TW202203950A - 微生物在調節體重和膽固醇水準中的用途 - Google Patents

微生物在調節體重和膽固醇水準中的用途 Download PDF

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Abstract

本發明涉及以下發現：用於糞便微生物群移植(FMT)的組合物(包括從FMT供體獲得的糞便材料)中的某些微生物物種可以影響FMT治療的結果，如調節FMT受體的體重和膽固醇水準。因此，提供了用於將物件鑒定為合適的供體以優化FMT結果以及為了優化的FMT結果預處理供體和/或受體的方法。還提供了用於改善FMT結果(包括體重和/或膽固醇降低)的試劑盒和組合物。

Description

微生物在調節體重和膽固醇水準中的用途
本發明關於微生物在調節體重和膽固醇水準中的用途。 相關申請 本申請要求2020年3月30日提交的美國臨時專利申請第63/001,682號的優先權，將所述美國臨時專利申請的內容出於所有目的通過引用以其整體併入本文。
隨著全球生活水準的不斷提高，患有糖尿病和心血管疾病的個體的數量也在迅速增加。例如，世界衛生組織(WHO)估計到2030年，全世界患有糖尿病的人數將超過3.5億。由於糖尿病和心血管疾病的發病率上升、其對健康的嚴重影響及其深遠的經濟後果，迫切需要新的且有效的手段來治療高風險個體以降低或消除其隨後患有糖尿病和/或心血管疾病的風險，所述個體尤其是已經表現出未來有高的疾病發展可能性的早期跡象的那些個體，如肥胖、高於正常的血液膽固醇或甘油三酯水準，包括高於正常的低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)血液水準和/或低於正常的高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)血液水準。本發明通過提供能夠有效調節患者體重和血液膽固醇水準的新方法和組合物來滿足這種需求和其它相關需求。
本發明涉及用於優化糞便微生物群移植(FMT)治療，也稱為腸道微生物群移植(IMT)，尤其是用於使賦予FMT受體的健康益處最大化的新方法和組合物。特別地，本申請的發明人發現，當某些微生物物種(例如，細菌物種)存在，尤其是以升高的水準存在於用於FMT受體的移植材料中，隨後存在於接受FMT治療之後的受體的胃腸道(GI，尤其是腸道)中時，可以在FMT受體中實現顯著的健康益處，如體重減輕、較高的胰島素敏感性、血液中較低的總膽固醇(TC)、較低的血液低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、較高的血液高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和較低的血液甘油三酯(TG)。這些發現允許本申請的發明人設計出在這些健康益處方面可以改善FMT功效的方法和組合物。因此，本發明提供了用於鑒定FMT的合適供體的新方法，該供體在適當處理之後提供了用於FMT的糞便材料。所述方法包括測定從FMT供體的候選者獲得的糞便樣品中表2、3、4、5或6示出的一種或多種細菌物種的水準的步驟。
在第一方面，本發明提供了用於鑒定FMT的合適供體的方法，其包括測定從候選者獲得的糞便樣品中表2-6示出的一種或多種細菌物種的水準的步驟。在一些實施方案中，一種或多種細菌物種的水準是相對豐度百分比。在一些實施方案中，當發現表2-6中的一種或多種細菌物種的水準大於它們相應的截止值時，候選者被鑒定為FMT的合適供體。在一些實施方案中，所述方法還包括從合適的候選者獲得糞便材料以用於FMT的步驟。在一些實施方案中，所述方法還包括測定糞便樣品中的總細菌載量的步驟。
在一些實施方案中，在從第一候選者獲得的第一糞便樣品以及從第二候選者獲得的第二糞便樣品中測定表2-6中示出的一種或多種細菌物種的水準。在一些實施方案中，第一候選者具有比第二候選者更高水準的表2-6中示出的一種或多種細菌物種中的每一種，並且被認為是比第二候選者更合適的FMT供體。在一些實施方案中，第一候選者具有比第二候選者高一半以上的表2-6中示出的一種或多種細菌物種的水準，並且被認為是比第二候選者更合適的FMT供體。
在一個實例中，當篩選供體作為合適的FMT供體的潛能時，尤其是為了說明受體減輕體重的目的，在其糞便樣品中存在的有益細菌如普通擬桿菌(Bacteroides vulgatus )和絨毛提氏菌(Alistipes onderdonkii )應達到或超過以下相對量的閾值：例如，對於普通擬桿菌，至少約1%或含有至少約0.1%的絨毛提氏菌。另一方面，如果候選供體的糞便樣品中具有不足量的有益細菌(例如，對於普通擬桿菌，小於約1%，並且對於絨毛提氏菌，小於約0.1%)，則應排除將其用作供體，尤其是當在所提議的FMT方法中體重減輕是一個目標時。
在第二方面，提供了用於改善FMT功效的方法，所述方法包括在FMT之前，將有效量的表2-6中示出的一種或多種細菌物種引入旨在用於移植的組合物中。在一些實施方案中，在引入步驟之後，表2-6中示出的一種或多種細菌物種中的每一種的水準大於所述組合物中總細菌的某一百分比(例如，大於對應於每種細菌物種的截止值)。在一些實施方案中，所述方法還包括使用所述組合物進行FMT的步驟。在一些實施方案中，所述方法還包括使用所述組合物進行FMT的步驟。
在協力廠商面，提供了試劑盒，其包含(1)含有供體糞便的第一組合物；以及(2)含有有效量的表2-6中示出的一種或多種細菌物種的第二組合物。在一些實施方案中，第一組合物包含已經被乾燥、冷凍並且被放置在用於口服攝入的膠囊中的供體糞便。在一些實施方案中，第一組合物包含供體糞便，其已經被配製成用於經由食道胃十二指腸鏡檢查(OGD)、乙狀結腸鏡檢查或灌腸直接遞送的溶液、懸浮液、半液體或糊劑的形式。在一些實施方案中，所述試劑盒可以包含印刷的說明書以指導使用者正確使用所述試劑盒。
在一些實施方案中，在上述方法中，通過定量聚合酶鏈式反應(PCR)測定表2-6中示出的一種或多種細菌物種的水準。
另外，提供了用於治療應用的各種方法：例如，提供了用於阻抑物件中的血液LDL-C水準的方法，其包括將有效量的表3和5中示出的一種或多種細菌物種引入物件的胃腸道的步驟。在一些情況下，通過FMT(也稱為IMT)來進行引入步驟。任選地，在進行如通過FMT/IMT引入有益細菌物種的步驟之前，進行對個體施用有效量的廣譜抗菌劑如抗生素的步驟。
此外，提供了用於阻抑物件中的血液總膽固醇的方法，其包括將有效量的表4中示出的一種或多種細菌物種引入物件的胃腸道的步驟。在一些情況下，通過諸如IMT的FMT來進行引入步驟。任選地，在進行如通過FMT或IMT引入有益細菌物種的步驟之前，進行對個體施用有效量的廣譜抗菌劑如抗生素的步驟。
另外，提供了用於阻抑物件中的血液甘油三酯的方法，其包括將有效量的表6中示出的一種或多種細菌物種引入物件的胃腸道的步驟。任選地，在進行如通過FMT/IMT引入有益細菌物種的步驟之前，進行對個體施用有效量的廣譜抗菌劑如抗生素的步驟。
此外，提供了用於提高物件中的血液HDL-C水準的方法，其包括例如通過FMT/IMT將有效量的細菌物種陰溝腸桿菌(Enterobacter cloacae )引入物件的胃腸道的步驟。任選地，在進行如通過FMT/IMT的引入步驟之前，進行對個體施用有效量的廣譜抗菌劑如抗生素的步驟。
