利用产生3-HPA的乳酸杆菌与中链三酸甘油酯油结合改进哺乳动物免疫功能的方法

申请号 CN200680014891.X 申请日 2006-05-02 公开(公告)号 CN101184497A 公开(公告)日 2008-05-21
申请人 生命大地女神有限公司; 发明人 霍金·康; 埃蒙·康诺利;
摘要 本 发明 涉及一种利用能够产生所选择的3-HPA的乳酸杆菌与中链三酸甘油酯(MCT)油相结合来改进 哺乳动物 免疫功能的方法。
权利要求

1.一种用于提高哺乳动物包括人类免疫功能的产品,包括与中 链三酸甘油酯油相结合的、产生3-HPA的乳酸杆菌。
2.如权利要求1所述的产品,其中,乳酸杆菌选自由路氏乳酸 杆菌菌株所组成的组。
3.如权利要求2所述的产品,其中,路氏乳酸杆菌是菌株ATCC 55730。
4.如权利要求1所述的产品,其中,中链三酸甘油酯油是Akomed R。
5.如权利要求1所述的产品,其中,所述产品被配制用于口服。
6.如权利要求1所述的产品,其中,所述产品被配制用于导管 饲养,以作为肠营养品的添加剂。
7.如权利要求1所述的产品,其中,所述产品被配制用于局部 皮肤应用。
8.一种用于提高哺乳动物包括人类免疫功能的方法,包括向哺 乳动物施用与中链三酸甘油酯油相结合的、产生3-HPA的乳酸杆菌。
9.如权利要求6所述的方法,其中,产品通过口服施用。
10.如权利要求6所述的方法,其中,产品应用于皮肤。

说明书全文

发明领域

本发明涉及在用于哺乳动物的产品中采用MCT(中链三酸甘油 酯)油与乳酸杆菌的特定菌株相结合以实现提高免疫的效果。

相关技术的描述

在营养学中,通常被称为脂肪或油脂的物质是被化学家和营养学 家们分类为脂质的几种物质中的一种。脂肪的特征是不溶于并且只 溶于特定的溶剂例如乙醇中。脂肪与糖类的组成相类似但是每克脂肪 提供了更高的能量。它们包含比糖类多2至2.5倍的能量。不幸的是, 脂肪在新陈代谢中利用气很不经济并且结果是很难燃烧。身体需要 脂肪用于各种过程,例如它们被用于构建细胞壁和它们为脂溶性维生 素(维生素A、D、E和K)提供传输机制。

有三种类型的脂肪:三酸甘油酯、胆固醇和磷脂。在食物中发现 的脂肪和油脂主要是三酸甘油酯。三酸甘油酯由甘油和三个脂肪酸链 组成,甘油是一种醇类三酸甘油酯构成了我们消耗和储存在身体中脂 肪的大部分。它们被分成三个不同的组:饱和的、单不饱和的、和多 不饱和的。脂肪的分类与它们的化学组成相联系。饱和的脂肪酸具有 接近的化学结构,它们的原子被氢原子“饱和”,使得其它化合物 不可能与它们结合。单不饱和脂肪酸具有一个单一的双键和两个自由 碳原子,氢原子的其它化学键可以与其发生反应。最后,多不饱和脂 肪酸具有两个或更多双键并且具有多个可以进行结合的自由碳原子。 这些双键使得不饱和脂肪酸比几乎惰性的饱和脂肪酸更具生物活性。

作为三酸甘油酯成分的脂肪酸是由不同长度的碳、氧和氢原子链 组成的。碳链的长度导致这些链被分成短链、中链和长链三酸甘油酯。 中链三酸甘油酯(MCT)具有独特的性质,其能使它们比其它形式的 脂肪酸更加具有生物学上可利用性(Osbom H.T.et al,Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety,VoI 1,2002,page 93-103)。 MCTs绕过了脂肪获取的常用路线,该路线被身体用来获取可用的能 量。不像其它脂肪,要求身体在使用之前先储存它们,MCTs需要有 限的加工并且在身体的能源系统中能快速获得而使用。中链三酸甘油 酯的另一个明显特征是不管消耗了多少身体脂肪也不能将它们储存 为身体脂肪。

MCT油是天然发生的,并且最丰富的来源是椰子油。绝大多数 MCT油是从椰子油中精炼的。MCT油是一种清亮的、无味的、低黏 度的液体。MCT油引起了人们的兴趣是因为当它在体内新陈代谢时, 它的表现更像一种糖类而不是脂肪。身体的优先燃料是糖类,身体在 使用其它燃料之前会先用完它的糖类储存。糖类很快起作用,运动员 服用葡萄糖片以提供能量,当我们饮酒时身体很快发热,通常糖类在 吃下去后几个小时之内就被利用,这就是为什么我们这样频繁的食 用它。相反,脂肪的基本色是储存能量,动物堆积脂肪已准备过冬。 长链脂肪(即,常见的种类)通过消化系统转变成被称为乳糜微粒的 化学品,而他们随后在进入循环系统之前通过淋巴系统被运输到身体 各处。这是一个相对慢的过程,因此脂肪的代谢要比糖类慢得多。不 像其它脂肪,MCT油不进入淋巴系统;相反,它被直接运送到肝脏 并在那里被代谢,因此很快释放能量,就像一种糖类,并且在此过程 中产生很多类。MCT常用于各种营养品中,包括医用营养品,例 如非肠道或肠道营养品。

已经报道MCTs具有更多的直接健康效果。例如Tufano M.A.等 人在"Survival to lipopolysaccharide,cytokine release and phagocyte functions in mice treated with different total parenteral nutrition regimens".(Immunopharmacol Immunotoxicol.1995 Aug;17(3):493-509) 中报道了带有长-(LCT)和中链三酸甘油酯(MCT)的全胃肠道外营养 (TPN)对宿主抵抗的效果。在经受了脂多糖(LPS)刺激,大肠杆菌 (Escherichia coli)的血液清除之后,研究了肿瘤坏死因子α(TNF-α) 和白细胞介素-6(IL-6)在体内和体外的产量。在BALB/c小鼠中,与 对照相比LCTs降低了25%的死亡率。带有LCT和MCT混合物的 TPN实现降低死亡率50%。

