JP6777643B2 - 腸内微生物叢及びgvhd - Google Patents

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Description

連邦政府により資金提供を受けた研究開発の記載
本発明は、国立衛生研究所(National Institutes of Health)から付与された認可番号R01 HL069929、R01−AI080455、R01−AI100288、R01−AI101406、P01−CA023766、及びP01−CA023766、ならびに国立アレルギー感染病研究所(U.S.National Institute of Allergy and Infectious Disease)から付与された契約HHSN272200900059Cの下、米国政府支援によりなされた。政府は本発明における特定の権利を有する。
本発明は概して移植片対宿主病(GVHD)に関する。より具体的には、本発明は、GVHD重症度/死亡の予測因子としての腸内種の役割に関し、GVHD関連の疾病率を減少させるための戦略を報告する。
同種骨髄移植(allo BMT)を受ける患者の予後における継続的改善にもかかわらず、GVHDは引き続きこの母集団における主な死亡原因である。現代の免疫抑制戦略は、GVHDを予防することに部分的にのみ効果的であり、同時に感染症及び疾病の再発のリスクを増大させる。故に、GVHDを減少させるが免疫機能をそのまま残す戦略が、潜在的に予後を改善し得る。1つのそのような戦略は、腸内微生物叢と総称される、我々の腸管内に住む微生物の複雑な群落を標的とすることである。
微生物叢とGVHDとの関係は、長い間疑われているが、依然として十分に理解されていない。無菌状態で移植されたマウスまたは腸除染抗生物質を受けるマウスは、軽症のGVHDを発症する。臨床研究は当初ほぼ完全な細菌除染の有益性を示唆したが4、5、後に明白な有益性がないことを示し6〜8、このアプローチは1990年代前半に中止された。部分的な腸除染は継続して実践されているが、最適な抗生物質についてはほとんど分かっていない。1つの研究が、シプロフロキサシンへのメトロニダゾールの添加が急性GVHDにおける著しい減少をもたらすことを発見し、嫌気性細菌がGVHD病因に寄与し得ることを示唆した10
しかしながら、より最近の研究は、このアプローチが理想的でない場合があることを示している。allo BMT中のメトロニダゾールの投与は、一部の患者においてはエンテロコッカス性菌血症に先行する、腸管内でのバンコマイシン耐性エンテロコッカスの増加と関連付けられた11。他の研究は、腸内の偏性嫌気性菌、特に特定のクロストリジウム種が、腸の恒常性の重要な媒介物であり、腸の制御性T細胞を増加させることによって炎症を防ぐことを発見した12
近年、生着時の細菌多様性の増大がallo BMT後の全生存の改善及び移植関連死亡と関連付けられることが報告された13。しかしながら研究された母集団は異質であり、具体的にはT細胞除去同種移植を受けた患者を45%含んでいた。この種の移植のレシピエントは、GVHDを発症するリスクがはるかに低い。恐らくは患者不足及び異質性が原因で、GVHD、感染症、及び臓器不全を含む、低い多様性と関連付けられる非再発死亡の下位カテゴリを決定することが不可能であった。
したがって、腸内微生物叢とGVHDとの関係を生かす治療が必要とされている。
本開示は、移植片対宿主病が骨髄及び/または造血幹細胞移植中に発生する腸内微生物叢の大きな変化と相関するという観察に基づくものであり、共生細菌がGVHDリスク及び重症度の予測因子及び調節因子であり得ることを示唆する。
したがって、本開示は、GVHDを予防するため、重症度を減少させるため、またはGVHDを治療するために、骨髄または造血幹細胞移植中の対象における哺乳動物の細菌胃腸内微生物叢の損失を防ぐまたは復元するための方法及び組成物に関する。本開示は、保護性細菌の持続的な損失を有する対象において細菌を復元し、内在性集団または再定着した細菌をサポートするための、第一に関連細菌の損失を防ぐためのいくつかのアプローチまたはそれらの組み合わせを包含する。本アプローチは、
(1)内在性保護性細菌を保全しその損失を防ぐ方法としての、偏性嫌気性細菌に対してより低い活性を有する抗生物質の選択と、
(2)内在性集団または再定着した有益細菌の増殖をサポートするプレバイオティクスを提供することと、
(3)有益細菌が既に失われている場合、プロバイオティクスを提供すること、即ち、胃腸管に再定着させるために1つ以上の有益細菌を含む治療有効量の治療用組成物を対象に投与することと、を含む。
一態様において、本開示は、例えば嫌気性菌に対して高活性を有する抗生物質への曝露の結果として失われた胃腸の細菌を復元するための方法であって、有効量のクロストリジウム目からの少なくとも1つの細菌、またはそれらの組み合わせをそのような治療を必要とする対象に投与することを含む方法に関する。ある実施形態において、細菌は経口投与される。代替的に、細菌は、例えば浣腸により直腸投与され得る。
関連した態様において、本開示は、移植片対宿主病(GVHD)及びGVHD関連死亡の低減のための組成物に関する。それは、GVHD関連死亡と相関する腸の微生物叢において変化があるという観察に基づく。特に、キシロース、ラフィノース、セロビオース、またはメリチトースを発酵させるいくつかの有機体を含む特定の細菌種の存在が、GVHD関連死亡を減少させることに特に効果的である。
一態様において、本開示は、骨髄移植または造血幹細胞移植を受ける対象における、移植片対宿主病(GVHD)を発症するリスクを減少させる及び/またはGVHDを治療する方法に関し、本方法は、クロストリジウム目からの1つ以上の細菌を含む治療有効量の治療用組成物を対象に投与することを含み、本組成物は、
(i)移植前もしくは移植後のいずれかに対象の微生物叢中で圧倒的に少ない1つ以上の細菌分類群の増殖もしくは活性を促進する、または
(ii)対象中の微生物叢中で圧倒的多数の1つ以上の細菌分類群の増殖もしくは活性を抑制する。
別の態様において、本発明は、対象におけるGVHDの可能性、発生率、または重症度を減少させる方法に関し、本方法は、少なくとも1種のクロストリジウム目を含む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において、有機体は、GenBank X94966のヌクレオチド配列、配列番号1、3、4、5、7、8、9、12、及び15より選択されるヌクレオチド配列、または該配列のいずれかと約98%〜100%同一の配列(いくつかの実施形態においては約99〜100%、他の実施形態においては約99.5〜100%)を有する16Sr DNAを含む。いくつかの実施形態において、治療用組成物は、ブラウチア属、ルミノコッカス属、ユーバクテリウム属、ホールディマニア属、及びクロストリジウム属より選択される細菌を含む。いくつかの実施形態において、細菌は、ルミノコッカスオベウム、クロストリジウムハセワイ、ユーバクテリウムデスモランス、ドレアロンギカテナ、ルミノコッカスラクタリス(ブラウチアプロダクタ)、ユーバクテリウムコントルム、ルミノコッカスファエシス、ホールディマニアフィリフォルミス、クロストリジウムソルデリイ、及びそれらの組み合わせまたは混合物からなる群より選択される。
いくつかの実施形態において、ブラウチア種はブラウチアプロダクタである。
したがって、関連した態様において、本発明は、クロストリジウム種を含む治療用組成物に関する。いくつかの実施形態において、有機体は、GenBank X94966のヌクレオチド配列、配列番号1、3、4、5、7、8、9、12、及び15より選択されるヌクレオチド配列、または該配列のいずれかと約98%〜100%同一の配列(いくつかの実施形態においては約99〜100%、他の実施形態においては約99.5〜100%)を有する16Sr DNAを含む。いくつかの実施形態において、治療用組成物は、ブラウチア属、ルミノコッカス属、ユーバクテリウム属、ホールディマニア属、及びクロストリジウム属より選択される細菌を含む。いくつかの実施形態において、細菌は、ルミノコッカスオベウム、クロストリジウムハセワイ、ユーバクテリウムデスモランス、ドレアロンギカテナ、ルミノコッカスラクタリス(ブラウチアプロダクタ)、ユーバクテリウムコントルム、ルミノコッカスファエシス、ホールディマニアフィリフォルミス、クロストリジウムソルデリイ、及びそれらの組み合わせまたは混合物からなる群より選択される。
別の関連した実施形態において、本発明は、GVHDの可能性を減少させるまたはGVHDを予防するための方法に関し、ここで少なくとも1種のクロストリジウム目を含む組成物が、allo BMTの約1週間〜約2週間前に、いくつかの実施形態においてはallo BMTの約1日〜約2週間前に、及びいくつかの実施形態においてはallo BMTの約7〜10日前に対象に投与される。
骨髄移植(BMT)または造血幹細胞移植(HSCT)を受ける対象において移植片対宿主病(GVHD)のリスク、発生率、または重症度を減少させるための方法であって、対象が、メトロニダゾール、ピペラシリン−タゾバクタム(pip−tazo)、イミペネムからなる群より選択される抗生物質の静脈内投与によって好中球減少性発熱の治療を受けたとき、治療有効量の経口バンコマイシンまたはアンピシリンを対象に投与することを含む、方法。
骨髄移植(BMT)または造血幹細胞移植(HSCT)後の対象において移植片対宿主病(GVHD)を発症するリスクを減少させるための方法であって、対象からの糞便物質の試料中のアッカーマンシアムシニフィラの存在量を決定することと、アッカーマンシアムシニフィラの存在量が1%〜10%を上回るときに、アンピシリン及び経口バンコマイシンより選択される治療有効量の抗生物質を対象に投与することとを含み、抗生物質の投与が、アッカーマンシアムシニフィラの存在量を減少させ、GVHDのリスクが減少されるか、または排除される、方法。いくつかの実施形態において、2%を上回る該試料中のアッカーマンシアムシニフィラの存在量は、GVHDを発症するリスクを示す。アッカーマンシアムシニフィラの存在量は、移植前、移植に関連した好中球減少性発熱のための抗生物質治療後、または両方において決定される。
特定の実施形態では、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
クロストリジウム目の細菌の1つ以上の精製された集団を含む、骨髄移植(BMT)または造血幹細胞移植(HSCT)後の移植片対宿主病(GVHD)の予防及び/または治療のための治療用組成物。
(項目2)
前記細菌が、配列番号1、3、4、5、7、8、9、12、及び15のうちの1つのヌクレオチド配列または前記配列と約98%〜100%同一のヌクレオチド配列を有する16Sr DNAを含む、項目1に記載の治療用組成物。
(項目3)
前記細菌が、ブラウチア(Blautia)属、ルミノコッカス属、ユーバクテリウム属、ホールディマニア属、及びクロストリジウム属、またはブラウチア様種より選択される、項目1に記載の治療用組成物。
(項目4)
前記細菌が、ルミノコッカスオベウム、クロストリジウムハセワイ、ユーバクテリウムデスモランス、ドレアロンギカテナ、ルミノコッカスラクタリス(ブラウチアプロダクタ(Blautia producta))、ユーバクテリウムコントルム(Eubacterium contorum)、ルミノコッカスファエシス、ホールディマニアフィリフォルミス、クロストリジウムソルデリイ、及びそれらの組み合わせまたは混合物からなる群より選択される、項目3に記載の治療用組成物。
(項目5)
前記組成物中の前記細菌が、生細菌、凍結細菌、発芽可能な胞子、またはそれらの組み合わせである、項目1〜4に記載の治療用組成物。
(項目6)
前記細菌が、10 〜10 10 CFUの1回量で存在する、項目1〜5に記載の治療用組成物。
(項目7)
前記細菌が、10 〜10 CFUの1回量で存在する、項目1〜5に記載の治療用組成物。
(項目8)
前記細菌が、10 〜10 CFUの1回量で存在する、項目1〜5に記載の治療用組成物。
(項目9)
前記細菌が、キシロース、ラフィノース、セロビオース、またはメリチトース(melizitose)より選択されるオリゴ糖を発酵させる、項目3〜5のいずれかに記載の治療用組成物。
(項目10)
経口投与用に製剤化された項目1〜9のいずれかに記載の治療用組成物。
(項目11)
結腸/直腸投与用に製剤化された項目1〜9のいずれかに記載の治療用組成物。
(項目12)
骨髄または造血幹細胞移植を受ける対象における、移植片対宿主病(GVHD)を発症するリスクを減少させる及び/またはGVHDを治療する方法であって、クロストリジウム目からの1つ以上の細菌を含む治療有効量の治療用組成物を前記対象に投与することを含む、方法。
(項目13)
前記細菌が、ブラウチア属、ルミノコッカス属、ユーバクテリウム属、ホールディマニア属、及びクロストリジウム属、またはブラウチア様種より選択される、項目12に記載の方法。
(項目14)
前記細菌が、ルミノコッカスオベウム、クロストリジウムハセワイ、ユーバクテリウムデスモランス、ドレアロンギカテナ、ルミノコッカスラクタリス(ブラウチアプロダクタ)、ユーバクテリウムコントルム、ルミノコッカスファエシス、ホールディマニアフィリフォルミス、クロストリジウムソルデリイ、及びそれらの組み合わせまたは混合物からなる群より選択される、項目12に記載の方法。
(項目15)
前記組成物が、
(i)移植前もしくは移植後のいずれかに対象の微生物叢中で圧倒的に少ない1つ以上の細菌分類群の増殖もしくは活性を促進する、または
(ii)前記対象の微生物叢中で圧倒的多数の1つ以上の細菌分類群の増殖もしくは活性を抑制する、項目12〜14に記載の方法。
(項目16)
前記方法が、項目1〜9のいずれか一項に記載の治療用組成物を前記対象に投与することを含む、項目12または15に記載の方法。
(項目17)
前記組成物が、嫌気性菌に対して高活性を有する抗生物質を用いた前記対象の治療の中断から約1日〜約2週間後に前記対象に投与される、項目12に記載の方法。
(項目18)
前記組成物が、allo−BMTまたはallo−HSCTの約7〜10日前に前記対象に投与される、項目12に記載の方法。
(項目19)
前記組成物が、allo−BMTまたはallo−HSCTの約1日〜約1週間前に前記対象に投与される、項目12に記載の方法。
(項目20)
allo−BMTもしくはallo−HSCTを受ける個人におけるGVHDの予防、リスクの減少、及び/または治療での使用のための、クロストリジウム目からの1つ以上の細菌を含む治療用組成物。
(項目21)
前記治療用組成物が、ブラウチア属、ルミノコッカス属、ユーバクテリウム属、ホールディマニア属、及びクロストリジウム属、またはブラウチア様種より選択される、項目20に記載の治療用組成物。
(項目22)
前記治療用組成物が、ルミノコッカスオベウム、クロストリジウムハセワイ、ユーバクテリウムデスモランス、ドレアロンギカテナ、ルミノコッカスラクタリス(ブラウチアプロダクタ)、ユーバクテリウムコントルム、ルミノコッカスファエシス、ホールディマニアフィリフォルミス、クロストリジウムソルデリイ、及びそれらの組み合わせまたは混合物からなる群より選択される、項目20に記載の治療用組成物。
(項目23)
クロストリジウム種によって発酵される糖を含んで、GVHDの治療のために前記種の増殖をサポートする栄養補給剤。
(項目24)
前記糖が、キシロース、ラフィノース、セロビオース、メリチトース、またはそれらの組み合わせもしくは混合物である、項目23に記載の栄養補給剤。
(項目25)
骨髄移植(BMT)または造血幹細胞移植(HSCT)後の対象において移植片対宿主病(GVHD)を発症するリスクを減少させるための方法であって、
(a)前記対象からの糞便物質の試料中のアッカーマンシアムシニフィラの存在量を決定することと、
(b)アッカーマンシアムシニフィラの存在量が1%〜10%を上回るときに、アンピシリン及び経口バンコマイシンより選択される治療有効量の抗生物質を前記対象に投与することと
を含み、前記抗生物質の投与が、アッカーマンシアムシニフィラの存在量を減少させ、GVHDの前記リスクが減少されるか、または排除される、方法。
(項目26)
前記試料中のアッカーマンシアムシニフィラの存在量が2%を上回る、項目25に記載の方法。
(項目27)
アッカーマンシアムシニフィラの存在量が、移植前、移植に関連した好中球減少性発熱のための抗生物質治療後、または両方において決定される、項目25に記載の方法。
(項目28)
骨髄移植(BMT)または造血幹細胞移植(HSCT)後にGVHDを発症するリスクについて対象をスクリーニングするための方法であって、前記対象からの糞便物質の試料中のクロストリジウム目の細菌種の存在量を決定することを含み、前記試料中の前記クロストリジウム種の低存在量がGVHDの増大したリスクを示す、方法。
(項目29)
前記クロストリジウム種の存在量が0.5%〜0.01%未満である、項目28に記載の方法。
(項目30)
前記クロストリジウム種の存在量が0.25%〜0.02%未満である、項目28に記載の方法。
(項目31)
前記クロストリジウム種の存在量が0.05%未満である、項目28に記載の方法。
(項目32)
前記クロストリジウムが、配列番号1〜16のうちの1つのヌクレオチド配列または前記配列と約98%〜100%同一のヌクレオチド配列を有する16Sr DNAを含む、項目28に記載の方法。
(項目33)
前記細菌がブラウチアまたはブラウチア様種である、項目28に記載の方法。
(項目34)
前記細菌が、ブラウチアプロダクタ、[ルミノコッカス]オベウム、クロストリジウムハセワイ、ユーバクテリウムデスモランス、ドレアロンギカテナ、ルミノコッカスラクタリス(ブラウチアプロダクタ)、ユーバクテリウムコントルタム、ルミノコッカスファエシス、ホールディマニアフィリフォルミス、クロストリジウムソルデリイ、及びそれらの組み合わせまたは混合物からなる群より選択される、項目28に記載の方法。
(項目35)
骨髄移植(BMT)または造血幹細胞移植(HSCT)を受ける対象において移植片対宿主病(GVHD)を発症するリスクを減少させるための方法であって、クロストリジウム種の増殖をサポートするために栄養補給剤を前記対象に投与することを含み、前記補給剤が、前記種によって発酵される糖を含む、方法。
(項目36)
前記糖が、キシロース、ラフィノース、セロビオース、メリチトース、またはそれらの組み合わせもしくは混合物である、項目35に記載の方法。
(項目37)
前記栄養補給剤が移植前または後に投与される、項目35に記載の方法。
(項目38)
治療有効量の項目1〜9に記載の組成物を前記対象に投与することをさらに含む、項目35に記載の方法。
(項目39)
骨髄移植(BMT)または造血幹細胞移植(HSCT)を受ける対象において移植片対宿主病(GVHD)のリスク、発生率、または重症度を減少させるための方法であって、前記対象が、メトロニダゾール、ピペラシリン−タゾバクタム(pip−tazo)、イミペネムからなる群より選択される抗生物質の静脈内投与によって好中球減少性発熱の治療を受けたとき、治療有効量の経口バンコマイシンまたはアンピシリンを前記対象に投与することを含む、方法。
(項目40)
骨髄移植(BMT)または造血幹細胞移植(HSCT)を受ける対象において移植片対宿主病(GVHD)のリスク、発生率、または重症度を減少させるための方法であって、静脈内バンコマイシン、セフトリアキソン、セフタジジム、セフェピム、アズトレオナム、トリメトプリム−スルファメトキサゾール、シプロフロキサシン、レボフロキサシン、及びアトバコンからなる群より選択される、嫌気性細菌に対する活性が低下した抗生物質を前記対象に投与することを含む、方法。