最後，提供了減輕物件體重的方法，其包括將有效量的表2中示出的一種或多種細菌物種引入物件的胃腸道的步驟。任選地，在進行如通過FMT/IMT引入表2中示出的有益細菌物種的步驟之前，進行對個體施用有效量的廣譜抗菌劑如抗生素的步驟。
為了在這些方法的任一種中使用，提供了包含有效量的表2-6中示出的任一種、兩種或更多種的有益細菌物種的組合物，例如，這樣的組合物可以完全由所需量的這樣的細菌人工構成；或者所述組合物可以來源於供體糞便材料，其或者天然含有足夠量的細菌，或者已經用添加量的在別處培養的細菌物種強化。供體來源的材料通常在使用前進行加工，例如乾燥，冷凍，並且被放置在用於口服攝入的膠囊中。
定義
術語“糞便微生物群移植(FMT)”或“糞便移植”是指這樣的一種醫療程式，在該程式期間從健康個體獲得的含有活的糞便微生物(細菌、真菌、病毒等)的糞便物質被轉移到受體的胃腸道中以恢復已被各種醫學病況中的任一種破壞或摧毀的健康腸道微生物群落。通常，來自健康供體的糞便物質首先被加工成用於移植的適當形式，所述移植可以通過直接沉積到下胃腸道中(如通過結腸鏡檢查、或通過鼻插管)或通過口服攝入包含加工的(例如，乾燥且冷凍的)糞便物質的膠囊化材料來實現。FMT的一種特定形式是腸道微生物群移植或IMT，其中移植的組合物通常通過食道胃十二指腸鏡檢查(OGD)、乙狀結腸鏡檢查或灌腸來遞送。FMT用於治療多種醫學病況，包括肥胖、代謝綜合征、胃腸病症(如炎性腸病(IBD)，包括潰瘍性結腸炎(UC)和克羅恩病(CD))、抗生素抗性細菌感染(如艱難梭菌(Clostridium difficile )感染(CDI)或由耐多藥有機體，包括碳青黴烯抗性腸桿菌(CRE)或萬古黴素抗性腸球菌(VRE)引起的病況)以及孤獨症，抑鬱症，肥胖，糖尿病，脫髮，急性移植物抗宿主病(aGvHD)，並且還包括某些神經病況，如多發性硬化和帕金森病。
本文使用的術語“抑制(inhibiting)”或“抑制(inhibition)”是指對目標生物過程(如靶基因的RNA/蛋白質表達、靶蛋白的生物活性、細胞信號轉導、細胞增殖、有機體，尤其是微生物的存在/水準等)的任何可檢測的負效應。通常，抑制反映在當與對照相比時，目標過程(例如，物件的體重或者物件中的總膽固醇、LCL-C或甘油三酯的血液水準)或上述下游參數中的任一個降低至少10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或更高。“抑制”還包括100%減少，即完全除去、阻止或消除目標生物過程或信號。在本公開內容中以類似的方式使用其它相關術語如“阻抑(suppressing)”、“阻抑(suppression)”、“減少(reducing)”和“減少(reduction)”以指代目標生物過程或信號降低到不同的水準(例如，與對照水準相比降低至少10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或更高)直到完全消除。另一方面，諸如“活化(activate)”、“活化(activating)”、“活化(activation)”、“增加(increase)”、“增加(increasing)”、“促進(promote)”、“促進(promoting)”、“增強(enhance)”、“增強(enhancing)”或“增強(enhancement)”的術語在本公開內容中用於涵蓋目標過程或信號的不同水準的正變化(例如，與對照水準，例如表2-6中示出的一種或多種細菌物種的對照水準或者物件血液中HDL-C的對照水準，相比增加至少約5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、200%或更高，如3倍、5倍、8倍、10倍、20倍)。
術語“抗菌劑”是指能夠抑制、阻抑或防止細菌物種的生長或增殖的任何物質。具有抗菌活性的已知試劑包括通常阻抑廣譜細菌物種增殖的各種抗生素以及可以抑制特定細菌物種增殖的試劑，如反義寡核苷酸、小的抑制性RNA等。術語“抗菌劑”被類似地定義為涵蓋具有殺死幾乎所有細菌物種的廣譜活性的試劑以及特異性阻抑目標細菌增殖的試劑。
“相對豐度百分比”當用於描述與存在於相同環境中的所有細菌物種相關的特定細菌物種(例如，表2-6中任一個所示的那些中的任一種)的存在的上下文中時，是指以百分比形式表示的細菌物種在所有細菌物種的量中的相對量。例如，一種特定細菌物種的相對豐度百分比可以通過將一個給定樣品中對該物種具有特異性的DNA的量(例如，通過定量聚合酶鏈式反應測定)與同一樣品中所有細菌DNA的量(例如，通過定量聚合酶鏈式反應(PCR)和基於16s rRNA序列的測序測定)進行比較來測定。
“絕對豐度”當用於描述組合物(例如FMT供體糞便樣品)中特定細菌物種(例如表2-6所示的那些中的任一種)的存在的上下文中時，是指來源於組合物中所有DNA的量中的細菌物種的DNA的量。例如，一種細菌的絕對豐度可以通過將一種給定樣品中對該細菌物種具有特異性的DNA的量(例如，通過定量PCR測定)與同一樣品中所有糞便DNA的量進行比較來測定。
本文所用的組合物如糞便樣品的“總細菌載量”是指組合物(如糞便樣品)中所有DNA的量中的所有細菌DNA的量。例如，細菌的絕對豐度可以通過將一種給定樣品中細菌特異性DNA的量(例如，通過定量PCR測定的16s rRNA)與同一樣品中所有DNA的量進行比較來測定。
本文所用的術語“有效量”是指使用或施用物質(例如，表2-6中的一種或多種有益細菌物種)而產生所需效果(例如，對目標過程的抑制或阻抑效果，如物件體重的變化，總膽固醇、LDL-C或甘油三酯的水準)的物質的量。效果包括抑制或降低這些水準至任何可檢測出的程度。確切的量將取決於物質(活性劑)的性質、使用/施用的方式和應用的目的，並且將是本領域技術人員使用已知技術以及本文所述的那些技術可確定的。當將“有效量”的一種或多種有益細菌物種(例如，表2-6中示出的那些)人工引入旨在用於FMT的組合物中時，其意指所引入的相關細菌的量足以賦予FMT受體健康益處，如體重減輕、對胰島素的敏感性提高、血液膽固醇/LDL-C/甘油三酯水準降低和/或HDL-C水準升高。
本文所用的術語“約”表示指定值+/-10%的數值範圍。例如，“約10”表示9至11(10+/-1)的數值範圍。 發明詳述 I. 引言
本發明提供了用於在進行程式之前評估有效FMT的可能性，以及用於提高FMT程式在賦予受體某些健康益處(如體重和膽固醇控制)的有效性的新方法。在他們的研究過程中，本申請的發明人發現受體的胃腸道和旨在用於FMT的組合物(如供體的糞便)中某些細菌物種的存在和相對豐度與FMT的結果直接相關。例如，發現表2-6中所示的細菌物種的存在，尤其是在升高的水準下，賦予FMT受體健康益處，如在受體中誘導體重減輕，降低血液膽固醇水準、LDL-C水準和/或甘油三酯水準，以及增加血液HLDL-C水準。分析所提議的FMT供體糞便中這些相關細菌物種的水準可以確定該個體是否是適當的FMT供體或者兩個或更多個候選供體中的哪個個體將作為FMT的最佳供體，以便優化治療結果，尤其是上述健康益處。 II. FMT供體/受體選擇和製備