临床仔细控制三酸甘油酯注射的浓度,特别是MCT的浓度,有 可能提供抗肿瘤的效果并且维持正常的免疫系统(Kimoto Y.et al.; Antitumor effect of medium-chain triglyceride and its influence on the self-defense system of the body;Cancer Detect Prev.1998;22(3): 219-24)。MCT油本身也作为营养配方中的一部分而被介绍,例如在 欧洲专利EP0756827和美国专利US6589576中,但是没有与任何乳 酸杆菌结合。而且,欧洲专利EP1344458A1公开了一种保护益生菌机体例如乳酸杆菌的方法,将它们制成小球,优选地最小体积为 0.02cm3并且随后可以用各种载体包被,包括MCT油。该工作与本 发明的核心不相同,即本发明涉及在一种液体产品中将产生所选择的 3-HPA(β-羟基-丙)的乳酸杆菌菌株与MCT油相结合以提高免疫 能力。

根据普遍接受的定义,益生菌是一种活的微生物饲料补充剂,其 通过改善宿主动物肠内的微生物平衡而给宿主动物带来有益效果。虽 然最初指的是农场动物的动物饲料补充剂,该定义也很容易接受为适 用于人类的情况。人类消耗的主要益生菌是包含肠道乳酸杆菌和双歧 杆菌菌种的乳制品形式的食品。在定义中暗示益生菌的消耗影响肠内 的微生物菌落的组成。有人提出益生菌对肠内生态系统的这种影响, 有益于摄取者。通过益生菌的作用而改变肠内微生物菌群所带来的多 种益处已有文献指出的包括:提高对传感性疾病的抵抗力,尤其是肠 的,减少腹泻的持续时间,降低血压,减少血液中胆固醇的浓度,减 少过敏,刺激外周血白细胞的吞噬作用,调节细胞因子基因表达,辅 助作用,消退肿瘤,以及减少致癌物或辅致癌物的产生。

很多种类的乳酸杆菌菌株,包括路氏乳酸杆菌已经被用于配制益 生菌制剂。路氏乳酸杆菌是一种在动物胃肠道中天然产生的居住者, 并且通常发现于健康动物,包括人的肠内。已知它具有抗微生物活性。 参见美国专利US 5,439,678、5,458,875、5,534,253、5,837,238、和 5,849,289。当路氏乳酸杆菌细胞在存在甘油厌氧条件下生长时,它们 产生被称为β-羟基-丙醛(3-HPA)的抗微生物物质。

3-HPA是一种代谢中间产物,通过几种乳酸杆菌从细胞分泌。那 些已知输出3-HPA的细菌种类包括路氏乳酸杆菌、棒状乳杆菌、丘 状乳杆菌、希氏乳杆菌等(Claisse O等人J Food Prot.2001 Jun; 64(6):833-7)(Sauvageot N等人Int J Food Microbiol.2000 Apr 10;55(1- 3):167-70)。长久以来人们就知道3-HPA具有抗微生物特性,这部分 解释了生产菌株杀死病原菌的能力。乳酸杆菌包括路氏乳酸杆菌和棒 状乳杆菌,也已经显示出会对它们的宿主有机体的免疫系统产生影 响。参见,例如Wagner RD等人的“Biotherapeutic effects of probiotic bacteria on candidiasis in immunodeficient mice”(Infect Immune 1997 Oct 65:4165-72);然而,在菌株之间存在效果的差异并且需要提高效 果的方法,例如在WO 2004/034808中提供的选择募集CD4+细胞并 且结合毒素的菌株的方法。乳酸杆菌刺激或修饰宿主免疫细胞活性的 确切机制仍然不太清楚。许多研究显示释放到生长基质中的来自所选 择的乳酸杆菌中的特异性物质负责调节宿主细胞的免疫应答。这些物 质一般被认为是蛋白质,多肽和核酸。例如,参见Pena等人的Cell Microbiol.2003 Apr;5(4):277-85。

本发明在此提供了一种用于提高特定乳酸杆菌在一些动物包括 人类中的免疫调节作用的新方法,即通过将产生所选择的3-HPA的 乳酸杆菌与MCT油相结合。这种组合的效果除了包括以前已知的那 些乳酸杆菌的免疫调节以外还包括那些乳酸杆菌的抗微生物作用。它 带来的效果是产生3-HPA并且通过这种物质而直接作用于淋巴细胞 的增殖。3-HPA或者其前体甘油、或者其代谢产物、1,3-丙二醇和3- 羟基-丙酸,此前并没有被作为哺乳动物免疫系统的潜在调节剂而公 开。

虽然几种乳酸杆菌可能抗微生物活性的作用是已知的,并且其特 定的免疫调节作用也是已知的,但是以前并不知道通过将产生3-HPA 的菌株与MCT油相结合能明显提高免疫调节作用。

因此本发明的一个目的是提供在适当条件下已知产生3-HPA的 乳酸杆菌的菌株并且将它们与MCT油结合从而提高免疫调节。本发 明的另一个目的是提供包含所述菌株和MCT油的产品给动物,包括 人类施用。

其它的目的和优点将通过以下的说明和权利要求而更加清楚。

发明概述

本发明这里是一种利用产生所选择的3-HPA的乳酸杆菌与MCT 油结合而提高哺乳动物免疫功能的方法。这种组合的效果不仅仅是以 前已知的那些乳酸杆菌的免疫调节和抗微生物作用。它带来的效果是 3-HPA的产生并且通过这种物质而直接作用于淋巴细胞的增殖。其它 的目的和优点将通过以下的说明和权利要求而更加清楚。

