合生素组合物的制作方法

专利名称：合生素组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括益生菌(probiotic)、益生素(prebiotic)(例如非消化性寡糖)的营养和药物组合物，特别是合生素(symbiotic)组合物；这类组合物在促进肠道健康，特别是刺激免疫系统、抗念珠菌病、全面帮助消化、减轻肠易激综合征(IBS)症状中的医学应用；以及这类组合物的生产方法。
背景技术：
肠易激综合症(IBS)以腹痛和不适、腹胀及肠功能改变、便秘和/或腹泻为特征。IBS有三组以便秘为主的IBS(C-IBS)、交替性IBS(A-IBS)和以腹泻为主的IBS(D-IBS)。IBS的患病率因国家而异，而最近的研究提出，该机能紊乱影响约25％的西方人群。IBS是公认的慢性疾病，对患者的生命质量具有重大影响。迫切需要能够治疗或预防或改善IBS影响的有效营养途径。
益生菌是例如乳杆菌和双歧杆菌这类通过促进宿主肠道微生物平衡及帮助消化而对宿主产生有益影响的微生物。研究表明，益生菌微生物可以通过竞争掉病原细菌和酵母而影响肠道微生物系统的组成。益生菌也被声称通过降低肠道渗透性和增强涉及免疫应答的局部肠淋巴结细胞而在例如牛奶过敏患者中刺激免疫系统。在腹泻的预防和治疗、以及抗生素治疗后增强共生微生物系统的恢复中提倡使用益生菌。在使用益生菌的临床试验中也证实了益生菌的抗致癌活性。
市场上许多“活”乳制品声称特别含有高数量的某些益生菌乳杆菌或双歧杆菌种以促进消化和健康的免疫系统。然而，仅仅少数挑选的菌株展示全面的所需益生菌作用。也必须记住，菌株在胃肠(GI)道的生存能力对于该菌株的原位生物学功效是关键的。为了菌株本身在肠内的移植和建立，理想的是菌株应该黏附在GI道黏膜表面，并且可以经受运送的严峻，例如暴露于胃酸和胆汁酸。
例如由于双歧菌对氧和热敏感，它们在食品中的应用受到限制。因此，对显示效力并且耐受正常食品加工的益生菌的关注增加。
益生素是非消化性食物成分，例如对健康具有有益作用的寡糖。对于将归类于益生素的食物成分，它必须符合下列标准i)在胃肠道中既不被水解，也不被吸收，ii)由一种或有限数量的潜在有益的结肠共生菌(例如乳杆菌和双歧菌)选择性发酵，所述共生菌为经刺激生长和/或代谢激活的，iii)通过增加例如分解糖物种的数量，同时减少腐败微生物(例如类杆菌)，将结肠微生物系统向更健康的组成改变。
对益生素要求的属性是保持在结肠末端区域的能力。肠道的这一区域是包括结肠癌和溃疡性结肠炎的几种慢性疾病状态的起源位点。据认为肠道该区域的微生物系统可能在这类机能紊乱的发作或保持中扮演重要角色。食物碳水化合物是近测结肠中的主要发酵底物，由于它在细菌发酵中被降解，蛋白质成为更远侧区域中的主要发酵底物。细菌蛋白质代谢产物包括有毒的和潜在的致癌化合物，例如胺、氨和酚类化合物。

发明内容
本发明现在惊人地发现，通过促进活微生物在GI道中存活和移植、增强益生菌的存活能力并增加肠道有益微生物，特定益生菌与益生素的混合物具有有利影响宿主的能力。
因此，本发明涉及包括新的乳杆菌益生菌菌株和一种或多种益生素(例如一种或多种非消化性寡糖)的组合物，下文称为本发明的组合物；其中的乳杆菌于2001年8月28日根据布达佩斯条约以登录号NCIMB41114保藏于国立工业和海洋微生物保藏有限公司(NCIMB)，23 St.Machar Drive，Aberdeen AB243RY，Scotland，UK。
本发明的组合物可能有利于促进肠道健康，特别是刺激免疫系统、抗念珠菌病、全面帮助消化、减轻肠易激综合征(IBS)症状。
对产品进行16S rRNA测序，1500bp的测序测试产生如下文实施例中所描述的序列。这是以登录号NCIMB 41114保藏、并在本文引入为参考的国际专利申请EP02/11428中公开的菌株的特征性特点之一。
除了总体展示乳杆菌的典型特征，乳杆菌菌株NCIMB 41114具有其它惊人的性质能够通过益生菌的使用将假丝酵母(Candida)种的生长抑制到前所未有的程度。另外，四环素以及相关抗生素对该菌株的生长没有作用。可以使用这个独特的性质组合来抗击假丝酵母在体内任何区域的非需要性生长。具体而言，由于假丝酵母被认为是肠易激综合症(IBS)的病因因素，设想这个乳杆菌新菌株可以用于治疗或预防该紊乱。
如此处所使用，术语“乳杆菌菌株NCIMB 1114”或“本发明的乳杆菌菌株”指以登录号NCIMB 41114保藏的乳杆菌菌株和等价乳杆菌菌株。“等价乳杆菌菌株”指显示上文所述特征的任何菌株，例如具有下述例举的16S rRNA序列、抑制假丝酵母种生长、抗四环素及相关抗生素的菌株。本发明的乳杆菌菌株可以是活的、减毒的或灭活的。
如此处所使用，术语“寡糖”指由至少2个、上至20个糖苷键连接的单糖单元组成的糖类，即具有2至20个、优选2至15个单糖单元、更优选2至10个单糖单元、甚至更优选2至7个单糖单元的聚合度(DP)。根据本发明，可以使用合成寡糖或从天然来源分离的寡糖。
就本发明而言，术语“非消化性寡糖”包括例如合成或从天然来源分离、不易被人类消化酶转化为热量底物的寡糖。
本发明的组合物可能包括一种或几种非消化性寡糖，所述寡糖可以通过增加有益细菌而为胃肠道不同部位提供健康促进作用。
根据本发明，适宜的非消化性寡糖的实例包括寡聚果糖(FOS)、寡聚半乳糖(GOS)、乳酮糖、寡聚木糖(XOS)、寡聚异麦芽糖(IMO)、ABG、大豆寡糖(SOS)、寡聚龙胆糖、寡聚葡萄糖、果聚糖、寡聚乳果糖(lactosucrose)、短链FOS以及它们的混合物，优选FOS、GOS、XOS、短链FOS(例如少于5个单糖单元)。根据本发明，具体可以使用GOS和/或FOS。
