WO2022270618A1 - 菌液製造システム、菌液製造システムにより製造された菌液パッケージ及び菌液の製造方法 - Google Patents

菌液製造システム、菌液製造システムにより製造された菌液パッケージ及び菌液の製造方法 Download PDF

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WO2022270618A1
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真 清水
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シンバイオシス株式会社
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    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Definitions

  • the present invention mainly relates to a bacterial solution system for producing a bacterial solution to be transplanted into the body and a method for producing a bacterial solution.
  • fecal microbiota transplantation treats various diseases by adjusting the number and balance of intestinal microflora by liquefying fresh feces provided by healthy donors and transplanting them into the intestinal tract of patients with various diseases.
  • FMT Fecal Microbiota Transplantation, hereinafter sometimes abbreviated as "FMT"
  • FMT is considered an effective treatment for Clostridium difficile enteritis (CDI), one of the serious intestinal infections.
  • CDI Clostridium difficile enteritis
  • FMT is also expected as a therapeutic method for various other intractable diseases such as allergic diseases, autoimmune diseases, cancer, obesity, lifestyle-related diseases, and psychiatric diseases.
  • in 2017, pediatric autism spectrum (ASD) patients with gastrointestinal disorders were reported to show significant improvement in behavioral ASD symptoms with improvement in gastrointestinal disorders with FMT (non Patent document 1)
  • the inventors of the present application are collaborating with 19 medical institutions and universities nationwide to treat patients with various intractable diseases using FMT.
  • One of the most important processes in carrying out FMT is to collect and prepare a "transplantation bacterium solution" from a healthy individual, and then process it into a form that is easy to use as a sample of donor stool.
  • this adjustment work was generally adjusted by a method (Amsterdam protocol) of equalizing in an open space such as under the atmosphere using physiological saline as a solvent, and then filtering with a funnel (Non-Patent Document 2, P.948, Table 1).
  • Microbiota Transfer Therapy alters gut ecosystem and improves gastrointestinal and autism symptoms: an open-label study (Kang et al. Microbiome (2017) 5:10) DOI 10.1186/s40168-016-0225-7 Therapeutic Potential of Fecal Microbiota Transplantation (GASTROENTEROLOGY Vol. 145, No. 5, 2013, P.946-953)
  • the bacterial solution prepared with physiological saline as a solvent had increased resistance in the intestinal tract and poor colonization of the bacteria. Therefore, in order to deliver the transplanted intestinal bacteria to the "appendix" that acts as a distributor of the intestine, the prepared bacterial solution had to be transplanted using a colonoscope.
  • conventional bacterial solution preparation is performed manually using laboratory equipment such as beakers, contamination such as human DNA and airborne viruses cannot be completely eliminated, resulting in poor reproducibility. Reliability was not always sufficient. From another point of view, the anaerobic bacteria are weakened by working in the atmosphere, which is far from the one prepared in an environment similar to that of the intestinal tract.
  • the present invention aims to solve these problems and establish fecal flora transplantation (FMT) technology as a minimally invasive, safe and highly effective treatment.
  • FMT fecal flora transplantation
  • the health condition of a patient is diagnosed based on the balance of a plurality of intestinal bacteria (bacterial count ratio) rather than based on a specific type of intestinal bacteria (absolute count).
  • the present invention also provides a method that enables the production of a bacterium solution for transplantation that is suitable for each patient.
  • the bacterial liquid production system is A primary melting mechanism (10) that melts a sample S containing intestinal bacteria into nanobubble water, and a homogenizing mechanism (20) that uniformly agitates the solvent Y containing the sample S melted into the nanobubble water by the primary melting mechanism (10). ), a filter (40) for filtering the solution containing the sample S stirred by the homogenizing mechanism, a dispensing mechanism (50) for dispensing the solution containing the sample S filtered by the filter, and dispensing and a package mechanism (60) for packing the solution thus prepared, wherein the entire bacterial liquid manufacturing system constitutes a closed circuit isolated from the atmosphere.
  • the primary melting mechanism may be provided with a temperature control device.
  • the homogenizing mechanism may be provided with a temperature control device.
  • the homogenizing mechanism may be configured to agitate by rotational power transmitted via a fluid clutch mechanism.
  • the homogenizing mechanism may be configured using a "wire cutter" instead of the fluid clutch mechanism.
  • the bacterial fluid production system may include a flow path power unit including a peristaltic pump.
  • the flow path system power unit may include a dilution pipeline and a gas inlet pipeline.
  • the fungus liquid production system may include a degassing mechanism.
  • the bacterial liquid production system may include a mixing coil.
  • the mixing coil may have a temperature control mechanism.
  • the filter may be an ultrafilter.
  • the pore size of the ultrafilter may be between 0.5 ⁇ m and 15 ⁇ m.
  • the dispensing mechanism may be a rotary valve-cut dispensing mechanism.
  • the bacterial liquid production system may be configured such that a turbidity meter is provided in the flow path, and the flow velocity of the flow path system power unit is controlled according to the output of the turbidity meter.
  • a fungus solution package is manufactured by the fungus solution manufacturing system.
  • a diagnostic system for diagnosing a patient's health condition etc., by constructing a predetermined system in which databases are combined with the above-described fungal liquid production system.
  • a diagnostic system according to the present invention is a diagnostic system for diagnosing the state of health of intestinal flora using the fungal liquid production system, and further comprises an information processing database (101) and a device control system.
  • the device control system (102) may execute the following steps S5 to S8 in addition to the steps S1 to S4. iv) step of creating a report card or radar chart (step S5) v) Step of determining the composition of the bacterium solution for transplantation based on the diagnosis result, report card or radar chart (step S6) vi) Step of selecting donor information that can achieve the determined composition (selection of one or more donors, mixing ratio of bacterial fluid of multiple selected donors, etc.) (step S7) vii) step of accepting input of bacterial solution composition or selected donor information (step S8)
  • the bacterial solution for transplantation can be produced by efficiently combining bacterial solutions obtained from multiple donors.
  • the program of the present invention is for executing each of the above steps.
  • the method for producing a fungal solution comprises (I) a primary melting step of melting a sample S containing intestinal bacteria into nanobubble water; (II) a homogenization step of uniformly stirring the solvent Y containing the sample S melted in the nanobubble water by the primary melting step; (III) a filtering step of filtering the solution containing the sample S stirred by the homogenizing step; (IV) a dispensing step of dispensing a solution containing the sample S filtered in the filtering step; (V) a packaging step of packing the dispensed solution.
  • the method for producing a bacterial liquid may further include the following steps (VI) to (VIII) before step (I).
  • the diagnostic step (VII) uses the bacterial count ratio of at least two or more types of intestinal bacteria in the intestinal flora balance measured in step (VI) as an index. The one that is executed is preferred.
  • the bacterial solution production system it is possible to efficiently and stably produce the bacterial solution for transplantation of the sample S (donor stool) in an environment close to the human intestinal tract.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the basic principle of the bacterial liquid production system 1.
  • FIG. 2A is a conceptual diagram schematically showing a part of the configuration of the primary melting mechanism 10.
  • the solvent Y made of UFB water is ejected from the solvent inlet 18.
  • 12 is a diagram showing a state in which the solvent Y is caused to flow into the chamber 12.
  • FIG. 2(B) is a diagram showing the primary thawed bacterial liquid produced by the primary thawing mechanism.
  • FIG. 3 schematically shows how the sample S is homogenized in the solvent Y by the homogenizing mechanism 20 in which the first rotor blade 21 rotates in the chamber 12 filled with the solvent after the sample S is introduced.
  • FIG. 4 is a diagram showing a modification of the structure of the chamber 12.
  • FIG. 5(A) is a diagram showing how the unfiltered bacterial liquid is introduced into the mixing coil 39 via the flow path system power unit 30 and then connected to the degassing mechanism 38 .
  • FIG. 5(B) shows how the unfiltered bacterial liquid flows into the ultrafilter 40 after passing through the degassing mechanism 38 .
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of the degassing mechanism 38.
  • FIGS. 7A and 7B to 7D are schematic diagrams for explaining the configuration of the ultrafilter.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of a rotary valve-cut dispensing device (dispensing mechanism 50).
  • FIG. 5(A) is a diagram showing how the unfiltered bacterial liquid is introduced into the mixing coil 39 via the flow path system power unit 30 and then connected to the degassing mechanism 38 .
  • FIG. 5(B) shows how the unfiltered bacterial liquid flows into the ultrafilter 40 after passing through the degas
  • FIG. 9 is a diagram showing a packing device (packaging mechanism 60) for manufacturing fungal liquid packs P in which the fungal liquid discharged from the pipeline 58 is packaged by fixed amount.
  • FIG. 10 shows a configuration example of an actually designed fungal liquid production system.
  • FIG. 11 shows an example of the configuration of the fungal liquid production system of the present invention, to which an information processing database 101, a device control system 102, and a control terminal 103 are added.
  • FIG. 12 is an example of a flow chart showing the process for executing the diagnostic steps (VII) and (VIII) in the fungal liquid manufacturing system of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing an image of a "bacterial strength/report card" showing the results obtained by implementing the diagnostic system, etc.
  • FIG. 14 is a diagram showing an image of a "bacterial activity/radar chart" showing the results obtained by implementing the diagnostic system, etc. in the bacterial liquid production system of the present invention.
  • FIG. 15 is a schematic configuration diagram schematically showing the shape of an actually prototyped homogenizer.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the basic principle of the bacterial liquid production system 1. As shown in FIG. However, the actual system may be more complicated, such as constructing a system in which part of the bacterial liquid is circulated. They will be described in the second embodiment.
  • a fungal liquid production system (hereinafter, sometimes simply referred to as “system”) 1 described in the present embodiment is provided with donor stool containing intestinal bacteria (hereinafter, referred to as “sample S”), and then various It is a system that makes it possible to finally obtain a bacterium solution for transplantation enclosed in a package through steps.
  • system donor stool containing intestinal bacteria
  • System 1 is an intermittent continuous flow circuit consisting of five mechanisms, and the operation of each mechanism corresponds to the main manufacturing steps (I) to (V) for obtaining the final product.
  • each device is connected by sanitary piping and sanitary joints that are resistant to contamination, etc., and flexible tubes that are excellent in chemical resistance, pressure resistance, abrasion resistance, etc.
  • the entire system is configured to be treated in a clean and completely closed anaerobic environment completely cut off from the atmosphere. This is to eliminate the possibility of contamination due to contamination with human DNA, airborne viruses, etc., as much as possible, and to stably obtain a bacterial solution with excellent reproducibility and reliability.
  • the air-tight configuration also contributes to preventing weakening of the anaerobic bacteria.
  • the first step in producing the bacterial suspension is to mix the sample S with the solvent Y to obtain a bacterial suspension with increased fluidity (hereinafter referred to as "primary thawed bacterial suspension").
  • the quality of the bacterial solution such as the shape, motility, properties, and physical properties (flagellar structure, cilia, etc.) of the bacteria, should not be impaired as much as possible. be.
  • the quality of the culture fluid for transplantation affects colonization on the inner wall of the intestinal tract. This is because if the quality of these bacterial solutions is impaired at the time of primary thawing, the colonization of the bacteria contained in the transplanting bacterial solution finally obtained through steps (II) to (V) described below will be poor. .
  • IgA immunoglobulin A
  • the oxidation-reduction potential of human intestinal mucus is considered to be about ⁇ 0.2 V with respect to the bacterial solution containing sample S in which the solvent is physiological saline having an oxidation-reduction potential of 0 mV. , is considered to be one of the causes of decreased colonization of bacteria on the inner wall of the intestinal tract.
  • nanobubble water also called ultra-fine bubble water (hereinafter sometimes referred to as "UFB water”)
  • UFB water contains a large amount of negatively charged ultrafine bubbles, and the size of the bubbles is on the order of nanometers.
  • the oxidation-reduction potential of the obtained primary thawed bacterial solution is a value close to that in the human intestinal tract (approximately -150 mV).
  • the negatively charged air bubbles are attracted to the positively charged organic dirt on the intestinal mucosa. mucus layer).
  • Intestinal bacteria that have reached the endogenous mucus layer easily colonize their homes in the patient's intestinal tract because the endogenous mucus layer has the property of flowing in the opposite direction to the intestinal luminal mucus layer.
  • FIG. 2(A) is a conceptual diagram schematically showing part of the configuration of the primary melting mechanism 10.
  • the primary melting mechanism 10 includes a gas inlet 14 , a gas outlet 16 , and a solvent inlet 18 for ejecting temperature-controlled solvent Y within the chamber 12 .
  • chamber 12 By closing valves (not shown) in all tubing leading to chamber 12, chamber 12 can be a completely sealed closed environment.
  • illustration is omitted in FIG. 2A to describe only the primary melting step, the primary melting mechanism 10 is provided with a temperature control device for controlling the temperature inside the chamber 12 to control the internal temperature.
  • a stirring device such as a rotating rotor blade used in the next step "(II) homogenization step" and other necessary mechanisms may be provided.
  • the chamber 12 may be configured to be detachable from the primary melting mechanism 10 .
  • the chamber 12 may be made of a transparent resin such as an acrylic resin that allows the inside to be visually recognized.
  • a sample S is put into the chamber 12, and then the pressure inside the chamber 12 is reduced by a pump. After that, it is replaced with an arbitrary purge gas (for example, hydrogen or the like).
  • the type of purge gas can be changed according to the species of bacteria to be introduced. For example, when preparing a bacterium solution for transplantation containing a large amount of anaerobic bacteria, purging with a gas that does not contain oxygen is preferred. In general, most of the gas produced by the decomposition of sugar in the human intestinal tract is hydrogen, and hydrogen is relatively inexpensive. Hydrogen gas is considered one of the preferred gases for maintaining the balance of the flora.
  • the effect of transplantation can be further enhanced by intentionally placing the cells under oxidizing conditions such as oxygen or ozone to remove or sterilize the cells.
  • oxidizing conditions such as oxygen or ozone
  • purge gases include, but are not limited to, air, oxygen, nitrogen, hydrogen, carbon dioxide, ozone, and argon.
  • FIG. 2(A) is a diagram showing how the solvent Y made of UFB water is ejected from the solvent inlet 18 and flowed into the chamber 12 after or almost simultaneously with the injection of the purge gas.
  • the solvent inlet 18 may be shaped like a shower head, and its shape is not particularly limited.
  • the solvent Y is usually introduced after purging, the solvent Y may be introduced at the same time as the purging, or the solvent Y may be introduced and then purged.
  • the ultimate vacuum before purging and the airtightness of the chamber 12 should be such that the balance of the bacterial flora is not disturbed when the primary melting and the subsequent homogenization process are performed.
  • the chamber 12 may be provided with gauges for measuring the degree of vacuum.
  • a gas indicator may be inserted together with the sample S so that it can be confirmed by a color change after the primary melting is completed.
  • the quantitative balance of biologically anaerobic bacteria may be determined by bacterial flora analysis using a next generation sequencer (NGS), and the bacterial flora balance before and after thawing may be evaluated.
  • NGS next generation sequencer
  • the parameters representing the weight and other properties of the sample S can be measured in advance outside the apparatus.
  • the inflow speed of UFB water can be adjusted by a pressure regulating valve.
  • Solvent Y is UFB water in which approximately tens of millions to hundreds of millions/ml of nanometer-sized (less than 1 micron) bubbles are dissolved.
  • the bubble diameter and the number of bubbles were measured using an electromagnetic resistance method (Coulter method) based on ISO13319 using a precision particle size distribution measuring device (Beckman Coulter Multisizer 4e).
  • the temperature inside the chamber 12 may be configured so that the internal temperature can be set in the range of -80°C to 40°C, for example, by designing the device with a cold/hot water chiller.
  • Specific heating and cooling means, temperature control means, types of temperature sensors, installation locations thereof, and the like are not particularly limited. All of these are items that can be designed in various ways in consideration of costs, applications, and the like.
  • a temperature sensor such as a thermocouple or a radiation thermometer may be provided inside or outside the chamber, and a pipe may be provided on the outer periphery of the chamber to pass a solvent such as hot or cold water for feedback control or temperature control.
  • a structure that only heats with an electric heater may be used.
  • the purpose is to thaw from a low-temperature freezer, but depending on the application or purpose, it may be cooled using liquefied nitrogen or cooled to a temperature lower than that.
  • it is possible to purify a bacterial solution by intentionally selecting thermotolerant bacteria, etc., and it is thought that the possibility of obtaining further effects will increase.
  • the inside of the equipment chamber automatically detects the rise in the liquid level, and the suction by the compressor automatically degasses and drains the inside of the chamber according to the liquid level. Since the volume of the prototype primary chamber was about 1,600 ml for the solute (sample S), the volume of the solvent (for example, about 2.5 times the solute) was used as a guideline, and the volume was set to about 4,000 ml.
  • the primary melting mechanism automatically senses the weight, hardness, viscosity, etc. of the sample by inputting the initial conditions beforehand, or by analyzing the accumulated data after the start of operation, and based on the results. , the UFB water injection pressure at the time of melting, the inside temperature, the UFB water amount, and the like. After that, the samples are melted one by one and a replacement gas (for example, hydrogen) is injected while the inside of the chamber is degassed.