患有艱難梭菌感染(CDI)，尤其是復發性CDI的患者通常被認為是FMT治療的受體。除了CDI之外，其它疾病和病況也適於FMT治療，所述其它疾病和病況包括消化系統或神經系統的那些疾病和病況，如結腸炎、腸易激綜合征(IBS)、克羅恩病、急性移植物抗宿主病(aGvHD)、由耐多藥細菌如CRE或VRE引起的感染、多發性硬化、帕金森病、糖尿病和肥胖。
FMT中使用的糞便物質是從健康供體獲得的，然後被加工成用於在即將到來的FMT程式中的預期遞送手段的適當形式。直到最近，FMT供體的一般標準已經僅僅為供體是健康的個體，沒有任何已知的疾病或病症，尤其是在消化道中的疾病或病症，儘管通常同一家庭的成員作為受體給予一些優先權。
本申請的發明人在他們的研究中已經發現，在受體的胃腸道或供體糞便(其在加工之後用於移植中)中的一種或多種“有益”細菌物種(如表2-6中所示的那些)的升高的存在可以在患者的FMT治療之後賦予顯著的健康益處，如在受體中體重減輕、改善的胰島素敏感性、降低的血液/血清/血漿膽固醇(尤其是LDL-C)或甘油三酯水準以及增加的血液/血清/血漿膽固醇HDL-C水準。
這種啟示使得對作為適當的FMT供體的個體的初始篩選以及作為成功和有益的FMT治療的可能候選者的患者的初始篩選成為可能，尤其是在治療肥胖或代謝綜合征(包括胰島素不敏感性和/或II型糖尿病)的情況下：如果候選供體的糞便含有最小或升高水準的表2-6中所示的任何一種或多種細菌物種(例如，每種大於總細菌的約0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.0075%、0.0078%、0.008%、0.01%、0.012%、0.1%、0.115%、0.147%、0.2%、0.25%、0.255%、0.4%、0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.5%、1.8%、2%、2.021%、2.5%、2.8%、2.864%或3%的截止值)，則該候選者被認為是適合作為FMT供體，並且可以立即取回他的糞便進行處理以及隨後用於FMT；另一方面，如果候選者的糞便樣品沒有顯示這些有益細菌物種或僅顯示低水準的這些有益細菌物種(例如，每種不大於總細菌的約0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.0075%、0.0078%、0.008%、0.01%、0.012%、0.1%、0.115%、0.147%、0.2%、0.25%、0.255%、0.4%、0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.5%、1.8%、2%、2.021%、2.5%、2.8%、2.864%或3%的截止值)，則該候選者不被認為是直接適當的FMT供體，並且在潛在使用之前不應取出他的糞便材料用於FMT中而沒有必要的修飾。在加工用於FMT之前改善供體糞便材料的一種可能手段是人工引入一種或多種有益的細菌物種(例如表2-6中的那些)，其可以已經經過人工培養，然後濃縮、分離、富集或純化，以便增加用於FMT的糞便材料中這樣的細菌物種的存在(例如每種物種大於總細菌的約0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.0075%、0.0078%、0.008%、0.01%、0.012%、0.1%、0.115%、0.147%、0.2%、0.25%、0.255%、0.4%、0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.5%、1.8%、2%、2.021%、2.5%、2.8%、2.864%或3%的截止值)。
理想地，由供體糞便材料製備並且旨在用於FMT以治療肥胖或代謝綜合征或II型糖尿病或者升高/不健康的高水準的膽固醇、LDL-C和甘油三酯的可取的FMT組合物具有高水準的一種或多種有益細菌物種(例如，表2-6中所示的那些)。因此，雖然可以對旨在用於FMT的組合物進行修飾以解決有益細菌水準不足，但一種可能的修飾是增加一種或多種有益細菌物種(例如表2-6中所示的那些)的水準，例如通過補充旨在用於FMT的轉移材料或通過將足夠量的這樣的有益細菌物種直接引入受體的胃腸道中，任選地同時阻抑一種或多種有害細菌物種(例如表1b中所示的那些)的水準以使受體可以從FMT程式得到的潛在健康益處最大化。
在文獻中已經報導了用於測定樣品中所有細菌物種水準的各種方法，例如，利用通常共有的16S rDNA細菌序列中的序列相似性來對細菌多核苷酸序列進行擴增(例如，通過PCR)和測序。另一方面，任何給定細菌物種的水準可以通過其獨特的基因組序列的擴增和測序來確定。豐度百分比通常用作表示給定環境中細菌物種的相對水準的參數。 III. 使用有益微生物的治療方法
本申請的發明人的發現揭示了(1)在個體的糞便或胃腸道中或者在來源於用於FMT的供者糞便的轉移材料中的某些“有益的”細菌物種與(2)存在/不存在通過FMT治療賦予FMT受體的顯著健康益處(如體重減輕、改善的胰島素敏感性、降低的血液膽固醇/LDL-C/甘油三酯水準和增加的HDL-C水準)之間的直接相關性。該發現不僅允許設計初始篩選方法來鑒定適當的供體和受體以確保來自FMT程式的治療功效和/或健康益處，而且還通過調節(增加或降低)供體糞便材料和在FMT治療之前受體中本文表2-6中示出的一種或多種有益細菌物種的水準使得增強或優化FMT程式賦予的潛在健康益處的不同方法成為可能。
如以上部分中所論述的，當所提議的FMT供體的糞便經測試且發現含有不足水準的一種或多種有益細菌物種，如表2-6中所示的那些時(例如，糞便樣品中每種小於總細菌的約0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.0075%、0.0078%、0.008%、0.01%、0.012%、0.1%、0.115%、0.147%、0.2%、0.25%、0.255%、0.4%、0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.5%、1.8%、2%、2.021%、2.5%、2.8%、2.864%或3%的相應截止值)，所提議的供體被認為是用於旨在賦予健康益處，如降低的體重、對胰島素的致敏反應、降低的血液膽固醇/LDL-C/甘油三酯水準和升高的HDL-C水準的FMT的不合適的供體，他可能作為有利於糞便樣品表現出更有利的細菌分佈的另一個個體的供體是不合格的，並且他的糞便材料由於缺乏賦予這樣的有益健康效果的前景而不應立即用於FMT，除非糞便材料被適當地改變。鑒於本申請的發明人的發現，在預期缺乏來自FMT治療的健康益處可以容易改善的這些情況下，例如，可以將表2-6中所示的一種或多種細菌物種從外源引入供體糞便材料中，使得糞便材料中細菌物種的水準增加(例如，至少達到糞便材料中總細菌的約0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.0075%、0.0078%、0.008%、0.01%、0.012%、0.1%、0.115%、0.147%、0.2%、0.25%、0.255%、0.4%、0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.5%、1.8%、2%、2.021%、2.5%、2.8%、2.864%或3%的相應截止值)，然後將其加工用於FMT中以治療肥胖、代謝綜合征、II型糖尿病或不健康的高水準的膽固醇/LDL-C/甘油三酯。具有類似預期目標的預處理方案可以用於準備不久將接受FMT治療的患者，以便使其接受諸如上文和本文所述的那些健康益處的潛能最大化。