果聚糖的菊粉亚型成员果糖寡糖(也被称为寡聚果糖)(FOS)，是不消化的寡糖。FOS天然存在于多种植物中，包括洋葱、大蒜、葱、小麦、黑麦、香蕉、芦笋、番茄、朝鲜蓟(artichoke)、大丽花和菊苣(chicory)根。可以通过酶法、化学技术或从天然物质提取来生产FOS。短链FOS由连接到一个蔗糖分子上的一至三个果糖分子组成其聚合度(DP)不高于6(例如不高于5)，并且可以通过使用转果糖基酰化(transfructosylating)酶从蔗糖合成。以转果糖基酰化酶对蔗糖的处理产生含有2、3或4个果糖单元(例如1-蔗果三糖、蔗果四糖和果糖基蔗果四糖)的FOS混合物。
如此处所使用，术语“FOS”包括FOS和短链FOS，例如，聚合度(DP)不高于6、优选不高于5。根据本发明，FOS可以包括2至20个糖单元、优选2至15个糖单元、更优选2至7个糖单元、甚至更优选2至6个糖单元。在本发明的一个实施方案中，FOS可以在FOS总重量的基础上含有约95％重量的二糖至七糖。优选地，FOS可以在FOS总重量的基础上包括低于10％(例如低于5％)重量的庚至辛糖。
寡聚果糖有商业供应，例如RAFTILOSE P95，例如由ORAFTI，Tienen，比利时，以多种级别提供，例如含有95％重量寡聚果糖的RAFTILOSEP95，由聚合度在2至7范围内、通常具有3.5至4.5的DP的链组成，并共含有约5％重量的葡萄糖、果糖和蔗糖。
寡聚半乳糖(GOS)可以包括二、三、四、五和六糖，主要由半乳糖作为糖成分组成，通过β半乳糖苷酶对乳糖的作用形成。根据本发明，GOS可以包括2至15个糖单元，优选2至10个糖单元、更优选2至7个糖单元、甚至更优选2至6个糖单元。在本发明的一个实施方案中，GOS可以在GOS总重量的基础上含有约0至约45％重量的二糖，优选约10至约40％重量的二糖，更优选约20至约35％重量的二糖，甚至更优选约33％重量的二糖。根据本发明，GOS可以在GOS总重量的基础上含有约0至约50％重量的三糖、优选约10至约45％重量的三糖，更优选约20至约40％重量的三糖，甚至更优选约39％重量的三糖。根据本发明，GOS可以在GOS总重量的基础上含有约0至约50％重量的四糖、优选约5至约45％重量的四糖，更优选约10至约40％重量的四糖，甚至更优选约18％重量的四糖。根据本发明，GOS可以在GOS总重量的基础上含有约0至约30％重量的五糖、优选约1至约25％重量的五糖，更优选约2至约10％重量的五糖，甚至更优选约7％重量的五糖。
可以通过使用将葡萄糖分子从蔗糖供体转移至麦芽糖受体的肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)葡萄糖基转移酶从蔗糖生产寡聚葡萄糖。由此获得的寡聚葡萄糖是不同大小的寡糖的混合物。也可以从燕麦β-葡聚糖提取寡聚葡萄糖。
本发明组合物的活性成分的相对比例当然将相当依靠相关组合物特定类型(例如，其是否是液体或固体形式，或其是否以营养形式提供)而相当大地变化。因此下面描述的所有指出的比例以及有关质量范围应理解为优选的或个别发明性教义的指示，而不在本发明最广泛的方面对其加以限制。
因此，根据本发明的即用组合物(例如即饮组合物或速溶饮料)中包括的合适量的非消化性寡糖，在即用组合物总重量的基础上，在高达约60％重量(例如高达约50％重量，还有的实例高达约45％重量)、或从约2.5至约35％重量(例如从约5至约30％重量，还有的实例从约10至25％重量)范围内。
粉末形式的本发明组合物可以在粉末组合物总重量的基础上包括量高达95％重量(例如约5至90％重量)、更优选约15至约80％重量、甚至更优选约20至75％重量的非消化性寡糖。
非消化性寡糖的有效量可以是约0.5至约40g的非消化性寡糖、优选约1至约35g、更优选约2至约30g、甚至更优选约3至约30g(例如约10g或约20g)的日剂量。
根据本发明，可以以每天每公斤体重约0.1和约0.5g之间的量(例如以每日每公斤体重约0.2和约0.4g之间的量)向成人施用非消化性寡糖，以每天每公斤体重约0.2和约1.0g之间的量向婴幼儿施用。
可以大规模培养本发明的乳杆菌菌株(例如使用脱脂乳作为培养基，例如保持在5.5以上的pH)，并以冻干(lyophilized)、冻干(freeze-dried)、喷雾干燥或水合形式治疗性用于本发明组合物中。它也可以与可药用载体或营养基质联合用于本发明的组合物中。
在组合物总重量的基础上，整合到本发明的即用组合物中的益生菌(例如冻干的细菌)的量可以在约1至30％重量、优选约2至约20％重量、甚至更优选约4至约10％重量之间变化。整合到本发明的即用组合物中的益生菌的浓度可以位于106至1012cfu/g(集落生成单位/g)范围内，优选在107至0.5×1012范围内、更优选在109至1011范围内，尤其优选在0.5×1010至1.5×1010或2×1010cfu/g范围内，例如约1010cfu/g。例如，可以每天给予1至5g(例如2g)包括例如约106至约1012cfu/g(例如约1010cfu/g)的喷雾干燥的乳杆菌菌株NCIMB 41114。优选以活的形式施用细菌菌株，但是可以在使用前将细菌减毒或杀死。
在本发明的一个实施方案中，本发明的组合物为包括益生菌的粉末形式，在组合物总重量的基础上，益生菌的量为约0.05至90％的组合物重量、优选约0.5至约80％的重量、更优选约20至约60％的重量。
在本发明另一实施方案中，粉末或即用形式的本发明组合物中，益生菌与益生素(例如非消化性寡糖)的重量比可为约1∶5至约5∶1，例如约1∶4至约4∶1或约1∶3至约3∶1。
根据本发明，益生菌的日剂量可为5×108至1×1012cfu(集落生成单位)，优选1×109至5×1011cfu，尤其优选的日剂量可为约1010、2×1010或1011cfu。
