JP2020530840A - 胆汁うっ滞性疾患を治療するための組成物及び方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、胆汁うっ滞性疾患の治療及び予防に使用するための組成物及び方法を提供する。【選択図】なし
Description
本発明は、胆汁うっ滞性疾患の治療及び予防に使用するための組成物及び方法に関する。
胆汁うっ滞性疾患は、肝臓での胆汁の毒性蓄積、及び血清中の肝臓酵素レベルの上昇によって示される肝機能障害を引き起こす病態である。この病態は、肝外胆管の直接閉塞（例えば、胆石、炎症性狭窄、がん、または膵炎）によって、または原発性胆汁性肝硬変（ＰＢＣ）、原発性硬化性肝硬変（ＰＳＣ）、進行性家族性肝内胆汁うっ滞、妊娠時胆汁うっ滞、胆管炎、肝炎、アルコール性肝疾患、非アルコール性脂肪性肝炎（ＮＡＳＨ）、及び肝細胞癌などの肝疾患、ならびに肝硬変のその他の病因、例えば、嚢胞性線維症及び移植片対宿主疾患などの病態により引き起こされる肝内胆管の損傷によって、引き起こされ得る。
ＰＢＣ及びＰＳＣなどの胆汁うっ滞性肝疾患の治療薬として、ウルソデオキシコール酸（ＵＤＣＡ）が報告されている。ＵＤＣＡは、その抗胆汁うっ滞性、抗炎症性、抗アポトーシス性、及び保護特性により疾患の進行を遅らせると考えられている（Ｐａｕｍｇａｒｔｎｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｈｅｐａｔｏｌｏｇｙ ３６：５２５−５３１，２００２）。しかしながら、ＰＢＣの場合、患者の約４０％はＵＤＣＡ治療に反応しない（Ｐａｒｅｓ ｅｔ ａｌ．，Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ １３０：７１５−７２０，２００６）。さらに、特に高用量で投与する場合、治療は重篤な副作用を引き起こし得る。ＰＳＣでは、高用量は有意な有害事象のリスクと関連していた。非天然の胆汁酸誘導体であるオベチコール酸は、ＵＤＣＡに対する反応が不十分な成体においてＵＤＣＡと併用して、またはＵＤＣＡに対する忍容性がない成体における単剤療法として、原発性胆汁性胆管炎（ＰＢＣ）の治療に承認されており、ＰＳＣを治療するための臨床試験において研究されている。しかしながら、治療は重度の掻痒症などの望ましくない副作用を伴い得る。疾患が薬理学的介入によって制御されていない患者は、多くの場合、肝移植を必要とする。
消化管（ＧＩ）マイクロバイオームは胆汁酸代謝に関与し、肝臓で合成される抱合型一次胆汁酸を、肝臓及び胃腸（ＧＩ）で代謝、炎症、免疫、及び胆汁酸合成に影響を及ぼす一連の一次及び二次胆汁酸に変化させる。肝臓で合成される胆汁酸塩として、グリシンまたはタウリン抱合型コール酸（ＣＡ）及びケノデオキシコール酸（ＣＤＣＡ）が挙げられ、これらは両親媒性であり、脂質及び他の疎水性分子を吸収するために可溶化するのに役立つ界面活性剤特性を有する（Ｒｉｄｌｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｌｉｐｉｄ Ｒｅｓ．４７：２４７−２５９，２００６）。抱合型一次胆汁酸塩（場合により、本明細書中では「抱合型一次胆汁酸」と呼ばれる）は、特定の腸内細菌によって非抱合型化されて、非抱合型一次胆汁酸（本明細書中では「一次胆汁酸」と呼ばれる）を形成し、これは、酸化、異性化、７α−脱ヒドロキシル化を含む一連の微生物触媒反応により、二次胆汁酸にさらに代謝され得る（Ｒｉｄｌｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｌｉｐｉｄ Ｒｅｓ．４７：２４７−２５９，２００６）。さらに、肝臓は、これらの胆汁酸代謝産物の抱合型（本明細書中では「抱合型二次胆汁酸」と呼ばれる）を産生する。合計で４５種以上の胆汁酸がヒトで発見されたと報告されている（Ｂａｔｈｅｎａ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｂ ９４２−９４３：５３−６２，２０１３）。胆汁酸含量及びシグナル伝達の変化は、胆汁うっ滞性疾患、ＮＡＳＨ、及び炎症性腸疾患などの炎症性疾患を含む多くの疾患の転帰と関連している（Ｈｏｆｍａｎｎ，Ａｒｃｈ Ｉｎｔｅｒｎ Ｍｅｄ １５９：２６４７−２６５８，１９９９；Ｄｕｂｏｃ ｅｔ ａｌ．，Ｇｕｔ ６３：５３１−５３９，２０１３；Ｋｏｈｌｉ ｅｔ ａｌ．，Ｄｉｇ．Ｄｉｓ．３３：４４０−４４６，２０１５）。
抱合型一次胆汁酸塩は適切な栄養吸収に重要であるが、高濃度で存在する場合、またはミセルを形成できない場合、肝細胞及び胆管上皮細胞に損傷を引き起こし得る（Ｍｏｎｔｅ ｅｔ ａｌ．，Ｗｏｒｌｄ Ｊ．Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌ．１５（７）：８０４−８１６，２００９）。胆汁酸レベルの上昇は、肝臓で酸化ストレス及びアポトーシスを引き起こすことも示されており（Ｓｏｋｏｌ ｅｔ ａｌ． Ｈｅｐａｔｏｌｏｇｙ １７：８６９−８８１，１９９３；Ｆａｕｂｉｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｆａｓ．Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｉｎｖｅｓｔ．１０３：１３７−１４５，１９９９）、より疎水性の胆汁酸は結腸の発がんと関連している（Ｄｅｂｒｕｙｎｅ ｅｔ ａｌ．，Ｍｕｔａｔ．Ｒｅｓ．４８０−４８１：３５９−３６９，２００１）。また、ＦＸＲシグナル伝達及び胆汁酸含量の崩壊は、肝臓癌と関連している（Ｋｉｍ ｅｔ ａｌ．，Ｃａｒｃｉｎｏｇｅｎｅｓｉｓ ２８：９４０−９４６，２００７）。ヒトでは、ＭＤＲ３遺伝子の欠損により、進行性家族性肝内胆汁うっ滞として知られるタイプの胆汁うっ滞が生じる（Ｄｅｌｅｕｚｅ ｅｔ ａｌ．，Ｈｅｐａｔｏｌｏｇｙ ２３：９０４−９０８，１９９６）。
有効な治療選択肢の利用可能性が限られること、及び慢性的な疾患の進行を考えると、胆汁うっ滞性疾患ならびにそれらの徴候及び症状を改善または予防するための治療法が必要とされている。
〔発明の概要〕
本発明は、複数の生存可能な細菌を含む製剤を提供し、製剤は、第１の胆汁代謝活性（例えば、胆汁酸または胆汁酸塩ヒドロラーゼ活性；以下も参照）を示すことができる少なくとも１つの細菌ＯＴＵまたは種、及び薬学的に許容される賦形剤を含む。
本発明は、複数の生存可能な細菌を含む製剤を提供し、製剤は、第１の胆汁代謝活性（例えば、胆汁酸または胆汁酸塩ヒドロラーゼ活性；以下も参照）を示すことができる少なくとも１つの細菌ＯＴＵまたは種、及び薬学的に許容される賦形剤を含む。
いくつかの実施形態では、ＯＴＵまたは種の１６Ｓ ｒＤＮＡ配列またはその断片は、図１６の配列、またはその部分（例えば、以下を参照）に対して、少なくとも９５％または少なくとも９７％同一である（例えば、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一である）。
いくつかの実施形態では、製剤は、第１の胆汁酸または胆汁酸塩ヒドロラーゼ活性とは異なる特異性を有する第２の胆汁酸または胆汁酸塩ヒドロラーゼ活性、脱抱合化、酸化、及び脱ヒドロキシル化からなる群から選択される活性を示し得る少なくとも１つの生存可能な細菌ＯＴＵまたは種をさらに含む。
いくつかの実施形態では、製剤は、少なくとも２つの異なる細菌のＯＴＵまたは種を含む。
いくつかの実施形態では、製剤は、２つの異なる細菌のＯＴＵまたは種を含み、製剤は、酸化及びジヒドロキシル化活性を示すことができる。
いくつかの実施形態では、製剤は、表１の少なくとも２つのクレードから選択される、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、４０、４５、または５０のＯＴＵまたは細菌種を含む。様々な実施例において、表１の組成物の各ＯＴＵまたは細菌種の１６Ｓ ｒＤＮＡは、図１６の少なくとも１つの配列またはその部分（例えば、以下を参照）に対して、少なくとも９５％または９７％の配列同一性（例えば、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％の同一性）を有する。
いくつかの実施形態では、製剤は、表２の少なくとも２つのクレードから選択される、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、４０、または５０のＯＴＵまたは細菌種を含む。
いくつかの実施形態では、製剤は、表１のパートＢもしくはＣ、表２、または表３の、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、４０、または５０のＯＴＵまたは細菌種を含む。
いくつかの実施形態では、製剤は、１、６、８６、８７、９０、１００、１０１、１６４、１９５、１９６、１９７、２０３、２０４、及び２９７からなる群から選択される５、１０、１５、または２０クレード由来の１つ以上のＯＴＵまたは細菌種を含む。
いくつかの実施形態では、製剤中の異なるＯＴＵまたは種の数は、６０、５０、３０、２０、または１５未満である。
いくつかの実施形態では、製剤の１つ以上の細菌ＯＴＵまたは種の、胆汁酸または胆汁酸塩ヒドロラーゼ、脱抱合化、酸化、または脱ヒドロキシル化活性が、動物ベースのアッセイ、細胞ベースのアッセイ、ｉｎ ｖｉｔｒｏアッセイ、配列決定を用いて、またはこれらのタイプのアッセイを併用して検出される。
いくつかの実施形態では、製剤の各細菌ＯＴＵまたは種は、加水分解、脱抱合化、酸化、または脱ヒドロキシル化からなる群から選択される胆汁酸または胆汁酸塩代謝活性を有する。
本発明はまた、上記または本明細書の他の場所に記載の製剤を含む治療製剤または組成物を含む。様々な実施形態では、治療製剤の生存可能な細菌を、小腸、結腸、または両方に送達する。
また、本発明により、胆汁うっ滞性疾患もしくは病態と診断されているか、または胆汁うっ滞性疾患もしくは病態のリスクがある対象の治療方法も提供し、方法は、対象に微生物組成物または製剤（例えば、上記の製剤を参照）を投与することを含み、その場合、微生物組成物中の少なくとも１つの細菌ＯＴＵまたは種は、一次胆汁酸または胆汁酸塩を脱抱合化することができる。様々な実施形態において、微生物組成物中の少なくとも１つのＯＴＵまたは細菌種は、一次胆汁酸または塩を二次胆汁酸または塩に代謝することができる。様々な実施形態において、ＯＴＵの１６Ｓ ｒＤＮＡ配列は、図１６の配列またはその部分（例えば、以下を参照）に対して、少なくとも９５％同一（例えば、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一）である。
本発明は、胆汁うっ滞性疾患もしくは病態と診断されているか、または胆汁うっ滞性疾患もしくは病態のリスクがある対象の治療方法をさらに提供する。
本明細書に記載の方法の様々な実施形態において、対象は、全身性胆汁うっ滞（ＧＣ）、原発性硬化性肝硬変（ＰＳＣ）、原発性胆汁性肝硬変（ＰＢＳ）、進行性家族性肝内胆汁うっ滞（ＰＦＩＣ）、非アルコール性脂肪肝疾患（ＮＡＦＬＤ）、非アルコール性脂肪性肝炎（ＮＡＳＨ）、妊娠期胆汁うっ滞、胆管炎、肝炎、アルコール性肝疾患、肝細胞癌、肝硬変、嚢胞性線維症、移植片対宿主病（ＧＶＨＤ）、もしくは肝外胆管の閉塞と診断されているか、またはそのリスクがある。様々な実施形態において、肝外胆管の閉塞は、胆石、炎症性狭窄、がん、または膵炎によるものである。
本発明はまた、胆汁うっ滞性疾患もしくは病態（例えば、上記のリストを参照）と診断されているか、またはそのリスクがあり、オベチコール酸（ＯＣＡ）、ウルソデオキシコール酸（ＵＤＣＡ）、またはオベチコール酸もしくはＵＤＣＡの誘導体を処方されている対象の治療方法を提供し、方法は対象に：（ｉ）ＣＤＣＡ、ＢＳＨ活性を有する細菌、または一方もしくは両方及び／または活性を阻害することができる化合物のうちの１つ以上を含む組成物；ならびに（ｉｉ）薬学的に許容される賦形剤を投与することを含む。
本発明はさらに、ヒコール酸を含む組成物またはヒコール酸の濃度を増加させることができる細菌を含む。
本発明はさらに、胆汁うっ滞性疾患もしくは病態（例えば、上記のリストを参照）と診断されているか、またはそのリスクがある対象の治療方法を含み、方法は、ＵＤＣＡと、ＢＳＨ活性を有するがリトコール酸（ＬＣＡ）レベルを増加させない細菌を含む組成物とを対象に投与することを含む。様々な実施形態において、組成物は、一次胆汁酸または塩を二次胆汁酸または塩に代謝することができる細菌をさらに含む。
本発明ではまた、ＵＤＣＡで治療中の対象の治療に使用するための、ＢＳＨ活性を有する細菌を含む組成物も提供し、その場合、細菌は、ＬＣＡレベルを増加させない。様々な実施形態において、組成物は、一次胆汁酸または塩を二次胆汁酸または塩に代謝することができる細菌をさらに含む。
いくつかの実施形態では、方法は、ＯＣＡを対象に投与することをさらに含む。
本明細書に記載の製剤及び方法のいずれかのいくつかの実施形態では、微生物組成物は、ヒト糞便に直接由来するか、設計された組成物であるか、細菌胞子を含むか、または胞子形成細菌を含む。
本発明はさらに、胆汁うっ滞性疾患もしくは病態（例えば、上記のリストを参照）と診断されているか、またはそのリスクのある対象を治療する際に使用するための上記及び本明細書の他の場所に記載の製剤を含む組成物を提供する。
本発明はまた、対象の胆汁酸代謝を変化させるための組成物で使用するための細菌種の同定方法を提供する。これらの方法は、細菌株のタンパク質コード配列を、所望の胆汁酸活性を触媒するタンパク質のデータベース内の参照配列と比較することを含み、その場合、参照配列と相同性を有する配列を有する細菌株を同定することは、組成物中において使用する細菌株を同定することを意味する。
様々な実施形態において、方法は、ｉｎ ｖｉｔｒｏアッセイまたは動物モデルベースのアッセイを使用して細菌種の胆汁酸代謝活性を試験することをさらに含む。
さらなる実施形態では、配列相同性のレベルは、少なくとも７５％、８０％、８５％、９０％、９３％、９５％、９７％、９８％、９９％、または１００％の同一性である。
本明細書中で使用する場合、「増強」とは、（ｉ）治療用微生物組成物において存在しないかまたは検出できず（ゲノム配列決定または微生物学的手法などの方法による決定において）、（ｉｉ）微生物組成物の投与前に、宿主ニッチ内に（例えば、消化（ＧＩ）管、例えばＧＩ管腔、ＧＩ管の粘膜、結腸、小腸内に）存在しないか、検出できないか、または低頻度で存在し、及び（ｉｉｉ）微生物組成物の投与後に検出可能であるか、または投与前に微生物が低頻度で存在した場合では微生物組成物の投与後に有意に；例えば、２倍、５倍、１ｘ１０２倍、１ｘ１０３倍、１ｘ１０４倍、１ｘ１０５倍、１ｘ１０６倍、１ｘ１０７倍、または１ｘ１０８倍以上に増加する、１つ以上のタイプの微生物（例えば、細菌）の確立または有意な増加を指す。増強された生態系を有する微生物は、食物もしくはその他の環境源などの外来性の供給源に由来し得るか、または低頻度で生息する宿主内ニッチに由来し得る。増加は、特定のタイプの細菌の数、タイプ（例えば、細菌のクレード、ＯＴＵ、または種）の多様性の増加、またはその両方であってもよい。いくつかの実施形態では、「検出不能」または「低」頻度を判定するための比較用の基準レベルを確立する。
「クレード」とは、系統樹の統計的に有効なノードの下流にある操作的分類単位（ＯＴＵすなわち系統樹のメンバー）を指す。クレードは、最尤法を使用して全長１６Ｓ ｒＤＮＡ配列から構築される系統樹のトポロジーに基づいて定義される。クレードは、所与のクレード内のすべてのＯＴＵが、相互に、ブートストラップでサポートされる指定数のノード内にあり、全長１６Ｓ ｒＤＮＡ配列に基づく遺伝的類似性を有するように構築される。同じクレード内にあるＯＴＵは、例えば、１６Ｓ ｒＤＮＡ配列に基づいて、異なるクレード内のＯＴＵとは遺伝的及び系統学的に異なるものとして区別することができる。したがって、単一のクレード内の種は、保存された生態学的機能を有している可能性が高く、組成物において交換可能であり得る。
「腸内菌共生バランス失調」とは、微生物の生態学的ネットワークの正常または健康な多様性及び／または機能が破壊される、消化管または粘膜もしくは皮膚表面を含む対象の他の身体領域の微生物叢の状態を指す。破壊により、例えば、マイクロバイオームの多様性の低下、１つ以上の病原体または病原菌の過剰増殖、特定の遺伝的条件及び／または環境条件が対象に存在する場合にのみ疾患を引き起こすことができる共生生物の存在、あるいは宿主対象に１つ以上の必須機能をもはや提供せず、したがってもはや健康を促進しないマイクロバイオームへの移行、あるいは１つ以上の代謝機能のバランスの変化に起因し得るマイクロバイオームの不健康な状態がもたらされる。感染症を治療または予防するための抗生物質の使用などにより、腸内菌共生バランス失調が引き起こされ得る。いくつかの場合では、腸内菌共生バランス失調は、例えば、肝胆道系の機能不全による腸肝胆汁循環の減少など、宿主の生理機能の変化に関連している。いくつかの場合では、腸内菌共生バランス失調は、炎症状態、例えばＰＳＣまたは潰瘍性大腸炎に関連している。
「生着」とは、組成物で処置した宿主の標的ニッチ、例えば、消化管（例えば、小腸または大腸）内の治療組成物中に存在し、処置前に処置した宿主には存在しなかったか、または検出されなかった細菌タイプ（例えば、細菌クレード、ＯＴＵ、または種）を確立することを指す。生着させる種またはＯＴＵは、最終用量の投与または処置以降の測定により確立することができる（例えば、１日、２日、３日、４日、５日、６日、１週間、２週間、３週間、４週間、８週間、１２週間、３か月、または６か月）。検出方法は当技術分野で公知であり、ｑＰＣＲ、１６Ｓ ｖ４次世代シーケンシング（ＮＧＳ）及び全メタゲノムシーケンシング（ＷＭＳ）、ならびにハイスループットシーケンシングの他の方法が挙げられる。検出限界は、例えば、１０ｅ６に１個、１０ｅ７に１個、または１０ｅ８に１個の細菌の検出であり得る。いくつかの実施形態では、検出方法は、組成物中に提供される細菌株を選択的に検出することができる。いくつかの実施形態では、検出方法は、組成物中に提供される細菌の種またはＯＴＵを選択的に検出することができる。特定の理論に拘泥するものではないが、生着した微生物集団は、標的ニッチ内で環境の変化を誘発する場合があり、それにより、腸内菌共生バランス失調環境からもう１つの健康な状態への変化を触媒することができる、共生微生物の増殖にとって好適な条件を促進する。
本明細書中で使用する場合、「治療する」及び「治療」とは、疾患の少なくとも１つの徴候または症状を予防または改善するために、疾患のリスクがあると診断または予測される個体に、薬剤、組成物、または製剤を投与することを指す。用語「障害」及び「疾患」は、本明細書中では同じ意味で使用される。用語「予防する」及び「予防」とは、特定の有害な病態、障害、または疾患の影響を受けやすい臨床的に無症候性の個体への薬剤または組成物の投与を指し、したがって疾患の少なくとも１つの徴候または症状の発生の予防に関する。本明細書中で使用する場合、他に示されない限り、用語「症状」には徴候及び症状が含まれる。