在完成FMT程式後，立即可以通過每天連續測試糞便樣品中的有益細菌物種的水準直到FMT後5天來進一步監測受體，同時還監測所治療的病況的臨床症狀以及預期的健康益處(例如，體重、血液膽固醇、LDL-C、甘油三酯或HDL-C水準)，以便評估FMT結果和受體的胃腸道中相關細菌的相應水準：在治療肥胖/患者體重控制的情況下，表2-6中示出的細菌物種的水準可以結合所獲得的健康益處的觀察來監測，所述健康益處如體重減輕、胰島素敏感性改善、血液膽固醇/LDL-C/甘油三酯降低和提高血液HDL-C水準。 IV. 用於改進的FMT的試劑盒和組合物
本發明還提供了新的試劑盒和組合物，其可以用於改善通過涉及FMT的各種治療性和/或預防性治療方案遞送的治療功效和健康益處。例如，在用於治療需要FMT的患者(例如，用於肥胖/體重控制、降低血液膽固醇/LDL-C/甘油三酯水準、提高血液HDL-C水準)的試劑盒中，第一組合物旨在移植到患者或FMT受體中，第二組合物用於提高一種或多種有益細菌物種(如表2-6中所示的那些)的水準，該組合物可以傾向於加入到第一組合物中或者可以將其預期施用至受體，例如直接沉積在胃腸道中，如通過食道胃十二指腸鏡檢查(OGD)、乙狀結腸鏡檢查或灌腸遞送在腸道中。第一組合物包含來自供體的糞便材料，其可以直接沉積在受體的下胃腸道中(例如，濕或半濕形式)或通過口服攝入(例如，冷凍乾燥封裝的)，所述糞便材料已經按照FMT程式中的遞送手段進行加工、配製和包裝成適當的形式。在一些情況下，第二組合物可以包含足夠或有效量的一種或多種有益細菌物種(如表2-6中所示的那些)，使得可以在FMT之前將其加入到第一組合物中，目的是優化實現治療功效和/或賦予受體健康益處的前景。將組合物配製用於預期的遞送方法，例如通過口服攝入或通過局部沉積(例如栓劑)。第一組合物和第二組合物通常分別保存在試劑盒的兩個不同容器中。在一些情況下，除了用於增加有益細菌物種的組合物之外，還有包含廣譜抗菌劑的另外的組合物，並且它們作為試劑盒的第二組分和第三組分提供在單獨的容器中。通常，試劑盒還將包含為試劑盒的使用者提供詳細說明的印刷材料，如提供用於向受體施用第一組合物和第二組合物(和任選地第三組合物)的時間表和給藥安排的資訊。
在本發明的另一個方面，可以設計可用於具有改善功效的FMT的替代性組合物以含有至少這兩種組分：(1)含有活的糞便微生物的供體糞便材料，以及(2)通常阻抑幾乎所有細菌物種的生長或增殖的抗菌劑。這樣的廣譜抗菌劑可以用於阻抑準備FMT治療的FMT之前的患者的胃腸道中的所有細菌物種，從而優化表2-6中示出的一種或多種細菌物種的有益健康效果。 實施例
以下實施例僅通過示例方式而非通過限制性方式提供。本領域技術人員將容易地認識到可以改變或修改各種非關鍵參數以產生基本相同或類似的結果。 引言
本發明的目的是確定人的腸道真菌組(fungome)和病毒組如何與高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)相關，並且如何可能影響與低HDL-C相關的疾病。HDL-C是有利的膽固醇，並且較高水準與心血管疾病的較低風險相關。本發明的實際應用包括通過調節人的腸道真菌組和病毒組來改善人的健康和與低HDL-C相關的相對疾病風險，如肥胖、心血管疾病、高血壓和糖尿病。這些措施可以包括具有優化方案的糞便微生物群移植(FMT)、合成真菌和/或病毒物種補充、清除微生物以減少或治療低HDL-C相關疾病的對策。這將促進微生物產品的開發，以及增加建立糞便庫及其衍生產品在診斷和治療中的一套標準。 實施例1 肥胖患者中IMT的開放標籤臨床試驗 方法 研究設計
在肥胖物件中進行腸道微生物群移植的開放標籤臨床試驗(NCT03789461)。招募年齡為18-75歲，體重指數(BMI)≥28 kg/m2 且＜45 kg/m2 以及獲得知情同意的物件。在研究期間，物件接受強化的IMT，持續總計20天。在治療期間的每週，對象接受5天的IMT(進行5天和停止2天)。在同一時期，對象還接受飲食和生活方式建議。在IMT之後，在第6周、第8周、第12周、第16周對對象進行隨訪。收集對象的糞便樣品。另外，在IMT期間從對象獲取十二指腸和結腸活檢。 腸道微生物群移植(IMT)
在接受IMT之前，物件接受5天的由每天3次的萬古黴素500mg，每天3次的甲硝噠唑500mg和每天3次的阿莫西林500mg組成的抗生素，以增強來自IMT的微生物群的植入。然後，物件接受20天的IMT。將100-200ml的IMT溶液在住院病人或門診病人背景中經由標準程式(包括食道胃十二指腸鏡檢查(OGD)、乙狀結腸鏡檢查或灌腸)輸注至患者。 1. 經由OGD：在2-3分鐘內經由OGD將100-200 ml的IMT溶液輸注至遠端十二指腸或空腸中。在輸注之後，在排出之前監測物件1小時。 2. 經由乙狀結腸鏡檢查：在2-3分鐘內經由乙狀結腸鏡檢查將100-200ml的IMT溶液輸注至遠端結腸中。在輸注之後，在排出之前監測物件1小時。 3. 經由灌腸：將100-150ml的IMT溶液經由灌腸自施用或在研究團隊的幫助下經由灌腸施用。指示物件保留灌腸劑20-30分鐘。在每次灌腸之前給予4mg洛呱丁胺以增強IMT溶液的保留。 香港中文大學的糞便庫的糞便供體
供體(BMI＜23kg/m2 )是來自一般人群的志願者，包括配偶或合作夥伴、一級親屬、其它親屬、朋友和潛在物件已知或未知的其它人。邀請符合合格標準的潛在供體進行篩選實驗室測試。進行了感染性疾病的一系列實驗室測試和訪談。在本研究中使用來自合格供體的糞便。在本研究中，所有物件接受來自單個供體的糞便。 飲食和生活方式建議
在每次治療訪問中由研究營養師和受過培訓的研究人員聯繫物件。根據物件的飲食習慣、身體活動模式和其它生活方式習慣來指導物件。在最初的評估和隨訪中收集飲食歷史。對於前4周，物件完成24小時的飲食回憶；此後，每隔一周記錄3天的飲食，直到26周。這些是面對面進行的或通過電話進行的。每隔一周直到第26周以及對於剩餘的研究期每26周進行電話隨訪。對象還接受膳食補充劑如Metamucil(車前子殼(Psyllium husk))。 人口統計學和病史
通過查閱物件病歷以及由醫生和研究人員與物件進行面談，獲得了諸如性別、年齡、吸煙和飲酒狀況、疾病發作、共病疾病、藥物史、臨床測試結果的人口統計學和病史。 肥胖測量
測量體重、身高、BMI、腰臀圍、腰臀比、血壓和心率。 常規血液測試
收集血液樣品用於全血細胞計數(CBC)、腎功能檢驗(RFT)、肝功能檢驗(LFT)、C反應蛋白(CRP)和鎂。測量葡萄糖、胰島素(僅在基線和第4周)、總膽固醇、低密度脂蛋白(LDL)膽固醇、高密度脂蛋白(HDL)膽固醇、甘油三酯和血紅蛋白A1c(HbA1C)的空腹血清濃度。對於基線，在第一次IMT之前的7天內收集血液樣品。 臨床實驗室測試
在IMT之前和在第4周、第12周、第16周、第20周和第24周收集空腹血液樣品，測試全血細胞計數(CBC)、腎功能檢驗(RFT)、肝功能檢驗(LFT)、C反應蛋白(CRP)、鎂、葡萄糖、胰島素(僅在IMT之前和第24周)、總膽固醇、低密度脂蛋白(LDL)膽固醇、高密度脂蛋白(HDL)膽固醇、甘油三酯和血紅蛋白A1c (HbA1C)。 統計方法