在本发明的一个方面，粉末或即用形式的本发明组合物中，在组合物总重量的基础上，益生菌和益生素(例如非消化性寡糖)的总量可为重量的约1至约100％重量、更优选约5至90％重量、甚至更优选10至80％。
在本发明的一个实施方案中，本发明的组合物可能全部或基本由益生菌和益生素(例如非消化性寡糖)组成。另外，除了益生菌和非消化性寡糖，本发明的组合物可以包括其它营养成分如脂肪、碳水化合物、矿物质和维生素，例如钙、镁、铁、锌、磷、维生素D和/或维生素K。另外，除了益生菌和非消化性寡糖，本发明的营养组合物可含有一种或多种下列成分蔗糖、葡萄糖、果糖、干燥蜂蜜、干燥果糖、寡糖、植物纤维、全脂或脱脂奶粉、乳蛋白质、植物淀粉、面粉或蛋白质、可可粉、坚果巧克力、咖啡、香草、卵磷脂、盐、香料、色素。
本发明的组合物可以包括一种或多种纤维。纤维具体包括可溶和不可溶非消化性多糖。如此处所使用，术语“可溶性纤维”指能够在结肠内经过发酵产生短链脂肪酸(SCFA)的纤维。合适的可溶性纤维的实例为果胶、瓜尔豆胶(guar gum)(例如水解的瓜尔豆胶，例如部分水解的瓜尔豆胶)和阿拉伯胶。水解的可溶性纤维可能衍生自许多已知的可溶性纤维，包括刺槐豆胶(locust bean gum)、黄原胶、瓜尔豆胶和果胶。具体可以使用水解的瓜尔豆胶(例如部分水解的瓜尔豆胶)或水解的果胶。如此处所使用的术语“水解的可溶性纤维”指以常规方式(例如化学或酶法)水解为具有降低的分子量的可溶性纤维。当以要求的日剂量施用时，这类水解产物为例如试管相容的(tube compatible)。
特别优选的水解的可溶性纤维可以是水解的瓜尔豆胶，例如已知并且以商品名Benefiber商业供应的，例如在此外引入为参考的U.S.专利No.5,260,279中所描述的。水解前，瓜尔豆胶的分子量接近200,000；水解后为20,000-30,000。
就本发明的用途而言，水解的瓜尔豆胶的分子量范围可能变化，优选可能在24至30kDa之间。
根据本发明，非消化性寡糖(例如GOS和/或FOS)以及可溶性纤维(例如水解的可溶性纤维，例如部分水解的瓜尔豆胶)，可以以非消化性寡糖∶水解的可溶性纤维约3∶1至约1∶3的比值(例如以约3∶1的比值)使用。
在本发明的一个实施方案中，本发明的组合物也可以包括一种或多种脂肪酸，例如多不饱和脂肪酸。如此处所使用，术语顺式-多不饱和脂肪酸指游离形式或油或脂肪形式的、包括n-3脂肪酸(例如α-亚麻酸(18∶3)、硬脂艾杜糖酸(stearidonic acid)、二十碳五烯酸(EPA)(20∶5)、二十二碳五烯酸(22∶5)和二十二碳六烯酸(DHA)(22∶6))以及n-6脂肪酸(例如亚油酸(18∶2)、共轭亚油酸、γ-亚麻酸(18∶3))的羧酸家族。这类顺式-多不饱和脂肪酸广为人知，并且易于商业获得。它们存在于例如植物油或鱼油中，例如浓缩鱼油，例如包含约70％的二十碳五烯酸。
可以优选使用二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸的组合。
根据本发明的组合物的其它组分可以包括任何已知具有健康益处的生物活性化合物或提取物，尤其是对胃肠道具有有益影响的化合物，例如谷氨酸/谷氨酰胺或其前体。本发明的组合物也可以含有一种或多种抑制细菌向胃肠道上皮壁黏附的额外的物质，包括甘露聚糖、半乳糖醛酸寡聚体，优选天然来源。本发明的组合物可以和用于治疗溃疡性结肠炎的药物组合，所述药物例如柳氮磺胺吡啶、5-ASA剂、皮质类固醇(例如肾上腺类固醇、泼尼松、氢化可的松或布地缩松)，或与用于抗疼痛、腹泻、感染或IBS的药物组合，所述药物例如五羟色胺-4受体激动剂(例如tegaserod，比如并以商标ZeinormTM/ZeimacTM公知并可商业获得的tegaserod)。例如，可以试剂盒的形式提供本发明的组合物，用于与上述这类药物分开、连续或同时施用。可以标准的药物剂形将这些药物与本发明的组合物一起常规配制，例如，与至少一种可药用载体组合。
另一方面，此处描述的组合物可以与已知具有胃肠道副作用(例如腹泻)的生物活性化合物、提取物或药物组合，例如与抗癌症药物如埃博霉素(epothilone)组合。
在本发明的另一方面，可以以综合疗法的形式，将本发明的组合物与上文所述药物分开施用。例如，根据本发明的组合物可以方便的整合到营养制剂中(一般为营养制品、膳食补充剂、功能食物和饮料产品)，例如与至少一种营养学可接受的载体组合的制剂。
在本发明的另一方面，提供包含本发明组合物的药剂、药物或营养制剂，例如膳食补充剂。本发明的药剂、药物或营养组合物可以任选地包括药物或营养学可接受的载体。
另外，根据本发明，提供组合药物制剂(例如包括作为活性剂的乳杆菌菌株NCIMB 41114或等价乳杆菌菌株和非消化性寡糖)以及在保持和/或贮存有益肠道微生物系统以预防或治疗任何形式的功能性肠紊乱(FBD)，特别是肠易激综合征(IBS)的预防或治疗，消除硫酸还原细菌，治疗或预防肠道炎性疾病(IBD)(特别是溃疡性结肠炎、Crohn’s病)和/或结肠癌，和/或抑制溃疡或延长溃疡患者缓解期中同时、分开或连续使用该制剂的说明书，其中寡糖选自寡聚半乳糖(GOS)和寡聚果糖(FOS)、寡聚木糖(XOS)、大豆寡糖(SOS)、寡聚异麦芽糖(IMO)、寡聚龙胆糖、乳酮糖、寡聚葡萄糖、寡聚乳果糖、果聚糖或菊粉中的至少一种。
可以以软胶剂、囊剂、粉末剂、糖浆剂、液体悬液剂、乳剂和溶液剂的形式以常规剂形提供药物组合物和膳食补充剂。在软胶囊中，优选将活性成分溶解或悬浮于适当的液体中，例如脂肪油、石蜡油或液体聚乙二醇。可以任选添加稳定剂。