腸内フローラにおける変化がGVHD関連死亡における差と関連付けられることを示す。A)初期フローラコホート内の64人の患者からの大便試料の細菌組成を、16S遺伝子配列決定によって分析し、細菌多様性をシャノン指数を使用して定量化した。患者を中央シャノン指数値(2.6)によって層化し、GVHD関連死亡の累積発生率について分析した。下半分は、中央値未満のシャノン指数を有する患者を示し、上半分は、中央値を超えるシャノン指数を有する患者を示す。B)GVHD関連死亡予後と細菌属との関連性をLEfSe分析によって定量化した。C)第1のフローラコホート及びそれに続くフローラコホートからの患者を中央ブラウチア存在量(共に0.05%)によって層化し、GVHD関連死亡の発生率について分析した。 腸内フローラにおける変化がGVHD関連死亡における差と関連付けられることを示す。A)初期フローラコホート内の64人の患者からの大便試料の細菌組成を、16S遺伝子配列決定によって分析し、細菌多様性をシャノン指数を使用して定量化した。患者を中央シャノン指数値(2.6)によって層化し、GVHD関連死亡の累積発生率について分析した。下半分は、中央値未満のシャノン指数を有する患者を示し、上半分は、中央値を超えるシャノン指数を有する患者を示す。B)GVHD関連死亡予後と細菌属との関連性をLEfSe分析によって定量化した。C)第1のフローラコホート及びそれに続くフローラコホートからの患者を中央ブラウチア存在量(共に0.05%)によって層化し、GVHD関連死亡の発生率について分析した。 腸内フローラにおける変化がGVHD関連死亡における差と関連付けられることを示す。A)初期フローラコホート内の64人の患者からの大便試料の細菌組成を、16S遺伝子配列決定によって分析し、細菌多様性をシャノン指数を使用して定量化した。患者を中央シャノン指数値(2.6)によって層化し、GVHD関連死亡の累積発生率について分析した。下半分は、中央値未満のシャノン指数を有する患者を示し、上半分は、中央値を超えるシャノン指数を有する患者を示す。B)GVHD関連死亡予後と細菌属との関連性をLEfSe分析によって定量化した。C)第1のフローラコホート及びそれに続くフローラコホートからの患者を中央ブラウチア存在量(共に0.05%)によって層化し、GVHD関連死亡の発生率について分析した。 ブラウチア存在量とallo BMT後の予後との関連性を示す。2つのフローラコホートからの患者を組み合わせて、0.05%未満または0.05%超のブラウチア存在量によって層化し、示された予後について評価したところ、同様の結果がそれぞれ個々のコホートにおいて見られた。 ブラウチア存在量と臨床的急性のGVHDとの関連性を示す。A)患者を0.05%未満または0.05%超のブラウチア存在量によって層化し、示された重症度等級の急性GVHDの発症、ならびにコルチコステロイドを用いた全身療法を必要とする急性GVHDについて評価した。B)患者を典型的な標的器官における急性GVHDの発症について評価した。 ブラウチア存在量と臨床的急性のGVHDとの関連性を示す。A)患者を0.05%未満または0.05%超のブラウチア存在量によって層化し、示された重症度等級の急性GVHDの発症、ならびにコルチコステロイドを用いた全身療法を必要とする急性GVHDについて評価した。B)患者を典型的な標的器官における急性GVHDの発症について評価した。 allo BMT患者におけるブラウチア存在量の潜在的な決定因子を同定すること。A)両方のフローラコホートからのすべての利用可能な大便試料におけるブラウチア存在量を評価し、グラフ表示した。存在量トレンドは、移動平均フィルタリングを使用して構築された(青色の実線、95%信頼区間は灰色で示される)。B)試料採取前の嫌気性カバーを有する抗生物質への曝露により患者をサブセット化し、TPN療法の継続期間、及びブラウチア存在量を評価した。C)試料採取前に嫌気性カバーを有する抗生物質へ暴露されなかった患者のサブセットを、TPN療法の長さによってさらにサブセット化し、12日目と比較して12日目より前の大便試料中のブラウチア存在量について評価した。 allo BMT患者におけるブラウチア存在量の潜在的な決定因子を同定すること。A)両方のフローラコホートからのすべての利用可能な大便試料におけるブラウチア存在量を評価し、グラフ表示した。存在量トレンドは、移動平均フィルタリングを使用して構築された(青色の実線、95%信頼区間は灰色で示される)。B)試料採取前の嫌気性カバーを有する抗生物質への曝露により患者をサブセット化し、TPN療法の継続期間、及びブラウチア存在量を評価した。C)試料採取前に嫌気性カバーを有する抗生物質へ暴露されなかった患者のサブセットを、TPN療法の長さによってさらにサブセット化し、12日目と比較して12日目より前の大便試料中のブラウチア存在量について評価した。 allo BMT患者におけるブラウチア存在量の潜在的な決定因子を同定すること。A)両方のフローラコホートからのすべての利用可能な大便試料におけるブラウチア存在量を評価し、グラフ表示した。存在量トレンドは、移動平均フィルタリングを使用して構築された(青色の実線、95%信頼区間は灰色で示される)。B)試料採取前の嫌気性カバーを有する抗生物質への曝露により患者をサブセット化し、TPN療法の継続期間、及びブラウチア存在量を評価した。C)試料採取前に嫌気性カバーを有する抗生物質へ暴露されなかった患者のサブセットを、TPN療法の長さによってさらにサブセット化し、12日目と比較して12日目より前の大便試料中のブラウチア存在量について評価した。 GVHD関連死亡と潜在的に関連のある他の因子の評価は、この患者母集団においては極めて予測的ではない。組み合わせたコホートからの患者を示された細菌属(ラクトバチルス0.2%、バクテロイデス0.02%、ベイルノエラ(Veillnoella)0.03%、エンテロコッカス1.3%)の存在量中央値によって層化し、GVHD関連死亡の発生率を評価した。 ブラウチア及び関連細菌の分類学的分類レベルによる評価及びGVHD関連死亡との関連性。組み合わせたフローラコホートからの患者を示された細菌分類群(ファーミキューテス95%、クロストリジウム(クロストリジウム)3.5%、クロストリジウム目2.9%、ラクノスピラセアエ(Lachnospiraceae)0.2%、ブラウチア0.05%)の存在量中央値によって層化し、GVHD関連死亡の発生率を評価した。種レベルでは、存在量中央値は、3つすべての分類群で0%であり、層化後に不均等な数の患者をもたらした。ルミノコッカスオベウムは、16Sr RNA遺伝子類似性によりブラウチア属のメンバーであると見なされるが、第2の国における第2の微生物株保存機関にこの種を寄託することができなかったために、細菌命名規約により正式に改称されていない。 ブラウチア及び関連細菌の分類学的分類レベルによる評価及びGVHD関連死亡との関連性。組み合わせたフローラコホートからの患者を示された細菌分類群(ファーミキューテス95%、クロストリジウム(クロストリジウム)3.5%、クロストリジウム目2.9%、ラクノスピラセアエ(Lachnospiraceae)0.2%、ブラウチア0.05%)の存在量中央値によって層化し、GVHD関連死亡の発生率を評価した。種レベルでは、存在量中央値は、3つすべての分類群で0%であり、層化後に不均等な数の患者をもたらした。ルミノコッカスオベウムは、16Sr RNA遺伝子類似性によりブラウチア属のメンバーであると見なされるが、第2の国における第2の微生物株保存機関にこの種を寄託することができなかったために、細菌命名規約により正式に改称されていない。 ブラウチア及び関連細菌の分類学的分類レベルによる評価及びGVHD関連死亡との関連性。組み合わせたフローラコホートからの患者を示された細菌分類群(ファーミキューテス95%、クロストリジウム(クロストリジウム)3.5%、クロストリジウム目2.9%、ラクノスピラセアエ(Lachnospiraceae)0.2%、ブラウチア0.05%)の存在量中央値によって層化し、GVHD関連死亡の発生率を評価した。種レベルでは、存在量中央値は、3つすべての分類群で0%であり、層化後に不均等な数の患者をもたらした。ルミノコッカスオベウムは、16Sr RNA遺伝子類似性によりブラウチア属のメンバーであると見なされるが、第2の国における第2の微生物株保存機関にこの種を寄託することができなかったために、細菌命名規約により正式に改称されていない。 前処置強度及び移植片源サブセットにおけるブラウチア存在量とGVHD関連死亡との関連性を評価すること。A)患者を前処置強度によってサブセット化し、0.05%未満または0.05%超のブラウチア存在量によって層化し、GVHD関連死亡の発生率について評価した。B)患者を移植片源によってサブセット化し、0.05%未満または0.05%超のブラウチア存在量によって層化し、GVHD関連死亡の発生率について評価した。 前処置強度及び移植片源サブセットにおけるブラウチア存在量とGVHD関連死亡との関連性を評価すること。A)患者を前処置強度によってサブセット化し、0.05%未満または0.05%超のブラウチア存在量によって層化し、GVHD関連死亡の発生率について評価した。B)患者を移植片源によってサブセット化し、0.05%未満または0.05%超のブラウチア存在量によって層化し、GVHD関連死亡の発生率について評価した。 抗生物質及びTPN療法サブセットにおけるブラウチア存在量とGVHD関連死亡との関連性を評価すること。A)患者を嫌気性活性を有する抗生物質への曝露によってグループ化し、0.05%未満または0.05%超のブラウチア存在量によって層化し、GVHD関連死亡の発生率について評価した。B)患者をTPN療法の継続期間によってサブセット化し、0.05%未満または0.05%超のブラウチア存在量によって層化し、GVHD関連死亡の発生率について評価した。 抗生物質及びTPN療法サブセットにおけるブラウチア存在量とGVHD関連死亡との関連性を評価すること。A)患者を嫌気性活性を有する抗生物質への曝露によってグループ化し、0.05%未満または0.05%超のブラウチア存在量によって層化し、GVHD関連死亡の発生率について評価した。B)患者をTPN療法の継続期間によってサブセット化し、0.05%未満または0.05%超のブラウチア存在量によって層化し、GVHD関連死亡の発生率について評価した。 ブラウチアの標的栄養サポートがGVHDの状況における存在量の増加及びGVHD重症度の軽減をもたらすことを示す。C57BL/6マウスの飲料水を、一般にブラウチアによって発酵される糖であるキシロース(10g/L)で処理した(BMTの1週間前に開始)。左:ブラウチアの腸内存在量をBMTの14日後に評価した(単一の実験の結果)。右:マウスを臨床的なGVHDの発症について追跡した(2つの実験の結果を組み合わせた)。 ラフィノースでの標的栄養サポートがGVHD重症度を軽減することを示す。C57BL/6マウスの飲料水を、一般にブラウチアによって発酵される糖であるラフィノース(10g/L)で処理した(BMTの1週間前に開始)。マウスを臨床的なGVHDの発症について追跡した(3つの実験の結果を組み合わせた)。 インビトロでのブラウチアの増殖が、飢餓条件下でラクトバチルスジョンソニイにより放出される因子によって抑制されることを示す。A)マウスブラウチア(Murine Blautia)を、限られた培地または広大な培地の状況において、ペプトン酵母グルコース培養液中、単独またはマウスL.ジョンソニイと共に、のいずれかで増殖させ、生コロニーを定量化した。B)L.ジョンソニイを培地内で定常期まで増殖させ、次いで細菌濾過してラクト条件培地を生成した。L.ジョンソニイ及びマウスブラウチアの生存能力に対するラクト条件培地の影響を、1:1比で新しい培地と混合したときに評価した。3つの還元剤の添加の影響も評価した。 腸内ブラウチア存在量がヒトにおけるGVHDを予測することを示す。A)ブラウチアの存在量によって層化される105人の患者のコホートを腸GVHDの発生率について評価した。B)ブラウチア存在量によって層化される同じコホートをGVHD関連死亡について評価した。 腸内ブラウチア存在量がヒトにおけるGVHDを予測することを示す。A)ブラウチアの存在量によって層化される105人の患者のコホートを腸GVHDの発生率について評価した。B)ブラウチア存在量によって層化される同じコホートをGVHD関連死亡について評価した。 マウスへのブラウチアの投与がGVHD重症度を緩和することを示す。マウスを、2日間にわたるバンコマイシン、2日間にわたるアンピシリンで経口により治療し、次いで5及び7日後にマウス由来のブラウチアまたはエンテロコッカスを接種し、次いで2週間後に放射線で治療し、B10.BR骨髄及びT細胞を移植した。A)全生存、2つの実験からの組み合わせた結果。B)T細胞集団の流動細胞評価、単一の実験の結果、BMT14日目に採取されたマウス(n=4/グループ)。C)マウスを、Aと同様であるがBMTなしで、抗生物質及び細菌で治療し、大便を、細菌導入の2週間後HPLCによって短鎖脂肪酸量について評価した。 マウスへのブラウチアの投与がGVHD重症度を緩和することを示す。マウスを、2日間にわたるバンコマイシン、2日間にわたるアンピシリンで経口により治療し、次いで5及び7日後にマウス由来のブラウチアまたはエンテロコッカスを接種し、次いで2週間後に放射線で治療し、B10.BR骨髄及びT細胞を移植した。A)全生存、2つの実験からの組み合わせた結果。B)T細胞集団の流動細胞評価、単一の実験の結果、BMT14日目に採取されたマウス(n=4/グループ)。C)マウスを、Aと同様であるがBMTなしで、抗生物質及び細菌で治療し、大便を、細菌導入の2週間後HPLCによって短鎖脂肪酸量について評価した。 マウスへのブラウチアの投与がGVHD重症度を緩和することを示す。マウスを、2日間にわたるバンコマイシン、2日間にわたるアンピシリンで経口により治療し、次いで5及び7日後にマウス由来のブラウチアまたはエンテロコッカスを接種し、次いで2週間後に放射線で治療し、B10.BR骨髄及びT細胞を移植した。A)全生存、2つの実験からの組み合わせた結果。B)T細胞集団の流動細胞評価、単一の実験の結果、BMT14日目に採取されたマウス(n=4/グループ)。C)マウスを、Aと同様であるがBMTなしで、抗生物質及び細菌で治療し、大便を、細菌導入の2週間後HPLCによって短鎖脂肪酸量について評価した。 栄養摂取量の減少がallo BMTレシピエント中のブラウチアの損失を推進するように見えることを示す。A)94人のallo BMT患者を、移植入院中、毎週、腸内微生物叢の変化について評価した。ブラウチア存在量は、移動平均フィルタリングを使用して構築された、灰色で示される95%信頼帯を伴う黒色の実線で描写される。B)ブラウチア存在量を、経口摂取不良のための代用マーカーである完全静脈栄養(TPN)を受けているまたは受けていないいずれかのallo BMT患者から採取した大便試料において測定した。C)毎日の栄養及び微生物叢分析を、移植入院中に5人のallo BMT患者において採取し、ブラウチアの存在量を、kCal摂取によって層化される大便試料について分析した。D)大便中のクロストリジウム目(ブラウチアが属する目)存在量を、摂餌量の25%低下の1週間前及び後のマウスにおいて測定した。 栄養摂取量の減少がallo BMTレシピエント中のブラウチアの損失を推進するように見えることを示す。A)94人のallo BMT患者を、移植入院中、毎週、腸内微生物叢の変化について評価した。ブラウチア存在量は、移動平均フィルタリングを使用して構築された、灰色で示される95%信頼帯を伴う黒色の実線で描写される。B)ブラウチア存在量を、経口摂取不良のための代用マーカーである完全静脈栄養(TPN)を受けているまたは受けていないいずれかのallo BMT患者から採取した大便試料において測定した。C)毎日の栄養及び微生物叢分析を、移植入院中に5人のallo BMT患者において採取し、ブラウチアの存在量を、kCal摂取によって層化される大便試料について分析した。D)大便中のクロストリジウム目(ブラウチアが属する目)存在量を、摂餌量の25%低下の1週間前及び後のマウスにおいて測定した。 栄養摂取量の減少がallo BMTレシピエント中のブラウチアの損失を推進するように見えることを示す。A)94人のallo BMT患者を、移植入院中、毎週、腸内微生物叢の変化について評価した。ブラウチア存在量は、移動平均フィルタリングを使用して構築された、灰色で示される95%信頼帯を伴う黒色の実線で描写される。B)ブラウチア存在量を、経口摂取不良のための代用マーカーである完全静脈栄養(TPN)を受けているまたは受けていないいずれかのallo BMT患者から採取した大便試料において測定した。C)毎日の栄養及び微生物叢分析を、移植入院中に5人のallo BMT患者において採取し、ブラウチアの存在量を、kCal摂取によって層化される大便試料について分析した。D)大便中のクロストリジウム目(ブラウチアが属する目)存在量を、摂餌量の25%低下の1週間前及び後のマウスにおいて測定した。 栄養摂取量の減少がallo BMTレシピエント中のブラウチアの損失を推進するように見えることを示す。A)94人のallo BMT患者を、移植入院中、毎週、腸内微生物叢の変化について評価した。ブラウチア存在量は、移動平均フィルタリングを使用して構築された、灰色で示される95%信頼帯を伴う黒色の実線で描写される。B)ブラウチア存在量を、経口摂取不良のための代用マーカーである完全静脈栄養(TPN)を受けているまたは受けていないいずれかのallo BMT患者から採取した大便試料において測定した。C)毎日の栄養及び微生物叢分析を、移植入院中に5人のallo BMT患者において採取し、ブラウチアの存在量を、kCal摂取によって層化される大便試料について分析した。D)大便中のクロストリジウム目(ブラウチアが属する目)存在量を、摂餌量の25%低下の1週間前及び後のマウスにおいて測定した。 (Shono論文からの1つは)好中球減少性発熱のための嫌気性菌活性抗生物質の臨床的使用がGVHD関連死亡の増加と関連付けられることを示す。(A)1994年から2013年の間に発明者らの施設にて非T細胞除去allo−HSCTを受け、かつ好中球減少性発熱のための抗生物質を受けた283人の成人患者のレトロスペクティブコホートを同定した。患者を嫌気性菌に対する著しい活性を有する抗生物質への曝露によって層化した。示された予後を、ログランク検定によって比較されるカプラン−マイヤープロット及び曲線により描写した。(B〜G)糞便微生物叢組成及びallo−HSCTの期間中の抗生物質治療の投与を描写した、時間経過を伴う6つの代表的な臨床症例。治療の状況おいて発生するフローラ組成の変遷が、アズトレオナム(B及びC)、イミペネム(D)、pip/tazo(E及びF)、メトロニダゾール(B)、及び最小のフローラ攪乱抗生物質(G)について示される。(H)示された抗生物質での治療前後に採取された、allo−HSCTを受けている患者からの糞便試料対におけるクロストリジウム目の存在量の変化。 (Shono論文からの1つは)好中球減少性発熱のための嫌気性菌活性抗生物質の臨床的使用がGVHD関連死亡の増加と関連付けられることを示す。(A)1994年から2013年の間に発明者らの施設にて非T細胞除去allo−HSCTを受け、かつ好中球減少性発熱のための抗生物質を受けた283人の成人患者のレトロスペクティブコホートを同定した。