メチルブチレート濃度の、前記所定の基準値と比較して少なくとも６６％の増加が、前記対象の気分障害の状態の改善及び／又は気分障害により生じる情動反応の改善を示す、請求項３～１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記生体試料が、糞便、尿、血液、血清、及び血漿からなる群から選択される、請求項３～１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記方法が、対象における気分障害の状態及び／又は気分障害により生じる情動反応を治療又は改善する介入の進行をモニタリングするためのものであり、前記介入が、プロバイオティクスの投与を含む、請求項３～１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記プロバイオティクスが、ビフィドバクテリウム・ロンガムＮＣＣ３００１である、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記対象が、ヒト、又はコンパニオンアニマル、例えば、ネコ若しくはイヌである、請求項３～１４のいずれか一項に記載の方法。

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