附图说明

图1显示了吞噬细胞检测结果:A,细胞对照;B1,路氏乳酸杆 菌溶菌产物(800μg/ml);B2,路氏乳酸杆菌溶菌产物(400μg/ml);   B3,路氏乳酸杆菌溶菌产物(200μg/ml);B4,路氏乳酸杆菌溶菌产 物(100μg/ml);B5,路氏乳酸杆菌溶菌产物(50μg/ml);C1,单核细 胞增生李斯特菌溶菌产物(800μg/ml);C2,单核细胞增生李斯特菌 溶菌产物(400μg/ml);C3,单核细胞增生李斯特菌溶菌产物 (200μg/ml);C4,单核细胞增生李斯特菌溶菌产物(100μg/ml);D, 路氏乳酸杆菌上清液(MRS);E,路氏乳酸杆菌上清液(甘油溶液); F,路氏乳酸杆菌+单核细胞增生李斯特菌溶菌产物。

图2显示了淋巴细胞增殖检测结果:B,ConA(6.25μg/ml);C, PWM(5μg/ml);D,PHA(6.25μg/ml);E5,LPS(2.5μg/ml);F1,路 氏乳酸杆菌溶菌产物(400μg/ml);F2,路氏乳酸杆菌溶菌产物 (200μg/ml);F3,路氏乳酸杆菌溶菌产物(100μg/ml);F4,路氏乳酸 杆菌(50μg/ml);G1,路氏乳酸杆菌上清液(MRS 100μl);G2,路氏 乳酸杆菌上清液(MRS 50μl);H1,路氏乳酸杆菌上清液(甘油溶液 100μl);H2,路氏乳酸杆菌上清液(甘油溶液50μl)。

图3显示了在RL(路氏乳酸杆菌)和PC(阳性对照)治疗中施用 单核细胞增生李斯特菌(6d)3天后的细菌数。

图4a-4g显示的是接种单核细胞增生李斯特菌之后3天(6d)和2 个星期(17d)主要免疫细胞的分析结果。具体地,图4a显示 (beta)TCR+CD3-T细胞,图4b显示CD4+CD25+T细胞,图4c显示 CD8+T细胞,图4d显示CD4/CD8比率,图4e显示(gamma, delta)TCR+CD25+T细胞,图4f显示NK+CD28+细胞,以及图4g显 示NK+细胞。

图5是本发明产品制备工艺一个实施例流程图

发明详述和优选实施例

令人惊奇地发现,乳酸杆菌在甘油条件下培育所产生和输出的物 质或代谢物能够刺激免疫系统的重要细胞成分以及全面提高宿主免 疫系统并且能够抗感染。饲喂物质(例如油、脂肪和脂质)并且期望 通过在胃肠道代谢产生甘油的条件与从甘油中产生3-HPA的乳酸杆 菌相结合,刺激宿主的免疫系统。MCT油是本发明这里最佳的添加 剂,如下所述。因此,以这样的方式将乳酸杆菌输送给宿主是有优势 的。

本发明的一个优选实施例是一种产品,包含MCT油和产生 3-HPA的乳酸杆菌,其被制备和用于患有脂肪代谢发育不良的人口服 或者插管饲喂到胃肠道中,例如大多数正常的婴儿和幼儿,但是也包 括患有脂肪代谢障碍的成人。原因是本发明的MCT-油的脂肪代谢, 例如,通常胃肠道中不产生甘油而是产生单酰基甘油(仍然带有一个 脂肪酸的甘油)。这些单酰基甘油通过消化道的壁被吸收并且在肝和 循环系统中被加工成新的脂质;然而,例如,人乳中分泌的胆汁盐刺 激的脂酶被发现缺乏位置特异性,即,它水解乳化的三酰基甘油成甘 油和脂肪酸。它还水解微粒化的sn-2单酰基甘油("sn"指的是脂肪酸 在酰基甘油的甘油骨架上的位置,例如,sn-2位置是脂肪酸在甘油骨 架的中间位置)。这与胰脂酶相反,该酶显著优先水解sn-1和sn-3酯 键。当两种酶一起作用时,比如在母乳喂养的婴儿肠胃中,通过胰脂 酶所形成的sn-2单酰基甘油成为了胆汁盐刺激脂酶的极好的底物。 (Pediatric Research,VoI 16,882-885,Digestion of human milk lipids: physiologic significance of sn-2 monoacylglycerol hydrolysis by bile salt-stimulated lipase,O.Hemell and L.Blackberg)。这样,三酰基甘油 水解的终产物就成为甘油和脂肪酸而不是sn-2单酰基甘油和脂肪酸。 胆汁盐刺激的脂酶还催化脂肪酸掺入到酰基甘油中,但其程度远远小 于胰脂酶。胆汁盐刺激的脂酶的这两种作用一起促进了管腔内的脂解 作用整个过程。在新生婴儿中,十二指肠内的胆汁盐浓度很低,甘油 和脂肪酸也应该比单酰基甘油和脂肪酸更加容易吸收。因此,作为胰 脂酶的补充,胆汁盐刺激脂酶可以确保婴儿和其它脂肪消化和吸收机 制不成熟的人充分利用例奶脂质。结果,例如,婴儿具有的从他 们母乳(或者配方奶)中获取脂质的不同系统,因为他们的脂肪代谢 不成熟,因此,作为哺乳婴儿补充剂的产生3-HPA的乳酸杆菌在这 样的情况下具有相当丰富的甘油来源共同作用,但是为了确保获得可 以代谢为产生3-HPA的分泌物的脂肪并且提高本发明的免疫功能, 本发明的计划是一种脂肪来源,例如MCT油应该和产生3-HPA的乳 酸杆菌一起被分送。这有助于提高例如婴儿的免疫系统的作用。

