CN101646445A - 用于减少肥胖风险的益生菌 - Google Patents

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CN101646445A CN200880010526A CN200880010526A CN101646445A CN 101646445 A CN101646445 A CN 101646445A CN 200880010526 A CN200880010526 A CN 200880010526A CN 200880010526 A CN200880010526 A CN 200880010526A CN 101646445 A CN101646445 A CN 101646445A
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Abstract

能够促进早期双歧杆菌肠道菌群发展的益生细菌在制备用于减少婴儿在之后的生命中发生超重或肥胖的风险的药物或治疗性营养组合物中的用途。

Description

用于减少肥胖风险的益生菌
发明领域
本发明涉及出生前和/或出生后对婴儿施用能够促进早期双歧杆菌肠道菌群的益生性细菌，目的在于减少婴儿在以后的生命中产生肥胖的风险。
发明背景
在过去30年中，美国和全球的成人、儿童和青年中肥胖和超重的盛行已迅速地增加且继续上升。超重和肥胖根据体脂肪百分数经典地定义，或者更近期根据体重指数或称BMI定义。BMI定义为体重(以Kg表示)除以身高(以米表示)的平方的比值。当超重和肥胖在所有年龄组中都变得更加盛行时，超重或肥胖的产妇的数量同样将不可避免地增加。已知超重和肥胖的孕妇产生妊娠糖尿病的风险更大。母亲的高血糖症可能导致婴儿体型增大和脂肪量增加，且这样的婴儿在之后的儿童时期或成年时倾向于产生肥胖和糖尿病。而且，最近的研究提出本身葡萄糖耐量正常的肥胖妇女生出的婴儿比不肥胖的妇女生出的婴儿具有更高的脂肪量。
越来越多的科学证据显示，出生于超重和肥胖妈妈的婴儿比出生于没有超重或肥胖的妈妈的婴儿，在之后的生命中具有更大的成为超重或肥胖的风险。如果父母双方都受影响，则这种倾向似乎更严重。目前在世界范围内儿童时期的超重和肥胖影响了一千八百万5岁以下的儿童。几乎30％的美国儿童和青年以及10-30％的欧洲儿童超重或肥胖。
肥胖通常被看作是由摄入过多的能量结合不活动的生活方式引起的。很明显，这些因素是重要的。然而，更近期，人们提出其中可能也涉及全身的轻度炎症和肠道菌群状况欠佳(Fantuzzi G.″Adipose tissue，adipokines，and inflammation″J Allergy Clin Immunol.2005；115：911-919，.Backhed F，Ding H，Wang T等″The gut microbiota as anenvironmental factor that regulates fats torage″Proc Natl Acad SciUSA.2004；101：15718-15723)。
最近，综合分析的结论是，母乳喂养与儿童时期超重或肥胖的可能性减少13-22％相关联，且母乳喂养的持续时间与超重的风险反相关(Owen CG，Martin RM，Whincup PH，Smith GD，Cook DG.″Effect of infant feedingon the risk of obesity across the life course：a quantitative reviewof published evidence″Pediatrics.2005；115：1367-1377，Arenz S，Ruckerl R，Koletzko B，von Kries R.″Breast-feeding and childhoodobesity：a systemic review″Int J obes Relat Metab Disord.2004；28：1247-1256，Harder T，Bergmann R，Kallischnigg G，Plagemann A.″Duration of breastfeeding and risk of overweight：a meta-analysis″Am J Epidemiol.2005；162：397-403)。
很明显需要提供(特别是在儿童时期)处理超重和肥胖风险的方法。