患者を嫌気性菌に対する著しい活性を有する抗生物質への曝露によって層化した。示された予後を、ログランク検定によって比較されるカプラン−マイヤープロット及び曲線により描写した。(B〜G)糞便微生物叢組成及びallo−HSCTの期間中の抗生物質治療の投与を描写した、時間経過を伴う6つの代表的な臨床症例。治療の状況おいて発生するフローラ組成の変遷が、アズトレオナム(B及びC)、イミペネム(D)、pip/tazo(E及びF)、メトロニダゾール(B)、及び最小のフローラ攪乱抗生物質(G)について示される。(H)示された抗生物質での治療前後に採取された、allo−HSCTを受けている患者からの糞便試料対におけるクロストリジウム目の存在量の変化。 イミペネム治療は、アズトレオナム治療と比較して、嫌気性共生を抑制し、マウスにおけるGVHD重症度を高める。(A)健常なC57BL/6マウスにおける示された抗生物質での治療前後の16Sr RNA配列決定を使用したフローラ組成分析。マウスを各抗生物質の皮下(SC)注射で2日間にわたり1日2回治療し(pip/tazoは500mg/kg、及び他は100mg/kg)、大便試料を翌日に採取した。値は、平均±SEM(n=3−4)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01;****,P<0.0001。データは、2つの独立した実験の代表である。(B〜J)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、MHC適合のC57BL/6T細胞除去骨髄(TCD−BM)細胞及び1x10C57BL/6T細胞を移植した。対照マウスはTCD−BMのみを受けた。レシピエントをイミペネムまたはアズトレオナムで治療した(100mg/kg、SC、allo−HSCT後10日〜24日目まで週3回)。(B)3つの独立した実験からの組み合わせたデータを用いて、全生存の比較(n=15−43)。****,P<0.0001。(C)GVHDを抗生物質で治療されたマウスを21日目に屠殺し、標的器官におけるGVHD組織学スコアを盲検病理医により定量化した。データは3つの独立した実験から組み合わされる(n=5−20)。*,P<0.05。(D)Bのものと同様に、イミペネムまたはアズトレオナムで治療されたマウスから得た大便試料を、21日目に採取し、16Sr RNA遺伝子配列決定によって分析した後、重み付け及び正規化されたUniFrac距離の主座標分析を行った。(E及びF)アズトレオナム治療されたレシピエントとイミペネム治療されたレシピエントとの分類学的存在量差を(E)効果量測定(LEfSe)を伴った線形判別分析、及び(F)分岐図として投影されるLEfSeによって分析した。データは、D〜Fにおける5つを超える独立した実験を代表するものである。(G及びH)(G)目の系統発生レベルでの細菌存在量の比較、及び(H)属が示される。データは、6つの独立した実験から組み合わされる(n=32−36)。***,P<0.001。(I)抗生物質でGVHDを治療されたマウスから採取される大便試料は、21日目に採取して、メタゲノムショットガン配列決定分析によって評価し、細菌種存在量の比較が分類学によって決定される。x軸に沿った番号1〜6は、個々の対象を表す。(J)配列の定量化の主成分分析はKEGG遺伝子オーソログを読み、アズトレオナム及びイミペネムで治療されたマウスからの試料を比較する。 イミペネム治療は、アズトレオナム治療と比較して、嫌気性共生を抑制し、マウスにおけるGVHD重症度を高める。(A)健常なC57BL/6マウスにおける示された抗生物質での治療前後の16Sr RNA配列決定を使用したフローラ組成分析。マウスを各抗生物質の皮下(SC)注射で2日間にわたり1日2回治療し(pip/tazoは500mg/kg、及び他は100mg/kg)、大便試料を翌日に採取した。値は、平均±SEM(n=3−4)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01;****,P<0.0001。データは、2つの独立した実験の代表である。(B〜J)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、MHC適合のC57BL/6T細胞除去骨髄(TCD−BM)細胞及び1x10C57BL/6T細胞を移植した。対照マウスはTCD−BMのみを受けた。レシピエントをイミペネムまたはアズトレオナムで治療した(100mg/kg、SC、allo−HSCT後10日〜24日目まで週3回)。(B)3つの独立した実験からの組み合わせたデータを用いて、全生存の比較(n=15−43)。****,P<0.0001。(C)GVHDを抗生物質で治療されたマウスを21日目に屠殺し、標的器官におけるGVHD組織学スコアを盲検病理医により定量化した。データは3つの独立した実験から組み合わされる(n=5−20)。*,P<0.05。(D)Bのものと同様に、イミペネムまたはアズトレオナムで治療されたマウスから得た大便試料を、21日目に採取し、16Sr RNA遺伝子配列決定によって分析した後、重み付け及び正規化されたUniFrac距離の主座標分析を行った。(E及びF)アズトレオナム治療されたレシピエントとイミペネム治療されたレシピエントとの分類学的存在量差を(E)効果量測定(LEfSe)を伴った線形判別分析、及び(F)分岐図として投影されるLEfSeによって分析した。データは、D〜Fにおける5つを超える独立した実験を代表するものである。(G及びH)(G)目の系統発生レベルでの細菌存在量の比較、及び(H)属が示される。データは、6つの独立した実験から組み合わされる(n=32−36)。***,P<0.001。(I)抗生物質でGVHDを治療されたマウスから採取される大便試料は、21日目に採取して、メタゲノムショットガン配列決定分析によって評価し、細菌種存在量の比較が分類学によって決定される。x軸に沿った番号1〜6は、個々の対象を表す。(J)配列の定量化の主成分分析はKEGG遺伝子オーソログを読み、アズトレオナム及びイミペネムで治療されたマウスからの試料を比較する。 イミペネム治療は、アズトレオナム治療と比較して、嫌気性共生を抑制し、マウスにおけるGVHD重症度を高める。(A)健常なC57BL/6マウスにおける示された抗生物質での治療前後の16Sr RNA配列決定を使用したフローラ組成分析。マウスを各抗生物質の皮下(SC)注射で2日間にわたり1日2回治療し(pip/tazoは500mg/kg、及び他は100mg/kg)、大便試料を翌日に採取した。値は、平均±SEM(n=3−4)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01;****,P<0.0001。データは、2つの独立した実験の代表である。(B〜J)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、MHC適合のC57BL/6T細胞除去骨髄(TCD−BM)細胞及び1x10C57BL/6T細胞を移植した。対照マウスはTCD−BMのみを受けた。レシピエントをイミペネムまたはアズトレオナムで治療した(100mg/kg、SC、allo−HSCT後10日〜24日目まで週3回)。(B)3つの独立した実験からの組み合わせたデータを用いて、全生存の比較(n=15−43)。****,P<0.0001。(C)GVHDを抗生物質で治療されたマウスを21日目に屠殺し、標的器官におけるGVHD組織学スコアを盲検病理医により定量化した。データは3つの独立した実験から組み合わされる(n=5−20)。*,P<0.05。(D)Bのものと同様に、イミペネムまたはアズトレオナムで治療されたマウスから得た大便試料を、21日目に採取し、16Sr RNA遺伝子配列決定によって分析した後、重み付け及び正規化されたUniFrac距離の主座標分析を行った。(E及びF)アズトレオナム治療されたレシピエントとイミペネム治療されたレシピエントとの分類学的存在量差を(E)効果量測定(LEfSe)を伴った線形判別分析、及び(F)分岐図として投影されるLEfSeによって分析した。データは、D〜Fにおける5つを超える独立した実験を代表するものである。(G及びH)(G)目の系統発生レベルでの細菌存在量の比較、及び(H)属が示される。データは、6つの独立した実験から組み合わされる(n=32−36)。***,P<0.001。(I)抗生物質でGVHDを治療されたマウスから採取される大便試料は、21日目に採取して、メタゲノムショットガン配列決定分析によって評価し、細菌種存在量の比較が分類学によって決定される。x軸に沿った番号1〜6は、個々の対象を表す。(J)配列の定量化の主成分分析はKEGG遺伝子オーソログを読み、アズトレオナム及びイミペネムで治療されたマウスからの試料を比較する。 イミペネム治療は、アズトレオナム治療と比較して、嫌気性共生を抑制し、マウスにおけるGVHD重症度を高める。(A)健常なC57BL/6マウスにおける示された抗生物質での治療前後の16Sr RNA配列決定を使用したフローラ組成分析。マウスを各抗生物質の皮下(SC)注射で2日間にわたり1日2回治療し(pip/tazoは500mg/kg、及び他は100mg/kg)、大便試料を翌日に採取した。値は、平均±SEM(n=3−4)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01;****,P<0.0001。データは、2つの独立した実験の代表である。(B〜J)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、MHC適合のC57BL/6T細胞除去骨髄(TCD−BM)細胞及び1x10C57BL/6T細胞を移植した。対照マウスはTCD−BMのみを受けた。レシピエントをイミペネムまたはアズトレオナムで治療した(100mg/kg、SC、allo−HSCT後10日〜24日目まで週3回)。(B)3つの独立した実験からの組み合わせたデータを用いて、全生存の比較(n=15−43)。****,P<0.0001。(C)GVHDを抗生物質で治療されたマウスを21日目に屠殺し、標的器官におけるGVHD組織学スコアを盲検病理医により定量化した。データは3つの独立した実験から組み合わされる(n=5−20)。*,P<0.05。(D)Bのものと同様に、イミペネムまたはアズトレオナムで治療されたマウスから得た大便試料を、21日目に採取し、16Sr RNA遺伝子配列決定によって分析した後、重み付け及び正規化されたUniFrac距離の主座標分析を行った。(E及びF)アズトレオナム治療されたレシピエントとイミペネム治療されたレシピエントとの分類学的存在量差を(E)効果量測定(LEfSe)を伴った線形判別分析、及び(F)分岐図として投影されるLEfSeによって分析した。データは、D〜Fにおける5つを超える独立した実験を代表するものである。(G及びH)(G)目の系統発生レベルでの細菌存在量の比較、及び(H)属が示される。データは、6つの独立した実験から組み合わされる(n=32−36)。***,P<0.001。(I)抗生物質でGVHDを治療されたマウスから採取される大便試料は、21日目に採取して、メタゲノムショットガン配列決定分析によって評価し、細菌種存在量の比較が分類学によって決定される。x軸に沿った番号1〜6は、個々の対象を表す。(J)配列の定量化の主成分分析はKEGG遺伝子オーソログを読み、アズトレオナム及びイミペネムで治療されたマウスからの試料を比較する。 イミペネム治療は、アズトレオナム治療と比較して、嫌気性共生を抑制し、マウスにおけるGVHD重症度を高める。(A)健常なC57BL/6マウスにおける示された抗生物質での治療前後の16Sr RNA配列決定を使用したフローラ組成分析。マウスを各抗生物質の皮下(SC)注射で2日間にわたり1日2回治療し(pip/tazoは500mg/kg、及び他は100mg/kg)、大便試料を翌日に採取した。値は、平均±SEM(n=3−4)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01;****,P<0.0001。データは、2つの独立した実験の代表である。(B〜J)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、MHC適合のC57BL/6T細胞除去骨髄(TCD−BM)細胞及び1x10C57BL/6T細胞を移植した。対照マウスはTCD−BMのみを受けた。レシピエントをイミペネムまたはアズトレオナムで治療した(100mg/kg、SC、allo−HSCT後10日〜24日目まで週3回)。(B)3つの独立した実験からの組み合わせたデータを用いて、全生存の比較(n=15−43)。****,P<0.0001。(C)GVHDを抗生物質で治療されたマウスを21日目に屠殺し、標的器官におけるGVHD組織学スコアを盲検病理医により定量化した。データは3つの独立した実験から組み合わされる(n=5−20)。*,P<0.05。(D)Bのものと同様に、イミペネムまたはアズトレオナムで治療されたマウスから得た大便試料を、21日目に採取し、16Sr RNA遺伝子配列決定によって分析した後、重み付け及び正規化されたUniFrac距離の主座標分析を行った。(E及びF)アズトレオナム治療されたレシピエントとイミペネム治療されたレシピエントとの分類学的存在量差を(E)効果量測定(LEfSe)を伴った線形判別分析、及び(F)分岐図として投影されるLEfSeによって分析した。データは、D〜Fにおける5つを超える独立した実験を代表するものである。(G及びH)(G)目の系統発生レベルでの細菌存在量の比較、及び(H)属が示される。データは、6つの独立した実験から組み合わされる(n=32−36)。***,P<0.001。(I)抗生物質でGVHDを治療されたマウスから採取される大便試料は、21日目に採取して、メタゲノムショットガン配列決定分析によって評価し、細菌種存在量の比較が分類学によって決定される。x軸に沿った番号1〜6は、個々の対象を表す。(J)配列の定量化の主成分分析はKEGG遺伝子オーソログを読み、アズトレオナム及びイミペネムで治療されたマウスからの試料を比較する。 イミペネム治療は、アズトレオナム治療と比較して、嫌気性共生を抑制し、マウスにおけるGVHD重症度を高める。(A)健常なC57BL/6マウスにおける示された抗生物質での治療前後の16Sr RNA配列決定を使用したフローラ組成分析。マウスを各抗生物質の皮下(SC)注射で2日間にわたり1日2回治療し(pip/tazoは500mg/kg、及び他は100mg/kg)、大便試料を翌日に採取した。値は、平均±SEM(n=3−4)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01;****,P<0.0001。データは、2つの独立した実験の代表である。(B〜J)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、MHC適合のC57BL/6T細胞除去骨髄(TCD−BM)細胞及び1x10C57BL/6T細胞を移植した。対照マウスはTCD−BMのみを受けた。レシピエントをイミペネムまたはアズトレオナムで治療した(100mg/kg、SC、allo−HSCT後10日〜24日目まで週3回)。(B)3つの独立した実験からの組み合わせたデータを用いて、全生存の比較(n=15−43)。****,P<0.0001。(C)GVHDを抗生物質で治療されたマウスを21日目に屠殺し、標的器官におけるGVHD組織学スコアを盲検病理医により定量化した。データは3つの独立した実験から組み合わされる(n=5−20)。*,P<0.05。(D)Bのものと同様に、イミペネムまたはアズトレオナムで治療されたマウスから得た大便試料を、21日目に採取し、16Sr RNA遺伝子配列決定によって分析した後、重み付け及び正規化されたUniFrac距離の主座標分析を行った。(E及びF)アズトレオナム治療されたレシピエントとイミペネム治療されたレシピエントとの分類学的存在量差を(E)効果量測定(LEfSe)を伴った線形判別分析、及び(F)分岐図として投影されるLEfSeによって分析した。データは、D〜Fにおける5つを超える独立した実験を代表するものである。(G及びH)(G)目の系統発生レベルでの細菌存在量の比較、及び(H)属が示される。データは、6つの独立した実験から組み合わされる(n=32−36)。***,P<0.001。(I)抗生物質でGVHDを治療されたマウスから採取される大便試料は、21日目に採取して、メタゲノムショットガン配列決定分析によって評価し、細菌種存在量の比較が分類学によって決定される。x軸に沿った番号1〜6は、個々の対象を表す。(J)配列の定量化の主成分分析はKEGG遺伝子オーソログを読み、アズトレオナム及びイミペネムで治療されたマウスからの試料を比較する。 イミペネム治療は、アズトレオナム治療と比較して、嫌気性共生を抑制し、マウスにおけるGVHD重症度を高める。(A)健常なC57BL/6マウスにおける示された抗生物質での治療前後の16Sr RNA配列決定を使用したフローラ組成分析。マウスを各抗生物質の皮下(SC)注射で2日間にわたり1日2回治療し(pip/tazoは500mg/kg、及び他は100mg/kg)、大便試料を翌日に採取した。値は、平均±SEM(n=3−4)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01;****,P<0.0001。データは、2つの独立した実験の代表である。(B〜J)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、MHC適合のC57BL/6T細胞除去骨髄(TCD−BM)細胞及び1x10C57BL/6T細胞を移植した。対照マウスはTCD−BMのみを受けた。レシピエントをイミペネムまたはアズトレオナムで治療した(100mg/kg、SC、allo−HSCT後10日〜24日目まで週3回)。(B)3つの独立した実験からの組み合わせたデータを用いて、全生存の比較(n=15−43)。****,P<0.0001。(C)GVHDを抗生物質で治療されたマウスを21日目に屠殺し、標的器官におけるGVHD組織学スコアを盲検病理医により定量化した。データは3つの独立した実験から組み合わされる(n=5−20)。*,P<0.05。(D)Bのものと同様に、イミペネムまたはアズトレオナムで治療されたマウスから得た大便試料を、21日目に採取し、16Sr RNA遺伝子配列決定によって分析した後、重み付け及び正規化されたUniFrac距離の主座標分析を行った。(E及びF)アズトレオナム治療されたレシピエントとイミペネム治療されたレシピエントとの分類学的存在量差を(E)効果量測定(LEfSe)を伴った線形判別分析、及び(F)分岐図として投影されるLEfSeによって分析した。データは、D〜Fにおける5つを超える独立した実験を代表するものである。(G及びH)(G)目の系統発生レベルでの細菌存在量の比較、及び(H)属が示される。データは、6つの独立した実験から組み合わされる(n=32−36)。***,P<0.001。(I)抗生物質でGVHDを治療されたマウスから採取される大便試料は、21日目に採取して、メタゲノムショットガン配列決定分析によって評価し、細菌種存在量の比較が分類学によって決定される。x軸に沿った番号1〜6は、個々の対象を表す。(J)配列の定量化の主成分分析はKEGG遺伝子オーソログを読み、アズトレオナム及びイミペネムで治療されたマウスからの試料を比較する。 イミペネム治療は、アズトレオナム治療と比較して、嫌気性共生を抑制し、マウスにおけるGVHD重症度を高める。