在以上优选的实施例中,本发明的产品被分送到胃肠道中以提高 接受者体内整个或局部的免疫系统。在胃肠道中产生的3-HPA可以 影响整个免疫系统的原因是胃肠道中丰富的免疫功能。这是通过,例 如,细胞例如生长在粘膜和肠壁上的巨噬细胞和淋巴细胞。很多本领 域的专家认为胃肠道是人身体中最大的免疫器官("Overview of gut flora and probiotics",Holzapfel,W.H.et.al.,International Journal of Food Microbiology,May 1998)。

在本发明的另一个优选实施例中可以采用一种相似的产品,例如 包含MCT-油和产生3-HPA的乳酸杆菌,但是局部施用用于增强免疫 系统和抵抗皮肤疾病。通过皮肤上皮的分散和与皮下免疫细胞的相互 作用能够提高对抗病原菌的免疫作用同时减少炎症反应和治疗,例如 湿疹、痤疮和伤口。

MCT油是不常见的脂质,它们迅速裂解并且能快速发生甘油, 这就是MCT被用于本发明中以提高的免疫效果的原因。根据本发明 的益生菌、预防剂和药物制剂产品可以包含营养或药物使用可接受的 任何添加剂和赋形剂。中链三酸甘油酯油是一种含油的中链三酸甘油 酯,即甘油的中链脂肪酯。中链脂肪酸是本领域公知的并且包含6至 12个碳原子,优选8至10个碳原子例如辛酸和癸酸。来自卡尔斯港 的Akomed R是根据本发明可用的MCT油的实施例。它包含辛/癸三 酸甘油酯。

从以下例子可以看到,用于本发明的MCT油在市场上可容易获 得。可以采用不同的方法分离产生3-HPA的乳酸杆菌,例如Rodrigues E.等人所描述(Letters in Applied Microbiology Volume 37 Issue 3 Page 259-September 2003)。优选的种类之一是路氏乳酸杆菌并且一个优 选菌株是路氏乳酸杆菌ATCC 55730。

本发明的特征通过参考以下例子将被更加清楚的理解,其不应该 被解释成本发明的限制。

实施例1:巨噬细胞中提高的吞噬活性

概述

路氏乳酸杆菌上清液取自存在和不存在甘油(50mM)条件下生 长的路氏乳酸杆菌ATCC 55730中。这些上清液被用于预处理腹巨噬 细胞(取自6周龄的SPF B ALB/c小鼠)过夜孵育。巨噬细胞随后采 用单核细胞增生李斯特菌接种以确定它们的吞噬细胞能力。孵育2小 时后,确定在巨噬细胞中存活的单核细胞增生李斯特菌的数量。

对照在不存在路氏乳酸杆菌上清液的条件下孵育,显示出在这些 条件下巨噬细胞中明显的单核细胞增生李斯特菌存活率。利用生长在 不存在甘油条件下的路氏乳酸杆菌细胞的上清液预处理巨噬细胞,与 对照孵育相比,不影响吞噬细胞吞噬作用(图1)。然而,令人惊奇的 是,利用来自生长在存在甘油条件下的路氏乳酸杆菌细胞的上清液预 处理巨噬细胞导致巨噬细胞有效杀死所有的单核细胞增生李斯特菌。 因此,在存在甘油情况下生长的路氏乳酸杆菌能够刺激细胞的吞噬活 性。单独存在甘油的培养基(对照)不具有这样的效果(对照"H"与其 它对照相同)。

利用路氏乳酸杆菌或单核细胞增生李斯特菌的酶解物预处理巨 噬细胞,可以以一种剂量依赖的方式诱导相似但是不太显著的巨噬细 胞吞噬作用活性的刺激。在路氏乳酸杆菌中甘油-诱导的代谢导致更 有效地刺激吞噬细胞活性,优于抗原暴露的诱导。

实验详述

研究方法

1.吞噬细胞检测和淋巴细胞增殖检测。淋巴细胞和腹巨噬细胞分 离自特异的无病原菌BALB/c小鼠(6周龄)并且被用于检测宿主中的 任何免疫再增强效果。吞噬作用利用腹巨噬细胞。

-腹巨噬细胞的分离。BALB/c小鼠拉颈处死,随后采用5ml的 IMDM培养基(Iscove′s modified Dulbecco′s medium)浸渍并且按擦。回 收浸渍的IMDM,并且采用酞酚蓝显示技术计数活的细胞并且以调节 的终浓度1x106/ml用于实验中。

-细菌溶菌产物的制备。路氏乳酸杆菌SD2112和单核细胞增生 李斯特菌HPB3血清型4b分别在MRS+0.02M葡萄糖培养基和胰酶 大豆培养基(TSB)中孵育24小时,并且在8,000rpm离心20分钟以 收集细胞碎片。细胞碎片利用0.9%NaCl溶液清洗两次。随后在60℃ 加热3小时灭活,并且蛋白质的浓度通过双辛可宁酸(BSA)蛋白检测 方法计算并且调节到5mg/ml。

-路氏乳酸杆菌上清液的制备。路氏乳酸杆菌在MRS+0.02M葡 萄糖培养基中孵育24小时并且离心以获得MRS培养基上清液。上清 液悬浮在0.05M甘油溶液中并且孵育6小时,随后回收甘油溶液上清 液。回收的细胞碎片数量高达2g/30ml(湿重)。在调节pH至7.3之 后所有回收的上清液被采用。

-吞噬作用检测。腹巨噬细胞被悬浮在IMDM+10%血清中, 4x105个细胞每孔,并且利用各种浓度的路氏乳酸杆菌、单核细胞增 生李斯特菌细胞溶菌产物和路氏乳酸杆菌上清液过夜孵育处理,浓度 和条件如下:

表1、吞噬作用检测的处理条件

  编号            处理 (μg/ml)   编号     处理   (μg/ml)   A   细胞对照   -   D1 路氏乳酸杆菌上清液(MRS)     100   B1   路氏乳酸杆菌溶菌产物   800   D2 路氏乳酸杆菌上清液(MRS)     50   B2   路氏乳酸杆菌溶菌产物   400   E1 路氏乳酸杆菌上清液 (甘油溶液)     100   B3   路氏乳酸杆菌溶菌产物   200   E2 路氏乳酸杆菌上清液 (甘油溶液)     50   B4   路氏乳酸杆菌溶菌产物   100   F1 路氏乳酸杆菌+单核细胞增 生李斯特菌溶菌产物     400+400   B5   路氏乳酸杆菌溶菌产物   50   F2 路氏乳酸杆菌+单核细胞增 生李斯特菌溶菌产物     200+200   C1   单核细胞增生李斯特菌   溶菌产物   800   F3 单核细胞增生李斯特菌 溶菌产物     100+100   C2   单核细胞增生李斯特菌   溶菌产物   400   G MRS对照     100   C3   单核细胞增生李斯特菌   溶菌产物   200   H 甘油溶液对照     100   C4   单核细胞增生李斯特菌   溶菌产物   100   I IMDM对照     -

MRS对照和甘油溶液对照通过在培养基中调节PH而被采用,其 没有用路氏乳酸杆菌孵育。

用上述条件处理的腹巨噬细胞被孵育在TBS中并且用4x104单核 细胞增生李斯特菌(HPB3血清型4b,庆大霉素敏感)接种并用0.9% NaCl溶液清洗。在37℃孵育2小时之后,清洗巨噬细胞并随后采用 200μg/ml庆大霉素处理以杀死细胞外的细菌。细胞采用磷酸盐缓冲液 (PBS)清洗三次并采用0.5ml/孔的PBS+0.5%Triton X-100溶解以暴 露细胞内的微生物。然后,细菌的数量通过连续稀释利用Palcam琼 脂(Oxoid me,Ogdensburg,N.Y.,USA)和胰酶大豆琼脂(Oxoid Inc, Ogdensburg,N.Y.,USA)采用薄层方法进行计数。

实施例2:提高的淋巴细胞增殖

概述

从BALB/c小鼠脾和胸腺制备淋巴细胞,并孵育在存在和不存在 甘油(50mM)情况下生长的路氏乳酸杆菌ATCC 55730的上清液中。 选择路氏乳酸杆菌ATCC 55730是由于它是已知的3-HPA的良好生 产者并因此符合本发明的选择要素。对照孵育采用单独的甘油,单独 的培养基和已知的淋巴细胞增殖刺激剂。

已知的刺激剂(ConA,PWM,PHA abd LPS)引发显著的淋巴细胞 增殖刺激。来自路氏乳酸杆菌的溶菌产物导致一个小的,剂量依赖的 淋巴细胞增殖刺激,并且与来自生长在不存在甘油情况下的路氏乳酸 杆菌上清液孵育没有导致淋巴细胞增殖的明显提高。令人惊奇的是, 生长在存在甘油情况下的路氏乳酸杆菌的上清液导致淋巴细胞的增 殖水平提高至明显高于所见到的已知刺激剂达到的水平(见图2)。

实验详述

淋巴细胞增殖检测

-分离脾和胸腺淋巴细胞。BALB/c小鼠拉颈处死,分离它们的胸 腺,浸渍在Hanks′平衡盐溶液(HBSS)中并且逐步粉碎以获得单个细 胞。单个细胞通过Histopaque-1083(Sigma)中的双层离心以获得淋巴 细胞。这些细胞用IMDM清洗两次,并且活着的细胞通过苔酚蓝显 示技术计数并且以调节的最终浓度1x107/mL用于实验中。

-细菌溶菌产物的制备。如在吞噬作用检测中所述,制备路氏乳 酸杆菌和单核细胞增生李斯特菌溶菌产物。

-路氏乳酸杆菌上清液的制备。如在吞噬作用检测中所述,制备 路氏乳酸杆菌上清液。

-淋巴细胞增殖检测。采用将淋巴细胞悬浮在IMDM+10%马血清 中4x106个细胞每孔进行淋巴细胞增殖检测。利用不同浓度的路氏乳 酸杆菌,单核细胞增生李斯特菌细胞溶菌产物和路氏乳酸杆菌上清液 和参照刺激剂处理淋巴细胞,浓度和条件如下:

表2.淋巴细胞增殖检测的处理条件

编号           处理 (μg/ml) 编号     处理 (μg/ml)     A 细胞对照     -   G1 路氏乳酸杆菌上清液(MRS)     100     B ConA     6.25   G2 路氏乳酸杆菌上清液(MRS)     50     C PWM     5   H1 路氏乳酸杆菌上清液 (甘油溶液)     100     D PHA     6.25   H2 路氏乳酸杆菌上清液 (甘油溶液)     50     E LPS     2.5   1 IMDM对照     -     F1 路氏乳酸杆菌溶菌产物     400   J1 MRS对照     100     F2 路氏乳酸杆菌溶菌产物     200   J2 MRS对照     50     F3 路氏乳酸杆菌溶菌产物     100   K1 甘油溶液对照     100     F4 路氏乳酸杆菌溶菌产物     50   K2 甘油溶液对照     50

在表2所报道的结果中,MRS对照和甘油溶液对照通过在没有 与路氏乳酸杆菌孵育的培养基中调节pH而被采用,并采用如下符号:

ConA:伴刀豆球蛋白A,PWM:美洲商陆有丝分裂原,PHA:植 物血球凝集素,LPS:来自鼠伤寒沙氏菌的脂多糖。

根据每个条件,向包含淋巴细胞的孔中加入包括ConA的刺激剂, 在阿尔玛蓝以10%浓度被加入前的3小时。加入每种刺激剂72小时 之后,采用OD570nm-OD600nm的值确定淋巴细胞增殖水平。