发明简述
特别是在幼年早期的关键成熟期期间的肠道菌群的变化已经与炎症如过敏反应的发生相关联。人们也已经提出了肥胖与哮喘之间可能的关系。这些考虑共同引导本发明人研究婴儿的肠道菌群与所述婴儿之后的体重增加之间存在关系的可能性。
在预期的关于变应性疾病中益生菌的后续研究期间(于Kalliomaki等，″Probiotics in primary prevention of atopic disease：a randomisedplacebo-controlled trial″，Lancet 2001；357：1076-1079中更详细地描述)，本发明人惊奇地发现接受益生菌的4岁儿童的体重和体重指数比接受安慰剂的儿童低。
因此，本发明的第一个方面提供能够促进早期双歧杆菌肠道菌群发展的益生性细菌在制备用于减少婴儿在之后的生命中发生超重或肥胖风险的药物或治疗性营养组合物中的用途。
本发明涉及通过给所需婴儿提供能够促进早期双歧杆菌肠道菌群发展的益生性细菌，减少婴儿在之后的生命中发生肥胖的风险的方法。
不希望受理论束缚，本发明人相信肠道菌群特别是关于双歧杆菌(Bifidobacteria)存在比例的差异、偏差和/或反常可能发生在超重和肥胖发生之前。特别地，早早建立强大的双歧菌群可能避免之后产生超重和肥胖。应该注意的是，在母乳喂养的婴儿中，双歧杆菌占婴儿肠道总细菌的60-90％，形成菌群的基础。母乳喂养也促进肠道屏障的发展，其与占主导的双歧杆菌一起使得吸收增强，从而利用摄取的营养。
肠道菌群在将不消化的寡糖和多糖水解为可吸收的单糖的过程中以及通过直接作用于绒毛上皮而活化脂蛋白脂酶的过程中起重要作用。此外，最近已经证明人乳不仅含有寡糖，还含有双歧杆菌。同时，基因组研究已经令人信服地显示了存在于母乳喂养的婴儿的肠道中的双歧杆菌如长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)，是特别为利用母乳寡糖作为营养素而准备的。长双歧杆菌也适合大肠中的条件，其中大肠为从可缓慢吸收的碳水化合物中进行能量吸收的地方。
发明详述
在本说明书中，以下术语具有下列含义：
“体重指数”或“BMI”是指体重(以Kg表示)除以身高(以米表示)的平方的比值。
“早期双歧杆菌肠道菌群”是指对于年龄最高达12个月的婴儿，由双歧杆菌例如短双歧杆菌(Bifidobacterium breve)、婴儿双歧杆菌(Bifidobacterium infantis)和长双歧杆菌占优势的肠道菌群，其中排除了这些种类例如梭菌(Clostridia)和链球菌(Streptococci)的可观种群，这样的肠道菌群一般与在母乳喂养的婴儿中所见的相当。
“婴儿”是指年龄在12个月以下的儿童。
“超重”定义为BMI在25和30之间的成人。
“肥胖”定义为BMI大于30的成人。
“益生菌”是指对宿主的健康或良好状态具有有益作用的微生物细胞制剂或微生物细胞组分。(Salminen S，Ouwehand A.Benno Y.等″Probiotics：how should they be defined″Trends Food Sci.Technol.1999：10107-10)。
除非另有说明，所有涉及的百分数都是重量百分数。
至少在婴儿生命中的最初两个月期间，对婴儿施用能够促进早期双歧杆菌肠道菌群发展的益生性细菌。优选地，在分娩之前也对孕妇施用至少两周，且在分娩之后对新生儿施用至少两个月。在分娩之后，可以经由母乳喂养的妈妈施用或者直接对新生儿施用。
益生性细菌可以是任何具有确定的益生特性、并能够促进早期双歧杆菌肠道菌群发展的乳酸菌或双歧杆菌。合适的益生性乳酸菌包括鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC 53103，其与其它产品可以LGG商标从芬兰的Valio Oy获得，还包括鼠李糖乳杆菌CGMCC 1.3724。合适的益生性双歧杆菌菌株包括乳双歧杆菌(Bifidobacterium lactis)CNCM 1-3446(其与其它产品由丹麦的Christian Hansen公司以商标Bb12出售)、由日本的Morinaga Milk Industry有限公司以商标BB536出售的长双歧杆菌ATCCBAA-999、由Danisco以商标Bb-03出售的短双歧杆菌菌株、由Morinaga以商标M-16V出售的短双歧杆菌菌株、和由Institut Rosell(Lallemand)以商标R0070出售的短双歧杆菌菌株。可以使用合适的益生性乳酸菌和双歧杆菌的混合物。