(A)健常なC57BL/6マウスにおける示された抗生物質での治療前後の16Sr RNA配列決定を使用したフローラ組成分析。マウスを各抗生物質の皮下(SC)注射で2日間にわたり1日2回治療し(pip/tazoは500mg/kg、及び他は100mg/kg)、大便試料を翌日に採取した。値は、平均±SEM(n=3−4)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01;****,P<0.0001。データは、2つの独立した実験の代表である。(B〜J)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、MHC適合のC57BL/6T細胞除去骨髄(TCD−BM)細胞及び1x10C57BL/6T細胞を移植した。対照マウスはTCD−BMのみを受けた。レシピエントをイミペネムまたはアズトレオナムで治療した(100mg/kg、SC、allo−HSCT後10日〜24日目まで週3回)。(B)3つの独立した実験からの組み合わせたデータを用いて、全生存の比較(n=15−43)。****,P<0.0001。(C)GVHDを抗生物質で治療されたマウスを21日目に屠殺し、標的器官におけるGVHD組織学スコアを盲検病理医により定量化した。データは3つの独立した実験から組み合わされる(n=5−20)。*,P<0.05。(D)Bのものと同様に、イミペネムまたはアズトレオナムで治療されたマウスから得た大便試料を、21日目に採取し、16Sr RNA遺伝子配列決定によって分析した後、重み付け及び正規化されたUniFrac距離の主座標分析を行った。(E及びF)アズトレオナム治療されたレシピエントとイミペネム治療されたレシピエントとの分類学的存在量差を(E)効果量測定(LEfSe)を伴った線形判別分析、及び(F)分岐図として投影されるLEfSeによって分析した。データは、D〜Fにおける5つを超える独立した実験を代表するものである。(G及びH)(G)目の系統発生レベルでの細菌存在量の比較、及び(H)属が示される。データは、6つの独立した実験から組み合わされる(n=32−36)。***,P<0.001。(I)抗生物質でGVHDを治療されたマウスから採取される大便試料は、21日目に採取して、メタゲノムショットガン配列決定分析によって評価し、細菌種存在量の比較が分類学によって決定される。x軸に沿った番号1〜6は、個々の対象を表す。(J)配列の定量化の主成分分析はKEGG遺伝子オーソログを読み、アズトレオナム及びイミペネムで治療されたマウスからの試料を比較する。 イミペネム治療は、アズトレオナム治療と比較して、嫌気性共生を抑制し、マウスにおけるGVHD重症度を高める。(A)健常なC57BL/6マウスにおける示された抗生物質での治療前後の16Sr RNA配列決定を使用したフローラ組成分析。マウスを各抗生物質の皮下(SC)注射で2日間にわたり1日2回治療し(pip/tazoは500mg/kg、及び他は100mg/kg)、大便試料を翌日に採取した。値は、平均±SEM(n=3−4)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01;****,P<0.0001。データは、2つの独立した実験の代表である。(B〜J)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、MHC適合のC57BL/6T細胞除去骨髄(TCD−BM)細胞及び1x10C57BL/6T細胞を移植した。対照マウスはTCD−BMのみを受けた。レシピエントをイミペネムまたはアズトレオナムで治療した(100mg/kg、SC、allo−HSCT後10日〜24日目まで週3回)。(B)3つの独立した実験からの組み合わせたデータを用いて、全生存の比較(n=15−43)。****,P<0.0001。(C)GVHDを抗生物質で治療されたマウスを21日目に屠殺し、標的器官におけるGVHD組織学スコアを盲検病理医により定量化した。データは3つの独立した実験から組み合わされる(n=5−20)。*,P<0.05。(D)Bのものと同様に、イミペネムまたはアズトレオナムで治療されたマウスから得た大便試料を、21日目に採取し、16Sr RNA遺伝子配列決定によって分析した後、重み付け及び正規化されたUniFrac距離の主座標分析を行った。(E及びF)アズトレオナム治療されたレシピエントとイミペネム治療されたレシピエントとの分類学的存在量差を(E)効果量測定(LEfSe)を伴った線形判別分析、及び(F)分岐図として投影されるLEfSeによって分析した。データは、D〜Fにおける5つを超える独立した実験を代表するものである。(G及びH)(G)目の系統発生レベルでの細菌存在量の比較、及び(H)属が示される。データは、6つの独立した実験から組み合わされる(n=32−36)。***,P<0.001。(I)抗生物質でGVHDを治療されたマウスから採取される大便試料は、21日目に採取して、メタゲノムショットガン配列決定分析によって評価し、細菌種存在量の比較が分類学によって決定される。x軸に沿った番号1〜6は、個々の対象を表す。(J)配列の定量化の主成分分析はKEGG遺伝子オーソログを読み、アズトレオナム及びイミペネムで治療されたマウスからの試料を比較する。 イミペネム治療は、アズトレオナム治療と比較して、嫌気性共生を抑制し、マウスにおけるGVHD重症度を高める。(A)健常なC57BL/6マウスにおける示された抗生物質での治療前後の16Sr RNA配列決定を使用したフローラ組成分析。マウスを各抗生物質の皮下(SC)注射で2日間にわたり1日2回治療し(pip/tazoは500mg/kg、及び他は100mg/kg)、大便試料を翌日に採取した。値は、平均±SEM(n=3−4)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01;****,P<0.0001。データは、2つの独立した実験の代表である。(B〜J)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、MHC適合のC57BL/6T細胞除去骨髄(TCD−BM)細胞及び1x10C57BL/6T細胞を移植した。対照マウスはTCD−BMのみを受けた。レシピエントをイミペネムまたはアズトレオナムで治療した(100mg/kg、SC、allo−HSCT後10日〜24日目まで週3回)。(B)3つの独立した実験からの組み合わせたデータを用いて、全生存の比較(n=15−43)。****,P<0.0001。(C)GVHDを抗生物質で治療されたマウスを21日目に屠殺し、標的器官におけるGVHD組織学スコアを盲検病理医により定量化した。データは3つの独立した実験から組み合わされる(n=5−20)。*,P<0.05。(D)Bのものと同様に、イミペネムまたはアズトレオナムで治療されたマウスから得た大便試料を、21日目に採取し、16Sr RNA遺伝子配列決定によって分析した後、重み付け及び正規化されたUniFrac距離の主座標分析を行った。(E及びF)アズトレオナム治療されたレシピエントとイミペネム治療されたレシピエントとの分類学的存在量差を(E)効果量測定(LEfSe)を伴った線形判別分析、及び(F)分岐図として投影されるLEfSeによって分析した。データは、D〜Fにおける5つを超える独立した実験を代表するものである。(G及びH)(G)目の系統発生レベルでの細菌存在量の比較、及び(H)属が示される。データは、6つの独立した実験から組み合わされる(n=32−36)。***,P<0.001。(I)抗生物質でGVHDを治療されたマウスから採取される大便試料は、21日目に採取して、メタゲノムショットガン配列決定分析によって評価し、細菌種存在量の比較が分類学によって決定される。x軸に沿った番号1〜6は、個々の対象を表す。(J)配列の定量化の主成分分析はKEGG遺伝子オーソログを読み、アズトレオナム及びイミペネムで治療されたマウスからの試料を比較する。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 allo−HSCT後のイミペネム治療の結果が結腸内で炎症及び障壁の変化をもたらすことを示す。(A〜G)致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×10C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントを図2に記載されるようにイミペネムまたはアズトレオナムで治療した。(A)レシピエントからの結腸粘膜固有層湿潤白血球を21日目にフローサイトメトリーによって分析した。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−14)を表す。*,P<0.05;**,P<0.01。(B)血清、小腸ホモジネート全体、及び結腸ホモジネート全体のIL−23レベルが示される。データは2つの独立した実験から組み合わされる。値は平均±SEM(n=10−12)を表す。*,P<0.05。(C)21日目の結腸からの粘膜固有層湿潤白血球を、磁気ビーズの混合物を使用してCD11b及びCD11cについて同時に濃縮し、IL−23転写物をリアルタイムPCRによって定量化した。データは、2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=3)を表す。*,P<0.05。(D)免疫蛍光染色を使用して、21日目に採取した結腸組織内のpSTAT3、CD3、及びDAPI陽性細胞を定量化した。(E)allo−HSCTから16日後の遠位結腸のRNA配列決定分析。上位50の調節遺伝子がヒートマップパネル内に示される。(F)免疫蛍光染色を使用して、日目に採取した結腸組織内のCD11b、B220、及びDAPI陽性細胞を定量化したデータは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=7−8)を表す。D及びFでは、**,P<0.01;***,P<0.001;****;P<0.0001。(G)相同による遺伝子配列の定量化を21日目に採取した大便試料において実施した。スルファターゼであるAmuc_0953、グリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164は、ヒト糞便から単離された、アッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノムで見つかった2つの予測された分泌型粘液溶解性遺伝子である。**,P<0.01。(H〜J)レシピエントからの結腸組織を21日目に無水メタノール−カルノアの定着液で固定し、PASで染色して、光学顕微鏡により視覚化した。Hの黄色の三角形は、内粘液層の場所を示す。Jに杯細胞の数が示される。データは2つの独立した実験の代表である。値は平均±SEM(n=10)を表す。**,P<0.01。(K)一般細菌の16Sr RNA遺伝子FISHプローブEUB338(赤)がHoechst(青)で対比染色された結腸部分のMuc2(緑)の免疫染色。データは2つの独立した実験の代表である(n=10)。矢じり;黄、内粘液層;赤、粘液層及び結腸上皮を超えて侵入する細菌。 イミペネムで治療したレシピエントは21日目に組織学的GVHDを呈する。致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、1×106C57BL/6T細胞を有するC57BL/6TCD−BM細胞を移植した。レシピエントをイミペネムまたはアズトレオナムで治療した(100mg/kg、SC、10日〜24日目まで週3回)。結腸組織を21日目に採取した。ヘマトキシリン及びエオシンで染色した試料が示される(倍率×200)。(左)アズトレオナム治療したレシピエント、(右)イミペネム治療したレシピエント。共にGVHDの証拠を示す。イミペネムで治療された群は、好中球及びリンパ球を含む炎症性細胞湿潤、安定したアポトーシス、ならびに陰窩破壊をより多く呈する。3つの独立した実験からの代表的な組織学的画像が示される。
すべての特許、刊行物、出願、及び本明細書に引用される他の参考文献は、それらの全体が本出願に組み込まれる。
本発明を実践するにあたって、分子生物学、微生物学、及び細菌学における多くの従来技術が使用され、それらの技術は当該技術分野の範囲内である。当業者に広く知られかつ信頼される標準プロトコルを含む参考文献の内容は、製造業者の指示書を含め、本開示の部分として参照によりここに組み込まれる。
専門用語に関して、本明細書で使用される用語は、当業者に知られるようなそれらの標準的意味に従って解釈されることが意図される。便宜上、いくつかの用語の定義をここに示す。
本明細書で使用される場合、「患者」または「対象」は、哺乳動物を指し、ヒト及び家畜動物を含む。
用語「腸内微生物叢」、「腸内フローラ」、及び「胃腸内微生物叢」は、消化管内の細菌を指すために交換可能に使用される。
用語「プロバイオティクス」は、実質的に純粋な細菌(即ち、単一の分離株)、または所望の細菌の混合物を指し、また、微生物叢を復元するために哺乳動物に投与され得る任意の追加構成要素を含み得る。そのような組成物はまた、本明細書では「細菌接種剤」と称される。
用語「プレバイオティクス」は、1つ以上の所望の細菌の数及び/または活性を増大させる薬剤を指す。本発明の方法において有用なプレバイオティクスの非限定的な例は、キシロース、ラフィノース、セロビオース、及びメリチトースなどの糖類を含む。
「治療有効量」とは、細菌接種剤または化合物(例えば、狭域性の抗生物質または抗細菌剤)の量が、障害または病態を治療するために対象に投与されるとき、そのような治療に効果を出すのに十分であることを意味する。
「ブラウチア」、「ブラウチア関連」、または「ブラウチア様種」は、ヒト及び他の哺乳動物の糞便で見つかる偏性嫌気性菌であるグラム染色陽性の非運動性細菌である(Liuら、2008)。ブラウチア種は、例えば、ブラウチアプロダクタ(ATCC27340−DSM2950、American Type Culture Collection、Manassas、VA)を含む。ブラウチア様種は、ブラウチアプロダクタの16Sr DNA(GenBank X94966)に対して98%〜100%配列同一(いくつかの実施形態において、99.5〜100%同一)である16Sr DNA配列を有するものを含む。下の表1に、いくつかのブラウチア関連種が、それぞれの16Sr DNA配列を含めて名前(NCBI名)ごとに示される。
クロストリジウム目のメンバーではないが、ホールディマニアフィリフォルミスは、より少ないGVHDと関連付けられる細菌であり、したがって、潜在的な治療法として本開示により包含されることが意図される。
抗生物質は、嫌気性共生に対するそれらの活性の強度においてかなり様々であり、本明細書では嫌気性菌に対して高活性または低活性のいずれかを有すると明示される。嫌気性菌に対して高活性を有する抗生物質は、メトロニダゾール、ピペラシリン−タゾバクタム(pip−taxoまたはP/T)、及びイミペネムを含む。嫌気性菌に対して低活性を有する抗生物質は、アズトレオナム、セフタジジム/セフェピム、静脈内バンコマイシン、レボフロキサシン、シプロフロキサシン、セファゾリン、アトバコン、及びtmp−smxを含む。
有機体の関連株の関連分類学的特性は、16Sr DNA配列分析及びAnalytical Profile Index(API(登録商標))細菌同定システム、加えて細菌同定のために当該技術分野において使用される他の従来の方法より得られた結果で確認され得る。
白血病、リンパ腫、及び他の関連がんなどの血液学的悪性腫瘍を患う患者にとっては、同種血液骨髄移植(allo BMT)または造血幹細胞移植(HSCT)は、化学療法のみでは治癒をもたらすことができないときにそれをもたらすことができる非常に重要な療法である。毎年、世界中で25,000人を超える患者がall BMTを受けている。骨髄/造血幹細胞移植の主なリスクは、依然として、移植レシピエントの器官を異物と認識して命にかかわる炎症を引き起こすドナー免疫システムから生じる移植片対宿主病(GVHD)である。GVHDを減少させるが全体的な免疫機能をそのまま残す戦略を開発することは、患者にとって大きな利益を生み出すことになる。
過去には、allo−HSCTレシピエントにおける高域スペクトル抗生物質の使用は、GVHDに対して保護的であると考えられていた。高域スペクトルの組み合わせが、完全な腸除染を目的に投与されたが、これは、マウスモデル(36)及び一部(37、38)においてGVHDの減少と関連付けられたが、すべての臨床研究では関連付けられなかった(39〜41)。同様に、シプロフロキサシンへのメトロニダゾールの添加は、小規模の無作為研究(42)においてGVHDの減少をもたらし、腸内細菌がGVHD病態生理に寄与するという仮説を支持した。
しかしながら、一連の近年の研究は、より重症の微生物叢損傷を被るallo−HSCTレシピエントは重症のGVHDを発症しやすいという異なる関連性について説明している(12、14、16、43)。微生物叢損傷は、共生エンテロコッカス種の増加(12)、全体的な多様性の損失(14)、クロストリジウム目のメンバーであるブラウチア属からの共生の減少(16)、及びごく最近では、3インドキシル硫酸(43)の形態で尿中で定量化され得る腸内細菌によって産生されるトリプトファン代謝の副産物である、低レベルのインドールを含む、いくつかの方法で観察されている。これらの報告と一致して、本研究において、本発明者らは、イミペネムなどのより高域な活性のスペクトルを有する抗生物質の使用が、微生物叢損傷の増大(特にクロストリジウム目の損失)及びGVHD重症度の増大をもたらすことを示す。
早期研究とより最近の研究との間の表面上の不一致に関して完全な説明は未だ明らかになっていないが、1つの潜在的な寄与は、達成するのが困難な腸除染を成功させ得る、耐性エンテロコッカスを含む抗生物質耐性細菌の増加であり得る。耐性有機体でのコロニー形成の頻度の増加が、allo−HSCTレシピエントにおいて経時的に観察されている(44)。最近の研究では、腸除染は、それを試みた患者の半分近くにおいて不成功に終わったことが分かった。興味深いことに、除染に成功した患者は、除染に成功しなかった患者と比較して急性GVHDの発生率がはるかに低かった(38)。
本研究では、本発明者らは、好中球減少性発熱を治療するために使用される異なる抗生物質が、患者及びマウスモデルの両方において、腸内微生物叢組成に対して異なる影響を有することを示す。本発明者らはまた、結腸内のGVHDの重症度、炎症性変化、及び保護性結腸粘液障壁の崩壊を含む、GVHDを有するマウスにおけるイミペネム治療によってもたらされるいくつかの重要な変化を同定した。
GVHDのリスク、発生率、及び重症度を減少させるための1つの有望なアプローチは、腸内微生物叢と総称される、ヒト腸管内に存在する微生物の複雑な群落を標的とすることである。微生物叢とGVHDとの関係は長年疑われているが、それは完全には理解されないままである。抗生物質を用いた腸除染はすべての施設ではなく一部の施設のみで実践されるが、、抗生物質カバーの理想的な選択に関して一致した意見はない。
本明細書に開示されるのは、一般にヒトの腸管内で見つかる共生生物である、ブラウチア属を含むクロストリジウム目分類群に属する細菌の存在量が、すべての移植患者において命にかかわるGVHDからの保護を予測するということを示す結果である。さらには、マウスモデルにおいて、マウス由来のブラウチアの種を導入することがGVHD重症度を軽減する。理論に拘束されることを望むものではないが、短鎖脂肪酸代謝副産物(SCFA)の生成で制御性T細胞を誘導することによりそれを行うように思われる。