  • a replacement gas for example, hydrogen
  • the sample S to be processed uniformly melts samples of all properties whose initial conditions such as weight, hardness, and viscosity are not constant each time. can be processed.
  • system In the fungal suspension production system of the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as "system"), various steps to prepare the fungal suspension for transplantation follow in the steps after the primary melting. After that, it will be packaged as a bacterial solution for transplantation in the final step while being dissolved in a solvent.
  • FIG. 3 schematically shows how the sample S is homogenized in the solvent Y by the homogenizing mechanism 20 in which the first rotor blade 21 rotates in the chamber 12 filled with the solvent after the sample S is introduced.
  • a pipe 19 is provided around the chamber 12, and a temperature control means is provided that can adjust the temperature of the sample S in the chamber 12 by passing a heat medium such as hot water or cold water through the pipe.
  • the temperature control means is not necessarily limited to this method.
  • the homogenization mechanism 20 is required to agitate the sample S in the chamber 12 so as not to impair the physical properties as much as possible. Therefore, as an example, a structure is provided in which the chamber 12 for homogenizing the sample S and the fluid clutch tank 32 are adjacent to each other.
  • the fluid clutch tank 32 is provided with two rotating blades (second rotating blade 22 and third rotating blade 23) facing each other in a closed space filled with viscous fluid 33. It's a torque converter.
  • the shaft (axis) 25 of the third rotor blade 23 is connected to a rotational power 26 such as a motor provided outside the fluid clutch tank 32 .
  • a rotational power 26 such as a motor provided outside the fluid clutch tank 32 .
  • the third rotary blades 23 are rotated by the rotary power 26 , a swirling flow is generated by the viscous fluid 33 and the rotary force is transmitted to the second rotary blades 22 .
  • the second rotor blade 22 is connected by a common shaft 24 with the first rotor blade 21 provided in the chamber 12 adjacent to the fluid clutch reservoir 32, thus providing a second The rotational force of the rotary blade 22 is transmitted to the first rotary blade 21 as it is.
  • the viscous fluid 33 is an oil-based fluid such as grease oil, and has the property of having a high viscosity at low temperatures and a low viscosity at high temperatures. Therefore, by providing a mechanism for controlling the temperature of the viscous fluid 33, the magnitude of the torque to be transmitted can be adjusted steplessly.
  • a pipe 29 may be provided on the outer periphery of the fluid clutch tank 32, and cold water or hot water may be flowed through the pipe to allow cooling or heating.
  • the method is not limited to this method, and other temperature control means may be used.
  • FIG. 4 is a diagram showing a modification of the structure of the chamber 12.
  • the central portion of the chamber rises from the bottom, and an opening through which the shaft 24 is inserted is provided around the apex of the chamber.
  • the opening is open to the atmosphere and does not provide a sealed structure, but if UFB water is poured into the chamber 12, the space above the liquid level of the UFB water becomes a sealed space.
  • the chamber 12 is first filled with UFB water, and then the pump is operated to decompress the inside of the chamber 12 through the gas outlet 16, and purge gas is supplied through the gas inlet 14 as necessary. Introduce. In this way, even with the structure shown in FIG. 4, the first rotor blade 21 is connected to the shaft 24 installed at the bottom of the chamber 12 in an airtight manner. .
  • the primary melting mechanism and the homogenizing mechanism have been described using the same chamber 12, they do not necessarily have to be the same chamber, and may be separate chambers. Also, the primary melting mechanism 10 and the homogenizing mechanism 20 may be configured by the same device having two functions. Also, in the primary melting step, the sample S can be introduced into the chamber manually, but a mechanism that automatically performs the steps from weighing to charging may be employed.
  • the sample S is evenly dispersed and melted in the solvent Y, and the "pre-filtration bacteria liquid" of the sample S in which the bacterial flora balance is maintained is generated.
  • the pre-filtration bacteria liquid As explained in “(I) Primary melting", it is important not to damage the physical properties of individual bacteria (flagellar structure, cilia, etc.) as much as possible in any process leading to the final bacterial solution for transplantation. Therefore, in order to adjust the torque transmitted to the first rotor blade 21 to an appropriate magnitude according to the viscosity of the sample S, a sensor or the like for detecting the viscosity of the primarily melted sample is used to detect the viscosity of the sample S. A configuration may be employed in which the viscosity is detected and an optimum rotational torque corresponding to the viscosity is generated to equalize the viscosity.
  • the sample to be treated is microorganisms or bacteria, it is preferable to transmit torque as gently as possible. Therefore, a more delicate torque transmission mechanism that exerts an inertial force at the start of rotation. is considered one of the preferred embodiments.
  • the fluid clutch mechanism it is possible to provide a stepless irregular transmission mechanism, and it is also possible to adjust the magnitude of the rotational torque according to the hardness and viscosity of the stool and apply an appropriate rotational torque.
  • the rotational power transmission mechanism is not necessarily limited to the fluid clutch mechanism, and other rotational power transmission mechanisms using gears, belts, or the like may be employed. These may be appropriately designed depending on cost and purpose.
  • the fluid clutch mechanism can take various additional configurations.
  • a heating type fluid clutch mechanism having a temperature variable mechanism may be employed so as to change the viscosity of the fluid (oil or the like) enclosed therein.
  • This fluid clutch mechanism may be covered with a heat insulating wall.
  • a configuration may be adopted in which a "wire-type cutter" composed of linear blades is added inside.
  • FIG. 15 is a schematic configuration diagram schematically showing the shape of the homogenizer that was actually manufactured as a prototype.
  • a rotating shaft 280B is attached to a motor 280A capable of controlling a rotating speed, and a mesh homogenizer 290, a wire cutter 300 and a mixing blade 310 are attached to the rotating shaft 280B.
  • the wire cutter 300 is composed of a plurality of wires 300A, one wire receiving portion 300B, and a plurality of wire fixing portions 300C.
  • One end of a plurality of wires 300A is fixed to a ring-shaped wire receiving portion 300B attached to a rotating shaft 280B, and the other end is connected to a wire fixing portion 300C evenly arranged in a ring.
  • Mesh homogenizer 290 can move up and down along axis of rotation 280B (power mechanism not shown).
  • the sample S When the sample S is introduced from the upper side of the wire cutter 300 using such a configuration, the sample S stays on the radially stretched wire 300A without directly entering the rotary rotor blade tank. After that, the mesh homogenizer 290 descends along the rotating shaft 280B, and the rotating shaft 280B rotates to crush the donor stool sandwiched between the homogenizer 290 and the wire 300A. It can be dropped into the rotating rotor blade tank.
  • the solvent UFB water
  • Feces Qg ⁇ 2.5 ml/UFB water is used as a sample undiluted solution, and the viscosity is calculated from the number of revolutions of the rotating shaft 24 in the same “primary chamber”.
  • a "device correction coefficient kv” is set in advance by multiplying the device-specific torque v [Nm] (v Newton meters) by the device constant k, and an arbitrary " Methods such as determining the "sample viscosity" are conceivable.
  • the desired torque may be prepared in advance due to differences in voltage and frequency depending on the country or region where it is used, it may be configured to multiply by the device correction coefficient. Stirring may be continued for a certain period of time and at a certain temperature, and a viscometer may be used to detect and confirm that a uniform sample solution has been formed, which may be used as an indicator of "completion of homogenization.”
  • a part of the bacterial liquid in the primary chamber that has been simply filtered with a prefilter or the like is sampled, sucked into a flow cell for turbidity (absorbance) measurement (for example, a glass tube with a tube diameter of 3.30 mm), and deuterium discharge tube.
  • a flow cell for turbidity (absorbance) measurement for example, a glass tube with a tube diameter of 3.30 mm
  • a wavelength of 580 nm is extracted by a diffraction grating from the light source of .
  • turbidity is measured by absorbance, and the reproducibility is maintained within the range of standard deviation ⁇ 2 SD.
  • bacterial flora analysis using NGS is used to biologically index the diversity of bacteria. Sequences can be used to systematically identify bacteria and to examine the gut microbiota metagenomics to assess the balance of microbiota before and after normalization.
  • the bacterial liquid (unfiltered bacterial liquid) that has finished the homogenization process is sucked from a pipe (not shown) provided in the chamber 12 and sent to the ultrafilter 40 for carrying out the next filtration step.
  • the mixing step, the degassing step, etc. of FIG. 5(A) may be performed before that.
  • piping that is resistant to contamination, such as sanitary piping.
  • FIG. 5(A) is a diagram showing how the unfiltered bacterial liquid is introduced into the mixing coil 39 via the flow passage system power unit 30 and then connected to the degassing mechanism 38 for performing the degassing step.
  • the flow path system power unit 30 is composed of a peristaltic pump 34 and flexible tubes 35, 36, and 37, and the unfiltered bacterial liquid that has finished the homogenization process is pumped through a mixing coil 39 and a degassing mechanism 38. It constitutes a power mechanism for delivering to the ultrafilter 40 .
  • the pre-filtered bacterial liquids are merged at the confluence point X, then sent to the mixing coil 39 and sent to the ultrafilter 40 via the degassing mechanism 38 .
  • peripheral pump refers to an intermittent pump that moves like a peristaltic motion by squeezing a soft tube with multiple rollers that rotate to deliver liquid, and is highly resistant to contamination. It has characteristics.
  • flexible tubes 35, 36, and 37 with a diameter of 10 mm and an inner diameter of 7.0 mm were used, but this depends on the flow rate of the liquid to be delivered and the specifications of the pump, and is not particularly limited.
  • One end of the flexible tube 36 is connected to the discharge port of the unfiltered bacterial liquid discharged after the homogenization process, and the flexible tube 37 is connected to a gas supply source (not shown) for gas inflow. Acts as a pipeline.
  • the flexible tube 35 is connected to the solvent Y (UFB water) supply source, and serves as a dilution pipeline for diluting the bacterial solution as necessary.
  • the solvent Y UFB water
  • the viscosity of the unfiltered bacterial liquid discharged from the junction X can be adjusted.
  • the solvent Y is mixed to adjust the viscosity of the pre-filtered bacterial solution to be low.
  • the supply amount of the solvent Y is reduced or stopped as the case may be.
  • the mechanism for sensing the viscosity of the fungal liquid (not shown), its installation position, and the like.
  • the viscosity is related to the torque of a stirring device that is a part of the homogenizing mechanism 20, it is calculated from the torque applied to the propeller shaft of the rotating rotor blade by measuring the rotational torque of the shaft 25 or the like in the stirring device. and automatically calculate the dilution rate (the amount of solvent Y added for dilution).
  • a viscometer viscosity measuring device was installed to visually check the viscosity and determine the presence or absence of dilution.
  • the flexible tube 37 is also connected to a gas supply source, and the continuous gas flow is intermittently interrupted by the peristaltic pump 34 .
  • the pre-filtration bacterial liquid is divided by the air bubbles B into discontinuous masses.
  • the reason why the bacterial liquid is divided into discontinuous lumps by bubbles B such as hydrogen gas is to suppress contamination.
  • the degassing mechanism 38 removes air bubbles B contained in the pre-filtration bacteria liquid after the equalization treatment. In this way, the pre-filtered bacterial solution has a structure that prevents contamination by intermittently introducing finely chopped air bubbles immediately after leaving the primary thawing chamber, and immediately before entering the ultrafilter.
  • deaeration mechanism 38 it is preferable to deaerate by the deaeration mechanism 38 first, and then again to introduce (replacement) gas into small pieces.
  • replacement gas it is considered important to inject (replace) gas and deaerate in order to prevent contamination.
  • the bacterial liquid that has been adjusted to an appropriate viscosity and separated by bubbles B is put into the mixing coil 39 .
  • the role of the mixing coil 39 will be explained.
  • heavy molecules are biased downward due to the difference in mass, while light molecules are biased upward.
  • the bias can be corrected.
  • the pre-filtration bacterial liquid can be maintained at a constant temperature and in a constant homogenization state.
  • the mixing coil 39 As a temperature control method of the mixing coil 39, for example, the mixing coil is submerged in a constant temperature bath such as a water bath (hot tub) or an oil bath (oil bath), or placed in a freezer/refrigerator.
  • a constant temperature bath such as a water bath (hot tub) or an oil bath (oil bath)
  • oil bath oil bath
  • freezer/refrigerator A variety of optional temperature environments suitable for incubation of bacteria contained in liquids are provided.
  • Bacteria in the pre-filtered bacterial solution are activated by passing through the appropriately temperature-controlled mixing coil 39 .
  • the mixing coil 39 also serves as an incubator.
  • the provision of the mixing coil 39 is not essential, but is preferable in terms of improving the uniformity of the pre-filtration bacterial solution and improving the incubation efficiency.
  • the place where the mixing coil 39 should be inserted is between the confluence point X and the ultrafilter 40, and if the flow path is long, a plurality of them may be provided anywhere in the circuit. Conditions such as how many and where the mixing coils should be provided and how long the mixing coils should be depend on the design of the entire system. From the viewpoint of the state of the bacterial liquid before filtration after primary thawing and simplification of the system, a design in which the mixing coil 39 is omitted and the liquid is introduced into the ultrafilter 40 after the confluence X is also conceivable.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of the degassing mechanism 38.
  • the degassing mechanism 38 has a three-forked structure in which a narrow flow path such as a glass tube is branched upward in the middle.
  • the gas-liquid mixed fluid in which the liquid and the gas in which the air bubbles B are mixed in the pre-filtration fungal liquid and the gas are separated passes through the glass tube flow path, the gas has an elliptical three-dimensional structure in terms of fluid dynamics.
  • the gas escapes upward leaving only the liquid in the main flow path.
  • This is the basic principle of the degassing mechanism.
  • the unfiltered bacterial liquid that has passed through the mixing coil 39 flows into the inlet 381 of the degassing mechanism 38, is degassed inside the degassing mechanism 38, and the gas in the bubbles B is released upward through the degassing port 382. , the unfiltered bacterial liquid discharged from the discharge port 383 flows into the ultrafilter 40 .
  • the degassing mechanism 38 should preferably adopt an air release type air trap system having an air trap flow path, but is not limited to this.
  • the pre-filtered bacterial liquid flowing through the flow path must always maintain a constant pressure, atmosphere, and closed environment. It is not preferable for the sample to be affected by the ambient temperature, air pressure, or the like. However, due to the biological activity of the bacteria being treated and the resistance of the joints in the flow path, minute bubbles may occur in the flow path system. Dissolved gas generated during the process is also degassed by the degassing mechanism 38 described above.
  • FIG. 5(B) shows how the unfiltered bacterial liquid flows into the ultrafilter 40 after passing through the degassing mechanism 38 .
  • the ultrafilter 40 is a kind of molecular sieve and a kind of filter used for diafiltration or the like.
  • a membrane (thin film) 47 having a pore size corresponding to the sample to be diafiltrated is fed with pre-filtration bacteria liquid from the lower inlet 43, and UFB water is fed from the upper inlet 44, and molecular sieves are sieved from the bottom to the top due to the pressure difference. It can be carried out.
  • the bacterial liquid after filtration is discharged from an outlet pipe 48 as a "secondary bacterial liquid", and the waste liquid after removal by molecular filtration is discharged from an outlet 49.
  • FIGS. 7A and 7B to 7D are schematic diagrams for explaining the configuration of the ultrafilter.
  • the ultrafilter 40 is a type of filter that allows only particles of a predetermined size to pass through. From the viewpoint of enabling continuous filtration in a closed channel that is completely isolated from the atmospheric environment, it is preferable to use a channel type filter, but it is not limited to this.
  • the ultrafilter has a tunnel structure in which rectangular acrylic blocks having U-turn semicircular grooves are stacked face to face, and a tunnel having a membrane filter with a pore size of 10 ⁇ m, for example, sandwiched between the stacked blocks. It has a flow path.
  • the sample that has flowed into the ultrafilter from the lower channel is filtered to remove small intestinal mucosa, food residue, and the like having a size of 10 ⁇ m or more, and remains in the lower channel as it flows and becomes a waste liquid.
  • what is filtered from the inside of the upper flow path is almost only intestinal bacteria.
  • the pore size of the ultrafilter was set to 0.7 to 0.8 ⁇ m in the system shown in FIG.
  • there are single small bacteria with a size of about 0.5 ⁇ m such as cocci, as well as grape-like and long-chained bacteria such as streptococci.
  • the reason for creating an intermittent flow here is to prevent contamination in the automatic continuous processing of the sample S.
  • Physical filtration with molecular sieves such as ordinary funnels cannot defy the gravity of the earth.
  • the sample is bacteria, and molecular sieves, like filter paper and gauze, which give a huge external resistance when passing through, become triggers that induce division and multiplication forces other than normal life activities.
  • the resistance due to the flow path and filtration filter is structurally almost the same as that of the human body. Even conical shapes can pass through without resistance.
