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CN107427528A - 聚糖治疗剂和其相关方法 - Google Patents

聚糖治疗剂和其相关方法 Download PDF

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CN107427528A CN201680017749.4A CN201680017749A CN107427528A CN 107427528 A CN107427528 A CN 107427528A CN 201680017749 A CN201680017749 A CN 201680017749A CN 107427528 A CN107427528 A CN 107427528A
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Y.J.雅马纳卡
J.米尔威德
J.M.杰雷米亚
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Dsm Nutritional Products Co ltd
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Kaleido Biosciences Inc
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Abstract

提供了聚糖治疗剂制剂、药物组合物和其医疗食品，任选地包含微量营养素、多酚、益生元、益生菌或其它试剂；以及其制备方法。还提供了使用所述聚糖治疗剂，例如用于调节人类胃肠道微生物丛和治疗菌群失调的方法。

Description

聚糖治疗剂和其相关方法
背景技术
人类的微生物丛是复杂的，且并因个体而异，取决于遗传、年龄、性别、应激、营养和膳食。微生物丛进行许多活动并且可能影响宿主的生理机能。改变肠微生物丛的数目和物种可以改变群落功能以及与宿主的相互作用。所属领域中已知有限数目的益生菌，并且在人类服用时，证实一定程度上产生健康益处。一些食物被视为是‘益生元’食物，其含有可能促进某些被认为有益于人类宿主的细菌的生长的物质。就功效来说，使用这些物质的临床测试的结果相矛盾，并且其对人体健康的影响一般描述为适中。因此，需要可以刺激有益微生物丛转变并改善人体健康的新颖治疗输入。
发明内容
在一方面，本发明特征在于调节人类受试者的胃肠道微生物丛中的细菌分类群的丰度的方法，所述方法包含向所述人类受试者投予有效调节细菌分类群的丰度的量的包含聚糖治疗制剂的药物组合物，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB，每个残基的分支点)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。在一些实施例中，细菌分类群至少包含第一细菌分类群和第二细菌分类群。
在一些实施例中，制剂包含分支寡糖。在一些实施例中，制剂中的平均支化度(DB)至少是0.05(例如至少0.1)。
在一些实施例中，至少一个、至少两个、至少三个、至少四个或更多个糖苷键独立地包含1-＞2糖苷键、1-＞3糖苷键、1-＞4糖苷键或1-＞6糖苷键。在一些实施例中，一个或多个、两个或更多个或三个或更多个糖苷键呈α构形与β构形存在。
在一些实施例中，聚糖单元包含至少一种、至少两种、至少三种或更多种选自丁糖、戊糖、己糖和庚糖的群组的单糖。在一些实施例中，聚糖单元包含至少一种、至少两种、至少三种或更多种选自葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖和鼠李糖的群组的单糖。
在一些实施例中，至少多个聚糖，例如制剂中至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％(按重量或数目计)或基本上所有的聚糖，不包含超过预选参考水平的聚糖单元的重复单元，例如2个、3个、4个或更多个聚糖单元的重复单元。在一个实施例中，预选参考水平是聚糖中总聚糖单元的10％、20％、30％、40％、50％或60％。举例来说，在一个实施例中，由20个糖单体组成的聚糖，那20个单体中少于50％是2个或3个聚糖重复的重复单元。
在一些实施例中，聚糖治疗制剂是合成的，并且并非从天然寡糖或多糖来源分离。
在一些实施例中，人类受试者的胃肠道微生物丛中细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群中的每一个)的丰度至少调节约5％、10％、25％、50％、75％、100％、250％、500％、750％或至少1000％。在一些实施例中，调节包含人类受试者的胃肠道微生物丛中细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群中的每一个)的丰度增加或降低。
在一些实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含共生细菌分类群。在其它实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含病原性细菌分类群。
在一些实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含选自以下各菌的群组的种类：阿克曼氏菌属(Akkermansia)、阿里氏菌属(Alistipes)、阿纳氏菌属(Anaerofilum)、拟杆菌属(Bacteroides)、嗜胆菌属(Bilophila)、布劳特氏菌属(Blautia)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、丁酸弧菌属(Butyrivibrio)、曲状杆菌属(Campylobacter)、丝状菌属(Candidatus)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、梭菌属(Clostridium)、柯林斯菌属(Collinsella)、粪球菌属(Coprococcus)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、小杆菌属(Dialister)、多尔氏菌属(Dorea)、肠杆菌属(Enterobacter)、肠球菌属(Enterococcus)、埃希氏杆菌属(Escherichia)、真杆菌属(Eubacterium)、栖粪杆菌属(Faecalibacterium)、梭杆菌属(Fusobacterium)、嗜血杆菌属(Haemophilus)、克雷伯氏菌(Klebsiella)、毛螺菌属(Lachnospira)、乳杆菌属(Lactobacillus)、臭杆菌属(Odoribacter)、颤螺旋菌属(Oscillospira)、副拟杆菌属(Parabacteroides)、消化球菌属(Peptococcus)、消化链球菌属(Peptostreptococcus)、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)、卟啉单胞菌属(Porphyromonas)、珀替菌属(Portiera)、普氏菌属(Prevotella)、普罗威登斯菌属(Providencia)、假单胞菌属(Pseudomonas)、罗斯氏菌属(Roseburia)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、沙门氏菌属(Salmonella)、志贺杆菌属(Shigella)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、链球菌属(Streptococcus)、罕见小球菌属(Subdoligranulum)、弧菌属(Vibrio)和耶尔森氏菌属(Yersinia)。在一些实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含选自以下各菌的群组的种类：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae))、梭菌属(梭菌科(Clostridiaceae))、双歧杆菌属、凝聚杆菌属(Aggregatibacter)、梭菌属(消化链球菌科(Peptostreptococcaveae))、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。在一些实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含选自以下各菌的群组的种类：阿克曼氏菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属和副拟杆菌属。在一些实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含选自阿克曼氏菌属和布劳特氏菌属的群组的种类。
在一些实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含主要在小肠或大肠中的分类群。在一些实施例中，主要在小肠中的细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含选自以下各菌的群组的种类：无色杆菌属(Achromobacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、布劳特氏菌属、伯克霍尔德菌属(Burkholderia)、粪球菌属、克拉菌属(Cryocola)、肠球菌属、真杆菌属、霍尔德曼氏菌属(Holdemania)、乳球菌属、分枝杆菌属(Mycobacterium)、假枝杆菌属(Pseudoramibacter)、青枯病菌属(Ralstonia)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、链球菌属(Streptococcus)和图利杆菌属(Turicibacter)。在一些实施例中，主要在大肠中的细菌分类群(例如第一分类群与第二细菌分类群)包含选自以下各菌的群组的种类：厌氧干菌属(Anaerotruncus)、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、嗜胆菌属、丁酸菌属(Butyricimonas)、臭杆菌属、副拟杆菌属、考拉杆菌属、普氏菌属和瘤胃球菌。
在一些实施例中，药物组合物进一步包含多酚制剂。在一些实施例中，多酚制剂包含从植物来源材料分离的植物多酚。在一些实施例中，植物来源材料包含蓝莓、蔓越莓、葡萄、桃子、李子、石榴、大豆、红酒、红茶或绿茶。
在一些实施例中，调节细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)的丰度治疗菌群失调，例如本文描述的菌群失调。
在另一方面，本发明特征在于一种减少人类受试者中药物或治疗诱发的症状的方法，所述方法包含向所述人类受试者投予有效减少药物或治疗诱发的症状的量的聚糖治疗制剂，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。
在一些实施例中，药物或治疗诱发的症状选自腹胀、腹泻、呕吐、恶心和便秘的群组。在一些实施例中，药物或治疗诱发的症状是腹泻。在一些实施例中，药物或治疗诱发的症状是便秘。
在一些实施例中，组合物减少药物诱发的症状并且组合物在投予药物前、与投予药物同时或在投予药物后投予。在一些实施例中，药物是抗糖尿病药物、免疫抑制药物、抗微生物药、化学治疗药物、抗精神病药、质子泵抑制剂药物或非类固醇消炎药(NSAID)。在一些实施例中，药物选自以下各物的群组：环丙沙星(ciprofloxacin)、克林达霉素(clindamycin)、阿莫西林棒酸盐(amoxicillin-clavulanate)、头孢克肟(cefixime)、头孢菌素(ephalosporins)、氟喹诺酮(fluoroquinolones)、阿奇霉素(azithromycin)、克拉霉素(clarithromycin)、红霉素(erythromycin)、四环素(tetracycline)、阿奇霉素(azithromycin)、伊立替康(irinotecan)(坎普土沙(camptosar))、5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil)、甲酰四氢叶酸(leucovorin)、奥沙利铂(oxaliplatin)、硼替佐米(bortezomib)、伊马替尼(imatinib)、来那度胺(lenalidomide)、依布维卡(imbruvica)、伊派利单抗(ipilimumab)、帕妥珠单抗(pertuzumab)、卡培他滨(capecitabine)、多烯紫杉醇(docetaxel)、拉帕替尼(lapatinib)、埃罗替尼(erlotinib)、卡莫司汀(carmustine)、依托泊苷(etoposide)、阿糖胞嘧啶(aracytine)、美法仑(melphalan)、阿糖胞苷(cytarabine)、道诺霉素(daunorubicine)、安吖啶(amsacrine)、米托蒽醌(mitoxantrone)、奥氮平(olanzapine)、雷尼替丁(ranitidine)、法莫替丁(famotidine)、西咪替丁(cimetidine)、奥美拉唑(omeprazole)、硫糖铝(sucralfate)、埃索美拉唑(esomeprazole)、萘普生(naproxen)、双氯芬酸(diclofenac)、吲哚美辛(indomethacin)、布洛芬(ibuprofen)、酮基布洛芬(ketoprofen)、吡罗昔康(piroxicam)、塞内昔布(celecoxib)、尼美舒利(nimesulid)、阿司匹林(aspirin)、二甲双胍(metformin)、帕罗西汀(paroxetine)、丙戊酸(valproic acid)和氯氮平(clozapine)。
在一些实施例中，组合物减少治疗诱发的症状并且治疗包含放射治疗或手术。
在一些实施例中，受试者在治疗方案期间展现药物或治疗诱发的症状。在一些实施例中，减少一种或多种症状增加受试者对治疗方案的顺应性。在一些实施例中，减少一种或多种症状增加受试者对治疗方案期间待投予的更高剂量的药物的耐受性。
在另一方面，本发明特征在于一种调节人类受试者的胃肠道中的微生物多样性的方法，所述组合物包含有效调节微生物多样性的量的聚糖治疗制剂，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB，每个残基的分支点)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。在一些实施例中，微生物多样性包含细菌多样性。在一些实施例中，调节包含增加或降低微生物多样性。
在一些实施例中，微生物多样性通过使用香农多样性指数(Shannon DiversityIndex)测定(例如量测)或表示。在一些实施例中，香农多样性增加或减少至少约5％。在一些实施例中，香农多样性增加或减少至少约15％。在一些实施例中，香农多样性增加或减少至少约0.3log倍数。在一些实施例中，香农多样性增加或减少至少约0.6log倍数。在一些实施例中，香农多样性增加或减少至少约1log倍数。
在一些实施例中，调节选自以下种类的群组的至少一个细菌分类群的丰度：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。在一些实施例中，选自以下种类的群组的至少一个细菌分类群的丰度增加至少约5％：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。
在一些实施例中，调节选自以下种类的群组的至少两个细菌分类群的丰度：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。在一些实施例中，选自以下种类的群组的至少两个细菌分类群的丰度增加至少约5％：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。
在一些实施例中，调节选自以下种类的群组的至少一个细菌分类群的丰度：阿克曼氏菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属和副拟杆菌属。在一些实施例中，调节选自以下种类的群组的至少两个细菌分类群的丰度：阿克曼氏菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属和副拟杆菌属。在一些实施例中，调节选自阿克曼氏菌属和布劳特氏菌属的群组的至少一个细菌分类群的丰度。在一些实施例中，调节细菌种类阿克曼氏菌属与布劳特氏菌属的丰度。在一些实施例中，调节微生物多样性治疗菌群失调。
在另一方面，本发明特征在于治疗有需要的人类受试者的方法，所述方法包含：a)鉴别需要治疗菌群失调的人类受试者；和b)向所述人类受试者投予有效治疗菌群失调的量的包含聚糖治疗制剂的药物组合物，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。
在一些实施例中，人类受试者患有感染性疾病、病症或病状。在一些实施例中，感染性疾病、病症或病状选自艰难梭菌感染(Clostridium difficile infection，CDI)、耐万古霉素肠球菌(Vancomycin-resistant enterococci，VRE)感染、感染性结肠炎或艰难梭菌结肠炎的群组。在一些实施例中，感染性疾病、病症或病状是选自以下各病的群组的腹泻：艰难梭菌相关性腹泻(CDAD)、抗生素相关性腹泻(AAD)、抗生素诱发的腹泻、旅行者腹泻(TD)、小儿腹泻和(急性)感染性腹泻。
在一些实施例中，人类受试者患有代谢疾病、病症或病状。在一些实施例中，代谢疾病、病症或病状选自肥胖症、(胰岛素抗性)前期糖尿病、II型糖尿病、高空腹血糖(高血糖症)和代谢综合征的群组。在一些实施例中，代谢疾病、病症或病状是选自高血液胆固醇、高LDL、高血压(高血压)、高三酸甘油酯水平、低HDL的群组的心血管风险因素。
在一些实施例中，人类受试者患有发炎性疾病、病症或病状。在一些实施例中，发炎性疾病、病症或病状选自炎症性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎(UC)、克罗恩氏病(Crohn′sdisease，CD)、肠道炎症和显微镜下结肠炎的群组。在一些实施例中，发炎性疾病、病症或病状选自肠易激综合征(IBS)、便秘、腹泻、消化不良和非溃疡性消化不良的群组。
在一些实施例中，人类受试者患有自体免疫性疾病、病症或病状。在一些实施例中，自体免疫性疾病、病症或病状选自自体免疫性关节炎、I型糖尿病、多发性硬化症和牛皮癣的群组。在一些实施例中，人类受试者患有过敏症。在一些实施例中，过敏症包含哮喘或异位性皮炎。
在一些实施例中，人类受试者患有神经疾病、病症或病状。在一些实施例中，神经疾病、病症或病状选自自闭症、高血氨症和肝性脑病的群组。
在一些实施例中，治疗进一步包含投予第二药物或药剂。在一些实施例中，第二药物或药剂是标准护理药物或药剂。在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂的药物组合物和第二药物或药剂的治疗作用是累加的。在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂的药物组合物和第二药物或药剂的治疗作用是协同的。
在一些实施例中，组合物每天投予。在一些实施例中，组合物每天投予，历时预定天数(治疗期)。在一些实施例中，治疗期介于约1天与约30天之间。在一些实施例中，治疗期介于约1个月与约6个月之间。在一些实施例中，受试者投予组合物历时单个治疗期。在一些实施例中，受试者投予组合物历时超过一个治疗期。
在一些实施例中，人类受试者的疾病通过治疗菌群失调来治疗。
在另一方面，本发明特征在于一种调节人类受试者的胃肠道微生物丛的功能途径的方法，所述组合物包含有效调节功能途径的量的聚糖治疗制剂，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。
在一些实施例中，功能途径通过微生物丛来调节抗微生物剂、次级胆汁酸、短链脂肪酸、含铁细胞或表2中列出的代谢物的产生。在一些实施例中，抗微生物剂包含细菌素或过氧化氢。在一些实施例中，短链脂肪酸包含甲酸酯、丁酸酯、乙酸酯、丙酸酯或戊酸酯。在一些实施例中，代谢物包含2-羟基异丁酸酯、3-羟基异戊酸酯、3-甲基巴豆酰基甘氨酸、3-甲基巴豆酰基甘氨酸、尿囊素、甜菜碱、甲酸酯、甘露糖醇、对甲酚葡萄糖苷酸、苯基乙酰基甘氨酸、肌氨酸、牛磺酸、乙酸、乙醛、抗坏血酸、丁二酮、丁酸、脱氧胆酸、硫酸乙基苯酯、甲酸、吲哚、异丁酸、异戊酸、丙酸、血清素、丁二酸、丁二酸酯、TMAO、色氨酸、戊酸、熊去氧胆酸、乳酸酯、乳酸或过氧化氢。
在一些实施例中，功能途径调节人类受试者中发炎性或免疫调节性细胞因子的水平。在一些实施例中，发炎性和免疫调节性细胞因子包含介白素-1α(IL-1α)、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、IL-13、IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23、肿瘤坏死因子(TNF)、趋化因子(C-C基元)配体5(CCL5，又称为RANTES)、转化生长因子β(TGF-β)或干扰素γ(IFN-γ)。
在一些实施例中，功能途径增加受试者中短链脂肪酸的水平。在一些实施例中，短链脂肪酸的增加诱导受试者产生调节T(Treg)细胞。在一些实施例中，短链脂肪酸的增加降低受试者中肠或血浆内毒素水平的渗透性。在一些实施例中，短链脂肪酸的增加减少受试者的发炎反应。在一些实施例中，短链脂肪酸由瘤胃菌科(Ruminocaccaceae)和/或毛螺菌科(Lachnospiraceae)的至少一种细菌物种产生。
在一些实施例中，受试者肥胖。
在另一方面，本发明特征在于一种预防先前投予用于治疗艰难梭菌感染的药物的人类受试者中艰难梭菌感染复发的方法，所述方法包含投予有效预防复发的量的聚糖治疗制剂，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。
在一些实施例中，复发包含与艰难梭菌感染相关的一种或多种症状的复发。在一些实施例中，复发发生在一线或标准护理药物治疗方案期间或之后。
在一些实施例中，用于治疗艰难梭菌感染的药物是抗生素。在一些实施例中，所述抗生素选自万古霉素(vancomycin)、甲硝哒唑(metronidazole)和非达霉素(fidaxomicin)组成的群组。在一些实施例中，组合物与投予用于治疗艰难梭菌感染的药物同时投予或在投予用于治疗艰难梭菌感染的药物后投予。
在一些实施例中，组合物与第二药物或治疗组合投予。在一些实施例中，第二药物或治疗包含抗生素。在一些实施例中，所述抗生素选自万古霉素、甲硝哒唑和非达霉素的群组。
在一些实施例中，组合物的投予使受试者中与艰难梭菌感染相关的症状的严重程度降低，但不消除受试者中的艰难梭菌群体。在一些实施例中，组合物的投予使受试者中与艰难梭菌感染相关的症状的严重程度降低，但不改变受试者中艰难梭菌群体的水平。
在另一方面，本发明特征在于一种制备药物组合物的方法，所述方法包含a)提供包含合成聚糖的混合物的制剂，b)获取关于制剂的一个或多个以下特征的值：c)聚合度(DP)、d)平均支化度(DB)、e)α-糖苷键与β-糖苷键的比率，以及f)如果满足以下准则中的一个或多个，那么将制剂配制成药物组合物：i)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的DP；ii)制剂中的聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；iii)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。
在一些实施例中，所述方法进一步包含a)获取关于制剂的任一个或两个额外特征的值：i)聚糖单元的身份、ii)聚糖单元的比率，以及b)如果iii)制剂中的聚糖单元比率大致与聚糖单元输入的比率相同，那么将制剂配制成药物组合物。
在一些实施例中，所述方法进一步包含：b)获取关于制剂的任一个或两个额外特征的值：iv)选自由以下各菌组成的群组的共生菌株在补充有制剂的培养基中的细菌生长水平：粪拟杆菌(Bacteroides caccae)ATCC 43185、肠道普氏菌(Prevotella copri)DSM18205、多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotamicron)ATCC 29741、分解纤维拟杆菌(Bacteroides cellulosilyticus)DSM 14838、闪烁梭菌(Clostridium scindens)ATCC35704、卵瘤胃球菌(Ruminococcus obeum)ATCC 29714、系结梭菌(Clostridium nexile)ATCC 27757和狄氏副拟杆菌(Parabacteroides distasonis)ATCC 8503；v)选自由以下各菌组成的群组的病原性菌株在补充有制剂的培养基中的细菌生长水平：艰难梭菌ATCCBAA-1382、艰难梭菌ATCC 43255、屎肠球菌(Enterococcus faecium)ATCC 700221和肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)ATCC 27869；以及c)如果符合以下准则中的一个或两个，那么将制剂配制成药物组合物：vi)补充有制剂的培养基促进至少5种共生菌株的生长；vii)补充有制剂的培养基促进至多2种病原性菌株的生长。在一些实施例中，步骤(b)可以在所述方法中的另一步骤前进行，与另一步骤同时进行。
在一些实施例中，将制剂配制成药物组合物的步骤包含以下各步骤中的一个或多个：i)从所述制剂去除不必要的成分；ii)减小制剂的体积；iii)将制剂灭菌；iv)将制剂与药学上可接受的赋形剂或载剂混合；v)将制剂与第二药物或药剂混合；vi)将制剂配制成水溶液或糖浆；vii)将制剂配制成片剂或丸剂；以及viii)将制剂配制成胶囊。
在一些实施例中，将制剂配制成药物组合物的步骤包含以下步骤中的一个或多个：ix)将制剂进行包装；x)对包装的制剂进行标记；以及xi)将包装和标记的制剂出售或提供包装和标记的制剂以供出售。