可以通过制药领域已知的常规配制方法制备口服药物或膳食补充剂形式，即将活性物质与可食用的可药用固体或液体载体和/或赋形剂(例如纤维素这类纤维、乳糖、蔗糖、甘露醇、山梨醇以及磷酸钙)和粘合剂(例如淀粉、明胶、黄芪胶、甲基纤维素和/或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混和。可选的添加剂包括润滑剂和流动调节物(例如硅酸、二氧化硅、滑石、硬脂酸、硬脂酸镁/钙、聚乙二醇(PEG)稀释剂)、崩解剂(例如淀粉、羧甲基淀粉、交联PVP、琼脂、褐藻酸和藻酸盐)、着色剂、调味剂和融合剂(meltingagent)。出于例如辨认或指示活性成分的不同剂量，可以给药片或糖衣添加染料或色素。
任选地，根据本发明的组合物可以是营养完全的，即可以包括维生素、矿物质、微量元素和氮、碳水化合物和脂肪酸源，以致它们可以作为基本补充每日所需所有维生素、矿物质、碳水化合物、脂肪酸、蛋白质量的单独营养源。因此，可以以营养平衡的完全膳食的形式提供本发明的组合物，例如以适于口服的形式提供。
另外，可以以作为膳食的一部分(即营养添加剂，例如健康饮料)的形式提供本发明的组合物。
本发明的组合物可以任选地包含常规食物添加剂，例如任何乳化剂、稳定剂、增甜剂、调味剂、着色剂、防腐剂、螯合剂、渗透剂、pH调节缓冲液或试剂、酸化剂、增稠剂和组织形成剂(texturisers)。
根据本发明，合适的产品形式包括溶液、即用组合物(例如即饮组合物、速溶饮料)、液体食物(如软饮料、果汁、运动饮料、乳饮料、奶昔、酸奶酪或汤)。在本发明的另一个实施方案中，可以以浓缩物、粉末或颗粒(例如泡腾颗粒剂)的形式制造并销售本发明的组合物，所述泡腾颗粒以水或其它液体稀释，从而产生即用组合物，例如即饮组合物或速溶饮料，用于稀释的液体比如牛奶或果汁，例如橙汁。
可以将本发明的组合物进一步整合(例如分散)到任何种类的食物中，例如奶棒、早餐谷物、müesli、糖果、药片、曲奇、点心、饼干、薄脆饼干(例如大米薄脆饼干)。
本发明的组合物可以是适于人类施用、特别是适于在胃肠道任何部位施用的任何形式。本发明涵盖了肠道施用、优选口服施用、经导管(tube或catheter)施用本发明组合物。
根据多个有关因素确定本发明的组合物将施用的量和给药方案，有关因素包括施用目的、年龄、性别和受试者个体体重以及受试者症状的严重性。例如，每剂益生菌的剂量可以在约106至1012之间，或5×108至1×1012cfu之间，例如约1010、2×1010或1011cfu。每剂益生素的剂量可以在约5至15g之间，例如10g。根据本发明，每天可给予高达3剂、例如1或2剂。
例如，当与上文所述药物共同施用时，本发明的组合物可以在专业医师的监督下施用，或者可以自身施用。
可以每日、每周或每月或每年甚至更长的周期施用本发明组合物。合适的每日给药方案可以包括每天一剂或多剂。最好在规律的基础上于餐前或餐后或进餐中每日使用本发明的组合物至少一次。在本发明在一个实施方案中，可以服用本发明的组合物直至其症状(例如观察到便秘或腹泻)改善。由于这些制剂使用安全，只要需要，IBS个体可以继续服用根据本发明的组合物，优选直至经历显著的症状缓解。
整合本发明组合物的药物制剂、食物或饮料可以由任何人安全使用，尤其推荐给任何遭受肠机能紊乱、或察觉具有FBD(功能性肠紊乱)或IBS危险的人，例如老年、更年期妇女或临床患者。本发明的组合物可能特别适合于遭受肠道或消化性疾病、Crohn’s病、肠憩室或结肠癌的个体。
在另一个实施方案中，本发明涉及本发明组合物的生产方法，其中这样的方法包括将本发明组合物的组分密切混和。本领域技术人员熟知这类方法。
通过逐出有害细菌在肠内、特别在大肠内、更特别在结肠内的生长，以及恢复或促进肠道细菌的健康平衡，本发明的组合物可以降低消化过程的毒性作用、刺激消化系统并改善肠道控制。本发明的组合物对降低腹泻或便秘的发作频率、复发、严重性和持续时间可能有效。规律使用时，本发明的组合物可能降低个体发展慢性症状(即临床肠机能紊乱)的危险。
本发明的组合物可以有效地治疗或预防任何形式的功能性肠紊乱(FBD)，特别是肠易激综合征，例如便秘为主的IBS(C-IBS)、交替性IBS(A-IBS)和以腹泻为主的IBS、功能性便秘和功能性腹泻。FBD是一系列慢性或半慢性并与腹痛、肠功能紊乱和生态紊乱(social disruption)有关的胃肠紊乱的总称。症状的特定组合和发病率表征以下七种FBD亚群，所述亚群按照称为“罗马标准”的分类系统定义1)C1以便秘为主的肠易激综合征；2)C1以腹泻为主的肠易激综合征；3)C3功能性便秘；4)C4功能性腹泻；5)C2功能性腹胀；6)F3a盆底排便障碍(pelvic floor dyssynergia)；7)F3b肛门内括约肌功能障碍。
IBS可以以至少连续3个月或复发的下列症状为特征1.腹部疼痛或不适(a)排便缓解，(b)和/或与大便频率改变相关，(c)和/或与大便硬度改变相关；以及2.在至少四分之一的情况或时期，下列两项或更多(a)改变的大便频率，(b)改变的大便形式(块状/坚硬或疏松/水样)，(c)改变的大便排泄(变形、急迫或排便不完全的感觉)，(d)粘液的排泄，(e)腹胀或腹胀的感觉。
由至少三个月的两项或更多下列症状定义功能性便秘1.在至少四分之一的时间排便吃力；2.在至少四分之一的时间块状和/或坚硬粪便；3.在至少四分之一的时间排便不完全的感觉；4.一周内两次或更少次自发肠运动。腹痛不是必需的，不出现疏松的大便，IBS标准不充分。当患者使用轻泻剂时，这些标准可能不适用。
由至少三个月的两项或更多下列症状定义功能性腹泻1.在多于四分之三的时间不成形(糊状或水样)大便；2.多于一半的时间每天三次或更多次肠运动；以及3.与大众标准相比增加的大便量(stool bowel)(对于北美洲和欧洲，＞200g/天)，但是不高于每天500g。IBS标准不充分。无腹痛抱怨，不出现坚硬或块状大便。尿急是主要症状，可能出现便失禁或soiling。