淋巴细胞增殖结果描绘为刺激指数(SI),它是(OD处理液-OD培 养基对照)/OD细胞对照的比值,然而,在路氏乳酸杆菌上清液处理 小组的情况中,是J和K处理液小组的值,而不是IMDM+10%马血 清,被用作OD培养基对照值。

小鼠体内刺激和免疫细胞分布率的改变

特定的无菌BALB/c小鼠(6周龄)被分成4个小组。路氏乳酸杆 菌和单核细胞增生李斯特菌被制备成5x108/小鼠并且口腔施用。在 施用单核细胞增生李斯特菌之前30分钟,施用0.25M的10%碳酸 氢钠以提高单核细胞增生李斯特菌的存活率。

表3、鼠处理小组

    小组     处理     样本 阴性对照(NC) 在研究期间施用PBS     6d,17d,31d R 在研究期间施用路氏乳酸杆菌     6d,17d RL 研究期间在施用单核细胞增生李斯特 菌的3d施用路氏乳酸杆菌     6d,17d 阳性对照(PC) 研究期间在施用单核细胞增生李斯特 菌的3d施用PBS     6d,17d,31d

为了研究路氏乳酸杆菌抵抗单核细胞增生李斯特菌的保护作用, 每组中分别有8只小鼠在施加单核细胞增生李斯特菌之后的3天(6d) 和14天(17d)被处死,并取出血液,肝脏和脾。此外,为了研究路 氏乳酸杆菌本身在免疫机制中的作用,NC小组和R小组中都分别 有8只小鼠在31d被进一步检测。

1)计算在肝脏和脾中的单核细胞增生李斯特菌

称量来自每个小鼠组中的肝脏和脾并且用10ml的PBS(pH 7.0) 在搅拌器中均质化。活着的细菌连续稀释采用Palcam琼脂计数。

2)采用流式细胞计检测免疫细胞

-从血液中分离白细胞。从2-3只动物抽血并且在Histopaque-1083 中以1,500rpm双层离心30分钟,之后从淋巴细胞层中收集淋巴细 胞。它们被磷酸盐缓冲液(PBS)清洗三次并用RPMI-1640培养基悬浮, 随后活着的细胞采用苔酚蓝显示技术计数并调节最终浓度为1x107/ml 而用于实验中。

-流式细胞检测采用白细胞表面单克隆抗体。分离的白细胞悬浮 在含有20%山羊血清的第一清洗缓冲液中(PBS 450ml,ACD 50ml, 20%NaN3 5ml,无γ球蛋白(gamma globulin)的马血清10ml,250 mM EDTA 20ml,0.5%酚红1ml),并且在4℃致敏10分钟。离 心之后,每个V-型底96孔微板的孔中被加入100μl白细胞一表面抗 原特异性单克隆抗体和1×107/ml的50μl从血液分离的,提前在4℃ 超敏化30分钟的白细胞。进行二元染色,所用试剂与表4中的相同。 采用第一清洗缓冲液清洗三次之后,剩余的白细胞用4℃的第二缓冲 液清洗三次,该缓冲液与第一缓冲液基本相同除了马血清被去除,并 混合了2%福尔马林溶液。多于2,000的染色细胞通过流式细胞术检 查,数据分析通过CellQuest program(Becton Dickinson)的方式进行。

表4、用于免疫细胞检测中的单克隆吸附

标记 (alpha beta) TCR/CD3  CD4/CD25  CD8a/CD25  (alpha beta)  TCR/CD25  NK(CD49b)/C  D28 荧光 FITC成对老鼠抗 小鼠(alpha beta) TCR  FITC成对老  鼠抗小鼠  CD4  FITC成对老  鼠抗小鼠  CD8a  FITC成对仓鼠抗  小鼠(gamma delta)  TCR  FITC成对老鼠  抗小鼠  CD49b/PANNK 荧光 PE成对老鼠抗小 鼠CD3  PE成对老鼠  抗小鼠CD25  PE成对老鼠  抗小鼠CD25  PE成对老鼠抗小  鼠CD25  PE成对仓鼠抗  小鼠CD28

结果和讨论

1)采用腹巨噬细胞检测吞噬作用

采用腹巨噬细胞检测吞噬作用的结果见图1。如图所示,腹巨噬 细胞吞噬作用检测的结果被证实在采用路氏乳酸杆菌甘油溶液上清 液和路氏乳酸杆菌+单核细胞增生李斯特菌溶菌产物(P<0.05)处理的 情况中最高。换句话说,路氏乳酸杆菌甘油溶液上清液无论是100μl 或50μl处理具有相同的效果,并且几乎完全杀死被巨噬细胞所吞噬 的单核细胞增生李斯特菌。每个400、200和100μl/ml的路氏乳酸 杆菌+单核细胞增生李斯特菌溶菌产物的混合处理液部分杀死被巨噬 细胞所吞噬的单核细胞增生李斯特菌。单独用路氏乳酸杆菌溶菌产物 处理的小组比以上两个处理小组的吞噬活性要低并且单核细胞增生 李斯特菌即使在被吞噬后仍然存活,虽然路氏乳酸杆菌溶菌产物处理 小组(B)的吞噬细胞活性被看见高于单核细胞增生李斯特菌溶菌产 物处理小组(C)(P<0.05)。在这些结果的启发下,认识到路氏乳酸杆 菌溶菌产物本身和它的代谢物能增强腹巨噬细胞的吞噬活性,特别是 在病原菌溶菌产物存在的情况下,例如单核细胞增生李斯特菌。考虑 到采用MRS培养基上清液处理的小组被发现不能增强腹巨噬细胞 的吞噬活性;而采用甘油溶液上清液处理的小组显示高的吞噬活性, 增强吞噬细胞活性的物质被假定为甘油代谢物同时也不能假定排除 是具有高抗生素活性的无蛋白菌素的可能性。这件事被认为需要通过 随后的试验进一步研究。