在另一方面，本发明特征在于一种制备药物组合物的方法，所述方法包含：(i)提供治疗性聚糖制剂，所述治疗性聚糖制剂包含至少一种选自由以下各物组成的群组的聚糖单元：葡萄糖、半乳糖、岩藻糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖和甘露糖；(ii)确定预选的NMR峰或NMR峰的群组是否与聚糖制剂相关；以及(iii)如果存在预选的峰或峰的群组，那么将制剂配制成药物组合物。
在一些实施例中，峰是1H-13C HSQC NMR峰。在一些实施例中，确定包含获取关于与制剂相关的1H-13C HSQC峰或峰的群组的身份的值，并且如果存在预选的峰，那么将制剂配制成药物组合物。
在一些实施例中，i)对于包含葡萄糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13CHSQC峰：5.42、92.5；5.21、92.8；5.18、93.9；5.08、97.0；5.36、98.4；5.34、99.8；5.38、100.3；4.95、98.6；4.62、96.6；4.70、103.6；4.49、103.4 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；ii)对于包含半乳糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、92.9；5.24、93.1；5.14、96.0；4.96、99.3；5.31、98.7；5.39、101.4；5.00、101.8；4.80、101.3；4.63、97.0；4.56、97.2；4.53、103.1；4.43、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；iii)对于包含岩藻糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、92.9；5.33、92.4；5.04、96.3；4.90、99.7；4.52、97.0；4.39、103.6 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；iv)对于包含木糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、93.0；5.10、94.3；5.34、98.2；5.31、99.6；5.11、100.8；4.91、99.4；4.56、97.3；4.64、104.2；4.54、103.4；4.44、102.6；4.44、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；v)对于包含阿拉伯糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.22、93.2；5.13、93.2；5.29、96.0；5.26、97.2；5.12、96.6；5.18、99.6；5.06、99.2；4.99、100.0；5.26、101.9；5.06、102.1；4.55、97.4；4.54、105.2；4.50、105.5；4.38、103.9 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；vi)对于包含鼠李糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.21、93.2；5.10、94.5；4.85、94.1；5.01、95.8；5.35、100.5；5.15、102.2；5.04、102.9；4.78、97.9；4.71、99.0；4.72、101.0 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；vii)对于包含甘露糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、93.0；5.16、94.6；4.88、94.2；5.39、101.7；5.24、101.9；5.13、102.8；5.03、102.7；5.24、105.6；5.09、108.0；4.88、94.2；4.89、100.0；4.70、101.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰。
在一些实施例中，i)对于包含葡萄糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.42、92.5；5.21、92.8；5.18、93.9；5.08、97.0；5.36、98.4；5.34、99.8；5.38、100.3；4.95、98.6；4.62、96.6；4.70、103.6；4.49、103.4 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；ii)对于包含半乳糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、92.9；5.24、93.1；5.14、96.0；4.96、99.3；5.31、98.7；5.39、101.4；5.00、101.8；4.80、101.3；4.63、97.0；4.56、97.2；4.53、103.1；4.43、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；iii)对于包含岩藻糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、92.9；5.33、92.4；5.04、96.3；4.90、99.7；4.52、97.0；4.39、103.6 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；iv)对于包含木糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、93.0；5.10、94.3；5.34、98.2；5.31、99.6；5.11、100.8；4.91、99.4；4.56、97.3；4.64、104.2；4.54、103.4；4.44、102.6；4.44、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；v)对于包含阿拉伯糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.22、93.2；5.13、93.2；5.29、96.0；5.26、97.2；5.12、96.6；5.18、99.6；5.06、99.2；4.99、100.0；5.26、101.9；5.06、102.1；4.55、97.4；4.54、105.2；4.50、105.5；4.38、103.9 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；vi)对于包含鼠李糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.21、93.2；5.10、94.5；4.85、94.1；5.01、95.8；5.35、100.5；5.15、102.2；5.04、102.9；4.78、97.9；4.71、99.0；4.72、101.0 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；vii)对于包含甘露糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、93.0；5.16、94.6；4.88、94.2；5.39、101.7；5.24、101.9；5.13、102.8；5.03、102.7；5.24、105.6；5.09、108.0；4.88、94.2；4.89、100.0；4.70、101.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰。
在另一方面，本发明特征在于一种包含治疗性聚糖制剂的药物组合物，所述治疗性聚糖制剂包含分支聚糖的混合物，其中平均支化度(DB)至少是0.01；其中i)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；ii)聚糖制剂包含α-糖苷键与β-糖苷键；iii)制剂的聚糖中存在的至少一个糖苷键包含1-＞2糖苷键、1-＞3糖苷键、1-＞4糖苷键或1-＞6糖苷键；以及iv)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率介于约1∶1到约5∶1之间。
在一些实施例中，至少一个、至少两个、至少三个、至少四个或更多个糖苷键独立地包含1-＞2糖苷键、1-＞3糖苷键、1-＞4糖苷键或1-＞6糖苷键。在一些实施例中，一个或多个、两个或更多个或三个或更多个糖苷键呈α构形与β构形存在。
在一些实施例中，聚糖单元包含至少一种、至少两种、至少三种或更多种选自丁糖、戊糖、己糖和庚糖的群组的单糖。在一些实施例中，聚糖单元包含至少一种、至少两种、至少三种或更多种选自葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖和鼠李糖的群组的单糖。
在一些实施例中，至少多个聚糖，例如制剂中至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％(按重量或数目计)或基本上所有的聚糖，不包含超过预选参考水平的聚糖单元的重复单元，例如2个、3个、4个或更多个聚糖单元的重复单元。在一个实施例中，预选参考水平是聚糖中总聚糖单元的10％、20％、30％、40％、50％或60％。举例来说，在一个实施例中，由20个糖单体组成的聚糖，那20个单体中少于50％是2个或3个聚糖重复的重复单元。
在一些实施例中，聚糖治疗制剂是合成的，并且并非从天然寡糖或多糖来源分离。
在一些实施例中，组合物进一步包含多酚制剂。在一些实施例中，组合物进一步包含益生菌制剂。在一些实施例中，组合物进一步包含药物或治疗剂。在一些实施例中，组合物进一步包含药学上可接受的赋形剂。
在一些实施例中，组合物被配制成单位剂型。在一些实施例中，单位剂型被配制用于经口递送。在一些实施例中，单位剂型被配制成溶解在水溶液中并呈饮料、糖浆、溶液或悬浮液经口投予。
在一些实施例中，单位剂型被配制成延迟释放或时间控制系统。在一些实施例中，单位剂型被配制成在胃肠道的特定区域中释放治疗性聚糖制剂。在一些实施例中，胃肠道的特定区域包含胃、小肠、大肠或结肠。
在一些实施例中，组合物调节胃肠道中存在的细菌种类的丰度。在一些实施例中，组合物调节小肠或大肠中的一个或两个中存在的细菌种类的丰度。在一些实施例中，组合物调节选自以下种类的群组的主要在小肠中的细菌分类群的丰度：无色杆菌属、土壤杆菌属、布劳特氏菌属、伯克霍尔德菌属、粪球菌属、克拉菌属、肠球菌属、真杆菌属、霍尔德曼氏菌属、乳球菌属、分枝杆菌属、假枝杆菌属、青枯病菌属、鞘氨醇单胞菌属、链球菌属和图利杆菌属。在一些实施例中，组合物调节选自以下种类的群组的主要在大肠中的细菌分类群：厌氧干菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、嗜胆菌属、丁酸菌属、臭杆菌属、副拟杆菌属、考拉杆菌属、普氏菌属和瘤胃球菌。
在一些实施例中，单位剂型包含约0.1mL到约5mL治疗性聚糖制剂，被配制用于经口递送，并被配制成在胃肠道的特定区域中释放治疗性聚糖制剂。在一些实施例中，单位剂型包含约0.1mg到约100mg治疗性聚糖制剂，被配制用于经口递送，并被配制成在胃肠道的特定区域中释放治疗性聚糖制剂。
在一些实施例中，单位剂型包含约0.1mL到约5mL治疗性聚糖制剂，被配制用于经口递送，并且组合物调节选自以下种类的群组的细菌种类的丰度：拟杆菌属、丁酸菌属、臭杆菌属、副拟杆菌属、普氏菌属、厌氧干菌属、考拉杆菌属、瘤胃球菌属、嗜胆菌属、阿克曼氏菌属、克拉菌属、分枝杆菌属、肠球菌属、乳球菌属、链球菌属、图利杆菌属、布劳特氏菌属、粪球菌属、霍尔德曼氏菌属、假枝杆菌、真杆菌属、土壤杆菌属、鞘氨醇单胞菌属、无色杆菌属、伯克霍尔德菌属和青枯病菌属。
在一些实施例中，单位剂型包含约0.1mg到约100mg治疗性聚糖制剂，被配制用于经口递送，并且组合物调节选自以下种类的群组的细菌种类的丰度：拟杆菌属、丁酸菌属、臭杆菌属、副拟杆菌属、普氏菌属、厌氧干菌属、考拉杆菌属、瘤胃球菌属、嗜胆菌属、阿克曼氏菌属、克拉菌属、分枝杆菌属、肠球菌属、乳球菌属、链球菌属、图利杆菌属、布劳特氏菌属、粪球菌属、霍尔德曼氏菌属、假枝杆菌、真杆菌属、土壤杆菌属、鞘氨醇单胞菌属、无色杆菌属、伯克霍尔德菌属和青枯病菌属。
在一些实施例中，本发明特征在于一种药物试剂盒，所述药物试剂盒包含a)有效调节细菌分类群的丰度的量的聚糖治疗制剂，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率介于约1∶1到约5∶1之间；b)至少选自多酚制剂、益生菌制剂、药物或治疗剂和饮食组分的群组的第二成分；c)说明材料和d)包装。
在另一方面，本发明特征在于一种包含治疗性聚糖制剂的药物组合物，所述治疗性聚糖制剂包含至少一种选自以下的群组的聚糖单元：葡萄糖、半乳糖、岩藻糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖和甘露糖，其中制剂包含与一个或多个以下1H-13C HSQC峰相关的聚糖单元：i)对于包含葡萄糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.42、92.5；5.21、92.8；5.18、93.9；5.08、97.0；5.36、98.4；5.34、99.8；5.38、100.3；4.95、98.6；4.62、96.6；4.70、103.6；4.49、103.4 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；ii)对于包含半乳糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、92.9；5.24、93.1；5.14、96.0；4.96、99.3；5.31、98.7；5.39、101.4；5.00、101.8；4.80、101.3；4.63、97.0；4.56、97.2；4.53、103.1；4.43、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；iii)对于包含岩藻糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、92.9；5.33、92.4；5.04、96.3；4.90、99.7；4.52、97.0；4.39、103.6 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；iv)对于包含木糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、93.0；5.10、94.3；5.34、98.2；5.31、99.6；5.11、100.8；4.91、99.4；4.56、97.3；4.64、104.2；4.54、103.4；4.44、102.6；4.44、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；v)对于包含阿拉伯糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.22、93.2；5.13、93.2；5.29、96.0；5.26、97.2；5.12、96.6；5.18、99.6；5.06、99.2；4.99、100.0；5.26、101.9；5.06、102.1；4.55、97.4；4.54、105.2；4.50、105.5；4.38、103.9 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；vi)对于包含鼠李糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.21、93.2；5.10、94.5；4.85、94.1；5.01、95.8；5.35、100.5；5.15、102.2；5.04、102.9；4.78、97.9；4.71、99.0；4.72、101.0 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；vii)对于包含甘露糖的聚糖，峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、93.0；5.16、94.6；4.88、94.2；5.39、101.7；5.24、101.9；5.13、102.8；5.03、102.7；5.24、105.6；5.09、108.0；4.88、94.2；4.89、100.0；4.70、101.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰。
在一些实施例中，药物组合物包含有包含至少一个选自以下的群组的聚糖单元的治疗性聚糖制剂：葡萄糖、半乳糖、岩藻糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖和甘露糖，其中制剂包含与两个或更多个以下1H-13C HSQC峰相关的聚糖单元：i)对于包含葡萄糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.42、92.5；5.21、92.8；5.18、93.9；5.08、97.0；5.36、98.4；5.34、99.8；5.38、100.3；4.95、98.6；4.62、96.6；4.70、103.6；4.49、103.4 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；ii)对于包含半乳糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、92.9；5.24、93.1；5.14、96.0；4.96、99.3；5.31、98.7；5.39、101.4；5.00、101.8；4.80、101.3；4.63、97.0；4.56、97.2；4.53、103.1；4.43、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；iii)对于包含岩藻糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13CHSQC峰：5.18、92.9；5.33、92.4；5.04、96.3；4.90、99.7；4.52、97.0；4.39、103.6 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；iv)对于包含木糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、93.0；5.10、94.3；5.34、98.2；5.31、99.6；5.11、100.8；4.91、99.4；4.56、97.3；4.64、104.2；4.54、103.4；4.44、102.6；4.44、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；v)对于包含阿拉伯糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.22、93.2；5.13、93.2；5.29、96.0；5.26、97.2；5.12、96.6；5.18、99.6；5.06、99.2；4.99、100.0；5.26、101.9；5.06、102.1；4.55、97.4；4.54、105.2；4.50、105.5；4.38、103.9 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；vi)对于包含鼠李糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.21、93.2；5.10、94.5；4.85、94.1；5.01、95.8；5.35、100.5；5.15、102.2；5.04、102.9；4.78、97.9；4.71、99.0；4.72、101.0 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；vii)对于包含甘露糖的聚糖，峰包含至少两个、至少三个、至少四个或更多个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、93.0；5.16、94.6；4.88、94.2；5.39、101.7；5.24、101.9；5.13、102.8；5.03、102.7；5.24、105.6；5.09、108.0；4.88、94.2；4.89、100.0；4.70、101.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰。
在另一方面，本发明特征在于一种用于调节人类受试者的胃肠道微生物丛中的细菌分类群的丰度的药物组合物，所述组合物包含有效调节细菌分类群的丰度的量的聚糖治疗制剂，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB，每个残基的分支点)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。在一些实施例中，细菌分类群至少包含第一细菌分类群和第二细菌分类群。
在一些实施例中，制剂包含分支寡糖。在一些实施例中，制剂中的平均支化度(DB)至少是0.05(例如至少0.1)。
在一些实施例中，至少一个、至少两个、至少三个、至少四个或更多个糖苷键独立地包含1-＞2糖苷键、1-＞3糖苷键、1-＞4糖苷键或1-＞6糖苷键。在一些实施例中，一个或多个、两个或更多个或三个或更多个糖苷键呈α构形与β构形存在。
在一些实施例中，聚糖单元包含至少一种、至少两种、至少三种或更多种选自丁糖、戊糖、己糖和庚糖的群组的单糖。在一些实施例中，聚糖单元包含至少一种、至少两种、至少三种或更多种选自葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖和鼠李糖的群组的单糖。
在一些实施例中，至少多个聚糖，例如制剂中至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％(按重量或数目计)或基本上所有的聚糖，不包含超过预选参考水平的聚糖单元的重复单元，例如2个、3个、4个或更多个聚糖单元的重复单元。在一个实施例中，预选参考水平是聚糖中总聚糖单元的10％、20％、30％、40％、50％或60％。举例来说，在一个实施例中，由20个糖单体组成的聚糖，那20个单体中少于50％是2个或3个聚糖重复的重复单元。
在一些实施例中，聚糖治疗制剂是合成的，并且并非从天然寡糖或多糖来源分离。
在一些实施例中，人类受试者的胃肠道微生物丛中细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群中的每一个)的丰度至少调节约5％、10％、25％、50％、75％、100％、250％、500％、750％或至少1000％。在一些实施例中，调节包含人类受试者的胃肠道微生物丛中细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群中的每一个)的丰度增加或降低。
在一些实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含共生细菌分类群。在其它实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含病原性细菌分类群。
在一些实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含选自以下各菌的群组的种类：阿克曼氏菌属、阿里氏菌属、阿纳氏菌属、拟杆菌属、嗜胆菌属、布劳特氏菌属、双歧杆菌属、丁酸弧菌属、曲状杆菌属、丝状菌属、柠檬酸杆菌属、梭菌属、柯林斯菌属、粪球菌属、脱硫弧菌属、小杆菌属、多尔氏菌属、肠杆菌属、肠球菌属、埃希氏杆菌属、真杆菌属、栖粪杆菌属、梭杆菌属、嗜血杆菌属、克雷伯氏菌、毛螺菌属、乳杆菌属、臭杆菌属、颤螺旋菌属、副拟杆菌属、消化球菌属、消化链球菌属、考拉杆菌属、卟啉单胞菌属、珀替菌属、普氏菌属、普罗威登斯菌属、假单胞菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属、沙门氏菌属、志贺杆菌属、葡萄球菌属、链球菌属、罕见小球菌属、弧菌属和耶尔森氏菌属。在一些实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含选自以下各菌的群组的种类：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。在一些实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含选自以下各菌的群组的种类：阿克曼氏菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属和副拟杆菌属。在一些实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含选自阿克曼氏菌属和布劳特氏菌属的群组的种类。
在一些实施例中，细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含主要在小肠或大肠中的分类群。在一些实施例中，主要在小肠中的细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)包含选自以下各菌的群组的种类：无色杆菌属、土壤杆菌属、布劳特氏菌属、伯克霍尔德菌属、粪球菌属、克拉菌属、肠球菌属、真杆菌属、霍尔德曼氏菌属、乳球菌属、分枝杆菌属、假枝杆菌、青枯病菌属、鞘氨醇单胞菌属、链球菌属和图利杆菌属。在一些实施例中，主要在大肠中的细菌分类群(例如第一分类群与第二细菌分类群)包含选自以下各菌的群组的种类：厌氧干菌属、阿克曼氏菌、拟杆菌属、嗜胆菌属、丁酸菌属、臭杆菌属、副拟杆菌属、考拉杆菌属、普氏菌属和瘤胃球菌。
在一些实施例中，药物组合物进一步包含多酚制剂。在一些实施例中，多酚制剂包含从植物来源材料分离的植物多酚。在一些实施例中，植物来源材料包含蓝莓、蔓越莓、葡萄、桃子、李子、石榴、大豆、红酒、红茶或绿茶。
在一些实施例中，调节细菌分类群(例如第一细菌分类群与第二细菌分类群)的丰度治疗菌群失调，例如本文描述的菌群失调。
在另一方面，本发明特征在于一种用于减少人类受试者中药物或治疗诱发的症状的药物组合物，其包含向所述人类受试者投予有效减少药物或治疗诱发的症状的量的聚糖治疗制剂，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。