类似地，功能性腹胀以腹部胀满、膨胀或肿胀为特征。盆底排便障碍以排便吃力和不完全的感觉为特征。盆底排便障碍症状加上压力计测试诊断肛门内括约肌功能障碍。
在本发明的一个实施方案中，根据本发明的组合物可以用于制造预防或治疗胃肠功能性或器质性机能紊乱的药剂或营养制剂，其中胃肠功能性或器质性紊乱包括便秘、腹泻或任何形式的功能性肠紊乱(FBD)，特别为肠易激综合征(IBS)，例如便秘为主的IBS(C-IBS)、交替性IBS(A-IBS)和以腹泻为主的IBS、功能性便秘和功能性腹泻。
在本发明的另一个实施方案中，本发明的组合物可以用于制造控制结肠pH、控制结肠运动和通行时间、作为抗致癌性、抗诱变或低胆固醇血症剂的药剂或营养制剂。
在本发明的另一个实施方案中，根据本发明的组合物可以用于制造刺激免疫系统和促进对细菌或酵母感染，特别是念珠菌病或由硫酸还原细菌引起的疾病的抵抗力的药剂或营养制剂。
在本发明的另一个实施方案中，根据本发明的组合物可以用于制造在包括人类的哺乳动物中预防或治疗与IBD，特别是溃疡性结肠炎、Crohn’s病或结肠癌相关的疾病、状况和症状的药剂或营养制剂。
根据本发明，本发明的组合物可能具有bifidogenic效应。它们可用于促进胃肠道内健康微生物系统，该作用在婴儿体内使微生物系统更接近母乳喂养的婴儿，和/或可以用于预防和/或治疗胃肠道中天然存在微生物系统的任何紊乱。
根据本发明，提供功能性肠紊乱例如IBS(例如以便秘为主的IBS、以腹泻为主的IBS、功能性便秘、功能性腹泻)的治疗或预防方法，包括将本发明的组合物施用于需要这类治疗的患者。
另一方面，提供胃肠道功能性或器质性紊乱或疾病(例如与功能性肠紊乱(诸如IBS)有关的状况或症状，或与IBD有关的状况或症状)的膳食管理方法，包括将本发明的组合物施用于需要这类治疗的患者，其中IBS例如以便秘为主的IBS、以腹泻为主的IBS、功能性便秘、功能性腹泻、IBD例如溃疡性结肠炎、Crohn’s病或结肠癌。
整合本发明组合物的药物制剂、食品或饮料可以由任何人安全使用，尤其推荐给任何察觉具有或罹患肠功能性或器质性紊乱或疾病的人，例如与IBS或IBD有关的状况和症状，特别是溃疡性结肠炎、Crohn’s病或结肠癌。
在本发明的一个实施方案中，本发明属于在包括人类在内的需要这类治疗的哺乳动物中治疗和/或预防与IBS(特别为上文所述这类IBS形式)相关的疾病、状况和症状的方法，包括将本发明组合物的有效量施用于所述哺乳动物。如此处所使用，术语“有效量”指对于实现所需治疗效果(例如治疗和/或预防与IBS，特别为如上文所述的相关疾病、状况和症状)有效的量。
本发明的组合物是稳定的，优选在室温(18-22℃)具有至少六个月的保存期。本发明的组合物不需冷冻保存。依赖于产品形式，例如当为基于牛奶的产品形式时(例如酸乳酪)，本发明的组合物可以冷冻保存。根据本发明，可以用不显示任何严重副作用的组合物有效改善与IBS有关的症状和状况。例如，本方法是充分耐受的、简单易行并改善具有任何形式的功能性肠紊乱(FBD)的受试者的生活质量。
可以在标准临床试验中以例如已知指征观察到本发明所有组合物的效用，例如，如下文实施例中所述使用营养组合物，例如，对哺乳动物(例如成人)，以及在标准动物模型中，使用约5×108至1×1012cfu范围内(例如约1010或1011cfu)的乳杆菌菌株NCIMB 41114、以及约5至15g范围内(例如10g)的一种或多种益生素(例如GOS)。在例如下文所述的标准动物试验以及临床试验中，可以观察到由组合物提供的FBD特征性症状的缓解。
可以在如下肠道模型中测试本发明组合物的有益作用建立三期连续培养系统，以检测益生菌菌株在肠道内的存活能力和不同益生素对肠道微生物系统及益生菌菌株生长的影响。
使用IBS患者的粪便样品作为接种体，以72小时的保持时间运行肠道模型。达到稳定态后，以益生素和益生菌的组合物开始治疗。以例如约每日4-5gr的浓度将益生素加入培养基中。每天以例如约108个细胞/ml的浓度添加益生菌直至稳定态(7轮)。每周取样品用于益生菌计数、使用不同菌群计数(荧光原位杂交，F.I.S.H.)、短链脂肪酸分析、选择性涂盘筛选将在系统中生长的优势菌种的改变。最后，在以合生素治疗之前及期间测量气体的产生。同时，使用健康个体的粪便样品以相同的条件运行肠道模型，来检查与“IBS肠道模型”的可能差异。
一个人类临床试验可能受到如下影响在D-IBS和/或C-IBS患者中预期的双盲、随机化、平行组初步研究固定剂量研究以评价本发明组合物的功效、安全性和耐受性，其中本发明的组合物包括例如在每日剂量约5至15g范围内(例如每日剂量约10g)的GOS，每日剂量在浓度约108至1012cfu(例如1010cfu，例如相应于2g细菌)的乳杆菌菌株NCIMB 41114。该研究由2周的基线期(即不给予组合物或安慰剂)、使用安慰剂或本发明组合物的12周随机化双盲治疗期、继之4周停药期组成。通过12周治疗后IBS症状的总体评价，如BristolStool Form Scale所述的粪便数量和硬度的测定、腹部不适或疼痛、肠胀气、急迫、里急后重或排便不完全、恶心或胃肠气胀的评价，衡量本发明组合物的功效、安全性和耐受性。也通过初步研究期间的选择性涂盘、FISH、变性梯度凝胶电泳(DGGE)和短链脂肪酸分析评价各患者粪便中的微生物组成。
现在将通过以下实施例进一步阐明本发明。