  • Molecular sieving can be performed by utilizing the pressure difference in the flow path system and passing the filtered substance (solute) from bottom to top against gravity if the pore size is equal to or larger than the size of the bacteria to be treated. In this way, large components such as food residue, small intestine tissue, etc., and intestinal bacteria, water, etc., in the sample can be efficiently and automatically screened out.
  • the evaluation was made in terms of filtration rate, which was compared with the conventional filtration method using a funnel per unit time. At the same time, as explained in "B. Homogenization mechanism", diversity, balance, etc. were compared by NGS bacterial flora analysis. Evaluation item.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of a rotary valve-cut dispensing mechanism (dispensing device) 50. As shown in FIG. After ultrafiltration, the sample is degassed by an air trap mechanism, if necessary, and flows into a rotary valve-cut dispensing device.
  • the rotary valve-cut dispensing device in FIG. 8 consists of three cylindrical blocks [A], [B], and [C], of which only the block B is rotatable. [A], [B], [C] Three cylindrical blocks are used for channel 1 to channel 6, for drain, and for dilution when, for example, eight communicating holes are arranged from the inflow side to the outflow side. It becomes a communicating hole.
  • a good analogy for the operating principle of a rotary valve-cut pipetting device is that of a railway turntable. By rotating the turntable, it is possible to freely connect railway vehicles of various sizes (weights) and types.
  • a rotary valve-cut dispensing device has a structure in which rails are used as cylinders. It is possible to change the amount and blend with the timing of pump delivery and the rotation of the valve. The number of holes to be drilled in the cylindrical block is one of the matters to be examined in design. The number of blocks may be further increased for multi-type devices.
  • the delivery order of a plurality of kinds of bacterial liquids is arbitrarily changed, and the bacterial liquids are packed through the pipeline 58, and mixed in the bacterial liquid pack P to complete the bacterial liquid.
  • the bacterium solution for transplantation After passing through the dialyzing device and filtered, the bacterium solution for transplantation further moves through the channel and then flows into the dispensing device 50 through the conduit 51, and the valve rotates at the intermittent (temporary stop) timing of the peristaltic pump. , are accurately weighed and packaged through line 58 .
  • UFB water for example, is introduced as a diluent from the pipeline 52 , and the waste liquid (drain) after the dispensing is discharged from the pipeline 59 .
  • the concentration of the bacterial solution for transplantation generally referred to as the number of bacteria
  • the material of the valve body and the structure of the rotating part have room for further study, the prototype was made of stainless steel (or ceramics), and the rotating part was polished to the level of the shear mixer used for UFB water production.
  • the volume inside the block B tube is planned to be 20 ml in the prototype, and by rotating it 5 to 6 times for one FMT, it is possible to purify a vacuum pack of the bacterial fluid for transplantation.
  • the bacterium solution for transplantation that flows out of the rotary valve cut dispensing device flows into the vacuum closed dispensing chamber, and is configured to naturally enter the decompressed vacuum pack from a syringe with a diameter of 18G (gauge) or more. be.
  • FIG. 9 is a diagram showing a packaging mechanism (packing device) 60 that manufactures a fungal liquid pack P in which the fungal liquid discharged from the conduit 58 is packaged by fixed amount.
  • FIG. 10 shows a configuration example of an actually designed fungal liquid production system.
  • a constant pressure and a closed environment are maintained by an intermittent continuous flow system using a peristaltic pump for the power of the channel system after the injection of the sample S, the primary melting, and the subsequent homogenization.
  • warm water of 80° C. or higher is passed through the channel system between the previous treatment and the next treatment, and then a 5% glycerol solution is passed. Then, the channels are co-washed with physiological saline.
  • the sample is not affected by the outside temperature or air pressure of the device, fine air bubbles may be generated in the flow path system due to the biological activity of the bacteria being handled and the resistance of the joints in the flow path.
  • Dissolved gases generated in the flow path system due to changes in the temperature and pressure inside the device are removed by a degassing mechanism of the air release type air trap type.
  • the mixing coil 39 is provided with a 4° C. water bath as a constant temperature bath for incubation.
  • the ultrafiltration pore size was 0.7 ⁇ m to 0.8 ⁇ m.
  • the ultrafiltered secondary bacteria liquid is further mixed with gas and UFB water for dilution and flows into the dispensing mechanism 50 .
  • a turbidity meter 55 is provided on the outlet side of the dispensing mechanism 50, and the rotation speed of the peristaltic pump, which is the power source of the system, is adjusted according to the turbidity measured here.
  • the constant temperature bath the temperature of the water bath was set at 4°C, which is the temperature of refrigeration, in the first machine that was prototyped in the experiment, due to concerns about the deterioration of the bacteria. is sometimes effective. In that case, it is possible to replace the constant temperature bath with an oil bath instead of a hot water bath to realize a high-temperature reaction.
  • the above system was realized by developing an intermittent continuous flow closed circuit in a processing space with an anaerobic environment close to the human intestinal tract and a DNA-free non-polluting environment (high-level clean environment of class 5 or higher).
  • a fungal fluid production system for realizing "low-cost, minimally invasive FMT treatment” that can be automatically processed safely and accurately.
  • the purified bacterial solution for transplantation can be purified in large quantities at low cost with good reproducibility. The risk of contamination by atmospheric impurities and floating DNA can be eliminated.
  • the bacterial flora balance is evaluated by confirming the reproducibility by the weight method of the bacterial solution for transplantation, which is the product, and by analyzing the 16S-rRNA bacterial flora using NGS.
  • the prototype consists of one unit with a circuit type that continuously connects each device corresponding to the above (I) to (V), but multiple units of them (up to 6 units in the prototype experimental machine) can operate simultaneously.
  • the unit means the number of types of fungal fluid flowing through one circuit (piping route), and the number of units matches the number of chambers 12 . That is, operating with 6 units means that 6 chambers 12 are provided, different samples S are put into each chamber 12, various processes are performed via the same pipe, and finally valve cut dispensing is performed.
  • the fungus liquid having a desired mixing ratio is sent to the fungus liquid pack P.
  • different types of bacterial solutions flowing through the pipe are sent inside the pipe in a state of being isolated by (replacement) gas, adjacent bacterial solutions may come into contact or mix when flowing in the pipe. it doesn't fit.
  • the production (purification) speed of 1 to 6 units (1 to 6 batches) of bacterial fluid for transplantation for FMT “intestinal flora transplantation” is assumed to be 40 to 60 minutes, and the time from primary thawing to ultrafiltration Up to 6 units can be arranged in the circuit, with a throughput of 6 to 36 doses/hour of culture fluid for transplantation.
  • the processing capacity is further increased by 6 times. It is possible to purify 216 batches/hour of bacterial solution for transplantation.
  • Hundreds of thousands of FMT treatments are performed annually in mail banks in Europe and the United States, and the mobility of multi-unit automatic manufacturing equipment that combines multiple mechanisms based on this new technology is incomparably high compared to human manual labor. .
  • Table 1 compares features of this embodiment. [Table 1]
  • the flow path is washed with warm water of about 80° C., followed by a 5% glycerol solution, and finally with a physiological saline solution, and then filled with various gases, etc., so that the human digestive tract, etc. It is possible to reproduce the environment in which the bacteria originally lived (inhabited).
  • a fungal suspension produced in such an environment is preferable in that when transplanted into an actual living body, it can be established (engrafted) in the living body more smoothly.
  • the fungal liquid production system described in the second embodiment can be connected with an information processing database, a device control system, and a control terminal. Furthermore, a control system can be added to take into account the mixing ratio of different types of fungal solutions, etc., based on the current state of health. For example, based on the profiling results of the patient, the request of the doctor, and the results of the analysis logic, it is possible to prepare the optimal bacterial solution.
  • FIG. 11 shows a configuration example to which an information processing database 101, a device control system 102, and a control terminal 103 are added.
  • the control terminal is, for example, a terminal installed in a hospital or the like in various places, and is preferably capable of accessing information in electronic medical charts.
  • the device control system 102 searches the information processing database 101 and manufactures a bacterial solution with a mixing ratio according to the purpose. You can create recipes to In addition, by feeding back clinical data obtained by actually applying the blended fungal solution to a patient or the like to the information processing database 101, the information processing database 101 can accumulate more substantial recipe information.
  • the fungal liquid production method includes: (I) a primary melting step of melting a sample S containing intestinal bacteria into nanobubble water; (II) a homogenization step of uniformly stirring the solvent Y containing the sample S melted in the nanobubble water by the primary melting step; (III) a filtering step of filtering the solution containing the sample S stirred by the homogenizing step; (IV) a dispensing step of dispensing a solution containing the sample S filtered in the filtering step; (V) a packaging step of packing the dispensed solution.
  • the fungus liquid production method may further include the following steps (VI) to (VIII) before step (I).
  • the diagnostic step (VII) includes, for example, the means described in JP-A-2021-45097 as a preferable example. Specifically, at least the intestinal flora balance measured in the step (VI) It is preferable to use the bacterial count ratio of two or more types of intestinal bacteria as an indicator.
  • the two or more types of intestinal bacteria groups are preferably, for example, either one of the following (A) or (B).
  • Group 1 others Group 2: Enterobacterales Group 3: Fusobacterium Group 4: Clostridium cluster XIX Group 5: Clostridium cluster XVIII Group 6: Clostridium cluster XV Group 7: Clostridium cluster XI Group 8: Clostridium cluster IX Group 9: Clostridium subcluster XIVab Group 10: Clostridium cluster IV Group 11: Clostridium cluster I & II & III Group 12: Clostridium cluster Blautia Group 13: Equolifaciens Group 14: Prevotella Group 15: Bacteroides Group 16: Akkermansia Group 17: Lactobacillales Group 18: Bifidobacterium
  • Group 2 ⁇ 18 intestinal bacteria means all microorganisms.
  • the measurement of the "bacteria count ratio" and "number of groups" for each group can be performed by measuring the patient's intestinal flora using a genetic analysis method.
  • ribosome profiling (16S ribosomal RNA (rRNA) sequencing)” and the above-described known “next generation sequencer (NGS)” is used. method is preferred.
  • ribosome profiling in addition to “ribosome profiling”, “shotgun metagenomics sequencing” that comprehensively analyzes all genes of all microorganisms present in the subject can be used. Preferred is “ribosome profiling”, which is less and less costly to implement.
  • Ribosome profiling is a method that has been widely used in recent years for identifying and classifying microorganism species, etc., and is a technique that utilizes identification of gene transcripts that have undergone translation processing. By sequencing the "16S rRNA gene" present in most microorganisms, it is possible to identify the microbial species present in the subject and estimate the abundance ratio, so it has been difficult to analyze bacteria until now. It is suitable for analysis of microflora (microbiota: a group of microorganisms), especially for analysis of intestinal microflora, which is said to have about 100 trillion to nearly 1000 trillion microbes.
  • next-generation sequencing (NGS) The next-generation sequencer was developed in the United States around the year 2000. The number of DNA fragments that can be read out in parallel is an order of magnitude greater than that of conventional DNA sequencers. It was developed by Illumina and others.
  • DNA sequencers "M iSeq series”, “NextSeq series”, “HiSeq series”, etc. can be used as next-generation sequencers manufactured by Illumina Inc., but the principles and methods of use thereof are described below. , disclosed below.
  • diagnosis step (VII) it is preferable to execute each step of the following means i) to iii).
  • Step S4 Means for receiving an input of a result obtained using at least one of one or more predetermined criteria as an index (step S1) ii) means for scoring and/or ranking the entered values (step S2 and/or step S3); iii) Means for displaying diagnostic results in which the scores or ranks are associated with criteria used as indices (Step S4)
  • the bacterial liquid manufacturing system of the above-described embodiment further execute the following steps iv) to vii). These steps can be automated by pre-programming.
  • An example (flowchart) of this program is shown in FIG.
  • step S5 step of creating a report card or radar chart
  • step S6 step of determining the composition of the bacterium solution for transplantation based on the diagnosis result, report card or radar chart
  • step S6 step of selecting donor information that can achieve the determined composition (selection of one or more donors, mixing ratio of bacterial fluid of multiple selected donors, etc.)
  • step S7 step of accepting input of bacterial solution composition or selected donor information
  • criterion used as an index that can be used to obtain a diagnosis result will be exemplified.
  • predetermined criteria include the following criteria 1 to 8.
  • bacteria refers to the presence or absence of the "ability to contribute to health maintenance" of the intestinal flora, that is, the “potential ability of the patient's intestinal flora to become healthy by itself” ( or high and low)”.
  • Criteria 1 (immunoactivation bactericidal criteria) 1-1: Ratio of (B2) to (B1) below (B1) total intestinal microbial count of groups 1 to 18 (B2) total number of all Clostridium (sub)clusters of groups 4 to 12 and/or 1-2: Ratio of (B3) to (B1) below (B1) Total intestinal microbial count of Groups 1 to 18 (B3) Total bacterial count of Groups 17 and 18
  • Criteria 2 (criterion criteria for immunotolerance) 2-1: Ratio of (B4) to (B2) below (B2) Total number of Clostridium (sub)cluster bacteria in groups 4 to 12 (B4) Groups 5, 9, 10, 11, and 12 Total bacterial count and/or 2-2: Ratio of (B5) to (B1) below (B1) Total intestinal microbial count of Groups 1 to 18 (B5) Total Clostridium (sub)cluster of Groups 4 to 12, Group 17 and group 18 total bacterial count
  • Criterion 3 Ratio of (A2) to (A1) below (A1) Number of Group 9 bacteria (A2) Number of Group 8 bacteria
  • Criterion 4 Lipid Metabolism Directive Vigor Judgment Criteria 4-1: Ratio of (A3) to (B1) below (B1) Total intestinal microbial count of Groups 1 to 18 (A3) Bacterial count of Group 15
  • Criterion 5 Carbohydrate Metabolism Directive Vigor Judgment Criteria 5-1: Ratio of (B6) to (B1) below (B1) Total intestinal microbial count of Groups 1 to 18 (B6) Total bacterial count of Groups 14, 17, and 18
  • Criterion 6 Tissue/Skin Regeneration Bacterial Activity Criteria 6-1: Ratio of (A4) to (B1) below (B1) Total intestinal microbial count of Groups 1 to 18 (A4) Bacterial count of Group 13
  • Criterion 7 (Longevity Support Vigor Criteria): 7-1: Ratio of (B7) to (B1) below (B1) Total intestinal microbial count of Groups 1 to 18 (B7) Total bacterial count of Groups 17 and 18
  • Criterion 8 (inter-organ communication bacteriological strength determination): 7-2 (8-1): Number of groups in which the ratio of (A5 to A13) to (B1) below is 0.2% or more (B1) Total intestinal microbial count of groups 1 to 18 (A5 to 13 ) The number of bacteria in any one group of groups 4 to 12
  • the specific value (optimal value) that serves as the diagnostic criteria for "bacterial strength” varies slightly depending on ethnicity, age, gender and other conditions, and cannot be specified unconditionally.
  • the following numerical values are exemplified as standard values (reference values) for healthy bodies.
  • Criterion 4-1 lipid metabolism command virulence: 42.53 (%)
  • the above values are values derived from statistical analysis based on analysis results of a large number of patients with actual diseases and symptoms of several hundred cases or more, but are not necessarily limited to these values. .
  • the further (up or down) the distance from the above values the weaker the "bacterial activity” indicated by the criteria.
  • the unit is "piece” instead of "%”, it is determined that the farther down, the weaker the "bacterial activity”.
  • the classification of the results by this scoring does not necessarily have to be classified into three stages, and may be one stage, two stages, or four stages or more.
  • a different classification method may be used for each criterion. For example, a certain criterion may be scored in three stages, while another criterion may be scored in two stages.
  • This score can also be used to further rank each "bacterial strength”.
  • Examples of ranking include the following methods.
  • Rank A The total (or average) of all score values within the criteria is W or higher
  • Rank B The total (or average) of all score values within the criteria is X or higher and less than W
  • Rank C All score values within the criteria
  • rank The total (or average) of all score values within the criteria is Z or more and less than Y
  • This scoring rule can be used in the "diagnostic system", “diagnostic device”, and “diagnostic program” of the present invention, which will be described later.
  • the scores derived based on the above rules and the like can be used individually or by comprehensive judgment of the scores for each of the above “criteria 1 to 8", and the "diagnosis method” and “health condition diagnosis sheet” of the present invention. etc. can be used.
  • bacterial solution for each donor in order to obtain a suitable bacterial solution for transplantation for each individual patient, different types of bacterial solution (bacterial solution for each donor) should be selected according to the above criteria. It is important to obtain diagnostic results, report cards, radar charts, etc., and record these data in the information processing database 101 . Then, by operating from the control terminal 103, etc., based on the device control system 102, considering the diagnostic results obtained from the patient and one or more donor stools (purified bacterial fluid) prepared in advance, Select one or more donors that can achieve the ideal intestinal flora balance for each patient, determine the optimal blending ratio of the selected donor bacterial solution, and display the results of those selections and determinations with a rotary valve.
  • the device control system 102 can be configured to apply a system that performs machine learning while referring to past data, so that more highly accurate compounding is possible.
  • FIGS. 13 and 14 Images of the report card (scoring report) and the radar chart are shown in FIGS. 13 and 14, respectively.