在一些实施例中，药物或治疗诱发的症状选自腹胀、腹泻、呕吐、恶心和便秘的群组。在一些实施例中，药物或治疗诱发的症状是腹泻。在一些实施例中，药物或治疗诱发的症状是便秘。
在一些实施例中，组合物减少药物诱发的症状并且组合物在投予药物前、与投予药物同时或在投予药物后投予。在一些实施例中，药物是抗糖尿病药物、免疫抑制药物、抗微生物药、化学治疗药物、抗精神病药、质子泵抑制剂药物或非类固醇消炎药(NSAID)。在一些实施例中，药物选自以下各物的群组：环丙沙星、克林达霉素、阿莫西林棒酸盐、头孢克肟、头孢菌素、氟喹诺酮、阿奇霉素、克拉霉素、红霉素、四环素、阿奇霉素、伊立替康(坎普土沙)、5-氟尿嘧啶、甲酰四氢叶酸、奥沙利铂、硼替佐米、伊马替尼、来那度胺、依布维卡、伊派利单抗、帕妥珠单抗、卡培他滨、多烯紫杉醇、拉帕替尼、埃罗替尼、卡莫司汀、依托泊苷、阿糖胞嘧啶、美法仑、阿糖胞苷、道诺霉素、安吖啶、米托蒽醌、奥氮平、雷尼替丁、法莫替丁、西咪替丁、奥美拉唑、硫糖铝、埃索美拉唑、萘普生、双氯芬酸、吲哚美辛、布洛芬、酮基布洛芬、吡罗昔康、塞内昔布、尼美舒利、阿司匹林、二甲双胍、帕罗西汀、丙戊酸和氯氮平。
在一些实施例中，组合物减少治疗诱发的症状并且治疗包含放射治疗或手术。
在一些实施例中，受试者在治疗方案期间展现药物或治疗诱发的症状。在一些实施例中，减少一种或多种症状增加受试者对治疗方案的顺应性。在一些实施例中，减少一种或多种症状增加受试者对治疗方案期间待投予的更高剂量的药物的耐受性。
在另一方面，本发明特征在于一种用于调节人类受试者的胃肠道中的微生物多样性的药物组合物，所述组合物包含有效调节微生物多样性的量的聚糖治疗制剂，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB，每个残基的分支点)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。在一些实施例中，微生物多样性包含细菌多样性。在一些实施例中，调节包含增加或降低微生物多样性。
在一些实施例中，微生物多样性通过使用香农多样性指数测定(例如量测)或表示。在一些实施例中，香农多样性增加或减少至少约5％。在一些实施例中，香农多样性增加或减少至少约15％。在一些实施例中，香农多样性增加或减少至少约0.3log倍数。在一些实施例中，香农多样性增加或减少至少约0.6log倍数。在一些实施例中，香农多样性增加或减少至少约1log倍数。
在一些实施例中，调节选自以下种类的群组的至少一个细菌分类群的丰度：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。在一些实施例中，选自以下种类的群组的至少一个细菌分类群的丰度增加至少约5％：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。
在一些实施例中，调节选自以下种类的群组的至少两个细菌分类群的丰度：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。在一些实施例中，选自以下种类的群组的至少两个细菌分类群的丰度增加至少约5％：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。
在一些实施例中，调节选自以下种类的群组的至少一个细菌分类群的丰度：阿克曼氏菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属和副拟杆菌属。在一些实施例中，调节选自以下种类的群组的至少两个细菌分类群的丰度：阿克曼氏菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属和副拟杆菌属。在一些实施例中，调节选自阿克曼氏菌属和布劳特氏菌属的群组的至少一个细菌分类群的丰度。在一些实施例中，调节细菌种类阿克曼氏菌属与布劳特氏菌属的丰度。在一些实施例中，调节微生物多样性治疗菌群失调。
在另一方面，本发明特征在于一种用于治疗有需要的人类受试者的药物组合物，所述治疗包含：a)鉴别需要治疗菌群失调的人类受试者；以及b)向所述人类受试者投予有效治疗菌群失调的量的包含聚糖治疗制剂的药物组合物，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。
在一些实施例中，人类受试者患有感染性疾病、病症或病状。在一些实施例中，感染性疾病、病症或病状选自艰难梭菌感染(CDI)、耐万古霉素肠球菌(VRE)感染、感染性结肠炎或艰难梭菌结肠炎的群组。在一些实施例中，感染性疾病、病症或病状是选自以下各病的群组的腹泻：艰难梭菌相关性腹泻(CDAD)、抗生素相关性腹泻(AAD)、抗生素诱发的腹泻、旅行者腹泻(TD)、小儿腹泻和(急性)感染性腹泻。
在一些实施例中，人类受试者患有代谢疾病、病症或病状。在一些实施例中，代谢疾病、病症或病状选自肥胖症、(胰岛素抗性)前期糖尿病、II型糖尿病、高空腹血糖(高血糖症)和代谢综合征的群组。在一些实施例中，代谢疾病、病症或病状是选自高血液胆固醇、高LDL、高血压(高血压)、高三酸甘油酯水平、低HDL的群组的心血管风险因素。
在一些实施例中，人类受试者患有发炎性疾病、病症或病状。在一些实施例中，发炎性疾病、病症或病状选自炎症性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎(UC)、克罗恩氏病(CD)、肠道炎症和显微镜下结肠炎的群组。在一些实施例中，发炎性疾病、病症或病状选自肠易激综合征(IBS)、便秘、腹泻、消化不良和非溃疡性消化不良的群组。
在一些实施例中，人类受试者患有自体免疫性疾病、病症或病状。在一些实施例中，自体免疫性疾病、病症或病状选自自体免疫性关节炎、I型糖尿病、多发性硬化症和牛皮癣的群组。在一些实施例中，人类受试者患有过敏症。在一些实施例中，过敏症包含哮喘或异位性皮炎。
在一些实施例中，人类受试者患有神经疾病、病症或病状。在一些实施例中，神经疾病、病症或病状选自自闭症、高血氨症和肝性脑病的群组。
在一些实施例中，治疗进一步包含投予第二药物或药剂。在一些实施例中，第二药物或药剂是标准护理药物或药剂。在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂的药物组合物和第二药物或药剂的治疗作用是累加的。在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂的药物组合物和第二药物或药剂的治疗作用是协同的。
在一些实施例中，组合物每天投予。在一些实施例中，组合物每天投予，历时预定天数(治疗期)。在一些实施例中，治疗期介于约1天与约30天之间。在一些实施例中，治疗期介于约1个月与约6个月之间。在一些实施例中，受试者投予组合物历时单个治疗期。在一些实施例中，受试者投予组合物历时超过一个治疗期。
在一些实施例中，人类受试者的疾病通过治疗菌群失调来治疗。
在另一方面，本发明特征在于一种用于调节人类受试者的胃肠道微生物丛的功能途径的药物组合物，所述组合物包含有效调节功能途径的量的聚糖治疗制剂，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)制剂的聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。
在一些实施例中，功能途径通过微生物丛来调节抗微生物剂、次级胆汁酸、短链脂肪酸、含铁细胞或表2中列出的代谢物的产生。在一些实施例中，抗微生物剂包含细菌素或过氧化氢。在一些实施例中，短链脂肪酸包含甲酸酯、丁酸酯、乙酸酯、丙酸酯或戊酸酯。在一些实施例中，代谢物包含2-羟基异丁酸酯、3-羟基异戊酸酯、3-甲基巴豆酰基甘氨酸、3-甲基巴豆酰基甘氨酸、尿囊素、甜菜碱、甲酸酯、甘露糖醇、对甲酚葡萄糖苷酸、苯基乙酰基甘氨酸、肌氨酸、牛磺酸、乙酸、乙醛、抗坏血酸、丁二酮、丁酸、脱氧胆酸、硫酸乙基苯酯、甲酸、吲哚、异丁酸、异戊酸、丙酸、血清素、丁二酸、丁二酸酯、TMAO、色氨酸、戊酸、熊去氧胆酸、乳酸酯、乳酸或过氧化氢。
在一些实施例中，功能途径调节人类受试者中发炎性或免疫调节性细胞因子的水平。在一些实施例中，发炎性和免疫调节性细胞因子包含介白素-1α(IL-1α)、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、IL-13、IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23、肿瘤坏死因子(TNF)、趋化因子(C-C基元)配体5(CCL5，又称为RANTES)、转化生长因子β(TGF-β)或干扰素γ(IFN-γ)。
在一些实施例中，功能途径增加受试者中短链脂肪酸的水平。在一些实施例中，短链脂肪酸的增加诱导受试者产生调节T(Treg)细胞。在一些实施例中，短链脂肪酸的增加降低受试者中肠或血浆内毒素水平的渗透性。在一些实施例中，短链脂肪酸的增加减少受试者的发炎反应。在一些实施例中，短链脂肪酸由瘤胃菌科和/或毛螺菌科的至少一种细菌物种产生。
在一些实施例中，受试者肥胖。
在另一方面，本发明特征在于一种用于预防先前投予用于治疗艰难梭菌感染的药物的人类受试者中艰难梭菌感染复发的药物组合物，所述组合物包含有效预防复发的量的聚糖治疗制剂，其中i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中制剂中聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01(例如至少0.05或至少0.1)；ii)制剂中至少50％的聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及iii)聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率总体上介于约1∶1到约5∶1之间。
在一些实施例中，复发包含与艰难梭菌感染相关的一种或多种症状的复发。在一些实施例中，复发发生在一线或标准护理药物治疗方案期间或之后。
在一些实施例中，用于治疗艰难梭菌感染的药物是抗生素。在一些实施例中，所述抗生素选自万古霉素、甲硝哒唑和非达霉素的群组。在一些实施例中，组合物与投予用于治疗艰难梭菌感染的药物同时投予或在投予用于治疗艰难梭菌感染的药物后投予。
在一些实施例中，组合物与第二药物或治疗组合投予。在一些实施例中，第二药物或治疗包含抗生素。在一些实施例中，所述抗生素选自万古霉素、甲硝哒唑和非达霉素的群组。
在一些实施例中，组合物的投予使受试者中与艰难梭菌感染相关的症状的严重程度降低，但不消除受试者中艰难梭菌群体。在一些实施例中，组合物的投予使受试者中与艰难梭菌感染相关的症状的严重程度降低，但不改变受试者中艰难梭菌群体的水平。
附图说明
图1：glu100样品的16分钟与20.5分钟之间的代表性SEC曲线，在曲线的前缘和后缘上均展示了平均分子量和最大吸收10％下的分子量。
图2：glu100样品的1H-13C HSQC光谱的代表性异头区，展示α-糖苷键和β-糖苷键的信号分布。
图3.a)glu100、b)glu50gal50和c)gal100样品的1H-13C HSQC光谱的代表性异头区，证实指纹峰的累加效应。
图4：三种代表性全甲基化和水解聚糖的代表性GC色谱图，展示如通过与已知的标准品比较所分配的区域化学的分布。
图5.glu100样品1H-13C HSQC光谱的异头区中峰的代表性部分分配，展示1H轴线中α异构体与β异构体之间的分离，其中α异构体为低场(在此情况下1H＞4.8ppm)且β异构体为高场(在此情况下1H＜4.8ppm)。另外，可在13C轴线中区分末端和内部糖，其中末端糖为高场(在此情况下α为13C＜94ppm，且β为13C＜100ppm)且内部糖为低场(在此情况下α为13C＞94ppm，且β为13C＞100ppm)。
图6：图6A示出了具有聚合物主链和侧链的例示性催化剂的一部分。图6B示出了例示性催化剂的一部分，其中具有酸性基团的侧链经连接基团连接到聚合主链并且其中具有阳离子基团的侧链直接连接到聚合主链。
图7.如实例10中所述，针对每只小鼠，计算在投予聚糖或水前的1天和投予聚糖或水后的5天取样的微生物丛之间的距离。距离越大，观测到的微生物组成的变化越大。
图8.香农多样性指数。成对威尔科克森检验(Paired Wilcoxon test)用于计算观测到的差异的显著性，如实例10中所述。
图9.图9A示出了分配给疣微菌门(phylum Verrucomicrobia)阿克曼氏菌属的序列的相对丰度。图9B示出了分配给厚壁菌门(phylum Firmicutes)布劳特氏菌属的序列的相对丰度。
图10.如实例12中所述，对于所有短暂处理组，按处理组，艰难梭菌感染后卡普兰-迈耶存活曲线(Kaplan-Meier survival curve)。
图11.如实例12中所述，对于所有短暂处理组，艰难梭菌感染后10天的重量变化(平均值+/-s.e.)。
图12.如实例12中所述，在即将聚糖处理和艰难梭菌感染时(第-1天)到刚刚6天聚糖处理和4天万古霉素处理(第6天)后，按种类，细菌的相对丰度的变化。仅仅示出平均5％相对丰度变化的种类。水处理组中仅仅1个笼在第6天具有存活动物。
图13.如实例12中所述，在刚刚用聚糖或万古霉素处理后第6天次级胆汁酸生物合成途径的预测相对丰度。空心圆表示笼，并且黑色圆表示平均值+/-s.d.。艰难梭菌感染在第0天发生，并且仅仅示出动物经历感染存活的笼(第0天n＝4个笼)。(*P＜0.05，威尔科克森秩和检验)。
图14.如实例12中所述，从即将在艰难梭菌感染中进行聚糖处理的第-1天到用聚糖或万古霉素处理后第6天，α多样性(如香农指数所测量)的Log变化倍数。点表示单个笼的α多样性，并且线表示中值α多样性。
图15.与研究第0天相比，小鼠的重量变化百分比(平均值+/-s.e.)。如实例13中所述，在所有群组中，从第0天到第5天，投予2.5％DSS。在处理组中，从第-7天到第14天，投予阿拉伯胶纤维、glu100和man52glu29gal19。
图16.如实例13中所述，在研究第14天，测量结肠炎症的内窥镜检查评分。水平条表示中值内窥镜检查评分。**P＜0.01，*P＜0.05；威尔科克森秩和检验与邦弗朗尼校正(bonferroni correction)，进行多个假设。
图17.如实例14中所述，在用glu100(0.3％；图17A)、man52glu29gal19(1％；图17B)和水(两个曲线图)处理的小鼠中，从第0天到第41天的重量变化％的斜率。经glu100和man52glu29gal19处理的群组的斜率显著不同于经水处理的小鼠的斜率(P＜0.001；研究天数与重量变化之间具有明显相互作用的线性混合作用模型；示出回归线，其中阴影表示+/-斜率的标准误差)。绘出个别动物的重量改变％(三角形或圆圈)。
图18.如实例14中所述，进食高脂肪膳食、低脂肪膳食或用glu100(0.3％)或man52glu29gal19(1％)处理的高脂肪膳食的小鼠中的第39天血糖水平。盒图上的上折叶和下折叶对应于第一四分位和第三四分位，并且上须线和下须线延伸到在四分位间范围1.5倍内的最高值和最低值，或第一四分位与第三四分位之间的距离。小鼠管饲2g/kg(给药速率为5mL/kg)葡萄糖水溶液，并且在给药后2小时，评估血糖水平。y轴上的单位是mg/dL葡萄糖。
图19.如实例14中所述，进食高脂肪的小鼠、进食低脂肪的小鼠和用man52glu29gal19(1％)、fos(0.3％、1％)和glu100(0.3％)处理的进食高脂肪的小鼠中第41天附睾脂肪垫重量，呈总体重的百分比。
具体实施方式
在人类中，当宿主健康状况良好时，胃肠道微生物丛基本上稳定；然而，胃肠道微生物丛的生态系统根据宿主年龄、包括病原体感染在内的疾病、应激、膳食以及药物治疗而变化，并可能进入菌群失调状态。本发明涉及聚糖治疗剂制剂和其药物组合物(以及其医疗食品或膳食补充剂)以及相关方法，已经发现这些可有效治疗菌群失调。本文描述的聚糖治疗剂制剂和药物组合物意外地对多种可能与菌群失调相关的疾病、病症或病理学病状具有治疗效果。虽然不希望受理论束缚，但相信本文描述的聚糖治疗剂制剂和药物组合物通过调节人类宿主的胃肠道(GI)内的微生物体来起作用，在宿主体内产生例如改善健康等所需生理作用。聚糖治疗剂可以被某些微生物成分选择性地消化，因此诱发胃肠道在微生物丛的组成和/或活性(例如功能)上的特定改变，这些改变为宿主安康和健康带来益处。聚糖治疗剂可以充当所存在或所获得的微生物丛的细微调整的定制调节剂，例如增强或恢复有益细菌的生长和/或遏制病原性微生物或与疾病或病状相关的微生物的生长。
本文描述的聚糖治疗剂可以介导胃肠道微生物丛的重要分类群丰度的转变(和相关功能或基因组转变)，并且提供聚糖治疗剂可以改变胃肠道微生物丛的组成或功能的方法。在一些实施例中，微生物转变允许引入、调节、增加、减少或刺激多个重要微生物丛特性。在一些实施例中，调节包括以下方面的改变：i)生态系统对干扰(或菌群失调)的恢复力；ii)微生物丛多样性；iii)代谢物产生；iv)病生菌和病原体定殖；以及v)改变对宿主代谢、免疫和其它功能或其任何组合的作用。
本文描述适用于治疗和/或预防有需要的受试者的胃肠道微生物丛菌群失调和可能与胃肠道微生物丛菌群失调相关的疾病和/或减少其症状以及提高宿主总体健康的方法、组合物和试剂盒。本文中进一步描述用于聚糖治疗剂的剂型。在一些实施例中，剂型被配制成用于特定递送到胃肠道的特定区域，比如(例如)小肠或大肠。投予包含聚糖治疗剂制剂的药物组合物、医疗食品或膳食补充剂可以治疗预防菌群失调，例如其中有益细菌微生物丛受到干扰并且微生物丛展现菌群失调的病状。在一些实施例中，干扰可以通过使用本文描述的聚糖治疗剂来改善，从而改善有益微生物丛的生理生长和功能与宿主可以实现的生理生长和功能。此类治疗或预防可以直接发生，例如本文描述的聚糖治疗剂可以引起病原性微生物被非病原性微生物替换，或增加有益或共生微生物的生长，或其可以间接发生，例如本文描述的聚糖治疗剂可以影响微生物丛的代谢或其它功能，因此例如通过一种或多种下游代谢产物的作用调节宿主生理机能。投予本文描述的聚糖治疗剂可以提高宿主的总体健康状况，并可以通过影响群落的一个或多个成员来恢复例如胃肠道等所选小生境的健康平衡。
聚糖治疗制剂的产生
包含例如寡糖和多糖混合物等多种聚糖的制剂可以使用例如以全文引用的方式并入本文中的美国专利第8,466,242号中描述的聚合物催化剂等非酶催化剂产生，或通过其它合适方法来产生。制备本文描述的聚合物催化剂和固体负载型催化剂的方法可以在以引用的方式并入本文中的WO 2014/031956中找到。例如通过使用所述催化剂产生的聚糖可以是与通过酶促反应产生的聚糖相比，在结构上变化多得多的聚糖。
还提供了用于产生本文描述的聚糖(例如寡糖或多糖化合物)制剂的方法，所述方法如下：a)提供一种或多种单糖或双糖聚糖单元或其组合；b)使单糖或双糖与本文描述的聚合物催化剂和适合溶剂(例如水或非水性溶剂)中的任一者接触一段足够产生聚合物种群体(具有所需平均聚合度)的时间；以及c)分离和/或回收聚合聚糖制剂的至少一部分。
在一些实施例中，聚糖(例如寡糖或多糖)制剂是多分子的。在一些实施例中，聚糖(例如寡糖或多糖)制剂是多分子和多分散的。举例来说，聚糖治疗制剂包含不同寡糖物种(例如不同聚合度和支化度以及不同α糖苷键与β糖苷键比率)的混合物。在一些实施例中，聚糖治疗制剂包含多种不同物种(例如寡糖)并且可以由彼此呈各种比例的1×103种、1×104种、1×105种、1×106种、1×107种、1×108种、1×109种、1×1010种、1×1011种、1×1012种、1×1013种、1×1014种或更多种物质组成。本文描述了聚糖治疗制剂的平均特性，例如聚合度、支化度、α-糖苷键与β-糖苷键比率等。
在某些实施例中，使起始物质(包含聚糖单元)与聚合物催化剂在促进聚糖单元之间的一个或多个糖苷键形成的条件下接触，因此产生聚糖制剂。在一些实施例中，聚糖单元是单糖。合适聚合物催化剂包含连接形成聚合物主链的酸性单体和离子单体，其中每个酸性单体具有至少一种布朗斯特-劳里酸(Bronsted-Lowry acid)，并且每个离子单体独立地具有至少一种含氮阳离子基团或含磷阳离子基团。在一些实施例中，聚合物催化剂的每个酸性单体可以具有一种布朗斯特-劳里酸，且任选地，布朗斯特-劳里酸不同。在一些实施例中，聚合物催化剂的每个离子单体具有一种含氮阳离子基团或含磷阳离子基团。在一些实施例中，聚合物催化剂的至少一个离子单体具有两种含氮阳离子基团或含磷阳离子基团。图6A和6B中展示概述通用官能团的示意图。
在某些实施例中，在水性环境中使用聚合物催化剂合成聚糖(例如寡糖或多糖)。一种合适水性溶剂是水，其可以从多种来源获得。一般来说，具有较低浓度离子物质的水来源是优选的，因为此类离子物质可能降低聚合物催化剂的效力。在水性溶剂是水的一些实施例中，水具有少于10％的离子物质(例如钠、磷、铵、镁的盐)。
一般来说，聚合物催化剂和聚糖单元同时或依序引入到反应器的内部腔室。聚糖(例如寡糖或多糖)合成可以呈分批工艺或连续工艺进行。举例来说，在一个实施例中，聚糖合成以分批工艺进行，其中将反应器的内含物连续混合或掺合，并且去除所有或大量反应产物(例如分离和/或回收)。在一种变化形式中，聚糖合成以分批工艺进行，其中反应器的内容物最初掺杂或混合，但不进行进一步物理混合。在另一变化形式中，聚糖合成以分批工艺进行，其中一旦反应器的内含物进一步混合或反应器的内含物进行周期性混合(例如每小时一次或多次)，就在某一时段后去除所有或大量反应产物(例如分离和/或回收)。
在其它实施例中，聚糖(例如寡糖或多糖)合成以连续工艺进行，其中内含物以平均连续流速流过反应器，但不明确混合。在聚合物催化剂和聚糖单元引入到反应器后，将反应器的内含物连续或周期性混合或掺合，并在一段时间后，去除少于全部的反应产物(例如分离和/或回收)。在一种变化形式中，聚糖合成以连续工艺进行，其中不主动混合含有催化剂和聚糖单元的混合物。另外，催化剂与聚糖单元的混合可以由于聚合物催化剂通过重力沉降进行再分布而发生，或由于物质流过连续反应器时所发生的非主动混合而发生。
在所述方法的一些实施例中，聚合反应的起始物质是选自一种或多种单糖、一种或多种双糖或其组合的一种或多种聚糖单元。在所述方法的一些实施例中，聚合反应的起始物质是选自呋喃糖和吡喃糖的一种或多种聚糖单元。在所述方法的一些实施例中，聚合反应的起始物质是选自丁糖、戊糖、己糖或庚糖的一种或多种聚糖单元。在所述方法的一些实施例中，聚合反应的起始物质是选自葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖和鼠李糖的一种或多种聚糖单元，所有糖都任选地在适用时呈其L-或D-形式、呈α或β构型(二聚物)和/或脱氧形式和其任何组合。在一些实施例中，聚糖单元经乙酸酯、硫酸半酯、磷酸酯或丙酮环状缩醛基团中的一个或多个取代或衍生，或另外在例如一个或多个羟基上衍生。
本文所描述的方法中使用的聚糖单元可以包括一种或多种糖。在一些实施例中，一种或多种糖选自单糖、双糖和三糖或其任何混合物。在一些实施例中，一种或多种糖是单糖，如一种或多种C5或C6单糖。在一些实施例中，一种或多种糖是C5单糖。在其它实施例中，一种或多种糖是C6单糖。
在所述方法的一些实施例中，聚合反应的起始物质是选自氨基糖、脱氧糖、亚氨基糖、糖酸、短链脂肪酸和糖醇的一种或多种聚糖单元以产生杂交聚糖。
在一些实施例中，聚合反应的起始物质是选自单糖和其它碳水化合物的一种或多种聚糖单元，包括(但不限于)乙醇醛、甘油醛、二羟基丙酮、赤藓糖、苏糖、赤藓酮糖、阿拉伯糖、来苏糖、核糖、木糖、核酮糖、木酮糖、阿洛糖、阿卓糖、半乳糖、葡萄糖、古洛糖、艾杜糖、甘露糖、塔罗糖、果糖、阿洛酮糖、山梨糖、塔格糖、岩藻糖、墨角藻糖、鼠李糖、甘露庚酮糖、景天庚醛糖、神经氨酸、N-乙酰基神经氨酸、N-乙酰基半乳胺糖、N-乙酰基葡糖胺、果糖胺、半乳糖胺、葡糖胺、山梨糖醇、甘油、赤藻糖醇、苏糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、半乳糖醇、岩藻糖醇和乳酸。
在一些实施例中，聚合反应的起始物质是选自双糖和其它碳水化合物的一种或多种聚糖单元，包括(但不限于)阿卡波素(acarviosin)、N-乙酰基乳糖胺、别乳糖、纤维二糖、壳二糖、半乳糖-α-1，3-半乳糖、龙胆二糖、异麦芽酮糖醇、异麦芽糖、异麦芽酮糖、曲二糖、乳糖醇、乳糖酸、乳糖、乳果糖、昆布二糖、麦芽糖醇、麦芽糖、甘露二糖、蜜二糖、车前二糖、新橙皮糖、黑曲霉糖、刺槐糖、芸香二糖、山姆卜二糖、槐糖、蔗糖素、蔗糖、蔗糖乙酸异丁酸酯、蔗糖八乙酸酯、海藻糖、松二糖、巢菜糖和木二糖。
在一些实施例中，聚合反应的起始物质是选自氨基糖、脱氧糖、亚氨基糖、糖酸、短链脂肪酸和糖醇的一种或多种聚糖单元。
在一些实施例中，聚糖单元可以呈盐(例如药物学上可接受的盐)形式存在，比如(例如)盐酸盐、氢碘酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、硫酸盐、甲烷硫酸盐、乙酸盐、甲酸盐、酒石酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、丁二酸盐、乳酸盐、葡糖酸盐、丙酮酸盐、反丁烯二酸盐、丙酸盐、天冬氨酸盐、谷氨酸盐、苯甲酸盐、抗坏血酸盐。
合适聚糖单元包括氨基糖，例如阿卡波糖、N-乙酰基甘露糖胺、N-乙酰基胞壁酸、N-乙酰基神经氨酸、N-乙酰基塔罗糖胺糖醛酸、阿拉伯糖基-N-甲基-N-亚硝基脲、D-果糖-L-组氨酸、N-羟乙酰神经氨酸、酮胺、贵田霉素、甘露糖胺、1B-甲基硒基-N-乙酰基-D-半乳糖胺、胞壁酸、胞壁酰二肽、磷酸核糖胺、PUGNAc、唾液酸基-路易斯A、唾液酸基-路易斯X、井冈霉素(validamycin)、伏格列波糖、N-乙酰基半乳胺糖、N-乙酰基葡糖胺、天冬氨酰葡萄糖胺、巴利硫醇(bacillithiol)、柔胺、去氧糖胺、果糖胺、半乳糖胺、葡糖胺、甲葡胺和过骨胺。
合适聚糖单元包括脱氧糖，例如1-5-失水山梨醇、克拉定糖、可立糖、2-脱氧-D-葡萄糖、3-脱氧葡萄糖酮醛、脱氧核糖、双脱氧核苷酸、毛地黄糖、氟脱氧葡糖、沙门糖和磺基鸡纳糖。
合适聚糖单元包括亚氨基糖，例如栗树精胺、1-脱氧野艽霉素、亚氨基糖、米格列醇、美格鲁特和苦马豆素。
合适聚糖单元包括糖酸，例如N-乙酰基神经氨酸、N-乙酰基塔罗糖胺糖醛酸、醛糖二酸、醛糖酸、3-脱氧-D-甘露-辛-2-酮糖酸、葡糖醛酸、葡萄糖胺糖醛酸、甘油酸、N-羟乙酰基神经氨酸、艾杜糖醛酸、异糖精酸、潘氨酸、唾液酸、苏糖酸、古洛糖酸、糖醛酸、木糖酸、葡糖酸、抗坏血酸、酮基脱氧辛酮糖酸、半乳糖醛酸、半乳糖胺糖醛酸、甘露糖醛酸、甘露糖胺糖醛酸、酒石酸、粘液酸、葡萄糖二酸、乳酸、乙二酸、丁二酸、己酸、反丁烯二酸、顺丁烯二酸、丁酸、柠檬酸、氨基葡萄糖酸、苹果酸、琥珀酰胺酸、癸二酸和癸酸。
合适聚糖单元包括短链脂肪酸，比如(例如)甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸。