使用SPSS進行統計分析。重複測量ANOVA用於確定三個治療組內基線、第12周、第16周、第20周和第24周隨訪之間的差異。計算基線和每個時間點之間的差值。使用Bonferroni檢驗進行事後分析。p值＜0.05被認為是顯著的。 DNA提取
通過使用Maxwell® RSC PureFood GMO and Authentication Kit (Promega)提取糞便和黏膜DNA。將大約100 mg糞便樣品或黏膜活檢物懸浮於補充有1.6 μl 2-巰基乙醇和500 U裂解酶(Sigma)的800 μL TE緩衝液(pH 7.5)中，並在37℃孵育60分鐘。然後將樣品以13,000×g離心2分鐘，並棄去上清液。在該預處理之後，隨後使用Maxwell® RSC PureFood GMO and Authentication Kit (Promega)根據製造商的說明從沉澱中提取DNA。簡而言之，將1ml CTAB緩衝液加入到沉澱中並渦旋30 s，然後將溶液在95℃加熱5分鐘。之後，用珠子(Biospec，對於真菌，0.5mm；以及對於細菌，0.1mm，1:1)以最大速度充分渦旋樣品15分鐘。然後，加入40 μl蛋白酶K和20 μl RNA酶A，並將混合物在70℃孵育10分鐘。然後通過以13,000×g離心5分鐘獲得上清液，並將其置於用於DNA提取的Maxwell® RSC儀器中。經由Ilumina Novoseq 6000 (Novogen, Beijing, China)將提取的糞便DNA用於超深度的宏基因組測序。 品質過濾巨集基因組序列資料
如下使用Trimmomatic v0.361 過濾和品質修整原始序列讀數：1)修整低品質堿基(品質得分＜20)；2)去除短於50bp的讀數；3)去除長度小於50bp的序列；4)跟蹤和切掉測序適配子。使用具有預設參數的Kneaddata (參考資料庫：GRCh38 p12)過濾污染的人類讀數。 從宏基因組資料集中對細菌微生物組進行分佈分析
通過將讀數映射到分支特異性標誌物2 經由MetaPhlAn2進行細菌微生物組(細菌組(bacteriome))的分佈分析，下載通過Bowtie2的物種泛基因組的注釋，並將其用作參照，以使用Bowtie23 對齊乾淨的序列讀數，從而在巨集基因組資料集中搜索ITS序列。然後對齊的ITS序列用於將真菌分類群的豐度歸為每百萬個映射的ITS讀數的每千堿基的讀數(RPKM)。通過斯皮爾曼相關性估計(Spearsman’s correlation estimation)分析IMT後患者體重減輕與細菌微生物組組成之間的相關性。 16s rRNA測序和品質控制
將提取的黏膜DNA樣品在Illumina Hiseq 2500平臺(V3-V4區，2×250bp)上測序。如前所述，品質控制和資料分析在mothur (v 1.38.0)中實施。去除具有模糊堿基和長於275 bp的任何序列，並使用NAST演算法與非冗餘Greengenes資料庫(v 13.8)比對。丟棄未能與V3-4區對齊的任何序列。將剩餘的序列修整到與它們完全重疊的相同對齊座標，然後去除均聚物並通過UChime檢測嵌合體的存在。 16s rRNA測序數據分析
將所得序列針對Greengenes資料庫進行分類，並用最深水平的分類群進行注釋，所述最深水平的分類群由在樸素貝葉斯分類器(naive Bayesian classifier)的1,000次反覆運算中平均至少80%的偽自舉置信度評分(pseudo-bootstrap confidence score)表示。去除被分類為源自古菌、真核生物、葉綠體、線粒體或未知界的任何序列。根據與至少80%的序列達成一致的共有分類，將注釋的序列分配到系統型(phylotype)。 結果 體重減輕
招募9名對象。所有9名物件在IMT之後均顯示出體重減輕(表1)。在IMT後的隨訪期間，物件IMT5、IMT6和IMT7在所有IMT受體中均顯示出最顯著的體重減輕。IMT1在IMT之後顯示出適度和可持續的體重減輕。IMT後的體重減輕與糞便細菌分佈之間的相關性分析將普通擬桿菌和絨毛提氏菌鑒定為與體重減輕相關的主要物種(圖1)。它們與體重減輕的相應相關係數是-25.89和-96.34。因此，相對於其它受體，普通擬桿菌在IMT5、IMT6和IMT7(其具有最顯著的體重減輕)的IMT後的糞便中顯示出較高的存在(圖1)。相對於其它受體，絨毛提氏菌在IMT1和IMT5的IMT後的糞便中顯示出較高的存在(圖1)。另外，相對於其它受體，絨毛提氏菌在IMT6和IMT7的黏膜(十二指腸和結腸兩者)處顯示出較高的存在(圖2)。這些資料表明，普通擬桿菌(NCBI分類單元ID 821)和絨毛提氏菌(NCBI分類單元ID 328813)在減少肥胖中起重要作用。 表1 在接受腸道微生物群移植(IMT)之後肥胖物件的體重變化
IMT 受體 IMT001 IMT002 IMT003 IMT004 IMT005 IMT006 IMT007 IMT008 IMT009
性別 M M F M F F F F M
糞便 供體 D8 D8 D8 D8 D16 D16 D15 D18 D19
初始體重(kg) 113.4 127.1 95.5 98.5 111.6 108.9 98.3 84.1 82.8
體重變化(kg)
第4周 -4.7 -1.9 -0.5 -2.9 -2.7 -2.5 -2.8 -3.9 -1.1
第6周 -2.7 -1.6 -2.3 -1.1 -3.7 -1.6 預設值 -3.3 0.1
第8周 -3.2 1.3 -1.8 -0.9 -4.2 -4.2 -5.4 -1.5 -1.2
第12周 -3 0.4 -0.9 -0.9 -3.3 -3.2 -8.1 -2.7 -0.9
第16周 -2.8 0.4 -0.7 -1.4 -5.2 -4.1 -3.3 -1 -0.9
表2 用於減輕體重的細菌物種
細菌物種 NCBI分類 單元ID 截止值 (相對豐度)
普通擬桿菌 821 1%
絨毛提氏菌 328813 0.1%
降低低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水準
最佳總膽固醇水準是約150 mg/dL (3.8 mmol/L)，對應於約100 mg/dL (2.6 mmol/L)的LDL-C水準4 。在基線處具有3.6 mmol/L的升高水準的LDL-C的兩名對象(IMT003和IMT007)在接受20天的IMT之後顯示出LDL-C的顯著降低。IMT003是一名42歲女性。與基線相比，IMT003的LDL-C水準在第3周和第6周均降低8.33%，在第16周降低11.11%。IMT007是一名34歲的女性，與基線相比，她的LDL-C水準在第3周和第6周分別顯示出5.56%和19.44%的降低。 實施例2 健康中國人的橫斷面研究(cross-sectional study) 方法群 組 描述 和研究物件