  • the report card shown in FIG. 13 is a list showing the results of scoring for each criterion and the results of ranking based on the results.
  • FIG. 14 is a radar chart diagram visually expressing the results of FIG.
  • the bacterial fluid production system of the present invention can be applied to a system for diagnosing the health condition of a stool donor by configuring as follows.
  • the fungus liquid production system further includes an information processing database (101), a device control system (102), a control terminal (103), A plurality of predetermined criteria are recorded as indicators in the information processing database (101), Based on an instruction from the control terminal (103) or a program executed by the device control system (102), The following steps S1 to S4 may be executed.
  • Step S4 means for receiving an input of a result obtained using at least one of a plurality of predetermined criteria as an index (step S1); ii) means for scoring and/or ranking the entered values (step S2 and/or step S3); iii) Means for displaying diagnostic results in which the scores or ranks are associated with criteria used as indices (Step S4)
  • the diagnostic system of the present invention is for diagnosing the health condition of intestinal flora
  • the fungal liquid production system further comprises an information processing database (101), a device control system (102), a control including a terminal (103); one or a plurality of predetermined criteria relating to the state of health of intestinal flora are recorded as indices in the information processing database (101); Based on an instruction from the control terminal (103) or a program executed by the device control system (102), the device control system (102) The following steps S1 to S8 may be executed.
  • step S1 means for receiving an input of results obtained using at least one of the criteria as an index
  • step S2 means for scoring and/or ranking the entered values
  • step S3 means for scoring and/or ranking the entered values
  • step S3 means for scoring and/or ranking the entered values
  • step S3 Means for displaying diagnostic results in which the scores or ranks are associated with criteria used as indices
  • Step S4 iv) step of creating a report card or radar chart (step S5)
  • step S6 Step of determining the composition of the bacterium solution for transplantation based on the diagnosis result, report card or radar chart
  • step S7 Step of selecting donor information that can achieve the determined composition (selection of one or more donors, mixing ratio of bacterial fluid of multiple selected donors, etc.)
  • step S7 step of accepting input of bacterial solution composition or selected donor information
  • step S8 means for receiving an input of results obtained using at least one of the criteria as an index
  • step S2 means for scoring and/or ranking the entered values
  • step S3 means for scoring and/
  • step S6 of v) and step S7 of vi) can be executed, for example, as follows.
  • step S6 of v) and step S7 of vi) can be executed, for example, as follows.
  • v) Based on the patient's diagnostic results, report cards, or radar charts, determine the bactericidal strength that the patient lacks. Subsequently, an ideal intestinal flora balance composition for the patient is determined, which helps improve the composition ratio of the intestinal bacteria group related to the lack of microbial power.
  • Select one or more donor fungus solutions and their mixing ratios that can maximize the determined composition from the donor fungus solution group linked in advance to the fungus solution production system.
  • the program of the present invention can be configured as a computer program for executing each step of the method of the present invention and the diagnostic system of the present invention.
  • the present invention provides a technical means capable of stably and continuously producing high-quality bacterial solutions, and is a safe and effective method that contributes to innovative research and development that improves the improvement rate in various diseases. It is positioned as a key technology for realizing advanced fecal flora transplantation (FMT) technology.
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Abstract

【課題】菌液製造システムを提供する。 【解決手段】　腸管内細菌を含む試料Ｓをナノバブル水に融解する一次融解機構と、前記一次融解機構により前記ナノバブル水に融解した試料Ｓを含む溶媒Ｙを均一に撹拌するホモジナイズ機構と、前記ホモジナイズ機構により撹拌した試料Ｓを含む溶液を濾過する濾過器と、前記限外濾過された試料Ｓを含む溶液を分注する分注機構と、分注された前記溶液をパッキングするパッケージ機構とを含み、前記菌液製造システム全体が大気と遮断された閉鎖型回路を構成する。

Description

菌液製造システム、菌液製造システムにより製造された菌液パッケージ及び菌液の製造方法
　本発明は、主として体内に移植するための菌液を製造する菌液システム及び菌液の製造方法に関する。
　近年、腸管内の環境と健康との深い因果関係が明らかにされ、腸管内に共生する多様な細菌（Microbiota）の増減や構成バランスの乱れなどが様々な健康障害を誘起する可能性が示唆されている。そこで、健康なドナーにより提供された新鮮便を液状にし、種々の疾患を持つ患者腸管内に移植することで腸内細菌叢の数やバランスを調整し、様々な病気を治療する糞便細菌叢移植（ＦＭＴ: Fecal Microbiota Transplantation、以下「ＦＭＴ」と略記する場合がある）が注目されている。
　ＦＭＴは、例えば、重篤な腸管感染症の１つ、クロストリジウム・ディフィシル腸炎（ＣＤＩ）に対する有効な治療法とされている。さらに、ＦＭＴは、アレルギー疾患、自己免疫疾患、がん、肥満、生活習慣病、精神疾患をはじめとする、他の様々な難治性疾患に対する治療法としても期待されている。例えば、２０１７年には、胃腸障害を持つ小児自閉スペクトラム（ＡＳＤ）の患者が、ＦＭＴによって、胃腸障害の改善と共に、行動学的なＡＳＤ症状の優位な改善を示したと報告されている（非特許文献１）
　本願発明者らは、全国１９の医療機関や大学と連携しながらＦＭＴによる各種難病患者の治療に取り組んでいる。ＦＭＴを実施するうえで最も重要なプロセスの１つは、健常人「移植用菌液」を採取及び調整したうえで、ドナー便の試料（サンプル）として使いやすい形態に加工することである。この調整作業は、従来、生理食塩水を溶媒として大気下等の開放空間で均化し、その後漏斗でろ過する方法（アムステルダムプロトコル）により調整されることが一般的であった（非特許文献２，P.948，Table 1）。
Microbiota Transfer Therapy alters gut ecosystem and improves gastrointestinal and autism symptoms: an open-label study （Kang et al. Microbiome　(2017) 5:10 ）DOI 10.1186/s40168-016-0225-7 Therapeutic Potential of Fecal Microbiota Transplantation（GASTROENTEROLOGY Vol. 145, No. 5, 2013, P.946-953）
　現行の移植用菌液調整にかかる時間は、一回の移植あたり３．５～４．０時間と長時間であり、扱う細菌のデリケートさから、短時間で一気に作業を進める必要がある。試料の色、粘性度、量などが毎回違うことに加え症状に応じたブレンド操作などを行うと、移植菌液としての再現性維持が困難であった。大学病院などでもマスクに手袋、予防着、メガネといった重装備で周囲を気にしながら手作業でおこなわれている。通常の移植治療と違い、完全無菌操作までは必要ない。とはいえ、扱う細菌群の遺伝情報交換速度の速さはヒトとは比べ物にならず、臓器や骨髄、血液などの移植同様の慎重さが要求されるのが実状である。
　生理食塩水を溶媒として調整した菌液は、ヒト腸粘液との酸化還元電位の相違により、腸管内での抵抗性が大きくなり、菌の定着が悪かった。そのため、移植した腸内細菌を腸のディストリビューター（分配役）となる「虫垂」まで届けるために、調整した菌液は大腸内視鏡を用いて移植しなければならなかった。また、従来の菌液調整は、ビーカーなどの実験器具を用いて人の手で行われるため、ヒトＤＮＡや大気中に浮遊するウイルス等の汚染を完全に排除することができず、再現性や信頼性において必ずしも十分ではなかった。さらに別の観点では、大気下での作業により、嫌気性菌が弱体化するという点において、腸管内の環境に近い環境下で調整されたものとはかけ離れているものでもあった。
　さらに、実験器具を用いた製造では大量生産できず、ＦＭＴを広く普及させるための障害となっていた。
　本発明は、これらの課題を解決して低侵襲で安全かつ効果の高い治療法としての糞便細菌叢移植（ＦＭＴ）技術の確立を目指すものである。
　本発明の更なる一態様として、特定の種類の腸内細菌（絶対数）だけで判断するのでは無く、複数の腸内細菌のバランス（菌数比率）によって患者の健康状態を診断し、その結果に基づいて移植用菌液の組成を決定する方法と組み合わせることで、患者ごとに適した移植用菌液の製造を可能とする方法をも提供するものである。
　本発明に係る菌液製造システムは、
　腸内細菌を含む試料Ｓをナノバブル水に融解する一次融解機構（１０）と、前記一次融解機構（１０）により前記ナノバブル水に融解した試料Ｓを含む溶媒Ｙを均一に撹拌するホモジナイズ機構（２０）と、前記ホモジナイズ機構により撹拌した試料Ｓを含む溶液を濾過する濾過器（４０）と、前記濾過器で濾過された試料Ｓを含む溶液を分注する分注機構（５０）と、分注された前記溶液をパッキングするパッケージ機構（６０）と、を含む菌液製造システムであって、前記菌液製造システムの全体が大気と遮断された閉鎖型回路を構成する。
　前記一次融解機構は温度制御装置が設けられていてもよい。
　前記ホモジナイズ機構は温度制御装置が設けられていてもよい。
　前記ホモジナイズ機構は流体クラッチ機構を介して伝達される回転動力により撹拌するように構成されていてもよい。前記ホモジナイズ機構は流体クラッチ機構に代えて、「ワイヤー型カッター」を用いて構成されていてもよい。
　前記菌液製造システムは、ペリスタルティックポンプを含む流路系動力部を含んでいてもよい。
　前記流路系動力部は希釈用管路と気体流入用管路とを含んでいてもよい。
　前記菌液製造システムは脱気機構を含んでいてもよい。
　前記菌液製造システムはミキシングコイルを含んでいてもよい。
　前記ミキシングコイルは温度調節機構を具備してもよい。
　前記濾過器は限外濾過器であってもよい。
　前記限外濾過器のポアサイズは、０．５μｍ～１５μｍであってもよい。
　前記分注機構は回転式バルブカット方式の分注機構であってもよい。
　前記菌液製造システムは流路内に濁度計が設けられ、前記濁度計の出力に応じて前記流路系動力部の流速が制御されるように構成してもよい。
　上記菌液製造システムにより菌液パッケージが製造される。
　前記菌液製造システムはデータベースを組み合わせた所定のシステムを構築することにより、患者の健康状態等を診断するための診断システムを構築することも可能である。
　具体的には、本発明に係る診断システムは、上記菌液製造システムを用いて腸内フローラの健康状態を診断するための診断システムであって、さらに、情報処理データベース（１０１）、デバイス制御システム（１０２）、制御用端末（１０３）を含み、
　前記情報処理データベース（１０１）には予め決められた、腸内フローラの健康状態に関する１又は複数の基準を指標として記録しておき、
　前記デバイス制御システム（１０２）が、前記制御端末（１０３）からの指示又はデバイス制御システム（１０２）で実行されるプログラムに基づき、
以下のステップＳ１～Ｓ４を実行することを特徴とする。
　ｉ）前記基準のうち少なくとも１つを指標として得られた結果の入力を受け付ける手段（ステップＳ１）と、
　ｉｉ）入力された値をスコア化及び／又はランク付けする手段（ステップＳ２及び／又はステップＳ３）