合适聚糖单元包括糖醇，比如(例如)甲醇、乙二醇、甘油、赤藻糖醇、苏糖醇、阿拉伯糖醇、核糖醇、木糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、半乳糖醇、艾杜糖醇、庚七醇、岩藻糖醇、肌醇、麦芽三糖醇、麦芽四糖醇和聚葡糖醇。
本文描述的方法中使用的聚糖单元(例如糖)可以从任何商业已知的来源获得，或根据所属领域中已知的任何方法产生。
反应条件
在一些实施例中，聚糖单元和催化剂(例如聚合物催化剂或固体负载型催化剂)反应至少1小时、至少2小时、至少3小时、至少4小时、至少6小时、至少8小时、至少16小时、至少24小时、至少36小时或至少48小时；或1-24小时之间、2-12小时之间、3-6小时之间、1-96小时之间、12-72小时之间或12-48小时之间。
在一些实施例中，可以通过反应时间调节根据本文描述的方法产生的一种或多种寡糖的聚合度。举例来说，在一些实施例中，通过延长反应时间来提高一种或多种寡糖的聚合度，而在其它实施例中，通过减少反应时间来降低一种或多种寡糖的聚合度。
反应温度
在一些实施例中，反应温度维持在约25℃到约150℃范围内。在某些实施例中，温度是约30℃到约125℃、约60℃到约120℃、约80℃到约115℃、约90℃到约110℃、约95℃到约105℃或约100℃到110℃。
聚糖单元的量
相对于所用溶剂的量的本文所述的方法中所用的聚糖单元的量会影响反应速率和产量。所用的聚糖单元的量可以通过干燥固体含量来表征。在某些实施例中，干燥固体含量指的是按干重计百分比形式的浆液的全部固体。在一些实施例中，聚糖单元的干燥固体含量在约5wt％到约95wt％之间、约10wt％到约80wt％之间、约15wt％到约75wt％之间或约15wt％到约50wt％之间。
催化剂的量
本文描述的方法中使用的催化剂的量可以取决于若干因素，包括例如聚糖单元的类型的选择、聚糖单元的浓度和反应条件(例如温度、时间和pH值)。在一些实施例中，催化剂与聚糖单元的重量比是约0.01g/g到约50g/g、约0.01g/g到约5g/g、约0.05g/g到约1.0g/g、约0.05g/g到约0.5g/g、约0.05g/g到约0.2g/g或约0.1g/g到约0.2g/g。
溶剂
在某些实施例中，使用催化剂的方法在水性环境中进行。一种合适水性溶剂是水，其可以从多种来源获得。一般来说，具有较低离子物质(例如钠、磷、铵或镁的盐)浓度的水源是优选的，因为这类离子物质会降低催化剂的效用。在水性溶剂是水的一些实施例中，水的电阻率是至少0.1兆欧姆-厘米、至少1兆欧姆-厘米、至少2兆欧姆-厘米、至少5兆欧姆-厘米或至少10兆欧姆-厘米。
水含量
另外，随着方法的脱水反应进展，一种或多种聚糖单元的每次偶合都产生水。在某些实施例中，本文所述的方法可以进一步包括监测反应混合物中存在的水的量和/或在一段时间内水与单体或催化剂的比率。在一些实施例中，所述方法进一步包括去除反应混合物中产生的至少一部分水(例如通过真空过滤去除至少约10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、97％、99％或100％中任一者)。然而，应了解，可以基于反应条件和所用的特定催化剂来调整水比单体的量。
所属领域中已知的任何方法都可以用于去除反应混合物中的水，包括例如通过真空过滤、真空蒸馏、加热和/或蒸发。在一些实施例中，所述方法包含在反应混合物中包括水。
在一些方面，本文提供了产生寡糖组合物的方法，所述方法如下：将聚糖单元和具有酸性和离子部分的催化剂组合以形成反应混合物，其中反应混合物中产生水；以及去除反应混合物中产生的至少一部分水。在某些变化形式中，去除至少一部分水以维持反应混合物中的水含量按重量计低于99％、低于90％、低于80％、低于70％、低于60％、低于50％、低于40％、低于30％、低于20％、低于10％、低于5％或低于1％。
在一些实施例中，可以通过调整或控制反应混合物中存在的水的浓度来调节根据本文所述的方法产生的一种或多种寡糖的聚合度。举例来说，在一些实施例中，通过降低水浓度来提高一种或多种寡糖的聚合度，而在其它实施例中，通过增加水浓度来降低一种或多种寡糖的聚合度。在一些实施例中，在反应期间调整反应的水含量以调节所产生的一种或多种寡糖的聚合度。
在一个实例中，可以向装备有顶置式搅拌器和夹套短程冷凝器的圆底烧瓶加入一种或多种单体、二聚体、三聚体或其它寡糖以及以干重计1-50％(1-10％、1-20％、1-30％、1-40％、1-60％、1-70％)一种或多种本文所述的催化剂。水或另一相容性溶剂(0.1-5当量、1-5当量、1-4当量、0.1-4当量)可以加入干混合物并且可以使用大小与所选圆底烧瓶的轮廓尽可能紧密匹配的桨以缓慢速度(例如10-100rpm、50-200rpm、100-200rpm)将浆液组合。在10-1000毫巴真空压力下将混合物加热到70-180℃(70-160℃、75-165℃、80-160℃)。反应可以搅拌30分钟到6小时，从反应连续去除水。可以通过HPLC来监测反应进展。通过所述工艺获得的固体块可以溶解于足够产生约50白利度(Brix)(每100g溶液的糖克数)溶液的体积的水中。一旦完全溶解，可以通过过滤来去除固体催化剂并且可以例如通过旋转蒸发将寡聚物溶液浓缩到约50-75白利度。任选地，可以使用有机溶剂，并且可以通过双相萃取来去除水不可混溶的溶剂，并可以例如通过与浓缩步骤同时进行旋转蒸发来去除水可混溶的溶剂。
额外加工步骤
任选地，制剂可以进行额外加工步骤。额外加工步骤可以包括例如纯化步骤。纯化步骤可以包括例如分离、稀释、浓缩、过滤、脱盐或离子交换、色谱分离或脱色，或其任何组合。
脱色
在一些实施例中，本文所述的方法进一步包括脱色步骤。产生的一种或多种寡糖可以使用所属领域中已知的任何方法进行脱色步骤，包括例如用吸附剂处理、活性碳、色谱法(例如使用离子交换树脂)、氢化和/或过滤(例如微过滤)。
在某些实施例中，产生的一种或多种寡糖在特定温度、特定浓度和/或特定持续时间下与吸收颜色的材料接触。在一些实施例中，与一种或多种寡糖接触的吸收颜色的物质的质量低于一种或多种寡糖的质量的50％、低于一种或多种寡糖的质量的35％、低于一种或多种寡糖的质量的20％、低于一种或多种寡糖的质量的10％、低于一种或多种寡糖的质量的5％、低于一种或多种寡糖的质量的2％或低于一种或多种寡糖的质量的1％。
在一些实施例中，一种或多种寡糖与吸收颜色的材料接触。在某些实施例中，一种或多种寡糖与吸收颜色的材料接触低于10小时、低于5小时、低于1小时或低于30分钟。在一具体实施例中，一种或多种寡糖与吸收颜色的材料接触1小时。
在某些实施例中，一种或多种寡糖在20℃到100℃、30℃到80℃、40℃到80℃或40℃到65℃的温度下与吸收颜色的材料接触。在一具体实施例中，一种或多种寡糖在50℃的温度下与吸收颜色的材料接触。
在某些实施例中，吸收颜色的材料是活性碳。在一个实施例中，吸收颜色的材料是粉末状活性碳。在其它实施例中，吸收颜色的材料是离子交换树脂。在一个实施例中，吸收颜色的材料是氯离子形式的强碱阳离子交换树脂。在另一实施例中，吸收颜色的材料是交联聚苯乙烯。在另一实施例中，吸收颜色的材料是交联聚丙烯酸酯。在某些实施例中，吸收颜色的材料是Amberlite FPA91、Amberlite FPA98、Dowex 22、Dowex Marathon MSA或Dowex Optipore SD-2。
离子交换/脱盐(脱除矿物质)
在一些实施例中，所产生的一种或多种寡糖与去除盐、矿物质和/或其它离子物质的材料接触。在某些实施例中，一种或多种寡糖流过阴离子/阳离子交换柱对。在一个实施例中，阴离子交换柱含有氢氧化物形式的弱碱交换树脂并且阳离子交换柱含有质子化形式的强酸交换树脂。
分离和浓缩
在一些实施例中，本文所述的方法进一步包括分离所产生的一种或多种寡糖。在某些变化形式中，分离一种或多种寡糖包含使用所属领域中已知的任何方法分离一种或多种寡糖的至少一部分与催化剂的至少一部分，包括例如离心、过滤(例如真空过滤、膜过滤)和重力沉降。在一些实施例中，分离一种或多种寡糖包含使用所属领域中已知的任何方法分离一种或多种寡糖的至少一部分与任何未反应的糖的至少一部分，包括例如过滤(例如膜过滤)、色谱法(例如色谱分离)、差异溶解度和离心(例如差速离心)。
在一些实施例中，本文所述的方法进一步包括浓缩步骤。举例来说，在一些实施例中，分离的寡糖蒸发(例如真空蒸发)产生浓缩的寡糖组合物。在其它实施例中，分离的寡糖进行喷雾干燥步骤以产生寡糖粉末。在某些实施例中，分离的寡糖进行蒸发步骤和喷雾干燥步骤。
水含量
另外，随着方法的脱水反应进展，一种或多种糖的每次偶合都产生水。在某些实施例中，本文所述的方法可以进一步包括监测反应混合物中存在的水的量和/或在一段时间内水比糖或催化剂的比率。在一些实施例中，所述方法进一步包括去除反应混合物中产生的至少一部分水(例如通过真空过滤去除至少约10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、97％、99％或100％中任一者)。然而，应了解，可以基于反应条件和所用的特定催化剂来调整水比糖的量。
所属领域中已知的任何方法都可以用于去除反应混合物中的水，包括例如通过真空过滤、真空蒸馏、加热和/或蒸发。在一些实施例中，所述方法包含在反应混合物中包括水。
在一些方面，本文提供了产生寡糖组合物的方法，所述方法如下：将聚糖单元和具有酸性和离子部分的催化剂组合以形成反应混合物，其中反应混合物中产生水；以及去除反应混合物中产生的至少一部分水。在某些变化形式中，去除至少一部分水以维持反应混合物中的水含量按重量计低于99％、低于90％、低于80％、低于70％、低于60％、低于50％、低于40％、低于30％、低于20％、低于10％、低于5％或低于1％。
在一些实施例中，可以通过调整或控制反应混合物中存在的水的浓度来调节根据本文所述的方法产生的一种或多种寡糖的聚合度。举例来说，在一些实施例中，通过降低水浓度来提高一种或多种寡糖的聚合度，而在其它实施例中，通过增加水浓度来降低一种或多种寡糖的聚合度。在一些实施例中，在反应期间调整反应的水含量以调节所产生的一种或多种寡糖的聚合度。
分级分离
在一些实施例中，本文所述的方法进一步包括分级分离步骤。制备和纯化的寡糖或多糖随后可以通过分子量，使用所属领域中已知的任何方法分离，包括例如高效液相色谱法、吸附/解吸附(例如低压活性碳色谱法)或过滤(例如超过滤或透滤)。在某些实施例中，制备和纯化的聚糖分成表示60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、98％或超过98％短(约DP1-2)、培养基(约DP3-10)、长(约DP11-18)或超长(约DP＞18)物种的池。
在某些实施例中，制备的聚糖通过吸附到含碳材料上并随后通过用浓度为1％、5％、10％、20％、50％或100％的有机溶剂于水中的混合物洗涤材料使分级分离部分解吸附来分级分离。在一个实施例中，吸附材料是活性炭。在另一实施例中，吸附材料是活性炭与例如硅藻土或硅藻土545等膨化剂的混合物，按体积或重量计5％、10％、20％、30％、40％或50％部分。
在其它实施例中，制备的聚糖由通过高效液相色谱系统来分离。在某些变化形式中，制备的聚糖通过离子亲和色谱法、亲水性相互作用色谱法或尺寸排阻色谱法(包括凝胶渗透和凝胶过滤)分离。
在其它实施例中，低分子量材料通过过滤法来去除。在某些变化形式中，低分子量材料可以通过渗析、超过滤、透滤或切向流动过滤来去除。在某些实施例中，过滤在静态渗析管设备中进行。在其它实施例中，过滤在动态流动过滤系统中进行。在其它实施例中，过滤在离心力驱动的滤筒中进行。
聚糖治疗制剂的特征
本文所述的聚糖治疗剂可以包含寡糖和/或多糖。在一些实施例中，聚糖治疗剂包含同寡糖或同多糖(或同聚糖)，其中多糖中的所有单糖都具有相同类型。包含同多糖的聚糖治疗剂可以包括经由单个或多个糖苷键类型键结在一起的单糖。
在一些实施例中，聚糖治疗剂包含杂寡糖或杂多糖(或杂聚糖)，其中存在超过一种类型单糖。包含杂多糖的聚糖治疗剂可以包括经由单个或多个糖苷键类型键结在一起的不同类型单糖。
单糖是双糖(例如蔗糖和乳糖)和多糖(例如纤维素和淀粉)的建构嵌段。聚糖治疗剂可以包含单个类型的单糖(称为同聚物或同聚糖)或混合物(称为杂聚物或杂聚糖)。寡糖是含有小数目(通常两个到九个)聚糖单元(在此情况下是单糖)的糖聚合物。
举例来说，在许多蔬菜中发现的果寡糖(FOS)由果糖分子的短链组成，其中一些短链用葡萄糖分子封端。半乳寡糖(GOS)也是天然存在的，由半乳糖分子短链组成。这些化合物只能部分被人类消化。寡糖主要由例如淀粉或菊塘等天然聚合物分解产生，直接从例如大豆等天然物质提取产生，或由化学或酶促合成来产生。
多糖是由通过例如糖苷键等键结合在一起的聚糖单元长链构成的聚合碳水化合物分子。多糖含有超过十个聚糖单元(在此情况下是单糖)。天然存在的多糖可以具有Cx(H2O)y的通式，其中x通常是大的数目，例如介于10与2500之间。在一些实施例中，水解可以用于产生适合于产生本文所述的聚糖的成分单糖或寡糖。例如单糖等聚糖单元可以呈许多不同形式存在，例如构象异构体、环状形式、非环状形式、立体异构体、互变异构体、端基异构体和异构体。
在一些实施例中，产生多分散的聚糖治疗制剂(例如寡糖或多糖)，其展现一系列聚合度。任选地，制剂可以分级分离，例如表示60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、98％或超过98％短(约DP1-2)、中等(约DP3-10)、长(约DP11-18)或极长(约DP＞18)物种。
在一个实施例中，提供包含至少85％、90％或至少95％的约DP 3-10中等长物种的多分散的分级分离的聚糖治疗制剂。在一个实施例中，提供包含至少85％、90％或至少95％的约DP 11-18较长物种的多分散的分级分离的聚糖治疗剂制剂。在一个实施例中，提供包含至少85％、90％或至少95％的约DP 18-30极长物种的多分散的分级分离的聚糖治疗剂制剂。在一些实施例中，中等长、长和极长的分级分离的制剂包含0.8∶1到5∶1或1∶1到4∶1的α-糖苷键与β-糖苷键比率。在一些实施例中，分级分离的制剂具有约0.01与约0.2之间或约0.05与0.1之间的平均支化度。
在一些实施例中，提供使用所公开的聚合物催化剂控制聚糖的分子量分布的方法。举例来说，大部分，例如约55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或约97％的聚糖治疗制剂的DP介于2与25之间、3与25之间、4与25之间、5与25之间、6与25之间、7与25之间、8与25之间、9与25之间、10与25之间、2与30之间、3与30之间、4与30之间、5与30之间、6与30之间、7与30之间、8与30之间、9与30之间或10与30之间。
在一个实施例中，聚糖治疗制剂具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)。
在一些实施例中，约55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或约97％的聚糖治疗制剂具有至少5个并少于30个聚糖单元的DP。在一些实施例中，约55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或约97％的聚糖治疗制剂具有至少8并少于30个聚糖单元的DP。在一些实施例中，约55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或约97％的聚糖治疗制剂具有至少10并少于30个聚糖单元的DP。在一些实施例中，约55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或约97％的聚糖治疗制剂具有介于3个、4个、5个、6个、7个、8个与10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个聚糖单元之间的DP。在一些实施例中，约55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或约97％的聚糖治疗制剂具有介于10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个与20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个聚糖单元之间的DP。在一些实施例中，约55％个、60％个、65％个、70％个、75％个、80％个、85％个、90％个、95％或约97％的聚糖治疗制剂具有介于3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个与20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个聚糖单元之间的DP。
在一些实施例中，在组合一种或多种聚糖单元(例如糖)与聚合物催化剂之后(例如在组合一种或多种聚糖单元(例如糖)与催化剂之后2小时、3小时、4小时、8小时、12小时、24小时或48小时)聚糖治疗制剂的聚合度(DP)分布是：DP2＝0％-40％，如小于40％、小于30％、小于20％、小于10％、小于5％或小于2％；或10％-30％或15％-25％；DP3＝0％-20％，如小于15％、小于10％、小于5％；或5％-15％；以及DP4+＝大于15％、大于20％、大于30％、大于40％、大于50％；或15％-75％、20％-40％或25％-35％。
本文所述的方法中一种或多种聚糖单元(例如糖)的转化产率可以通过所属领域中已知的任何合适方法来测定，包括例如高效液相色谱法(HPLC)。在一些实施例中，在组合一种或多种聚糖单元与催化剂之后(例如在组合一种或多种聚糖单元与催化剂之后2小时、3小时、4小时、8小时、12小时、24小时或48小时)转化成DP＞1的聚糖治疗制剂的产率超过约50％(例如超过约55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或98％)。在一些实施例中，在组合一种或多种聚糖单元与催化剂之后(例如在组合一种或多种聚糖单元与催化剂之后2小时、3小时、4小时、8小时、12小时、24小时或48小时)转化成DP＞2聚糖治疗制剂的产率超过约30％(例如超过约35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或98％)。
在一个实施例中，约55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或约97％的聚糖治疗制剂具有至少2的DP。在一个实施例中，约55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或约97％的聚糖治疗制剂具有至少3的DP。
在一些实施例中，提供聚糖治疗制剂，其中至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、98％、99％、99.8％或至少99.9％或甚至100％的聚糖治疗制剂具有至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个或至少12个聚糖单元并少于75个、70个、65个、60个、55个、50个、45个、40个、35个、30个、25个、20个、19个、18个、17个、16个或低于15个聚糖单元的聚合度(DP)。
在一些实施例中，提供聚糖治疗制剂，其中至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、98％、99％、99.8％或至少99.9％或甚至100％的聚糖治疗制剂具有至少5个并且少于30个聚糖单元、至少8个并且少于30个聚糖单元的聚合度(DP)。
在一些实施例中，约55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、约97％的聚糖治疗制剂具有约DP5、DP6、DP7、DP8、DP9、DP10、DP11或DP12的平均聚合度(DP)。
在一些实施例中，提供聚糖治疗制剂，其中至少50％、60％、70％或80％的聚糖治疗制剂具有至少3个并少于30个聚糖单元或至少5个并少于25个聚糖单元的聚合度。在一些实施例中，聚糖治疗制剂的平均DP在约DP7与DP9之间或约DP6与DP10之间。在一些实施例中，这些聚糖治疗制剂包含0.8∶1到5∶1或1∶1到4∶1的α-糖苷键与β-糖苷键比率。在一些实施例中，分级分离的制剂具有介于约0.01与约0.2之间或约0.05与0.1之间的平均支化度。
在一些实施例中，约55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或约97％的聚糖治疗制剂具有约500g/mol、550g/mol、600g/mol、650g/mol、700g/mol、750g/mol、800g/mol、850g/mol、900g/mol、950g/mol、1000g/mol、1050g/mol、1100g/mol、1150g/mol、1200g/mol、1250g/mol、1300g/mol、1350g/mol、1400g/mol、1450g/mol、1500g/mol、1550g/mol、1600g/mol、1650g/mol、1700g/mol、1750g/mol、1800g/mol并低于1900g/mol、2000g/mol、2100g/mol、2200g/mol、2300g/mol、2400g/mol、2500g/mol、2600g/mol、2700g/mol、2800g/mol、2900g/mol、3000g/mol、3100g/mol、3200g/mol、3300g/mol、3400g/mol、3500g/mol、3600g/mol、3700g/mol、3800g/mol、3900g/mol、4000g/mol、4100g/mol、4200g/mol、4300g/mol、4400g/mol、4500g/mol、4600g/mol、4700g/mol、4800g/mol、4900g/mol和5000g/mol的平均分子量。
在一些实施例中，聚糖制剂(例如寡糖或多糖)结构在线性到高度分支的范围内。未分支聚糖可以仅仅含有α键或仅仅含有β键。未分支聚糖可以含有至少一个α键和至少一个β键。分支聚糖可以含有至少一个经由α糖苷键或β糖苷键连接以便形成分支的聚糖单元。分支率或支化度(DB)可以变化，使得约每第2单元、第3单元、第4单元、第5单元、第6单元、第7单元、第8单元、第9单元、第10单元、第15单元、第20单元、第25单元、第30单元、第35单元、第40单元、第45单元、第50单元、第60单元或第70单元包含至少一个分支点。举例来说，动物肝糖约每10个单元含有一个分支点。
在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中所述制剂包含分支聚糖的混合物，其中平均支化度(DB，每个残基的分支点)是0、0.01.0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.95、0.99、1或2。在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中平均支化度是至少0.01、0.05、0.1、0.2、0.3或至少0.4。在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中平均支化度介于约0.01与0.1、0.01与0.2、0.01与0.3、0.01与0.4或0.01与0.5之间。在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中平均支化度不为0。在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中平均支化度不介于至少0.1与少于0.4或至少0.2与少于0.4之间。在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含线性聚糖。在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含展现分支或分支叠分支结构的聚糖。
在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中平均支化度(DB)不为0，但至少是0.01、0.05、0.1或至少0.2，或介于约0.01与约0.2之间或约0.05与0.1之间的范围内。
一些聚糖包含具有还原端和非还原端的寡糖，无论在还原端的糖是否实际上是还原糖。根据公认命名法，本文中描绘大部分寡糖的非还原端在左侧，而还原端在右侧。本文所述的大部分寡糖用非还原糖(例如Gal或D-Gal)的名称或缩写描述，前面或后面是糖苷键的构形(α或β)、环键、与所述键有关的还原糖的环位置，接着是还原糖(例如Glc或D-Glc)的名称或缩写。两个糖单元之间的键(例如糖苷键、半乳糖苷键、糖苷键等)可以表示为例如1，4、1-＞4或(1-4)，在本文中可互换地使用。每个糖可以呈环状形式(例如吡喃糖或呋喃糖形式)。举例来说，乳糖是由半乳糖和葡萄糖的环状形式构成的双糖，半乳糖和葡萄糖由β(1-4)键接合，其中缩醛氧桥呈β取向。
在聚糖治疗剂制剂中发现的个别聚糖单元之间的键可以包括α1-＞2、α1-＞3、α1-＞4、α1-＞6、α2-＞1、α2-＞3、α2-＞4、α2-＞6、β1-＞2、β1-＞3、β1-＞4、β1-＞6、β2-＞1、β2-＞3、β2-＞4和β2-＞6。
在一些实施例中，聚糖治疗制剂仅仅包含α键。在一些实施例中，聚糖治疗剂仅仅包含β键。在一些实施例中，聚糖治疗剂包含α键与β键的混合物。在一些实施例中，制剂中的α∶β糖苷键比率是约0.1∶1、0.2∶1、0.3∶1、0.4∶1、0.5∶1、0.6∶1、0.7∶1、0.8∶1、0.9∶1、1∶1、1.2∶1、1.5∶1、1.7∶1、2∶1、2.2∶1、2.5∶1、2.7∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1、7∶1、8∶1、9∶1或约10∶1。