すべてのBMT/HSCTレシピエントにおけるクロストリジウム目及びブラウチア存在量の自然経過を特徴付ける追加の研究は、圧倒的多数の患者がこれらの有機体の豊富な量の内在性集団から始まるが、多くが移植中に劇的にそれらを失うことを示した。興味深いことに、ブラウチアの損失は、ヒト及びマウスの両方において経口栄養摂取量の減少と強く相関する。
一実施形態において、すべてのBMT/HSCT後のクロストリジウム目/ブラウチア存在量をサポートするための栄養学的介入戦略は、GVHDを緩和するための1つの方法を提供する。マウスモデルにおいては、これらの栄養学的アプローチが、首尾よく、クロストリジウム目/ブラウチアの損失を防ぐこと、ならびにGVHDの重症度を軽減することができることが示されている。これらの結果は、GVHDを著しく減少させるために採用され得る強力な治療標的として微生物叢を同定した。
allo BMTまたはHSCT後の腸内微生物叢組成と移植片対宿主病(GVHD)との関係はよく理解されていない。腸内細菌は、従来、GVHDに寄与すると考えられてきたが、非移植状況における最近の動物研究が、抗炎症性特性を有する偏性嫌気性腸内共生生物の集団を同定した。
1つの研究では、64人の患者の糞便細菌組成がBMTの12日後から評価された。細菌多様性の増大は、GVHD関連死亡の減少と関連付けられた。さらには、増大した数のブラウチア属に属する細菌を持つことは、このコホートにおけるGVHD致死性の減少と関連付けられ、51人の患者の別の独立したコホートにおいて確認された。ブラウチア存在量はまた、全生存の改善と関連付けられた。臨床学的因子に対してブラウチアの存在量を評価することにより、ブラウチアの損失が2つの臨床学的因子、1)嫌気性細菌を抑制する抗生物質での治療、及び2)より長い継続期間、完全静脈栄養(TPN)を受けることと関連付けられることが分かった。ブラウチア属に属する共生細菌の存在量の増加は、致死性GVHDの減少及び全生存の改善と関連付けられる。
別の研究では、283人の患者が、同種造血幹細胞移植(allo−HSCT)後の好中球減少性発熱に関して後方視的に検査された。ピペラシリン−タゾバクタム(pip/tazo)またはイミペネム−シラスタチン(イミペネム)を含む、嫌気性菌に対する増大した活性を有する抗生物質を投与することは、アズトレオナムまたはセフェピムなどの嫌気性菌に対する減少した活性を有する抗生物質を投与することと比較して、GVHD関連死亡の増大と関連付けられることが分かった。大便微生物叢組成分析は、pip/tazo及びイミペネム投与が、クロストリジウム細菌目のメンバーのより深刻な損失と関連付けられることを示した。マウスモデルでの実験は、これらの抗生物質による同様のフローラ変化を示した。さらに、GVHDを有するマウスにおける抗生物質治療をモデル化することが、アズトレオナムと比較してイミペネムでの悪化した死亡率を再現した。
本開示は、腸内での特定のクロストリジウム目集団の損失を防ぐまたはクロストリジウム目集団を回復をすることによって、GVHDの可能性、発生率、もしくは重症度を減少させるため、GVHDを予防またはさもなければ治療するための方法を記載する。
第1の実施形態において、本開示は、有益な活性の損失を防ぐための手段を講じることによって、例えば、可能な場合には嫌気性菌に対して有害である抗生物質の使用を避けることによって、骨髄移植(BMT)または造血幹細胞移植(HSCT)を受ける対象において移植片対宿主病(GVHD)のリスク、発生率、または重症度を減少させるための方法を包含する。この実施形態では、本方法は、静脈内バンコマイシン、セフトリアキソン、セフタジジム、セフェピム、アズトレオナム、トリメトプリム−スルファメトキサゾール、シプロフロキサシン、レボフロキサシン、及びアトバコンからなる群より選択される、嫌気性細菌に対する減少した活性を有する抗生物質を、選択すること/それを必要とする対象に投与することを含む。
いくつかの実施形態において、微生物叢の復元は、クロストリジウム目分類群からの有効量の少なくとも1つの細菌株、またはいくつかの株の組み合わせを含む治療有効量のプロバイオティクス組成物をそれを必要とする対象に投与することによって達成され、ここで組成物は、(i)GVHDに対して保護的である細菌の増殖及び/もしくは活性を刺激し、及び/または(ii)GVHDにおいて圧倒的多数の細菌の増殖及び/もしくは活性を抑制する。保護性細菌のサポートは、栄養補給剤またはプレバイオティクス、いくつかの場合においては、有益細菌によって発酵される糖類の形態で提供され得る。圧倒的多数の細菌、例えばアッカーマンシアを、それらの有機体を切除し、有益クロストリジウム種から「押し出す」ことを防ぐ抗生物質を投与することによって抑制することも、本開示により企図される。
一実施形態において、GVHDの可能性または重症度を減少させるための方法は、クロストリジウム目分類群からの1つ以上の細菌種、例えば、GVHDを減少させることが示されているブラウチア種/分離株を含む治療有効量の組成物をそれを必要とする対象に投与することを含む。
本開示の方法に従って投与される細菌株は、生細菌を含み得る。1つまたはいくつかの異なる細菌接種剤が同時にまたは連続して投与され得る(異なる時間に投与することを含む)。そのような細菌は、微生物叢から単離して、既知の技術を使用して培地内で増殖することができる。
細菌組成物の投与は、有機体を所望の場所に導入する可能性の高い当該技術分野において知られる任意の方法によって達成され得る。一実施形態において、細菌は経口投与される。代替的に、細菌は、例えば浣腸により直腸投与され得る。
本発明の細菌接種剤または化合物の投与量は、当業者にとっては明白である。様々な用量が、所望の細菌接種剤を用いて胃腸管のコロニー形成を達成するのに効果的であり、例えば10、10、10、10、及び1010CFUが単回用量で投与され得ることが企図される。低用量、例えば、10及び10CFUも効果的であり得る。必要な場合には、その後の接種が想定される。
胃腸内微生物叢を復元するための投与に企図される有機体は、下の表1に示されるものを含む。
有益種の同定
本明細書に記載される方法での使用のための種は、ブラウチアプロダクタ(ATCC27340−DSM2950、American Type Culture Collection、Manassas、VA)、または下の表1でアスタリスクで示されるものを含んでもよい。新しいブラウチア分離株が毎年同定されており、いくつかの例では、他の属の分離株がブラウチアとして再分類されている。つまり、例えば、ブラウチア様またはブラウチア関連種は、ルミノコッカスオベウム、ルミノコッカスファエシス、ルミノコッカスラクタリスなどを含んでもよい(下の表1を参照されたい)。
GVHD関連死亡(または任意の他の予後)との関連性を分析するために、コックス比例ハザード検定を使用して、各細菌の対数変換された存在量と目的の予後の事象までの時間との関連性を計算するスクリプトを利用した。これは、各患者ごとに事象までに経過する時間を考慮するという利点を有する。他の主な利点は、コックス比例ハザード検定結果を、混同され得る他の潜在的な臨床学的因子の影響を説明するために容易に調整することができる点である。ここでは、本発明者らは、単変量解析、ならびに移植のタイプ(臍帯血か末梢血か骨髄)及び前処置強度について調整する多変量解析を実施した。
データは操作的分類単位(OTU)レベルで分析した。それぞれの特定の16Sr RNAのヌクレオチド配列情報を、NCBI 16Sデータベースに対してBLASTして名前を明らかにした。
一般に、ブラウチア及びブラウチア関連種(ルミノコッカス属、ラクトコッカス属、アナエロスティペス属、ホールディマニア属、及びからの種を含む)は、ヒト及び他の哺乳動物の糞便で見られる偏性嫌気性菌である、グラム染色陽性の非運動性細菌である(Liuら、2008)。GVHDとの関連性を有することが示される細菌は、有益であるか有害であるかにかかわらず、*で示されるGVHDのより低いリスクまたは発生率と関連付けられるものと共に、表1に示される。
ブラウチア及びブラウチア様種、特にブラウチアプロダクタまたは配列番号1、3、4、5、7、8、9、12、及び15のいずれかの16Sr RNA配列(GenBank X94966)のものと厳密に一致する16Sr RNA配列(例えば、98%〜100%配列同一、またはいくつかの実施形態においては、99.5〜100%同一)を有する株が、開示される方法での使用に好適である。
ブラウチアを含む、クロストリジウム目分類群からの細菌の存在量は、一部の患者においてGVHD関連死亡の減少について予測的であることも示されている。興味深いことに、試験された17のクロストリジウム分離株のうちのいくつか(特徴付けについては、参照により本明細書に組み込まれるNarushima et al.Characterization of the 17 strains of regulatory T cell−inducing human−derived Clostridia.Gut Microbes 5:3,333−339 2014を参照されたい)は、極めて近い近縁種であり、したがって、本発明の方法を実践するのに有用であり得る。
いくつかの実施形態において、ブラウチアまたはブラウチア様種または分離株が本発明での使用に好適であるかどうかを決定するための方法は、ブラウチアプロダクタ(GenBank X94966)または配列番号1〜16のいずれかの16Sr RNA配列を有する種/分離株の16Sr RNAのパーセントアイデンティティを決定することを含み、それを行うための方法は当該技術分野において周知である。
いくつかの実施形態において、本発明での使用のためのブラウチア種は、特定の糖、例えば、キシロース、ラフィノース、セロビオース、及びメリチトースを発酵させるそれらのブラウチア及びブラウチア様種を含む。これらの糖を含む栄養補給剤の供給は、GVHDを減少させるためのプレバイオティクス戦略として対象に投与するのに好適であり得る。
ブラウチア/ブラウチア関連種の投与
1つ以上の異なる細菌接種剤が、同時にまたは連続して投与され得る(異なる時間に投与することを含む)。本発明の方法に従って投与される細菌株は、生細菌、凍結細菌、細菌胞子、またはそれらの組み合わせを含み得る。そのような細菌は、適切な微生物叢源から単離するか、または細胞バンク(American Type Culture Collection/ATCCなど)から得て、既知の技術を使用して培地で増殖させることができる。
本発明の方法を実践するにあたって、可能性、発生率、重症度を減少させるか、またはさもなければGVHDを予防もしくは治療するためのブラウチア種の対象への送達は、例えば、米国公開出願第2014/0112985号に記載されるような、生きた微生物をそれを必要とする個人に投与するのに好適な任意の経口送達系を使用して達成されてもよい。そのような送達系は、GVHDの減少と相関があることが示されている少なくとも1種の生きたブラウチア微生物を含むプロバイオティクス剤と、任意に、少なくとも1つの追加の薬剤、例えば、腸運動剤と、送達ビヒクルとを含んでもよく、ここで経口送達ビヒクルは、プロバイオティクス剤を個人の遠位小腸へ放出する。一実施形態において、ブラウチア分離株は、発酵することで知られる糖と組み合わせて投与される。
他の実施形態において、経口送達は、プロバイオティクス剤を遠位小腸内で放出する、丸薬、錠剤、カプレット、カプセル、ソフトゲル、及び被覆プロバイオティクス顆粒からなる群より選択されるビヒクルを介して達成される。本発明は、プロバイオティクス剤が存在し、かつ即時放出、遅延放出、遠位小腸で放出される持続放出、及び遠位小腸で放出されることが標的とされる標的放出より選択される剤形にある、経口送達をさらに提供する。
患者の選択及び検体採取の方法
1つの研究では、臨床転帰に対する抗生物質の影響を後方視的に分析される対象は、1994年〜2013年にMemorial Sloan Kettering Cancer Center(MSKCC)でall−HSCTを受けた283人の成人患者で構成された。従来の移植片を受けた(非T細胞除去)患者はこの研究に含まれ、エキソビボT細胞除去移植片またはペリ移植アレツムバブを受けた患者は除外された。移植入院の間毎週、大便検体を採取して保管した。本研究は、MSKCCの治験審査委員会によって承認された。すべての研究患者は、生体試料採取及び分析ついて書面によるインフォームドコンセントを提供した。
GVHDは、臨床的に診断され、可能なときにはいつも生検によって病理学的に確認され、以前に記載されるような(Rowlings PA,Przepiorka D,Klein JP,et al.IBMTR Severity Index for grading acute graft−versus host disease:retrospective comparison with Glucksberg grade.Br J Haematol.1997を参照されたい)歴史的な合意基準に従って分類された。これらの基準を、100日目以降に発生した真に急性の特徴を有するGVHDに適用した。GVHDの症例を全身性ステロイド剤(プレドニゾンまたはメチルプレドニゾロン、毎日0.5mg/kg以上)を使用または未使用の治療によりさらに分類した。死因は、予後を以下の順、1)原疾患の再発、2)移植不全、3)GVHD、4)感染症、及び5)臓器不全で優先付けした標準アルゴリズムを使用して決定し、故に、疾患の再発または移植不全のない患者において、死亡時にGVHDの治療をされていた者は、炎症により死亡した者を含めて、GVHD関連死亡で死亡したと見なされた。疾病リスクは、ASBMT RFI2014疾病分類に従って決定した。前処置強度は、以前に確立された実用的定義に基づいて割り当てた。
試料保管及びDNA抽出
患者からの大便試料は、−80℃での凍結前に4℃で24時間未満保管した。マウスからの回腸及び大腸試料は、−80℃で凍結した。DNAは、同様の結果を生ずる2つの方法のうちの1つを使用して抽出した。
各大便検体について、フェノール−クロロホルム抽出技術を使用して(Ubeda,C.,Y.Taur,R.R.Jenq,M.J.Equinda,T.Son,M.Samstein,A.Viale,N.D.Socci,M.R.M.van den Brink,M.Kamboj,and E.G.Pamer.2010.Intestinal domination by Vancomycin−resistant Enterococcus precedes bloodstream invasion in humans.J.Clin.Investを参照されたい)またはPower Soil DNA単離キット(MO BIO Laboratories)を使用してDNAを抽出した。
検体の16S解析
各大便検体について、DNAを抽出し精製した。試料は、細菌16Sr RNA遺伝子のV1〜V3領域を配列決定するために、454 GS FLXチタンプラットフォームを使用して分析されたか、または16Sr RNA遺伝子のV4〜V5領域を配列決定するためにIllumina MiSeqプラットフォームを使用して代替的に分析された。配列データは、mothurバージョン1.34及びQIIMEバージョン1.8.0を使用してコンパイル及び処理し、品質についてスクリーニング及びフィルタ処理した。操作的分類単位(OTU)は、Greengenes参照データベースの変形形態を使用して種レベルに分類した。主成分分析は、RソフトウェアにおいてOUT存在量の重み付け及び正規化されたUnifrac距離行列を基に実施した。この研究からのデータは、NCBI Sequence Read Archiveに保管されている(url:ncbi.nlm.nih.bov/sra)。
2.0の対数的LDAカットオフを使用して、線形判別分析(LDA)効果量(LEfSe)分析27を使用してGVHD関連死亡のバイオマーカーを同定するために、系統発生的な存在量比較を実施した。
抗体及びフローサイトメトリー
すべての抗体はBD Biosciences−Pharmingenから得た。表面マーカーの細胞分析のため、細胞を、Fcブロック後、20分間4℃で0.5%BSA(PBS/BSA)を有するPBS中で染色し、洗浄し、PBS/BSA中のDAPI中に再懸濁した。細胞表面染色の後に、製造業者の指示を通じて、eBioscienceキットでの細胞内染色を行った。死細胞をLIVE/DEAD Fixable Dead Cell Stainキット(Invitrogen)で除外した。すべてのフローサイトメトリーは、LSR II(BD Biosciences)上で実施し、FlowJo(TreeStar Software)で分析した。
抗生物質分類
移植入院中に使用される抗生物質を、嫌気性細菌に対する著しい活性を含むもの(pip/tazo、チカルシリンクラブラン酸、イミペネム、メロペネム、メトロニダゾール、経口バンコマイシン、及びクリンダマイシン)、及び減少した活性を有するもの(静脈内バンコマイシン、セフトリアキソン、セフタジジム、セフェピム、アズトレオナム、トリメトプリム−スルファメトキサゾール、シプロフロキサシン、レボフロキサシン、アトバコンに分けた(19)。
移植実践
本発明者らの制度的慣習の通り、シプロフロキサシン予防療法を受けた患者、及び骨髄非破壊的レジメンよりも激しい前処置を受ける患者は、2日目に開始して7日目まで静脈内バンコマイシン予防療法も受けた(59)。ニューモシスチスイロベジイに対する抗生物質予防療法(トリメトプリムスルファメトキサゾール、吸入ペンタマジン(pentamadine)、またはアトバコン)を、移植医の指示で与えた。
検体の分析
各大便検体について、以前に記載されたプロトコルに基づく機械的破壊(ビーズ破砕)を用いたフェノール−クロロホルム抽出技術を使用してDNAを精製した(60)。試料は、細菌16Sr RNA遺伝子のV1〜V3領域を配列決定するために、454 GS FLXチタンプラットフォームを使用して分析されたか、または16Sr RNA遺伝子のV4〜V5領域を配列決定するためにIllumina MiSeqプラットフォームを使用して代替的に分析された。配列データは、mothurバージョン1.34を使用してコンパイル及び処理し(61)、品質についてスクリーニング及びフィルタ処理した(62)。操作的分類単位(OTU)は、Greengenes参照データベース(64)の変形形態を使用して種レベル(63)に分類した。主成分分析は、RソフトウェアにおいてOTU存在量の重み付け及び正規化されたUnifrac(65)距離行列を基に実施した。この研究からのデータは、NCBI Sequence Read Archiveに保管されている(url:www.ncbi.nlm.nih.gov/sraを参照されたい)。
RNA配列決定及び分析
マウスを、合計3回の抗生物質治療を受けてから16日後に屠殺した。遠位結腸を除去して、プールした(n=4、アズトレオナム及びイミペネム治療群の両方で)後、TrizolLSを使用してRNA単離を行った。RiboMinus(LifeTechnologies)を使用してRNAを調製した。Ion Proton System(LifeTechnologies)を使用してライブラリを配列決定した。整列したRNAを倍数変化について分析した。遺伝子発現差をイミペネム治療マウス対アズトレオナム治療マウスで分析した。
メタゲノムショットガン配列決定及び分析