　ｉｉｉ）前記スコア又はランクと、指標とした基準を関連付けた診断結果を表示する手段（ステップＳ４）
　このようなシステムを適用することにより、便提供者の現在の健康状態を把握することが可能となる。患者の便に適用すれば患者の健康状態を客観的に診断することが可能となり、ドナーの便に適用すればドナーの菌液パッケージに含まれる菌液に含まれる腸内細菌を客観的に把握することができる。それにより、患者にとって必要な腸内細菌を含む移植用菌液を得るために必要な情報を取得することが可能となる。
　前記デバイス制御システム（１０２）は、前記ステップＳ１～Ｓ４に加えて、さらに以下のステップＳ５～Ｓ８を実行するものであっても良い。
　ｉｖ）通信簿又はレーダーチャートを作成するステップ（ステップＳ５）
　ｖ）診断結果、通信簿又はレーダーチャートに基づく、移植用菌液の組成を決定するステップ（ステップＳ６）
　ｖｉ）決定した組成を達成しうるドナー情報（１以上のドナーの選別，及び選別した複数ドナーの菌液配合比率等）を選択するステップ（ステップＳ７）
　ｖｉｉ）菌液組成又は選択したドナー情報の入力を受け付けるステップ（ステップＳ８）
　このように、診断システムと連動させた菌液製造システムを使用することによって、移植用菌液は、複数のドナーから得られた菌液を、効率的に組み合わせて製造することが可能である。
　本発明のプログラムは、前記の各ステップを実行するためのものである。
　本発明に係る菌液製造方法は、
（Ｉ）腸内細菌を含む試料Ｓをナノバブル水に融解する一次融解ステップと、
（ＩＩ）前記一次融解ステップにより前記ナノバブル水に融解した試料Ｓを含む溶媒Ｙを均一に撹拌するホモジナイズステップと、
（ＩＩＩ）前記ホモジナイズステップにより撹拌した試料Ｓを含む溶液を濾過する濾過ステップと、
（ＩＶ）前記濾過ステップで濾過された試料Ｓを含む溶液を分注する分注ステップと、
（Ｖ）分注された前記溶液をパッキングするパッケージステップ
とを含むものである。
　また、前記菌液製造方法は、前記ステップ（Ｉ）の前に、さらに下記（ＶＩ）乃至（ＶＩＩＩ）のステップを含んでいてもよい。
（ＶＩ）患者の腸内フローラバランスを測定するステップ
（ＶＩＩ）前記測定の結果に基づき、患者の健康状態を診断するステップ
（ＶＩＩＩ）前記測定の結果又は前記診断の結果に基づき、前記ステップ（Ｉ）で使用する1又は２以上の前記試料Ｓを選択するステップ
　また、前記菌液製造方法は、前記（ＶＩＩ）の診断ステップが、前記ステップ（ＶＩ）で測定された腸内フローラバランスにおける、少なくとも２種類以上の腸内細菌群の、菌数比率を指標として実行されるものが好ましい。
　本発明に係る菌液製造システムによれば、ヒト腸管内に近い環境で試料Ｓ（ドナー便）を効率良く安定的に移植用菌液を製造するすることができる効果がある。
図１は、菌液製造システム１の基本原理を説明するための模式的な構成図である。 図２（Ａ）は、一次融解機構１０の構成の一部を模式的に示す概念図であり、パージガスの注入後、又は注入とほぼ同時に、溶媒流入口１８からＵＦＢ水からなる溶媒Ｙを噴出させ、チャンバー１２内に溶媒Ｙを流入させる様子を示す図である。図２（Ｂ）は、一次融解機構によって製造された、一次融解菌液を示す図である。 図３は、試料Ｓを投入し溶媒で満たされたチャンバー１２内で第１の回転動翼２１が回転するホモジナイズ機構２０により、試料Ｓが溶媒Ｙ中で均化される様子を模式的に示す概念図である。 図４は、チャンバー１２の構造の変形例を示す図である。 図５（Ａ）は、濾過前菌液が流路系動力部３０を介してミキシングコイル３９に投入され、その後、脱気機構３８に接続される様子を示す図である。図５（Ｂ）は、脱気機構３８を通過した後、濾過前菌液が限外濾過器４０に流入する様子を示す図である。 図６は、脱気機構３８の概念図である。 図７（Ａ）及び（Ｂ）～（Ｄ）は、限外濾過器の構成を説明するための模式図である。 図８は回転式バルブカット分注装置（分注機構５０）の構成を示す模式図である。 図９は、管路５８から排出された菌液を定量ずつパッケージされた菌液パックＰを製造するパッキング装置（パッケージ機構６０）を表す図である。 図１０は、実際に設計した菌液製造システムの構成例を示している。 図１１は、情報処理データベース１０１、デバイス制御システム１０２、制御用端末１０３を付加した、本発明の菌液製造システムの構成例を示している。 図１２は、本発明の菌液製造システムにおける診断ステップ（VII）や（VIII）を実行するためのプロセスを表す、フローチャートの一例である。 図１３は、本発明の菌液製造システムにおける診断システム等の実施によって得られた結果を示す「菌力・通信簿」のイメージを表す図である。 図１４は、本発明の菌液製造システムにおける診断システム等の実施によって得られた結果を示す「菌力・レーダーチャート」のイメージを表す図である。 図１５は、実際に試作したホモジナイザーの形状を模式的に示す概略構成図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は、いずれも本発明の要旨の認定において限定的な解釈を与えるものではない。また、同一又は同種の部材については同じ参照符号を付して、説明を省略することがある。
［菌液製造システム］
（第１の実施形態）
　図１は、菌液製造システム１の基本原理を説明するための模式的な構成図である。但し、実際のシステムでは菌液の一部が循環する系を構築するなど、より複雑なものとなることもある。それらについては第２の実施形態で説明する。本実施形態で説明する菌液製造システム（以下、単に「システム」という場合がある。）１は、腸内細菌を含むドナー便（以下、「試料Ｓ」という。）を投入した後、種々のステップを経て最終的に、パッケージに封入された移植用菌液を得ることを可能にするシステムである。
　システム１は大きく５つの機構で構成される間歇型連続流れ方式の回路であり、各機構の動作がそれぞれ最終的な生成物を得るための主な製造ステップ（Ｉ）～（Ｖ）に対応する。
　（Ｉ）　　一次融解
　（ＩＩ）　ホモジナイズ（均化）
　（ＩＩＩ）濾過（ダイアライズ）
　（ＩＶ）　分注
　（Ｖ）パッキング
　本実施形態の菌液製造システム１は、各装置がいずれも汚染等に強いサニタリー配管及びサニタリー継手や耐薬品・耐圧・耐摩耗性などに優れた可撓性のチューブ等で連結され、それによりシステム全体が大気と完全に遮断されたクリーンかつ完全な閉鎖嫌気環境で処理される構成となっている。これは、ヒトＤＮＡや大気中に浮遊するウイルス等の混入による汚染の可能性を可能な限り排除して、再現性や信頼性に優れた菌液を安定して得るためである。大気と遮断される構成は、嫌気性菌の弱体化を防止することにも貢献する。後述する精緻な温度管理を含め、試料の投入からパッケージに封入された移植用菌液を得る最終工程に至るすべての工程が、「アムステルダムプロトコル」に則り実験器具を用いて人の手で調整していた従来法と比べ、より汚染が少なく、腸管内の環境に近い環境下に維持された状態で菌液の調整が完了する。以下、各製造ステップを実施するための装置構成について詳述する。
［（Ｉ）一次融解ステップ］
　菌液を製造する最初のステップは、試料Ｓを溶媒Ｙと混ぜ合わせて流動性を高めた菌液（以後「一次融解菌液」という。）を得ることである。一次融解菌液に求められることは、溶媒Ｙに融解させる過程で、菌の形状や運動性、性状や物性（鞭毛構造や繊毛など）等の菌液の質を極力損なうことなく融解させることである。一般に移植用菌液の質は、腸管内壁における定着性に影響する。一次融解の時点でこれらの菌液の質が損なわれると、後述するステップ（ＩＩ）～（Ｖ）を経て最終的に得られる移植用菌液に含まれる菌の定着性が悪くなるからである。
　ここで、腸管内壁への菌の定着は、ヒトの腸管内に分泌される免疫グロブリンＡ（ＩｇＡ：病原菌の排除や毒素の中和といった腸管内常在菌の制御に関わる抗体の一種）が、糖鎖を介して主要な腸内細菌の１つと結合することにより進むと考えられている。しかし、患者によって個人差のあるＩｇＡの菌輸送能力のみに頼る方法は、ＦＭＴの信頼性を低下させる原因となる。
　従来の生理食塩水を溶媒として調整した移植用菌液は、腸管内壁への菌の定着性が悪いため、大腸内視鏡を用いて直接大腸管内に移植しなければならず、高侵襲で患者への負担が非常に大きかった。
　腸管内壁への菌の定着を低下させる原因の１つとして考えられるのは、生理食塩水とヒトの腸管内壁の酸化還元電位差が大きいことである。すなわち、酸化還元電位が０ｍＶである生理食塩水を溶媒とする試料Ｓを含む菌液に対して、ヒト腸粘液の酸化還元電位は約－０．２Ｖと考えられ、この酸化還元電位の相違が、腸管内壁への菌の定着を低下させる原因の１つと考えられる。
　そこで、本システムの一次融解機構で用いる溶媒Ｙには、ウルトラファインバブル水（以下、「ＵＦＢ水」という場合がある。）とも呼ばれるナノバブル水を用いる。ＵＦＢ水は、マイナスに帯電した超微細サイズの気泡を大量に含有し、気泡のサイズはナノメートルオーダーとなる。一次融解菌液の調整において、溶媒ＹとしてＵＦＢ水を使用すると、得られる一次融解菌液の酸化還元電位は、ヒト腸管内に近い値（約－１５０ｍＶ）となる。そして、マイナスに帯電した気泡は腸粘膜上のプラスに帯電した有機的な汚れに吸い寄せられる挙動を示す結果、移植用菌液に含まれる腸内細菌も気泡によって腸壁付近の粘液層（内因性粘液層）へと運ばれる。内因性粘液層に到達した腸内細菌は、内因性粘液層が腸管腔側粘液層とは逆に流れる性質を有するため、患者腸管内のそれぞれの住処へ容易に定着する。
　ＵＦＢを用いることによる利点は、上記のとおり移植時における腸管内での抵抗性が生理食塩水よりもはるかに小さいことに加えて、個々の菌が微細な気泡によって保護されることで菌同士の接触頻度が大幅に減少することである。その結果、菌の保存状態が改善し、より奏効率の高い移植が可能となる。
　本件発明者らによる基礎実験では、溶媒ＹにＵＦＢ水を用いた場合、より低侵襲な腸カテーテルを用いた注腸法で難治性腸疾患の寛解率６０％以上（主治医による５段階の判定に基づき軽度の改善も含むと７５％以上）もの移植成果を実現することが明らかとなっている。
　図２（Ａ）は、一次融解機構１０の構成の一部を模式的に示す概念図である。一次融解機構１０は、チャンバー１２内に、ガス流入口１４と、ガス排出口１６と、温度管理された溶媒Ｙを噴出させるための溶媒流入口１８を含む。チャンバー１２につながる全ての配管中の弁（不図示）を閉じることで、チャンバー１２は、完全に密閉された閉鎖環境にすることができる。なお、図２（Ａ）では、一次融解ステップのみを説明するため図示を省略しているが、一次融解機構１０は、チャンバー１２の内部の温度を制御する温度制御装置が設けられ内部温度を制御することができる構造を有するほか、次工程の「（ＩＩ）ホモジナイズステップ」で使用される回転動翼などの撹拌装置、その他必要な機構が設けられていてもよい。チャンバー１２は、一次融解機構１０に着脱可能に構成されていてもよい。また、チャンバー１２は、例えばアクリル樹脂製などのような透明で内部を視認できる透明樹脂で構成されていてもよい。
　チャンバー１２内に試料Ｓを投入し、その後、ポンプによりチャンバー１２内を減圧する。その後、任意のパージガス（例えば、水素など）で置換する。パージガスの種類は導入すべき菌種によって変えることができる。例えば、嫌気性の菌を多量に含む移植用菌液を調整する場合、酸素を含まないガスによりパージすることが好ましい。一般に、ヒトの腸管内で糖が分解されることによって産生されるガスの多くは水素であり、かつ、水素は比較的安価であることから、腸管内と同じ嫌気性環境を保持することによって菌叢のバランスを維持する上では、水素ガスは好ましいガスの１つと考えられる。
　別の観点から、例えば、意図的に酸素・オゾンなどの酸化条件下に置いて除菌または減菌することにより、移植効果を一層高めることも可能である。パージガスとして可能性のあるものとしては、例えば、空気・酸素・窒素・水素・二酸化炭素・オゾン・アルゴンなどが考えられるがそれに限られるものではない。
　具体的には、ガス排出口１６から真空ポンプ（不図示）によりチャンバー１２内の空気を追い出して減圧し、次いで、ガス流入口１４からパージガスを注入してゆくように構成する。
　図２（Ａ）は、パージガスの注入後、又は注入とほぼ同時に、溶媒流入口１８からＵＦＢ水からなる溶媒Ｙを噴出させ、チャンバー１２内に溶媒Ｙを流入させる様子を示す図である。ＵＦＢ水を注入する際には投入した試料Ｓの例えば約２．５倍量（ボリューム倍率）を噴射する。なお、溶媒流入口１８は、例えばシャワーヘッドのような形状でもよく、その形状は特に限定されない。なお、通常はパージしてから溶媒Ｙを投入するが、パージと同時に溶媒Ｙを投入し、或いは溶媒Ｙを投入した後、パージしてもよい。
　なお、パージ前の到達真空度やチャンバー１２の気密性については、一次融解並びに次工程の均化工程を実施する際に菌叢のバランスが崩れない程度であればよい。必要であれば、チャンバー１２に真空度を計測する計器類を設けてもよい。
　このような構成により、大気と遮断された、より腸管内の環境に近い閉鎖環境内で一次融解菌液を得ることができる。なお、気密性については試料Ｓと共にガスインジケーターを投入し、一次融解終了後に色の変化で確認できるように構成してもよい。生物学的に嫌気性菌の量的バランスは次世代シーケンサー（ＮＧＳ：Next Generation Sequencer）を用いた菌叢解析により行い、融解前後の菌叢バランスを評価するように構成してもよい。
　本実施形態の一次融解機構のチャンバー１２は、予め装置外で試料Ｓの重量その他性状を表すパラメーターを計測できるようにして、その結果を基に融解時の溶媒Ｙの噴射圧、チャンバー内温度、水量などを決定すると共に、ＵＦＢ水の流入速度は調圧バルブによって調整可能とする。
　ここで、溶媒Ｙについて説明する。溶媒Ｙは、およそ数千万～数億個／ｍｌのナノメートルサイズ（１ミクロン未満）の気泡を溶存させたＵＦＢ水である。気泡径及び気泡数は精密粒度分布測定装置（ベックマン・コールター社製　Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４ｅ）を用いてＩＳＯ１３３１９に準拠する電磁抵抗法（コールター法）を用いて測定した。
　チャンバー１２内の温度は、例えば冷温水チラーを併設する形で装置を設計するなど、内部の温度を例えば－８０℃～４０℃の範囲で設定できるように構成してもよい。具体的な加熱及び冷却の手段、温度制御手段、温度センサーの種類やその設置場所等は、特に限定されない。これらはいずれもコストや用途等を考慮して種々設計しうる事項である。例えば、チャンバー内部或いは外壁部等に熱電対或いは放射温度計などの温度センサーを設けると共に、チャンバーの外周に配管を設け、温水或いは冷水などの溶媒を通し、フィードバック制御してもよいし、温度制御範囲によっては電熱ヒーターで加温するのみの構造であってもよい。このような温度制御手段により、試料Ｓの性状が硬い固形物の場合でも、逆に柔らかく流動性或いは粘着性の高い場合でも、温和な条件下で速やかに融解させることができる。
　なお、現行の実験環境では低温冷凍庫からの融解等を目的としているが、用途或いは目的により、液化窒素を用いて冷却する場合やそれ以下の温度に冷却する場合もありうる。例えば、高温耐性菌などを意図的に選択した菌液の精製が可能となり、より一層の効果が得られる可能性が広がると考えられる。
　一次融解時の装置庫内は液面上昇を自動検知し、コンプレッサーによる吸引により、液面に合わせ庫内を自動脱気、排液を行う。試作した一次チャンバーの容積は、溶質（試料Ｓ）が約１，６００ｍｌであったので、溶媒の量（例えば溶質×２．５程度）を目安とし、約４，０００ｍｌとした。
　一次融解機構は、試料投入前に試料の重量、硬さ、粘性度などを予め初期条件を入力するか若しくは運転開始後の蓄積データを解析することで自動感知することとし、その結果を基に、融解時のＵＦＢ水噴射圧、庫内温度、ＵＦＢ水量などを決定する。その後、順次融解とともに庫内を脱気しながら置換ガス（例えば水素など）を注入し、ＵＦＢ水と混ざり合って泥状になった試料を一次融解菌液として排出する。
　図２（Ａ）に示す一次融解機構のチャンバー１２によれば、処理対象となる試料Ｓは、重量、硬さ、粘性度、など初期条件が毎回一定でないあらゆる性状の試料に対して一律に融解処理できる。
　本実施形態の菌液製造システム（以下、単に「システム」という場合がある。）においては、一次融解以後のステップでは移植用菌液とするための種々のステップが続くが、菌液の性状は以後溶媒に融解した状態のまま最終ステップで移植用菌液としてパッケージされることになる。
［（ＩＩ）ホモジナイズステップ（均化工程）］
　チャンバー１２内で一次融解された菌液は、試料Ｓと溶媒とが十分に混ざり合っていない。そこで、一次融解機構のチャンバー１２内に設置した撹拌装置（モーターと回転動翼などからなる撹拌装置）によって撹拌し、均一化する工程（均化工程）が必要となる。ここでも、撹拌前後で大気と遮断された閉鎖環境で均化することが重要である。
　図３は、試料Ｓを投入し溶媒で満たされたチャンバー１２内で第１の回転動翼２１が回転するホモジナイズ機構２０により、試料Ｓが溶媒Ｙ中で均化される様子を模式的に示す概念図である。図３に示すように、チャンバー１２の周囲には配管１９が設けられ、その内部に温水や冷水等の熱媒を通すことでチャンバー１２内の試料Ｓの温度を調整できる温度制御手段が設けられる。但し、温度制御手段は必ずしもこの方法に限定されない。
　ホモジナイズ機構２０は、チャンバー１２内の試料Ｓの物性を極力損なわないように撹拌することが求められる。そのため、一例として、試料Ｓを均化するためのチャンバー１２と流体クラッチ槽３２とが隣接した構造を具備する。流体クラッチ槽３２は、内部に粘性流体３３が充填された閉鎖空間内で２枚の回転動翼（第２の回転動翼２２と第３の回転動翼２３）を対向させて設けた、いわゆるトルクコンバーターである。