在一些实施例中，聚糖治疗制剂包含选自由以下组成的群组的α-糖苷键与β-糖苷键：1-＞2糖苷键、1-＞3糖苷键、1-＞4糖苷键、1-＞5糖苷键和1-＞6糖苷键。在一些实施例中，聚糖治疗制剂包含至少两个或至少三个α和β1-＞2糖苷键、α和β1-＞3糖苷键、α和β1-＞4糖苷键、α和β1-＞5糖苷键和/或α和β1-＞6糖苷键。在一些实施例中，聚糖治疗制剂在制剂中包含的α∶β糖苷键比率是约0.8∶1、1∶1、2∶1、3∶1、4∶1或5∶1，或其在约0.8∶1到约5∶1或约1∶1到约4∶1范围内。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂(例如寡糖和多糖)包含具有α构形或β构形的聚糖单元的所需混合物，例如聚糖治疗剂制剂包含所需比率，例如1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16、1∶18、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40、1∶45、1∶50、1∶55、1∶60、1∶65、1∶70、1∶75、1∶80、1∶85、1∶90、1∶100、1∶150α-构形比β-构形或β-构形比α-构形。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂(例如寡糖和多糖)包含基本上所有α-或β-构形的聚糖单元，任选地包含约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％对应其它构形。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含至少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、98％、99％、至少99.9％或甚至100％具有α糖苷键的聚糖。在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含至少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、98％、99％、至少99.9％或甚至100％具有β糖苷键的聚糖。在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中糖苷键是α糖苷键的聚糖占至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％或至少85％，糖苷键是β糖苷键的聚糖占至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％或至少85％，并且其中α糖苷键和β糖苷键的百分比不超过100％。
在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中至少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、98％、99％、至少99.9％或甚至100％聚糖糖苷键是以下各项中的一个或多个：1-＞2糖苷键、1-＞3糖苷键、1-＞4糖苷键和1-＞6糖苷键。在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中至少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、至少20％或25％聚糖糖苷键每一个是1-＞2、1-＞3、1-＞4和1-＞6糖苷键。任选地，聚糖治疗剂制剂进一步包含至少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％或至少85％的选自以下组成的群组的聚糖糖苷键：α2-＞1、α2-＞3、α2-＞4、α2-＞6、β2-＞1、β2-＞3、β2-＞4和β2-＞6糖苷键。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含具有选自由以下组成的群组的至少两个糖苷键的聚糖：α1-＞2和α1-＞3、α1-＞2和α1-＞4、α1-＞2和α1-＞6、α1-＞2和β1-＞2、α1-＞2和β1-＞3、α1-＞2和β1-＞4、α1-＞2和β1-＞6、α1-＞3和α1-＞4、α1-＞3和α1-＞6、α1-＞3和β1-＞2、α1-＞3和β1-＞3、α1-＞3和β1-＞4、α1-＞3和β1-＞6、α1-＞4和α1-＞6、α1-＞4和β1-＞2、α1-＞4和β1-＞3、α1-＞4和β1-＞4、α1-＞4和β1-＞6、α1-＞6和β1-＞2、α1-＞6和β1-＞3、α1-＞6和β1-＞4、α1-＞6和β1-＞6、β1-＞2和β1-＞3、β1-＞2和β1-＞4、β1-＞2和β1-＞6、β1-＞3和β1-＞4、β1-＞3和β1-＞6以及β1-＞4和β1-＞6。
对于包含有包含侧链(侧链可以相同或不同)的分支聚糖治疗剂(例如DB是0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.95、0.99、1或2的聚糖治疗剂)的制剂，侧链可以经由一个或多个β键和α键，例如(1-2)、(1-3)、(1-4)、(1-6)、(2-3)、(2-6)或与主链连接的其它合适键来附接。
在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中至少一个聚糖单元是呈L-形式的糖。在一些实施例中，提供聚糖制剂，其中至少一个聚糖单元是呈D-形式的糖。在一些实施例中，提供聚糖制剂，其中聚糖单元是呈L-或D-形式的糖，取决于天然存在或更常见(例如D-葡萄糖、D-木糖、L-阿拉伯糖)。
在一些实施例中，聚糖治疗剂(例如寡糖和多糖)制剂包含例如所需比率的聚糖单元的L-形式与D-形式的所需混合物，例如：1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16、1∶18、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40、1∶45、1∶50、1∶55、1∶60、1∶65、1∶70、1∶75、1∶80、1∶85、1∶90、1∶100、1∶150L-形式与D-形式或D-形式与L-形式。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含聚糖单元基本上全部是L-或D-形式的聚糖，任选地包含约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％对应其它形式。
在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中至少一个聚糖单元是丁糖、戊糖、己糖或庚糖。任选地，与聚糖治疗制剂的聚糖(例如分支寡糖或多糖的混合物)形成有关的聚糖单元可以变化。单糖聚糖单元的实例包括己糖，例如葡萄糖、半乳糖和果糖，以及戊糖，例如木糖。单糖一般具有化学式：Cx(H2O)y，其中通常x≥3。单糖可以通过其含有的碳原子数目x来分类，例如：二糖(2)、丙糖(3)、丁糖(4)、戊糖(5)、己糖(6)和庚糖(7)。单糖聚糖单元可以呈非环状(开链)形式存在。具有相同分子图的开链单糖可以呈两种或更多种立体异构体存在。单糖也可以呈环状形式存在，所述环经由羰基与同一分子的羟基之一之间的亲核加成反应产生。反应产生由一个桥连氧原子封闭的碳原子环。在这些环状形式中，环通常具有5个(呋喃糖)或6个原子(吡喃糖)。
在一些实施例中，聚糖治疗剂(例如寡糖和多糖)制剂包含任何所需比率的不同单糖聚糖单元的所需混合物，例如二糖(2)、丙糖(3)、丁糖(4)、戊糖(5)、己糖(6)或庚糖(7)的混合物，例如对于任两个聚糖单元：1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16、1∶18、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40、1∶45、1∶50、1∶55、1∶60、1∶65、1∶70、1∶75、1∶80、1∶85、1∶90、1∶100、1∶150等，对于任三种聚糖单元：1∶1∶1、1∶2∶1、1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1、1∶6∶1、1∶7∶1、1∶8∶1、1∶9∶1、1∶10∶1、1∶12∶1、1∶14∶1、1∶16∶1、1∶18∶1、1∶20∶1、1∶1∶2、1∶2∶2、1∶3∶2、1∶4∶2、1∶5∶2、1∶6∶2、1∶7∶2、1∶8∶2、1∶9∶2、1∶10∶2、1∶1∶3、1∶2∶3、1∶3∶3、1∶4∶3、1∶5∶3、1∶6∶3、1∶7∶3、1∶8∶3、1∶9∶3、1∶10∶3、1∶1∶4、1∶2∶4、1∶3∶4、1∶4∶4、1∶5∶4、1∶6∶4、1∶7∶4、1∶8∶4、1∶9∶4、1∶10∶4、1∶1∶5、1∶2∶5、1∶3∶5、1∶4∶5、1∶5∶5、1∶6∶5、1∶7∶5、1∶8∶5、1∶9∶5、1∶10∶5等，对于任四个聚糖单元：1∶1∶1∶1、1∶2∶2∶1、1∶3∶2∶1、1∶4∶2∶1、1∶5∶2∶1、1∶6∶2∶1、1∶7∶2∶1、1∶8∶2∶1、1∶9∶2∶1、1∶10∶2∶1、1∶1∶1∶2、1∶2∶2∶2、1∶3∶2∶2、1∶4∶2∶2、1∶5∶2∶2、1∶6∶2∶2、1∶7∶2∶2、1∶8∶2∶2、1∶9∶2∶2、1∶10∶2∶2等，对于任五种聚糖单元：1∶1∶1∶1∶1、1∶2∶2∶1∶1等，对于任六种聚糖单元：1∶1∶1∶1∶1∶1、1∶1∶1∶1∶1∶2等，对于任七种聚糖单元：1∶1∶1∶1∶1∶1∶1、1∶1∶1∶1∶1∶1∶2等。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含两种、三种、四种或五种不同聚糖单元的所需混合物，例如以下各物的混合物：例如i)选自单糖的一种或多种聚糖单元，所述单糖选自葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖和鼠李糖；ii)选自双糖的一种或多种聚糖单元，所述双糖选自阿卡波素、N-乙酰基乳糖胺、别乳糖、纤维二糖、壳二糖、半乳糖-α-1，3-半乳糖、龙胆二糖、异麦芽酮糖醇、异麦芽糖、异麦芽酮糖、曲二糖、乳糖醇、乳糖酸、乳糖、乳果糖、昆布二糖、麦芽糖醇、麦芽糖、甘露二糖、蜜二糖、车前二糖、新橙皮糖、黑曲霉糖、刺槐糖、芸香二糖、山姆卜二糖、槐糖、蔗糖素、蔗糖、蔗糖乙酸异丁酸酯、蔗糖八乙酸酯、海藻糖、松二糖、巢菜糖和木二糖；iii)选自氨基糖的一种或多种聚糖单元，所述氨基糖选自阿卡波糖、N-乙酰基甘露糖胺、N-乙酰基胞壁酸、N-乙酰基神经氨酸、N-乙酰基塔罗糖胺糖醛酸、阿拉伯糖基-N-甲基-N-亚硝基脲、D-果糖-L-组氨酸、N-羟乙酰神经氨酸、酮胺、贵田霉素、甘露糖胺、1B-甲基硒基-N-乙酰基-D-半乳糖胺、胞壁酸、胞壁酰二肽、磷酸核糖胺、PUGNAc、唾液酸基-路易斯A、唾液酸基-路易斯X、井冈霉素、伏格列波糖、N-乙酰基半乳胺糖、N-乙酰基葡糖胺、天冬氨酰葡萄糖胺、巴利硫醇、柔胺、去氧糖胺、果糖胺、半乳糖胺、葡糖胺、甲葡胺和过骨胺；iv)选自脱氧糖的一种或多种聚糖单元，所述脱氧糖选自1-5-失水山梨醇、克拉定糖、可立糖、2-脱氧-D-葡萄糖、3-脱氧葡萄糖酮醛、脱氧核糖、双脱氧核苷酸、毛地黄糖、氟脱氧葡糖、沙门糖和磺基鸡纳糖；v)选自亚氨基糖的一种或多种聚糖单元，所述亚氨基糖选自栗树精胺、1-脱氧野艽霉素、亚氨基糖、米格列醇、美格鲁特和苦马豆素；选自糖酸的一种或多种聚糖单元，所述糖酸选自N-乙酰基神经氨酸、N-乙酰基塔罗糖胺糖醛酸、醛糖二酸、醛糖酸、3-脱氧-D-甘露-辛-2-酮糖酸、葡糖醛酸、葡萄糖胺糖醛酸、甘油酸、N-羟乙酰基神经氨酸、艾杜糖醛酸、异糖精酸、潘氨酸、唾液酸、苏糖酸、古洛糖酸、糖醛酸、木糖酸、葡糖酸、抗坏血酸、酮基脱氧辛酮糖酸、半乳糖醛酸、半乳糖胺糖醛酸、甘露糖醛酸、甘露糖胺糖醛酸、酒石酸、粘液酸、葡萄糖二酸、乳酸、乙二酸、丁二酸、己酸、反丁烯二酸、顺丁烯二酸、丁酸、柠檬酸、氨基葡萄糖酸、苹果酸、琥珀酰胺酸、癸二酸和癸酸；vi)选自短链脂肪酸的一种或多种聚糖单元，所述短链脂肪酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸；以及vii)选自糖醇的一种或多种聚糖单元，所述糖醇选自甲醇、乙二醇、甘油、赤藻糖醇、苏糖醇、阿拉伯糖醇、核糖醇、木糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、半乳糖醇、艾杜糖醇、庚七醇、岩藻糖醇、肌醇、麦芽三糖醇、麦芽四糖醇和聚葡糖醇。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含呈盐形式(例如药物学上可接受的盐形式)存在的聚糖单元或多个聚糖单元，比如(例如)盐酸盐、氢碘酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、硫酸盐、甲烷硫酸盐、乙酸盐、甲酸盐、酒石酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、丁二酸盐、乳酸盐、葡糖酸盐、丙酮酸盐、反丁烯二酸盐、丙酸盐、天冬氨酸盐、谷氨酸盐、苯甲酸盐、抗坏血酸盐。
示例性聚糖通过三字母码来描述，三字母码表示单体糖组分，接着是反映单体构成的材料的百分比的百分数。因此，‘glu100’归于由100％D-葡萄糖(聚糖单元)输入产生的聚糖，并且‘glu50gal50’归于由50％D-葡萄糖和50％D-半乳糖(聚糖单元)输入或可替代地由乳糖二聚体(聚糖单元)输入产生的聚糖。如本文所用：xyl＝D-木糖；ara＝L-阿拉伯糖；gal＝D-半乳糖；glu＝D-葡萄糖；rha＝L-鼠李糖；fuc＝L-岩藻糖；man＝D-甘露糖；sor＝D-山梨糖醇；gly＝D-甘油；neu＝NAc-神经氨酸。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含选自以上i)到vii)的一种聚糖单元A，其中聚糖单元A包含100％聚糖单元输入。举例来说，在一些实施例中，聚糖治疗制剂选自同聚糖xyl100、rha100、ara100、gal100、glu100和man100。在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂选自同聚糖fuc100和fru100。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含独立地选自以上i)到vii)的两种聚糖单元A和B的混合物，其中A和B可以选自i)到vii)相同或不同群组并且其中可以选择呈任何所需比率(例如1％到99％A和99％到1％B中的任一百分比，不超出100％)的A和B。
举例来说，在一些实施例中，聚糖治疗制剂选自杂聚糖ara50gal50、xyl75gal25、ara80xyl20、ara60xyl40、ara50xyl50、glu80man20、glu60man40、man60glu40、man80glu20、gal75xyl25、glu50gal50、man62glu38和杂交聚糖glu90sor10和glu90gly10。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含独立地选自以上i)到vii)的三种聚糖单元A、B和C的混合物，其中A、B和C可以选自i)到vii)相同或不同群组并且其中可以选择呈任何所需比率(例如1％到99％A、1％到99％B、1％-99％C中的任一百分比，不超出100％)的A、B和C。
举例来说，在一些实施例中，聚糖治疗制剂选自杂聚糖xyl75glu12gal12、xyl33glu33gal33、glu33gal33fuc33、man52glu29gal19和杂交聚糖glu33gal33neu33。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含独立地选自以上i)到vii)的四种聚糖单元A、B、C和D的混合物，其中A、B、C和D可以选自i)到vii)的相同或不同群组并且其中可以选择呈任何所需比率(例如1％到99％A、1％到99％B、1％-99％C、1％-99％D中的任一百分比，不超出100％)的A、B、C和D。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含独立地选自以上i)到vii)的五种聚糖单元A、B、C、D和E的混合物，其中A、B、C、D和E可以选自i)到vii)的相同或不同群组并且其中可以选择呈任何所需比率(例如1％到99％A、1％到99％B、1％-99％C、1％-99％D、1％-99％E中的任一百分比，不超出100％)的A、B、C、D和E。
在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中至少一种聚糖单元选自由以下组成的群组：葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖和鼠李糖。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂(例如寡糖和多糖)包含两种不同单糖聚糖单元的所需混合物，例如以下各聚糖单元的混合物：例如葡萄糖和半乳糖、葡萄糖和阿拉伯糖、葡萄糖和甘露糖、葡萄糖和果糖、葡萄糖和木糖、葡萄糖和岩藻糖、葡萄糖和鼠李糖、半乳糖和阿拉伯糖、半乳糖和甘露糖、半乳糖和果糖、半乳糖和木糖、半乳糖和岩藻糖以及半乳糖和鼠李糖、阿拉伯糖和甘露糖、阿拉伯糖和果糖、阿拉伯糖和木糖、阿拉伯糖和岩藻糖以及阿拉伯糖和鼠李糖、甘露糖和果糖、甘露糖和木糖、甘露糖和岩藻糖以及甘露糖和鼠李糖、果糖和木糖、果糖和岩藻糖以及果糖和鼠李糖、木糖和岩藻糖、木糖和鼠李糖以及岩藻糖和鼠李糖，例如比率是1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16、1∶18、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40、1∶45、1∶50、1∶55、1∶60、1∶65、1∶70、1∶75、1∶80、1∶85、1∶90或1∶100或其反比率。
在一些实施例中，聚糖治疗剂(例如寡糖和多糖)制剂包含三种不同单糖聚糖单元的所需混合物，例如以下各聚糖单元的混合物：例如对于含葡萄糖的聚糖治疗剂制剂，葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖；葡萄糖、半乳糖和甘露糖；葡萄糖、半乳糖和果糖；葡萄糖、半乳糖和木糖；葡萄糖、半乳糖和岩藻糖、葡萄糖、半乳糖和鼠李糖；葡萄糖、阿拉伯糖和甘露糖；葡萄糖、阿拉伯糖和果糖；葡萄糖、阿拉伯糖和木糖；葡萄糖、阿拉伯糖和岩藻糖；葡萄糖、阿拉伯糖和鼠李糖；葡萄糖、甘露糖和果糖；葡萄糖、甘露糖和木糖；葡萄糖、甘露糖和岩藻糖；葡萄糖、甘露糖、鼠李糖；葡萄糖、果糖和木糖；葡萄糖、果糖和岩藻糖；葡萄糖、果糖和鼠李糖；葡萄糖、岩藻糖和鼠李糖，例如比率是1∶1∶1、1∶2∶1、1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1、1∶6∶1、1∶7∶1、1∶8∶1、1∶9∶1、1∶10∶1、1∶12∶1、1∶14∶1、1∶16∶1、1∶18∶1、1∶20∶1、1∶1∶2、1∶2∶2、1∶3∶2、1∶4∶2、1∶5∶2、1∶6∶2、1∶7∶2、1∶8∶2、1∶9∶2、1∶10∶2、1∶1∶3、1∶2∶3、1∶3∶3、1∶4∶3、1∶5∶3、1∶6∶3、1∶7∶3、1∶8∶3、1∶9∶3、1∶10∶3、1∶1∶4、1∶2∶4、1∶3∶4、1∶4∶4、1∶5∶4、1∶6∶4、1∶7∶4、1∶8∶4、1∶9∶4、1∶10∶4、1∶1∶5、1∶2∶5、1∶3∶5、1∶4∶5、1∶5∶5、1∶6∶5、1∶7∶5、1∶8∶5、1∶9∶5、1∶10∶5等。
在一些实施例中，聚糖治疗剂(例如寡糖和多糖)制剂基本上全部包含二糖(2)单糖单元，任选地包含1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％丙糖(3)、丁糖(4)、戊糖(5)、己糖(6)或庚糖(7)或其任何组合。
在一些实施例中，聚糖治疗剂(例如寡糖和多糖)制剂基本上全部包含丙糖(3)单糖单元，任选地包含1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％二糖(2)、丁糖(4)、戊糖(5)、己糖(6)或庚糖(7)或其任何组合。
在一些实施例中，聚糖治疗剂(例如寡糖和多糖)制剂基本上全部包含丁糖(4)单糖单元，任选地包含1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％二糖(2)、丙糖(3)、戊糖(5)、己糖(6)或庚糖(7)或其任何组合。
在一些实施例中，聚糖治疗剂(例如寡糖和多糖)制剂基本上全部包含戊糖(5)单糖单元，任选地包含1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％二糖(2)、丙糖(3)、丁糖(4)、己糖(6)或庚糖(7)或其任何组合。
在一些实施例中，聚糖治疗剂(例如寡糖和多糖)制剂基本上全部包含己糖(6)单糖单元，任选地包含1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％二糖(2)、丙糖(3)、丁糖(4)、戊糖(5)或庚糖(7)或其任何组合。
在一些实施例中，聚糖治疗剂(例如寡糖和多糖)制剂基本上全部包含庚糖(7)单糖单元，任选地包含1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％二糖(2)、丙糖(3)、丁糖(4)、戊糖(5)或己糖(6)或其任何组合。
在一些实施例中，提供聚糖治疗剂制剂，其中至少一种聚糖单元是呋喃糖。在一些实施例中，提供聚糖制剂，其中至少一种聚糖单元是吡喃糖。在一些实施例中，聚糖治疗剂包含呋喃糖与吡喃糖的混合物。在一些实施例中，制剂中呋喃糖：吡喃糖比率是约0.1∶1、0.2∶1、0.3∶1、0.4∶1、0.5∶1、0.6∶1、0.7∶1、0.8∶1、0.9∶1、1∶1、1.2∶1、1.5∶1、1.7∶1、2∶1、2.2∶1、2.5∶1、2.7∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1、7∶1、8∶1、9∶1或约10∶1。
在一些实施例中，聚糖治疗剂(例如寡糖和多糖)制剂包含例如所需比率的呋喃糖与吡喃糖的所需混合物，例如：1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16、1∶18、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40、1∶45、1∶50、1∶55、1∶60、1∶65、1∶70、1∶75、1∶80、1∶85、1∶90、1∶100、1∶150的呋喃糖与吡喃糖或吡喃糖与呋喃糖。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂基本上全部包含呋喃糖或吡喃糖，任选地包含1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％对应其它糖。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂基本上全部包含呋喃糖并且制剂中至多约0.1％、02％、0.5％、1％、2％、3％、4％或至多5％单体聚糖单元呈呋喃糖形式。在一些实施例中，制剂中至多3％、2％或至多1％单体聚糖单元呈呋喃糖形式。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂不包含N-乙酰基半乳胺糖或N-乙酰基葡糖胺。在一些实施例中，聚糖制剂不包含唾液酸。在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂不包含脂质和脂肪酸。在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂不包含氨基酸。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂不包含可检测的重复单元。在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂不包含统计学上显著量的重复单元。在一些实施例中，重复单元具有至少2、3、4、5或至少6个聚糖单元的DP。举例来说，透明质酸是具有由两种葡萄糖衍生物葡萄糖醛酸盐(葡糖醛酸)和N-乙酰基葡糖胺组成的重复双糖单元的葡糖胺聚糖。糖苷键是β(1-＞3)和β(1-＞4)。纤维素是重复葡萄糖单元通过β-键连接在一起而制得的聚合物。可以例如使用总水解(例如确定聚糖单元比例)、甲基化分析(例如确定键类型的分布)和HSQC(例如确定α-糖苷和β-糖苷的分布)来确定重复单元的存在和量。确定显著性的统计学方法为所属领域的技术人员已知。
必要时，聚糖的单糖或寡糖聚糖单元经进一步取代或衍生，例如羟基可以醚化或酯化。举例来说，聚糖(例如寡糖或多糖)可以含有经修饰的糖单元，例如其中去除羟基的2′-脱氧核糖、其中羟基经氟置换的2′-氟核糖或N-乙酰基葡糖胺(一种葡萄糖的含氮形式)(例如2′-氟核糖、脱氧核糖和己糖)。取代度(DS，每个糖基单元的平均羟基数目)可以是1、2或3，或另一合适DS。在一些实施例中，1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％聚糖单元经取代或衍生。在一些实施例中，取代度在子单元之间变化，例如一定百分比不衍生，展现DS 1，展现DS 2或展现DS 3。可以产生任何所需混合物，例如0-99％子单元不衍生，0-99％子单元展现DS 1，0-99％子单元展现DS 2，并且0-99％子单元展现DS 3，总体构成100％。取代度可以通过调整加入糖基部分的取代基的平均摩尔数(摩尔取代度(MS))来控制。取代基沿着聚糖寡糖或多糖链的长度的分布可以通过调整反应条件、试剂类型和取代程度来控制。在一些实施例中，单体子单元经乙酸酯、硫酸半酯、磷酸酯或丙酮环状缩醛基团中的一个或多个取代。
群体中聚合度(DP)是n(此处表示为DP(n))的物种的摩尔百分比通过高效液相色谱法(HPLC)，例如在装备有折射率(RI)检测器和所属领域的技术人员熟悉的多种柱的Agilent 1260 BioInert串联仪器上，使用水作为移动相来测定。柱选自包括(但不限于)以下的化学方法：最佳分离相关物种的HILIC、金属配位和水相尺寸排阻色谱。摩尔％DP(n)通过下式来测定：
％DP(n)＝100×AUC[DP(n)]/AUC[DP(总)]，
其中AUC被定义为相关物种的曲线下面积，如通过相对于已知标准校准来确定。糖苷键异构体的摩尔百分比(％α和％β)通过核磁共振(NMR)光谱分析，使用所属领域的技术人员熟悉的多种2D技术来测定。α-异构体和β-异构体可以例如通过其在NMR光谱上的不同位移来区分并且通过下式来确定摩尔百分比：
％(糖苷异构体n)糖苷键＝
100×AUC[位移(异构体n)]/AUC[位移(异构体α+异构体β)]，
其中AUC被定义为在已知表示所需异构体n的特定位移值下的曲线下面积。区域化学异构体的摩尔百分比以类似方式，使用下式测定：
％(区域异构体n)区域异构体＝100×AUC[位移(区域异构体n)]/
AUC[位移(所有区域异构体)].