采用单核细胞增生李斯特菌溶菌产物处理的小组液被发现具有 某种程度增强的吞噬活性,虽然它的活性低于路氏乳酸杆菌溶菌产物 处理的小组。应该考虑到这个结果不是采用活着的单核细胞增生李斯 特菌处理获得的结果,令人注意的特殊性在于吞噬活性被确认在采用 高浓度单核细胞增生李斯特菌溶菌产物处理的小组中降低。这似乎表 明巨噬细胞的活性被存在于高浓度的单核细胞增生李斯特菌溶菌产 物中的几种毒性因子抑制。

2)淋巴细胞增殖检测

图2中所示的结果是采用从脾和胸腺分离的淋巴细胞进行的淋 巴细胞增殖检测。从脾和胸腺分离的淋巴细胞的增殖在路氏乳酸杆菌 上清液(甘油溶液)处理小组中被证实最高(P<0.05)。

在实验中所采用的一种检测增殖的方法是阿尔玛蓝检测,其原理 是由于细胞增殖而还原的试剂的程度。不能排除它的值可能由于醛氧 化作用而高于试剂还原程度因为路氏乳酸杆菌上清液(甘油溶液)包 含3HPA,一种醛。然而,因为路氏乳酸杆菌上清液(甘油溶液)处 理小组的细胞增殖在显微观察下也被认定是最高的,路氏乳酸杆菌上 清液(甘油溶液)的淋巴细胞增殖能力可以被证实。

仅仅采用路氏乳酸杆菌溶菌产物处理的小组也被确认具有某种 程度的淋巴细胞增殖活性,虽然这种活性低于参照的刺激剂。

实施例3:给人类幼儿施用MCT油中的路氏乳酸杆菌以研究湿 疹的减少

实施本研究以确定单纯的饮食补充路氏乳酸杆菌和MCT油是否 可以影响目前进行标准治疗的幼儿特应性湿疹的治疗。伦德的儿童医 院中研究的病例显示至少一个患有持续性湿疹,标准治疗不起作用的 儿童通过30天的饮食补充路氏乳酸杆菌和MCT油而使湿疹题得以解 决。本研究明确了采用路氏乳酸杆菌的标准治疗补充被证实在受控制 的研究条件下具有这样的效果。

这项研究的主要终点是在12个月的治疗期间对于施用路氏乳酸 杆菌和MCT油根据有效的评分系统(SCORAD)认定的湿疹程度和 严重性的减少。治疗开始时对评分进行标准化。在治疗的3、6、9 和/或12个月路氏乳酸杆菌-MCT小组的评分降低比安慰剂小组显 著被认为是主要终点。

这是一项连续进行的双盲随机研究。诊断有中度特应性皮炎的并 得到父母知情同意的年龄介于3个月至3岁之间(即快到但不包括4 周岁生日的)的患者被包括在本研究中。诊断不需要是新的,例如已 经在标准治疗下的儿童也可以被包括在内。

招募的患者来自看过敏病的患者人群。研究者向可能的参与者的 父母提供有关研究的信息,如果满足纳入的标准,则获得书面同意, 患者被包括进来。患者被随机分成两个组,每个组包含20名患者。 一个小组接受在MCT油中的路氏乳酸杆菌补充品而另一组接受仅仅 包含MCT油的安慰剂配方。研究的产品被服用12个月。

研究者基于患者的检查填写湿疹评分并且将湿疹拍照。根据调查 表记录家庭环境以确定在家庭环境中的危险因素。研究产品被交给父 母并开始日常的服用。

两组继续进行他们的湿疹常规药物治疗的处方。为了检测类固醇 的使用,患者的父母被要求将所有他们的类固醇处方携带到医院并且 药品被称重和记录。

患者的父母在接受研究产品后一个月接受电话访问以监控进程 并且患者返回医院进行全面检查,湿疹的照片文件和更新的湿疹评分 在3、6、9和12个月后完成。12个月完成治疗。

在研究开始取得血液样本以确定患者的总IgE水平和gm异型, 并且在研究完成时再次确定总IgE水平。在两个时间点进行针对鸡 蛋,牛奶,鱼,猫和花生的皮肤穿刺检测。

研究产品的容器被收回,称重并且记录以确保达到要求。 剂量

在整个研究中,在MCT油中的路氏乳酸杆菌以1×108CFU/天 的剂量被施用,其相当于10滴路氏乳酸杆菌-MCT油。在安慰剂组 中相等剂量的MCT油被施用。

药剂/干涉/饮食

所有形式的类固醇是允许的并且如果需要可进行特殊的饮食。患 者在研究期间应该完全避免所有其它种类的添加了乳酸杆菌和益生 菌的食物。

定义

湿疹严重性和程度的界定根据SCORAD指数(Kunz B,Oranje A P,Labreze L,Stalder J F,Ring J,Taieb A.Dermatology.1997;195(1):10-9. Clinical validation and guidelines for the SCORAD index:consensus report of the European Task Force on Atopic Dermatitis)。

每次就诊的程序

研究要求父母带着患者进行共计5次的临床检查和一次与一名 父母的电话交流。

第一次就诊(0天)

书面同意之后,患者被包括在研究中。根据调查表记录患者的家 庭环境以确定家庭环境中皮炎危险因素。研究者根据患者的检查结果 填写湿疹评分,并且湿疹被拍照。对血液取样以分析总的IgE以及 gm异型(变态反应的遗传决定簇)。进行皮肤穿刺试验以确定对鸡 蛋、牛奶、鱼、花生和猫的过敏反应。

每名患者接受随机的数字并将相应的研究产品(两瓶)交给其父母 开始日常的服用。所有的患者继续他们常规湿疹药物治疗的处方。

为了检测类固醇的使用,患者的父母被要求携带他们所有的处方 类固醇到医院并且药品被称重和记录。

电话访问(1个月)