ショットガン配列決定からのペアエンド生リードを、最大2箇所の不一致、最小30の末端塩基スコア、及びIllumina TruSeqアダプター配列を使用したTrimmomatic 0.32(69)を使用してトリムした。残りの切り取られたリードをKraken(70)を使用して分類学的に割り当てた。簡単に言うと、トリムされフィルタ処理されたリードを、NCBIゲノム及び染色体コレクション(2014年11月12日評価)から生成される細菌、ウイルス、及び真菌k−merプロファイルとのk−mer類似度により分類学的に分類した。未分類リードをBLAST(ntデータベース、2015年3月24日)でさらに照合し、非細菌リードを廃棄した。所与のメタゲノム群集内の遺伝子の存在量及び経路を決定する、HUMAnN v0.99(71)を使用した、品質フィルタ処理されたリードに対する機能分析を実行した。アズトレオナム治療した対象試料とイミペネム治療した対象試料との間で異なって表されたそれらの機能分類を同定するために、本発明者らは、微生物群衆間で遺伝子、経路、または、有機体などの豊富なバイオマーカーを特異的に同定する有効なツールであるLEfSe(21)を用いた。
レシピエントを21日目に屠殺し、10mm長の結腸セグメントを糞便内容物と一緒に慎重に採取し、無水メタノール−カルノアの定着液(乾燥メタノール60%、クロロホルム30%、及び酢酸10%)(72)に一晩浸漬させた。次いで、組織をメタノール中で洗浄し、パラフィンに包埋し、次いで5μmのセクションをガラススライド上に置いた。スライドを脱パラフィンし、標準過ヨウ素酸シッフ反応法で染色し、光学顕微鏡で分析した(73)。
結腸組織の免疫染色及び蛍光インサイチュハイブリダイゼーション(FISH)
レシピエントからのホルマリン固定した結腸を、イソタイプ対照と対比して、抗マウスCD3抗体A0452(DAKO)、pSTAT3抗体9135(Cell Signaling)、CD11b抗体ab133357(Abcam)、B220抗体550286(BD Pharmingen)で染色した。免疫蛍光二次染色を、pSTAT3及びB220の場合はAF488、ならびにCD3及びCD11bの場合はAF594で実施した。糞便物質を有する結腸の片をカルノア中に固定し、細菌FISH(EUB338)(35)及び免疫染色を、先に記載されるようなHoechst 34580(Life technologies)によりMUC2C3抗血清及びDNAを用いて行った(74、75)。
マウス及び骨髄移植及び移植片対宿主病のアセスメント。
メスのC57BL/6、C57BL/6/Ly5.1、及び129S1/SvlmJマウスをJackson Laboratory(Bar Harbor、Maine、USA)より得た。実験に使用したマウスは生後6〜9週間であった。マウスを腸除染抗生物質混合液(アンピシリン及びバンコマイシン)で処置して、allo BMT患者で発生する微生物叢を模倣した。次いでマウスを骨髄破壊的な1回量の全身照射に曝露し(TBI、投与間が3時間間隔の分割線量として137Cs源から11Gy)、次いで静脈内注射により完全にMHC不適合のB10.BRマウスからの骨髄及び精製した脾臓T細胞を移植した(H2kをH2bへ)。二酸化炭素を使用した窒息によりドナーマウスを安楽死させ、脾臓、大腿骨、及び脛骨を無菌で摘出した。冷たい組織培地を用いて脛骨及び大腿骨を洗い流すことによりドナーBMを得た。T細胞除去されたBM及び実験マウス中のドナー脾臓T細胞の同時注射によりGVHDを再現可能に誘発することができるように、ドナーBMを、106BM細胞あたり2.5μgの抗Thy−1.2と共に30分間4℃でインキュベートし、続いて10BM細胞あたり10μLの低TOX−Mウサギ補体と共に40分間37℃でインキュベートすることによりT細胞除去(TCD)した。脾臓T細胞を抗CD5 MACSビーズ(Miltenyi)で精製した。BM細胞(レシピエントあたり5×10)及び脾臓T細胞(レシピエントあたり1×106)を尾静脈注射により移植した。
マウスまたはヒト糞便からのブラウチア分離株の単離
大便検体すべてを集め、1〜3体積のペプトンと共に無菌ステンレス鋼ブレンダーを使用して1〜3体積の0.05%ペプトン中で均質化する。およそ1グラムの検体を前還元の嫌気的滅菌(PRAS)希釈ブランク(Anaerobe Systems)中で系列希釈する(10回)。別個の約1グラムのアリコートを秤量し、真空中で一晩乾燥させ、乾燥重量基準での量を計算するために再び秤量する。ブラウチア種を含むクロストリジウム目細菌を選択するには、100μLの均質化された大便試料希釈系列を、4μg/mLトリメトプリム(Sigma Chemical)及び1μg/mLスルファメトキサゾール(Sigma)で補足されたブレインハートインフュージョン血液寒天培地(SBA、Becton Dickinson)、ブルセラ血液寒天培地(BAP、Anaeobe Systems)、CDC ANA血液寒天培地、(BBL Microbiology Systems)、ならびに卵黄寒天培地(EYA、Anaerobe Systems)上にプレーティングする(Finegold SM,Molitoris D,Song Y,Liu C,Vaisanen ML,Bolte E,McTeague M,Sandler R,Wexler H,Marlowe EM,Collins MD,Lawson PA,Summanen P,Baysallar M,Tomzynski TJ,Read E,Johnson E,Rolfe R,Nasir P,Shah H,Haake DA,Manning P,Kaul A,2002.Gastrointestinal microflora studies in late−onset autism.Clin Infect Dis 1:35)。胞子菌を選択するには、希釈物を70〜80℃で10〜20分間加熱し、非加熱均質化大便試料と同じ様式でプレーティングしてもよい。嫌気性チャンバ内で37℃での5日間の増殖後、単コロニーを選択する。選択単コロニーをリストリークし、上記のように増殖させ、単コロニーを再び選択することによりコロニー精製プロセスを繰り返す。単コロニーを、クライオチューブ内15%〜25%グリセロール中で凍結させ、−80℃で保管する。
実験GVHDを緩和するためのブラウチア/コンソーシアの投与
The Jackson Laboratory(Bar Harbor、Maine)より購入したC57BL/6マウスを経口バンコマイシン及びアンピシリンで処置した。除染に続いて、マウスをオートクレーブ条件(ケージング、床敷、水、及び食料)に安置して、マウスのフローラ内に存在するほぼすべての内在性クロストリジウムを排除した。次いで、マウスを、対照として培養されたエンテロコッカスフェカーリスの液体懸濁液またはブラウチア分離株のいずれかでの経管栄養で処置した。次いでマウスを骨髄破壊的な1回量の全身照射(TBI、11Gy)に曝露し、次いで静脈内注射により完全にMHC不適合のB10.BRマウスからの骨髄及び精製したT細胞を移植した(H2kをH2bへ)。腸の病理及び全生存に対する影響を記載のように評価した。ブラウチアによってコロニー化されたマウスは、エンテロコッカスを持っているものと比較して、GVHDから保護され、改善された生存率を有した(図9)。
GVHD臨床的及び組織学的スコアリング
マウスを、生存については毎日、及びGVHD臨床スコアについては毎週監視した(Cooke,K.R.,L.Kobzik,T.R.Martin,J.Brewer,J.Delmonte Jr.,J.M.Crawford,and J.L.Ferrara.1996.An experimental model of idiopathic pneumonia syndrome after bone marrow transplantation:I.The roles of minor H antigens and endotoxin.Blood.88:3230−3239を参照されたい)。小腸、大腸、及び肝臓試料を、GVHDの証拠について組織学的に評価し、先に記載されるようにスコア付けした(Hill,G.R.,J.M.Crawford,K.R.Cooke,Y.S.Brinson,L.Pan,and J.L.Ferrara.1997.Total body irradiation and acute graft−versus−host disease:the role of gastrointestinal damage and inflammatory cytokines.Blood.90:3204−3213を参照されたい)。
パネート細胞数及び機能性の測定
成体マウスの小腸内腔を氷冷水で洗い流し、分割する。陰窩は、まず切片を裏返しにして次にそれらを30mM EDTAを含みかつCa2+及びMg2+を欠いたPBS中で振ることにより溶出する。溶出された絨毛及び陰窩を、700xgでペレット化し、PBS中に再懸濁し、キャピラリーピペットを使用してシリコン処理したミクロチューブに移した。分泌刺激への曝露に備えて、陰窩をiPIPES緩衝液(10mM PIPES(pH7.4)及び137mM NaCl)中に再懸濁する。
陰窩を、陰窩あたり1000の細菌(クロストリジウム目)CFUを含む30μlのiPIPES中で30分間37℃でインキュベートする。細胞成分を短時間の遠心分離によりペレット化し、上清を無菌ミクロチューブに移して、−20℃で保管した。この方法を、2ml iPIPES中最大約3000の陰窩までスケールアップしてもよい(クロストリジウム目細菌の増減)。陰窩をペレット化し、10μLの上清を液体培地中または寒天平板上のクロストリジウム目及びエンテロコッカス細菌に対する殺菌活性について分析する。30%酢酸を使用して、残りの上清ならびに陰窩からタンパク質を抽出する。各断片から抽出された総タンパク質をAU−PAGEで分解し、以下のように抗クリプトジン−1を使用してウェスタンブロット解析に供した。AU−PAGEからのタンパク質をニトロセルロース膜に移す。次いでこの膜を5%脱脂乳で塞ぎ、抗ウサギマウスクリプトジン−1(1:500)、ホースラディッシュペルオキシダーゼ共役抗ウサギIgG(1:20,000)、及び化学発光基質(SuperSignal、Pierce、Rockland、IL)と共に順次インキュベートし、視覚化する(Ayabe T,Satchell DP,Wilson CL,Parks WC,Selsted ME,Ouellette AJ,2000.Secretion of microbicidal α−defensins by intestinal Paneth cells in response to bacteria.Nature Immunology 1:113−118)。
遠位器官(肝臓、胸腺、肺、腎臓)における微生物のレベルを測定するための方法
DyNAmo SYBR Green qPCRキット(Finnzymes)ならびに0.2μMのユニバーサル細菌プライマー8F(5’−AGAGTTTGATCCTGGCTCAG−3’SEQ ID NO:1)及び広範な細菌プライマー338R(5’−TGCTGCCTCCCGTAGGAGT−3’SEQ ID NO:2)を使用して、組織試料において細菌16Sr RNA遺伝子の定量的PCR(qPCR)を実施した。16Sr RNA遺伝子の1コピーを含むPCR bluntベクター(Invitrogen)の系列希釈により標準曲線を作成した。
SCFAレベルなどの細菌代謝産物に対する微生物の影響を測定するための方法
短鎖脂肪酸(SCFA)は、多くの細菌によって炭水化物発酵の副産物として産生される。SCFAは免疫システムの重要な調節因子であることが分かっている。それらは、ブラウチア及びクロストリジウム綱からの関連細菌によって豊富に産生される。どのようにブラウチア及び関連細菌がGVHDの抑制を緩和するかを評価するために、糞便ペレットを採取して、SCFAレベル、特にアセテート、プロピオナート、またはブチレートを定量化した。大便試料をアルカリ化し、Bruker Avance−600 MHz分光計で1D 1H NMRを使用して試料の代謝組成物のフィンガープリントを得、Chenomx NMR Suiteソフトウェアを使用して監視下の多変量統計法で分析することによって、SCFA、クレアチン、及びヒドロキシ−SCFAを定量化した。
GVHDを緩和するためのSCFAの投与。
マウスGVHDに対するSCFAの投与の影響を試験するために予備実験を行った。飲料水を介して与えられるプロピオナート(データは示されない)、または飲料水もしくは浣腸を介して与えられるブチレート(データは示されない)の著しい有効性は観察されなかったが、飲料水を介したアセテートの投与では目立った有効性が観察された。酢酸ナトリウム(150mM)は、BMTの2週間前からマウスの飲料水を介して送達される。次いで、マウスは、放射線で治療され、酢酸ナトリウムの継続した補給と共に移植される。マウスにおいて評価される予後は、GVHD臨床スコア、生存率、ならびに14日目及び28日目の組織病理を含む。カプラン−マイヤー曲線は、2つの群の全生存を示す。加えて、曲線下面積(AUC)は、各マウスの注入時から13週目までの週ごとの総GVHDスコアをまとめたものである。マウスを安楽死させて、GVHDの病理上の証拠について評価し、ならびに14日目及び28日目にフローサイトメトリーによって大腸Treg及びアロ反応性エフェクターT細胞を定量化及び特徴付けする。
腸陰窩再生に対する微生物代謝産物(SCFA)の影響を測定するための方法
以前に記載されるような腸上皮陰窩培養系(Toshiro Sato,Robert G.Vries,Hugo J.Snippert,Marc van de Wetering,Nick Barker,Daniel E.Stange,Johan H.van Es,Arie Abo,Pekka Kujala,Peter J.Peters & Hans Clevers,2009)を使用した。Single Lgr5 stem cells build crypt−villus structures in vitro without a mesenchymal niche,Nature,459:262−265)。ウェルあたり400の陰窩を液化した増殖因子減少マトリゲル(Corning)(25% Advanced DMEM/F12培地(Gibco)、75%増殖因子減少マトリゲル)中に4℃で懸濁させた。次いで、それらを小腸には50μL滴、大腸には30ul滴で(それぞれおよそ100〜500の陰窩を含む)、余熱したデルタ表面Nunc24ウェルプレート内にプレーティングした。マトリゲル滴が重合した後、500ulの完全な陰窩培地を、小腸陰窩培地(ENR−培地:advanced DMEM/F12(Sigma)、2mM L−グルタミン(Sigma)、10mM HEPES(Sigma)、100U/mlペニシリン/100μg/mlストレプトマイシン(Sigma)、1mM N−アセチルステイン(Sigma)、1×B27補足物(Invitrogen、)、1×N2補足物(Invitrogen)、50ng/ml mEGF(Peprotech)、100ng/ml mNoggin(Peprotech)、及びhR−spondin−1をトランスフェクトされたHEK 293T細胞の10%ヒトR−spondin−1条件培地に添加した。簇出(budding)を評価するいくつかの実験においては、hR−spondin−1を1.25〜5%に下げた。大腸陰窩を、先述のタンパク質及び1%ウシ血清アルブミン(Sigma)に加えて、50%のWnt3a条件培地を含むWENR培地で培養した。大腸培地の場合、10uM SB202190(Sigma、Cat.nr.S7067)及びALK5阻害剤(A83−01、Tocris)をWENRに添加した。すべてのプレートを37℃/5%CO2でインキュベートし、培地は2〜3日ごとに置き換えた。対照ウェルは未処置のままにし、適切な場合、処置ウェルには培地変更と共に異なる濃度の細菌代謝産物を入れた。陰窩は、それらを血清ピペットで機械的に破壊し、過剰培地中の陰窩を遠心沈殿することによりマトリゲルを洗い流し、それらを液化したマトリゲル中のペレットの再構成後に再プレーティングすることによって、7日目に継代培養した。
ブラウチアを増加させるためのオリゴ糖の選択
C57BL/6由来のブラウチア分離株、ならびにC57BL/6由来のラクトバチルスジョンソニイを利用して、これらの細菌が様々な糖を発酵させる能力を、グルコースを欠いた培地での細胞増殖を評価するためにpH及び光学濃度を使用して評価した。ラクトバチルスジョンソニイを評価したのは、この細菌がカロリー制限の状況でクロストリジウムを犠牲にして拡大し、故に、恐らくはマウス腸内の栄養物の直接のコンペティターであるためである。ラクトバチルスではなくブラウチアによって発酵される2つの糖、ラムノース及びキシロースをこの分析から同定した。
ブラウチアを増大させ実験GVHDを緩和するためのオリゴ糖の投与
C57BL/6マウスに、キシロースを発酵させることで知られるマウスブラウチア分離株を経口接種した。次いで、一部のマウスに、B10.BR BM及びT細胞を用いたBMTの7日前から飲料水(10g/L)中のキシロースを投与した。キシロースを受けるこれらのマウスは、BMTの14日後にGVHDの存在にもかかわらず腸内フローラにおいてブラウチアの増加を呈した(16Sディープシーケンシングによって測定された)(図9)。興味深いことに、キシロースの長期的投与もGVHDを有するマウスの生存率の改善をもたらした。
さらなる研究は、様々な糖が添加されるグルコースなしのBHI培地におけるクロストリジウム混合物からの株の増殖を示す。グルコースは最良の結果をもたらし、合計17株中10株の増殖をサポートすることができた。しかしながら、グルコースは、それが恐らく有益細菌に選択有利性を与えないことから、限られた有効性を有する。ラフィノースは5株をサポートすることができたが、セロビオースはラフィノースによってサポートされなかった4株をサポートしたように思われた。したがって、一実施形態において、有益細菌の少なくとも一部分に対してサポートを提供するために、ラフィノース及びセロビオースの混合物を対象に投与することができる。
培養されたブラウチアによって産生される代謝産物の検出。
Bruker Avance−600 MHz分光計で1D 1H NMRを使用して試料の代謝組成物のフィンガープリントを得、Chenomx NMR Suiteソフトウェアを使用して監視下の多変量統計法で分析することによって、SCFA、クレアチン、及びヒドロキシ−SCFAを含む細菌代謝産物を定量化する。
フリーラジカル産生に起因する優勢な腸内菌共生バランス失調の微生物によるブラウチアの抑制を示すためのインビトロアッセイ