构成寡聚群体的单体糖的相对百分比例如通过以下来测定：寡聚样品的总酸性消化，接着转化成醛醇乙酸酯，接着与已知标准的气相色谱(GC)相比对所得单体溶液进行GC分析。单体(n)的摩尔百分比通过下式来测定，其中n可以是任何糖：
％(糖n)＝100×AUC[糖n]/AUC[所有单体糖全部]
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂的溶解性可以例如通过选择聚糖单元的电荷、结构(例如DP、支化度)和/或衍生化来控制。
由以线性链均匀连接的一种类型糖单元组成的聚糖治疗剂制剂通常在23℃下不溶于水，即使聚糖具有聚合度(DP)介于20与30之间的低分子量。聚糖治疗剂的溶解度可以例如通过聚糖中引入(1-＞6)键和交替糖苷键来调整。由绕C-5到C-6键旋转提供的额外自由度产生更高溶液熵值。具有两种类型糖键的同聚糖或由两种类型糖构成的杂聚糖一般比均质聚合物更可溶。线性同聚糖的电离可以增加溶解性，例如凝胶的溶解性。溶液的粘度通常取决于聚糖的三级结构。
在一些实施例中，聚糖治疗制剂高度分支，例如平均DB是至少0.01、0.05或0.1。在一些实施例中，聚糖治疗制剂具有0.1到0.2的平均DB。包含分支寡糖的聚糖治疗剂制剂高度可溶。在一些实施例中，聚糖治疗制剂可以浓缩到至少55白利度、65白利度、60白利度、65白利度、70白利度、75白利度、80白利度或至少85白利度，在23℃下未明显凝固或结晶(最终溶解性极限)。在一些实施例中，聚糖治疗制剂浓缩到至少约0.5g/ml、1g/ml、1.5g/ml、2g/ml、2.5g/ml、3g/ml、3.5g/ml或至少4g/ml，在23℃下未明显凝固或结晶(最终溶解度极限)。
在一些实施例中，聚糖治疗制剂(例如寡糖)是分支的，例如具有至少0.01、0.05或0.1的平均DB并且在水中最终溶解度极限是在23℃下至少约70白利度、75白利度、80白利度或至少约85白利度或至少约1g/ml、2g/ml或至少约3g/ml。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂于去离子水中或于比如(例如)磷酸盐缓冲盐水(pH 7.4或类似生理pH)等合适缓冲液中和在20℃下具有至少0.001g/L、0.005g/L、0.01g/L、0.05g/L、0.1g/L、0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.7g/L、0.8g/L、0.9g/L、1g/L、5g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、100g/L、200g/L、300g/L、400g/L、500g/L、600g/L、700g/L、800g/L、900g/L、1000g/L的最终溶解度极限。在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂于去离子水中或于比如(例如)磷酸盐缓冲盐水(pH 7.4或类似生理pH)等合适缓冲液中和在20℃下的溶解性超过50％、超过60％、超过70％、超过80％、超过90％、超过95％、超过96％、超过97％、超过98％、超过99％或超过99.5％，未观测到沉淀，浓度超过0.001g/L、0.005g/L、0.01g/L、0.05g/L、0.1g/L、0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.7g/L、0.8g/L、0.9g/L、1g/L、5g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、100g/L、200g/L、300g/L、400g/L、500g/L、600g/L、700g/L、800g/L、900g/L、1000g/L。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂具有所需甜度。举例来说，蔗糖(调味糖)是甜物质的原型。溶液中的蔗糖的甜度感知等级是1，并且其它物质相对于此来评定(例如果糖被评为蔗糖甜度的1.7倍)。在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂的甜度介于相对于蔗糖0.1到500,000范围内。在一些实施例中，相对甜度是相对于蔗糖0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、25000、50000、75000、100000、150000、200000、250000、300000、350000、40000、450000、500000或超过500,000(蔗糖评分是一)。在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂微甜，或甜与苦。
在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂，例如基本上DP2+或DP3+的制剂(例如至少80％、90％或至少95％，或DP2+或DP3+的分级分离的制剂)基本上感觉不到甜，并且相对甜度相对于蔗糖约0、0.0001、0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7或约0.8(蔗糖评分是一)。
聚糖治疗制剂的鉴别和表征
必要时，可以表征聚糖治疗制剂。举例来说，已经在一个或多个体外或体内分析法中被鉴别成增加促进健康的细菌生长或遏制微生物病原体生长的聚糖治疗剂制剂可以通过所属领域中已知的任何方法和通过本文所述的方法进一步表征。实例中进一步描述合适方法。
对于聚糖治疗制剂，单体建构嵌段(例如单糖或聚糖单元组成)、侧链的异头构型、取代基的存在和位置、聚合度/分子量和连接模式可以通过所属领域中已知的标准方法来鉴别，所述方法例如甲基化分析、还原裂解、水解、GC-MS(气相色谱法-质谱分析)、MALDI-MS(基质辅助激光解吸/电离-质谱分析)、ESI-MS(电喷雾电离-质谱分析)、HPLC(具有紫外线或折射率检测的高效液相色谱法)、HPAEC-PAD(具有脉冲安培检测的高性能阴离子-交换色谱法)、CE(毛细电泳法)、Ir(红外)/拉曼光谱分析和NMR(核磁共振)光谱分析技术。对于晶体一致的聚合物，可以使用例如固态NMR、FT-IR(傅里叶变换红外线光谱分析)和WAXS(广角X射线散射)解决晶体结构。DP、DP分布和多分散性可以通过例如粘度测定法和SEC(SEC-HPLC，高效尺寸排阻色谱法)来测定。外来基团、末端基团和取代基可以例如使用具有标记的SEC、水相分析法、MALDI-MS、FT-IR和NMR来鉴别。为鉴别聚糖的单体组分，可以使用例如酸催化水解、HPLC(高效液相色谱法)或GLC(气液色谱法)(转化成醛醇乙酸酯后)等方法。为测定聚糖中存在的键，在一个实例中，将多糖用碘甲烷和强碱在DMSO中甲基化，进行水解，还原成部分甲基化的糖醇，乙酰化成甲基化的醛醇乙酸酯，并通过GLC/MS(气液色谱法和质谱分析联合)进行分析。在一些实施例中，为测定多糖序列，使用酸或酶进行部分解聚以测定结构。将多糖的可能结构与水解寡聚物的结构相比，并确定哪一可能结构可能产生寡聚物。为鉴别异头构型，在一个实例中，完整多糖或寡糖制剂进行酶分析，例如其与对特定类型键具有特异性的酶，例如β-半乳糖苷酶或α-葡糖苷酶等接触，并且NMR可以用于分析产物。
举例来说，聚糖治疗制剂的(或平均)聚合度(DP)的分布可以通过将样品以例如10-100mg/mL的浓度注射到装备有7.8×300mm BioRad Aminex HPX-42A柱(或类似)和RI检测器的Agilent 1260 BioPure HPLC(或类似)上来测量，如例如戈麦斯(Gómez)等人(《来自桔皮废料的果胶寡糖的纯化、表征和益生特性(Purification，Characterization，andPrebiotic Properties of Pectic Oligosaccharides from Orange Peel Wastes)》，《农业与食物化学杂志(J Agric Food Chem)》，2014，62：9769)中所描述。或者，可以将一定浓度的样品注射到装备有4×250mm Dionex CarboPac PA1柱(或类似)和PAD检测器的DionexICS5000 HPLC(或类似)中，如例如霍尔克(Holck)等人(《来自糖用甜菜果胶的阿魏酸化和未阿魏酸化阿拉伯糖寡糖选择性地刺激人类粪便体外发酵中双歧杆菌属的生长(Feruloylated and nonferuloylated arabino-oligosaccharides from sugar beetpectin selectively stimulate the growth of bifidobacterium spp.in human fecalin vitro fermentations)》，《农业与食品化学杂志(Journal of Agricultural and FoodChemistry)》，2011，59(12)，6511-6519)中所描述。所得光谱整合与寡聚物的标准溶液比较，允许确定平均DP。
可以例如通过MALDI质谱分析来测量分子量的分布。寡糖浓度可以用Mettler-Toledo多糖折射计(或类似)测量，其中最终值相对于标准化曲线调整以解释单体与寡聚物之间的折射差异。
糖苷区域化学的分布可以例如通过多种2D-NMR技术来表征，所述技术包括COSY、HMBC、HSQC、DEPT和TOCSY分析，使用标准脉冲序列和Bruker 500MHz光谱仪。峰可以通过与具有已知区域化学的天然存在的多糖的谱图相关联来分配。
在一些实施例中，样品的相对峰分配取决于多个因素，包括(但不限于)样品的浓度和纯度、溶剂的身份和品质(例如同位素标记的溶剂)和利用的脉冲序列。因而，在实施例中，当在由所述因素产生的类似条件中获得NMR光谱时，例如包含葡萄糖的聚糖的相对峰分配可能变化(例如变化约0.01ppm、约0.02ppm或约0.05ppm)。在这些情况下，如本文所用，术语“对应峰(corresponding peak)”或“对应峰(corresponding peaks)”是指与相同样品相关的NMR峰，但由于包括例如样品的浓度和纯度、同位素标记溶剂的身份和品质以及利用的脉冲序列在内的因素而变化(例如变化约0.01ppm、约0.02ppm或约0.05ppm)。
寡聚物的单体组成可以例如通过完整水解法来测量，其中在高温下已知量的寡聚物溶解于强酸中并且允许足够时间供全部水解。接着可以通过本文所述和所属领域中已知的HPLC或GC方法来测量个别单体的浓度，以实现相对丰度测量，如霍尔克等人中。绝对量可以通过将HPLC样品外加已知量的经选择以防与任一关键信号重叠的检测器活性标准来测量。
任何给出群体中的支化度可以通过例如哈科莫里(Hakomori)(《生物化学杂志(J.Biochem.)》(东京)，1964，55，205)建立的甲基化分析方法来测量。利用这些数据，可以通过将来自全部水解、平均DP和甲基化分析的数据组合并其与DEPT NMR光谱比较，来鉴别潜在的重复单元。异头碳信号数目与这些数据的相关性指示是否需要常规重复单元满足所收集的数据，如例如哈德林(Harding)等人(《碳水化合物研究(Carbohydr.Res.)》2005，340，1107)中所展示。
聚糖治疗剂制剂(例如包含单糖或双糖聚糖单元，例如葡萄糖、半乳糖、岩藻糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖和甘露糖的聚糖治疗剂)可以使用以下参数中的一个、两个、三个或四个鉴别：a)存在2个、3个、4个、5个、6个、7个或更多个(例如至少4个或5个)各表示不同糖苷键类型的诊断性异头NMR峰；b)介于约0.8到1和约5到1之间(例如介于约1∶1与4∶1之间，通常有利于α键类型)的α-键与β-键比率；c)来自1，2-取代、1，3-取代、1，4-取代和1，6-取代的清单的至少2种或至少3种不同糖苷区域化学，和来自1，2，3-取代、1，2，4-取代、1，2，6-取代、1，3，4-取代、1，3，6-取代和1，4，6-取代的清单的至少2种或至少3种不同糖苷区域化学；和d)其中至少50％、60％、70％或至少80％个别物种具有至少2、至少3、介于3与30之间或5与25之间的DP的DP分布。在一些实施例中，聚糖治疗剂表示不同于天然存在的寡糖的独特结构类别。在一些实施例中，聚糖治疗制剂具有不同于天然存在的寡糖制剂的新颖平均特性(例如DP、DB、α∶β糖苷键比率)。这些结构特点可以通过本文所述的方法来定量。本文所述的聚糖治疗制剂具有至少一个、两个、三个、四个或至少五个以下特征：
(i)介于例如约DP3到约DP30或约DP5到约DP25范围内的分子量分布，其可以通过定量质谱分析测量、SEC-HPLC、IAC-HPLC或IEC-HPLC来鉴别；
(ii)相当大比例的α键与β键，其中键比率例如介于0.8∶1、1∶1、2∶1、3∶1、4∶1到5∶1范围内(一般有利于α立体化学)，其可以通过包括HSQC脉冲序列的多种NMR技术来鉴别，HSQC脉冲序列允许明确鉴别和定量来自α糖苷和β糖苷的信号。一些实施例的聚糖治疗制剂中存在呈所观测比率的α-糖苷键与β-糖苷键(参见表6，跨越测试的单糖和多糖聚糖，展示存在大比例的α键和β键)，不同于天然存在的寡糖或多糖的制剂，天然存在的寡糖或多糖一般有利于一种主要糖苷立体化学并且任选地仅仅包含相对较小部分的相对立体化学；
(iii)存在至少一种、两种、三种或四种糖苷区域化学，其可以通过指纹NMR方法或通过哈科莫里等人研发的全甲基化分支鉴别来鉴别。在一些实施例中，聚糖治疗制剂具有至少0.1％、0.2％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或至少10％的1，2-糖苷键、1，3-糖苷键、1，4-糖苷键和1，6-糖苷键类型中的一种、两种、三种或四种。在一些实施例中，聚糖治疗制剂具有至少0.1％、0.2％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或至少10％的1，2-糖苷键、1，3-糖苷键、1，4-糖苷键和1，6-糖苷键类型中的两种。在一些实施例中，聚糖治疗制剂具有至少0.1％、0.2％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或至少10％的1，2-糖苷键、1，3-糖苷键、1，4-糖苷键和1，6-糖苷键类型中的三种。在一些实施例中，聚糖治疗制剂具有至少0.1％、0.2％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或至少10％的1，2-糖苷键、1，3-糖苷键、1，4-糖苷键和1，6-糖苷键类型中的全部四种。在一些实施例中，聚糖治疗制剂另外包含至少0.1％、0.2％、0.5％、1％、2％、3％、4％或至少5％的分支键类型。在一些实施例中，聚糖治疗制剂包含至少0.1％、0.2％、0.5％、1％、2％、3％、4％或至少5％的至少一种、两种或至少三种分支键类型，包含(但不限于)1，3，6-糖苷、1，4，6-糖苷或1，2，4-糖苷。在一些实施例中，聚糖治疗制剂包含1，3，6-糖苷、1，4，6-糖苷或1，2，4-糖苷的至少两种分支键类型。在一些实施例中，聚糖治疗制剂包含至少0.1％、0.2％、0.5％、1％、2％、3％、4％或至少5％的三种分支键类型1，3，6-糖苷、1，4，6-糖苷或1，2，4-糖苷。在给出位置X处不具有羟基的糖将不具有1，X-键类型，例如岩藻糖(6-脱羟基-半乳糖)将不具有1，6-糖苷键，而将具有1，2-糖苷键、1，3-糖苷键和1，4-糖苷键。在一些实施例中，聚糖治疗制剂包含至少0.1％、0.2％、0.5％、1％、2％或至少3％的呈呋喃糖形式的单体聚糖单元。一些实施例的聚糖治疗制剂中大量糖苷区域化学和分支(3种示例性聚糖参见图4)的存在不同于一般有利于特定键结构的天然存在的寡糖或多糖的制剂。虽然所有这些区域化学已知发生在天然来源的寡糖中，但是天然来源的寡糖的制剂不包含一些实施例的聚糖治疗制剂所展现的区域化学的数目和复杂性。
(iv)占区位化学和立体化学的所有可能组合至少50％、60％、70％、80％或至少90％的糖苷键的分布。个别地，区位化学分布可以通过分支分析来测定并且立体化学分布可以通过NMR来测定。HSQC-NMR。在一些实施例中，聚糖治疗制剂展现异头区中的多个峰，这些峰与区域化学与立体化学的乘法组合相关。在一些实施例中，聚糖治疗制剂包含α-1，2-糖苷、α-1，3-糖苷、α-1，4-糖苷和α-1，6-糖苷中的至少两种或至少三种，以及β-1，2-糖苷、β-1，3-糖苷、β-1，4-糖苷和β-1，6-糖苷中的至少两种或至少三种。在一些实施例中，聚糖治疗制剂包含α-1，2-糖苷、α-1，3-糖苷、α-1，4-糖苷和α-1，6-糖苷中的所有四种，以及β-1，2-糖苷、β-1，3-糖苷、β-1，4-糖苷和β-1，6-糖苷中的所有四种。作为范例，glu100制剂的HSQC展示所述制剂含有所有α-1，2-糖苷、α-1，3-糖苷、α-1，4-糖苷和α-1，6-糖苷以及所有β-1，2-糖苷、β-1，3-糖苷、β-1，4-糖苷和β-1，6-糖苷。在给出位置X处不具有羟基的糖将不具有1，X-键类型，例如岩藻糖(6-脱羟基-半乳糖)将不具有1，6-糖苷键，而将具有1，2-糖苷键、1，3-糖苷键和1，4-糖苷键；
(v)作为HSQC脉冲序列的加和性结果的独特HSQC“指纹”。对于任何给出的聚糖，HSQC谱图允许鉴别对于特定区位化学和立体化学键排列来说是独特的峰。举例来说，图5展示glu100制剂的谱图的部分分配，证实这些峰如何用于鉴别特定糖苷区位化学和立体化学。聚糖内的组分聚糖单元(例如糖)证实在HSQC脉冲序列中旋转分离并且由多个糖组成的任何聚糖的HSQC光谱是其个别糖的峰的总和。聚糖单元成分(例如单体)可以通过HSQC光谱来鉴别，HSQC光谱展示表7中列出的针对其组分聚糖单元(例如糖)中的每一单元的4个、5个、6个或更多个峰。图3a-c中的谱图通过比较glu100、gal100和glu50gal50的制剂的谱图来例示此。
药物组合物、医疗食品和单位剂型
本文还提供了产生药物组合物的方法，所述药物组合物包含满足本文所述的制剂的一个或多个、两个或更多个、三个或更多个或四个或更多个特征(包括以上准则(i)-(v))的聚糖治疗制剂。具体地说，方法包括提供聚糖治疗制剂并获取制剂的一个或多个、两个或更多个或三个或更多个特征的值，包括例如i)聚合度(DP)、ii)平均支化度(DB，每个残基的分支点)、iii)α-糖苷键与β-糖苷键的比率、iv)聚糖单元的身份以及v)聚糖单元的比率；以及如果在理想偏差范围内满足制剂的所需或预定准则，那么产生包含聚糖治疗剂制剂的药物组合物。
用于将聚糖治疗制剂配制成药物组合物、医疗食品或膳食补充剂的方法是所属领域中已知的，并可以包括以下步骤中的一个或多个、两个或更多个、三个或更多个或四个或更多个：(i)将制剂配制成药品；(ii)将制剂进行包装；(iii)对包装的制剂进行标记；以及(iv)将包装和标记的制剂出售或提供包装和标记的制剂以供出售。将聚糖治疗制剂配制成药品的方法是所属领域中已知的，并可以包括以下步骤中的一个或多个、两个或更多个、三个或更多个或四个或更多个：(i)将不必要的成分从制剂去除；(ii)减小制剂体积；(iii)对制剂灭菌；(iv)将制剂与药学上可接受的赋形剂或载剂混合；(v)将制剂与第二药物或药剂混合；(vi)将制剂配制成合适稠度，比如(例如)水性稀溶液、糖浆或固体；(vii)将制剂配制成合适剂型，例如片剂、丸剂或胶囊。
在一些实施例中，聚糖治疗制剂进行进一步加工以产生聚糖治疗剂糖浆或粉末。举例来说，在一种变化形式中，聚糖治疗制剂浓缩形成糊浆。可以使用所属领域中已知的浓缩溶液的任何合适方法，如使用真空蒸发器。在另一变化形式中，聚糖治疗制剂经喷雾干燥形成粉末。可以使用所属领域中已知的喷雾干燥溶液形成粉末的任何合适方法。
本文提供了包含聚糖治疗制剂的药物组合物、医疗食品和膳食补充剂。任选地，包含聚糖治疗制剂的药物组合物、医疗食品和膳食补充剂进一步包含第二药剂，例如益生元物质和/或益生菌。在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂的药物组合物和医疗食品和膳食补充剂进一步包含微量营养素。在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂的药物组合物和医疗食品和膳食补充剂不含益生元物质。在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂的药物组合物和医疗食品和膳食补充剂不含益生菌。此外，任选地，包含聚糖治疗制剂的药物组合物和医疗食品和膳食补充剂包含一种或多种赋形剂或载剂，包括稀释剂、粘合剂、崩解剂、分散剂、润滑剂、滑动剂、稳定剂、表面活性剂、调味剂和着色剂。