合适的益生性细菌的每日剂量是105至1011集落形成单位(cfu)，更优选的是107至1010cfu。
可以对分娩之前的孕妇和分娩之后的妈妈施用益生性细菌作为补剂，例如以片剂、胶囊剂、锭剂、口香糖或者液体的形式。该补剂还可以包含保护性的水状胶体(如树胶、蛋白质、变性淀粉)、粘合剂、薄膜形成剂、成胶囊剂/成胶囊材料、(囊)壁材料(wall material)/壳体材料(shellmaterial)、基质化合物、包衣、乳化剂、表面活性剂、增溶剂(油、脂肪、蜡、卵磷脂等)、吸附剂、载体、填料、复方(co-compound)、分散剂、润湿剂、加工助剂(溶剂)、流动助剂(flowing agent)、掩味剂(tastemasking agent)、增重剂、胶凝剂(jellifying agent)、凝胶形成剂(gelforming agent)、抗氧化剂和抗菌剂。该补剂也可以包含常规的药物添加剂和佐剂、赋形剂和稀释剂，包括但不限于水、任何来源的明胶、植物胶、木素磺酸盐、滑石、糖、淀粉、***胶、植物油、聚亚烷基二醇、调味剂、防腐剂、稳定剂、乳化剂、缓冲液、润滑剂、着色剂、湿润剂、填充剂等等。在所有情况下，会视其是否适合预期接受者选择像这样的其他组分。
可选地，可将益生性细菌以治疗性营养组合物的形式对孕妇施用。该组合物可以是全面营养配方。
根据本发明，对孕妇施用的全面营养配方可以包含蛋白质来源。可以使用任何合适的食用蛋白质，例如动物蛋白质(比如乳蛋白质、肉类蛋白质和卵蛋白质)；植物蛋白质(比如大豆蛋白质、小麦蛋白质、水稻蛋白质和豌豆蛋白质)；游离氨基酸混合物；或其组合。乳蛋白质比如酪蛋白和乳清，及大豆蛋白质是特别优选的。组合物还可以包含碳水化合物来源和脂肪来源。
如果配方还包括DHA以外脂肪来源，则该脂肪来源优选提供该配方能量的5％至40％；例如该配方能量的20％至30％。使用低芥酸菜子油、玉米油和高油酸的葵花籽油的混合物，可以获得合适的脂肪谱(fat profile)。
可将碳水化合物来源添加到该配方中。其优选提供该配方能量的40％至80％。可以使用任何合适的碳水化合物，例如蔗糖、乳糖、葡萄糖、果糖、玉米糖浆固体、麦芽糖糊精、及其混合物。如果期望也可以加入膳食纤维。未经酶消化的膳食纤维从小肠通过，并起天然膨胀剂和缓泻药的作用。膳食纤维可以是可溶或不溶的，一般优选两种类型的混合物。合适的膳食纤维来源包括大豆、豌豆、燕麦、果胶、瓜尔胶、***胶、寡聚果糖、寡聚半乳糖、唾液酸乳糖和源自动物乳的寡糖。优选的纤维混合物是菊粉和较短链寡聚果糖的混合物。优选地，如果存在纤维，则摄入的纤维含量是该配方的2至40g/l之间，更优选是4至10g/l之间。
根据政府团体如USRDA的推荐，该配方还可以包含矿物质和微量营养素如微量元素和维生素。例如，每日剂量中该配方可以按所给出的范围包含一种或多种以下微量营养素：300至500mg钙，50至100mg镁，150至250mg磷，5至20mg铁，1至7mg锌，0.1至0.3mg铜，50至200μg碘，5至15μg硒，1000至3000μg β-胡萝卜素，10至80mg维生素C，1至2mg维生素B1，0.5至1.5mg维生素B6，0.5至2mg维生素B2，5至18mg烟酸，0.5至2.0μg维生素B12，100至800μg叶酸，30至70μg生物素，1至5μg维生素D，3至10IU维生素E。
如果期望，可以将一种或更多种食品级的乳化剂掺入到该配方中；例如双乙酰酒石酸单甘油酯和双乙酰酒石酸双甘油酯、卵磷脂以及单甘油酯和双甘油酯。同样可以包括合适的盐和稳定剂。
该配方优选可肠内给药；例如用于以乳或水重构的粉剂形式。
可以将益生性细菌在婴儿配方中方便地对婴儿施用。根据本发明使用的婴儿配方可以包含含量不多于2.0g/100kcal的蛋白质来源，优选1.8至2.0g/100kcal。尽管优选超过50％(以重量计)的蛋白质来源是乳清，但只要满足必需氨基酸含量的最低要求且保证令人满意的生长，相信蛋白质的类型对于本发明并非关键。因此，可以使用基于乳清、酪蛋白及其混合物的蛋白质来源，也可以使用基于大豆的蛋白质来源。只要涉及乳清蛋白质，该蛋白质来源可以基于酸乳清或甜乳清或其混合物，且可以依期望包括任何比例的α-乳清蛋白和β-乳球蛋白。