腸内微生物叢組成に対するカロリー制限の影響を研究することにより、偏性嫌気性菌(バクテロイデス門、クロストリジウム菌)の存在量が減少する一方、通性嫌気性菌(プロテオバクテリア門、ラクトバシラス目)が拡大することが観察された。飢餓の状況における大腸菌によるフリーラジカルの産生が以前に記載されている(Saby S,et al.Appl Environ Microbiol.1999;5600−5603.)。実験は、ラクトバチルスジョンソニイが飢餓条件下で本発明者らのマウスブラウチア分離株の増殖を抑制できるどうかをインビトロで検査するように、及びフリーラジカルの産生が寄与因子であり得るかどうかをさらに調査するように設計された。具体的には、ブラウチアを、単独またはL.ジョンソニイと一緒のいずれかで培養したところ、L.ジョンソニイは実際にブラウチアの増殖を抑制するが、追加培地が飢餓を防ぐために追加された場合にはそれを行うことができないということが観察された(図11)。L.ジョンソニイの定常期までの増殖をサポートした培地の影響を除菌後にさらに調査した。ラクト条件培地は、1:1比で新規培地と混合されたときにはラクトバチルスの増殖に影響を与えなかったが、ブラウチアの増殖を抑制することができ、飢餓条件下で、ラクトバチルスは、ラクトバチルス自体ではなく、ブラウチアの増殖を抑制する物質を放出することを示した。次いで、還元剤がラクト条件培地媒介(Lacto−conditioned−media−mediated)抑制からブラウチアを救出することができるかどうか検査した。L−システイン、アスコルビン酸、及びチオグリコール酸ナトリウムはすべて、ラクト条件培地の存在下でブラウチア増殖をサポートすることができることが分かった。まとめると、これらの結果は、ラクトバチルスが、グルタチオントランスフェラーゼ、カタラーゼ、及びスーパーオキシドジスムターゼを含む防御酵素の欠如に起因して偏性嫌気性細菌に選択的に害を与えているフリーラジカルの産生に起因する限られた栄養の状況において、ブラウチアに対する競争優位性を築き得ることを示唆する。
ブラウチア+キシロースのインビトロ組み合わせ及び細菌代謝産物に対する影響
ブラウチアを、液体PY培地単独またはグルコースまたはキシロース(10g/L)で補足されたもので48時間培養した。培地を遠心分離し、上清はSCFAのレベルについて評価した。
抗生物質分類
移植入院中に使用した抗生物質を、嫌気性細菌に対して著しい活性を含むもの(ピペラシリン−タゾバクタム、チカルシリン−クラブラン酸、イミペネム−シラスタチン、メロペネム、メトロニダゾール、経口バンコマイシン、及びクリンダマイシン)と、減少した活性を有するもの(静脈内バンコマイシン、セフトリアキソン、セフタジジム、セフェピム、アズトレオナム、トリメトプリム−スルファメトキサゾール)19とに分けた。
移植実践
制度的慣習の通り、シプロフロキサシン予防療法を受けた患者、及びより激しい前処置次いで骨髄非破壊的レジメンを受ける患者は、2日目に開始して7日目まで静脈内バンコマイシン予防療法も受けた20。ニューモシスチスイロベジイに対する抗生物質予防療法(トリメトプリムスルファメトキサゾール、吸入ペンタマジン、またはアトバコン)を、移植医の指示で与えた。
統計分析
急性GVHD及びGVHD関連死亡の発生率は、再発及びGVHDに関連のない死を競合イベントとして処理して、累積発生関数を用いて推定し、グレイ検定(Gray’s test)を使用して因子間で比較した。全生存可能性は、カプラン−マイヤー方法論を使用して推定し、ログランク検定を使用して比較した。細菌存在量の比較は、対応のない検定のためのマン・ホイットニーUを使用して実施した。マウス実験では、データは、平均±SEMとして提示した。生存曲線は、Mantel−Cox log−rank検定で分析した。他の比較には、ノンパラメトリックなマン・ホイットニーU検定を使用した。すべての分析統計有意性は、両側検定に基づいてP<0.05と定義した。統計分析は、Rバージョン3.1.0(The R Foundation for Statistical Computing、Vienna、Austria)及びGraphPad Prismバージョン6.00 for Machintosh(GraphPad Software、San Diego、California、USA)を使用して実施した。
腸内フローラの組成及びGVHD関連死亡−多様性の影響及び細菌の予測サブセットの同定
本発明者らのグループは、近年、生着時の細菌多様性の増大がallo BMT後の全生存の改善及び移植関連死亡と関連付けられることを報告したが、その異質の患者母集団においては、本発明者らは、多様性がGVHDの減少と関連付けられるかどうかを決定することができなかった13。現在の研究では、本発明者らは、細菌フローラ多様性がGVHDを発症する高リスクにある患者のより均一な母集団において致死性GVHDについて予測することができるかどうかを問うことから開始した。本発明者らは、本発明者らの施設でallo BMTを受けた患者から採取した保存大便試料を利用した。本発明者らは、T細胞除去なしの従来のallo BMTの後に、BMT注入後及び退院前に大便試料を提供した(採取日8〜16日目、中央値12日目、臨床特徴は表2にまとめた)64人の患者のコホートを同定した。本発明者らは、454プラットフォームを使用して16Sr RNA遺伝子の領域V1〜V3を配列決定することによってこれらの大便試料のフローラ組成を分析し、GVHD関連死亡の発生について患者を臨床的に追跡した。
本発明者らは、メジアン法シャノン多様度指数によって患者を2つの同数の群にランク付けし、細菌多様性の増大が実際にGVHD致死性の減少と関連付けられることを発見した(図1A、p=0.005)。GVHD関連死亡の増加または減少のいずれかと関連付けられる細菌サブセットを同定するために、本発明者らは、仮説生成アプローチとして、線形判別分析(LDA)効果量(LEfSe)27によって、GVHDで死亡したまたは死亡しなかった患者からの細菌属の存在量を比較した。本発明者らは、ブラウチア属に属する細菌がGVHD関連死亡の減少と最も著しく関連付けられることを発見した(図1B、p=0.01)。ブラウチア属は、とりわけ、クロストリジウム細菌綱内の嫌気性腸内共生有機体を含む28、29
本発明者らは、0.05%のブラウチア存在量中央値によって患者を層化してGVHD関連死亡の予測因子としてブラウチア存在量を評価し、ブラウチアの存在量が高いほどGVHD関連死亡の減少と関連付けられることを発見した(図1C、p=0.04)。本発明者らは、51人の患者の後続コホートにおいてこの分析を繰り返した(臨床特徴を表3にまとめた)。
16S rRNA遺伝子のV4−V5の分析を含みかつMiSeqプラットフォームの使用する配列方法論の違いにもかかわらず、再び0.05%であったブラウチア存在量中央値、及びブラウチア存在量と低いGVHD致死性との関連性の確認を伴って、この独立したコホートは同様の結果を示した(図1C、p=0.01)。組み合わせたコホートを評価することにより、本発明者らは、ブラウチア存在量がallo BMT後の全生存の改善を堅調に予測することを発見した。これは、GVHD関連死亡の減少、及びそれには及ばないものの再発関連死亡の減少(p=0.03)により大きく決定されたものであり、非GVHD治療関連死亡においては違いはなかった(図2)。同様の結果が、コホートを別個に分析した場合にも得られた(データは示されない)。急性GVHDにおける2つの最も容易に修正可能なリスク因子、移植片源及び前処置強度を調整することにより、本発明者らは、ブラウチア存在量がGVHD関連死亡の減少との関連性を維持することを発見した(HR0.13[0.04−0.46]、p=0.001)。再発関連死亡に関して、疾病リスク及び移植片源を考慮に入れた調整モデルは、ブラウチア存在量との関連性の低下を示した(p=0.055)。
本発明者らは、GVHD関連死亡と他の細菌との関連性を評価した。エンテロコッカスの増加はGVHD30と関連付けられ得るため、本発明者らは、エンテロコッカス、または潜在的に有益な細菌(ラクトバチルス及びバクテロイデス)が本発明者らの患者母集団におけるGVHD関連死亡と関連付けられるかどうかを評価した。本発明者らはまた、第1の患者フローラコホートのLEfSe分析によってGVHD関連死亡の増加と関連付けられることが予測されたベイロネラを評価した(p=0.047)。本発明者らの結果は、これらの細菌分類群のいずれも組み合わせたコホートにおけるGVHD関連死亡を予測しなかったことを示す(図5)。
本発明者らはまた、ブラウチアに関連する細菌サブタイプが致死性GVHDの減少を予測し得るかを問うた。ブラウチア属の細菌は、以下のように分類される:科−ラクノスピラセアエ、目−クロストリジウム、綱−クロストリジウム、及び門−ファーミキューテス28。ラクノスピラセアエ、クロストリジウム目、及びクロストリジウムからの細菌の存在量によって患者を分析することはすべて、致死性GVHDの発生率の減少と関連性を示し、ブラウチアのメンバー及び潜在的にはその近縁種が致死性GVHDに対する保護的な影響に寄与することを示唆した(データは示されない)。種レベルでは、属レベルでの結果と類似して、3つのブラウチア分類群がGVHD関連死亡の減少と関連付けられた。
ブラウチアをGVHD関連死亡の有望なバイオマーカーとして同定したことにより、本発明者らは、それが臨床的急性のGVHDの減少とも相関するのかどうかを問うた。本発明者らの結果は、ブラウチア存在量は急性GVHDグレード2〜4の発生率の減少と関連付けられ得るがこれは統計学的有意性に達していなかったこと(p=0.1)、急性GVHDグレード3〜4との関連性は存在しなかったこと(図3A)を示す。しかしながら、ブラウチア存在量は、全身性コルチコステロイドでの治療を要する急性GVHDの発症の減少を予測し(p=0.01)、ブラウチアの損失が局所コルチコステロイド単独には反応しない急性GVHDと関連付けられることを示唆した。標準的な急性GVHD標的器官に関して、ブラウチア存在量の増加は皮膚GVHDまたは上部消化管GVHDとは関連しなかった(図3B)。それは下部消化管GVHDの減少と関連付けられる傾向があり(p=0.1)、事象数は小さいが肝臓GVHDの減少と関連付けられた(p=0.02)。
本発明者らは、臨床リスク因子を調整しながらブラウチア存在量とGVHD予後との関連性をさらに検査した。急性GVHDにおける2つの最も容易に修正可能なリスク因子、移植片源及び前処置強度を調整した後、本発明者らは、ブラウチア存在量が全身性ステロイドでの治療(HR0.39[0.19−0.78]、p=0.009)及び死亡(HR0.13[0.04−0.46]、p=0.001)を引き起こすGVHDの減少との関連性を維持することを発見した。本発明者らの患者母集団における限られた事象数は追加因子を調整することを不可能にした。この分析を裏付けるように、本発明者らは、前処置強度によってグループ分けされた患者において、ブラウチアが、骨髄非破壊的前処置を受けた患者における致死性GVHDに対する保護に対して予想的なままであり(図7A、p=0.02)、骨髄破壊的及び減少強度前処置を受ける患者における保護と関連付けられる傾向がある(p=0.1及びp=0.1)ことを発見した。移植片源によってグループ分けされた患者において、末梢血幹細胞移植片を受けた患者は、ブラウチア存在量と致死性GVHDとの強い関連性を示した(図7B、p=0.002)一方、臍帯血幹細胞移植片を受ける患者はこの関連性を示す傾向があった(p=0.2)。まとめると、これらの結果は、患者のより大きなコホートの研究が異なる前処置強度及び移植片源にわたってブラウチア存在量とGVHD致死性の減少との関連性を示し得ることを示唆する。
ブラウチア存在量は、既知の臨床的急性のGVHDリスク因子とは無関係である
ブラウチア存在量がさらなる予後情報を提供するかどうかを判定するために、本発明者らは、ブラウチア存在量と急性GVHDの既知のリスク因子との潜在的な可能性を調査した31〜33。本発明者らは、前処置強度、患者の年齢、パフォーマンスステータス、ドナー/患者の性別、CMVステータス、及び疾病リスクがブラウチア存在量とは関連付けられないことを発見した(表4)。少ない数に制限されるが、アジア系またはラテンアメリカ系の患者は、より低いブラウチアの存在量を有するように思われた。最後に、ブラウチア存在量及び移植片源を評価することは関連性を示さなかった。要するに、本発明者らの分析は、ブラウチア存在量が急性GVHDの既知のリスク因子とは関連付けられないように思われることを示す。
allo BMT入院中のブラウチア存在量の潜在的な臨床的決定因子の同定
本発明者らの患者母集団におけるブラウチア存在量の不均一性をより良く理解するために、本発明者らは、ブラウチア存在量の決定因子を同定することを試みた。両方のフローラコホートからのすべての大便試料の分析は、大部分の患者が、移植入院の申込時に比較的大量のブラウチアを有することを示した(>0.1(10%)の存在量中央値)(図4A)。しかしながら、多くの患者において、ブラウチアレベルは、入院期間中に急速に低下した。予測されるように、本発明者らは、嫌気性カバーを有する抗生物質へ曝露されなかった患者が増大したレベルのブラウチアを有する傾向があることを発見した(図4B)。
前処置後の吐き気及び粘膜炎に起因して、allo BMT患者は共通して長期間にわたる経口摂取の著しい減少を経験し、補助的なTPNで処置される。本発明者らは、TPN補給の継続期間を経口栄養の指標として使用し、ブラウチア存在量との関連性を検査した。興味深いことに、10日未満の期間にわたってTPN使用のあった患者(TPNの開始が2日目に検討されて以来、遅延、中断、または停止されたTPN療法を示し、大便試料は平均して12日目に採取された)は、ブラウチアのレベルが増加した(図4B)。TPN継続期間は、嫌気性菌活性抗生物質での治療を避けた患者においてさえもブラウチアの損失と関連付けられた(図4C)。まとめると、これらの結果は、嫌気性抗生物質療法及び不十分な経口栄養摂取の両方が、腸管内のブラウチアの抑制を緩和するように思われることを示す。
本研究では、発明者らは、2つの独立したコホートで、allo BMTレシピエントにおいて、GVHD関連死亡の減少と最も関連付けられた大便試料からの細菌属がブラウチアであることを発見することから開始した。より多くのブラウチアを有する患者はまた、全身性コルチコステロイドでの治療を要する急性GVHDの発生率の減少及び全生存の改善を示した。これらの関係性を示すために、本発明者らは、患者をそれらのブラウチア存在量によってランク付けし、中央値(両方のコホートにおいて偶然にも0.05%であった)によって層化した。
驚くべきことに、GVHD関連死亡との関連性にもかかわらず、ブラウチア存在量は、ステロイドに対して反応しにくい患者を同定することで知られ、低い生存率をもたらす急性GVHDグレード3〜4の発生率を特徴付けることはなかった34。しかしながら、グレード2の急性GVHDを最初に示す患者の部分母集団が存在することが知られ、これらの患者はそれでも貧弱であり、それは新規のGVHDグレード付けシステム34または新規のバイオマーカー35によって同定され得る。追加の患者コホートのさらなる調査は、ブラウチア存在量を同様に臨床的急性GVHDグレード付けの予測的利用に追加することができるかどうかを決定し得る。
ブラウチアを含む、クロストリジウム綱の細菌の存在量はまた、発明者らの患者におけるGVHD関連死亡の減少を予測することが示されている。興味深いことに、17のクロストリジウムの分離株のうちのいくつかは、発明者らの患者コホートにおいてGVHD致死性の減少を予測したブラウチアプロダクタ種(ATCC27340−DSM2950、American Type Culture Collection、Manassas、VA)の16S配列(GenBank X94966)のものと最も厳密に一致する16S配列を有する1つの株を含め、ブラウチア属のメンバーの極めて近い近縁種である。ブラウチアの有益な抗炎症の関連性は、結腸直腸がん36、回腸嚢肛門吻合術後の炎症性回腸嚢炎36、及び肝硬変37を含む他の臨床状況でも観察されている。
嫌気性菌に対する活性の増加した抗生物質での治療は、好中球減少性発熱を発症するallo−HSCT患者におけるGVHD関連死亡の増加及びクロストリジウム目の減少と関連付けられる。
第2の研究では、本発明者らは、嫌気性細菌を標的とする抗生物質での治療がGVHD関連死亡における臨床的な差異と関連付けられるかどうかを問うことから開始した。本発明者らの施設においてAllo−HSCT患者は、ニューモシスチスイロベジイ肺炎を防ぐための短期間のトリメトプリム−スルファメトキサゾール、ならびに好中球減少の期間にわたる静脈内バンコマイシン及びシプロフロキサシンを含め、抗生物質の予防的レジメンを受ける。とりわけ、本発明者らは、このレジメンが通常は、腸内微生物叢の組成に軽度の攪乱のみをもたらすことを発見した(14)。allo−HSCTの期間の後半に、好中球減少性発熱を発症する患者は、実験抗生物質で治療され、その選択は、薬アレルギー歴または患者固有の検討事項に起因して様々であり得る。持続性発熱、腹部症状を発症するか、または耐性菌での感染症の微生物証拠を有する一部の患者は、多くの場合嫌気性菌に対してより活性である第二抗生物質を受け得る。最後に、allo−HSCT患者はまた、共通して、嫌気性腸内共生の損失を急速に引き起こすクロストリジウムディフィシル大腸炎とallo−HSCT入院中に診断され、かつその治療を受ける(17、18)。
本発明者らは、GVHDの標準リスクにあり(即ち、エクスビボT細胞除去なし)かつ好中球減少性発熱の治療を受けるという本発明者らの組み入れ基準を満たした、1994年〜2013年に本発明者らの施設で連続して移植を受けた538人の成人患者allo−HSCT患者のコホートを後方視的に同定した。第二抗生物質を受けたか、またはクロストリジウムディフィシル大腸炎を治療する抗生物質(静脈内もしくは経口のいずれかでメトロニダゾール、または経口でバンコマイシン)を受けた患者は除外した。残りの283人の患者を、嫌気性菌に対してより活性である抗生物質(主に、ピペラシリン−タゾバクタム(pip/tazo)及びイミペネム−シラスタチン(イミペネム))を受ける患者、または嫌気性菌に対する活性の低い抗生物質(主に、セフェピム及びアズトレオナム)で治療を受ける患者に分類し(19)、臨床特徴を表2に提供する。本発明者らは、嫌気性活性を有する抗生物質を受けた225人の患者が、allo−HSCT後の最初の年にGVHD関連死亡の発生率の著しい増加を有することを発見した(図1A、p=0.04)。以前に同定したGVHDリスク因子の単変量解析は、このデータセット(表3)ではGVHD関連死亡との著しい関連性を示さず、曝露する抗生物質の種類がGVHD関連死亡の新規の予測因子であり得ることを示唆した。本発明者らはまた、p<0.1という有意基準を使用して発明者らの患者群においてGVHD関連死亡と関連付けられたGVHDリスク因子を調整しながら、曝露する抗生物質の種類とGVHD関連死亡との関連性を評価する多変量解析を実施した。発明者らは、曝露する抗生物質の種類がドナー/HLA適合の調整後に有意なままであることを発見した(p=0.047)(表3)。これらの結果は、嫌気性共生を保全する抗生物質を選択することがGVHDのリスクを減少させ得る可能性を支持する。代替の仮説は、ペニシリンへのアレルギー歴を持つ(そのためにペニシリン及びカルバペネムの代わりにセファロスポリンまたはアズトレオナムを受ける可能性が高い)患者は、GVHDに対して保護され得るというものであるが、これは低い生物学的妥当性を有するようである。
HSCT患者は腸内細菌組成に関係した。2009年、発明者らの施設は、将来を見越して、毎週、allo−HSCTを受ける患者から大便試料を採取し始めた。この検体バンクより、本発明者らは、allo−HSCT期間中、特定の抗生物質の開始前ならびに開始後に患者から採取した大便試料対を同定した。好中球減少性発熱を治療された患者ならびに治療用抗生物質を必要としなかった(しかし予防的抗生物質は受けた)患者の代表的な症例を図15B〜Gに示す。16Sr RNA遺伝子ディープシーケンシングを使用して、本発明者らは、これらの抗生物質の微生物組成に対する影響を評価した。本発明者らは、腸内健康と関連付けられる多くの種を含む嫌気性グラム陽性の共生細菌の主な目であるクロストリジウム目の存在量の変化に注目した(8,13,20)。