招募總計942名健康的中國人。本研究由合辦的香港中文大學-新界東方集群臨床研究倫理委員會(Joint Chinese University of Hong Kong, New Territories, East Cluster Clinical Research Ethics Committee)(合辦的CUHK-NTEC CREC, CREC Ref. No: 2016.407)，以及昆明醫學院第一附屬醫院的制度審查委員會(IRB)和研究倫理委員會(Ref. No: 2017.L.14)批准。所有物件同意捐獻糞便樣品以及血液樣品和同意問卷調查，其中獲得書面知情同意。將來自研究物件的糞便樣品儲存在-80℃用於下游微生物分析。 糞便DNA提取和DNA測序
通過使用Maxwell® RSC PureFood GMO and Authentication Kit (Promega)提取糞便DNA。將大約100 mg的每個糞便樣品用1 ml ddH2 O預洗滌，並通過在13,000×g離心1分鐘進行沉澱。將沉澱重懸於補充有1.6 μl 2-巰基乙醇和500 U裂解酶(Sigma)的800 μL TE緩衝液(pH 7.5)中，並在37℃孵育60分鐘，這增加真菌細胞的裂解功效。然後將樣品以13,000×g離心2分鐘，並棄去上清液。在該預處理之後，隨後使用Maxwell® RSC PureFood GMO and Authentication Kit (Promega)根據製造商的說明從沉澱中提取DNA。簡而言之，將1ml CTAB緩衝液加入到沉澱中並渦旋30 s，然後將溶液在95℃加熱5分鐘。之後，用珠子(Biospec，對於真菌，0.5mm；以及對於細菌，0.1mm，1:1)以最大速度充分渦旋樣品15分鐘。然後，加入40 μl蛋白酶K和20 μl RNA酶A，並將混合物在70℃孵育10分鐘。然後通過以13,000×g離心5分鐘獲得上清液，並將其置於用於DNA提取的Maxwell® RSC儀器中。經由Ilumina Novoseq 6000 (Novogen, Beijing, China)將提取的糞便DNA用於超深度的宏基因組測序。獲得每個樣品的平均52±6.3百萬個讀數(12G乾淨資料)。 原始序列的品質修整
如下使用Trimmomatic v0.361 過濾和品質修整原始序列讀數：1)修整低品質堿基(品質得分＜20)；2)去除短於50bp的讀數；3)去除長度小於50bp的序列；3)跟蹤和切掉測序適配子。使用具有預設參數的Kneaddata (參考資料庫：GRCh38 p12)過濾污染的人類讀數。 微生物組的分佈分析
通過將讀數映射到分支特異性標誌物2 以及通過Bowtie2的物種泛基因組的注釋3 ，經由MetaPhlAn2進行細菌微生物組(細菌組)的分佈分析。所得細菌物種豐度表用於與血液參數相關。皮爾森相關性和斯皮爾曼相關性以及P值使用R中的cor和cor.test函數計算，並使用ggplot2視覺化。 結果 腸道細菌與人類血液參數相關
研究了人類腸道細菌的組成，並將細菌物種的豐度與所有健康物件的血液參數相關聯。在所有探測的血液參數中，脂質代謝相關參數，如甘油三酯、總膽固醇、高密度脂蛋白-膽固醇(HDL)、低密度脂蛋白-膽固醇(LDL-C)和葡萄糖是特別感興趣的，因為它們的水準與代謝疾病的風險密切相關。
發現物種產液阿德勒克羅伊茨菌(Adlercreutzia equolifaciens )、產氣柯林斯菌(Collinsella aerofaciens )、食竇魏斯氏菌(Weissella cibaria )、融合魏斯氏菌(Weissella confusa )、格氏乳球菌(Lactococcus garvieae )、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis )、穗狀丁酸弧菌(Butyrivibrio crossotus )、人羅斯拜瑞氏菌(Roseburia hominis )和伶俐瘤胃球菌(Ruminococcus callidus )與脂質代謝參數(總膽固醇、甘油三酯、LDL-C)呈負相關，表明這些物種是保護宿主免受代謝疾病和心血管疾病的推定有益微生物。另外，物種陰溝腸桿菌顯示出與總膽固醇、LDL-C和甘油三酯呈負相關，以及與HDL-C呈正相關(表3)，表明該物種也是一種保護免受代謝疾病和心血管疾病的有用微生物。 表3 用於降低低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)的細菌物種
細菌物種 NCBI分類單元ID 截止值(相對豐度)
產液阿德勒克羅伊茨菌 446660 0.147%
產氣柯林斯菌 74426 2.864%
食竇魏斯氏菌 137591 0.01%
融合魏斯氏菌 1583 0.01%
格氏乳球菌 1363 0.01%
乳酸乳球菌 1358 0.01%
穗狀丁酸弧菌 45851 0.01%
人羅斯拜瑞氏菌 301301 0.078%
伶俐瘤胃球菌 40519 0.01%
陰溝腸桿菌 550 0.01%
實施例3：患有肥胖和糖尿病的物件中腸道微生物群移植的隨機安慰劑對照試驗 方法 研究設計
在患有2型糖尿病(NCT03127696)的肥胖物件中進行腸道微生物群移植(IMT)的隨機安慰劑對照研究。招募符合威爾斯親王醫院(Prince of Wales Hospital)合格標準的同意物件。納入標準包括年齡是18-70歲，BMI≥28 kg/m2 且＜45 kg/m2 ；以及診斷為2型糖尿病≥3個月。排除標準包括當前妊娠，在前1年中使用任何體重減輕藥物，已知病史或伴隨的顯著胃腸病症(包括炎性腸病、當前結腸直腸癌、當前GI感染)，已知病史或伴隨的顯著食物過敏，免疫抑制物件，已知的嚴重器官衰竭(包括失代償期肝硬化)病史，炎性腸病，腎衰竭，癲癇，獲得性免疫缺陷綜合征，當前的活動性膿毒病，近2年的活動性惡性疾病，食道胃十二指腸鏡檢查(OGD)的已知禁忌症，近3個月使用益生菌或抗生素，隨機化的服用鈉-葡萄糖共轉運蛋白-2抑制劑或胰高血糖素樣肽-1受體激動劑，或隨機化的服用質子-泵抑制劑。將對象以1:1:1的比例隨機分成3個組(組1：IMT和生活方式改變計畫，組2：單獨的IMT，組3：對照劑(sham)和生活方式改變計畫)(圖2)。 禁止用藥
在研究期間不允許使用抗生素、益生菌或益生元製劑、鈉-葡萄糖共轉運蛋白-2(SGLT2)抑制劑、胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)受體激動劑或質子泵抑制劑(PPI)。 腸道微生物群移植(IMT)/對照劑輸注
在第0周、第4周、第8周和第12周，對象接受4次IMT/對照劑輸注並隨訪直到第24周。每次，在2-3分鐘內，將100-200 ml IMT/對照劑溶液經由OGD輸注到遠端十二指腸或空腸中。如下製備IMT和對照劑溶液。
IMT：使用來自糞便庫供體的冷凍糞便。對於每次IMT，使用來自單個供體的糞便或混合來自多個供體的糞便輸注IMT溶液。通過用無菌鹽水(0.9%)稀釋糞便來製備IMT溶液。將該溶液混合並用篩檢程式過濾。然後將所得上清液儲存為冷凍的IMT溶液以供以後使用。
對照劑：將無菌鹽水(0.9%)用作對照劑。 香港中文大學的糞便庫的糞便供體
供體(BMI＜23kg/m2 )是來自一般人群的志願者，包括配偶或合作夥伴、一級親屬、其它親屬、朋友和潛在物件已知或未知的其它人。邀請符合合格標準的潛在供體進行篩選實驗室測試。進行了感染性疾病的一系列實驗室測試和訪談。在本研究中使用來自合格供體的糞便。物件可以接受來自單個或多個供體的糞便，所述供體的身份對於對象是不可獲得的。 結果