在一些实施例中，药物组合物或医疗食品和膳食补充剂包含glu100、ara100、xyl100、gal100、glu50gal50、gal75xyl25、ara50gal50、man62glu38、ara50xyl50、man52glu29gal19或glu33gal33fuc33的聚糖治疗制剂。
在一些实施例中，药物组合物或医疗食品和膳食补充剂包含glu100、ara100、xyl100、glu50gal50、man52glu29gal19或glu33gal33fuc33的聚糖治疗制剂。
在一些实施例中，药物组合物或医疗食品和膳食补充剂包含glu100和man52glu29gal19的聚糖治疗制剂。
在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂的药物组合物和医疗食品和膳食补充剂(和包含其的试剂盒)包含一种或多种微量营养素。在一些实施例中，微量营养素选自由痕量矿物质、胆碱、维生素和多酚组成的群组。
在一些实施例中，微量营养素是痕量金属。适用作微量营养素的痕量矿物质包括(但不限于)硼、钴、铬、钙、铜、氟、碘、铁、镁、锰、钼、硒和锌。
在一些实施例中，微量营养素是维生素。适用作微量营养素的维生素包括(但不限于)复合维生素B、维生素B1(硫胺素)、维生素B2(核黄素)、维生素B3(烟酸)、维生素B5(泛酸)、维生素B6群(吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺)、维生素B7(生物素)、维生素B8(一磷酸腺苷)、维生素B9(叶酸)、维生素B12(氰钴胺素)、胆碱、维生素A(视黄醇)、维生素C(抗坏血酸)、维生素D、维生素E(生育酚)、维生素K、类胡萝卜素(α胡萝卜素、β胡萝卜素、隐黄质、叶黄素、番茄红素)和玉米黄素。
在一些实施例中，微量营养素是多酚。多酚是特征在于具有至少一个具一个或多个羟基的芳香族环的化合物或分子。在一些实施例中，多酚是合成多酚或天然存在的多酚。在一些实施例中，多酚是天然存在的多酚并且来源于植物来源材料。
在一些实施例中，多酚是类黄酮或儿茶素。在一些实施例中，类黄酮或儿茶素选自花青素苷、查耳酮、二氢查耳酮、二氢黄酮醇、黄烷醇、黄烷酮、黄酮、黄酮醇和异黄酮。在一些实施例中，多酚是木酚素。
在一些实施例中，多酚选自烷基甲氧基酚、烷基酚、类姜黄素、呋喃香豆素、羟基苯甲醛、羟基苯甲酮、羟基肉桂醛、羟基香豆素、羟基苯丙烯、甲氧基酚、萘醌、酚萜类和酪醇。在一些实施例中，多酚是单宁或丹宁酸。
在一些实施例中，多酚选自羟基苯甲酸、羟基肉桂酸、羟基苯乙酸、羟基苯丙酸和羟基苯戊酸。在一些实施例中，多酚是芪。
在一些实施例中，多酚是表5中列出的任一多酚。
此外，必要时，包含聚糖治疗制剂的药物组合物和医疗食品和膳食补充剂可以包含治疗活性剂、益生元物质和/或益生菌。或者或另外，治疗活性剂、益生元物质和/或益生菌可以分开投予(例如在投予聚糖治疗剂前、与投予聚糖治疗剂同时或投予聚糖治疗剂后)，并且不作为聚糖治疗剂的药物组合物或医疗食品或膳食补充剂的一部分(例如作为共同配制物)。在一些实施例中，包含聚糖治疗剂制剂的药物组合物或医疗食品或膳食补充剂与推荐或规定膳食组合投予，所述膳食例如富含益生菌的膳食和/或含益生元的食品，例如其可以由医师或其它医护专业人员来决定。可以投予治疗活性剂、益生元物质和/或益生菌以调节受试者的肠微生物组。在一些实施例中，组合作用(例如对微生物、基因组或功能转变的数目或强度)是累加的。在其它实施例中，组合作用(例如对微生物、基因组或功能转变的数目或强度)是协同的。
在一些实施例中，包含本文所述的聚糖治疗制剂的药物组合物和医疗食品和膳食补充剂进一步包含益生元物质或其制剂。
在一些实施例中，益生元可以投予接受包含本文所述的聚糖治疗制剂的药物组合物或医疗食品或膳食补充剂的受试者。益生元是不可消化的物质，当食用其时，可以通过选择性地刺激肠中有限数目的原生细菌的良好生长或活性来对宿主提供有益的生理作用(吉布森(Gibson G R)，罗伯弗劳德(Roberfroid M B.)《人类结肠微生物丛的膳食调节：引入益生元的概念(Dietary modulation of the human colonic microbiota：introducingthe concept of prebiotics)》.《营养杂志(J Nutr.)》1995年6月；125(6)：1401-12)。例如膳食纤维或益生元寡糖(例如结晶纤维素、麦麸、燕麦麸、玉米纤维、大豆纤维、甜菜纤维等等)等益生元可以通过向肠中的益生菌和/或共生菌提供可发酵的剂量的碳水化合物来进一步促进所述细菌的生长，并且增加胃肠道中那些微生物群体(例如乳杆菌和双歧杆菌)的水平。
益生元包括(但不限于)各种基于半乳聚糖和碳水化合物的树胶，例如欧车前、瓜尔胶、角叉菜胶、结冷胶、乳果糖和魔芋。在一些实施例中，益生元是以下中的一种或多种：半乳寡糖(GOS)、乳果糖、棉籽糖、水苏糖、乳果寡糖、低聚果糖(FOS，例如果寡糖或寡聚果糖)、菊塘、异麦芽寡糖(XOS)、帕拉金糖寡糖、异麦芽糖寡糖(IMOS)、转半乳糖基化寡糖(例如转半乳糖基-寡糖)、转半乳糖基化双糖、大豆寡糖(例如大豆寡糖)、壳聚糖寡糖(低聚壳聚糖)、龙胆寡糖、大豆和果胶寡糖、低聚葡萄糖、果胶寡糖、巴拉金糖缩聚物、双果糖酸酐III、山梨糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、多元醇、聚葡萄糖、线性和分支葡聚糖、普鲁兰、半纤维素、还原帕拉金糖、纤维素、β-葡萄糖、β-半乳糖、β-果糖、毛蕊花糖、肌醇半乳糖苷、木聚糖、菊糖、聚葡萄胺糖、β-葡聚糖、瓜尔胶、阿拉伯胶、果胶、高褐藻酸钠和λ角叉菜胶或其混合物。
可以在某些食品中发现益生元，例如菊苣根、洋姜、蒲公英嫩叶、大蒜、韭菜、洋葱、芦笋、麦麸、小麦粉、香蕉、牛奶、优格、高粱、牛蒡、椰菜、球芽甘蓝、甘蓝菜、花椰菜、绿甘蓝、芥蓝、萝卜和芜菁甘蓝以及味噌。在一些实施例中，本文所述的聚糖治疗剂结合包括富含益生元的食品的膳食投予受试者。可溶和不溶纤维的合适来源可购得。
在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂的药物组合物和医疗食品和膳食补充剂进一步包含益生菌或其制剂，例如来源于普遍认为安全(GRAS)或已知共生或益生微生物的细菌培养基。在一些实施例中，为使内源性共生微生物或外源投予的益生微生物的有益作用达到最大，投予包含聚糖治疗制剂的药物组合物和医疗食品和膳食补充剂以刺激胃肠道中有益细菌的生长和/或活性。
合适益生菌的实例包括(但不限于)归类为以下种类的生物体：拟杆菌属、布劳特氏菌属、梭菌属、梭杆菌属、真杆菌属、瘤胃球菌属、消化球菌属、消化链球菌属、阿克曼氏菌属、栖粪杆菌属、罗斯氏菌属、普氏菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属、芽孢杆菌属、肠球菌属、埃希氏杆菌属、链球菌属、酵母菌属、链霉菌属和克里斯滕森菌科。可以用于本文所述的方法和组合物中的益生菌的非排他性实例包括嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、乳杆菌属(例如卷曲乳杆菌(L.crispatus)、干酪乳杆菌(L.casei)、鼠李糖乳杆菌(L.rhamnosus)、罗伊氏乳杆菌(L.reuteri)、发酵乳杆菌(L.fermentum)、植物乳杆菌(L.plantarum)、芽孢乳杆菌(L.sporogenes)和保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus))以及双岐杆菌属(Bifidobacterum)(例如乳双歧杆菌(B.lactis)、动物双歧杆菌(B.animalis)、两歧双歧杆菌(B.bifidum)、长双岐杆菌(B.longum)、青春双歧杆菌(B.adolescentis)和婴儿双岐杆菌(B.infantis))。例如布拉迪酵母(Saccharomyces boulardii)等酵母也适用作益生菌，用于例如经由口服剂型或食品投予肠。举例来说，优格是已经含有细菌物种，例如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的一种产品。
用于调节胃肠道微生物丛的有益细菌可以包括产生有机酸(乳酸及乙酸)或产生比如(例如)过氧化氢(H2O2)和细菌素等细胞毒性剂或细胞生长抑制剂(抑制病原性生长)的细菌。细菌素是小型抗微生物肽，其可以杀死紧密相关的细菌，或展现较广泛的活性范围(例如乳酸链球菌素)。
有益细菌可以包括阿克曼氏菌属、阿纳氏菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、双歧杆菌属、丁酸弧菌属、梭菌属、粪球菌属、小杆菌属、多尔氏菌属、梭杆菌属、真杆菌属、栖粪杆菌属、毛螺菌属、乳杆菌属、考拉杆菌属、消化球菌属、消化链球菌属、普氏菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属和链球菌属中的一种或多种，和/或嗜黏性阿克曼氏菌(Akkermansiamuniciphilia)、矮小菌(minuta)、球形梭菌(Clostridium coccoides)、柔嫩梭菌(Clostridium leptum)、闪烁梭菌、非黏小杆菌(Dialister invisus)、直肠真杆菌(Eubacterium rectal)、挑剔真杆菌(Eubacterium eligens)、普氏栖粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii)、唾液链球菌(Streptococcus salivarius)和嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)中的一或多种。在一些实施例中，益生菌或共生菌包括表1中列出的一种或多种细菌。
可以与本文所述的聚糖治疗剂组合以产生组合物或试剂盒的益生元物质和益生菌菌株可以通过标准方法以任何纯度水平分离，并且可以通过所属领域的技术人员已知的常规方式，例如蒸馏、再结晶和色谱法实现纯化。利用包括(不限制)离心、过滤或倾析的任何方法，从培养肉汤分离待用于组合物的培养细菌。从发酵肉汤分离的细胞任选地用水、盐水(0.9％NaCl)或用任何合适缓冲液洗涤。所获得的湿细胞块可以通过任何合适方法，例如通过冻干来干燥。
在一些实施例中，益生菌是冻干营养细胞。在一些实施例中，使用来自形成孢子的益生菌的孢子制剂。
在一个实施例中，药物聚糖治疗组合物进一步包含益生元和益生菌。在一个实施例中，药物组合物包含存活力已经部分减弱的益生菌(例如包含10％、20％、30％、40％、50％或更多无活性细菌的混合物)或只由无活性微生物组成的益生菌。组合物可以进一步包含已经从杀死的微生物分离和纯化的微生物膜和/或细胞壁。必要时，益生菌生物体可以并入药物聚糖治疗组合物于水中的培养物或其中益生菌保持有活性的另一液体或半固体培养基中。在另一技术中，含有益生菌生物体的冷冻干燥粉末可以通过混合或掺合而并入颗粒物质或液体或半固体物质中。
在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂的药物组合物和医疗食品和膳食补充剂进一步包含第二治疗剂或其制剂。在一些实施例中，治疗剂是抗生素、抗真菌剂、抗病毒剂或消炎剂(例如细胞因子、激素等)。抗生素包括胺基糖苷类，例如阿米卡星(amikacin)、庆大霉素(gentamicin)、卡那霉素(kanamycin)、新霉素(neomycin)、链霉素(streptomycin)和托普霉素(tobramycin)；头胞菌素(cephalosporin)，例如头孢孟多(cefamandole)、头孢唑林(cefazolin)、头孢力新(cephalexin)、氨基苯乙酰头孢菌素(cephaloglycin)、头孢噻啶(cephaloridine)、先锋霉素(cephalothin)、头孢匹林(cephapirin)和头孢拉定(cephradine)；大环内酯(macrolide)，例如红霉素(erythromycin)和醋竹桃霉素(troleandomycin)；青霉素(penicillin)，例如青霉素G(penicillin G)、阿莫西林(amoxicillin)、安比西林(ampicillin)、卡本西林(carbenicillin)、氯唑西林(cloxacillin)、双氯西林(dicloxacillin)、甲氧西林(methicillin)、萘夫西林(nafcillin)、苯唑西林(oxacillin)、非奈西林(phenethicillin)和替卡西林(ticarcillin)；多肽抗生素，例如杆菌肽(bacitracin)、甲磺酸粘菌素(colistimethate)、黏菌素(colistin)、多粘菌素B(polymyxin B)；四环素(tetracycline)，例如氯四环素(chlortetracycline)、地美环素(demeclocycline)、多西环素(doxycycline)、甲烯土霉素(methacycline)、米诺环素(minocycline)、四环素(tetracycline)和土霉素(oxytetracycline)；以及混杂抗生素，例如氯胺苯醇(chloramphenicol)、克林达霉素(clindamycin)、环丝氨酸(cycloserine)、林可霉素(lincomycin)、利福平(rifampin)、大观霉素(spectinomycin)、万古霉素、紫霉素(viomycin)和甲硝哒唑。
本文所述的聚糖治疗制剂、其它治疗活性剂、益生元物质、微量营养素和益生菌可以共混或混合在单一药物组合物或医疗食品或膳食补充剂中。在其它实施例中，其可以包含于分开的容器中(和/或各种合适单位剂型中)，但一起包装在一个或多个试剂盒中。在一些实施例中，制剂或组合物不包装或放在一起。接着医师可以例如在之前、同时或之后一起投予制剂或组合物。在一些实施例中，制剂或组合物协同起作用来调节受试者中，例如胃肠道中的微生物丛。
在一些实施例中，药物组合物包含按w/w、w/v、v/v或摩尔％计0.1％与100％之间的聚糖治疗制剂。在另一实施例中，药物组合物包含按w/w、w/v、v/v或摩尔％计约1％、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％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％或100％聚糖治疗制剂。在一个实施例中，药物组合物包含按w/w、w/v、v/v或摩尔％计约1-90％、约10-90％、约20-90％、约30-90％、约40-90％、约40-80％、约40-70％、约40-60％、约40-50％、约50-90％、约50-80％、约50-70％、约50-60％、约60-90％、约60-80％、约60-70％、约70-90％、约70-80％、约70-90％、约70-80％、约80-90％、约90-96％、约93-96％、约93-95％、约94-98％、约93-99％或约90-100％聚糖治疗制剂。
包含聚糖治疗制剂的药物组合物可以任选地包含一种或多种赋形剂或载剂。药物组合物可以包含按w/w、w/v、v/v或摩尔％计约1％到约90％一种或多种赋形剂或载剂。举例来说，药物组合物可以包含按w/w、w/v、v/v或摩尔％计约1-90％、1-75％、1-60％、1-55％、1-50％、1-45％、1-40％、1-25％、1-15％、1-10％、10-90％、10-75％、10-60％、10-55％、10-50％、10-45％、10-40％、10-25％、10-15％、15-90％、15-75％、15-60％、15-55％、15-50％、15-45％、15-40％、15-25％、25-90％、25-75％、25-60％、25-55％、25-50％、25-45％、25-40％、40-90％、40-75％、40-60％、40-55％、40-50％、40-45％、45-90％、45-75％、45-60％、45-55％、45-50％、50-90％、50-75％、50-60％、50-55％、55-90％、55-75％、55-60％、60-90％、60-75％、75-90％的一种或多种赋形剂或载剂。
医疗食品
本文还提供了配制成医疗食品的聚糖治疗剂制剂。本文所述的任何聚糖治疗制剂可以配制成医疗食品以及包含聚糖治疗制剂的药物组合物。
医疗食品在孤儿药法案的第5(b)(3)章节(21 U.S.C.360ee(b)(3))中进行定义。医疗食品被配制成食用(经口摄入)或在医疗监督下，例如由医师肠内投予(例如喂食/鼻胃管)。意图对疾病或病状，例如胃肠道微生物丛的菌群失调或本文所述的胃肠道疾病进行特定膳食管理。如本文所用，医疗食品不包括仅仅被医师推荐作为总体膳食的一部分以管理疾病或病状的症状或降低疾病或病状的风险的食品。包含聚糖治疗剂制剂的医疗食品是合成的(例如配制和/或加工产品，例如配制成患者通过经口摄入或用管经肠喂食进行部分喂食或唯一喂食)并且不是呈天然状态使用的天然存在的食物的食品。包含聚糖治疗剂制剂的医疗食品可以表示管理胃肠道疾病或病状的主要组分，例如医疗食品可以表示需要医疗食品的受试者的部分或唯一食品来源。在一些实施例中，受试者摄入、消化、吸收或代谢普通食物或某些营养素的能力有限或受损。在其它实施例中，受试者具有其它特殊的医学上确定的营养需求，其膳食管理无法仅通过标准膳食的改良来实现。在医疗监督(可以主动和持续)下向有需要的受试者投予包含聚糖治疗剂制剂的医疗食品，并且通常受试者收到关于医疗食品使用的说明书。医疗食品可以包含一种或多种食物添加剂、色彩添加剂、GRAS赋形剂和适合于医疗食品的其它试剂或物质。医疗食品制剂可以是营养学上完整或不完整的配方。
膳食补充剂
本文所述的任何聚糖治疗制剂可以配制成膳食补充剂，例如用于本文所述的方法。
膳食补充剂根据1994年膳食补充剂健康与教育法(Dietary Supplement Healthand Education Act，DSHEA)管制。膳食补充剂是一种口服产品，其含有意图补充膳食的“膳食成分”。除本文所述的聚糖治疗制剂外，这些产品中的“膳食成分”可以包括以下各成分中的一个或多个：维生素、矿物质、草本植物或其它植物性药材、氨基酸和例如酶、器官组织、腺和代谢物等物质。膳食补充剂还可以是提取物或浓缩物，并且可以呈许多形式存在，例如片剂、胶囊、软凝胶、囊形片、液体或粉剂。其还可以呈其它形式，例如棒，但是如果是其它形式，那么其标签上的信息不得表示所述产品是常规食品或餐食或膳食的唯一物品。DSHEA要求每种补充剂都标记成膳食补充剂并且不标记成通用食品。
剂型
本文所述的聚糖治疗制剂可以配制成例如适于经口或经肠投予的任何剂型。本文所述的剂型可以使用所属领域的技术人员已知的方法制造。
剂型可以是包装，例如含有呈例如液体(洗液/清洗剂)、凝胶、乳膏、软膏、粉剂、片剂、丸剂、胶囊、存储囊、一次性涂覆器或医疗装置(例如注射器)形式的药物聚糖治疗组合物的任何个别容器。举例来说，还提供了一种制品，例如包含药物聚糖治疗组合物的单位剂型的容器，和含有此类聚糖治疗剂的使用说明书的标签。
可以经口使用的组合物形式包括片剂、由明胶制成的配合推入胶囊以及由明胶和如丙三醇或山梨醇等塑化剂制成的软密封胶囊。可以通过任选地与一或多种附属成分一起压缩或模制来制得片剂。压缩片剂可以如下制备：在合适机器中将活性成分压缩成自由流动形式，例如粉末或颗粒，任选地与粘合剂(例如聚维酮、明胶、羟丙基甲基纤维素)、惰性稀释剂、防腐剂、抗氧化剂、崩解剂(例如羟基乙酸淀粉钠、交联聚维酮、交联羧甲基纤维素钠)或润滑剂、表面活性剂或分散剂混合。模制片剂可以通过在合适机器中模制用惰性液体稀释剂湿润的粉末状化合物的混合物来制造。片剂可以任选地包覆包衣或刻痕并且可以配置成用于提供其中的活性成分的缓慢或控制释放。片剂可以任选地配备有肠溶包衣，以提供在除胃外的肠部分(例如结肠、下肠道)中释放。经口投予的所有配制物都可以呈适于此类投予的剂量。配合推入胶囊可以含有活性成分与例如乳糖等填充剂、例如淀粉等粘合剂和/或例如滑石或硬脂酸镁等润滑剂以及任选的稳定剂的混杂物。在软胶囊中，活性化合物和/或其它药剂(例如益生元或益生菌)可以溶解或悬浮于合适液体，如脂肪油、液体石蜡或液体聚乙二醇中。另外，可以加入稳定剂。糖衣药丸芯配备有适合包衣。出于此目的，可以使用浓缩糖溶液，其可以任选地含有阿拉伯胶、滑石、聚乙烯吡咯烷酮、卡波莫凝胶(carbopolgel)、聚乙二醇或二氧化钛、漆溶液和合适有机溶剂或溶剂混合物。片剂或糖衣药丸包衣中可以加入染料或颜料以标识或表征活性化合物剂量的不同组合。