薬剤、組成物、製剤、またはそれらの組み合わせの「治療有効量」または「有効量」は、障害の少なくとも１つの症状を予防または改善するのに十分な量の薬剤、組成物、製剤、またはそれらの組み合わせである。本明細書に記載の治療組成物の治療有効量は、個体の病状、年齢、性別、及び体重、ならびに個体において所望の応答を誘発する治療組成物の能力、例えば、少なくとも１つの障害のパラメータの改善、またはその障害の少なくとも１つの徴候もしくは症状の改善（及び場合により、投与している追加の薬剤の効果）などの要因によって異なり得る。治療有効量はまた、組成物の毒性効果または有害効果よりも治療的に有益な効果が上回る量である。本明細書に記載の組成物は、通常、治療有効量で投与される。胆汁うっ滞性疾患の症状、または胆汁うっ滞性疾患と関連する症状は、当技術分野で公知である。例えば、全身性胆汁うっ滞の症状は、当技術分野で公知であり、例えば、掻痒症、黄疸、肝臓肥大及び脾臓肥大、疲労、悪心及び嘔吐、肝硬変、肝不全、肝癌、胆石、及びそのような症状の生化学的マーカーが含まれ得る。
細菌の「タイプ」は、株、種、クレード、家族、または他の組織的カテゴリーによって分類される細菌を指す。いくつかの実施形態では、細菌種は、参照細菌の１６Ｓ ｒＤＮＡ配列に対して、少なくとも９５％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または少なくとも１００％同一である少なくとも１つの１６Ｓ ｒＤＮＡ配列を有する細菌として定義される。いくつかの場合では、細菌種は、参照細菌の対応する１６Ｓ ｒＤＮＡ可変領域に対して、少なくとも９５％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または少なくとも１００％同一である、１６Ｓ ｒＤＮＡ配列（Ｖ１〜Ｖ８）の少なくとも１つの可変領域、例えばＶ４またはＶ６領域を有する細菌として定義される。
本明細書中で言及する各特許文書及び科学論文、ならびにそれらによって引用される特許文書及び科学論文の全開示は、あらゆる目的のために参照により本明細書に明示的に援用される。
本発明の追加の特徴及び利点を、以下においてより詳細に説明する。
本発明は、胆汁うっ滞性疾患の予防、改善、及び治療に使用するための方法及び組成物を提供する。本発明の方法により、本明細書に記載の組成物などの細菌組成物を投与することによって、治療する対象のマイクロバイオームを変化させて胆汁酸代謝に影響を及ぼす。いくつかの実施形態では、細菌組成物を医薬品と組み合わせて使用する。いくつかの実施形態では、医薬品の用量またはレジメンは、組成物とともに投与する場合、医薬品単独での処置に比べて量を低減させる。いくつかの実施形態では、本発明の組成物を用いた処置により、医薬品の有効性を増加させ、及び／または副作用を低減する。
消化管におけるマイクロバイオームを介した胆汁酸代謝は、抱合型一次胆汁酸の脱抱合化、極性タウリンまたはグリシン基を抱合型一次胆汁酸塩から除去するプロセスを含み、一次胆汁酸を生成する（Ｒｉｄｌｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｌｉｐｉｄ Ｒｅｓ．４７：２４７−２５９，２００６）。抱合型一次胆汁酸塩の濃度の減少は、患者が望ましくないレベルの抱合型胆汁酸を有する胆汁うっ滞性疾患の影響及び／または進行に有意に影響を及ぼし得る。さらに、組成物は、例えば、上皮細胞、免疫細胞、肝臓などにおけるシグナル伝達特性を有する一次及び／または二次胆汁酸のレベルを増加させることにより、追加の効果を引き起こし得る。ＯＣＡが胆汁うっ滞を有する患者に治療効果があり得るという報告によって示されるように、胆汁酸経路の操作には治療効果がある可能性がある。以下に記載するように、いくつかの実施形態では、本発明の組成物は、少なくとも１つの胆汁酸塩ヒドロラーゼ（ＢＳＨ）を発現することができる１つ以上の細菌種またはＯＴＵを含む。
一次胆汁酸は、抱合型一次胆汁酸塩の脱抱合化の産物である。一次胆汁酸の例は、コール酸（ＣＡ）及びケノデオキシコール酸（ＣＤＣＡ）である。ＣＡ及びＣＤＣＡは、肝臓での胆汁酸産生を調節する核ホルモン受容体であるファルネソイドＸ受容体（ＦＸＲ）のリガンドである。ＦＸＲは、胆汁酸合成酵素ＣＹＰ７Ａ１及びＣＹＰ８Ｂ１を下方制御することにより、胆汁酸の恒常性を調節する（Ｓｉｎａｌ ｅｔ ａｌ．，Ｃｅｌｌ １０２：７３１−７４４，２０００）。ＦＸＲシグナル伝達の活性化は、胆汁酸合成を抑制し、肝臓からの胆汁酸の排出を増加させるため、潜在的に毒性である胆汁酸による肝臓蓄積及び肝臓損傷を軽減する（Ｃｈｉａｎｇ，Ｃｏｍｐｒ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．３：１１９１−１２１２，２０１３）。胆汁酸合成の減少は、肝臓において直接、及びＦＸＲ−ＦＧＦ１５／１９−ＦＧＦ４Ｒ経路により消化管を介して間接的に媒介され得、いずれも胆汁酸シグナル伝達により媒介される。ＦＧＦ１９は、マウスＦＧＦ１５のヒトオーソログである。ＦＸＲシグナル伝達は、ＮＦ−ｋＢシグナル伝達に対する作用を通じて抗炎症成分を有すると考えられている（Ｃｈｉａｎｇ，Ｃｏｍｐｒ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．３：１１９１−１２１２，２０１３）。胆汁うっ滞性肝疾患、例えば、ＯＣＡを治療するために、核ホルモン受容体ＦＸＲ（ＮＲ１Ｈ４）を標的とする分子が開発中である。したがって、いくつかの実施形態では、本発明の組成物及び方法は、抱合型一次胆汁酸塩を一次胆汁酸に代謝することができ、場合により一次胆汁酸を二次胆汁酸に代謝することもできる１つ以上の細菌を含む組成物に関する。
いくつかの実施形態では、コール酸（ＣＡ）及びケノデオキシコール酸（ＣＤＣＡ）などのマイクロバイオーム合成一次胆汁酸は、ＦＸＲの主要な内在性リガンドであり、したがって、抱合型一次胆汁酸の濃度及びそれらの合成の低下に重要な役割を果たす。結果として生じる一次及び二次胆汁酸は、抱合型胆汁酸の肝臓蓄積、及び潜在的に毒性である胆汁酸による損傷を防止するように機能することができる。したがって、本発明は、回腸及び肝臓における内在性シグナル伝達に影響を及ぼす標的経路に沿って胆汁酸代謝を変化させる、設計された組成物を含む細菌組成物を提供する。本発明の組成物及び方法を、以下においてより詳細に記載する。
組成物
本発明の組成物は、健康な哺乳類、例えばヒトの消化管内で同定された微生物、例えば細菌を含む。いくつかの実施形態では、組成物において有用な細菌のタイプは、小腸（例えば、ヒト小腸）で同定されたタイプである。いくつかの場合では、細菌のタイプは主に結腸において同定される。いくつかの実施形態には、細菌の混合集団（例えば、小腸及び結腸由来の細菌）が含まれる。いくつかの場合では、組成物は、糞便調製物、例えば、ヒトの糞便に直接由来する調製物に由来する。ヒトの糞便に「直接由来する」とは、組成物の細菌を、そのような細菌をほとんどまたはまったく培養せずに、ヒトの糞便から分離することを意味する。
本発明の組成物は、健康な哺乳類、例えばヒトの消化管内で同定された微生物、例えば細菌を含む。いくつかの実施形態では、組成物において有用な細菌のタイプは、小腸（例えば、ヒト小腸）で同定されたタイプである。いくつかの場合では、細菌のタイプは主に結腸において同定される。いくつかの実施形態には、細菌の混合集団（例えば、小腸及び結腸由来の細菌）が含まれる。いくつかの場合では、組成物は、糞便調製物、例えば、ヒトの糞便に直接由来する調製物に由来する。ヒトの糞便に「直接由来する」とは、組成物の細菌を、そのような細菌をほとんどまたはまったく培養せずに、ヒトの糞便から分離することを意味する。
いくつかの実施形態では、組成物は、単一種の一者培養に由来する細菌を含む。そのような培養物から選択した種を組み合わせて組成物を作成する。そのような組成物は、本明細書中では「設計された組成物」と呼ばれる。いくつかの場合では、培養物由来の細菌を誘導して胞子を形成させ、そのような胞子を組成物に使用する。設計された組成物中の細菌は、通常、健康なヒトの糞便において同定された種である。設計された組成物の例を以下に記載する。
いくつかの実施形態では、組成物は、タウリン及び／またはグリシン抱合体を除去することによって１つ以上の抱合型一次胆汁酸塩を一次胆汁酸に代謝することができる細菌及び／または加水分解、酸化、還元、ヒドロキシル化、エピマー化、７−α−脱ヒドロキシル化（一連のＣｏＡライゲーション、酸化、及び／または脱水反応による）、脱硫酸化、及び胆汁酸の二量化によって１つ以上の一次胆汁酸を二次胆汁酸に代謝することができる細菌を含む。例えば、本発明の特定の組成物は、胆汁酸塩ヒドロラーゼ（ＢＳＨ）活性を発現することができる細菌を含み、したがって、例えば消化管において、抱合型一次胆汁酸塩の脱抱合化を増加させるために使用することができる。他の組成物には、胆汁酸塩ヒドロラーゼ活性だけでなく、胆汁酸酸化及び７−α−脱ヒドロキシル化を含む活性を有する細菌が含まれる。特定の機能を発現することができる細菌を選択して、胆汁酸の望ましい変化を達成することができる。例えば、機能性ＢＳＨ、７α−デヒドロキシラーゼ、α−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ（α−ＨＳＤＨ）、β−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ、または胆汁酸を代謝することができる他の酵素を発現する能力に関して、細菌を選択することができる。いくつかの場合では、活性は、２つ以上の特定の活性、例えば７α−脱ヒドロキシル化を有するオペロンによってもたらされ、ヒドロキシル胆汁酸のデヒドロキシ胆汁酸への代謝をもたらすことに留意されたい。細菌または細菌の組み合わせを、例えば、１つ以上の抱合型一次胆汁酸塩（例えば、グリココール酸、タウロコール酸、グリコケノデオキシコール酸、タウロケノデオキシコール酸、タウロ−α−ムリコール酸、またはタウロ−β−ムリコール酸）の量を減少させる能力に関して選択する。いくつかの実施形態では、細菌または細菌の組み合わせを、１つ以上の一次または二次胆汁酸（例えば、コール酸、デオキシコール酸、オキソコール酸（３−、７−、または１２−）、イソコール酸、ケノデオキシコール酸、リトコール酸、オキソケノデオキシコール酸（３−または７−）、イソケノデオキシコール酸、α−ムリコール酸、β−ムリコール酸、γ−ムリコール酸（ヒコール酸としても知られる）の量を減少させるかまたは増加させる能力に関して選択する。本明細書に記載され、当技術分野で公知のＬＣ−ＭＳ、薄層クロマトグラフィー、ＧＣ質量分析、または当技術分野で公知の他の方法を使用して、胆汁酸をアッセイすることができる。
本明細書に記載の組成物は、一般的に、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、４０、４５、または５０種類の細菌を含む。細菌のタイプは、家族、属、クレード、種、または株であり得る。一例では、組成物は、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、４０、４５、または５０種類の異なる細菌種を含む。別の例では、組成物は、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０種類の異なるクレード由来の細菌を含む。より具体的な例では、組成物は、表１のパートＢもしくはＣ、表２、または表３の、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、４０、４５、または５０種類の異なる種；あるいは、表１に記載のクレード：１、６、８６、８７、９０、１００、１０１、１６４、１９５、１９６、１９７、２０３、２０４、及び２９７の各クレードの、少なくとも５、１０、１５種、または１８種すべての種を含む。いくつかの実施形態では、細菌種を、参照配列（例えば、１６Ｓ ｒＤＮＡ配列）との相同性により同定する。一般的に、種の参照配列の１６Ｓ ｒＤＮＡ配列（配列全体またはＶ４もしくはＶ１〜３などの可変領域（複数可））に対して、少なくとも９７％の同一性（例えば、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％の同一性）を有する細菌株は、参照の種と同じ種である。そのような参照配列の例示的なリストを図１６に提供する。いくつかの実施形態では、組成物中の異なるＯＴＵまたは種の数は、６０、５０、３０、２０、または１５未満である。通常、組成物を、薬学的に許容される賦形剤中に製剤化する（以下を参照）。
本明細書に記載する発明の目的のために、クレードは、進化的に関連する細菌種のグループ化である。それらの関連性のため、クレード内の細菌は、胆汁酸代謝などの機能的特徴を共有する可能性が平均よりも高くなっている。クレードは、系統発生学の当業者に周知の最尤法を使用して、全長１６Ｓ配列から構築される系統樹のトポロジーに基づいて定義される。クレードは、所与のクレード内のすべてのＯＴＵが：（ｉ）相互に指定数のブートストラップでサポートされたノード内、及び（ｉｉ）５％の遺伝的類似性内にあるように構築される。同じクレード内にあるＯＴＵは、１６Ｓ−Ｖ４配列データに基づいて、異なるクレード内のＯＴＵとは遺伝的及び系統学的に区別され、一方、同じクレード内のＯＴＵは密接に関連している。ある種またはＯＴＵを同じクレード由来の別の種で置換する組成物は、保存された生態学的機能を有する可能性が高いため、本発明で有用である。いくつかの実施形態では、本発明において有用な細菌は、特定の機能を示すことが示された１つ以上の細菌を含むクレード内に存在すること、及び当技術分野で公知であり、本明細書中に例示するさらなる試験に基づいて選択することができる。いくつかの実施形態では、組成物は、表１の５、１０、１５、または１８のクレードに由来する１、２、または３種を含む。クレード内の種の例示的なリストを表２に示す。表３は、異なる細菌種とそれぞれの胆汁酸代謝活性を示すリストである。本明細書中で、表３由来の種が本発明の組成物または製剤に含まれると示される場合、場合により種は表３に記載の１つ以上の示された胆汁代謝活性を含む。組成物はまた、クレードに基づいて関連生物を選択し、表３の細菌を同定するために用いられる方法に従って、所望の活性についてそれらを試験することによって同定することができる。表３において、空白のセルは、対応する株で試験しなかった活性を示すことに留意されたい。
いくつかの実施形態では、組成物中のすべての生物は偏性嫌気性菌である。いくつかの実施形態では、組成物中の細菌は、ｉｎ ｖｉｔｒｏで培養して胞子を形成させることができる種であり、そのような胞子をｉｎ ｖｉｔｒｏで発芽させることができる。いくつかの実施形態では、組成物中の細菌は胞子である。いくつかの実施形態では、組成物中の細菌は栄養型である。細菌胞子の組成物または栄養性細菌の組成物は、細菌の大部分が特定の形態（すなわち、胞子または栄養性）である一方で、少数が異なる形態であってもよく、例えば、胞子の場合では、組成物中のいくつかの細胞が栄養性であってもよく、一方、栄養性細菌の場合では、いくつかの細胞が胞子型であってもよい。例えば、組成物は、１００％、少なくとも９９％、少なくとも９７％、少なくとも９５％、少なくとも９０％、少なくとも８５％、少なくとも８０％、もしくは少なくとも７５％の胞子であってもよく、または組成物は、１００％、少なくとも９９％、少なくとも９７％、少なくとも９５％、少なくとも９０％、少なくとも８５％、少なくとも８０％、もしくは少なくとも７５％の栄養性細菌であってもよい。いくつかの実施形態では、個々の種は、栄養性細菌と胞子の混合物として存在する。いくつかの実施形態では、組成物中で使用する種の数は、コロニー形成単位（ｃｆｕ）アッセイを使用して決定するが、当技術分野で公知の他の方法を使用することができる。栄養性または胞子特異的な形態の細菌の割合の評価は、組成物を剤形に調製した日付、または剤形の投与の日付で参照され得る。胞子の調製方法は、当技術分野、例えば米国特許第９，０１１，８３４号に記載されている。
治療に有効な細菌の総数は、健康なヒトの消化管内の生物の総数よりはるかに少なく、すなわち、組成物中に提供する種の多様性という点だけでなく、提供する生物の総数という点においても、治療効果を達成するために完全に健康なマイクロバイオームを投与する必要はない。
本出願において、組成物が特定のタイプの細菌「からなる」と示される場合、それは組成物中に存在する細菌タイプのみを指すものと理解すべきである。特定の細菌リストから「からなる」細菌製剤には、追加の非細菌物質、例えば、１つ以上の賦形剤（例えば、１つ以上のカプセルを含む）、水性または非水性媒体（例えば、グリセロール、ポリエチレングリコール、ココアバター、水、及び／または緩衝液）、ならびに１つ以上のプレバイオティクスまたは小分子薬が含まれ得る。
同一性の判定
いくつかの実施形態では、クレード、操作的分類単位（ＯＴＵ）、種、及び株を、１６Ｓ ｒＤＮＡ配列（複数可）によって同定する。クレード、ＯＴＵ、種、及び株の関連性は、クレード、ＯＴＵ、種、または株間の同一性の割合によって判定することができる。いくつかの場合では、同一性の割合を、１６Ｓ ｒＤＮＡ配列を用いて判定する。１６Ｓ ｒＤＮＡ配列は、全長の１つ以上の可変領域であり、単一の配列に由来するか、またはある株、種、もしくはＯＴＵ由来の複数の１６Ｓ ｒＤＮＡ配列に由来する複合体であり得る。参照配列とクエリ配列の間の同一性の割合は、当技術分野で公知の方法を使用して決定することができる。そのような決定のための方法の非限定的な例を以下に提供する。本明細書中で使用する場合、２つのヌクレオチド配列間の関連性は、パラメータ「同一性」によって説明される。一般的に、２つの細菌は、それらが少なくとも９５％、例えば９７％、９８％、９９％、または１００％の１６Ｓ ｒＤＮＡ同一性を有している場合、同じＯＴＵまたは種である。いくつかの実施形態では、１６Ｓ ｒＤＮＡ同一性を、全長の１６Ｓ ｒＤＮＡ分子に対して判定する。いくつかの実施形態では、１６Ｓ ｒＤＮＡ同一性を、１６Ｓ ｒＤＮＡ分子の断片、例えば、可変領域（例えば、Ｖ４）に対して判定する。いくつかの実施形態では、同一性を、例えば、少なくとも１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７５、１００、１２５、１５０、１７５、２００、２２５、２５０、３００、またはそれ以上の長さのヌクレオチド（または本明細書に記載の任意の数の間の範囲；もしくはそのような範囲内の特定の値）の断片に対して判定する。
いくつかの実施形態では、クレード、操作的分類単位（ＯＴＵ）、種、及び株を、１６Ｓ ｒＤＮＡ配列（複数可）によって同定する。クレード、ＯＴＵ、種、及び株の関連性は、クレード、ＯＴＵ、種、または株間の同一性の割合によって判定することができる。いくつかの場合では、同一性の割合を、１６Ｓ ｒＤＮＡ配列を用いて判定する。１６Ｓ ｒＤＮＡ配列は、全長の１つ以上の可変領域であり、単一の配列に由来するか、またはある株、種、もしくはＯＴＵ由来の複数の１６Ｓ ｒＤＮＡ配列に由来する複合体であり得る。参照配列とクエリ配列の間の同一性の割合は、当技術分野で公知の方法を使用して決定することができる。そのような決定のための方法の非限定的な例を以下に提供する。本明細書中で使用する場合、２つのヌクレオチド配列間の関連性は、パラメータ「同一性」によって説明される。一般的に、２つの細菌は、それらが少なくとも９５％、例えば９７％、９８％、９９％、または１００％の１６Ｓ ｒＤＮＡ同一性を有している場合、同じＯＴＵまたは種である。いくつかの実施形態では、１６Ｓ ｒＤＮＡ同一性を、全長の１６Ｓ ｒＤＮＡ分子に対して判定する。いくつかの実施形態では、１６Ｓ ｒＤＮＡ同一性を、１６Ｓ ｒＤＮＡ分子の断片、例えば、可変領域（例えば、Ｖ４）に対して判定する。いくつかの実施形態では、同一性を、例えば、少なくとも１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７５、１００、１２５、１５０、１７５、２００、２２５、２５０、３００、またはそれ以上の長さのヌクレオチド（または本明細書に記載の任意の数の間の範囲；もしくはそのような範囲内の特定の値）の断片に対して判定する。