招募61名物件並將其隨機分配到IMT和生活方式改變計畫(LSM, n = 21)，單獨的IMT (n = 20)以及對照劑和生活方式改變計畫(LSM, n = 20)。四名物件退出本研究。結果顯示在三個治療組之間治療之後三個月LDL膽固醇水準的顯著差異(p=0.001，重複測量ANOVA)。事後分析顯示，IMT和生活方式改變計畫的組中的LDL膽固醇水準顯著低於單獨的IMT(p=0.003)以及對照劑和生活方式改變計畫(p=0.003)的LDL膽固醇水準。在第12周(3次IMT之後)觀察到IMT和生活方式改變計畫的組中LDL膽固醇水準降低，並且甚至在停止IMT之後保持在基線以下的水準。觀察到這樣的效果直到在第24周最後一次隨訪(圖4)。
三個治療組之間總膽固醇水準也有顯著差異(p=0.021，重複測量ANOVA)。事後分析顯示，當與單獨的IMT的組相比時，接受IMT和生活方式改變計畫的組中總膽固醇顯著降低(p=0.029)。與LDL膽固醇水準類似，自第12周開始，觀察到IMT和生活方式改變計畫的組中的總膽固醇水準降低。儘管在第16周和第20周，IMT和生活方式改變計畫的組中的總膽固醇增加，但總體趨勢仍低於基線(圖5)。在隨機化組之間HDL膽固醇和甘油三酯沒有顯著差異。
在IMT和生活方式改變的組中，LDL膽固醇水準在第12周、第16周、第20周和第24周分別降低了14.4%、8.7%、5.9%和10.1%。在單獨的IMT的組(沒有生活方式改變)中，接受的3名物件(FDM017、FDM026和FDM060)顯示出LDL-C降低。與基線相比，FDM017(59歲的男性)在第24周顯示出LDL膽固醇水準降低28%。FDM026(36歲男性)在第24周顯示出LDL-C降低18%。FDM060(45歲女性)在第24周顯示出LDL膽固醇降低13%。
發現物種微核巨球形菌(Megasphaera micronuciformis )、肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumonia )與LDL呈負相關，黏膜乳桿菌(Lactobacillus mucosae )、鼠李糖乳桿菌(Lactobacillus rhamnosus )與TC呈負相關，而糞擬桿菌(在西方個體的微生物組中常見的纖維降解共生體)與TC和LDL呈負相關，表明這些物種是保護宿主免受代謝疾病和心血管疾病的推定的有用微生物(表4和5)。
另外，物種糞擬桿菌顯示出與總膽固醇、LDL-C和甘油三酯呈負相關以及與HDL-C呈正相關(圖6)，表明該物種也是一種保護免受代謝疾病和心血管疾病的有用微生物。
對於2型糖尿病患者，建議將血液LDL-C水準保持在1.8 mmol/L以下。與具有高LDL-C(＞1.8mmol/L)的患者相比，在具有正常LDL-C(＜=1.8mmol/L)的患者中，糞擬桿菌的相對豐度顯著更高(圖7)。在干預之後，在LDL-C水準恢復正常的患者中，糞擬桿菌的相對豐度增加，而在LDL-C水準保持較高的患者中，糞擬桿菌的相對豐度保持在低水準(圖7)。
在干預後的樣品中，副血鏈球菌(Streptococcus parasanguinis )與TC呈負相關，梭狀芽孢桿菌細菌(Clostridiales bacterium )1_7_47FAA 與TC和LDL呈負相關，毛螺菌科桿菌(Lachnospiraceae bacterium )_3_1_57FAA_CT1 、 假小鏈雙歧桿菌(Bifidobacterium pseudocatenulatum )、 鼠李糖乳桿菌、 卵瘤胃球菌(Ruminococcus obeum )、 內臟臭氣桿菌(Odoribacter splanchnicus )、 氫營養布勞特氏菌(Blautia hydrogenotrophica )、 埃氏擬桿菌(Bacteroides eggerthii )、 大腸厭氧桿菌(Anaerotruncus colihominis )與TG呈負相關(表4-6)。 表4 用於降低總膽固醇(TC)的細菌物種
細菌物種 NCBI分類單元ID 截止值(相對豐度)
黏膜乳桿菌 97478 0.01%
鼠李糖乳桿菌 47715 0.01%
糞擬桿菌 47678 0.012%
副血鏈球菌 1318 0.115%
梭狀芽孢桿菌細菌1_7_47FAA 457421 0.01%
表5 用於降低低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)的細菌物種
細菌物種 NCBI分類單元ID 截止值(相對豐度)
微核巨球形菌 187326 0.01%
肺炎克雷伯菌 573 0.008%
糞擬桿菌 47678 0.012%
梭狀芽孢桿菌細菌1_7_47FAA 457421 0.01%
表6 用於降低甘油三酯(TG)的細菌物種
細菌物種 NCBI分類單元ID 截止值(相對豐度)
糞擬桿菌 47678 0.012%
毛螺菌科桿菌_3_1_57FAA_CT1 8026 0.01%
假小鏈雙歧桿菌 47715 0.255%
鼠李糖乳桿菌 40520 0.01%
卵瘤胃球菌 28118 2.021%
內臟臭氣桿菌 53443 0.01%
氫營養布勞特氏菌 28111 0.01%
埃氏擬桿菌 169435 0.01%
大腸厭氧桿菌 8026 0.004%
本申請中引用的所有專利、專利申請和其它出版物(包括GenBank登錄號或等同物)出於所有目的通過引用整體併入。 參考文獻 1.Bolger AM, Lohse M, Usadel B. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics 2014; 30: 2114-2120. 2.Segata N, Izard J, Waldron L, et al. Metagenomic biomarker discovery and explanation. Genome biology 2011; 12: R60. 3.Langmead B, Salzberg SL. Fast gapped-read alignment with Bowtie 2. Nature methods 2012;9:357. 4.Grundy SM, Stone NJ, Bailey AL, et al. 2018 AHA/ACC/AACVPR/AAPA/ABC/ACPM/ADA/AGS/APhA/ASPC/NLA/PCNA Guideline on the Management of Blood Cholesterol: Executive Summary: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines. Circulation 2019; 139: e1046-e1081. 5.Magnusdottir S, Heinken A, Kutt L, et al. Generation of genome-scale metabolic reconstructions for 773 members of the human gut microbiota. Nat Biotechnol 2017; 35: 81-89.