蛋白质可以是完整的或水解的、或完整和水解蛋白质的混合物。可能期望提供部分水解的蛋白质(水解程度在2％至20％之间)，例如供给被认为有产生牛奶过敏风险的婴儿。如果需要水解的蛋白质，则水解过程可以按期望和按本领域所已知的进行。例如，乳清蛋白质水解物可以通过在一个或更多步骤中酶水解乳清组分而制备。如果用作起始材料的乳清组分实质上没有乳糖，则发现在水解过程中，蛋白质经受少得多的赖氨酸阻碍(lysine blockage)。这能使赖氨酸阻碍的程度从总赖氨酸重量的约15％减少到少于赖氨酸重量的约10％；例如赖氨酸重量的约7％，其大为改善蛋白质来源的营养质量。
婴儿配方可以包含碳水化合物来源。虽然优选的碳水化合物来源是乳糖，但是在婴儿配方中通常见到的任何碳水化合物来源如乳糖、蔗糖、麦芽糖糊精、淀粉及其混合物都可以使用。优选地，碳水化合物来源提供配方总能量的35％至65％。
婴儿配方可以包含脂质来源。脂质来源可以是任何适合用于婴儿配方的脂质或脂肪。优选的脂肪来源包括棕榈油酸甘油酯、高油酸葵花籽油和高油酸红花油。还可以添加必需脂肪酸亚油酸和α-亚麻酸，同样可以添加少量油类，所述油类包含大量预先形成的花生四烯酸和二十二碳六烯酸如鱼油或微生物油。总体上，脂肪含量优选比如提供配方总能量的30％至55％之间。脂肪来源优选具有n-6与n-3脂肪酸的比值为约5∶1至约15∶1；例如为约8∶1至约10∶1。
婴儿配方还可以包含人们认为是每日饮食中所必需的所有维生素和矿物质，且以营养上有效的量包含这些维生素和矿物质。对于某些维生素和矿物质已经确立了最低需求。任选地存在于婴儿配方中的矿物质、维生素和其它营养素的例子包括维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、维生素E、维生素K、维生素C、维生素D、叶酸、肌醇、烟酸、生物素、泛酸、胆碱、钙、磷、碘、铁、镁、铜、锌、锰、氯化物、钾、钠、硒、铬、钼、牛磺酸和L-肉碱。矿物质通常以盐形式添加。特定矿物质和其它维生素的存在和含量将依据预期的婴儿群体而改变。
如果需要，婴儿配方可以包含乳化剂和稳定剂，比如大豆卵磷脂、柠檬酸单甘油酯和柠檬酸双甘油酯等。
婴儿配方可以任选地包含其它可能具有有益作用的物质，比如纤维、乳铁蛋白、核苷酸、核苷等等。
上述的婴儿配方和营养配方都可以用任何合适的方式制备。例如，它们可以通过将蛋白质、碳水化合物来源和脂肪来源以适当的比例混合在一起而制备。如果使用乳化剂，则在此时可以包括乳化剂。在此时可以加入维生素和矿物质，但通常之后加入以避免热降解。任何亲脂性维生素、乳化剂等可以在混合之前溶解在脂肪来源中。然后可将水(优选已经过反渗透的水)混合进去形成液体混合物。合宜的水温为约50℃至约80℃以帮助成分的分散。可以使用可商购的液化器形成液体混合物。然后将液体混合物均质化；例如分两个阶段进行。
然后，例如通过迅速地加热该液体混合物至温度范围为约80℃至约150℃约5秒钟至约5分钟，可将液体混合物热处理以减少细菌数量。这可以通过蒸汽注入、高压灭菌或通过热交换器例如板式热交换器进行。
然后，该液体混合物可以冷却(例如通过瞬时冷却)至约60℃至约85℃。然后将液体混合物再次均质化；例如分两个阶段，第一个阶段中约为10MPa至约30MPa，第二个阶段中约为2MPa至约10MPa。然后可以将均质化的混合物进一步冷却以加入任何热敏感组分；比如维生素和矿物质。此时可方便地调整均质化的混合物的pH和固形物含量。
将均质化的混合物转移至合适的干燥装置比如喷雾干燥器或冷冻干燥器，并转化成粉末。该粉末的含湿量以重量计应该少于约5％。
可以根据任何合适的方法培养所选择的益生性细菌，并通过例如冻干或喷雾干燥制备以添加到营养配方或婴儿配方中。可选择地，细菌制剂可购自专门的供应商比如Christian Hansen和Valio，购得时已经制备成用于添加至食品(如营养配方和婴儿配方)的合适形式。可将益生性细菌以103至1012cfu/g粉末的量、更优选107至1012cfu/g粉末的量添加至该配方。
现通过参考以下实施例将进一步阐明本发明。
实施例1
下面给出在本发明中使用的合适的婴儿配方的组成的例子。
Figure G2008800105260D00081
Figure G2008800105260D00091
Figure G2008800105260D00101
实施例2
在双盲、随机化的临床试验中，将鼠李糖乳杆菌ATCC 53103对产前的孕妇和出生后的婴儿施用6个月，对于这样的儿童4岁时的体重和BMI，本实施例将其与接受安慰剂的妈妈和婴儿的相同测量内容进行比较，从而比较施用该鼠李糖乳杆菌的效果。