　図３に示すように、第３の回転動翼２３のシャフト（軸）２５は、流体クラッチ槽３２の外部に設けられたモーターなどの回転動力２６につながっている。回転動力２６によって第３の回転動翼２３が回転すると、粘性流体３３による旋回流が生成され、その回転力が第２の回転動翼２２に伝達される。他方、第２の回転動翼２２は、流体クラッチ槽３２に隣接するチャンバー１２内に設けられた第１の回転動翼２１と共通のシャフト（軸）２４で連結され、このため、第２の回転動翼２２の回転力はそのまま第１の回転動翼２１に伝達される。
　一般に、粘性流体３３は、グリスオイルなど油性の流体が用いられ、低温時には粘性度が高く、高温時には反対に低くなる性質を有する。このため、粘性流体３３の温度を制御する機構を設けることにより、伝達するトルクの大きさを無段階で調整することが可能となる。例えば、図３で示すように、流体クラッチ槽３２の外周に配管２９を設け、その内部に冷水や温水を流すことで冷却や加温できる構造であってもよい。もちろん、この方法に限定されず、他の温度制御手段を用いても良い。
　なお、チャンバー１２の気密構造は、図２及び図３で例示した構成に限定されない。
　図４は、チャンバー１２の構造の変形例を示す図である。図４に示すように、チャンバー中央部が底部からせり上がっていて、その頂点周辺にシャフト２４を挿通する開口部が設けられた構造である。この場合、開口部を通じて大気開放され密閉構造にはならないが、チャンバー１２内にＵＦＢ水を注水すれば、ＵＦＢ水の液面より上部は密閉空間となる。この場合、試料Ｓの投入後、先にチャンバー１２内にＵＦＢ水を満たしてからポンプを稼働し、ガス流出口１６からチャンバー１２の内部を減圧し、必要に応じてガス流入口１４からパージガスを導入する。このようにすれば、図４のような構造であっても、第１の回転動翼２１は、チャンバー１２の底部に設置されたシャフト２４と気密性を保持した状態で連結される構造となる。
　なお、一次融解機構及びホモジナイズ機構は、同一チャンバー１２を用いて行う例を説明したが、必ずしも同一チャンバーである必要はなく、別チャンバーであってもよい。また、一次融解機構１０とホモジナイズ機構２０が２つの機能を備えた同一の装置で構成されていてもよい。また、一次融解工程において、試料Ｓのチャンバーへの投入は手動で行うこともできるが、計量から投入までの工程を自動で行える機構を採用してもよい。
　ホモジナイズ（以下、均化工程と記載）を経ることにより、試料Ｓが溶媒Ｙ中に均等に分散融解し、かつ菌叢バランスの保持された試料Ｓの「濾過前菌液」が生成される。「（Ｉ）一次融解」で説明したように、最終的な移植用菌液に至るいずれの過程においても、個々の細菌の物性（鞭毛構造や繊毛など）を極力損なわないことが重要である。そこで、第１の回転動翼２１に伝えるトルクを試料Ｓの粘性度に応じた適切な大きさに調整するため、一次融解された試料の物性の粘性度を検知するセンサー等によって、試料Ｓの粘性度を検知しつつ、その粘性度に応じた最適な回転トルクを発生させ、均化するような構成を採用してもよい。
　均化工程では、処理対象である試料が微生物ないし細菌であることから、トルクの伝達は極力緩やかに行うことが好ましく、ゆえに、回転始動時に慣性力が作用するような、よりデリケートなトルク伝達機構である流体クラッチ機構が好ましい実施形態の１つと考えられる。流体クラッチ機構によれば無段階変則のトランスミッション機構を提供することが可能となり、便の硬さや粘性度に応じて回転トルクの大きさを調整し、適切な回転トルクを付与することも可能となる。但し、回転動力の伝達機構は必ずしも流体クラッチ機構に限定されず、ギアやベルト等を用いた他の回転動力伝達機構を採用してもよい。これらはコストや目的によって適宜設計すればよい。
　流体クラッチ機構は、種々の追加的構成を取りうる。例えば、内部に封入する流体（オイル等）の粘性度を変化させることができるよう温度可変機構を備えた加温式の流体クラッチ機構を採用してもよい。尚、この流体クラッチ機構は、断熱壁で覆われていてもよい。
　他の変形例としては、流体クラッチ機構に代えて、内部に線状の刃で構成される「ワイヤー型カッター」を付加する構成を採用してもよい。
　図１５は、実際に試作したホモジナイザーの形状を模式的に示す概略構成図である。回転速度を制御できるモーター２８０Aに回転軸２８０Bが取り付けられ、回転軸２８０Bにメッシュホモジナイザー２９０とワイヤー型カッター３００とミキシング羽根３１０が取り付けられる。ワイヤー型カッター３００は、複数のワイヤー３００Aと１つのワイヤー受け部３００Bと複数のワイヤー固定部３００Cとで構成される。複数のワイヤー３００Aの一端は回転軸２８０Bに取り付けられたリング状のワイヤー受け部３００Bに固定され、他端は環状に均等配置されたワイヤー固定部３００Cに接続された構成を具備する。メッシュホモジナイザー２９０は回転軸２８０Bに沿って上下に移動することができる（動力機構は不図示）。
　このような構成を用いてワイヤー型カッター３００の上部側から試料Ｓを投入すると、試料Ｓは直接回転動翼槽に入ることなく放射線状に張られたワイヤー３００Ａの上に留まることになる。その後、メッシュホモジナイザー２９０が回転軸２８０Ｂに沿って下降した状態で回転軸２８０Ｂが回転することでホモジナイザー２９０とワイヤー３００Ａとに挟まれたドナー便が押しつぶされ、試料Ｓが細切れにされた状態で、回転動翼槽に落とすことができる。
　均化工程においては、泥状になった一次融解菌液に対して大気と遮断された閉鎖環境下で攪拌を行いつつ、溶媒流入口１８から溶媒（ＵＦＢ水）を引き続き補填注入し、例えば原便Ｑｇ×２．５ｍｌ／ＵＦＢ水を試料原液とし、同一「一次チャンバー」内で回転軸２４の回転数から粘性度を算出する。粘性度の算出には、例えば、あらかじめ装置固有のトルクｖ［Ｎｍ］（ｖニュートンメートル）に装置定数ｋを乗じた「装置補正係数ｋｖ」を設定し、装置の持つ固有トルクより、任意の「試料粘性度」を決定するといった方法が考えられる。
　使用する国や地域によって電圧や周波数の違いがあるため、あらかじめ所望のトルク（動力）を準備できない場合は、装置補正係数を乗じる構成としてもよい。一定の時間および一定の温度で攪拌を続け、均一な試料溶液となったことを粘性度計により感知・確認し「均化完了」の指標としてもよい。
　附帯装置として、プレフィルターなどで簡易濾過した一次チャンバー内の菌液を一部サンプリングし、濁度（吸光度）測定用フローセル（例えば管径３．３０ｍｍのガラス管）に吸引し、重水素放電管を光源とした光から回折格子により５８０ｎｍの波長を取り出し、直線光としてミラー反射型３回測光により照射することにより一次菌液の濁度（吸光度Ａ）を定量的に数値化してもよい。
　この場合、ランバート・ベールの法則より：入射光強度 Ｉ０、透過光強度Ｉ、光路長ｌ、溶質濃度をｃ、モル吸光係数をε としたとき、Ａ＝ ｌｏｇ１０（Ｉ０／Ｉ）＝εｃｌ　の関係が成立するため、この関係式を用いて濁度を算出することができる。
　附帯装置を付けず、手動でサンプリングして濁度を確認してもよい。しかし、システムを完全自動化する観点からは、濁度を自動認識し、移植用菌液の品質管理項目として追跡できるように構成することが好ましい。均化の程度を評価するには、例えば濁度を吸光度測定により標準偏差±２ＳＤ範囲内の再現性維持を対象とする。これにより、一次融解機構に試料を投入した時点において試料にばらつきがあっても、均化工程終了時にはそれらのばらつきを吸収し、再現性のよい移植用菌液の「濾過前菌液」が得られる。
　また、同時に生物学的に菌の多様性を指標にするためＮＧＳを用いた菌叢解析、具体的には、例えばＮＧＳ技術を用いて１６Ｓ－ｒＲＮＡ（１６ＳリボソームＲＮＡ）遺伝子配列における特定領域の塩基配列を利用することで、細菌の系統的な同定を行い、腸内細菌叢のメタゲノムを調べることで、均化前後の菌叢バランスを評価することができる。
　均化工程を終えた菌液（濾過前菌液）は、チャンバー１２に設けられた配管（不図示）から吸引され、次の濾過ステップを実施するための限外濾過器４０に送出されるが（図５（Ｂ））、その前に図５（Ａ）のミキシングステップ、脱気ステップ等を経ることもできる。なお、システム全体が比較的大規模な設備として構成される場合は、サニタリー配管などのコンタミネーション（汚染）に強い配管を用いることが好ましい。
［ミキシングステップ］
　図５（Ａ）は、濾過前菌液が流路系動力部３０を介してミキシングコイル３９に投入され、その後、脱気ステップを実施するための脱気機構３８に接続される様子を示す図である。流路系動力部３０は、ペリスタルティックポンプ３４及び可撓性チューブ３５、３６、３７とで構成され、均化工程を終えた濾過前菌液を、ミキシングコイル３９及び脱気機構３８を介して限外濾過器４０に送り出すための、動力機構を構成するものである。可撓性チューブ３５、３６、３７を通過した濾過前菌液は合流点Ｘで合流し、その後、ミキシングコイル３９に送られ、脱気機構３８を介して限外濾過器４０に送られる。
　ここで、「ペリスタルティックポンプ（チューブポンプ）」とは、軟質チューブを回転する複数のローラーでしごいて送液するいわゆる蠕動運動のような動きをする間歇式のポンプであり、コンタミネーションに強い特徴を有する。試作機では、直径１０ｍｍ内径７．０ｍｍの可撓性チューブ３５、３６、３７を用いたが、送出する液体の流量やポンプの仕様によるものであり、特に限定されない。
　このペリスタルティックポンプの機能により、同一の配管で送液される菌液は（置換）ガスによって隔絶された状態が維持されるため、チャンバー１２を複数設けて異なる種類の菌液を同一の配管で送出することが可能となる。
　可撓性チューブ３６の一端は、均化工程を経た後に排出される濾過前菌液の排出口に接続され、可撓性チューブ３７は、気体供給源（不図示）に接続され、気体流入用管路としての役割を果たす。
　また、可撓性チューブ３５は溶媒Ｙ（ＵＦＢ水）供給源につながっており、必要に応じて菌液の希釈化を行う希釈用管路としての役割を果たす。可撓性チューブ３５を流れる溶媒Ｙの流量を調整することで、合流点Ｘから排出される濾過前菌液の粘性度を調整することができる。チャンバー１２内で一次融解された試料の粘性度が大きい場合には溶媒Ｙを混合することで濾過前菌液の粘性度が小さくなるように調整する。逆に、予め十分な粘性度が得られている場合は、溶媒Ｙの供給量を少なくしたり場合により停止したりする。なお、図示しない菌液の粘性度を感知する機構やその取り付け位置等は種々の実施態様が考えられる。例えば、粘性度が、ホモジナイズ機構２０の一部である撹拌装置のトルクと関係することから、撹拌装置において、シャフト２５等の回転トルクを計測することで回転動翼のプロペラシャフトに掛かるトルクから算出し、希釈率（希釈のために追加する溶媒Ｙの量）を自動計算させるという方法が考えられる。試作機においては、ビスコメーター（粘度測定装置）を組み込むことで粘性度を目視確認し希釈の有無を決定することとした。
　また、可撓性チューブ３７は気体供給源に接続されており、ペリスタルティックポンプ３４によって連続的な気体の流れが間歇的に分断される。その結果、合流点Ｘの下流側では、濾過前菌液が気泡Ｂによって分断された不連続の塊となる。このように菌液を例えば水素ガス等の気泡Ｂによって不連続の塊に分断するのは、コンタミネーションを抑えるためである。脱気機構３８は均化処理後の濾過前菌液に含まれる気泡Ｂを除去する。
　このように、濾過前菌液は一次融解チャンバーを出た直後から間歇的に細切れにされた気泡を投入することでコンタミネーションを防ぐ構造になっており、限外濾過器などに投入される直前に脱気機構３８によって脱気し、その後改めて（置換）ガスを細切れに投入することが好ましい。特に、システム内で菌液を常時循環させて必要な時に必要な量取り出す場合、コンタミネーションを防ぐために（置換）ガスの注入と脱気は重要と考えられる。
　適切な粘性度に調整され、気泡Ｂで分断された菌液はミキシングコイル３９に投入される。ここで、ミキシングコイル３９の役割について説明する。流路を移動する濾過前菌液は、質量の差で重い分子は下方に偏り、軽い分子は反対に上方に偏る。しかし、流路をコイル状にしたミキシングコイル３９を通過させることにより、その偏りを是正することができる。また、ミキシングコイル３９を通過することにより、濾過前菌液を一定の温度に維持すると共に一定の均化状態を維持することができる。ミキシングコイル３９の温度管理方法としては、例えばミキシングコイルをウォーターバス（温浴槽）やオイルバス（油浴槽）といった恒温槽の中に沈める、或いは冷凍・冷蔵庫内等に配置することで、濾過前菌液中に含まれる細菌のインキュベーションに適した様々な任意の温度環境が得られる。
　適切に温度管理されたミキシングコイル３９を通過することにより、濾過前菌液中の細菌が活性化する。このように、ミキシングコイル３９はインキュベーターの役割も果たす。このように、ミキシングコイル３９を設けることは、必須ではないがより濾過前菌液の均一性の向上及びインキュベーション効率の向上の点で好ましい。
　ミキシングコイル３９を挿入すべき箇所は、上記合流点Ｘと限外濾過器４０の中間であり、流路が長い場合は回路の随所に複数設けてもよい。ミキシングコイルをどの位置にいくつ設けるか、長さをどのぐらいにするか等の諸条件についてはシステム全体の設計による。なお、一次融解後の濾過前菌液の状態やシステムの簡素化の観点から、ミキシングコイル３９を省略し、合流点Ｘのあと、限外濾過器４０に投入するという設計も考えられる。
［脱気ステップ］
　ミキシングコイル３９を通過した濾過前菌液は、脱気機構３８により気泡Ｂが除去される（図５（Ａ））。図６は、脱気機構３８の概念図である。脱気機構３８は、ガラス管等の狭い流路の途中を上方に向けて分岐させた三叉路のような構造である。濾過前菌液に気泡Ｂを混入させた液体と気体が別々に分かれた気液混合流体がガラス管流路内を通ると流体力学上、気体は楕円形の立体構造となる。その連続的な流れに上向き（大気に解放するため）の脱気管を設けると、気体は上向きに抜けて液体のみが本流路に残る。これが脱気機構の基本的な原理である。
　ミキシングコイル３９を通過した濾過前菌液は、脱気機構３８の導入口３８１から流入し、脱気機構３８の内部で脱気され、脱気口３８２から気泡Ｂ中の気体が上方に放出され、排出口３８３から排出された濾過前菌液は、限外濾過器４０に流入する。
　脱気機構３８は好適にはエアートラップ流路を備えた大気解放型エアートラップ方式を採用するべきであるが、これに限定されない。
　流路を流れる濾過前菌液は常に一定の圧力と大気と閉鎖された環境を維持する必要がある。試料が装置外気温や気圧などの影響を受けることは好ましくない。しかし、扱っている細菌の生物活性や流路内結合部などの抵抗により、微細な気泡が流路系の途中で発生する可能性もあり、これら装置内部の温度や圧力の変化による流路系途中に発生する溶存気体もまた、上述した脱気機構３８で脱気される。
［（ＩＩＩ）　濾過ステップ（ダイアライズ（限外濾過）工程）］
　図５（Ｂ）は、脱気機構３８を通過した後、濾過前菌液が限外濾過器４０に流入する様子を示す図である。
　限外濾過器４０は、分子篩（ふるい）の一種であり、透析濾過などに用いられるフィルターの一種である。透析濾過する試料に応じたポアサイズのメンブレン（薄膜）４７の下側の流入口４３から濾過前菌液を流入させ、上方の流入口４４からＵＦＢ水を投入すると圧力差により下から上に分子篩を行うことができる。濾過後の菌液は「二次菌液」として出口管４８から排出され、分子濾過により除去された後の排液は排出口４９から排出される。
　図７（Ａ）及び（Ｂ）～（Ｄ）は、限外濾過器の構成を説明するための模式図である。限外濾過器４０は、所定の粒径の粒子のみを通過させる濾過器の一種である。大気環境から完全に隔離された閉鎖流路内で連続濾過を可能にする観点では、流路型濾過器を用いることが好ましいが、これに限定されない。
　限外濾過器は内部にＵターン型の半円形溝を有した長方形のアクリルなどのブロックを向かい合わせに重ねたトンネル構造を有し、重ねたブロック間に例えばポアサイズ１０μｍのメンブレンフィルターを挟んだトンネル流路を有する。下方流路より限外濾過器内に流入した試料は、大きさが１０μｍ以上の小腸粘膜や食物残渣などが濾過され、下方流路内に残ったまま流れて行き排液となる。また上方流路内から濾過されるものはほぼ腸内細菌だけの状態となっている。
　なお、細菌の大きさは平均的には０．７μｍ程度であるため、実験で製作した図１０のシステムでは、限外濾過器のポアサイズを０．７～０．８μｍに設定した。しかし、試料に含まれる多種多様な菌の中には、球菌のように単一で０．５μｍ程度の大きさの小さな菌もあれば、ブドウ状に結合したり連鎖球菌のように長く連なることで非常に大きな菌もあり、１．０μｍ程度あるいはそれ以上の大きさになることもある。これらの菌が泥状の塊となった状態で限外濾過器を通過することを考えると、ポアサイズは目的に応じて様々な数値範囲を設定することができる。
　ここで、間歇式の流れを作るのは、試料Ｓの自動連続処理におけるコンタミネーションを防止するためである。通常のロートなどの分子篩による物理的濾過は地球の重力に逆らえない。試料は細菌であり、濾紙やガーゼのように、通過時に巨大な外的抵抗力を与えてしまう分子篩は、通常の生命活動以外の分裂・増殖力を惹起する引き金となってしまう。