第一次就诊后的1个月后与患者的父母进行电话联系以监控进 展,确保研究产品被服用并鉴别父母/患者在遵从研究协议中遇到的 任何问题。

第二次就诊(3个月)

患者返回医院进行全面检查,对湿疹进行拍照记录并完成对湿疹 评分表的更新。患者的父母被要求携带所有的处方类固醇到医院并且 药品被称重和记录。首批的两瓶研究产品被称重并记录。一瓶应该是 空的并且被研究者保留。另一瓶应该空了一部分并被保留在研究中继 续使用。另外两瓶研究产品在本次就诊中被交给父母。

第三次就诊(6个月)

患者返回医院进行全面检查,对湿疹进行拍照记录并完成对湿疹 评分表的更新。患者的父母被要求携带所有的处方类固醇到医院并且 药品被称重和记录。研究产品的瓶子被称重并记录。两个瓶子现在 应该空了并被研究者保留。第三瓶差不多是满的并被保留继续在研究 中使用。在本次观察中另外两瓶研究产品被交给父母。

第四次就诊(9个月)

患者返回医院进行全面检查,对湿疹进行拍照记录并完成对湿疹 评分表的更新。患者的父母被要求携带所有的处方类固醇到医院并且 药品被称重和记录。研究产品的瓶子被称重和记录。一瓶应该是空的 并被研究者保留。第二瓶应该空了一半而第三瓶是满的。这两瓶被保 留继续用于研究中。

第五和最后一次就诊(12个月)

患者返回医院进行全面检查,对湿疹进行拍照记录并完成对湿疹 评分表的更新。取出血液样本分析总IgE的量。进行皮肤穿刺试验以 确定对鸡蛋,牛奶,鱼,花生和猫的过敏反应。

患者的父母应该携带所有的处方类固醇到医院并且药品被称重 和记录。研究产品的瓶子被称重和记录。保留下来的两瓶现在应该是 空的并被研究者保留。

统计方法和样本大小的确定

患者随机分成两组,每组包括25人。一般对于每个研究,基于 前面的结果,确定治疗50%有效(如在较早的研究中)和80%有作 用,估计每组有20就足以表现出效果。每组包括的另外5个孩子预 备有中途退出的情况。

结果概述和讨论

表5、在0,3,6,9和12个月的湿疹评分 路氏乳杆菌ATCC 55730+MCT油组

  Rand nr   0个月   3个月   6个月   9个月   12个月     2     58     0     16     37     36     6     34     6     0     0     0     7     48     6     4     0     4     10     35     7     0     8     7     11     34     7     0     0     4     12     30     2     1     1     4     15     50     14     8     12     10     17     28     11     4     10     11     19     26     0     0     0     0     21     28     10     20     13     4     23     23     10     8     4     8     25     26     4     4     4     4     27     31     13     27     18     10     29     44     19     17     14     13     30     56     18     38     18     18     31     44     4     19     11     10     35     48     14     14     7     20     36     28     6     4     4     4     39     44     4     0     0     0     40     35     4     0     4     4

平均值               37.50         7.95          9.20          8.25            8.55

MCT-油组

    1     41     40     18     29     20     3     38     11     16     15     17     4     28     22     12     12     39     5     34     18     4     12     12     8     19     14     21     10     18     9     68     68     60     51     60     13     54     48     29     26     48     14     26     60     42     42     48     16     56     8     64     48     31     18     54     30     48     31     54     20     12     12     4     12     13     22     22     0     0     0     0     24     30     10     31     48     34     26     34     13     22     11     18     28     56     4     7     10     11     32     39     32     30     28     18     33     28     31     22     22     31     34     31     48     31     42     34     37     35     31     22     22     12

平均值           37.65            26.50         25.70           24.45          27.30

路氏乳酸杆菌菌株ATCC 55730作为一种良好的3-HPA的产生 菌与MCT油相结合对湿疹有很重要的改善。

实施例4:包含所选择菌株的产品的制备

在本实施例中,制备包含产生3-HPA的乳酸杆菌和MCT的产 品。产品优选为包含路氏乳酸杆菌SD2112的油基组合物,具有良好 的稳定性和保质期。

制备工艺的描述

在图5中显示了优选制备工艺的流程图。一个可用于在本发明 中这样的可行工艺如下。

1、成分的混合

将中链三酸甘油酯例如Akomed R(Karlshamns AB5 Karshamn, Sweden)与二氧化,Cab-o-sil M5P,(M5P,Cabot)在一台BoIz混合 器(Manufacturer Alfred BOLZ Apparatebau GmbH,Wangen im Allgau, Germany)中混合。

2、均质化

一台正弦和dispax粉碎机(Sine Pump,Arvada,Colorado, United States)被连接到BoIz混合器上并且混合物被均质化。

3、真空干燥

混合物在BoIz缸中在10mBar真空中被干燥12小时以去除油中 的水分从而延长产品的保质期。

4、加入路氏乳酸杆菌

大约20kg干燥的油化合物被移到50升不锈容器中。路氏乳 酸杆菌粉末,例如,冻干的细胞,以想要的数量被悬浮于油中。例如, 加入0.2Kg活性为1011CFU/g的培养物。它被缓慢混合直至均质化。

5、混合

与路氏乳酸杆菌的预混合物放回到BoIz混合器中。

6、出料

悬浮液被倒进一个200升玻璃容器中,并用氮气覆盖。悬浮液保 存在容器中直至被装入产品瓶子中。

这里所配制的产品可用于口服。可替代的,配制用于管饲的产品 可以添加本领域已知的肠营养品,或者用于皮肤局部应用的采用本领 域公知的标准成分而使其适合于外用。

虽然这里已经介绍了特定的实施例,本领域技术人员很清楚可以 作出各种修饰,这些均没有背离本发明的精神和范围。

发明背景

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