一実施形態では、クエリ配列と参照配列との間の配列同一性の程度を、１）デフォルトスコア行列及びデフォルトギャップペナルティを使用して任意の適切なアライメントプログラムにより２つの配列をアライメントし、２）完全一致の数を同定し（完全一致とは、アライメントプログラムが、アライメント内の所与の位置にある２つのアライメント配列内の同一のヌクレオチドを同定することである）、３）完全一致の数を参照配列の長さで除算することにより決定する。
別の実施形態では、クエリ配列と参照配列との間の配列同一性の程度を、１）デフォルトスコア行列及びデフォルトギャップペナルティを使用して任意の適切なアライメントプログラムにより２つの配列をアライメントし、２）完全一致の数を同定し（完全一致とは、アライメントプログラムが、アライメント内の所与の位置にある２つのアライメント配列内の同一のヌクレオチドを同定することである）、３）完全一致の数を２つの配列の最長の長さで除算することにより決定する。
別の実施形態では、クエリ配列と参照配列との間の配列同一性の程度を、１）デフォルトスコア行列及びデフォルトギャップペナルティを使用して任意の適切なアライメントプログラムにより２つの配列をアライメントし、２）完全一致の数を同定し（完全一致とは、アライメントプログラムが、アライメント内の所与の位置にある２つのアライメント配列内の同一のアミノ酸またはヌクレオチドを同定することである）、３）完全一致の数を「アライメント長」で除算することにより決定する（アライメント長は、配列のギャップ及びオーバーハング部分を含むアライメント全体の長さである）。
配列同一性の比較は、一般的に、配列比較プログラムの支援を受けて行う。これらの市販または公的に利用可能なコンピュータープログラムは、複雑な比較アルゴリズムを使用して２つ以上の配列をアライメントし、それは、２つ以上の配列の間に差異（複数可）をもたらし得た進化事象を最も良好に反映する。したがって、これらのアルゴリズムは、同一または類似のアミノ酸のアライメントには報酬を与え、ギャップの挿入、ギャップの拡張及び非類似アミノ酸のアライメントにはペナルティを加えるスコアリングシステムで動作する。比較アルゴリズムのスコアリングシステムは、以下を含む：
ｉ）ギャップの挿入ごとのペナルティスコアの割り当て（ギャップペナルティスコア）
ｉｉ）既存のギャップの追加の位置での拡張ごとのペナルティスコアの割り当て（拡張ペナルティスコア）
ｉｉｉ）同一のアミノ酸のアライメント時のハイスコアの割り当て、及び
ｉｖ）同一ではないアミノ酸のアライメント時の可変スコアの割り当て。
ｉ）ギャップの挿入ごとのペナルティスコアの割り当て（ギャップペナルティスコア）
ｉｉ）既存のギャップの追加の位置での拡張ごとのペナルティスコアの割り当て（拡張ペナルティスコア）
ｉｉｉ）同一のアミノ酸のアライメント時のハイスコアの割り当て、及び
ｉｖ）同一ではないアミノ酸のアライメント時の可変スコアの割り当て。
一般的に、配列比較にはアライメントプログラムのデフォルト値を用いる。同一性を判定するのに有用な適切なコンピュータープログラムとして、例えば、ＢＬＡＳＴ（ｂｌａｓｔ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ）が挙げられる。
本発明の一実施形態では、アライメントプログラムは、選択した配列の全長、例えば全長、Ｖ１〜３、Ｖ４、またはＶ６ １６Ｓ ｒＤＮＡ配列にわたるアライメントを最適化する。１６Ｓ ｒＤＮＡ配列は、単一の配列であるか、または選択した株、種、もしくはＯＴＵ由来の複数の１６Ｓ ｒＤＮＡ配列の複合体であり得る。例えば、グローバルアライメントプログラムは、Ｎｅｅｄｌｅｍａｎ−Ｗｕｎｓｃｈアルゴリズムに基づいている（Ｎｅｅｄｌｅｍａｎ ａｎｄ Ｗｕｎｓｃｈ，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．４８：４４３−４５３，１９７０）。そのようなプログラムの非限定的な例は、ｅｂｉ．ａｃ．ｕｋ／Ｔｏｏｌｓ／ｐｓａ／で入手可能なＥＭＢＯＳＳ Ｎｅｅｄｌｅ及びＥＭＢＯＳＳ Ｓｔｒｅｔｃｈｅｒプログラムである。
一実施形態では、グローバルアライメントプログラムによって配列をアライメントし、配列同一性は、プログラムによって同定される完全一致の数を「アライメント長」で除算することにより計算する（アライメント長は、配列のギャップ及びオーバーハング部分を含むアライメント全体の長さである）。さらなる実施形態では、グローバルアライメントプログラムは、Ｎｅｅｄｌｅｍａｎ−Ｗｕｎｓｃｈアルゴリズムを使用し、プログラムによって同定される完全一致の数を「アライメント長」で除算することにより、配列同一性を計算する（アライメント長は、配列のギャップ及びオーバーハング部分を含むアライメント全体の長さである）。
さらなる実施形態では、グローバルアライメントプログラムは、ＥＭＢＯＳＳニードル及びＥＭＢＯＳＳストレッチャーからなる群から選択され、プログラムによって同定される完全一致の数を「アライメント長」で除算することによって、配列同一性を計算する（アライメント長は、配列のギャップ及びオーバーハング部分を含むアライメント全体の長さである）。
一度、ソフトウェアがアライメントを生成すると、類似性の割合（％）及び配列同一性の割合を計算することが可能である。
製剤
いくつかの実施形態では、治療は、対象、例えば、胆汁うっ滞性疾患もしくは病態のリスクがあるか、最近治療されたか、または胆汁うっ滞性疾患もしくは病態と診断された患者に組成物を投与することを含む。いくつかの実施形態では、組成物は経口剤形である。いくつかの実施形態では、組成物は、１つ以上の薬学的に許容される担体（賦形剤）と組み合わせて、活性成分として本明細書に記載の細菌共生体を含む。本発明の組成物の製造において、細菌は通常、賦形剤と混合するか、賦形剤で希釈するか、または例えば、カプセル、サシェ、紙、もしくは他の容器の形態のそのような担体内に封入する。賦形剤を希釈剤として機能させる場合、それは、活性成分のビヒクル、担体または溶媒として作用する固体、半固体、または液体物質であり得る。したがって、製剤は、錠剤、丸剤、散剤、ロゼンジ、サシェ、カシェ、エリキシル、懸濁液、エマルジョン、溶液、シロップ、エアロゾル（固体としてまたは液体溶媒中で）、例えば、最大１０重量％の活性成分を含む軟膏、ソフトカプセル、ハードカプセル、ジェルキャップ、錠剤、坐剤、溶液、またはパッケージ化された散剤の形態であり得る。適切な賦形剤として、例えば、ＰＢＳ、グリセロール、カカオバター、またはポリエチレングリコールが挙げられる。
いくつかの実施形態では、治療は、対象、例えば、胆汁うっ滞性疾患もしくは病態のリスクがあるか、最近治療されたか、または胆汁うっ滞性疾患もしくは病態と診断された患者に組成物を投与することを含む。いくつかの実施形態では、組成物は経口剤形である。いくつかの実施形態では、組成物は、１つ以上の薬学的に許容される担体（賦形剤）と組み合わせて、活性成分として本明細書に記載の細菌共生体を含む。本発明の組成物の製造において、細菌は通常、賦形剤と混合するか、賦形剤で希釈するか、または例えば、カプセル、サシェ、紙、もしくは他の容器の形態のそのような担体内に封入する。賦形剤を希釈剤として機能させる場合、それは、活性成分のビヒクル、担体または溶媒として作用する固体、半固体、または液体物質であり得る。したがって、製剤は、錠剤、丸剤、散剤、ロゼンジ、サシェ、カシェ、エリキシル、懸濁液、エマルジョン、溶液、シロップ、エアロゾル（固体としてまたは液体溶媒中で）、例えば、最大１０重量％の活性成分を含む軟膏、ソフトカプセル、ハードカプセル、ジェルキャップ、錠剤、坐剤、溶液、またはパッケージ化された散剤の形態であり得る。適切な賦形剤として、例えば、ＰＢＳ、グリセロール、カカオバター、またはポリエチレングリコールが挙げられる。
製剤の調製において、組成物の固体形態を粉砕して、他の成分と組み合わせる前に適切な粒子サイズを提供することができる。さらに、組成物は、当技術分野で公知の方法及び形態を使用することにより、患者への投与後、例えば結腸での放出のために活性成分の迅速、持続または遅延放出を提供するように製剤化することができる。
組成物は、単位剤形で製剤化することができ、各剤形は、約１０２〜約１０９の実行可能なＯＴＵ、例えば、約１０４〜約１０８ＯＴＵを含む。いくつかの実施形態では、実質的にすべての細菌は胞子型である。いくつかの実施形態では、細菌は、胞子型及び栄養型である。用語「単位剤形」とは、ヒト対象及び他の哺乳類の単位用量として適切な物理的に別個の単位を指し、各単位は、所望の治療効果をもたらすように計算された所定量の活性成分を、適切な医薬賦形剤とともに含む。いくつかの場合では、複数の単位剤形が用量を構成する。例えば、単回投与は、１単位剤形、２単位剤形、３単位剤形、４単位剤形、５単位剤形以上であり得る。いくつかの場合では、単回投与を構成する単位剤形の数は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、２０、２５、または３０単位剤形である。単回投与は、例えば、１０３個〜約１０９個の胞子、例えば、約１０４個〜約１０８個の胞子であり得る。一例では、用量は、合計１０２〜１０８個の胞子を含む１、２、３、または４個のカプセルである。複数の剤形を有する単回投与の場合、剤形は通常、規定の期間内、例えば１時間、２時間、５時間、１０時間、１５時間、または２４時間以内に送達される。
本明細書に記載の組成物は、広い用量範囲にわたって効果的であり得、一般的に薬学的に有効な量で投与される。
本明細書に記載の組成物を含む錠剤または丸剤をコーティングするかまたは調合して剤形を提供し、例えば送達を容易にするか（例えば、嚥下性を向上させることにより）または結腸などの消化管の標的領域への送達を向上させることができる。
いくつかの実施形態では、錠剤または丸剤は、組成物を取り囲む内部成分及び外部成分を含み、後者は前者の外皮として機能する。この２つの成分は、胃内での分解に抵抗し得る腸溶性コーティング層によって分離することができ、内部成分をインタクトな状態で十二指腸を通過させるか、放出を遅らせることができる。
いくつかの実施形態では、本発明の組成物を含む製剤を、経鼻胃経路を介して、内視鏡検査または所望の部位もしくはその近傍、例えば上部腸管（例えば、胃及び／または十二指腸）または下部腸管（例えば、小腸及び／または大腸）に製剤を送達する他の適切な方法によって投与する。有効量は、ｉｎ ｖｉｔｒｏまたは動物モデルの試験系または臨床研究から得られた用量反応曲線から推定することができる。
さらに、製剤は、場合により、当技術分野で公知の制酸剤と併用して投与することができる。
治療方法
本明細書に記載の組成物は、例えば、胆汁うっ滞性疾患または病態を予防または治療するために、治療を必要とする対象、例えば、ヒトなどの哺乳類への投与に有用である。そのような疾患の例として、全身性胆汁うっ滞（ＧＣ）、原発性硬化性胆管炎（ＰＳＣ）、原発性胆汁性胆管炎（ＰＢＳ）、進行性家族性肝内胆汁うっ滞（ＰＦＩＣ）、非アルコール性脂肪肝疾患（ＮＡＦＬＤ）、非アルコール性脂肪性肝炎（ＮＡＳＨ）、妊娠期胆汁うっ滞、胆管炎、肝炎、アルコール性肝疾患、肝細胞癌、肝硬変、嚢胞性線維症、及び移植片対宿主病（ＧＶＨＤ）が挙げられる。さらに、例えば、胆石、炎症性狭窄、がん、または膵炎による肝外胆管の閉塞を有する対象を、本発明の方法により治療することができる。例えば、ＢＳＨ、７α−脱ヒドロキシル化、及びヒドロキシステロイド脱水素化活性（低活性の参照と比較した活性の上昇）を提供することができる最大ＢＡ活性組成物を使用して、異常な胆汁酸組成、例えば、抱合型一次胆汁酸の異常な蓄積を示す胆汁うっ滞性疾患患者を治療することができる。
本明細書に記載の組成物は、例えば、胆汁うっ滞性疾患または病態を予防または治療するために、治療を必要とする対象、例えば、ヒトなどの哺乳類への投与に有用である。そのような疾患の例として、全身性胆汁うっ滞（ＧＣ）、原発性硬化性胆管炎（ＰＳＣ）、原発性胆汁性胆管炎（ＰＢＳ）、進行性家族性肝内胆汁うっ滞（ＰＦＩＣ）、非アルコール性脂肪肝疾患（ＮＡＦＬＤ）、非アルコール性脂肪性肝炎（ＮＡＳＨ）、妊娠期胆汁うっ滞、胆管炎、肝炎、アルコール性肝疾患、肝細胞癌、肝硬変、嚢胞性線維症、及び移植片対宿主病（ＧＶＨＤ）が挙げられる。さらに、例えば、胆石、炎症性狭窄、がん、または膵炎による肝外胆管の閉塞を有する対象を、本発明の方法により治療することができる。例えば、ＢＳＨ、７α−脱ヒドロキシル化、及びヒドロキシステロイド脱水素化活性（低活性の参照と比較した活性の上昇）を提供することができる最大ＢＡ活性組成物を使用して、異常な胆汁酸組成、例えば、抱合型一次胆汁酸の異常な蓄積を示す胆汁うっ滞性疾患患者を治療することができる。
いくつかの実施形態では、ＯＣＡ及び／またはＵＤＣＡ処置に応答するが、望ましくない副作用（例えば、重度の（許容できない）掻痒、肝臓関連有害作用の上昇及び／またはＯＣＡ処置に関連する生化学的検査、あるいはＨＤＬ−Ｃの望ましくない減少）を経験する患者は、ＢＳＨのみの組成物、または少なくともＢＳＨ活性を有する本明細書に記載の他の組成物で処置することができ、それによりＯＣＡ及び／またはＵＤＣＡの投与の量または頻度を低減するか；あるいは、通常用量または高用量のＯＣＡ及び／またはＵＤＣＡに対する患者の耐性を高めることができる。特定の理論に拘泥するものではないが、そのような患者の胆汁酸のレベルを変化させることにより、ＣＤＣＡなどの一次及び／または二次胆汁酸がＯＣＡまたはＵＤＣＡと相乗作用し、ＰＢＣなどの肝疾患の患者の治療を向上させることができる。
本発明の方法及び組成物を使用して、胆汁酸代謝を改善することにより、これらの疾患及び病態の１つ以上の症状を改善することができる。本方法は、胆汁うっ滞性疾患の原因病理に必ずしも対処し得ないが、総胆汁酸プールを減少させること、ならびに抱合型一次胆汁酸塩を一次胆汁酸及び／または二次胆汁酸に変換することの両方により、胆管損傷の原因を除去することは、有意な代替アプローチがない場合を含め、疾患の進行及び患者の幸福に対する重要な影響を与え得る。このアプローチの利点として、例えば、利用可能な治療の有効量を低減することにより、そうでなければ難治性である疾患の治療、現在利用可能な治療と比較して望ましくない副作用が少ない治療、または現在利用可能な治療に関連する望ましくない副作用の減少が挙げられる。別段の指示がない限り、本明細書中で使用する用語「総胆汁酸」とは、動物で検出された主要な胆汁酸の合計を意味する。ヒトでは、これは通常、少なくともコール酸、グリココール酸、デオキシコール酸、タウロコール酸、ケノデオキシコール酸、グリコケノデオキシコール酸、タウロケノデオキシコール酸、ウルソデオキシコール酸、及びリトコール酸を指す。いくつかの実施形態では、これには、α−ムリコール酸、β−ムリコール酸、γ−ムリコール酸（ヒコール酸）、オキソ胆汁酸、及びイソ胆汁酸も含まれる。いくつかの実施形態では、哺乳類対象は、胆汁うっ滞性疾患または病態の１つ以上の症状を有するヒト対象である。いくつかの実施形態では、組成物の有効性は、胆汁酸組成、例えば、互いと比較した選択した胆汁酸の相対レベル、または参照と比較した１つ以上の胆汁酸の濃度を測定することにより評価することができる。そのような測定は、例えば、糞便または血清の胆汁酸レベルを使用して行うことができる。いくつかの実施形態では、治療の代謝指数をアッセイすることができる。いくつかの実施形態では、組成物中に投与する細菌種の有無をアッセイすることができる。そのような測定はまた、患者の治療をモニタリングするために、例えば、組成物による追加の治療が患者に必要かどうかを判断するために使用することができる。適切な参照の同定方法は、当業者に公知であり、例えば、健康な患者集団における１つ以上の胆汁酸レベル、疾患と診断された未治療の患者集団における１つ以上の胆汁酸レベル、または治療前のレベルと比較した治療後の患者の１つ以上の胆汁酸レベルの改善が挙げられる。
いくつかの実施形態では、効果的な治療は、例えば、肝臓、血液、もしくは血清中のアルカリホスファターゼ（ＡＬＰ）活性もしくは濃度を、治療前の患者のＡＬＰ活性もしくは濃度に比べて低下させるか；または、参照に比べて濃度もしくは活性を低下させる。Ｏｃａｌｉｖａ（登録商標）（オベチコール酸）のＦＤＡ標識と一致して、そのような低下は、統計的に有意な症状の軽減が観察されない場合でも治療を正当化するのに十分である。ＡＬＰをアッセイする方法は、当技術分野で公知である。
いくつかの実施形態では、組成物の有効性を、治療前のビリルビンレベルと比較したビリルビンの減少により評価することができる。例えば、いくつかの実施形態では、効果的な治療により、患者の尿中のビリルビンレベルは、デシリットル当たり２５ミリグラム未満に低下する。ビリルビンは血中でもアッセイすることができる。例えば、総ビリルビンは１．０ｍｇ／ｄＬ未満である。ビリルビンレベルをアッセイする方法は、当技術分野で公知である。
いくつかの場合では、本発明の組成物による効果的な治療は、以下のうちの少なくとも１つをもたらす；アルカリホスファターゼのレベルを正常値上限（ＵＬＮ）の１．６７倍未満に低下させるか、総ビリルビンを≦ＵＬＮに低下させるか、またはアルカリホスファターゼをベースラインから≧１５％低下させる。
患者に投与する治療組成物の量及び頻度は、投与する組成物、予防または治療などの投与の目的、患者の状態、投与方法などに応じて様々に異なる。治療用途において、組成物を、疾患及びその合併症の症状を治癒または少なくとも部分的に阻止するのに十分な量で、すでに疾患を患っている患者に投与することができる。有効量は、治療する疾患の状態に依存して、ならびに患者の疾患の重症度、年齢、体重、及び全身状態などの要因に応じた主治医の判断に依存する。製剤に関する節の上記の用量情報に対する参照を作成する。
いくつかの実施形態では、対象に、組成物の投与の前に抗生物質治療を受けさせる。いくつかの実施形態では、対象に抗生物質治療を受けさせ、抗生物質治療から少なくとも１日、２日、３日、５日、１週間、２週間、３週間、または４週間が経過するまで、及び組成物の投与前に組成物を与えない。いくつかの実施形態では、対象に組成物の複数回投与を受けさせて、確実に投与期間をカバーする。いくつかの実施形態では、対象は、組成物の投与前に胆汁うっ滞性疾患の症状を有している。他の実施形態では、対象は組成物の投与前に胆汁うっ滞性疾患の症状を示しておらず、例えば、組成物を予防的に投与して、胆汁うっ滞性疾患が臨床症状をもたらすリスクを低減する。
いくつかの実施形態では、組成物を、疾患、障害、または病態の改善の前に一度だけ投与する。いくつかの実施形態では、治療組成物を、２日よりも長い間隔で、例えば、３、４、５または６日ごとに１回、あるいは毎週または毎週よりも少ない頻度で、例えば２週間ごと、３週間ごと、４週間ごと、６週間ごと、８週間ごと、１２週間ごと、１か月に１回、２か月に１回、３か月に１回、４か月に１回、もしくは６か月に１回投与する。いくつかの場合では、組成物は、設定したスケジュールに従って断続的に、例えば、１日１回、週１回、もしくは月１回、または対象が原発性疾患から再発した場合に投与する。別の実施形態では、組成物を、胆汁うっ滞性疾患のリスクがある個体に長期的に投与する。
いくつかの実施形態では、組成物を、一般的に経腸投与する。例えば、投与は、嚥下形態（例えば、丸薬、サシェ、カプセル、シロップなど）による経口投与、または経口もしくは経鼻管（経鼻胃、経空腸、経口胃、または経口空腸を含む）による経口投与であり得る。他の実施形態では、投与には、直腸投与（例えば、浣腸、坐剤、または結腸内視鏡検査による）が含まれる。組成物は、口、食道、胃、小腸、大腸、または直腸を含む消化管の少なくとも１つの領域に投与することができる。組成物は、散剤、１つ以上のカプセル、１つ以上の錠剤、ゲルまたは液体などの薬剤の形態で経口投与することができる。組成物はまた、経口経路または経鼻胃管を介してゲルまたは液体の形態で、あるいは結腸内視鏡検査を介した浣腸もしくは滴下による、または坐剤による直腸経路によってゲルまたは液体の形態で投与することができる。