实施例实施例1乳杆菌菌株NCIMB 41114的分离(i)连续培养体系平行装配三个恒化器；各恒化器在氮气下保持于37℃、pH 6.5以及0.066h-1的稀释率。设置这些条件以类似于人类结肠末端常见条件。以对照生长培养基填充恒化器，对照生长培养基包含(gl-1于蒸馏水中)酵母提取物2、蛋白胨水2、NaCl 0.1、K2HPO40.04、KH2PO40.04、MgSO4·7H2O 0.01、CaCl2·H2O 0.01、NaHCO32、Tween 802、氯高铁血红素0.05、维生素K10.01、半胱氨酸·HCl 0.5、胆汁盐0.5、葡萄糖0.4、淀粉3、胶质2、以及阿拉伯半乳聚糖1。培养基于121℃高压灭菌30分钟，趁热置于氮气中。培养基冷却后，将1gl-1过滤除菌的四环素或1gl-1过滤除菌的制霉菌素无菌加入培养基池中。也运行无抗菌剂加入的对照恒化器。
(ii)接种从健康志愿者(n＝6)获得新鲜排泄的粪便样品，使用0.1mol1-1磷酸缓冲液(pH 7)无氧制备10％(w/v)浆液(26)。没有一个志愿者具有任何胃肠道机能紊乱既往史，研究前至少3个月避免使用抗生素。以培养基半充满300ml恒化器导管，各管加入150ml浆液。在培养基泵开启之前，将体系保持24小时以平衡。6个不同粪便供体以一试三份重复实验。
(iii)微生物培养技术当发酵体系达到稳定态时(164h之后)，从用作接种体的各粪便浆液中取出样品，也从各恒化器中取出1ml样品。然后以预先稀释(pre-reduced)的半强度蛋白胨水将其连续稀释(6倍)。将各稀释物一试三份(于37℃在无氧、10％CO2、10％H2、80％CO2大气下)涂盘到为选择优势肠细菌群设计的预先稀释的琼脂上对总厌氧性生物为Wilikins Chalgren(Oxoid)、对乳杆菌为Rogosa(Oxoid)、对双歧杆菌为Beerens、对类细菌为KVLB、对梭菌属(clostridia)为Reinforced Clostridia琼脂(Oxoid)+新生霉素8mg/l及colostin 8mg/l、对革兰氏阳性球菌为Azide琼脂(Oxoid)。然后将各稀释物有氧涂布于营养琼脂(Oxoid)上以选择全部需氧菌、对于酵母为Sabouraud葡萄糖琼脂+氯霉素及放线菌酮、对于大肠菌为MacConkey琼脂No.3(Oxoid)，并于37℃孵育。孵育24-48h之后计数需氧菌落，48-72h后计数厌氧平板。从盘中挑取不同形态型的菌落进行革兰氏染色、显微镜检验和表型(生物化学)描述，以证实培养物同一性。
结果在对照恒化器中达到稳定态条件后，保持使用的六个接种体中优势肠道微生物的数量。这证实使用的生长培养基在连续培养实验中有效支持这类群落。因此，抗生素暴露导致图谱的任何差异确实归因于这些添加物，而非任何实验变化。6个志愿者中，有4个测试粪便样品中检测到酵母。
与对照相比，四环素的作用是显著降低所有测试细菌的数量，从而证实其广谱活性。一个有趣的观察是，与对照恒化器的水平相比，四环素的作用允许酵母在发酵体系中增长。这对于四环素的使用以及与酵母的过度生长有关的风险具有临床意义。事实上，在此使用的一个接种体中，最初没有检测到酵母，但是在四环素恒化器中得到富集。
如预期，酵母在制霉菌素恒化器中受抑制。然而，某些细菌属也被影响。这主要涉及被视为对胃肠道健康而言重要的常见益生菌微生物--乳杆菌的减少。明确的指示是，制霉菌素的使用无益于固有益生菌水平的维持。
在四环素恒化器实验期间，一个运行产生意外的结果。与观察到的普遍趋向相反，酵母在试验开始时存在，但是没有进一步生长。改为革兰氏阳性杆菌占优势，没有检测到其它细胞型。因此进行基因型工作以鉴定该微生物。
a)16S rRNA测序使用通用16S rRNA基因引物系列，使用PCR从植物乳杆菌(L.plantarum)扩增该基因。该基因对于鉴定细菌是特异性的，该基因的可变区有助于区别菌种。对微生物进行16S rRNA测序，1500bp的测序测试产生如下序列8090100 110 120 130TTGAGTGAGTGGCGAACTGGTGAGTAACAC140 150 160 170 180 190GTGGGAAACCTGCCCAGAAGCGGGGGATAACACCTGGAAACAGATGCTAATACCGCATAA200 210 220 230 240 250CAACTTGGACCGCATGGTCCGAGTTTGAAAGATGGCTTCGGCTATCACTTTTGGATGGTC260 270 280 290 300 310CCGCGGCGTATTAGCTAGATGGTGGGGTAACGGCTCACCATGGCAATGATACGTAGCCGA320 330 340 350 360 370CCTGAGAGGGTAATCGGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCA380 390 400 410 420 430GCAGTAGGGAATCTTCCACAATGGACGAAAGTCTGATGGAGCAACGCCGCGTGAGTGAAG440 450 460 470 480 490AAGGGTTTCGGCTCGTAAAACTCTGTTGTTAAAGAAGAAC--ATATCTGAGAGTAACTGT500 510 520 530 540 550TCAGGTATTGACGGTATTTAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGT560 570 580 590 600 610AATACGTAGGTGGCAAGCGTTGTCCGGATTTATTGGGCGTAAAGCGAGCGCAGGCGGTTT620 630 640 650 660 670TTTAAGTCTGATGTGAAAGCCTTCGGCTCAACCGAAGAAGTGCATCGGAAACTGGGAAAC680 690 700 710 720 730TTGAGTGCAGAAGAGGACAGTGGAACTCCATGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATATGG740 750 760 770 780 790AAGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTGTCTGGTCTGTAACTGACGCTGAGGCTCGAAAGTA