　この点、連続流路を用いた限外濾過器によれば、構造上、流路と濾過フィルターによる抵抗性は人体のそれとほとんど変わらず、例えばフィルターのポア形状を下から上に向けて萎む円錐形の形状でも抵抗なく通過できる。流路系の圧力差を利用し、ポアのサイズが扱う細菌のサイズ以上であれば濾過物質（溶質）は重力に逆らって下から上に通過させることで、分子篩を行うことができる。こうして、試料中の巨大成分である食物残渣、小腸組織、などと腸内細菌、水分などを効率的にかつ自動的に篩い分けることができる。評価は濾過率とし、単位時間当たりのロートによる従来濾過法との濾過率として評価し、同時に「Ｂ．ホモジナイズ機構」で説明したと同様、ＮＧＳ菌叢解析による多様性、バランスなどの比較を行い評価項目とする。
［（ＩＶ）分注ステップ・（Ｖ）パッキングステップ］　
　図８は回転式バルブカット分注機構（分注装置）５０の構成を示す模式図である。限外濾過後の試料は、必要によりエアートラップ機構で脱気され、回転式バルブカット分注装置に流入する。図８の回転式バルブカット分注装置は、[Ａ]、[Ｂ]、[Ｃ]三つの円柱型ブロックからなりそのうちＢのブロックだけが回転可能である。[Ａ]、[Ｂ]、[Ｃ]三つの円柱型ブロックは、流入側から流出側に、例えば８本の連通孔を配した場合、チャンネル１用～チャンネル６用、ドレーン用、希釈用の連通孔となる。
　回転式バルブカット分注装置の動作原理を分かり易く例えると、鉄道のターンテーブルを思い浮かべると良い。ターンテーブルを回転させることにより、大きさ（重量）及び種類が様々な鉄道車両を自由に連結出来る仕組みである。レールを筒にした構造が回転式バルブカット分注装置である。ポンプの送出タイミングとバルブの回転のタイミングで量を変えたりブレンドしたりが可能となる。なお、円柱形ブロックに何本の穴を開けるかは設計において検討すべき事項の１つである。マルチタイプの装置の場合はブロック数を更に増やしてもよい。
　回転式バルブカット分注装置内で複数種類の菌液の送出順序が任意に入れ替えられ、管路５８を通過してパッキングされ、菌液パックＰ内で混合した菌液が完成する。
　ダイアライズ装置を経て濾過された移植用菌液は流路内をさらに移動した後、管路５１から分注装置５０に流入し、ペリスタルティックポンプの間歇（一時停止状態）タイミングでバルブが回転し、正確に秤量し管路５８からパッケージされる。一方、管路５２から希釈液として例えばＵＦＢ水を投入し、分注後の廃液（ドレン）が管路５９から排出される。このことを繰り返すことにより正確な定量性を維持し、移植用菌液の濃度（概ね菌数といえる）を維持することができる。バルブ本体の素材や回転部の構造はさらに検討の余地があるが試作機ではステンレス（またはセラミックス）で構成し、回転部はＵＦＢ水製造時に使用するせん断ミキサーの研磨水準とした。
　ブロックＢ管内の容積は試作機では２０ｍｌを予定しており、一回のＦＭＴ実施のために５～６回転することで、一回分の移植用菌液真空パックが精製できる。回転式バルブカット分注装置を流れ出た移植用菌液は真空の閉鎖型分注チャンバー内に流入し、１８Ｇ（ゲージ）以上の太さのシリンジから減圧された真空パックへと自然に入る構成である。
　図９は、管路５８から排出された菌液を定量ずつパッケージされた菌液パックＰを製造するパッケージ機構（パッキング装置）６０を表す図である。
（第２の実施形態）
　図１０は、実際に設計した菌液製造システムの構成例を示している。試料Ｓの投入以降から一次融解、及びそれに続くホモジナイズ以降の流路系動力は、ぺリスタルティックポンプによる間歇型連続流れ方式で一定の圧力と閉鎖環境が維持される。運転時には流路系において前の処理と次の処理の間に８０℃以上の温水を流し、次いで５％グリセロール溶液を流す。次いで生理食塩水で流路を共洗いする。試料が装置外気温や気圧などの影響を受けることはないが、扱っている細菌の生物活性や流路内結合部などの抵抗により、微細な気泡が流路系の途中で発生する可能性があり、これら装置内部の温度や圧力の変化による流路系途中に発生する溶存気体は大気解放型エアートラップ方式の脱気機構により脱気する。
　ミキシングコイル３９はインキュベーション用の恒温槽として４℃のウォーターバスが設けられている。限外濾過のポアサイズは０．７μｍ～０．８μｍとした。限外濾過後の二次菌液はさらに気体及び希釈用ＵＦＢ水と混合され、分注機構５０に流入する。分注機構５０の出口側には濁度計５５が設けられ、ここで計測された濁度に応じてシステムの動力源であるペリスタルティックポンプの回転速度が調整される。
　恒温槽も実験で試作した初号機では菌たちの劣化を懸念しウォーターバスの温度を冷蔵の４℃に設定したが、ターゲットとする菌を絞り込んで精製する場合には高温で一定時間維持することが効果的な場合もある。その際は恒温槽を、湯浴ではなくオイルバスに代えて高温の反応を実現することが可能である。
　上記システムはヒト腸管内に近い嫌気環境とＤＮＡフリーの非汚染環境（クラス５以上のハイレベルなクリーン環境）の処理空間内で、間歇型連続流れ方式の閉鎖型回路開発により実現し、試料を安全に精度よく自動処理できる「安価で低侵襲なＦＭＴ治療」を実現するための「移植用菌液自動精製装置（菌液製造システム）」を提供する。それに伴い精製物である移植用菌液を再現性良く低コストで大量に精製できる。大気中不純物や浮遊ＤＮＡなどの混入リスクをゼロにできる。また、ドナー便の融解、均化、濾過工程を完全自動化することにより、ヒト手作業による偶発誤差や試料劣化の発生を防ぐとともに、衛生的でかつ安全な作業効率化と精製精度の向上ならびにコストの削減と汎用化が可能となる。
　評価は生成物である移植用菌液の重量法による再現性の確認とＮＧＳを用いた１６Ｓ－ｒＲＮＡ菌叢解析などにより菌叢バランスを評価する。
　試作機は上記（Ｉ）～（Ｖ）に対応する各装置を連続して繋がる回路型で１つのユニットを構成しているが、それらを複数ユニット、（試作した実験機では最大６ユニットまで）同時に運用することができる。ここで、ユニットとは、１つの回路（配管経路）を流れる菌液の種類の数を意味するものであり、ユニットの数はチャンバー１２の数と一致する。すなわち、６ユニットで運用するとは、チャンバー１２を６つ設け、それぞれのチャンバー１２に異なる試料Ｓを投入し、同一の配管を経由して各種の工程を経た後、最終的に、バルブカット分注装置で菌液の種類を入れ替えることにより、所望の配合比率の菌液が菌液パックＰに送られる。なお、配管内を流れる異なる種類の菌液は、（置換）ガスで隔絶された状態で配管内を送られるため、配管内を菌液が流れている際に隣り合う菌液が接触したり混ざり合うことはない。
　ＦＭＴ「腸内フローラ移植」のための１～６ユニット分（１～６回分）の移植用菌液製造（精製）速度は４０～６０分を想定しており、一次融解～限外濾過までの構成を６ユニットまで回路内に配置することができ、その場合の処理能力は６～３６回分／時間の移植用菌液製造が可能となる。そして、さらにバルブカット分注装置を６つ（６ユニット）に増設することにより、処理能力はさらに６倍となり、理論上はバルブカット分注装置１つ（１ユニット）の場合と比べて３６～２１６回分／時間の移植用菌液精製が可能となる。欧米の便バンクでは、年間数十万件のＦＭＴ治療が行われており、当該新技術による機構を複数組み合わせたマルチユニット型自動製造装置の機動性はヒトの手作業とは比べ物にならず高い。
　このように、試料Ｓの融解、均化、濾過工程を完全自動化することにより、ヒト手作業による偶発誤差や試料劣化の発生を防ぐとともに、衛生的でかつ安全な作業効率化と精製精度（製造品質の精度）の向上ならびにコストの削減と汎用化が可能となる。
　表１は、本実施形態の特徴を比較したものである。
［表１］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　このように、ＣＤＩ（Ｃ．ｄｉｆｆｉｃｉｌｅの異常増加よる重篤な腸管感染症）のみならず、多様な難治性疾患（アレルギー疾患、自己免疫疾患、がん、肥満、生活習慣病、精神疾患等）に対し、効果が期待される疾患別にパッケージ化された商品「移植用菌液パック」を容易に得ることが可能となる。さらに、患者の症状に応じて複数の菌液を混合するため電子カルテに記載されたデータと連動して適切なレシピを得るプログラムなどへの応用も可能である。これは、例えば後述する本発明の菌液製造方法の（第２の実施態様）等に示すように、本発明の菌液製造方法において、ステップ（ＶＩ）乃至（ＶＩＩＩ）を利用することで、可能となる。
　また大規模な基幹病院向けには、再現性良く安全かつ衛生的に医師の判断で任意の疾患専用の移植用菌液を容易に自動調整できる「自動菌液調整装置」として小型汎用化の開発や、患者単位で特異的な医療機関独自の菌液調整ができる装置の製造が可能である。また、本装置は、「閉鎖型ガス置換技術」、「限外濾過技術」、「UFB水の界面活性作用」によるコロイド化や架橋効果を組み合わせることにより、連続流れ方式流路内における発酵、醸造分野、畜産分野への応用が可能である。
　尚、流路は、例えば、約８０℃の温水、続いて５％のグリセロール溶液、最後に生理食塩水を用いて共洗いした後、各種のガスを充填すること等によって、ヒトの消化管等のもともと菌が生存（生息）していた環境を再現することができる。このような環境で製造された菌液は、実際の生体に移植した場合に、よりスムーズに生体に定着（生着）させることができる点で、好ましい。
［菌液製造方法］
（第３の実施形態）
　第２の実施形態において説明した菌液製造システムは、情報処理データベース、デバイス制御システム、制御用端末を結びつけることが可能である。更に、現在の健康状態に基づいて、異なる種類の菌液を混合する際の配合比等を考慮するための制御システムを付加することもできる。例えば、患者のプロファイリング結果や医師の要望、解析ロジックの結果を踏まえて、最適な菌液を調合できるように構成することができる。
　図１１は、情報処理データベース１０１、デバイス制御システム１０２、制御用端末１０３を付加した構成例を示している。制御用端末は、例えば、各地の病院等に設置されている端末であり、電子カルテの情報にアクセスできることが好ましい。医師が患者とのヒアリングを通じて、治療を除く疾患或いは体質改善の目的等をデバイス制御システム１０２に送信するとデバイス制御システム１０２は情報処理データベース１０１を検索し、目的に応じた配合比率の菌液を製造するレシピを生成することができる。また、ブレンドされた菌液を実際に患者等に適用した臨床データを情報処理データベース１０１にフィードバックすることで、情報処理データベース１０１はより一層充実したレシピ情報を蓄積することが可能となる。
　このような構成による菌液製造システムを前提として、本発明に係る菌液製造方法は、
（Ｉ）　　腸内細菌を含む試料Ｓをナノバブル水に融解する一次融解ステップと、
（ＩＩ）　前記一次融解ステップにより前記ナノバブル水に融解した試料Ｓを含む溶媒Ｙを均一に撹拌するホモジナイズステップと、
（ＩＩＩ）前記ホモジナイズステップにより撹拌した試料Ｓを含む溶液を濾過する濾過ステップと、
（ＩＶ）　前記濾過ステップで濾過された試料Ｓを含む溶液を分注する分注ステップと、
（Ｖ）　　分注された前記溶液をパッキングするパッケージステップ
とを含むものである。
（第４の実施形態）
　また、図１１に例示する菌液製造システムを前提として、前記菌液製造方法は、前記ステップ（Ｉ）の前に、さらに下記（ＶＩ）乃至（ＶＩＩＩ）のステップを含んでいてもよい。
（ＶＩ）患者の腸内フローラバランスを測定するステップ
（ＶＩＩ）前記測定の結果に基づき、患者の健康状態を診断するステップ
（ＶＩＩＩ）前記測定の結果又は前記診断の結果に基づき、前記ステップ（Ｉ）で使用する1又は２以上の前記試料Ｓを選択し、選択した試料Ｓが複数の場合には、その配合比率を決定するステップ
　このようなステップを追加することで、さらに効率的な菌液の製造が可能となる。
　なお、前記（ＶＩＩ）の診断ステップは、例えば特開２０２１－４５０９７号公報に記載の手段が好ましい例として挙げられ、具体的には、前記ステップ（ＶＩ）で測定した腸内フローラバランスにおける、少なくとも２種類以上の腸内細菌群の、菌数比率を指標として実行されることが好ましい。
　前記２種類以上の腸内細菌群とは、例えば、それぞれ下記（Ａ）又は（Ｂ）のいずれかであることが好ましい。
（Ａ）下記の１８グループのいずれか１種のグループ
（Ｂ）下記の１８グループのうち少なくとも２種以上を合わせた複合グループ
グ ル ー プ １ ： others
グ ル ー プ ２ ： Enterobacterales
グ ル ー プ ３ ： Fusobacterium
グ ル ー プ ４ ： Clostridium cluster XIX
グ ル ー プ ５ ： Clostridium cluster XVIII
グ ル ー プ ６ ： Clostridium cluster XV
グ ル ー プ ７ ： Clostridium cluster XI
グ ル ー プ ８ ： Clostridium cluster IX
グ ル ー プ ９ ： Clostridium subcluster XIVab
グ ル ー プ １ ０ ： Clostridium cluster IV
グ ル ー プ １ １ ： Clostridium cluster I＆ II＆ III
グ ル ー プ １ ２ ： Clostridium cluster Blautia
グ ル ー プ １ ３ ： Equolifaciens
グ ル ー プ １ ４ ： Prevotella
グ ル ー プ １ ５ ： Bacteroides
グ ル ー プ １ ６ ： Akkermansia
グ ル ー プ １ ７ ： Lactobacillales
グ ル ー プ １ ８ ： Bifidobacterium
　尚、上記の 「others」とは、上記のグループ２～１８のいずれにも属しない、全ての腸内細菌のほか、その他の細菌、真菌、ウイルス等の、糞便中に存在する、「グループ２～１８の腸内細菌」以外の全ての微生物を意味する。
　上記グループ毎の「菌数比率」や「グループの数」の測定は、患者の腸内フローラを、遺伝子解析方法を用いて測定することによって、実施することができる。
　本発明において用いられる「遺伝子解析方法」としては、公知の「リボソームプロファイリング（１６ＳリボソームＲＮＡ（ｒＲＮＡ）シーケンス）」と、上述した公知の「次世代シーケンサー（ＮＧＳ ） 」 を 組 み 合 わ せ て 用 い る 方 法 が 好ましい。
　尚、プロファイリング手法としては、「リボソームプロファイリング」のほか、被検体中に存在する全ての微生物の全遺伝子を包括的に解析する、「ショットガンメタゲノミクスシーケンス」等を用いることもできるが、シーケンス量が少なく低コストで実施可能な「リボソームプロファイリング」が好ましい。
（リボソームプロファイリング）
「リボソームプロファイリング」とは、近年、微生物種等の特定や分類等において広く利用されている方法であり、翻訳処理をされている遺伝子転写産物の同定を利用する手法である。殆どの微生物中に存在する「１６ＳｒＲＮＡ遺伝子」をシーケンスすることで、被験体中に存在する微生物種の同定や、その存在比率を推定することができるため、これまで分析が困難とされてきた菌叢（微生物叢：微生物の集団）の解析、中でも約１００兆～１０００兆個近く存在すると言われる腸内細菌叢の解析等に適したものである。
（次世代シーケンサー（ＮＧＳ））
「次世代シーケンサー」とは、２０００年頃に米国で開発されたもので、塩基配列を並行して読み出せるＤＮＡ断片の数が、従来のＤＮＡシーケンサーに比べて桁違いに多い機器であり、米国のイルミナ（Illumina）社等によって開発されたものである。
　本発明においては、イルミナ株式会社製の次世代シーケンサーとして、例えば、ＤＮＡシーケンサー「M iSeqシリーズ」、「NextSeqシリーズ」、「HiSeqシリーズ」等を用いることができるが、その原理や使用方法等については、下記に開示されている。
　https://jp.illumina.com/landing/s/metagenome.html
　なお、前記診断ステップ（ＶＩＩ）の、より具体的な実施方法としては、下記の手段ｉ）乃至ｉｉｉ）の各ステップを実行することが、好ましい手法として挙げられる。
ｉ）予め決められた、１又は複数の基準のうち少なくとも１つを指標として得られた結果の入力を受け付ける手段（ステップＳ１）
ｉｉ）入力された値をスコア化及び／又はランク付けする手段（ステップＳ２及び／又はステップＳ３）
ｉｉｉ）前記スコア又はランクと、指標とした基準を関連付けた診断結果を表示する手段（ステップＳ４）
　上述した実施形態の菌液製造システムは、更に、以下のステップｉｖ）乃至ｖｉｉ）の各ステップを実行することが、好ましい。これらのステップは、予めプログラムしておくことにより、自動化することができる。このプログラムの一例（フローチャート）を、図１２に示す。
ｉｖ）通信簿又はレーダーチャートを作成するステップ（ステップＳ５）
ｖ）診断結果、通信簿又はレーダーチャートに基づく、移植用菌液の組成を決定するステップ（ステップＳ６）
ｖｉ）決定した組成を達成しうるドナー情報（１以上のドナーの選別，及び選別した複数ドナーの菌液配合比率等）を選択するステップ（ステップＳ７）
ｖｉｉ）菌液組成又は選択したドナー情報の入力を受け付けるステップ（ステップＳ８）
　ここで、診断結果を得るために用いうるｉ）の「指標とした基準」について例示する。
ｉ）の「予め決められた１又は複数の基準」としては、例えば下記の基準１～８等が挙げられる。
　なお、下記の「菌力」とは、腸内フローラの有する「健康維持に寄与する能力」、つまり「患者の腸内フローラが有している、自ら健康になろうとする潜在能力」の有無（又は高低）」を意味している。
基準１（免疫活性菌力判定基準）
１－１：下記（Ｂ１）に対する（Ｂ２）の比率
（Ｂ１）グループ１乃至グループ１８の全腸内微生物数
（Ｂ２）グループ４乃至グループ１２の全Clostridium (sub)clusterの合計菌数