対象に、組成物の投与前に結腸洗浄製剤を服用させてもよい。結腸内視鏡検査のために対象を準備するために使用する方法など、結腸洗浄の方法は当技術分野で公知である。また、対象に場合により制酸剤または緩衝剤を処置して、当技術分野で公知であり、対象に適切であると判断される方法で、組成物投与時に胃のｐＨを上昇させてもよい。
併用療法
上述のように、本明細書に記載するような本発明の組成物または製剤を、胆汁うっ滞性疾患の治療または予防に有用な別の薬剤と併用して投与することができる。したがって、例えば、本発明の組成物または製剤を、以下の薬剤の１つ以上と併用して投与することができる：Ｏｃａｌｉｖａ（登録商標）（ＯＣＡ、ＩＮＴ−７４７）、ＩＮＴ−７６７（ＦＸＲ／ＴＧＲ５アゴニスト）、ＬＪＮ４５２、ＧＳ−９６７４（ＰＸ−１０２）、ＰＸ−１０４、ＥＤＰ−３０５、ＥＰ０２４２９７、ＷＡＹ−３６２４５０（ＦＸＲ−４５０）（ＸＬ３３５）、ＧＳＫ２３２４、ＧＷ４０６４、フェキサラミン、内在性胆汁酸（ＣＤＣＡ、ＬＣＡ／ＤＣＡ、及び／またはＵＤＣＡ）。これらの追加の薬剤は、本発明の組成物もしくは製剤とは別の組成物において投与することができるか、またはそれらと組み合わせてさらなる新規組成物を作り出すことができる。追加の薬剤は、本発明の組成物もしくは製剤と同時に投与することができるか、または代替的に当業者によって適切であると判断されるような、本発明の組成物もしくは製剤の１、２、４、８、１２、２４、もしくはそれ以上の時間もしくは日以内に投与することができる。本発明の併用または製剤の特定の一例では、本発明の組成物と併用してＯｃａｌｉｖａ（ＯＣＡ）を投与し、ＣＤＣＡを増加させる。
上述のように、本明細書に記載するような本発明の組成物または製剤を、胆汁うっ滞性疾患の治療または予防に有用な別の薬剤と併用して投与することができる。したがって、例えば、本発明の組成物または製剤を、以下の薬剤の１つ以上と併用して投与することができる：Ｏｃａｌｉｖａ（登録商標）（ＯＣＡ、ＩＮＴ−７４７）、ＩＮＴ−７６７（ＦＸＲ／ＴＧＲ５アゴニスト）、ＬＪＮ４５２、ＧＳ−９６７４（ＰＸ−１０２）、ＰＸ−１０４、ＥＤＰ−３０５、ＥＰ０２４２９７、ＷＡＹ−３６２４５０（ＦＸＲ−４５０）（ＸＬ３３５）、ＧＳＫ２３２４、ＧＷ４０６４、フェキサラミン、内在性胆汁酸（ＣＤＣＡ、ＬＣＡ／ＤＣＡ、及び／またはＵＤＣＡ）。これらの追加の薬剤は、本発明の組成物もしくは製剤とは別の組成物において投与することができるか、またはそれらと組み合わせてさらなる新規組成物を作り出すことができる。追加の薬剤は、本発明の組成物もしくは製剤と同時に投与することができるか、または代替的に当業者によって適切であると判断されるような、本発明の組成物もしくは製剤の１、２、４、８、１２、２４、もしくはそれ以上の時間もしくは日以内に投与することができる。本発明の併用または製剤の特定の一例では、本発明の組成物と併用してＯｃａｌｉｖａ（ＯＣＡ）を投与し、ＣＤＣＡを増加させる。
候補組成物の試験方法
マウスモデル
胆汁酸代謝が悪影響を受ける動物モデルを使用して、胆汁うっ滞性疾患の症状を改善する能力について候補組成物を試験することができる。そのようなモデルを使用し、候補組成物をモデルに投与して、疾患の少なくとも１つの徴候もしくは症状を改善するかまたは疾患進行率を低下させることにより、候補組成物を用いて胆汁うっ滞を治療することができることを示す。
マウスモデル
胆汁酸代謝が悪影響を受ける動物モデルを使用して、胆汁うっ滞性疾患の症状を改善する能力について候補組成物を試験することができる。そのようなモデルを使用し、候補組成物をモデルに投与して、疾患の少なくとも１つの徴候もしくは症状を改善するかまたは疾患進行率を低下させることにより、候補組成物を用いて胆汁うっ滞を治療することができることを示す。
そのようなモデルの一例は、多剤耐性２ノックアウト（ｍｄｒ２−／−）マウスである。ｍｄｒ２は、ホスファチジルコリン（ＰＣ）を肝臓から肝小管に輸送する輸送体であるヒトｍｄｒ３のマウスホモログである。ＰＣが存在しない場合、ミセルに適切に隔離されない一次胆汁酸塩が異常に高率となる胆汁組成がもたらされると考えられる。この過剰な一次胆汁酸塩は、これらの動物における胆汁うっ滞の原因となる胆管損傷を引き起こすと考えられる（Ｓｍｉｔ ｅｔ ａｌ．，Ｃｅｌｌ ７５：４５１−４６２，１９９３；Ｆｉｃｋｅｒｔ ｅｔ ａｌ．，Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ １２７：２６１−２７４，２００４）。ｍｄｒ２−／−ノックアウトマウスは、原発性硬化性胆管炎（ＰＳＣ）及び胆汁酸の異常に関連する他の障害、特に胆管狭窄及び肝線維症と診断されたヒトに認められる特徴と同様の特徴を有する胆管損傷を発症する。これらのマウスは胆汁リン脂質を欠いているため、過剰な胆汁酸を有するミセルによる胆管の炎症及び損傷を引き起こし、これは原発性硬化性胆管炎を模倣する病態生理に発展する。
ＬａＲｕｓｓｏらは、ｍｄｒ２−／−の遺伝的バックグラウンドを有し、無菌（ＧＦ）で飼育したマウスが従来の（ＣＨ）ｍｄｒ２−／−マウスに比べてより重症の形態の疾患を発症するという観察に基づいて、ｍｄｒ２−／−モデルのさらなる開発を報告している（Ｔａｂｉｂｉａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｈｅｐａｔｏｌｏｇｙ ２０１５）。このモデルでは、ＧＦで飼育したｍｄｒ２−／−マウスは、浅い結腸クリプト、回腸絨毛の長さの減少、上皮タイトジャンクション構成タンパク質である密着帯の発現の減少など、ＧＦ状態に関連する腸組織の典型的な変化を示す。しかしながら、従来の方法で飼育したｍｄｒ２−／−マウスと比較して、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、アルカリホスファターゼ、ビリルビンの増加など、６０日齢における肝胆道疾患の血清生化学マーカーに差異が観察される。胆管細胞の老化を、肝臓組織におけるｐ１６ＩＮＫ４ａ ｉｎ ｓｉｔｕハイブリダイゼーションによって評価したところ、無菌マウスで有意に増加していた。これらの生化学的及び組織化学的マーカーを、組織病理学的測定によりさらに確認した。さらに、胆汁酸組成の分析により、無菌マウスで予想されるように、微生物活性に由来する一次または二次胆汁酸が存在しないことが示された。アルカリホスファターゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、及びビリルビンなどの血清生化学は、ＧＦ ｍｄｒ２−／−マウスにおいてすべて有意に高かった。より若いＧＦ ｍｄｒ２−／−マウス（３０日齢）もまた、血清生化学マーカーの変化を示し、それは、従来の方法で飼育したｍｄｒ２−／−コホートに比べてより重度の肝胆道疾患を示す。
胆汁うっ滞性疾患の第２のモデルは、２００７年にＦｉｃｋｅｒｔらによって開発され（Ｆｉｃｋｅｒｔ ｅｔ ａｌ．，Ａｍ．Ｊ．Ｐａｔｈｏｌ．１７１（２）：５２５−５３６，２００７）、化合物３，５−ジエトキシカルボニル−１，４−ジヒドロコリジン（ＤＤＣ）を使用して胆管損傷及び閉塞を誘発し、胆管炎及び肝線維症をもたらす。従来のスイスアルビノマウスでは、ＤＤＣ処置により、ＰＳＣ患者で認められるようなアルカリホスファターゼ及びアラニントランスフェラーゼレベルの上昇などの症状を伴う、炎症、線維症、胆管閉塞及び慢性胆管炎が生じる。症状は４週間以内に現れ、これによりこのモデルは胆汁うっ滞性疾患を研究するための迅速なモデルとなる。しかしながら、この化学モデルにおけるマイクロバイオームの役割は調査されておらず、微生物の胆汁酸代謝がＤＤＣ食餌誘発性肝疾患に対する無菌マウスの感受性に及ぼす影響を、本特許において明らかにする。
報告によると、胆汁酸特性は、一次胆汁酸に関してＧＦ及びＣＨ ｍｄｒ２−／−マウスの間に有意差を示さない（ＨＰＬＣによる）。しかしながら、総血清胆汁酸レベルはｍｄｒ２−／−マウスにおいて有意に高かった。同様に、総血清胆汁酸は胆汁うっ滞のＤＤＣ食餌モデルで上昇したが、胆汁胆汁酸のレベルは疾患によって変化しなかった。無菌マウスは、微生物活性がないため、二次胆汁酸を生成することができない。したがって、無菌モデルでは、一次胆汁酸の脱抱合化または一次胆汁酸から二次胆汁酸への変換など、特定の胆汁酸酵素活性を強調するために設計された様々な細菌の組み合わせを評価することができる。さらに、このスクリーニングは、特定の一次胆汁酸もしくは二次胆汁酸または胆汁酸の組み合わせを評価して、ｉｎ ｖｉｖｏで疾患表現型の変化を媒介することができる細菌を同定することもできる。いくつかの実施形態では、本モデルまたは本明細書に記載の他のモデルにおいて試験する細菌組成物は、一次及び二次胆汁酸の総レベルを変化させ、疾患表現型に対する胆汁酸組成変化の効果を測定することを可能にする。
マウスＰＳＣ／胆汁酸疾患モデルにおける組成物の有効性を評価する追加の方法には、Ｔａｂｉｂｉａｎらによって記載された方法を使用した無菌の同腹子と比較した、規定の微生物組成物による通常化後のマウスの組織学的評価が含まれる（Ｈｅｐａｔｏｌ．６３：１８５−１９６，２０１５）。無菌ｍｄｒ２−／−マウスは、ＣＨ ｍｄｒ２−／−マウスに比べて、進行性肝線維症の割合が有意に高いことが報告されており、いくつかの場合では、６０日目までに肝硬変を示し、一方、ＣＨ ｍｄｒ２−／−マウスは肝硬変の発症が報告されていない。したがって、本明細書に記載の組成物で処置したＧＦ ｍｄｒ２−／−マウスの肝線維症の減少は、ＰＳＣまたは胆汁酸シグナル伝達に関連する他の障害、例えばＮＡＦＬＤもしくはＮＡＳＨの治療に有用であることを示している。ＧＦ ｍｄｒ２−／−マウスを使用して候補組成物の効果を評価する他の方法として、細胆管反応及び胆管減少症の減少、ならびにＰＳＣまたは他の胆汁酸代謝障害の治療に有用な組成物の存在下での老化胆管細胞の割合の減少、ならびに血清中のＡＬＰ及びビリルビンなどの肝臓酵素の減少を検出することが挙げられる。
上記のように、ｍｄｒ２−／−ＧＦモデル、またはＤＤＣ食餌誘発性胆汁うっ滞性疾患モデルの無菌バージョンにおいて候補組成物を試験することができる。例えば、実施例（下記）に記載するように、適切な胆汁酸代謝障害の任意の他の適切なモデルもまた、使用してよい。そのような障害の治療に有用な候補組成物、すなわち治療組成物は、それを適切な時間投与した場合、障害の動物モデルにおける疾患の少なくとも１つの徴候または症状を、候補組成物を与えなかった動物に比べて軽減させる組成物である。
疾患の徴候及び症状を同定する方法及びその改善は、当技術分野で公知である。例えば、血清中の胆汁酸濃度は、比色法（例えば、Ｔｒｉｎｉｔｙ Ｂｉｏｔｅｃｈ（Ｊａｍｅｓｔｏｗｎ，ＮＹ）のキット）を使用してアッセイすることができる。また、薄層クロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、ガスクロマトグラフィー、またはタンデム質量分析（ＧＣ−ＭＳまたはＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）と組み合わせた液体クロマトグラフィーを使用して、胆汁酸代謝酵素の活性及び胆汁酸組成の変化を検出することもできる。
疾患の動物モデルにおける選択された胆汁酸障害に関連する少なくとも１つの徴候または症状を予防または改善する組成物は、「治療組成物」と呼ばれ、この障害の治療に有用である。
均等物
すべての技術的特徴は、そのような特徴のすべての可能な組み合わせで個別に組み合わせることができる。
すべての技術的特徴は、そのような特徴のすべての可能な組み合わせで個別に組み合わせることができる。
本発明は、その精神または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で実施してもよい。したがって、前述の実施形態は、本明細書に記載する本発明を限定するものではなく、あらゆる点で例示と見なされるべきである。
以下の非限定的な実施例は、本明細書に記載する本発明の実施形態をさらに説明するものである。
実施例１：材料及び方法
材料
タウロコール酸（ｔ−ＣＡ）、タウロケノデオキシコール酸（ｔ−ＣＤＣＡ）、グリココール酸（ｇＣＡ）、グリコケノデオキシコール酸（ｇＣＤＣＡ）、コール酸（ＣＡ）、ケノデオキシコール酸（ＣＤＣＡ）、デオキシコール酸（ＤＣＡ）、リトコール酸（ＬＣＡ）、及び３，５−ジエトキシカルボニル−１，４−ジヒドロコリジン（ＤＤＣ）は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）から入手した。β−ムリコール酸（ｂＭＣＡ）、７−オキソコール酸、７−オキソケノデオキシコール酸、及びタウロ−β−ムリコール酸（ｔ−ＭＣＡ）は、Ｓａｎｔａ Ｃｒｕｚ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｄａｌｌａｓ、ＴＸ）から入手した。α−ムリコール酸（ａＭＣＡ）、タウロ−α−ムリコール酸（ｔ−ＭＣＡ）、１２−オキソコール酸、１２−オキソデオキシコール酸、３−イソデオキシコール酸（３β１２α）、ヒオデオキシコール酸（３α６α）、ヒオコール酸（ＨＣＡ）、及び３−オキソデオキシコール酸は、Ｓｔｅｒａｌｏｉｄｓ（Ｎｅｗｐｏｒｔ、ＲＩ）から入手した。ＬＣ−ＭＳベースの酵素アッセイで使用する胆汁酸ストックは、化合物をエタノールに溶解することにより調製した。細胞ベースのアッセイに使用するケノデオキシコール酸（ＣＤＣＡ；Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）及びオベチコール酸（ＯＣＡ；ＭｅｄＣｈｅｍＥｘｐｒｅｓｓ，ＮＪ）をＤＭＳＯに溶解してストックを作成した。
材料
タウロコール酸（ｔ−ＣＡ）、タウロケノデオキシコール酸（ｔ−ＣＤＣＡ）、グリココール酸（ｇＣＡ）、グリコケノデオキシコール酸（ｇＣＤＣＡ）、コール酸（ＣＡ）、ケノデオキシコール酸（ＣＤＣＡ）、デオキシコール酸（ＤＣＡ）、リトコール酸（ＬＣＡ）、及び３，５−ジエトキシカルボニル−１，４−ジヒドロコリジン（ＤＤＣ）は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）から入手した。β−ムリコール酸（ｂＭＣＡ）、７−オキソコール酸、７−オキソケノデオキシコール酸、及びタウロ−β−ムリコール酸（ｔ−ＭＣＡ）は、Ｓａｎｔａ Ｃｒｕｚ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｄａｌｌａｓ、ＴＸ）から入手した。α−ムリコール酸（ａＭＣＡ）、タウロ−α−ムリコール酸（ｔ−ＭＣＡ）、１２−オキソコール酸、１２−オキソデオキシコール酸、３−イソデオキシコール酸（３β１２α）、ヒオデオキシコール酸（３α６α）、ヒオコール酸（ＨＣＡ）、及び３−オキソデオキシコール酸は、Ｓｔｅｒａｌｏｉｄｓ（Ｎｅｗｐｏｒｔ、ＲＩ）から入手した。ＬＣ−ＭＳベースの酵素アッセイで使用する胆汁酸ストックは、化合物をエタノールに溶解することにより調製した。細胞ベースのアッセイに使用するケノデオキシコール酸（ＣＤＣＡ；Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）及びオベチコール酸（ＯＣＡ；ＭｅｄＣｈｅｍＥｘｐｒｅｓｓ，ＮＪ）をＤＭＳＯに溶解してストックを作成した。
生着
無菌マウス及び従来のマウスは、Ｔａｃｏｎｉｃ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｈｕｄｓｏｎ、ＮＹ）から購入し、６〜１０週齢（両端含む）で使用した。無菌マウスに強制経口投与で７．５％重炭酸ナトリウム１００μＬを投与し、消化管の酸を中和して、投与する細菌の生存率を向上させた。重炭酸ナトリウムを投与してからおよそ１０〜３０分後、マウスに強制経口投与により特定の細菌組成物２００μＬを投与した。マウスは無菌的に取り扱い、無菌アイソレーターに収容し、無菌の固形飼料及び水を与えた。すべての研究は、各研究施設の個々の動物管理使用委員会から承認を受けた。
無菌マウス及び従来のマウスは、Ｔａｃｏｎｉｃ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｈｕｄｓｏｎ、ＮＹ）から購入し、６〜１０週齢（両端含む）で使用した。無菌マウスに強制経口投与で７．５％重炭酸ナトリウム１００μＬを投与し、消化管の酸を中和して、投与する細菌の生存率を向上させた。重炭酸ナトリウムを投与してからおよそ１０〜３０分後、マウスに強制経口投与により特定の細菌組成物２００μＬを投与した。マウスは無菌的に取り扱い、無菌アイソレーターに収容し、無菌の固形飼料及び水を与えた。すべての研究は、各研究施設の個々の動物管理使用委員会から承認を受けた。
糞便採取
マウスから新鮮な糞便ペレットを、投与の直前に、次いで投与の１日後、３日後、７日後に、または毎週、直接採取した。各時点で、２つの糞便ペレットを無菌の１．７ｍＬ微量遠心管に回収した。一方の糞便ペレットを−８０℃で凍結させ、ＬＣ−ＭＳによる分析のために保存した。第２の糞便ペレットを、ＰＢＳ（ｖ／ｖ）中の１５％グリセロール１００μＬにホモジナイズし、−８０℃で凍結させ、微生物分析及び配列分析のために保存した。
マウスから新鮮な糞便ペレットを、投与の直前に、次いで投与の１日後、３日後、７日後に、または毎週、直接採取した。各時点で、２つの糞便ペレットを無菌の１．７ｍＬ微量遠心管に回収した。一方の糞便ペレットを−８０℃で凍結させ、ＬＣ−ＭＳによる分析のために保存した。第２の糞便ペレットを、ＰＢＳ（ｖ／ｖ）中の１５％グリセロール１００μＬにホモジナイズし、−８０℃で凍結させ、微生物分析及び配列分析のために保存した。
配列分析
次世代シーケンシング（ＮＧＳ；ハイスループット配列分析）を使用して１６Ｓ ｒＤＮＡ Ｖ４配列を使用して配列を分析し、マッピングして、最も近い対応するＯＴＵを同定した。すべての種の読み取り結果に関して、配列同一性は少なくとも９７％（最近接０．１％）であった。種の識別情報を割り当てるために、内部で独自に手動で精選した参照ＯＴＵデータベースを使用した。
次世代シーケンシング（ＮＧＳ；ハイスループット配列分析）を使用して１６Ｓ ｒＤＮＡ Ｖ４配列を使用して配列を分析し、マッピングして、最も近い対応するＯＴＵを同定した。すべての種の読み取り結果に関して、配列同一性は少なくとも９７％（最近接０．１％）であった。種の識別情報を割り当てるために、内部で独自に手動で精選した参照ＯＴＵデータベースを使用した。
胆汁酸塩ヒドロラーゼ（ＢＳＨ）活性のアッセイ
ＰＢＳ中の細菌の全細胞懸濁液を、各々の終濃度１５０μｇ／ｍｌの抱合型胆汁酸の混合物とともにインキュベートした。９６ウェルプレートの反応混合物を嫌気性条件下、３７℃で４時間インキュベートした。インキュベーション後、試料を嫌気性チャンバーから取り出した。等量のアセトニトリルを試料に加えて胆汁酸を抽出し、プレートを遠心分離して細菌をペレット化し、得られた上清を０．２μｍフィルターで濾過し、ＬＣ−ＭＳ分析用の試料を生成した。
ＰＢＳ中の細菌の全細胞懸濁液を、各々の終濃度１５０μｇ／ｍｌの抱合型胆汁酸の混合物とともにインキュベートした。９６ウェルプレートの反応混合物を嫌気性条件下、３７℃で４時間インキュベートした。インキュベーション後、試料を嫌気性チャンバーから取り出した。等量のアセトニトリルを試料に加えて胆汁酸を抽出し、プレートを遠心分離して細菌をペレット化し、得られた上清を０．２μｍフィルターで濾過し、ＬＣ−ＭＳ分析用の試料を生成した。
ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ及び７α−脱ヒドロキシル化活性のアッセイ
ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ（ＨＳＤＨ）及び７α−脱ヒドロキシル化活性をアッセイするために、ブレインハートインフュージョン（ＢＨＩ）培地中の細菌懸濁液を、それぞれ濃度１００μＭのコール酸またはケノデオキシコール酸の存在下、嫌気性チャンバー内で３７℃、４時間、個別にインキュベーションした。インキュベーション後、試料を嫌気性チャンバーから取り出した。等量のアセトニトリルを試料に加えて胆汁酸を抽出し、プレートを遠心分離して細菌をペレット化し、得られた上清を０．２μｍフィルターで濾過し、ＬＣ−ＭＳ分析用の試料を生成した。
ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ（ＨＳＤＨ）及び７α−脱ヒドロキシル化活性をアッセイするために、ブレインハートインフュージョン（ＢＨＩ）培地中の細菌懸濁液を、それぞれ濃度１００μＭのコール酸またはケノデオキシコール酸の存在下、嫌気性チャンバー内で３７℃、４時間、個別にインキュベーションした。インキュベーション後、試料を嫌気性チャンバーから取り出した。等量のアセトニトリルを試料に加えて胆汁酸を抽出し、プレートを遠心分離して細菌をペレット化し、得られた上清を０．２μｍフィルターで濾過し、ＬＣ−ＭＳ分析用の試料を生成した。
設計された組成物
研究用セルバンク（ＲＣＢ）のコレクションを使用して、ｉｎ ｖｉｖｏ研究用に設計された組成物（ＤＥ）を作成した。各セルバンクの栄養力価（ＣＦＵ／ｍＬ）を用いて、各投与について最終力価１．００Ｅ＋０７ＣＦＵ／株で設計された組成物を作成するために必要なそれぞれの体積を計算した。設計された組成物に加える個々のＲＣＢの体積は、以下のように計算した：
［すべての投与に必要な栄養力価の合計（例えば、１．００Ｅ＋０７での１０回の投与＝１．００Ｅ＋０８ＣＦＵ合計）］／［ＣＦＵ／ｍＬでのＲＣＢ栄養力価］＝１．００Ｅ＋０７ＣＦＵ／投与での１０回の投与に必要な体積
これを定義したＤＥ中のＲＣＢごとに繰り返して体積を決定し、その後、各ＲＣＢの計算した体積を嫌気性チャンバーで組み合わせてＲＣＢを調合し、ボルテックスし、スピンダウンし、１５％グリセロール−ＰＢＳの最終体積に再懸濁した。
研究用セルバンク（ＲＣＢ）のコレクションを使用して、ｉｎ ｖｉｖｏ研究用に設計された組成物（ＤＥ）を作成した。各セルバンクの栄養力価（ＣＦＵ／ｍＬ）を用いて、各投与について最終力価１．００Ｅ＋０７ＣＦＵ／株で設計された組成物を作成するために必要なそれぞれの体積を計算した。設計された組成物に加える個々のＲＣＢの体積は、以下のように計算した：
［すべての投与に必要な栄養力価の合計（例えば、１．００Ｅ＋０７での１０回の投与＝１．００Ｅ＋０８ＣＦＵ合計）］／［ＣＦＵ／ｍＬでのＲＣＢ栄養力価］＝１．００Ｅ＋０７ＣＦＵ／投与での１０回の投与に必要な体積
これを定義したＤＥ中のＲＣＢごとに繰り返して体積を決定し、その後、各ＲＣＢの計算した体積を嫌気性チャンバーで組み合わせてＲＣＢを調合し、ボルテックスし、スピンダウンし、１５％グリセロール−ＰＢＳの最終体積に再懸濁した。
マウス糞便及び肝臓試料からの胆汁酸の抽出
マウス糞便ペレットの重量を測定し、１０×ｗ／ｖ抽出緩衝液（水中５０％メタノール）中でホモジナイズし、氷上で１時間抽出した。肝臓組織試料も同様に計量し、２×ｗ／ｖ抽出緩衝液（水中５０％メタノール）中でホモジナイズし、氷上で１時間抽出した。インキュベーション後、試料を等量の冷アセトニトリルでさらに抽出し、遠心分離し、分析のためにＬＣ−ＭＳにロードする前に、０．２２μｍフィルターで上清を濾過した。
マウス糞便ペレットの重量を測定し、１０×ｗ／ｖ抽出緩衝液（水中５０％メタノール）中でホモジナイズし、氷上で１時間抽出した。肝臓組織試料も同様に計量し、２×ｗ／ｖ抽出緩衝液（水中５０％メタノール）中でホモジナイズし、氷上で１時間抽出した。インキュベーション後、試料を等量の冷アセトニトリルでさらに抽出し、遠心分離し、分析のためにＬＣ−ＭＳにロードする前に、０．２２μｍフィルターで上清を濾過した。
門脈、血清及び胆汁試料からの胆汁酸の抽出
末梢血清試料をアセトニトリルで１：１に希釈し、遠心分離し、分析のためにＬＣ−ＭＳにロードする前に０．２２μｍフィルターで上清を濾過した。門脈血清試料をアセトニトリルで１：１０に希釈し、同様に遠心分離し、ＬＣ−ＭＳ分析の前に濾過した。最後に、胆汁試料をアセトニトリルで１：１００に希釈し、遠心分離し、ＬＣ−ＭＳ分析のために０．２２μｍフィルターで濾過した。ヒト及びマウスの両方の試料について、同じ手順を利用した。
末梢血清試料をアセトニトリルで１：１に希釈し、遠心分離し、分析のためにＬＣ−ＭＳにロードする前に０．２２μｍフィルターで上清を濾過した。門脈血清試料をアセトニトリルで１：１０に希釈し、同様に遠心分離し、ＬＣ−ＭＳ分析の前に濾過した。最後に、胆汁試料をアセトニトリルで１：１００に希釈し、遠心分離し、ＬＣ−ＭＳ分析のために０．２２μｍフィルターで濾過した。ヒト及びマウスの両方の試料について、同じ手順を利用した。
胆汁酸のＬＣ−ＭＳ分析
０．２μｍのプレカラムフィルターが前に付いたＭｉｃｒｏｓｏｌｖ二座Ｃ１８カラムを備えたＡｇｉｌｅｎｔ１２６０ ＨＰＬＣを使用して、胆汁酸を分離した。０．１％ギ酸を含む水及びアセトニトリルの勾配を使用して流速０．４ｍｌ／分で分離を達成した。試料を５μＬの量で注入した。ＨＰＬＣシステムを、Ａｇｉｌｅｎｔの低質量チューニングミックスを使用して５０〜１７００ｍ／ｚの質量範囲に較正したＢｒｕｋｅｒ Ｃｏｍｐａｓｓ（商標）ｑＴＯＦ質量分析計に結合した。各実行を、各実行の開始時に注入した参照質量溶液に対してさらに較正した。胆汁酸をネガティブモードで検出し、既知の純粋な標準及びＢｒｕｋｅｒデータ解析ソフトウェアを使用して測定される曲線下面積と比較した一意のｍ／ｚ及び保持時間によって同定した。ＰＢＳ中の０．００１μＭ〜１００μＭの濃度範囲の純粋な標準から作成した検量線を使用して、代謝産物を定量化した。糞便試料については、個々の胆汁酸を総胆汁酸プールの割合として表し、総胆汁酸プールは試料中に検出されたすべての胆汁酸の合計として測定した。肝臓試料については、総胆汁酸レベルは、検出されたすべての胆汁酸の合計として測定し、試料組織重量（ｎＭ／ｎｇ）に対して正規化した。ＬＣ−ＭＳで検出される胆汁酸を以下の表４に記載する。
０．２μｍのプレカラムフィルターが前に付いたＭｉｃｒｏｓｏｌｖ二座Ｃ１８カラムを備えたＡｇｉｌｅｎｔ１２６０ ＨＰＬＣを使用して、胆汁酸を分離した。０．１％ギ酸を含む水及びアセトニトリルの勾配を使用して流速０．４ｍｌ／分で分離を達成した。試料を５μＬの量で注入した。ＨＰＬＣシステムを、Ａｇｉｌｅｎｔの低質量チューニングミックスを使用して５０〜１７００ｍ／ｚの質量範囲に較正したＢｒｕｋｅｒ Ｃｏｍｐａｓｓ（商標）ｑＴＯＦ質量分析計に結合した。各実行を、各実行の開始時に注入した参照質量溶液に対してさらに較正した。胆汁酸をネガティブモードで検出し、既知の純粋な標準及びＢｒｕｋｅｒデータ解析ソフトウェアを使用して測定される曲線下面積と比較した一意のｍ／ｚ及び保持時間によって同定した。ＰＢＳ中の０．００１μＭ〜１００μＭの濃度範囲の純粋な標準から作成した検量線を使用して、代謝産物を定量化した。糞便試料については、個々の胆汁酸を総胆汁酸プールの割合として表し、総胆汁酸プールは試料中に検出されたすべての胆汁酸の合計として測定した。肝臓試料については、総胆汁酸レベルは、検出されたすべての胆汁酸の合計として測定し、試料組織重量（ｎＭ／ｎｇ）に対して正規化した。ＬＣ−ＭＳで検出される胆汁酸を以下の表４に記載する。
遺伝子発現特性
投与の３日後にマウスから採取した回腸遠位部試料を、回収時に瞬間凍結させた。ホモジナイゼーションによりＲＮＡを単離した後、ＱｉａｇｅｎＲＮｅａｓｙ（登録商標）Ｐｌｕｓ Ｍｉｎｉキットを使用して、製造元の指示に従って抽出した。ＲＮＡ−ｔｏ−ＣＴワンステップｑＰＣＲ発現キット（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｃａｒｌｓｂａｄ、ＣＡ）により、βアクチン、ＮＲ１Ｈ４（Ｍｍ００４３６４２５＿ｍ１）、ＮＲＢ０２（Ｍｍ００４４２２７８＿ｍ１）、またはＦＧＦ１５（Ｍｍ００４３３２７８＿ｍ１）に対するＴａｑｍａｎ（登録商標）プライマーとともに約５０ｎｇのＲＮＡを用いて、リアルタイムｑＰＣＲ反応を実行した。すべての遺伝子発現を、ハウスキーピング遺伝子であるβアクチンの発現に対して正規化した。
投与の３日後にマウスから採取した回腸遠位部試料を、回収時に瞬間凍結させた。ホモジナイゼーションによりＲＮＡを単離した後、ＱｉａｇｅｎＲＮｅａｓｙ（登録商標）Ｐｌｕｓ Ｍｉｎｉキットを使用して、製造元の指示に従って抽出した。ＲＮＡ−ｔｏ−ＣＴワンステップｑＰＣＲ発現キット（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｃａｒｌｓｂａｄ、ＣＡ）により、βアクチン、ＮＲ１Ｈ４（Ｍｍ００４３６４２５＿ｍ１）、ＮＲＢ０２（Ｍｍ００４４２２７８＿ｍ１）、またはＦＧＦ１５（Ｍｍ００４３３２７８＿ｍ１）に対するＴａｑｍａｎ（登録商標）プライマーとともに約５０ｎｇのＲＮＡを用いて、リアルタイムｑＰＣＲ反応を実行した。すべての遺伝子発現を、ハウスキーピング遺伝子であるβアクチンの発現に対して正規化した。
ｈＦＸＲルシフェラーゼレポーターアッセイ
天然Ｎ末端ＤＮＡ結合ドメイン（ＤＢＤ）を酵母Ｇａｌ４ ＤＢＤに置換したＦＸＲ受容体ハイブリッドを発現するＩｎｄｉｇｏのＦＸＲレポーターＣＨＯ細胞株を使用して、ＦＸＲレポーター細胞アッセイを、Ｉｎｄｉｇｏ ＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓによりＳｅｒｅｓ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓの指示に従って実施した。レポーター遺伝子であるホタルルシフェラーゼは、Ｇａｌ４上流活性化配列（ＵＡＳ）に機能的に連結している。簡潔に述べると、レポーター細胞をＣＤＣＡ、ＯＣＡ、またはビヒクル（０．２％ＤＭＳＯ）の連続希釈曲線に供し、高湿度５％ＣＯ２チャンバー内で３７℃、２４時間インキュベートした。基質及び検出試薬の存在下でインキュベーション後に発光を測定した。さらに、Ｌｉｖｅ Ｃｅｌｌ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ（ＬＣＭ）アッセイ（Ｉｎｄｉｇｏ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）を使用して、アッセイ内で生細胞数を測定した。データは、ビヒクル群に対して正規化して示す（図７）。
天然Ｎ末端ＤＮＡ結合ドメイン（ＤＢＤ）を酵母Ｇａｌ４ ＤＢＤに置換したＦＸＲ受容体ハイブリッドを発現するＩｎｄｉｇｏのＦＸＲレポーターＣＨＯ細胞株を使用して、ＦＸＲレポーター細胞アッセイを、Ｉｎｄｉｇｏ ＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓによりＳｅｒｅｓ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓの指示に従って実施した。レポーター遺伝子であるホタルルシフェラーゼは、Ｇａｌ４上流活性化配列（ＵＡＳ）に機能的に連結している。簡潔に述べると、レポーター細胞をＣＤＣＡ、ＯＣＡ、またはビヒクル（０．２％ＤＭＳＯ）の連続希釈曲線に供し、高湿度５％ＣＯ２チャンバー内で３７℃、２４時間インキュベートした。基質及び検出試薬の存在下でインキュベーション後に発光を測定した。さらに、Ｌｉｖｅ Ｃｅｌｌ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ（ＬＣＭ）アッセイ（Ｉｎｄｉｇｏ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）を使用して、アッセイ内で生細胞数を測定した。データは、ビヒクル群に対して正規化して示す（図７）。
血清アルカリホスファターゼレベル（ＡＬＰ）の分析
ＡＬＰ測定には全血または血清試料を使用した。１００μＬの試料をＶｅｔＳｃａｎ哺乳類肝機能検査ディスク（Ａｂａｘｉｓ）にロードし、ＶｅｔＳｃａｎ ＶＳ２シリーズの化学分析（Ａｂａｘｉｓ）を使用して分析した。比較のために、ＡＬＰレベル及び追加の血清生化学分析レポートを印刷した。
ＡＬＰ測定には全血または血清試料を使用した。１００μＬの試料をＶｅｔＳｃａｎ哺乳類肝機能検査ディスク（Ａｂａｘｉｓ）にロードし、ＶｅｔＳｃａｎ ＶＳ２シリーズの化学分析（Ａｂａｘｉｓ）を使用して分析した。比較のために、ＡＬＰレベル及び追加の血清生化学分析レポートを印刷した。
本実施例に記載する方法は、特定の胆汁酸代謝特性を有する細菌の同定に有用である。他のそのような方法は、当業者に公知である。
実施例２：設計された組成物は、ｉｎ ｖｉｔｒｏで特定の胆汁酸活性を示す
無菌マウスモデルでは、出願人は、設計された細菌組成物を使用して、総胆汁酸レベル、及び特に一次胆汁酸から二次胆汁酸への変換の両方の、標的化された減少を示した。出願人はまた、設計された組成物による二次胆汁酸経路の標的化された回復の影響を受ける、腸内の胆汁酸特異的シグナル伝達を示した。これらの実験については、以下で詳細に説明する。
無菌マウスモデルでは、出願人は、設計された細菌組成物を使用して、総胆汁酸レベル、及び特に一次胆汁酸から二次胆汁酸への変換の両方の、標的化された減少を示した。出願人はまた、設計された組成物による二次胆汁酸経路の標的化された回復の影響を受ける、腸内の胆汁酸特異的シグナル伝達を示した。これらの実験については、以下で詳細に説明する。
特定の代謝活性を有する細菌株の組み合わせを作成するために、ｉｎ ｖｉｔｒｏで個々の細菌株の胆汁酸代謝活性を特徴決定する方法を設計した。したがって、ＬＣ−ＭＳベースのスクリーニングアプローチを使用した。ほぼ２００株のスクリーニングにより、脱抱合化、酸化、及び７α脱ヒドロキシル化（７α−ｄｅＯＨ）を含む、多くのヒト細菌分離株における様々な胆汁酸代謝活性が同定された；図１Ａに例を示す（表３も参照されたい）。胆汁酸の脱抱合化は、胆汁酸塩ヒドロラーゼ（ＢＳＨ）によって触媒される。異なるＢＳＨは、異なる抱合型一次胆汁酸塩に対する活性への選好性を示すことがある。いくつかの場合では、細菌は複数のＢＳＨを有し、そのうち少なくとも２つは互いに基質特異的活性が異なる。例えば、出願人は、ＢＳＨ配列に関して、Ｈｕｍａｎ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｍｅ Ｐｒｏｊｅｃｔデータベースにある１１２９個のゲノムを照会し、それらのゲノムの４３％がＢＳＨ配列に対応する配列を有し、ゲノムがそのような配列を１〜６個有していることを発見した。したがって、いくつかの場合では、ＤＥ用の種を選択するための基準は、複数のＢＳＨ、例えば、複数のタイプの抱合型一次胆汁酸塩を代謝する能力の存在である。他の場合では、特異性、例えば、１つの特定の抱合型胆汁酸塩のみを切断する能力に関して種を選択する。酸化反応はヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ（ＨＳＤＨ）によって触媒され、一方、７α−脱ヒドロキシル化はｂａｉオペロンによって促進される多段階プロセスである。驚くべきことに、属内の複数の株を試験した場合、試験した３つの反応のいずれにも基質特異性または酵素活性の明らかなパターンは存在していなかった。さらに、異なるドナー由来の同種の複数の分離株間でも、活性レベルの特異性にばらつきが認められた。
前述のように、クレード内の種が同様の機能を有する可能性は高いままであり、このことにより、特定の機能を有する組成物の生成に有用な種のプールが提供される。しかしながら、種間及びＯＴＵ間及び株間の活性が様々に異なるため（表３）、ｉｎ ｖｉｔｒｏアッセイまたはゲノム解析のいずれかにより目的の株の活性を確認し、狙った胆汁酸代謝能力を備えた組成物を構築する必要がある。
胆汁酸代謝活性を測定した細菌株を、次いで特定の胆汁酸代謝特性を有するように設計した組み合わせで試験した。特定の胆汁酸代謝活性を有する３つの組成物を設計し、調製した（図１Ｂ）。対照の「ＢＡ活性なし」組成物は、単一株として上記のように試験した場合に胆汁酸代謝活性を示さなかった株からなっていた。さらに、上記のアッセイで使用した場合、混合組成物は検出可能な胆汁酸代謝活性を示さなかったため、これらの株を互いに組み合わせても、胆汁酸代謝活性に関して相補的な特性がなかったことが示唆される。第２の組成物である「ＢＳＨのみの活性組成物」は、検出される胆汁酸代謝活性がＢＳＨ活性のみである株からなり、その結果、一次胆汁酸塩の脱抱合化に制限され、脱抱合化された一次胆汁酸からその二次誘導体へさらに修飾することはできない組成物をもたらした。試験した抱合型胆汁酸塩には、グリシン及びタウリン抱合型コール酸及びケノデオキシコール酸、ならびにタウリン抱合型α−ムリコール酸及びβ−ムリコール酸が含まれていた。最後の組成物「最大胆汁酸」（最大ＢＡ活性）組成物は、ＢＳＨを介した脱抱合化活性、ならびに上記の酸化及び７α−脱ヒドロキシル化の２つの二次胆汁酸酵素活性を含むように設計された。この組み合わせの活性を、ｉｎ ｖｉｔｒｏアッセイで確認した（図１Ｂ）。
これらのデータは、ｉｎ ｖｉｔｒｏ法を使用して、胆汁酸代謝を変化させるのに有効な組成物を構築することができることを示している。
生着無菌マウスは、組成物由来の種を急速に生着させる
細菌をＧＩ生着させた無菌マウスモデルを使用して、ｉｎ ｖｉｖｏでの特定の細菌組成物の胆汁酸代謝活性を特徴決定した。無菌マウスは微生物を一切保有していない。したがって、マウスが無菌環境で維持されている限り、無菌マウスに特定の細菌組成物を導入することにより、組成物の胆汁酸代謝活性を直接分析することができる。
細菌をＧＩ生着させた無菌マウスモデルを使用して、ｉｎ ｖｉｖｏでの特定の細菌組成物の胆汁酸代謝活性を特徴決定した。無菌マウスは微生物を一切保有していない。したがって、マウスが無菌環境で維持されている限り、無菌マウスに特定の細菌組成物を導入することにより、組成物の胆汁酸代謝活性を直接分析することができる。
５匹の無菌マウスに、上記のｉｎ ｖｉｔｒｏ実験で使用した３つの細菌株で構成される「胆汁酸活性なし」組成物を生着させた。糞便試料は、組成物を投与する前ならびに投与の６時間後、１日後、３日後、及び７日目後に採取し、ＮＧＳにより分析して、生着した微生物を検出した。以下の生着データを、細菌クレードのレベルで報告する。１６Ｓ ｖ４ ＮＧＳ配列決定により、細菌クレードの正確な同定及び種の推定が可能になった。これは、「胆汁酸なし」組成物の３種が別個のクレードに属しているために可能であったが；この場合、クレードレベルでの分析により、生着後のマウスに存在する株に関する正確なデータが提供される。
５匹すべてのマウスが実験の開始時に無菌であることを、ＮＧＳを用いて細菌がカウントされないことを観測したことに基づいて確認した（図２参照）。前処置したマウスの糞便からはバクテリアは培養されず、無菌状態がさらに確認された。２４時間以内では、処置したマウスのマイクロバイオームは、組成物の細菌が属するクレード由来の配列のみを有していた。後の時点（３日目及び７日目）でも、「胆汁酸なし」組成物の細菌が属する３つのクレードのみが含まれていることが判明した。これは、組成物中の細菌のみが無菌マウスの消化管に安定して生着したことを示している。これらのデータは、無菌モデルを使用して、組成物をアッセイするための生着実験を試験することができることを示している。