800 810 820 830 840 850TGGGTAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCATACCGTAAACGATGAATGCTAAGT860 870 880 890 900 910GTTGGAGGGTTTCCGCCCTTCAGTGCTGCAGCTAACGCATTAAGCATTCCGCCTGGGGAG920 930 940 950 960 970TACGGCCGCAAGGCTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCAT980 990 1000 1010 1020 1030GTGGTTTAATTCGAAGCTACGCGAAGAACCTTACCAGGTCTTGACATACTATGCAAATCT1040 1050 1060 1070 1080 1090AAGAGATTAGACGTTCCCTTCGGGGACATGGATACAGGTGGTGCATGGTTGTCGTCAGCT1100 1110 1120 1130 1140 1150CGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTATTATCAGTTGCCA1160 1170 1180 1190 1200 1210GCATTAAGTTGGGCACTCTGGTGAGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGA1220 1230 1240 1250 1260 1270CGTCAAATCATCATGCCCCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGATGGTACAA1280 1290 1300 1310 1320 1330CGAGTTGCGAACTCGCGAGAGTAAGCTAATCTCTTAAAGCCATTCTCAGTTCGGATTGTA1340 1350 1360 1370GGCTGCAACTCGCCTACATGAAGTCGGAATCGC经证实，该微生物是与系统发生相似的戊糖乳杆菌(Lactobacilluspentosus)和植物乳杆菌紧密相关的乳杆菌种。随后根据布达佩斯条约将该乳杆菌菌株于2001年8月28日保藏于NCIMB，Aberdeen，UK，并接受登录号NCIMB 41114。
b)其他鉴定通过其发酵D-木糖的能力，其他表型特征显示该生物为植物乳杆菌。
蛋白质谱及rep-PCR独立地证实其身份为植物乳杆菌。
这些方法提供植物乳杆菌和戊糖乳杆菌之间的分类学差异。
c)使用变性梯度凝胶电泳(DGGE)检测植物乳杆菌使用DGGE技术，以便当植物乳杆菌处于细菌的混和群落中时，即当尝试在患者粪便样品中将其鉴定时，可以获得植物乳杆菌特有的标志物。特定的乳杆菌引物靶定6S rRNA基因的340bp区域，该区域具有区分所有乳杆菌群的足够变异。然后对该扩增区域(扩增子)运行DGGE凝胶，以阐明目的菌株的独特模式。可以使用组合许多乳杆菌种的梯(ladder)作为分析对照。
实施例2乳杆菌菌株NCIMB 41114的生产使用牛奶作为培养基用于乳杆菌菌株NCIMB 41114的大规模生产。在喷雾干燥期间监测pH，并保持在pH 5.5之上。
表1显示乳杆菌菌株NCIMB 41114在牛奶中的生长

喷雾干燥后评价培养物的生存能力，培养物为1g中2.8×108cfu/ml的水平。一个月的保存后生存能力为1g中2×108cfu/ml。于室温保存2个月后，生存能力为1g中1×108cfu/ml。
实施例3乳杆菌菌株NCIMB 41114的寡糖代谢特征在不同益生素中的乳杆菌菌株NCIMB 41114的生长方法为了观察哪个寡糖对于乳杆菌菌株NCIMB 41114的生长更好，在1％(w/w)浓度的不同益生素中监测其生长。使用的益生素如下寡聚果糖(FOS)；寡聚半乳糖(GOS)；寡聚木糖(XOS)；寡聚异麦芽糖(IMO)；大豆寡糖(SOS)。使用葡萄糖作为阳性对照，葡萄糖是有效的生长底物，但不具有选择性，也不是益生菌。
结果为了证明对于乳杆菌菌株NCIMB 41114的生长更好的底物，从使用不同益生素获得的生长曲线计算最大生长速率。
底物 μ最大FOS0.09SOS0.15XOS0.06IMO0.10GOS0.12葡萄糖 0.13大豆寡糖(SOY或SOS)，寡聚半乳糖(GOS)和寡聚异麦芽糖(IMO)显示乳杆菌菌株NCIMB 41114的最佳生长。
实施例4分批式培养研究(a)方法为了在不同益生素的存在下监测乳杆菌菌株NCIMB 41114在混和培养物中的生长，也实施分批式培养发酵。在分批式培养发酵罐中进行这类培养。使用接近于结肠近侧区的物理化学条件运行发酵罐，即弱酸性pH、高底物有效性和体积。为此，使用三个不同IBS志愿者的粪便样品，每个实验以成两份进行。测试的益生素与添加Benefibe(BEN)的纯培养物以及Benefiber(BEN)与GOS的混合物(1∶2)相同。以1％的浓度添加所有益生素。分批式培养发酵罐中，分别将pH和温度保持在6.8和37℃。