及び／又は
１－２：下記（Ｂ１）に対する（Ｂ３）の比率
（Ｂ１）グループ１乃至グループ１８の全腸内微生物数
（Ｂ３）グループ１７及びグループ１８の合計菌数
基準２（免疫寛容菌力判定基準）
２－１：下記（Ｂ２）に対する（Ｂ４）の比率
　（Ｂ２）グループ４乃至グループ１２の全 Clostridium (sub)cluster菌数
　（Ｂ４）グループ５、グループ９、グループ１０、グループ１１、及びグループ１２の合計菌数
及び／又は
２－２：下記（Ｂ１）に対する（Ｂ５）の比率
　（Ｂ１）グループ１乃至グループ１８の全腸内微生物数
　（Ｂ５）グループ４乃至グループ１２の全Clostridium (sub)cluster、グループ１７、及びグループ１８の合計菌数
基準３（メンタル菌力判定基準）
３－１：下記（Ａ１）に対する（Ａ２）の比率
　（Ａ１）グループ９菌数 （Ａ２）グループ８の菌数
基準４（脂質代謝指令菌力判定基準）
４－１：下記（Ｂ１）に対する（Ａ３）の比率
　（Ｂ１）グループ１乃至グループ１８の全腸内微生物数
　（Ａ３）グループ１５の菌数
基準５（糖質代謝指令菌力判定基準）
５－１：下記（Ｂ１）に対する（Ｂ６）の比率
　（Ｂ１）グループ１乃至グループ１８の全腸内微生物数
　（Ｂ６）グループ１４、グループ１７、及びグループ１８の合計菌数
基準６（組織・皮膚再生菌力判定基準）
６－１：下記（Ｂ１）に対する（Ａ４）の比率
　（Ｂ１）グループ１乃至グループ１８の全腸内微生物数
　（Ａ４）グループ１３の菌数
基準７（長寿サポート菌力判定基準）：
７－１：下記（Ｂ１）に対する（Ｂ７）の比率
　（Ｂ１）グループ１乃至グループ１８の全腸内微生物数
　（Ｂ７）グループ１７及びグループ１８の合計菌数
基準８（臓器間通信菌力判定）：
７－２（８－１）：下記（Ｂ１）に対する（Ａ５～Ａ１３）の比率が０．２％以上である グループの数
　（Ｂ１）グループ１乃至グループ１８の全腸内微生物数
　（Ａ５～１３）グループ４乃至グループ１２の、いずれか１つのグループの菌数
　但し、これらの基準は一例であって、これに限られるものではない。
＜具体的な診断基準値＞
　上記各基準において、「菌力」の診断基準となる具体的な値（最適値）は、民族、年齢、性別その他の条件によっても若干変換し、一概には特定できないが、日本人の成人においては、例えば下記の数値が、健康体の標準値（参考値：reference）として例示される。
基準１（免疫活性菌力判定）
基準１－１：３６．６６（％）
基準１－２：１５．８１（％） 
基準２（免疫寛容菌力判定）
基準２－１：７８．３（％）
基準２－２：４６．４７（％）
基準３－１（メンタル菌力）：３７．５（％）
基準４－１（脂質代謝指令菌力）：４２．５３（％）
基準５－１（糖質代謝指令菌力）：１５．０６（％）
基準６－１（組織・皮膚再生菌力）：６．２０（％）
基準７（長寿サポート菌力）
基準７－１：１４．８１（％）
基準７－２：７（個）
基準８（臓器間通信菌力）
基準８－１：７（個）
　尚、上記の値は、実際に疾患や症状が明らかな、数百例以上の多数の患者の解析結果に基づく統計分析から導き出した値であるが、必ずしもこれらの値に限定されるものでは無い。 
　具体的な診断手法としては、上記の値から（上下に）遠ざかるほど、当該基準の示す「菌力」が弱いと判断する。尚、「％」ではなく「個」が単位である場合には下に遠ざかるほど「菌力」が弱いと判断する。
＜診断における判定手法＞
　どの程度近ければ、当該「菌力」が高いと判定するかは、どの程度の精度の診断結果を示すかによるため、個々の診断機関で決定することができ、一概には言えず、例えば下記のような判定手法を採用することができるが、必ずしもこの方法に限定されるものではない。
（三段階スコアによる判定方法）
　上記のreference値を中心とする一定の幅の値を、３点満点の３点とする。理論上の最低値（０％）及び最高値（１００％以上）を０点とする。reference値と最低値又は最高値との間に、適宜、１点又は２点とする幅を設ける。
　但し、このスコア化による結果の分類は、必ずしも三段階に分類する必要はなく、一段階や二段、あるいは四段階以上であってもかまわない。 
　また、基準毎に異なる分類方法を用いても良く、例えば、ある基準では三段階であるが、他の基準は二段階でスコア化しても良い。
　尚、このスコアを用いて、更に各「菌力」のランク付けに用いることもできる。
　ランク付けの例としては、例えば下記のような手法が挙げられる。
　Ａランク：基準内の全てのスコア値の合計（又は平均）がＷ以上
　Ｂランク：基準内の全てのスコア値の合計（又は平均）がＸ以上Ｗ未満
　Ｃランク：基準内の全てのスコア値の合計（又は平均）がＹ以上Ｘ未満
　Ｄランク：基準内の全てのスコア値の合計（又は平均）がＺ以上Ｙ未満 
　尚、このスコア化のルールは、後述する本発明の「診断システム」、「診断装置」、及び「診断プログラム」等において用いることができる。
　また、上記ルール等に基づき導き出されたスコアは、それぞれ単独で、あるいは上記の各「基準１～８」毎のスコアの総合判断を以て、本発明の「診断方法」や「健康状態の診断シート」等において用いることができる。
　また、このようにして得られた診断結果に基づき、個々の患者に適した移植用菌液を得るためには、異なる種類の菌液（ドナーごとの菌液）についても、上記の基準に基づく診断結果、通信簿又はレーダーチャート等を得ておき、それらのデータを情報処理データベース１０１に記録しておく点が重要である。そして、制御用端末１０３からの操作等により、デバイス制御システム１０２に基づき、患者及び予め用意した１つ又は複数のドナーの便（精製された菌液）から得られた診断結果を考慮して、患者ごとの理想とする腸内フローラバランスを達成し得る１又は２以上のドナーの選択や、選択したドナー菌液の最適な配合比率を決定し、それらの選択や決定の結果を、回転式バルブカット分注機構等に伝達し、複数チャンネルからのドナー菌液各々の、分注比率を決定すること等を通じて、患者一人一人にとって最適な移植用菌液を製造することが可能となる。
　なお、情報処理データベース１０１には、決定した菌液の配合比率や、その他の配合条件等をレシピとして記録し、さらに、患者に調合した菌液を移植した後の状態変化についてのフィードバックをかけることで、デバイス制御システム１０２は、過去のデータを参照しながら機械学習していくシステムを適用し、より高精度な調合が可能となるように構成することが可能である。
　尚、通信簿（スコアリングレポート）とレーダーチャートのイメージ図を、それぞれ図１３，１４に示す。
　図１３に示す通信簿は、それぞれの基準についてスコアリングした結果と、その結果に基づくランク付けの結果を示す一覧表である。
　図１４は、図１３の結果を視覚的に表現したレーダーチャート図である。
　本発明の菌液製造システムは、以下のように構成することで、便の提供者の健康状態を診断するシステムに応用することが可能である。
　具体的には、前記菌液製造システムにおいて、さらに、情報処理データベース（１０１）、デバイス制御システム（１０２）、制御用端末（１０３）を含み、
　前記情報処理データベース（１０１）には予め決められた複数の基準を指標として記録しておき、
　前記制御端末（１０３）からの指示又はデバイス制御システム（１０２）で実行されるプログラムに基づき、
以下のステップＳ１～Ｓ４を実行するようにしても良い。
　ｉ）予め決められた複数の基準のうち少なくとも１つを指標として得られた結果の入力を受け付ける手段（ステップＳ１）と、
　ｉｉ）入力された値をスコア化及び／又はランク付けする手段（ステップＳ２及び／又はステップＳ３）
　ｉｉｉ）前記スコア又はランクと、指標とした基準を関連付けた診断結果を表示する手段（ステップＳ４）
　或いは、本発明の診断システムは、腸内フローラの健康状態を診断するためのものであって、前記菌液製造システムにおいて、さらに、情報処理データベース（１０１）、デバイス制御システム（１０２）、制御用端末（１０３）を含み、
　前記情報処理データベース（１０１）には予め決められた、腸内フローラの健康状態に関する１又は複数の基準を指標として記録しておき、
　前記デバイス制御システム（１０２）が、制御用端末（１０３）からの指示又はデバイス制御システム（１０２）で実行されるプログラムに基づき、
　以下のステップＳ１～Ｓ８を実行するようにしても良い。
　ｉ）前記基準のうち少なくとも１つを指標として得られた結果の入力を受け付ける手段（ステップＳ１）と、
　ｉｉ）入力された値をスコア化及び／又はランク付けする手段（ステップＳ２及び／又はステップＳ３）
　ｉｉｉ）前記スコア又はランクと、指標とした基準を関連付けた診断結果を表示する手段（ステップＳ４）
　ｉｖ）通信簿又はレーダーチャートを作成するステップ（ステップＳ５）
　ｖ）診断結果、通信簿又はレーダーチャートに基づく、移植用菌液の組成を決定するステップ（ステップＳ６）
　ｖｉ）決定した組成を達成しうるドナー情報（１以上のドナーの選別，及び選別した複数ドナーの菌液配合比率等）を選択するステップ（ステップＳ７）
　ｖｉｉ）菌液組成又は選択したドナー情報の入力を受け付けるステップ（ステップＳ８）
　尚、上記ｖ）のステップＳ６，及びｖｉ）のステップＳ７は、より具体的には、例えば次のようにして実行することができる。
　ｖ)患者の診断結果、通信簿又はレーダーチャートに基づき、当該患者に不足する菌力を見極める。
　続いて、その不足した菌力にかかわる腸内細菌群の組成比の改善に役立つ、当該患者にとって理想的な、腸内フローラバランス組成を決定する。
　ｖｉ)決定した組成を最大限実現しうる、１又は２以上のドナー菌液とその配合比率を、予め菌液製造システムにリンクさせたドナー菌液群から選択する。
　本発明のプログラムは、前記本発明の方法と前記本発明の診断システムの各ステップを実行するためのコンピュータープログラムとして構成しうる。
　本発明は、高品質な菌液を安定して連続的に製造できる技術的手段を提供するものであり、種々の疾患において改善率が向上する革新的研究・開発に寄与する安全で奏効率の高い糞便細菌叢移植（ＦＭＴ）技術を実現するためのキーテクノロジーとして位置づけられる。
１　ウルトラファインバブル発生装置
１０　一次融解機構
１２　チャンバー
１４　ガス流入口
１６　ガス排出口
１８　溶媒流入口
２０　ホモジナイズ機構
２１　第１の回転動翼
２２　第２の回転動翼
２３　第３の回転動翼
２４、２５　シャフト（軸）
２６　回転動力
２９　配管
２８０A　モーター
２８０B　回転軸
２９０　メッシュホモジナイザー
３００　ワイヤー型カッター
　３００A　ワイヤー
　３００B　ワイヤー受け部
　３００C　ワイヤー固定部
３１０　ミキシング羽根
３０　流路系動力部
３２　流体クラッチ槽
３３　粘性流体
３４　ペリスタルティックポンプ
３５、３６、３７　可撓性チューブ
３８　脱気機構
　３８１　導入口
　３８２　脱気口
　３８３　排出口
３９　ミキシングコイル
４０　限外濾過器
４３、４４　流入口
４８　出口管
４９　排出口
５０　分注機構
５１　管路（分注前の移植用菌液）
５２　管路（希釈用ＵＦＢ水）
５８　管路（分注後の移植用菌液）
５９　管路（廃液）

６０　パッケージ機構
１０１　情報処理データベース
１０２　デバイス制御システム
１０３　制御用端末

Claims (20)

  1. 　腸内細菌を含む試料Ｓをナノバブル水に融解する一次融解機構と、前記一次融解機構により前記ナノバブル水に融解した試料Ｓを含む溶媒Ｙを均一に撹拌するホモジナイズ機構と、前記ホモジナイズ機構により撹拌した試料Ｓを含む溶液を濾過する濾過器と、前記濾過器で濾過された試料Ｓを含む溶液を分注する分注機構と、分注された前記溶液をパッキングするパッケージ機構と、を含む菌液製造システムであって、前記菌液製造システムの全体が大気と遮断された閉鎖型回路を構成する菌液製造システム。
  2. 　前記一次融解機構は温度制御装置が設けられていることを特徴とする請求項１記載の菌液製造システム。
  3. 　前記ホモジナイズ機構は温度制御装置が設けられていることを特徴とする請求項１記載の菌液製造システム。
  4. 　前記ホモジナイズ機構は流体クラッチ機構を介して伝達される回転動力により撹拌することを特徴とする請求項１又は２記載の菌液製造システム。
  5. 　前記菌液製造システムは、ペリスタルティックポンプを含む流路系動力部を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の菌液製造システム。
  6. 　前記流路系動力部は希釈用管路と気体流入用管路とを含む請求項５記載の菌液製造システム。
  7. 　前記菌液製造システムは脱気機構を含むことを特徴とする請求項１又は６記載の菌液製造システム。
  8. 　前記菌液製造システムはミキシングコイルを含むことを特徴とする請求項１又は６記載の菌液製造システム。
  9. 　前記ミキシングコイルは温度調節機構を具備することを特徴とする請求項８記載の菌液製造システム。
  10. 　前記濾過器は限外濾過器であることを特徴とする請求項１又は２記載の菌液製造システム。
  11. 　前記限外濾過器のポアサイズは、０．５μｍ～１５μｍであることを特徴とする請求項１０記載の菌液製造システム。
  12. 　前記分注機構は回転式バルブカット方式の分注機構である請求項１又は２記載の菌液製造システム。
  13. 　前記菌液製造システムは流路内に濁度計が設けられ、前記濁度計の出力に応じて前記流路系動力部の流速が制御されることを特徴とする請求項５記載の菌液製造システム。
  14. 　請求項１又は２記載の菌液製造システムにより製造された菌液パッケージ。
  15. 　（Ｉ）腸内細菌を含む試料Ｓをナノバブル水に融解する一次融解ステップと、
    　（ＩＩ）前記一次融解ステップにより前記ナノバブル水に融解した試料Ｓを含む溶媒Ｙを均一に撹拌するホモジナイズステップと、
    （ＩＩＩ）前記ホモジナイズステップにより撹拌した試料Ｓを含む溶液を濾過する濾過ステップと、
    （ＩＶ）前記濾過ステップで濾過された試料Ｓを含む溶液を分注する分注ステップと、
    （Ｖ）分注された前記溶液をパッキングするパッケージステップ
    とを含む菌液製造方法。
  16. 　前記ステップ（Ｉ）の前に、さらに下記（ＶＩ）乃至（ＶＩＩＩ）のステップを含んでいることを特徴とする、請求項１５記載の菌液製造方法。
    （ＶＩ）患者の腸内フローラバランスを測定するステップ
    （ＶＩＩ）前記測定の結果に基づき、患者の健康状態を診断するステップ
    （ＶＩＩＩ）前記測定の結果又は前記診断の結果に基づき、前記ステップ（Ｉ）で使用する1又は２以上の前記試料Ｓを選択するステップ
  17. 　前記（ＶＩＩ）の診断ステップが、前記ステップ（ＶＩ）で測定された腸内フローラバランスにおける、少なくとも２種類以上の腸内細菌群の、菌数比率を指標として実行されることを特徴とする、請求項１６記載の菌液製造方法。
  18. 　請求項１記載の菌液製造システムを用いて腸内フローラの健康状態を診断するための診断システムであって、さらに、情報処理データベース（１０１）、デバイス制御システム（１０２）、制御用端末（１０３）を含み、
    　前記情報処理データベース（１０１）には予め決められた、腸内フローラの健康状態に関する１又は複数の基準を指標として記録しておき、
    　前記デバイス制御システム（１０２）が、前記制御端末（１０３）からの指示又はデバイス制御システム（１０２）で実行されるプログラムに基づき、
    以下のステップＳ１～Ｓ４を実行する診断システム。
    　ｉ）前記基準のうち少なくとも１つを指標として得られた結果の入力を受け付ける手段（ステップＳ１）と、
    　ｉｉ）入力された値をスコア化及び／又はランク付けする手段（ステップＳ２及び／又はステップＳ３）
    　ｉｉｉ）前記スコア又はランクと、指標とした基準を関連付けた診断結果を表示する手段（ステップＳ４）
  19. 　請求項１記載の菌液製造システムを用いて腸内フローラの健康状態を診断するための診断システムであって、さらに、情報処理データベース（１０１）、デバイス制御システム（１０２）、制御用端末（１０３）を含み、
    　前記情報処理データベース（１０１）には予め決められた、腸内フローラの健康状態に関する１又は複数の基準を指標として記録しておき、
    前記デバイス制御システム（１０２）が、制御用端末（１０３）からの指示又はデバイス制御システム（１０２）で実行されるプログラムに基づき、
    　以下のステップＳ１～Ｓ８を実行する診断システム。
    　ｉ）前記基準のうち少なくとも１つを指標として得られた結果の入力を受け付ける手段（ステップＳ１）と、
    　ｉｉ）入力された値をスコア化及び／又はランク付けする手段（ステップＳ２及び／又はステップＳ３）
    　ｉｉｉ）前記スコア又はランクと、指標とした基準を関連付けた診断結果を表示する手段（ステップＳ４）
    　ｉｖ）通信簿又はレーダーチャートを作成するステップ（ステップＳ５）
    　ｖ）診断結果、通信簿又はレーダーチャートに基づく、移植用菌液の組成を決定するステップ（ステップＳ６）
    　ｖｉ）決定した組成を達成しうるドナー情報（１以上のドナーの選別，及び選別した複数ドナーの菌液配合比率等）を選択するステップ（ステップＳ７）
    　ｖｉｉ）菌液組成又は選択したドナー情報の入力を受け付けるステップ（ステップＳ８）
  20. 　請求項１５乃至請求項１９のいずれか一項記載の各ステップを実行するためのコンピュータープログラム。
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