本発明者らは、患者が多くの場合クロストリジウム目の損失を示し、これはイミペネム、pip/tazo、またはメトロニダゾールでの治療の開始と一時的に一致する一方、アズトレオナムでの治療は多くの場合クロストリジウム存在量の相対的な保存をもたらすということを発見した(図15B〜G)。特定の抗生物質を開始する前及び後のクロストリジウム目存在量の変化を定量化することにより、本発明者らは、イミペネム、pip/tazo、及びメトロニダゾールで治療した患者すべてが、アズトレオナムで治療した患者と比較して著しく低いクロストリジウム存在量を有することを発見した(図15H)。
イミペネムでの治療(アズトレオナムと比較して)は、マウスにおける腸内微生物叢の破壊の増大及びGVHDの悪化と関連付けられる。
嫌気性活性を有する抗生物質のGVHDに対する影響の因果関係及び機序をさらに探求するため、本発明者らは、マウスでの実験に切り替えた。発明者らはまず、健常なC57BL/6マウスを、嫌気性細菌に対する活性が増大した抗生物質(pip/tazo、イミペネム、及びメトロニダゾール)または活性の減少した抗生物質(アズトレオナム及びセフェピム)のいずれかで処置した。マウスは、各抗生物質皮下(SC)注射により2日間にわたり1日2回(pip/tazoは500mg/kg、及び他は100mg/kg)処置され、大便試料を採集し、続いて16Sr RNA遺伝子増殖及び配列分析を行った。発明者らは、イミペネムまたはメトロニダゾールでの全身治療はクロストリジウム目の存在量を著しく減少させ、エンテロコッカスの存在量を増加させる一方、アズトレオナムまたはセフェピムでの治療はクロストリジウム目に危害を加えないことを発見した(図16A)。興味深いことに、pip/tazoでの治療は治療の2日後に増殖可能な細菌DNAを生じず、マウスにおいてほぼ完全な除染を示した(データは示されない)。
本発明者らは次に、臨床的に関連するMHC適合のマイナー抗原不適合allo−HSCTモデル(C57BL/6から129S1へ)における抗生物質治療の影響を調査した。本発明者らは、腸内微生物叢組成を最小限に攪乱するIVバンコマイシンまたはシプロフロキサシンなどの予防的抗生物質を投与しないことを選択し、患者及びマウスの両方においてクロストリジウム目に危険を加えなかったアズトレオナムの影響を、患者及びマウスの両方においてクロストリジウム目を除去したイミペネムと、移植後発熱/好中球減少のよくある臨床的シナリオと類似するallo−HSCT後の最初の数週に与えられる場合に、比較することに注目した。致死的に放射線を浴びた129S1レシピエントに、C57BL/6T細胞除去骨髄(TCD−BM)細胞及び1×106 C57BL/6脾臓T細胞を移植した。対照レシピエントはTCD−BMのみを受けた。レシピエントをアズトレオナムまたはイミペネムSCのいずれかで、allo−HSCTから10日後に開始して週に3回治療した。注目すべきことに、本発明者らは、治療開始の2週間以内にイミペネム治療したレシピエントにおいて死亡の著しい増加を観察した(図16B)。T細胞移植なしの対照レシピエント(GVHD対照はなし)は、100%生存率を示し、抗生物質治療自体は骨髄破壊的な照射後のBM生着または生存に悪影響を有しないことを示した。これらの結果は、3つの連続かつ独立した実験において再現可能であった。allo−HSCTから21日後(抗生物質療法開始から11日後)のGVHD標的器官の組織学的検査は、GVHD病理の増大がイミペネムで治療したマウスに存在することを明らかにした。興味深いことに、これは結腸へ局在しており(図16C及び図18)、皮膚、肝臓、及び小腸などの他の一般的なGVHD標的器官は、炎症及び損傷の度合いに著しい違いを示さなかった。GVHDを有するマウスからの大便試料の16Sr RNA遺伝子配列決定に続く主成分分析が、アズトレオナム及びイミペネム療法が特有なパターンの微生物叢組成をもたらすことを示した(図16D)。効果量の線形判別分析(LEfSe)(21)により分析されるように、これらの群間の差を最も説明した分類群が図16E及びFに描写される。イミペネムで治療された移植マウスは、クロストリジウム目の損失を示し、患者及び非移植マウスにおける本発明者らの結果を裏付けた。
アッカーマンシアムニシフィラの増加
興味深いことに、アッカーマンシアムシニフィラの増加は、これらの動物における6つの実験において一貫して観察された(図16G及びH)。本発明者らは、GVHDを有するマウスの結腸におけるT細胞侵入及びSTAT3リン酸化に対するイミペネム治療の影響を評価し、フローサイトメトリー及び組織診断の両方により結腸に侵入するT細胞の数の増加を、蛍光顕微鏡検査法によりインシチュでT細胞において見られる著しく高いレベルのリン酸化されたSTAT3と共に発見し、IL−23レベルの上昇が、特に結腸内で悪化したGVHDに寄与した可能性の高い、ドナーT細胞の動員及び活性化に関与したという考えを支持する。GVHDを有するマウスにおいて、イミペネム治療は、ヒト、マウス、及び他の動物の腸管で見つかる一般的な共生細菌であるアッカーマンシアムシニフィラの拡大をもたらした。とりわけ、この細菌は、炭素及び窒素の源としてムチンを利用するその能力という点で異例である(33)。結腸粘液層の崩壊が、アッカーマンシアムシニフィラでの無菌マウスの単一コロニー形成後に観察されており、アッカーマンシアムシニフィラがムチンをインビボならびにインビトロで低下させ得ることを示唆している(51)。しかしながら、腸の恒常性に対するアッカーマンシアムシニフィラの影響が何であるかは、不明確であり、環境依存性である可能性が高い。マウス肥満モデルでは、アッカーマンシアムシニフィラでの治療は、代謝障害の改善及び全身的な内毒素のレベルの減少をもたらし、この状況において、アッカーマンシアムシニフィラが腸の障壁機能を改善したことを示唆している(52)。しかしながら、サルモネラチフィムリウム感染症のノトバイオートマウスモデルは、アッカーマンシアムシニフィラの存在が、結腸粘液破壊の原因となる腸内炎症の悪化をもたらすことを示した(53)。イミペネム治療した動物における結腸の発明者らによる検査は、粘液層のほぼ完全な消滅を示した。本発明者らはまた、腸粘膜の侵害に対する防護の重大な第一線を提供する粘液層と一致している破壊された粘液層を超えた結腸粘膜固有層内の細菌の存在を検出した(54)。なぜアッカーマンシアがイミペネムで治療された移植マウスの結腸内で拡大するのかは不明瞭であり、発明者らが知るところでは、アッカーマンシア分離株がイミペネムまたは他の関連抗生物質に対して耐性があるとはこれまでに記されていない。アッカーマンシアとクロストリジウム目との競合的相互作用もまた、発明者らの知るところでは、これまでに説明されていないが、複数の研究が、クリンダマイシンなどのクロストリジウム目を抑制する他の抗生物質でのマウスの治療後のアッカーマンシアの同様の増加を目にしている(55)。これらの結果は、より限られた活性のスペクトルを有する(特に嫌気性菌に対する)抗生物質を選択することが、微生物叢損傷を防ぎ、GVHDを減少させ得ることを示唆する。
クロストリジウムはとりわけ、結腸の恒常性及び健康を維持することに重要な役割を果たす細菌発酵産物である(23、24)短鎖脂肪酸(SCFA)の主な産生菌として同定されている(10、22)。驚くべきことに、クロストリジウム目の存在量の大きな差にもかかわらず、本発明者らは、アズトレオナムまたはイミペネムで治療されたレシピエントからの試料と比較して、結腸内のSCFAのレベルに著しい変化を観察しなかった(データは示されない)。
アズトレオナム治療した対象試料とイミペネム治療した対象試料との間の細菌組成のより一層の分解を獲得するために、本発明者らは、allo−HSCTから21日後に採取した大便を用いてメタゲノミクスショットガン配列決定を実施した。発明者らの発見は、16S配列決定結果と一致して、アズトレオナムではなくイミペネム治療がアッカーマンシアムシニフィリアの存在量の増大をもたらすことを明らかにした(図16I)。しかしながら、分析からの最も多いリードは、未分類であることが判定されたため、2つの抗生物質治療型において細菌種組成にさらなる著しい差が存在する可能性がある。メタゲノムのショットガン配列決定分析はまた、遺伝子オーソログの主成分分析によって描写される、アズトレオナム及びイミペネムで治療されたマウスからの微生物叢試料間の遺伝子内容の差を明らかにした(図16J)。遺伝子経路のLEfSe分析は、イミペネムで治療されたマウス内の微生物叢遺伝子が、リポ多糖類合成を含むプロセスにおいて豊富であり、D−アラニン代謝を含むいくつかのプロセスで比較的除去されることを示した(データは示されない)。興味深いことに、リポ多糖類は、GVHDを含む多くの疾病プロセスにおいて炎症促進性のカスケードを誘発することでよく知られる一方(25)、リポテコイック酸のD−アラニン含有量の減少は乳酸菌の抗炎症性特性を高めることができる(26、27)。
上に述べたように、本発明者らは、16Sr RNAディープシーケンシングを使用して、イミペネム治療したマウスのフローラ内でアッカーマンシアムシニフィラの増加を検出した(図16H)。この細菌は炭水化物源として粘液を低下させる能力を有する(33、34)。本発明者らのメタゲノムショットガン配列決定結果を利用して、本発明者らは、分泌性粘液溶解性酵素をコードすることが予測される遺伝子が、各抗生物質で治療されたマウス内に異なって存在するかどうかを問うた。細菌粘液溶解性酵素の同定及び特徴付けは依然として歴史の浅い分野であるが、近年の研究が、ヒト糞便から単離されたアッカーマンシアムシニフィラATCC BAA−835のゲノム配列全体を検査した(34)。筆者らは、粘液低下の2つの強力な候補、共に予測された分泌シグナルペプチド切断部位ならびに予測されたムチン結合ドメインを含有する、スルファターゼであるAmuc_0953及びグリコシル加水分解酵素であるAmuc_2164を同定した。本発明者らは、これら2つの遺伝子と相同性を有する配列の存在を定量化し、両方ともがイミペネム治療したマウスからの試料において顕著に豊富であることを発見した(図17G)。次いで本発明者らは、抗生物質治療した移植マウス内の結腸の粘液層を特徴付けすることを目指した。過ヨウ素酸シッフ染色を使用して、本発明者らは、アズトレオナム治療したレシピエントと比較して、21日目に、イミペネムで治療されたレシピエントにおける粘液層の厚さの顕著な減少を観察した(図17H及びI)。アズトレオナム治療したレシピエントとイミペネム治療したレシピエントとの間に粘液産生杯細胞の数の違いは見られず、粘液産生が損なわれなかったことを示唆した(図17J)。さらには、Muc2染色に加えて一般細菌16Sr RNAプローブ(EUB338)(35)を利用することによって、本発明者らは、抗生物質治療したレシピエントの結腸内の内粘液層を直接的に視覚化し、イミペネムで治療されたマウスの粘液層の劇的な菲薄化を確認した。際立って、本発明者らはまた、イミペネム治療したマウスにおいて結腸上皮障壁を通過する細菌の流布を組織学的に観察したが(図17K)、これはアズトレオナム治療したマウスでは見られなかった。まとめると、これらの結果は、イミペネム治療が、保護粘液層の菲薄化及び結腸B細胞の数の減少による障壁機能不全、顆粒球による浸潤の増加、IL−23のレベルの上昇、ならびにドナーエフェクターCD4+T細胞の数及び活性の増加などの因子の組み合わせによってGVHDを悪化させ得ることを示す。
allo BMTから早くも12日後のブラウチア及び他の関連細菌の存在量が、急性GVHD及びGVHD関連死亡(allo BMTから数か月後、また死亡の場合は数年後に起こり得る)に生物学的に影響を与えることができるのかという1つの疑問が生じる。しかしながら先例が存在し、急性GVHDの徴候は大部分が30日目以降に発生するにもかかわらず、allo BMT後の最初の1週間の血清シクロスポリン濃度が、急性GVHDの徴候を予測した38。同様に、バイオマーカーST2の血清レベルは、ステロイド難反応性GVHDを予測し、早くも14日目のレベルが、再発なしの6か月死亡率と関連付けられた35。まとめると、これらの研究は、BMT後初期の病態がGVHDの開始に影響を与え、GVHDの過程の最終的な重症度を決定づけ得るが、これは、恐らくはGVHD予防及び療法の形態で免疫抑制剤の投与を継続することによる炎症の部分的抑制に起因して、完全に明白にするには数か月かかり得る。
興味深いことに、本発明者らの結果はブラウチアがGVHDの減少と関連付けられることを示唆する一方、ブラウチアの存在量の増加は再発関連死亡の増加と関連付けられなかった。これは、皮膚GVHDとの関連性の欠如という本発明者らの発見により支持される可能性である、ブラウチアが局在的な抗炎症性効果と主として結び付けられ得ることを示唆する。まとめると、これらのデータは、微生物叢を標的とすることが、移植片対腫瘍効果を同時に損なうことなくGVHDの減少を可能にし得ることを示唆する。実際、本発明者らは、ブラウチアの存在量と再発関連死亡の減少との関連性を発見したが、この関連性は、疾病リスク及び移植片源を調整した後失われた。微生物叢の再発に対する影響をより徹底的に検査するにはさらなる研究が必要である。
本発明者らの患者において患者らの移植入院期間にわたってブラウチアの存在量を特徴付けることにより、本発明者らは、大半の患者が最初は比較的大量のブラウチアを有するが、多くの患者においてその後ブラウチア種が劇的に失われることを発見した。本発明者らは、嫌気性カバーを有する抗生物質を受けること、及びTPNのより長い治療継続期間を要することという、ブラウチアの損失と関連付けられる2つの潜在的リスク因子を同定した。抗生物質投与によるブラウチアの減少という発見は驚くことではないが、長期にわたるTPNとの関連性は予測していなかった。前処置強度とTPN不可欠の継続期間とは関連付けられることが知られているが39、本発明者らは、前処置強度とブラウチア存在量との間に有意な関連性を発見しなかった(データは示されない)。これは、より激しい前処置よりも不十分な経口栄養がブラウチアの損失に寄与する傾向があり得ることを示唆する。この説明は、GVHDの徴候のあるマウス及びヒトの両方で見られる、食欲不振の強力な誘発要因であるクロストリジウム目の損失によって特徴づけられるより大きな攪乱と比較して、骨髄破壊的な前処置がフローラ組成における軽度の攪乱とのみ関連付けられるというマウスモデルでの発見によって裏付けられる40。ロゼブリア、フィーカリバクテリウム、ルミノコッカス、及びブラウチア種を含むクロストリジウム目のメンバーの損失のパターンは、高タンパク質及び低炭水化物食41または完全な動物性食品由来食を行ったボランティアにおいても同様に観察され得る42
本発明の特定の実施形態の先述の詳細説明より、骨髄または造血幹細胞移植後にリスクを減少させる及び/またはGVHDを治療するためのクロストリジウム目細菌の利用のための独特な方法論が説明されていることは容易に明らかであるものとする。特定の実施形態が本明細書内に詳細に開示されているが、これは例証の目的のための例としてなされたものであり、添付の特許請求の範囲に関して制限することを意図するものではない。
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Claims (16)

  1. クロストリジウム目の細菌の1つ以上の精製された集団を含む、骨髄移植(BMT)または造血幹細胞移植(HSCT)後の移植片対宿主病(GVHD)の予防及び/または治療のための治療用組成物であって、前記細菌の少なくとも1つ以上が、ルミノコッカスオベウム、ユーバクテリウムデスモランス、ルミノコッカスラクタリス(ブラウチアプロダクタ(Blautia producta))、ルミノコッカスファエシス、クロストリジウムソルデリイ、及びそれらの組み合わせまたは混合物からなる群より選択される、治療用組成物
  2. 前記細菌が、配列番号1、及び15のうちの1つのヌクレオチド配列または前記配列と約98%〜100%同一のヌクレオチド配列を有する16SDNAを含む、請求項1に記載の用途のための治療用組成物。
  3. 前記組成物中の前記細菌が、生細菌、凍結細菌、発芽可能な胞子、またはそれらの組み合わせである、請求項1または2に記載の用途のための治療用組成物。
  4. 前記細菌が、10〜1010CFUの1回量で存在する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の用途のための治療用組成物。
  5. 前記細菌が、10〜10CFUの1回量で存在する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の用途のための治療用組成物。
  6. 前記細菌が、10〜10CFUの1回量で存在する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の用途のための治療用組成物。
  7. 前記細菌が、キシロース、ラフィノース、セロビオース、メリチトース(melizitose)およびこれらの組み合わせより選択されるオリゴ糖を発酵させる、請求項のいずれか一項に記載の用途のための治療用組成物。
  8. 経口投与用に製剤化された請求項1〜のいずれか一項に記載の用途のための治療用組成物。
  9. 結腸/直腸投与用に製剤化された請求項1〜のいずれか一項に記載の用途のための治療用組成物。
  10. 骨髄または造血幹細胞移植を受ける対象における、移植片対宿主病(GVHD)を発症するリスクを減少させる及び/またはGVHDを治療するための、クロストリジウム目からの1つ以上の細菌を含む治療用組成物であって、前記細菌の少なくとも1つ以上が、ルミノコッカスオベウム、ユーバクテリウムデスモランス、ルミノコッカスラクタリス(ブラウチアプロダクタ(Blautia producta))、ルミノコッカスファエシス、クロストリジウムソルデリイ、及びそれらの組み合わせまたは混合物からなる群より選択される、治療用組成物
  11. 前記組成物が、
    (i)移植前もしくは移植後のいずれかに対象の微生物叢中で圧倒的に少ない1つ以上の細菌分類群の増殖もしくは活性を促進する、または
    (ii)前記対象の微生物叢中で圧倒的多数の1つ以上の細菌分類群の増殖もしくは活性を抑制する、請求項1に記載の用途のための治療用組成物。
  12. 記対象に投与されることを特徴とする、請求項1または1に記載の用途のための治療用組成物。
  13. 前記組成物が、嫌気性菌に対して高活性を有する抗生物質を用いた前記対象の治療の中断から約1日〜約2週間後に前記対象に投与されることを特徴とする、請求項12に記載の用途のための治療用組成物。
  14. 前記組成物が、allo−BMTまたはallo−HSCTの約7〜10日前に前記対象に投与されることを特徴とする、請求項12または13に記載の用途のための治療用組成物。
  15. 前記組成物が、allo−BMTまたはallo−HSCTの約1日〜約1週間前に前記対象に投与されることを特徴とする、請求項12または13に記載の用途のための治療用組成物。
  16. allo−BMTもしくはallo−HSCTを受ける個人におけるGVHDの予防、リスクの減少、及び/または治療での使用のための、クロストリジウム目からの1つ以上の細菌を含む治療用組成物であって、前記細菌の少なくとも1つ以上が、ルミノコッカスオベウム、ユーバクテリウムデスモランス、ルミノコッカスラクタリス(ブラウチアプロダクタ(Blautia producta))、ルミノコッカスファエシス、クロストリジウムソルデリイ、及びそれらの組み合わせまたは混合物からなる群より選択される、治療用組成物
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