生着無菌マウスは、特定の糞便胆汁酸特性を示す
胆汁酸代謝に関連する組成物を試験するためのマウス生着モデルの適合性、及び標的化された方法で胆汁酸代謝を変化させる細菌組成物の能力をさらに調べるために、設計された組成物を生着させた無菌マウス由来の糞便試料を、胆汁酸組成物について分析し、無菌及び通常化対照マウスと比較した。
胆汁酸代謝に関連する組成物を試験するためのマウス生着モデルの適合性、及び標的化された方法で胆汁酸代謝を変化させる細菌組成物の能力をさらに調べるために、設計された組成物を生着させた無菌マウス由来の糞便試料を、胆汁酸組成物について分析し、無菌及び通常化対照マウスと比較した。
抱合型一次胆汁酸塩のみが、無菌マウスの糞便中に検出された。抱合型一次胆汁酸塩は肝臓で合成され、それらが糞便中に出現するということは、ＧＩの細菌によって触媒されて（非抱合型）一次及び二次胆汁酸を産生する胆汁酸代謝が欠如していることを示している。同様に、胆汁酸活性のない組成物を生着させたマウスは、糞便試料中の検出可能な一次胆汁酸及び二次胆汁酸の完全な欠如、ならびに未処置の無菌マウスと同一の胆汁酸特性を示した（図３）。対照的に、通常化マウス（これは特定の病原体フリーのマウス（ＳＰＦマウス）由来の糞便調製物を生着させた無菌マウスのことであるが、図３においては本明細書中で糞便マイクロバイオーム移植（ＦＭＴ）と呼ぶプロセスにより「通常化した」マウス）は、様々な一次及び二次胆汁酸を含む、未処置の野生型マウスにおいて認められる特性と同様の、多様な糞便中の胆汁酸特性を示した（図３）。
マイクロバイオームを介した胆汁酸代謝の第１の工程は、ＢＳＨにより、抱合型一次胆汁酸塩からタウリンまたはグリシン残基を除去し、遊離胆汁酸を放出する脱抱合化である（Ｒｉｄｌｏｎ ｅｔ ａｌ．，ＪＬＲ ４７：２４７−２５９，２００６）。ＢＳＨ活性のみに制限された細菌組成物による無菌マウスへの生着により、以前に検出された抱合型一次胆汁酸塩に加えて、脱抱合化一次胆汁酸（一次胆汁酸）を含むが、下流の二次胆汁酸は含まないマウス糞便試料が得られた（図３）。ある場合には、単一のマウスのマウスムコール酸誘導体であるイソ胆汁酸（３α、６αムリコール酸）のレベルが低かった。単一のマウスで検出されたこの異常な胆汁酸は、従来の野生型マウスで通常認められるレベルよりも１０倍低く、肝臓での不完全なムリコール酸合成の副産物である可能性がある。
本実施例のデータは、ＢＳＨ活性を有する細菌組成物の導入により、抱合型一次胆汁酸塩をｉｎ ｖｉｖｏで脱抱合化することができることを示している。さらに、これは、ｉｎ ｖｉｖｏ活性が組成物のｉｎ ｖｉｔｒｏ活性に対応することができることを示している（図１Ｂ）。
抱合型一次胆汁酸塩の脱抱合化後、結果として生じる一次胆汁酸は、ＧＩのマイクロバイオームによって、肝臓における胆汁酸代謝のシグナル伝達及び調節に影響を及ぼし得る一連の二次胆汁酸にさらに修飾される。無菌マウスに最大ＢＡ活性組成物を７日間生着させると、マウスＳＰＦ／ＦＭＴマウス糞便試料を生着させた通常化マウスに認められるレベルと同様のレベルで、多くの脱抱合型一次及び二次胆汁酸が生成された（図３）。最大ＢＡを生着させたマウスにおいて回復させた二次胆汁酸には、７α−脱ヒドロキシル化胆汁酸（ＤＣＡ及びＬＣＡ）及びオキソ胆汁酸（７−オキソＣＡ、３−オキソＣＤＣＡ、１２−オキソＤＣＡ、３−オキソＬＣＡ）及びイソ胆汁酸（ＵＤＣＡ）が含まれていたが、このことは設計された細菌組成物により微生物の胆汁酸代謝の大部分を回復させることができることを示している。唯一観察された例外は、イソ胆汁酸３β，１２α−ＤＣＡであり、これは最大ＢＡ活性生着マウスでは検出されなかった。特定の理論に拘泥するものではないが、３β，１２α−ＤＣＡの形成には、この実験の細菌組成物では選択されなかった７β−ＨＳＤＨ酵素によって触媒されるＤＣＡに特異的な胆汁酸異性化活性が必要である。この活性は、最大ＢＡ活性組成物には存在しない可能性があった。
ｔＣＤＣＡは、通常化マウスで検出され、最大ＢＡマウスでは検出されなかった（図３）。これは、最大ＢＡ組成物がすべてのｔＣＤＣＡをＤＣＡ及びオキソ胆汁酸に完全に変換したのに対し、通常化マウスはそうではなかった、すなわち、通常化マウスの微生物叢組成物に比べて抱合型胆汁酸の変換がより効率的であったことを示している。これはさらに、ＤＥがｉｎ ｖｉｖｏで胆汁酸プールを選択的に形成することができること、及びこの特性が胆汁酸代謝またはシグナル伝達の欠損に関連する疾患を有する患者に有用であり得ることを示している。
さらに、図３に示すように、最大ＢＡ組成物はＨＣＡ活性の存在を示したが、通常化マウスでは何も検出されなかった。この場合、ＨＣＡは、通常化組成物ほど完全には最大ＢＡ組成物によって代謝されない可能性がある。これらのデータはさらに、患者の胆汁酸プールの組成を変化させ、プールを選択的に正規化するかまたは調整し、胆汁酸関連疾患を改善するための選択された胆汁酸活性を有する設計された組成物の有用性を示している。
消化管における細菌の胆汁酸代謝の回復は、総肝胆汁酸プールを減少させた
本発明のいくつかの態様では、胆汁うっ滞性疾患の患者は、胆汁酸プールの減少により恩恵を得ることができる。一次及び二次胆汁酸はＦＸＲを介してシグナルを伝達し、肝臓での胆汁酸合成を調節し、存在する場合、ＣＹＰ７Ａ１及び他の胆汁酸合成遺伝子の発現を調節して胆汁酸の産生を減少させる（Ｈｙｌｅｍｏｎ ｅｔ ａｌ．，ＪＬＦ ５０：１５０９−１５２０，２００９）。報告によれば、一次及び二次胆汁酸プールを欠く無菌マウスは、従来のマウスに比べて胆汁酸産生が増加し、総胆汁酸レベルが高かった（Ｓａｙｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｃｅｌｌ Ｍｅｔａｂ．１７：２２５−２２３５，２０１３）。胆汁酸合成に対する設計された細菌組成物の効果を測定するために、無菌マウス、設計された組成物を生着させたマウス、及び通常化マウスの総肝胆汁酸プールを上記の方法を使用してアッセイした。
本発明のいくつかの態様では、胆汁うっ滞性疾患の患者は、胆汁酸プールの減少により恩恵を得ることができる。一次及び二次胆汁酸はＦＸＲを介してシグナルを伝達し、肝臓での胆汁酸合成を調節し、存在する場合、ＣＹＰ７Ａ１及び他の胆汁酸合成遺伝子の発現を調節して胆汁酸の産生を減少させる（Ｈｙｌｅｍｏｎ ｅｔ ａｌ．，ＪＬＦ ５０：１５０９−１５２０，２００９）。報告によれば、一次及び二次胆汁酸プールを欠く無菌マウスは、従来のマウスに比べて胆汁酸産生が増加し、総胆汁酸レベルが高かった（Ｓａｙｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｃｅｌｌ Ｍｅｔａｂ．１７：２２５−２２３５，２０１３）。胆汁酸合成に対する設計された細菌組成物の効果を測定するために、無菌マウス、設計された組成物を生着させたマウス、及び通常化マウスの総肝胆汁酸プールを上記の方法を使用してアッセイした。
これらの研究において、無菌マウスは、ＦＭＴ／通常化マウス及び野生型マウスに比べて、肝臓の胆汁酸プールが上昇していた（図４）。ＢＡ活性なしの組成物での生着は総胆汁酸プールに影響を及ぼさず、これは高いままであり、未処置の無菌マウスと同等であった。ＢＳＨのみまたは最大ＢＡ組成物のいずれかによる生着により、肝臓の総胆汁酸プールが野生型マウスと同等レベルまで有意に減少したが（図４）、これはすなわち、一次及び二次胆汁酸の両方による胆汁酸受容体を介したシグナル伝達が存在し、それが肝臓内の胆汁酸プールに影響を与えるということである。
ＦＧＦ１５は特定の胆汁酸活性を有する細菌組成物に応答して示差的に調節される
胆汁酸、特に非抱合型一次胆汁酸ＣＤＣＡは、ファルネソイドＸ受容体ＦＸＲ（ＮＲ１Ｈ４）を介して回腸でシグナルを伝達し、ＦＧＦ１５の上方制御を引き起こすことが報告されている。ＦＧＦ１５は肝臓に作用して胆汁酸合成を低下させ、したがって腸肝系の総胆汁酸を減少させる。したがって、設計された細菌組成物によって誘発される胆汁酸特性の変化が、機能、特にＦＸＲシグナル伝達を変化させることができるかどうかを試験するバイオマーカーとしてＦＧＦ１５遺伝子の発現を用いた。文献で報告されているように、ＦＸＲレベル自体は変化しないと予想された（Ｓａｙｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｃｅｌｌ Ｍｅｔａｂ．１７：２２５−２３５，２０１３；Ｓｏｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｔｏｘ．Ａｐｐｌ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．２８３：５７−６４，２０１５）。
胆汁酸、特に非抱合型一次胆汁酸ＣＤＣＡは、ファルネソイドＸ受容体ＦＸＲ（ＮＲ１Ｈ４）を介して回腸でシグナルを伝達し、ＦＧＦ１５の上方制御を引き起こすことが報告されている。ＦＧＦ１５は肝臓に作用して胆汁酸合成を低下させ、したがって腸肝系の総胆汁酸を減少させる。したがって、設計された細菌組成物によって誘発される胆汁酸特性の変化が、機能、特にＦＸＲシグナル伝達を変化させることができるかどうかを試験するバイオマーカーとしてＦＧＦ１５遺伝子の発現を用いた。文献で報告されているように、ＦＸＲレベル自体は変化しないと予想された（Ｓａｙｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｃｅｌｌ Ｍｅｔａｂ．１７：２２５−２３５，２０１３；Ｓｏｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｔｏｘ．Ａｐｐｌ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．２８３：５７−６４，２０１５）。
これらの実験において、マウス由来の糞便マイクロバイオーム移植片（ＦＭＴ）を生着させた無菌動物は、無菌動物に比べてＦＧＦ１５遺伝子の発現が有意に上方制御された（２００×〜３００×）（図５Ｂ）。これらの通常化マウスのＦＧＦ１５レベルは、野生型の従来のマウスで観察されたものと同等であった。これらのデータは、ＦＸＲシグナル伝達の調節における複雑なＧＩマイクロバイオームの役割を裏付けている。最大の胆汁酸活性を有する定義された細菌組成物を生着させたマウスも、無菌マウスに比べてＦＧＦ１５レベルが増加していた。これらのデータは、二次胆汁酸の存在下でのＦＸＲシグナル伝達の回復を示している（図５Ｂ）。驚くべきことに、胆汁酸活性を有さない組成物を与えた動物は、ＦＧＦ１５レベルのわずかな増加を示し（約８倍）、このことは、いくつかのＦＧＦ１５活性が、二次胆汁酸代謝とは無関係に、マイクロバイオームの存在によって誘導され得ることを示している（図５）。しかしながら、胆汁酸なしの組成物を生着させたマウスのＦＧＦ１５のレベルは、従来のまたは最大の胆汁酸活性組成物を生着させたマウスで観察されたレベルよりも有意に低いままであった。対照的に、一次胆汁酸を産生するが二次胆汁酸を産生せず、ＦＸＲを活性化すると予測されたＢＳＨのみの活性組成物を生着させたマウスは、ＦＧＦ１５発現の変化を示さなかった（図５Ｂ）。
一次胆汁酸ＣＤＣＡによる共処置は、ｉｎ ｖｉｔｒｏでＯＣＡの活性を増強する
オベチコール酸（ＯＣＡ）は、一般的にウルソデオキシコール酸と併用して、または一部の患者では単一の治療レジメンとして、原発性胆汁性胆管炎（ＰＢＣ）の治療用にＦＤＡで承認されている。オベチコール酸はまた、ＰＳＣ及びＮＡＳＨの治療薬としても臨床開発中である。しかしながら、ＯＣＡは望ましくない副作用を生じ得る。ＦＸＲアゴニストであるオベチコール酸は、ＣＤＣＡの合成誘導体であり、ヒトＦＸＲの活性化においてＣＤＣＡに比べて１００倍強力であると報告されている。
オベチコール酸（ＯＣＡ）は、一般的にウルソデオキシコール酸と併用して、または一部の患者では単一の治療レジメンとして、原発性胆汁性胆管炎（ＰＢＣ）の治療用にＦＤＡで承認されている。オベチコール酸はまた、ＰＳＣ及びＮＡＳＨの治療薬としても臨床開発中である。しかしながら、ＯＣＡは望ましくない副作用を生じ得る。ＦＸＲアゴニストであるオベチコール酸は、ＣＤＣＡの合成誘導体であり、ヒトＦＸＲの活性化においてＣＤＣＡに比べて１００倍強力であると報告されている。
ヒトＦＸＲレポーター細胞株を用いて実験を実施し、ビヒクルに対するＯＣＡ及びＣＤＣＡの報告された示差的有効性を確認した（図６）。ルシフェラーゼベースのアッセイでは、レポーター細胞をＯＣＡまたはＣＤＣＡの連続希釈液の存在下でインキュベートし、ＦＸＲ活性の読み取りを行った。ＦＸＲは胆汁酸に結合し、次いで転写調節因子として活性化する。ＯＣＡはＣＤＣＡに比べてほぼ１００倍強力であった。次いで、ＦＸＲの活性化に対するＣＤＣＡとＯＣＡの共インキュベーションの効果を判定した。驚くべきことに、ＥＣ５０（５０ｕＭ）のＣＤＣＡの添加は、ＯＣＡのＦＸＲ活性に影響を及ぼした。ＣＤＣＡの存在下では、ＯＣＡ用量反応曲線は約２０倍左にシフトし、ＯＣＡにＣＤＣＡを加えることによりＯＣＡの有効性が増加することが示された（図６Ａ）。
現在のＯＣＡの用量基準に関連する副作用を考えると、より低い用量のＯＣＡは、依然として有効な治療を提供する一方で、患者の経験を有意に改善することができた。胆汁酸の併用療法がｉｎ ｖｉｖｏでＯＣＡの有効性を向上させるかどうかを判定するために、最初に、マウスモデルにおけるＯＣＡ及び目的の胆汁酸の効果的なＦＸＲシグナル伝達の用量範囲を同定した。マウスでは、ケノデオキシコール酸は胆汁酸プールの重要ではない部分を構成し、一方、コール酸（ＣＡ）はＦＸＲのより強力なリガンドであると考えられる（Ｓｏｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｔｏｘ．Ａｐｐｌ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．２８３：５７−６４，２０１５）。したがって、マウスにおけるＦＸＲシグナル伝達に対する影響について、ＯＣＡの用量範囲及びＣＡの固定濃度を試験した。回腸及び肝臓のＦＸＲシグナル伝達を、ＣＹＰ７Ａ１（肝臓）及びＦＧＦ−１５（回腸）の発現に基づいてモニタリングした。ＯＣＡ投与により、ＣＹＰ７Ａ１発現の用量依存的減少及びＦＧＦ−１５レベルの増加が生じ（図６Ｃ〜Ｄ）、肝臓及び回腸の両方におけるＦＸＲを介した効果的なシグナル伝達が示唆された。コール酸を添加した食餌もまた、ＣＹＰ７Ａ１の発現を減少させ、回腸のＦＧＦ−１５レベルを上昇させ、ＣＡ添加によるＦＸＲの活性化が示唆された（図６Ｂ）。
次いで、コール酸とＯＣＡとの共処置が、ＦＸＲを介したＯＣＡシグナル伝達の有効性を改善し、したがって、有効な治療に必要なＯＣＡの有効濃度を低下させ得るかどうかを判定した。ＵＤＣＡ処置に応答するＰＢＣ患者では、ＯＣＡは１日５ｍｇの単回投与が推奨されるが、３か月後に反応がない場合、場合により、用量を１０ｍｇに増やしてもよい。これらの濃度での投与は、副作用、特に掻痒症に関連している。コール酸（ＣＡ）またはケノデオキシコール酸（ＣＤＣＡ）などの一次胆汁酸を産生するマイクロバイオーム組成物でＯＣＡの有効性を高めることにより、より低用量で同等の有効性が得られ、有効な治療を維持する一方でＯＣＡ関連の副作用を軽減し得る。また、用量または投与頻度を減らすと、ＯＣＡによる処置を忍容する患者の数が増加し、それにより、より多くの集団に治療を提供することができる。
この発見を考慮して、いくつかの実施形態では、本発明は、ＯＣＡ処置を受けている患者に投与する場合にＣＤＣＡ及び／またはコール酸を増加させることができる細菌組成物に関する。いくつかの場合では、組成物はまた、ＨＳＤＨ及び７α−脱ヒドロキシル化活性を調節（例えば、減少）することができる。
ＣＤＣＡは、用量依存的な様式で非活性ヒコール酸の有効性を高める
ヒコール酸（ＨＣＡ；は６−α−ヒドロキシムリコール酸であり；ＯＣＡは６−α−エチルコール酸である）は、胎児の胆汁に中程度のレベルで存在し、ヒト成人ではより低いレベルで存在すると報告されている胆汁酸である（Ｓｅｔｃｈｅｌｌ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６３：１６６３７−１６６４４，１９８８）。ＨＣＡには既知の機能特性はない。上記のｉｎ ｖｉｔｒｏレポーターアッセイを使用して、出願人はＨＣＡがｈＦＸＲアゴニスト活性を有するかどうかを試験した。結果を図８に示す。
ヒコール酸（ＨＣＡ；は６−α−ヒドロキシムリコール酸であり；ＯＣＡは６−α−エチルコール酸である）は、胎児の胆汁に中程度のレベルで存在し、ヒト成人ではより低いレベルで存在すると報告されている胆汁酸である（Ｓｅｔｃｈｅｌｌ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６３：１６６３７−１６６４４，１９８８）。ＨＣＡには既知の機能特性はない。上記のｉｎ ｖｉｔｒｏレポーターアッセイを使用して、出願人はＨＣＡがｈＦＸＲアゴニスト活性を有するかどうかを試験した。結果を図８に示す。
これらの実験において、ＨＣＡ単独では、ＣＤＣＡでの活性と比較した場合、最大２００ｕＭの濃度においてヒトＦＸＲアゴニスト活性を有しておらず、比較的弱いアゴニストであるＬＣＡ及びＤＣＡよりもさらに活性が低かった（図７Ａ）。驚くべきことに、５０ｕＭのＣＤＣＡの存在下で、ＨＣＡは用量依存的かつ相乗的にヒトＦＸＲを活性化した（図７Ｂ）。この効果は、ＤＣＡまたはＬＣＡと併用したＣＤＣＡでは認められず、ｈＦＸＲアゴニスト活性がより相加的な様式で上方制御され；ただし、ＬＣＡとの併用は、高濃度（１００μＭ）で毒性を示した（下段のグラフ）。特定の理論に拘泥するものではないが、ＣＤＣＡは６−α位で修飾した胆汁酸を増強する可能性がある。
これらのデータは、ＣＤＣＡ及び／またはＨＣＡを上方制御することができる細菌組成物を使用して内在性ＦＸＲシグナル伝達を増強し、胆汁うっ滞性疾患を治療することができることを示している。
実施例３：胆汁うっ滞性疾患のマウスモデルの治療
ＭＤＲ２遺伝子を欠損するマウスは胆汁うっ滞性疾患を発症する（Ｔａｂｉｂｉａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｈｅｐａｔｏｌｏｇｙ ６３（１）：１８５−１９６，２０１６）。無菌のＭＤＲ２−／−マウスは、おそらくは適切な量のホスファチジルコリンを欠く胆汁に由来する胆管細胞毒性、ならびにマイクロバイオームにより合成される一次及び二次胆汁酸の不足により、より急速で重度の胆汁うっ滞を発症する。これらのマウスに、一次胆汁酸塩を脱抱合化できないか、または二次胆汁酸を産生できない細菌を生着させ（上記のＢＳＨなしの組成物及びＢＳＨのみの組成物）、疾患の進行を、二次胆汁酸の完全なスイートを産生できるマイクロバイオームを生着させたマウス（上記の最大ＢＡ）と比較することにより、マイクロバイオームへの介入によって胆汁うっ滞の進行を制御する能力が示される。
ＭＤＲ２遺伝子を欠損するマウスは胆汁うっ滞性疾患を発症する（Ｔａｂｉｂｉａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｈｅｐａｔｏｌｏｇｙ ６３（１）：１８５−１９６，２０１６）。無菌のＭＤＲ２−／−マウスは、おそらくは適切な量のホスファチジルコリンを欠く胆汁に由来する胆管細胞毒性、ならびにマイクロバイオームにより合成される一次及び二次胆汁酸の不足により、より急速で重度の胆汁うっ滞を発症する。これらのマウスに、一次胆汁酸塩を脱抱合化できないか、または二次胆汁酸を産生できない細菌を生着させ（上記のＢＳＨなしの組成物及びＢＳＨのみの組成物）、疾患の進行を、二次胆汁酸の完全なスイートを産生できるマイクロバイオームを生着させたマウス（上記の最大ＢＡ）と比較することにより、マイクロバイオームへの介入によって胆汁うっ滞の進行を制御する能力が示される。