在1997年2月至1998年1月之间，在芬兰的土尔库市(人口170,000)从产前门诊中征募了家庭。总共159位妇女通过计算机进行了随机化，在分娩前2至4个星期内一天一次接受两粒安慰剂(微晶纤维素)胶囊或1010集落形成单位的鼠李糖乳杆菌ATCC 53103。在分娩之后，母乳喂养的妈妈可选择自己吃胶囊或者将试剂与水混合并用勺对婴儿施用。这两种给药方式均已显示其导致在婴儿粪便中鼠李糖乳杆菌具有可比较数量(Majamaa和Isolauri，1997)。含有益生菌的胶囊和安慰剂的胶囊在外观、气味和味道上是相同的。出生后食用胶囊6个月。供应商保守秘密到收集和分析了所有数据之后。该研究由土尔库大学医院的道德伦理实践委员会(Committeeson Ethical Practice in Turku University Hospital)和土尔库市的卫生局(Health Office of the City of Turku)批准。书面的知情许可获自儿童的父母。
在出生和3、6、12、18、24个月及4岁时用体重和身高评定来检查受试者。用国际肥胖工作组(International Obesity Task Force)对于超重和肥胖的标准来计算4岁时的体重指数(BMI)。在18岁时，这些标准确定与分别预测为25或30的BMI相关的每一年龄的BMI值，以避免低估儿童时期肥胖的程度。在二头肌、三头肌、肩胛下和髂骨(suprailiac)区域进行皮褶厚度测量，并测量上臂中部的周长。
结果
结果列于表1中。
表1.在围产期接受益生菌或安慰剂的4岁儿童的人体测量。提供的数据为平均值(SD)1。
Figure G2008800105260D00111
1安慰剂组中N为42-53，益生菌组中为35-51。
2独立样品t检验
示于表1中的数据的受试者被分成两组，接受益生菌干预和接受安慰剂的。从这些结果可以看出：接受干预的组的平均BMI低于安慰剂组的平均BMI。而且，对于干预组而言，体脂肪的其它量度比如皮褶厚度测量一致较小。
然而，正如在The Lancet中发表的本研究的报告中可以看到的，两组中均有一些受试者产生特应性疾病。由于已知特应性疾病的产生可能与生长(通过身高和总体重增长测量)相关(见例如Laitinen等，″Evaluationof diet and growth in children with and without atopic eczema：follow-up study from birth to 4 years″，British Journal of Nutrition(2005)，94，565-574)，而***该数据，这次仅包括健康儿童的测量结果。结果显示于表2中。
表2.在围产期接受益生菌或安慰剂的4岁儿童的人体测量。仅包括没有特应性湿疹的儿童。提供的数据为平均值(SD)1。
1安慰剂组中N为21-28，益生菌组中为23-36。
2独立样品t检验
从表2中可以看出：对于健康儿童而言，接受干预的受试者的平均BMI和其它这样的体脂肪测量如皮褶厚度测量也都一致地低于未接受干预的受试者的相应测量。

Claims (11)

1.能促进早期双歧杆菌肠道菌群发展的益生性细菌在制备用于减少婴儿在之后的生命中产生超重或肥胖风险的药物或治疗性营养组合物中的用途。
2.权利要求1的用途，其中益生性细菌是乳酸菌。
3.权利要求2的用途，其中乳酸菌菌株是鼠李糖乳杆菌ATCC 53103或鼠李糖乳杆菌CGMCC 1.3724。
4.权利要求1的用途，其中益生性细菌是双歧杆菌。
5.权利要求4的用途，其中双歧杆菌菌株是乳双歧杆菌CNCM1-3446、长双歧杆菌ATCC BAA-999、短双歧杆菌Bb-03、短双歧杆菌M-16V或短双歧杆菌R0070。
6.前述权利要求任一项的用途，其中将药物或营养组合物在分娩之前对孕妇施用至少两周，且在分娩之后对婴儿施用至少2个月。
7.前述权利要求任一项的用途，其中将药物或营养组合物在分娩之后对婴儿施用至少6个月。
8.权利要求6或7的用途，其中在分娩之后，将益生性细菌经母乳喂养的母亲对婴儿施用。
9.权利要求1至7任一项的用途，其中治疗性营养组合物为婴儿配方。
10.前述权利要求任一项的用途，其中药物包含每日剂量在105至1010cfu之间的益生性细菌。
11.前述权利要求任一项的用途，其中治疗性营养组合物每克组合物(干重)中包含103至1012cfu。
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