在各发酵罐中，以1％过夜培养物的浓度(107个细胞/ml)添加乳杆菌菌株NCIMB 41114。在发酵0、5、10和24小时取样品，用于涂布(即监测益生菌生长)、F.I.S.H.(即列举不同菌群)和短链脂肪酸分析。
(b)结果

图1显示发酵过程中益生菌的生长。
在分别使用FOS、GOS和SOS(SOY)发酵24小时后观察到乳杆菌菌株MCIMB 41114可能的更高增长。
图2显示在分批式培养中发酵24小时后达到的细菌数(FISH计数)。
结果提示IMO、SOS(SOY)和GOS显示双歧杆菌的最佳生长，而SOS(SOY)、BEN和GOS显示乳杆菌的最佳生长。GOS显示梭菌属的最低生长。
实施例5包装包含-1袋2g冻干乳杆菌菌株NCIMB 41114(1010cfu)包含-1袋包含GOS 10g乳糖3.6g临用前将两袋溶解于约200ml冷橙汁中。每日一剂。
实施例6将益生素与2g喷雾干燥的乳杆菌菌株NCIMB 41114(NCIMB 41114)充分混和，获得粉末，从而制备组合物。将粉末溶解于250ml水中，获得即饮饮食补充剂。

(1)水解的瓜尔豆胶以SOS、IMO或任何上文中指定的益生素替代GOS和/或FOS，可建立其它实施例。
实施例7将袋1和2的内容物溶于250ml水中可制成即饮营养组合物袋1FOS 4.4gGOS 4.4g谷氨酰胺 3.4gEPA 1gDHA 0.5g袋2益生菌(1)(1010cfu) 2g碳水化合物 12.9g(1)喷雾干燥的乳杆菌菌株NCIMB 41114。
实施例阐明可用于例如作为上文所述任何疾病的传统治疗替代物或佐剂的组合物，它们通过例如每日一剂或例如分为两次施用，从而刺激有益的肠道微生物系统组分。
权利要求
1.包含乳杆菌菌株NCIMB 41114或等价乳杆菌菌株以及至少一种非消化性寡糖的组合物。
2.权利要求1的组合物，其中寡糖选自寡聚半乳糖(GOS)、寡聚果糖(FOS)、寡聚木糖(XOS)、大豆寡糖(SOS)、寡聚异麦芽糖(IMO)、寡聚龙胆糖、果聚糖、菊粉、乳酮糖、寡聚葡萄糖和寡聚乳果糖。
3.权利要求1或2的组合物，该组合物以106至1012cfu的日剂量提供乳杆菌菌株NCIMB 41114。
4.权利要求1至3中任一项的组合物，其中所述组合物包括FOS和/或GOS。
5.权利要求1至4中任一项的组合物，其中所述组合物还包含选自瓜尔豆胶和部分水解的瓜尔豆胶的可溶性纤维。
6.权利要求1至5中任一项的组合物，其中所述组合物还包含至少一种选自α-亚麻酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸或二十二碳六烯酸中至少一种的多不饱和脂肪酸。
7.权利要求6的组合物，其中所述多不饱和脂肪酸包括二十碳五烯酸和/或二十二碳六烯酸。
8.用作药剂的任一前述权利要求的组合物。
9.权利要求1至8中任一项的组合物在制造药剂或营养组合物中的用途，所述药剂或营养组合物用于保持和/或促进健康肠道微生物系统、降低消化过程的毒性作用、刺激消化系统和改善肠控制中的任一用途。
10.权利要求1至8中任何一项的组合物在制造药剂或营养制剂中的用途，所述药剂或营养制剂用于预防或治疗任何形式的功能性肠紊乱，特别是功能性便秘、功能性腹泻和肠易激综合征(IBS)，例如以便秘为主的IBS、交替性IBS和以腹泻为主的IBS。
11.权利要求1至8中任一项的组合物在制造药剂或营养制剂中的用途，所述药剂或营养制剂用于刺激免疫系统并促进对细菌或酵母感染的抵抗力，特别是预防或治疗念珠菌病或由硫酸还原细菌引起的疾病。
12.权利要求1至8中任一项的组合物在制造药剂或营养组合物中的用途，所述药剂或营养组合物用于预防或治疗肠道炎性疾病，特别是溃疡性结肠炎、Crohn’s病，和/或预防结肠癌。
13.在需要如此治疗的哺乳动物中促进健康肠道微生物系统、降低消化过程的毒性作用、刺激消化系统并改善肠控制的方法，包括将权利要求1至8中任一项的组合物的有效量施用于所述哺乳动物。
14.在需要如此治疗的哺乳动物中治疗和/或预防任何形式的功能性肠紊乱，特别是功能性便秘、功能性腹泻和肠易激综合征(IBS)的方法，例如治疗和/或预防以便秘为主的IBS、交替性IBS和以腹泻为主的IBS的方法，包括将权利要求1至8中任一项的组合物的有效量施用于所述哺乳动物。
15.在需要如此治疗的哺乳动物中刺激免疫系统并促进对细菌或酵母感染的抵抗力，特别是治疗或预防念珠菌病或由硫酸还原细菌引起的疾病的方法，包括将权利要求1至8中任一项的组合物的有效量施用于所述哺乳动物。
16.在需要如此治疗的哺乳动物中治疗和/或预防肠道炎性疾病，特别是溃疡性结肠炎、Crohn’s病，和/或预防结肠癌的方法，包括将权利要求1至8中任一项的组合物的有效量施用于所述哺乳动物。
17.商品包装，包含作为活性试剂的乳杆菌菌株NCIMB 41114或等价乳杆菌菌株以及至少一种非消化性寡糖，以及在保持和/或贮存有益肠道微生物系统、治疗或预防任何形式的功能性肠紊乱(FBD)，特别是肠易激综合征(IBS)、消除硫酸还原细菌、治疗或预防肠道炎性疾病(IBD)，特别是溃疡性结肠炎、Crohn’s病，和/或结肠癌，和/或抑制溃疡或延长溃疡患者缓解期中同时、分开或连续使用所述组分的说明书。
18.权利要求17的包装，其中所述寡糖选自寡聚半乳糖(GOS)、寡聚果糖(FOS)、寡聚木糖(XOS)、大豆寡糖(SOS)、寡聚异麦芽糖(IMO)、寡聚龙胆糖、果聚糖、菊粉、乳酮糖、寡聚葡萄糖和寡聚乳果糖。
全文摘要
本发明涉及包含乳杆菌菌株和非消化性寡糖的组合物。
文档编号A61K31/702GK1784151SQ200480012441
公开日2006年6月7日 申请日期2004年4月7日 优先权日2003年4月8日
发明者M·比尔, G·R·吉布森, C·斯梅伊卡 申请人:诺瓦提斯公司, 雷丁大学