無菌ｍｄｒ２−／−マウスはまた、胆汁うっ滞性疾患または胆汁うっ滞性疾患の症状を改善するための特定の組成物の有効性をモデル化するために使用することができる。ＢＡ活性なしの組成物などの保護が不十分なマイクロバイオームを生着させたマウスモデルは、ＢＳＨ活性のみの組成物または最大ＢＡ活性組成物などの胆汁酸代謝を増強することができる組成物をそのようなマウスに生着させる場合に比べて、より急速にまたはより大きな程度で疾患を発症することが予想される。そのような組成物を、マウスモデルを用いて評価し、胆汁うっ滞性疾患の進行及び重症度に対する一次及び／または二次胆汁酸代謝を増加させることができる組成物の効果をモニタリングする。そのような組成物の評価に有用な無菌の介入マウスモデルとして、野生型マウスの胆汁うっ滞性疾患の無菌ｍｄｒ２−／−欠損モデルまたはＤＤＣ誘発化学モデルが挙げられる（例えば、Ｆｉｃｋｅｒｔ ｅｔ ａｌ．，Ａｍ．Ｊ．Ｐａｔｈｏｌ．１７１：５２５−５３６，２００７）。従来のｍｄｒ２−／−マウスでの抗生物質処置を、追加のモデルとして使用することができ；機能不全のマイクロバイオームを枯渇させるために抗生物質を使用し、その後、保護組成物に置き換える。ＢＳＨのみの組成物または最大ＢＡ組成物などの、二次胆汁酸代謝を向上させることができるマイクロバイオームは、疾患の進行を遅らせ、既存の胆汁うっ滞性疾患の重症度を軽減することができる。
実施例４：
ＰＳＣ患者の二次胆汁酸レベルの低下
原発性硬化性胆管炎（ＰＳＣ）では、胆管の閉塞により、患者の肝胆道系及び末梢組織の胆汁酸濃度が有意に変化し、肝臓内のシグナル伝達及び組織損傷が変化すると考えられる（Ｃｈａｚｏｕｉｌｌｅｒｓ，Ｃｌｉｎ．Ｒｅｓ．Ｈｅｐａｔｏｌ．Ｇａｓｔｅｒｏｅｎｔｒｏｌｏｇｙ ３６：Ｓ２１−Ｓ２５，２０１２）。Ｔｒｏｔｔｉｅｒ ｅｔ ａｌ．による研究（Ｔｒｏｔｔｉｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｄｉｇ．Ｌｉｖｅｒ Ｄｉｓ．４４：３０３−３１０，２０１２）により、ＰＳＣ患者の末梢血清中の総胆汁酸の有意な増加、及び二次胆汁酸の低下が示されている。しかしながら、胆汁または門脈血清などの肝胆道循環に関連する系内での胆汁酸レベルの変化は、十分に特徴付けられていない。本明細書中では、ＰＳＣ（末期肝疾患）の７名の患者由来の門脈、胆汁、及び末梢血清中の２５のユニークな胆汁酸を特性決定する。これらの測定値を１２名の健康なドナーの測定値と比較し、胆汁うっ滞性肝疾患患者の胆汁酸の合計レベル及び組成の有意な変化を示した。
ＰＳＣ患者の二次胆汁酸レベルの低下
原発性硬化性胆管炎（ＰＳＣ）では、胆管の閉塞により、患者の肝胆道系及び末梢組織の胆汁酸濃度が有意に変化し、肝臓内のシグナル伝達及び組織損傷が変化すると考えられる（Ｃｈａｚｏｕｉｌｌｅｒｓ，Ｃｌｉｎ．Ｒｅｓ．Ｈｅｐａｔｏｌ．Ｇａｓｔｅｒｏｅｎｔｒｏｌｏｇｙ ３６：Ｓ２１−Ｓ２５，２０１２）。Ｔｒｏｔｔｉｅｒ ｅｔ ａｌ．による研究（Ｔｒｏｔｔｉｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｄｉｇ．Ｌｉｖｅｒ Ｄｉｓ．４４：３０３−３１０，２０１２）により、ＰＳＣ患者の末梢血清中の総胆汁酸の有意な増加、及び二次胆汁酸の低下が示されている。しかしながら、胆汁または門脈血清などの肝胆道循環に関連する系内での胆汁酸レベルの変化は、十分に特徴付けられていない。本明細書中では、ＰＳＣ（末期肝疾患）の７名の患者由来の門脈、胆汁、及び末梢血清中の２５のユニークな胆汁酸を特性決定する。これらの測定値を１２名の健康なドナーの測定値と比較し、胆汁うっ滞性肝疾患患者の胆汁酸の合計レベル及び組成の有意な変化を示した。
総胆汁酸レベルは、末梢血清中で有意に上昇し、健常ドナーに比べて門脈血でも増加した（図８Ａ）。対照的に、胆汁中の総胆汁酸レベルはＰＳＣ患者では有意に低く、このことは肝胆嚢からの胆汁の流れの減少を示唆しており、胆管の閉塞を示すものであった（図８Ａ）。結果として、血清中の胆汁酸の増加は、肝臓に胆汁酸が蓄積し、それが血清中に漏出することを反映している可能性がある。それらの構成要素である胆汁酸群に分解する場合、抱合型及び非抱合型の微生物由来二次胆汁酸のレベルは、末梢及び門脈の血清及び胆汁において減少していた（図８Ｂ）。これには、７α−脱ヒドロキシル化及びＨＳＤＨなどの微生物触媒作用により産生される胆汁酸が含まれた。腸内の微生物ＢＳＨ活性によっても生成される非抱合型一次胆汁酸は、末梢血清において減少し、門脈血清においても減少していた。これらの変化には、肝臓で合成される上流の抱合型一次胆汁酸の増加が伴っており、このことから腸内マイクロバイオームによって触媒される一次及び二次胆汁酸代謝経路の障害が示唆された。マイクロバイオームにより合成された胆汁酸の減少は、肝疾患患者のマイクロバイオームの変化、及び肝臓におけるシグナル伝達障害の可能性を示唆している。
胆汁うっ滞性疾患のマウスモデルは、ヒトＰＳＣ患者と同等の胆汁酸特性の変化を示す
現在、胆汁うっ滞性肝疾患の進行を研究するために、１年にわたって疾患を発症するｍｄｒ２−／−欠損モデル（上記参照）、及びより迅速なＤＤＣ食餌誘発性胆汁うっ滞モデルの２つのマウスモデルが利用されている。ＤＤＣ食餌モデルは、胆汁うっ滞性疾患の遺伝的ｍｄｒ２−／−ノックアウトモデルの代替として最近公開された（Ｆｉｃｋｅｒｔ ｅｔ ａｌ．，Ａｍ．Ｊ．Ｐａｔｈｏｌ．１７１（２）：５２５−５３６，２００７）。このモデルは、ＰＳＣ患者に通常認められる胆管の閉塞を示し、ＰＳＣの胆汁うっ滞性疾患に関連するＡＬＰ及びＡＬＴ血清レベルの上昇を示す。しかしながら、マウスの胆汁酸代謝に対するＤＤＣ食餌誘発性胆汁うっ滞性疾患の影響は依然として不明である。
現在、胆汁うっ滞性肝疾患の進行を研究するために、１年にわたって疾患を発症するｍｄｒ２−／−欠損モデル（上記参照）、及びより迅速なＤＤＣ食餌誘発性胆汁うっ滞モデルの２つのマウスモデルが利用されている。ＤＤＣ食餌モデルは、胆汁うっ滞性疾患の遺伝的ｍｄｒ２−／−ノックアウトモデルの代替として最近公開された（Ｆｉｃｋｅｒｔ ｅｔ ａｌ．，Ａｍ．Ｊ．Ｐａｔｈｏｌ．１７１（２）：５２５−５３６，２００７）。このモデルは、ＰＳＣ患者に通常認められる胆管の閉塞を示し、ＰＳＣの胆汁うっ滞性疾患に関連するＡＬＰ及びＡＬＴ血清レベルの上昇を示す。しかしながら、マウスの胆汁酸代謝に対するＤＤＣ食餌誘発性胆汁うっ滞性疾患の影響は依然として不明である。
胆汁酸含量の変化を評価するために、従来の方法で飼育したＣ５７Ｂｌ／６マウスにＤＤＣ食餌を与え、体重減少についてモニタリングした。疾患の重症度は、体重減少、血清生化学、及び全体的な健康状態に基づいて評価した。治療の２１日目に、ＤＤＣ食餌のマウスは、ＡＬＰ、ＡＬＴ、総ビリルビン、及びコレステロールのレベルの上昇を示し（図９Ａ）、胆汁うっ滞性疾患の発症が確認された。次いで、これらのマウス由来の糞便、肝臓、及び門脈の血液試料の胆汁酸量について、健康な未処置の対照と比較して評価した。
ＤＤＣ食餌で処置したマウスは、糞便、肝臓、及び門脈試料中の非抱合型及び抱合型二次胆汁酸の相対的存在量の減少を示し（図９Ｂ〜Ｄ、２°、抱合型２°）、上記で特徴決定したＰＳＣ患者において観察された傾向と同様の傾向を示した（図８）。微生物由来の二次胆汁酸のこの減少は、胆汁うっ滞性疾患を伴う腸内マイクロバイオームの変化を再び示唆した。腸内マイクロバイオームに対する肝疾患の影響を調べるために、１６Ｓ ＮＧＳ配列を使用して、胆汁うっ滞性疾患の発症前（０日目）及び発症後（２１日目）のマウス（ＤＤＣ処置した）の糞便微生物量を特性決定した。胆汁うっ滞性肝疾患のマウスは、シャノン多様性指数に基づくα多様性の有意な減少を示し、疾患の発症に伴って種の豊富さが喪失したことが示唆された（図９Ｅ）。β多様性の評価は、肝疾患を有するマウスのマイクロバイオームの組成の有意な変化も示し（図９Ｅ）、また、ＰＣｏＡプロット上で、胆汁うっ滞性マウスのマイクロバイオームが健康なマウスのマイクロバイオームとは別個のクラスターを形成していることを示した。図１０Ｆは、マウスの肝疾患の発症により有病率が有意に（ｐ≦０．２）変化した種を記載する。いくつかの種の有意な枯渇に加えて、ｉｎ ｖｉｔｒｏ分析に基づいて７α−脱ヒドロキシル化活性を有することが知られている特定の株も、胆汁うっ滞性疾患を有するマウスにおいて枯渇していた（図９Ｇ）。２つの主要な二次胆汁酸−デオキシコール酸（ＤＣＡ）及びリトコール酸（ＬＣＡ）の産生には、７α−脱ヒドロキシル化が必要である。これらの同じ胆汁酸は、ＤＤＣ食餌で処置したマウスにおいても枯渇する（図１０Ｂ〜１０Ｄ）。したがって、ＤＤＣマウスモデルの胆汁酸組成の変化は、ヒトにおける胆汁うっ滞性疾患を研究するための比較モデルを提供する。
マイクロバイオームの欠如は、胆汁うっ滞性疾患に対する感受性を増加させる
以前の研究では、ｍｄｒ２−／−欠損モデルにおいて、マイクロバイオームの欠如が胆汁うっ滞性肝疾患のより急速な発症につながることが示されている。したがって、最初に胆汁うっ滞性疾患のＤＤＣ食餌誘発性モデルにおける疾患発症に対するマイクロバイオームの重要性を評価した。無菌のスイスアルビノマウスに無菌のＤＤＣ添加食餌を与え、疾患の発症をモニタリングした。体重減少、血清生化学及び全体的な健康を用いて疾患の進行をモニタリングした。並行して、従来の方法で飼育したスイスアルビノマウスにもＤＤＣ食餌を与えた。無菌マウスは、従来のマウスに比べて急激な体重減少（図１０Ａ）及び肝臓のより重度の生化学的変化（図１０Ｂ〜Ｄ）を示し、マイクロバイオームが肝疾患に対する抵抗性に重要な役割を果たすことが示唆された。
以前の研究では、ｍｄｒ２−／−欠損モデルにおいて、マイクロバイオームの欠如が胆汁うっ滞性肝疾患のより急速な発症につながることが示されている。したがって、最初に胆汁うっ滞性疾患のＤＤＣ食餌誘発性モデルにおける疾患発症に対するマイクロバイオームの重要性を評価した。無菌のスイスアルビノマウスに無菌のＤＤＣ添加食餌を与え、疾患の発症をモニタリングした。体重減少、血清生化学及び全体的な健康を用いて疾患の進行をモニタリングした。並行して、従来の方法で飼育したスイスアルビノマウスにもＤＤＣ食餌を与えた。無菌マウスは、従来のマウスに比べて急激な体重減少（図１０Ａ）及び肝臓のより重度の生化学的変化（図１０Ｂ〜Ｄ）を示し、マイクロバイオームが肝疾患に対する抵抗性に重要な役割を果たすことが示唆された。
マウス由来ＦＭＴによる生着は、無菌マウスの胆汁酸代謝及び胆汁うっ滞性疾患抵抗性を回復させる
胆汁うっ滞性疾患に対する抵抗性におけるマイクロバイオームの重要性をさらに示すために、無菌のスイスアルビノマウスに、従来の方法で飼育したスイスアルビノマウス由来のマウスＦＭＴを生着させた。無菌マウスに４週間生着させた後、ＤＤＣ添加食餌を処置して胆汁うっ滞性肝疾患を誘発した。ＦＭＴで処置したマウスは、無菌マウスに比べてより遅い速度で疾患を発症し、ＤＤＣ食餌に対する応答が従来のマウスと同等であった（図１０）。体重減少と血清ＡＬＰレベルの両方が、ＦＭＴを生着させたマウスにおいて無菌のスイスアルビノマウスに比べて低く、健康なマイクロバイオームを回復させることはＤＤＣ誘発性胆汁うっ滞性肝疾患に対する抵抗性を高めるのに十分であることが示唆された。胆汁酸特性により、無菌マウスに比べて腸内の胆汁酸組成を回復させるのにＦＭＴ処置で十分であることも判明した（図１０Ｅ）。
胆汁うっ滞性疾患に対する抵抗性におけるマイクロバイオームの重要性をさらに示すために、無菌のスイスアルビノマウスに、従来の方法で飼育したスイスアルビノマウス由来のマウスＦＭＴを生着させた。無菌マウスに４週間生着させた後、ＤＤＣ添加食餌を処置して胆汁うっ滞性肝疾患を誘発した。ＦＭＴで処置したマウスは、無菌マウスに比べてより遅い速度で疾患を発症し、ＤＤＣ食餌に対する応答が従来のマウスと同等であった（図１０）。体重減少と血清ＡＬＰレベルの両方が、ＦＭＴを生着させたマウスにおいて無菌のスイスアルビノマウスに比べて低く、健康なマイクロバイオームを回復させることはＤＤＣ誘発性胆汁うっ滞性肝疾患に対する抵抗性を高めるのに十分であることが示唆された。胆汁酸特性により、無菌マウスに比べて腸内の胆汁酸組成を回復させるのにＦＭＴ処置で十分であることも判明した（図１０Ｅ）。
微生物組成物は、胆汁うっ滞性疾患に対する感受性を決定する
従来のスイスアルビノ及びＣ５７Ｂｌ／６バックグラウンドマウスにＤＤＣ添加食餌を与えると、Ｃ５７Ｂｌ／６バックグラウンドマウスは、スイスアルビノマウスに比べて食餌誘発性肝疾患に対する感受性が高かった（図１１Ａ〜１１Ｂ）。Ｃ５７Ｂｌ／６マウスは、同年齢のスイスアルビノマウスに比べて、より急速な体重減少を示した。しかしながら、ＡＬＰの血清レベルは同等のままであった。しかしながら、マイクロバイオームの非存在下では、無菌のスイスアルビノマウスはもはや抵抗性がなく、Ｃ５７Ｂｌ／６マウスと同等の速度で疾患を発症し（図１１Ａ〜１１Ｂ）、遺伝的バックグラウンドではなくマイクロバイオームの組成がマウスの肝疾患に対する感受性を決定する可能性が示唆された。無菌のスイスアルビノ及びＣ５７Ｂｌ／６マウスは、同様の速度で体重が減少し、血清中のＡＬＰレベルの上昇を示した。Ｃ５７Ｂｌ／６マウスのＡＬＰレベルはわずかに高く、その遺伝的バックグラウンドにおける疾患のさらなる進行が示唆された。
従来のスイスアルビノ及びＣ５７Ｂｌ／６バックグラウンドマウスにＤＤＣ添加食餌を与えると、Ｃ５７Ｂｌ／６バックグラウンドマウスは、スイスアルビノマウスに比べて食餌誘発性肝疾患に対する感受性が高かった（図１１Ａ〜１１Ｂ）。Ｃ５７Ｂｌ／６マウスは、同年齢のスイスアルビノマウスに比べて、より急速な体重減少を示した。しかしながら、ＡＬＰの血清レベルは同等のままであった。しかしながら、マイクロバイオームの非存在下では、無菌のスイスアルビノマウスはもはや抵抗性がなく、Ｃ５７Ｂｌ／６マウスと同等の速度で疾患を発症し（図１１Ａ〜１１Ｂ）、遺伝的バックグラウンドではなくマイクロバイオームの組成がマウスの肝疾患に対する感受性を決定する可能性が示唆された。無菌のスイスアルビノ及びＣ５７Ｂｌ／６マウスは、同様の速度で体重が減少し、血清中のＡＬＰレベルの上昇を示した。Ｃ５７Ｂｌ／６マウスのＡＬＰレベルはわずかに高く、その遺伝的バックグラウンドにおける疾患のさらなる進行が示唆された。
２つの遺伝的に別個の株間のマイクロバイオームの役割をさらに比較するために、ＤＤＣ食餌誘発性胆汁うっ滞性疾患に対するスイスアルビノマウスの感受性に対するＣ５７Ｂｌ／６由来マイクロバイオームの効果を測定した。無菌のスイスアルビノマウスをＣ５７Ｂｌ／６由来またはスイスアルビノ由来糞便マイクロバイオーム移植（ＦＭＴ）のいずれかで処置し、４週間生着させた。次いで、マウスにＤＤＣ添加食餌（０．１％）を与え、胆汁うっ滞性疾患の発症をモニタリングした。体重減少及び血清生化学が疾患の主要なマーカーであり、一方、胆汁酸代謝及び肝臓組織を、マイクロバイオーム機能性及び疾患発症の追加マーカーとして使用した。
Ｃ５７Ｂｌ／６由来ＦＭＴを生着させたスイスアルビノマウスは、スイスアルビノ由来ＦＭＴを生着させたマウスに比べて、血清ＡＬＰレベルが同等であるにもかかわらず（図１１Ｄ）、より急速な早期の体重減少を示した（図１１Ｃ）。Ｃ５７Ｂｌ／６生着マウスは、ＤＤＣ食餌に対する応答が無菌マウスに類似しているように見え、一方、スイスアルビノ生着マウスは、その応答が従来のマウスに類似していたが、このことは、開始時マイクロバイオームと疾患の進行との関連性を示唆するものであった。様々なマイクロバイオームの潜在的な役割をさらに評価するために、ＤＤＣ処置前に、Ｃ５７Ｂｌ／６由来ＦＭＴを生着させたマウスの糞便中の胆汁酸特性を、スイスアルビノ由来ＦＭＴを生着させたマウスと比較した。Ｃ５７Ｂｌ／６由来ＦＭＴで処置したマウスは、ベースラインにおいてスイスアルビノ由来ＦＭＴで処置したマウスに比べて、一次胆汁酸のレベルが有意に高く、７−α脱ヒドロキシル化及び異性化二次胆汁酸のレベルが低かった（図１１Ｅ）。このことは、２つのマイクロバイオーム（Ｃ５７Ｂｌ／６対スイスアルビノ）の代謝活性に有意な差異があることを示しており、２つのマウス系統間に認められる感受性の差異を説明し得るものである。より感受性の高いＣ５７Ｂｌ／６ ＦＭＴ生着マウスにおける二次胆汁酸の枯渇は、ＰＳＣ患者（図８）及び胆汁うっ滞のマウスモデル（図９）において認められる二次胆汁酸の喪失を模倣するものであり、胆汁うっ滞性肝疾患の進行における微生物の胆汁酸代謝に対する役割を再度指し示すものである。
設計された組成物を用いた微生物の胆汁酸代謝の回復は、胆汁うっ滞性疾患に対する無菌マウスの感受性をレスキューする
上記の結果は、ＤＤＣ食餌誘発性肝疾患に対する保護におけるマイクロバイオームの重要な役割を示している。特に、肝疾患の進行に伴う胆汁酸代謝の変化、及び二次胆汁酸レベルが低下したマウスの肝疾患に対する感受性の増加は、胆汁うっ滞性肝疾患への応答における微生物の胆汁酸代謝及び胆汁酸自体の役割を示唆している。
上記の結果は、ＤＤＣ食餌誘発性肝疾患に対する保護におけるマイクロバイオームの重要な役割を示している。特に、肝疾患の進行に伴う胆汁酸代謝の変化、及び二次胆汁酸レベルが低下したマウスの肝疾患に対する感受性の増加は、胆汁うっ滞性肝疾患への応答における微生物の胆汁酸代謝及び胆汁酸自体の役割を示唆している。
図３に示すように、微生物の胆汁酸代謝を特異的に回復させ、マウスの腸の胆汁酸を再構成するように、細菌組成物を設計することができる。ＤＤＣ食餌誘発性モデルの胆汁うっ滞の肝疾患から無菌マウスを保護することにおける、そのような組成物の１つである最大ＢＡ（図２及び３）の有効性を試験した。最大ＢＡ組成物は、ＢＳＨ、７α−脱ヒドロキシル化及びＨＳＤＨを含むすべての主要な胆汁酸代謝活性を回復させるように設計した（図１）。無菌マウスを最大ＢＡ組成物で処置し、４週間生着させた。次いで、生着させたマウスにＤＤＣ添加食餌を与え、ＤＤＣ食餌を与えた無菌対照及び従来の対照と比較して、肝疾患の発症をモニタリングした。最大ＢＡ組成物で処置したマウスは、ＤＤＣ食餌を与えた非生着無菌マウスに比べて、体重減少の速度がより遅く、より低い血清ＡＬＰレベルを維持しており（図１２Ａ〜１２Ｂ）、最大ＢＡ組成物の存在下では疾患の進行がより遅くなることが示唆された。設計された細菌組成物を生着させることは、ＦＭＴ処置と同等に効果的であり、また、ＤＤＣ処置による肝疾患の進行速度低下においても従来のマウスと同等であった。
この発見を考慮して、いくつかの実施形態では、本発明は、胆汁うっ滞性疾患と診断された患者に投与する場合に、一次及び二次胆汁酸のレベルを回復させることができる細菌組成物、例えば、そのような組成物の処置により、健康なヒトにおいて観察される範囲内のレベルで存在する一次及び二次胆汁酸を生じさせることができる細菌組成物に関する。
ｍＦＭＴによる生着は、無菌のｍｄｒ２−／− Ｃ５７Ｂｌ／６マウスの早期致死をレスキューする
Ｔａｂｉｂａｎら（Ｔａｂｉｂａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｈｅｐａｔｏｌ．６３：１８５−１９６，２０１５）により、ＦＶＢ遺伝的バックグラウンドを有する無菌ｍｄｒ２−／−マウスが、従来のｍｄｒ２−／−マウスに比べて、より急速に、より重度の肝疾患を発症することが以前に示されている。ＤＤＣ食餌誘発性胆汁うっ滞性疾患モデルにおいて胆汁うっ滞性疾患に対してより高感受性であることが示された遺伝的バックグラウンドであるｍｄｒ２−／−欠損を有するＣ５７Ｂｌ／６マウスを使用することを選択した（図１１）。Ｃ５７Ｂｌ／６バックグラウンドにおけるｍｄｒ２−／−欠損変異体の無菌誘導体は、早期致死を生じ、生存した仔は４週齢に達する前に重度の疾患及び致死性を示した。