[圖1]：在IMT之前、期間和之後供體和每個受體中的普通擬桿菌和絨毛提氏菌的相對豐度。‘OB’表示肥胖受體；‘W’表示IMT的第n周，其中第1-4周表示1個月的IMT週期，第5-16周表示IMT後的時間週期。‘D’表示在指定周內的第n天。
[圖2]：在一個月的IMT週期期間，每個IMT受體的十二指腸和結腸中的絨毛提氏菌的相對豐度。‘OB’表示肥胖受體；‘W’表示IMT的第n周，其中第1-4周表示1個月的IMT週期。‘D’表示在指定周內的第n天。
[圖3]：腸道微生物群移植(IMT)的隨機安慰劑對照研究的示意圖。
[圖4]：在第一次IMT之後的不同時間點，LDL膽固醇水準與基線相比的平均差異。每條線代表一個隨機化組。在第12周，在接受第4次IMT之前測量LDL膽固醇水準。在第1周停止IMT。
[圖5]：在第一次IMT之後的不同時間點，總膽固醇水準與基線相比的平均差異。每條線代表一個隨機化組。在第12周，在接受第4次IMT之前測量總膽固醇水準。在第12周停止IMT。
[圖6]：糞擬桿菌(Bacteroides caccae )的相對豐度與血液LDL-C和TC呈負相關(分別為R=-0.39, p＜0.01以及R=-0.47, p＜0.001)。
[圖7]：隨機對照試驗中糞擬桿菌的相對豐度。在整個試驗中LDL-C≤1.8mmol/L的患者被表徵為正常(綠色)；在整個試驗中LDL-C＞1.8mmol/L的患者被表徵為高的(藍色)；在基線處LDL-C＞1.8mmol/L的患者以及在干預之後LDL-C≤1.8mmol/L的患者被表徵為下降(紅色)。與具有正常LDL-C的患者相比，在基線(W0)處具有高LDL-C的患者具有顯著較低的糞擬桿菌豐度。在干預之後，在LDL-C水準恢復正常的患者中糞擬桿菌的相對豐度增加，而在LDL-C水準保持較高的患者中糞擬桿菌保持在低水準。

Claims (32)

  1. 一種用於在物件中減輕體重、降低低密度脂蛋白(LDL)-膽固醇、降低總膽固醇、降低甘油三酯或增加高密度脂蛋白(HDL)-膽固醇的方法，其包括將有效量的表2-6中示出的一種或多種細菌物種引入所述物件的胃腸道中。
  2. 如請求項1所述的方法，其還包括在所述引入步驟之前測量取自所述物件的糞便樣品中的所述一種或多種細菌物種的水準的步驟以及在所述引入步驟之後測量取自所述物件的另一個糞便樣品中的所述一種或多種細菌物種的水準的步驟。
  3. 如請求項2所述的方法，其中與所述引入步驟之前的一種或多種細菌物種的相應水準相比，所述引入步驟之後的一種或多種細菌物種的水準增加。
  4. 如請求項1所述的方法，其中所述引入步驟包括FMT或者向所述物件施用包含培養的和/或濃縮的所述一種或多種細菌物種的組合物。
  5. 如請求項1所述的方法，其還包括在所述引入步驟之後測定取自所述物件的糞便樣品中的所述一種或多種細菌物種的相對豐度百分比的步驟。
  6. 如請求項5所述的方法，其中在所述引入步驟之後所述一種或多種細菌物種的相對豐度百分比大於表2-6中的相應截止值。
  7. 如請求項1所述的方法，其中將有效量的細菌物種陰溝腸桿菌(Enterobacter cloacae )施用至所述物件，從而增加所述物件胃腸道中的細菌物種陰溝腸桿菌的水準並增加所述物件的高密度脂蛋白(HDL)-膽固醇。
  8. 如請求項7所述的方法，其還包括在所述施用步驟之前測量取自所述物件的血液樣品中的HDL-C水準的步驟以及在所述施用步驟之後測量取自所述物件的另一個血液樣品中的HDL-C水準的步驟。
  9. 如請求項1所述的方法，其中將有效量的表2中示出的一種或兩種細菌物種施用至所述物件，從而增加所述物件胃腸道中的所述一種或兩種細菌物種的水準並減輕所述物件的體重。
  10. 如請求項9所述的方法，其還包括在所述施用步驟之前測量所述物件的體重的步驟以及在所述施用步驟之後再次測量所述物件的體重的步驟。
  11. 如請求項1所述的方法，其中將有效量的表3和5中示出的一種或多種細菌物種施用至所述物件，從而增加所述物件胃腸道中的所述一種或多種細菌物種的水準並降低所述物件中的LDL-C水準。
  12. 如請求項11所述的方法，其還包括在所述施用步驟之前測量取自所述物件的血液樣品中的LDL-C水準的步驟以及在所述施用步驟之後測量取自所述物件的另一個血液樣品中的LDL-C水準的步驟。
  13. 如請求項1所述的方法，其中將有效量的表4中示出的一種或多種細菌物種施用至所述物件，從而增加所述物件胃腸道中的所述一種或多種細菌物種的水準並降低所述物件中的總膽固醇水準。
  14. 如請求項13所述的方法，其還包括在所述施用步驟之前測量取自所述物件的血液樣品中的總膽固醇水準的步驟以及在所述施用步驟之後測量取自所述物件的另一個糞便樣品中的總膽固醇水準的步驟。
  15. 如請求項1所述的方法，其中將有效量的表6中示出的一種或多種細菌物種施用至所述物件，從而增加所述物件胃腸道中的所述一種或多種細菌物種的水準並降低所述物件中的甘油三酯水準。
  16. 如請求項15所述的方法，其還包括在所述施用步驟之前測量取自所述物件的血液樣品中的甘油三酯水準的步驟以及在所述施用步驟之後測量取自所述物件的另一個糞便樣品中的甘油三酯水準的步驟。
  17. 如請求項1-16中任一項所述的方法，其中所述施用步驟包括口服施用或直接遞送至所述物件的胃腸道。
  18. 如請求項2或5所述的方法，其中通過定量聚合酶鏈式反應(PCR)確定所述一種或多種細菌物種的水準。
  19. 一種試劑盒，其包含(1)含有供體糞便的第一組合物；以及(2)含有有效量的表2-6中示出的一種或多種細菌物種的第二組合物。
  20. 如請求項19所述的試劑盒，其中所述第一組合物包含已經被乾燥並且被放置在用於口服攝入的膠囊中的供體糞便。
  21. 如請求項19所述的試劑盒，其中所述第一組合物包含供體糞便，其已經被配製成用於通過食道胃十二指腸鏡檢查(OGD)、乙狀結腸鏡檢查或灌腸遞送的溶液、懸浮液、半液體或糊劑。
  22. 如請求項19所述的試劑盒，其還包含在第三組合物中的有效量的降低物件胃腸道中的總細菌載量的抗菌劑。
  23. 鑒定FMT的合適供體的方法，其包括測定從候選者獲得的糞便樣品中的表2-6示出的一種或多種細菌物種的水準的步驟。
  24. 如請求項23所述的方法，其中表2-6中示出的一種或多種細菌物種的水準是相對豐度百分比。
  25. 如請求項24所述的方法，其中表2-6中示出的一種或多種細菌物種的水準大於表2-6中相應的截止值，並且所述候選者被鑒定為FMT的合適供體。
  26. 如請求項25所述的方法，其還包括從所述候選者獲得用於FMT的糞便材料。
  27. 如請求項25所述的方法，其還包括測定所述糞便樣品中的總細菌載量。
  28. 如請求項23所述的方法，其中在從第一候選者獲得的第一糞便樣品以及從第二候選者獲得的第二糞便樣品中測定表2-6中示出的一種或多種細菌物種的水準。
  29. 如請求項28所述的方法，其中所述第一候選者具有比所述第二候選者更高水準的表2-6示出的一種或多種細菌物種中的每一種，並且被認為是比第二候選者更合適的FMT供體。
  30. 一種用於改善FMT功效的方法，其包括在FMT之前，將有效量的表2-6中示出的一種或多種細菌物種引入旨在用於移植的組合物中。
  31. 如請求項30所述的方法，其中在所述引入步驟之後，表2-6中示出的一種或多種細菌物種的水準大於表2-6中的相應截止值。
  32. 如請求項30所述的方法，其還包括使用所述組合物進行FMT。
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