Ｔａｂｉｂａｎら（Ｔａｂｉｂａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｈｅｐａｔｏｌ．６３：１８５−１９６，２０１５）により、ＦＶＢ遺伝的バックグラウンドを有する無菌ｍｄｒ２−／−マウスが、従来のｍｄｒ２−／−マウスに比べて、より急速に、より重度の肝疾患を発症することが以前に示されている。ＤＤＣ食餌誘発性胆汁うっ滞性疾患モデルにおいて胆汁うっ滞性疾患に対してより高感受性であることが示された遺伝的バックグラウンドであるｍｄｒ２−／−欠損を有するＣ５７Ｂｌ／６マウスを使用することを選択した（図１１）。Ｃ５７Ｂｌ／６バックグラウンドにおけるｍｄｒ２−／−欠損変異体の無菌誘導体は、早期致死を生じ、生存した仔は４週齢に達する前に重度の疾患及び致死性を示した。
ＤＤＣ食餌誘発性胆汁うっ滞性疾患モデルの無菌マウスの感受性に対するレスキューにおいて示されたマウス由来ＦＭＴの有効性（図１０）を考慮して、Ｃ５７Ｂｌ／６遺伝的バックグラウンドの無菌ｍｄｒ２−／−マウスの生存率に対するＦＭＴ処置の効果を判定した。仔が２週齢の時点で、敷藁及びケージとともに、仮親にマウスＦＭＴを生着させた。ＦＭＴを生着させることにより、処置したｍｄｒ２−／−仔の１２週間超での生存率が１００％となり、一方、無菌のままの未処置の仔は生後４週間以内に致死性を示した。ｍｄｒ２−／−無菌マウスの生存に対する生着の有意な効果は、胆汁うっ滞性肝疾患の改善におけるマイクロバイオームの役割をさらに指し示すものである。胆汁酸活性を欠く組成物（ＢＡなし）を、腸内の胆汁酸活性の大部分を再構成する組成物（最大ＢＡ）と比較することにより、胆汁うっ滞性肝疾患の進行の調節における胆汁酸の特定の役割に関する洞察が得られる。
胆汁酸の添加は、無菌マウスのＤＤＣ食餌誘発性肝疾患に対する抵抗性を高めるのに十分である
次いで、マイクロバイオームの非存在下でのＤＤＣ食餌誘発性肝疾患の進行に対する一次及び二次胆汁酸添加の特定の役割を調べた。無菌マウスに、一次（ＣＡ＋ＣＤＣＡ）または二次（ＤＣＡ＋ＬＣＡ）胆汁酸を添加した食餌を１週間与え、その後ＤＤＣ処置に供した。ＤＤＣ処置とともに胆汁酸の添加を継続し、シグナル伝達を維持させた。ＤＤＣ食餌の無菌及び従来の対照と比較した体重減少及び血清生化学に基づいて、肝疾患の発症率についてマウスをモニタリングした。
次いで、マイクロバイオームの非存在下でのＤＤＣ食餌誘発性肝疾患の進行に対する一次及び二次胆汁酸添加の特定の役割を調べた。無菌マウスに、一次（ＣＡ＋ＣＤＣＡ）または二次（ＤＣＡ＋ＬＣＡ）胆汁酸を添加した食餌を１週間与え、その後ＤＤＣ処置に供した。ＤＤＣ処置とともに胆汁酸の添加を継続し、シグナル伝達を維持させた。ＤＤＣ食餌の無菌及び従来の対照と比較した体重減少及び血清生化学に基づいて、肝疾患の発症率についてマウスをモニタリングした。
ＤＤＣ曝露の７日後、予備体重分析により、ＤＣＡ＋ＬＣＡ添加食餌を与えたマウスが、ＤＤＣ食餌を与えた従来のマウスに比べて体重減少の速度が有意に遅いことが示された（図１３）。ＤＣＡ＋ＬＣＡ添加食餌のマウスの体重減少は平均８７％を示し、これに対してＤＤＣ食餌の従来のマウスは７７％である。これはまた、ＤＤＣに対してより感受性の高い無菌マウスの体重減少速度に対しても有意な改善である。これは、マイクロバイオームが存在しない場合でも、肝疾患に対する感受性の調節において二次胆汁酸シグナル伝達が重要な役割を果たすことを示している。腸内のＤＣＡ及びＬＣＡレベルを特異的に回復させることによりこれらの効果を模倣する組成物は、肝疾患の進行を有意に低下させ得る。現在進行中の分析では、ＤＣＡ＋ＬＣＡ食餌のほか、一次胆汁酸、コール酸、及びケノデオキシコール酸を添加した食餌の継続的な影響を評価している。
この発見を考慮して、いくつかの実施形態では、本発明は、胆汁うっ滞性疾患と診断された患者に投与する場合に、ＤＣＡ及びＬＣＡレベル及び／またはコール酸を増加させることができる細菌組成物に関する。
微生物の胆汁酸活性は、ＤＤＣ食餌誘発性胆汁うっ滞性肝疾患に対する抵抗性に寄与する
二次胆汁酸代謝を回復させる能力が肝疾患感受性に対するマイクロバイオームの有益な効果に必要かどうかを判断するために、すべての微生物の胆汁酸活性を欠失させた細菌株からなる設計された組成物でマウスを処置する（ＢＡなし、図１）。この組成物は腸内の胆汁酸を修飾することができず、生着させたマウスは無菌マウスと同じ胆汁酸組成を保持する。これらの実験では、ＢＡなし組成物、最大ＢＡ組成物（２°胆汁酸代謝を回復させる）、またはマウス由来ＦＭＴでマウスを処置し、４週間生着させる。生着させたマウスにＤＤＣ添加食餌を与え、体重減少及び血清生化学に基づいて肝疾患の発症をモニタリングする。ＢＡなし生着マウスにおいて、最大ＢＡまたはＦＭＴマウスに比べて疾患がより急速に進行することから、胆汁うっ滞性肝疾患に対するマイクロバイオーム抵抗性による一次及び二次胆汁酸の産生の役割が示唆される。
二次胆汁酸代謝を回復させる能力が肝疾患感受性に対するマイクロバイオームの有益な効果に必要かどうかを判断するために、すべての微生物の胆汁酸活性を欠失させた細菌株からなる設計された組成物でマウスを処置する（ＢＡなし、図１）。この組成物は腸内の胆汁酸を修飾することができず、生着させたマウスは無菌マウスと同じ胆汁酸組成を保持する。これらの実験では、ＢＡなし組成物、最大ＢＡ組成物（２°胆汁酸代謝を回復させる）、またはマウス由来ＦＭＴでマウスを処置し、４週間生着させる。生着させたマウスにＤＤＣ添加食餌を与え、体重減少及び血清生化学に基づいて肝疾患の発症をモニタリングする。ＢＡなし生着マウスにおいて、最大ＢＡまたはＦＭＴマウスに比べて疾患がより急速に進行することから、胆汁うっ滞性肝疾患に対するマイクロバイオーム抵抗性による一次及び二次胆汁酸の産生の役割が示唆される。
実施例５：胆汁酸代謝活性を有する株を同定するための遺伝子相同性検索法の使用
株の全ゲノム配列に基づいて胆汁酸代謝活性の可能性がある株を同定するために使用することができる遺伝子相同性検索法の２つの例を以下に記載する。１つの方法では、株の全ゲノム配列由来のタンパク質コード領域を、ＢＬＡＳＴｐで所望の胆汁酸活性を触媒する既知の特徴決定されているタンパク質のデータベースとペアで比較し；データベース内のタンパク質のいずれかと十分な類似性を有するタンパク質を含む株を、所望の胆汁酸活性を有する株として推定する。第２の方法では、株の全ゲノム配列由来のタンパク質コード領域を、所望の胆汁酸活性を触媒する既知の特徴決定されているタンパク質の複数配列アライメントに由来するプロファイル隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）と比較し；プロファイルＨＭＭと十分な類似性を有するタンパク質を含む株を、所望の胆汁酸活性を有する株として推定することができる。配列データベース、プロファイルＨＭＭ、及び適切な類似性のカットオフの詳細は、以下で説明するクエリ対象の胆汁酸活性によって異なる。
株の全ゲノム配列に基づいて胆汁酸代謝活性の可能性がある株を同定するために使用することができる遺伝子相同性検索法の２つの例を以下に記載する。１つの方法では、株の全ゲノム配列由来のタンパク質コード領域を、ＢＬＡＳＴｐで所望の胆汁酸活性を触媒する既知の特徴決定されているタンパク質のデータベースとペアで比較し；データベース内のタンパク質のいずれかと十分な類似性を有するタンパク質を含む株を、所望の胆汁酸活性を有する株として推定する。第２の方法では、株の全ゲノム配列由来のタンパク質コード領域を、所望の胆汁酸活性を触媒する既知の特徴決定されているタンパク質の複数配列アライメントに由来するプロファイル隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）と比較し；プロファイルＨＭＭと十分な類似性を有するタンパク質を含む株を、所望の胆汁酸活性を有する株として推定することができる。配列データベース、プロファイルＨＭＭ、及び適切な類似性のカットオフの詳細は、以下で説明するクエリ対象の胆汁酸活性によって異なる。
図１４は、ＢＳＨ活性の生物情報学的予測をｉｎ ｖｉｔｒｏアッセイ活性と比較した結果を示す。ｉｎ ｖｉｔｒｏでスクリーニングし、全ゲノム配列が利用可能なすべての株を考察する。左のプロットは、ＬＣ−ＭＳによってｉｎ ｖｉｔｒｏでスクリーニングした株を考察し、一方、右のプロットは、ＴＬＣによってスクリーニングした株を考察している。両方のプロットは、その株のゲノムにおけるＢＳＨ ＨＭＭに対する最も有意なアライメントのｅ値を示す。ゲノムアライメントの有意性は、ｉｎ ｖｉｔｒｏスクリーニングの結果と有意に相関する（Ｍａｎｎ−Ｗｈｉｔｎｅｙ Ｕ検定；ＬＣ−ＭＳの場合ｐ＝０．０２、ＴＬＣの場合ｐ＝０．０００５）。ｅ値＝１ｅ−４０のカットオフを使用して、どの株がＢＳＨ活性を有するか、または有さないかを予測することができ（点線）；この分類カットオフに対して得られる混同行列を示す（ＬＣ−ＭＳアッセイ感度＝０．８６、特異性＝０．５、精度＝０．８８、ｐ＝０．０１；ＴＬＣアッセイ感度＝０．７７、特異性＝０．６３、精度＝０．７４、ｐ＝０．０００２）。ＴＬＣアッセイ自体の感度が低いため、ゲノム予測の偽陽性率が過大評価される場合があることに留意されたい。さらに、ＬＣ−ＭＳアッセイの真の陰性数が少ないため、ゲノム予測の特異性が過小評価される場合がある。
図１５は、７α−脱ヒドロキシル化活性の生物情報学的予測をｉｎ ｖｉｔｒｏアッセイ活性と比較した結果を示す。ｉｎ ｖｉｔｒｏでスクリーニングし、全ゲノム配列が利用可能なすべての株を考察する。箱髭図は、ＬＣ−ＭＳによりｉｎ ｖｉｔｒｏでスクリーニングした株を考察する（ＴＬＣによりスクリーニングされた株はない）。両方のプロットは、その株のゲノムにおけるＢａｉＥ ＨＭＭへの最も有意なアライメントのｅ値を示す。ゲノムアライメントの有意性は、ｉｎ ｖｉｔｒｏスクリーニングの結果と有意に相関する（Ｍａｎｎ−Ｗｈｉｔｎｅｙ Ｕ検定；ｐ＜１ｅ−８）。ｅ値＝１ｅ−４０のカットオフを使用して、７α−脱ヒドロキシル化活性を有する株と有さない株を予測することができ（点線）；この分類カットオフに対して得られる混同行列を示す（感度＝１．０、特異性＝１．０、精度＝１．０、ｐ＜１ｅ−５）。真の陽性数が少ないため、真の感度、特異性、及び精度が過大評価される可能性が高いことに留意されたい。
他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内にある。
Claims (33)
- 複数の生存細菌を含む製剤であって、前記製剤が、第１の胆汁酸または胆汁酸塩ヒドロラーゼ活性を示すことができる少なくとも１つの細菌ＯＴＵまたは種と、薬学的に許容される賦形剤とを含む、前記製剤。
- 前記ＯＴＵもしくは種の１６Ｓ ｒＤＮＡ配列、またはその断片が、図１６の配列、またはその部分に対して、少なくとも９５％または少なくとも９７％同一である、請求項１に記載の製剤。
- 前記第１の胆汁酸または胆汁酸塩ヒドロラーゼ活性とは異なる特異性を有する第２の胆汁酸または胆汁酸塩ヒドロラーゼ活性、脱抱合化、酸化、及び脱ヒドロキシル化からなる群から選択される活性を示すことができる少なくとも１つの生存細菌ＯＴＵまたは種をさらに含む、請求項１に記載の製剤。
- 前記製剤が、少なくとも２つの異なる細菌ＯＴＵまたは種を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製剤。
- 前記製剤が、２つの異なる細菌ＯＴＵまたは種を含み、前記製剤が、酸化及びジヒドロキシル化活性を示すことができる、請求項１に記載の製剤。
- 前記製剤が、表１の少なくとも２つのクレードから選択される、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、４０、４５、または５０のＯＴＵまたは細菌種を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の製剤。
- 表１の組成物のＯＴＵまたは細菌種のそれぞれの１６Ｓ ｒＤＮＡが、図１６の少なくとも１つの配列、またはその部分に対して、少なくとも９５％または９７％の配列同一性を有する、請求項６に記載の製剤。
- 前記製剤が、表２の少なくとも２つのクレードから選択される、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、４０、または５０のＯＴＵまたは細菌種を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の製剤。
- 前記製剤が、表１のパートＢもしくはＣ、表２、または表３の、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、４０、または５０のＯＴＵまたは細菌種を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の製剤。
- 前記製剤が：１、６、８６、８７、９０、１００、１０１、１６４、１９５、１９６、１９７、２０３、２０４、及び２９７からなる群から選択される５、１０、１５、または２０クレード由来の１つ以上のＯＴＵまたは細菌種を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の製剤。
- 前記製剤中の異なるＯＴＵまたは種の数が、６０、５０、３０、２０、または１５未満である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の製剤。
- 前記製剤の１つ以上の細菌ＯＴＵまたは種の胆汁酸塩ヒドロラーゼ、脱抱合化、酸化、または脱ヒドロキシル化活性が、動物ベースのアッセイ、細胞ベースのアッセイ、ｉｎ ｖｉｔｒｏアッセイ、配列決定を用いて、またはこれらのタイプのアッセイを併用して検出される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の製剤。
- 前記製剤の各細菌ＯＴＵまたは種が、加水分解、脱抱合化、酸化、または脱ヒドロキシル化からなる群から選択される胆汁酸または胆汁酸塩代謝活性を有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の製剤。
- 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の製剤を含む、治療製剤。
- 前記生存細菌が、小腸、結腸、または両方に送達される、請求項１３に記載の治療製剤。
- 胆汁うっ滞性疾患もしくは病態と診断されているか、または胆汁うっ滞性疾患もしくは病態のリスクがある対象の治療方法であって、前記方法が、前記対象に微生物組成物を投与することを含み、前記微生物組成物中の少なくとも１つの細菌ＯＴＵまたは種が、一次胆汁酸または胆汁酸塩を脱抱合化することができる、前記治療方法。
- 前記微生物組成物中の少なくとも１つのＯＴＵまたは細菌種が、一次胆汁酸または塩を二次胆汁酸または塩に代謝することができる、請求項１６に記載の方法。
- 前記ＯＴＵの１６Ｓ ｒＤＮＡ配列が、図１６の配列、またはその部分に対して、少なくとも９５％同一（例えば、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一）である、請求項１６または１７に記載の方法。
- 胆汁うっ滞性疾患もしくは病態と診断されているか、または胆汁うっ滞性疾患もしくは病態のリスクがある対象の治療方法であって、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の製剤を前記対象に投与することを含む、前記方法。
- 前記対象が、全身性胆汁うっ滞（ＧＣ）、原発性硬化性肝硬変（ＰＳＣ）、原発性胆汁性肝硬変（ＰＢＳ）、進行性家族性肝内胆汁うっ滞（ＰＦＩＣ）、非アルコール性脂肪肝疾患（ＮＡＦＬＤ）、非アルコール性脂肪性肝炎（ＮＡＳＨ）、妊娠期胆汁うっ滞、胆管炎、肝炎、アルコール性肝疾患、肝細胞癌、肝硬変、嚢胞性線維症、移植片対宿主病（ＧＶＨＤ）、もしくは肝外胆管の閉塞と診断されているか、またはそのリスクがある、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の方法。
- 前記肝外胆管の閉塞が、胆石、炎症性狭窄、がん、または膵炎によるものである、請求項２０に記載の方法。
- 胆汁うっ滞性疾患もしくは病態と診断されているか、または胆汁うっ滞性疾患もしくは病態のリスクがあり、オベチコール酸（ＯＣＡ）、ウルソデオキシコール酸（ＵＤＣＡ）、またはオベチコール酸もしくはＵＤＣＡの誘導体を処方されている対象の治療方法であって、前記方法が、前記対象に
（ｉ）ＣＤＣＡ、ＢＳＨ活性を有する細菌、または一方もしくは両方及び／または活性を阻害することができる化合物のうちの１つ以上を含む組成物；ならびに
（ｉｉ）薬学的に許容される賦形剤
を投与することを含む、前記治療方法。 - ヒコール酸またはヒコール酸の濃度を増加させることができる細菌を含む、組成物。
- 胆汁うっ滞性疾患もしくは病態と診断されているか、または胆汁うっ滞性疾患もしくは病態のリスクがある対象の治療方法であって、前記方法が、前記対象に、ＵＤＣＡ及びＢＳＨ活性を有するがリトコール酸（ＬＣＡ）レベルを増加させない細菌を含む組成物を投与することを含む、前記治療方法。
- 前記組成物が、一次胆汁酸または塩を二次胆汁酸または塩に代謝することができる細菌をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
- ＵＤＣＡで治療中の対象の治療に使用するための、ＢＳＨ活性を有する細菌を含む組成物であって、前記細菌が、ＬＣＡレベルを増加させない、前記組成物。
- 前記組成物が、一次胆汁酸または塩を二次胆汁酸または塩に代謝することができる細菌をさらに含む、請求項２６に記載の組成物。
- 前記対象にＯＣＡを投与することをさらに含む、請求項１６〜２２、２４、及び２５のいずれか１項に記載の方法。
- 前記微生物組成物が、ヒトの糞便に直接由来するか、設計された組成物であるか、細菌胞子を含むか、または胞子形成細菌を含む、請求項１６〜２２、２４、及び２５のいずれか１項に記載の方法。
- 胆汁うっ滞性疾患もしくは病態と診断されているか、または胆汁うっ滞性疾患もしくは病態のリスクがある対象の治療に使用するための、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の製剤を含む、組成物。
- 対象における胆汁酸代謝を変化させるための組成物中で使用するための細菌種の同定方法であって、前記方法が、細菌株のタンパク質コード配列を、所望の胆汁酸活性を触媒するタンパク質のデータベース中の参照配列と比較することを含み、参照配列に対して相同性を有する配列を含む細菌株を同定することが、前記組成物において使用するための細菌株を同定することを意味する、前記同定方法。
- 細菌種の胆汁酸代謝活性を、ｉｎ ｖｉｔｒｏアッセイまたは動物モデルベースのアッセイを使用して試験することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
- 前記配列相同性のレベルが、少なくとも７５％、８０％、８５％、９０％、９３％、９５％、９７％、９８％、９９％、または１００％の同一性である、請求項３１または３２に記載の方法。
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