经口使用配制物还可以呈硬明胶胶囊形式呈现，其中活性成分与惰性固体稀释剂(例如碳酸钙、磷酸钙或高岭土)混合；或呈软明胶胶囊形式呈现，其中活性成分与水溶性载剂(例如聚乙二醇)或油性培养基(如花生油、液体石蜡或橄榄油)混合。
在一个实施例中，所提供的聚糖治疗组合物包括软凝胶配制物。软凝胶可以含有基于明胶的壳，壳包围液体填充物。壳可以由明胶、塑化剂(例如丙三醇和/或山梨糖醇)、调节剂、水、颜料、抗氧化剂或调味剂制成。壳可以用淀粉或角叉菜胶制得。外层可以包覆肠溶包衣。在一个实施例中，软凝胶配制物可以包括水溶性或油溶性填充溶液或经明胶层覆盖的组合物的悬浮液。
用于经口使用的固体配制物可以包含肠溶包衣，所述肠溶包衣可以控制消化系统中吸收聚糖治疗组合物的位置。举例来说，肠溶包衣可以被设计成使聚糖治疗组合物不在胃中溶解，而是行进到小肠中进行溶解。肠溶包衣在低pH值下(例如胃中)是稳定的，并且在较高pH值下(例如小肠中)才会溶解。可以用于肠溶包衣的物质包括例如褐藻酸、邻苯二甲酸醋酸纤维素、塑料、蜡、虫胶和脂肪酸(例如硬脂酸、棕榈酸)。
经口使用的配制物也可以呈液体剂型呈现。液体制剂可以呈例如水性或油性悬浮液、溶液、乳液、糖浆或酏剂形式，或可以呈在使用前用水或其它合适媒剂复原的干燥产品的形式呈现。此类液体制剂可以含有常规添加剂，例如悬浮剂，例如山梨糖醇、甲基纤维素、葡萄糖浆、明胶、羟基乙基纤维素、羧甲基纤维素、硬脂酸铝凝胶或氢化食用脂肪、乳化剂，例如卵磷脂、脱水山梨糖醇单油酸酯、阿拉伯胶；非水性媒剂(其可以包括食用油)，例如杏仁油、油性酯(例如甘油、丙二醇或乙醇)；防腐剂，例如对羟基苯甲酸甲酯或对羟基苯甲酸丙酯或山梨酸，以及必要时常规调味剂或着色剂。在一些实施例中，液体配制物可以包含例如药剂于水中之溶液和/或悬浮液形式；以及媒剂，包含聚乙氧基化蓖麻油、醇和/或聚氧乙基化脱水山梨糖醇单油酸酯，有或无调味剂。每种剂型都可以包含有效量的聚糖治疗剂并且可以任选地包含医药学上惰性剂，例如常规赋形剂、媒剂、填充剂、粘合剂、崩解剂、pH值调节物质、缓冲剂、溶剂、增溶剂、甜味剂、着色剂和用于投予的药物剂型中可以包括的任何其它非活性试剂。此类媒剂和添加剂的实例可以见于《雷明顿药物科学(Remington′sPharmaceutical Sciences)》，第17版(1985)。
本文提供的药物组合物可以呈单位剂量形式或多剂剂型。如本文所用，单位剂型是指适合投予有需要的人类的物理离散单元。在一个实施例中，单位剂型提供于包装中。每个单位剂量都会含有足够产生所需治疗效果的预定数量的活性成分，以及其它药物载剂或赋形剂。单位剂型的实例包括(但不限于)安瓿、注射器和个别包装的片剂和胶囊。单位剂量形式可以呈其分数或倍数投予。多剂剂型是包装在单个容器中的多个相同单位剂型，其可以呈分开的单位剂型投予。多剂剂型的实例包括(但不限于)小瓶、片剂或胶囊瓶或品脱或加仑瓶。在另一实施例中，多剂剂型包含不同药物活性剂。举例来说，可以提供多剂剂型，其包含：第一剂量要素，所述第一剂量要素包含有包含聚糖治疗剂的组合物；和第二剂量要素，所述第二剂量要素包含益生元、治疗剂和/或益生菌，可以呈改进的释放形式。在此实例中，一对剂量要素可以制成单个单位剂量。在一个实施例中，提供一种试剂盒，其包含多个单位剂量，其中每个单元包含：第一剂量要素，所述第一剂量要素包含有包含聚糖治疗剂的组合物；和第二剂量要素，所述第二剂量要素包含益生菌、药剂、益生元或其组合，可以呈改进的释放形式。在另一实施例中，试剂盒进一步包含一组说明书。
在一些实施例中，单位剂型包含约0.001mg到约10g之间的聚糖治疗剂(例如本文公开的聚糖治疗剂)。举例来说，单位剂型可以包含约0.001mg到约9.5g、约0.005mg到约9g、约0.01mg到约8.5g、约0.05mg到约8g、约0.075mg到约7.5g、约0.1mg到约7g、约0.25mg到约6.5g、约0.5mg到约6g、约0.75mg到约5.5g、约1mg到约5g、约2.5mg到约4.5g、约5mg到约4g、约7.5mg到约3.5g、约10mg到约3g、约12.5mg到约2.5g、约15mg到约2g、约17.5mg到约1.5g、约20mg到约1g、约25mg到约750mg、约50mg到约500g或约75mg到约250mg聚糖治疗剂。
在某些实施例中，单位剂型包含约0.001mg到约100mg、约0.005mg到约75mg、约0.01mg到约50mg、约0.05mg到约25mg、约0.1mg到约10mg、约0.5mg到约7.5mg或约1mg到约5mg聚糖治疗剂。在其它实施例中，单位剂型包含约1mg到约100mg、约2.5mg到约75mg、约5mg到约50mg或约10mg到约25mg聚糖治疗剂。在其它实施例中，单位剂型包含约100mg到约10g、约250mg到约7.5g、约500mg到约5g、约750mg到约2.5g或约1g到约2g聚糖治疗剂。
在其它实施例中，单位剂型包含约0.001mL到约1000mL之间的聚糖治疗剂(例如本文公开的聚糖治疗剂)。举例来说，单位剂型可以包含约0.001mL到约950mL、约0.005mL到约900mL、约0.01mL到约850mL、约0.05mL到约800mL、约0.075mL到约750mL、约0.1mL到约700mL、约0.25mL到约650mL、约0.5mL到约600mL、约0.75mL到约550mL、约1mL到约500mL、约2.5mL到约450mL、约5mL到约400mL、约7.5mL到约350mL、约10mL到约300mL、约12.5mL到约250mL、约15mL到约200mL、约17.5mL到约150mL、约20mL到约100mL或约25mL到约75mL聚糖治疗剂。
在某些实施例中，单位剂型包含约0.001mL到约10mL、约0.005mL到约7.5mL、约0.01mL到约5mL、约0.05mL到约2.5mL、约0.1mL到约1mL、约0.25mL到约1mL或约0.5mL到约1mL聚糖治疗剂。在其它实施例中，单位剂型包含约0.01mL到约10mL、约0.025mL到约7.5mL、约0.05mL到约5mL或约0.1mL到约2.5mL聚糖治疗剂。在其它实施例中，单位剂型包含约0.1mL到约10mL、约0.25mL到约7.5mL、约0.5mL到约5mL、约0.5mL到约2.5mL或约0.5mL到约1mL聚糖治疗剂。
在一些实施例中，单位剂型，例如片剂胶囊(例如硬胶囊、配合推入胶囊或软胶囊)或软凝胶具有约0.1英寸到约1.5英寸(例如约0.5英寸与约1英寸)或约5mm到约50mm(例如约10mm到约25mm)之间的主体长度。在一些实施例中，单位剂型，例如片剂胶囊(例如硬胶囊、配合推入胶囊或软胶囊)或软凝胶具有约0.05英寸到约1英寸(例如约0.1英寸到约0.5英寸)或约1mm到约25mm(例如约5mm到约10mm)的外径。
聚糖治疗剂的每个单位剂型都可以具有约0.01kcal与约1000kcal之间的卡路里值。举例来说，单位剂型可以具有约0.01kcal到约900kcal、约0.05kcal到约800kcal、约0.1kcal到约700kcal、约0.25kcal到约600kcal、约0.5kcal到约500kcal、约0.75kcal到约400kcal、约1kcal到300kcal、约5kcal到约200kcal或约10kcal到约100kcal的卡路里值。在某些实施例中，聚糖治疗剂的单位剂型具有10kcal到约500kcal之间的卡路里值。在其它实施例中，聚糖治疗剂的单位剂型具有50kcal到约500kcal之间的卡路里值。
在其它实施例中，单位剂型可以具有约0.001kcal到约100kcal、约0.005kcal到约90kcal、约0.01kcal到约80kcal、约0.025kcal到约70kcal、约0.05kcal到约60kcal、约0.075kcal到约50kcal、约0.1kcal到40kcal、约0.25kcal到约30kcal、约0.5kcal到约25kcal、约0.25kcal到约20kcal或约0.1kcal到约10kcal的卡路里值。
聚糖治疗剂的单位剂型可以配制成溶解于水溶液(例如水、牛奶、果汁等等)中并且呈饮料、糖浆、溶液或悬浮液形式经口投予。举例来说，聚糖治疗剂的单位剂型可以包含被配制成在经口投予前溶解成水溶液的立方体、包装、口含锭、丸剂、片剂、胶囊、糖果、粉剂、酏剂或浓缩糖浆。在其它实施例中，聚糖治疗剂的单位剂型可以包含被配制成在经口投予后在体内例如在受试者的口、胃、肠或结肠中溶解的立方体、包装、口含锭、丸剂、片剂、胶囊、糖果、粉剂、酏剂或浓缩糖浆。
在一些实施例中，聚糖治疗组合物经肠投予。此优选地包括经口投予，或通过经口或经鼻管(包括鼻胃管、鼻空肠管、口胃管或口空肠管)进行。在其它实施例中，投予包括经直肠投予(包括灌肠、栓剂或结肠镜检查)。
本文所述的剂型可以使用所属领域的技术人员已知的方法制造。举例来说，为制造片剂，可以例如使用高剪切造粒、低剪切造粒、流化床造粒或通过掺合进行直接压缩，将有效量的益生元均匀地分散在一种或多种赋形剂或添加剂中。赋形剂和添加剂包括稀释剂、粘合剂、崩解剂、分散剂、润滑剂、滑动剂、稳定剂、表面活性剂、抗粘剂、吸附剂、甜味剂和着色剂或其组合。稀释剂又称为填充剂，可以用于增加片剂的体积，从而提供实用尺寸供压缩。稀释剂的非限制性实例包括乳糖、纤维素、微晶纤维素、甘露糖醇、干淀粉、水解淀粉、糖粉、滑石、氯化钠、二氧化硅、氧化钛、磷酸二钙二水合物、硫酸钙、碳酸钙、氧化铝和高岭土。粘合剂可以赋予片剂配制物内聚品质，并且可以用于帮助片剂在压缩后保持完整。合适粘合剂的非限制性实例包括淀粉(包括玉米淀粉和预胶凝化淀粉)、明胶、糖(例如葡萄糖、右旋糖、蔗糖、乳糖和山梨糖醇)、纤维素、聚乙二醇、褐藻酸、糊精、酪蛋白、甲基纤维素、蜡、天然和合成树胶(例如阿拉伯胶、黄蓍胶、褐藻酸钠、阿拉伯胶、黄原胶)和合成聚合物，例如聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、羟基丙基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮。润滑剂还能够促进片剂制造；其非限制性实例包括硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸、二十二烷酸甘油酯和聚乙二醇。崩解剂可以促进片剂在投予后崩解，并且其非限制性实例包括淀粉、褐藻酸、交联聚合物(比如(例如)交联聚乙烯吡咯烷酮、交联羧甲纤维素钠、羟基乙酸淀粉钾或羟基乙酸淀粉钠)、粘土、纤维素(例如羧甲基纤维素(例如羧基甲基纤维素(CMC)、CMC-Na、CMC-Ca))、淀粉、树胶等等。合适助流剂的非限制性实例包括二氧化硅、滑石等等。稳定剂可以抑制或延缓药物分解反应，包括氧化反应。表面活性剂还能够包括并且可以是阴离子型、阳离子型、两性或非离子型。示例性甜味剂可以包括甜菊提取物、阿斯巴甜糖、蔗糖、阿力甜、糖精等等。必要时，片剂还能够包含无毒性辅助物质，例如pH值缓冲剂、防腐剂(例如抗氧化剂)、湿润剂或乳化剂、增溶剂、涂布剂、调味剂(例如薄荷、樱桃、茴芹、桃子、杏子、甘草、树莓、香草)等等。额外赋形剂和添加剂可以包括乙酸铝、苯甲醇、对羟基苯甲酸丁酯、丁基化羟基甲苯、EDTA钙二钠、磷酸氢钙二水合物、磷酸氢二钙、磷酸三钙、小烛树蜡、巴西棕榈蜡、氢化蓖麻油、氯化十六烷吡啶、柠檬酸、胶状二氧化硅、共聚维酮、玉米淀粉、半胱胺酸盐酸盐、二甲聚硅氧烷、磷酸氢二钠、赤藓红钠、乙基纤维素、明胶、丙三醇、单油酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯、甘胺酸、HPMC邻苯二甲酸盐、羟基丙基纤维素、羟基丙基甲基纤维素、羟丙甲纤维素、氧化铁红或三氧化二铁、氧化铁黄、氧化铁或三氧化二铁、碳酸镁、氧化镁、硬脂酸镁、甲硫氨酸、甲基丙烯酸共聚物、对羟基苯甲酸甲酯、硅酸化微晶纤维素、矿物油、磷酸、纯磷酸钙、无水磷酸钙、泊洛沙姆(polaxamer)407、泊洛沙姆188、纯泊洛沙姆、聚氧化乙烯、聚氧140硬脂酸酯、聚山梨醇酯80、碳酸氢钾、山梨酸钾、马铃薯淀粉、聚维酮、丙二醇、对羟基苯甲酸亚丙酯、对羟基苯甲酸丙酯、棕榈酸视黄酯、糖精钠、硒、二氧化硅、硅胶、烟雾状二氧化硅、苯甲酸钠、碳酸钠、柠檬酸钠二水合物、交联羧甲纤维素钠、月桂基硫酸钠、偏亚硫酸氢钠、丙酸钠、淀粉钠、羟基乙酸淀粉钠、硬脂酰反丁烯二酸钠、山梨酸、山梨糖醇、脱水山梨糖醇单油酸酯、预胶凝化淀粉、丁二酸、三醋精、柠檬酸三乙酯、植物脂、维生素A、维生素E、维生素C或其组合。这些赋形剂和添加剂的量可以基于其与制剂的其它组分和特性以及产生方法的关系来恰当地选择。
有效量的聚糖治疗组合物的速释配制物可以包含允许药物活性剂快速释放的赋形剂的一种或多种组合(例如投予后1分钟到1小时)。控制释放配制物(又称为持续释放(SR)、缓释(ER、XR或XL)、时间释放或定时释放、控制释放(CR)或连续释放)是指聚糖治疗组合物在剂型投予受试者后特别希望的时间点从剂型释放。
在一个实施例中，控制释放剂型开始其释放并在延长时段内持续释放。释放可以几乎立刻开始或可以持续。释放可以恒定，可以随时间推移而增加或降低，可以脉冲进行，可以连续或间歇等等。在一个实施例中，控制释放给药是指药剂从组合物或剂型释放，其中药剂根据所需型态在延长时段内释放。在一方面，控制释放是指药剂从组合物或剂型延迟释放，其中药剂根据所需型态释放，释放在一段时间后发生。
适合于投予本文提供的化合物的药物载剂或媒剂包括所属领域的技术人员已知的适合于特定投药模式的任何此类载剂。另外，组合物可以包含不削弱所需作用的一种或多种组分，或补充所需作用的组分，或具有另一作用的组分。
在另一方面，剂型可以是泡腾剂型。泡腾意指当与包括水和唾液在内的液体混合时放出气体的剂型。一些泡腾药剂(或泡腾组合)借助于化学反应放出气体，所述化学反应在泡腾崩解剂暴露于水或口中唾液时发生。此反应可以是可溶性酸来源与碱金属单碳酸盐或碳酸盐来源的反应结果。此两种通用化合物在与水或唾液接触时的反应产生二氧化碳。泡腾组合(或分别是个别酸和碱)可以涂有溶剂保护或肠溶包衣以防过早反应。此类组合还能够与预先冻干的粒子(例如聚糖治疗剂)混合。酸来源可以是对人类食用来说安全的任何酸，并且一般可以包括食物酸、酸和水解解酸剂，例如柠檬酸、酒石酸、苹果酸、反丁烯二酸、己二酸和丁二酸。碳酸盐来源包括干固体碳酸盐和碳酸氢盐，例如碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾和碳酸钾、碳酸镁等等。还包括放出氧气或其它气体并且对人类食用来说安全的反应物。在一个实施例中，使用柠檬酸和碳酸氢钠。
在另一方面，剂型可以呈糖果形式(例如基质)，例如棒棒糖或口含锭。在一个实施例中，有效量的聚糖治疗剂分散在糖果基质内。在一个实施例中，糖果基质包含一种或多种糖(例如右旋糖或蔗糖)。在另一实施例中，糖果基质是无糖基质。具体糖果基质的选择有很大变化。可以采用常规甜味剂(例如蔗糖)、适合用于糖尿病患者的糖醇(例如山梨糖醇或甘露糖醇)或其它甜味剂(例如本文所述的甜味剂)。糖果基剂可以非常软并快速溶解，或可以是硬的并较慢溶解。各种形式将在不同情形下各有优点。
包含有效量的聚糖治疗剂的糖果块组合物可以经口投予有需要的受试者，从而使得有效量的聚糖治疗剂将随着糖果块溶解并咽下而释放到个体口中。有需要的受试者包括成人或儿童。
本文所述的剂型也可以采取药物粒子的形式，所述药物粒子通过多种方法，包含(但不限于)高压均质化、湿式或干式球磨或小粒子沉淀(例如nGimat NanoSpray)来制造。适用于制备合适粉末配制物的其它方法是制备活性成分和赋形剂的溶液，接着沉淀、过滤和粉碎，或接着通过冻干去除溶剂，接着粉末粉碎成所需粒径。在一个实施例中，药物粒子具有3-1000微米的最终尺寸，至多3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米、90微米、100微米、150微米、200微米、250微米、300微米、350微米、400微米、450微米、500微米、550微米、600微米、650微米、700微米、750微米、800微米、850微米、900微米、950微米、1000微米。在另一实施例中，药物粒子具有10-500微米的最终尺寸。在另一实施例中，药物粒子具有50-600微米的最终尺寸。在另一实施例中，药物粒子具有100-800微米的最终尺寸。
在另一方面，本公开提供了一种制备本文所述的单位剂型的方法，所述方法包含提供聚糖治疗剂(例如本文所述的聚糖治疗剂)；将聚糖治疗剂配制成单位剂型(例如本文所述的单位剂型)，将单位剂型进行包装，对包装的单位剂型进行标记，和/或将包装和标记的制剂出售或提供包装和标记的制剂以供出售。
还可以加工本文所述的单位剂型。在一个实施例中，加工包含以下各项中的一个或多个：将剂型加工成药物组合物，例如配制，与例如赋形剂或缓冲剂等第二组分组合；分成更小或更大的等分试样；安置到容器中，例如气密或液密容器；包装；与标记相联；运送或移动到不同位置。在一个实施例中，加工包含以下各项中的一个或多个：分类、选择、接受或丢弃、释放或保留、加工成药物组合物、运送、移动到不同位置、配制、标记、包装、投入商业中或出售或提供出售，取决于是否满足预定阈值。在一些实施例中，加工剂型包含本文所述的聚糖治疗剂。
在一些实施例中，加工包含以下各项中的一个或多个：将剂型加工成药物组合物，例如配制，与例如赋形剂或缓冲剂等第二组分组合；分成更小或更大的等分试样；安置到容器中，例如气密或液密容器；包装；与标记相联；运送或移动到不同位置。在一个实施例中，加工包含以下各项中的一个或多个：分类、选择、接受或丢弃、释放或保留、加工成药物组合物、运送、移动到不同位置、配制、标记、包装、投入商业中或出售或提供出售，取决于决定。在另一实施例中，提供一种口服剂型，其包含聚糖治疗组合物，其中口服剂型是糖浆。糖浆可以包含约1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％或85％固体。糖浆可以包含约15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％液体，例如水。固体可以包括聚糖治疗组合物。固体可以是例如1-96％、10-96％、20-96％、30-96％、40-96％、50-96％、60-96％、70-96％、80-96％或90-96％聚糖治疗组合物。在另一实施例中，聚糖治疗组合物配制成粘性流体。
在一个实施例中，组合物包含泡腾组分、中和组分或不溶于水的膳食纤维。泡腾组分可以是选自由碳酸氢钠、碳酸钠和碳酸钙组成的群组的至少一个成员。在一个实施例中，中和组分可以是选自由柠檬酸、L-酒石酸、反丁烯二酸、L-抗坏血酸、DL-苹果酸、乙酸、乳酸和无水柠檬酸组成的群组的至少一个成员。在一个实施例中，不溶于水的膳食纤维可以是选自由结晶纤维素、麦麸、燕麦麸、锥纤维、大豆纤维和甜菜纤维组成的群组的至少一个成员。配制物可以含有蔗糖脂肪酸酯、糖粉、果汁粉和/或调味物质。
在一些实施例中，剂型被配制成在胃肠道的特定区域，例如小肠或大肠中释放包含聚糖治疗制剂的药物组合物。在一些实施例中，剂型被配制成在胃肠道的特定区域，例如盲肠、升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠和/或直肠中释放包含治疗性聚糖制剂的药物组合物。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型是酶反应性递送系统。举例来说，胰蛋白酶反应性聚合物可以使用经胰蛋白酶降解肽交联的水凝胶制备。胰蛋白酶在小肠中具有活性。胰蛋白酶反应性递送系统可以用于将药物聚糖治疗组合物的递送靶向小肠。在另一实例中，由白蛋白交联的聚(乙烯基吡咯烷酮)组成的酶可消化的水凝胶在胃蛋白酶存在下降解。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型是能够在胃肠道的特定位点长期保留的递送装置。举例来说，胃滞留递送系统能够长期释放药物聚糖治疗组合物到胃。胃滞留递送可以用于调节胃中或小肠上部中细菌的药物聚糖治疗组合物。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型是粘附到胃粘膜表面的粘膜粘附递送系统。其通常由具有大量氢键结基团的聚合物构成，例如交联聚丙烯酸、羧甲基纤维素钠、褐藻酸钠、角叉菜胶、卡波莫934P或硫醇化聚卡波非。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型是在胃中尺寸快速增加的扩大递送系统，此剂型减缓其通过幽门。此类系统包括在胃中展开的系统。举例来说，例如四面体、环、圆片等几何形状可以包装成明胶胶囊。当胶囊溶解时，形状展开。系统可以由一种或多种可侵蚀聚合物(例如羟丙基纤维素)、一种或多种不可侵蚀聚合物(例如聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯)构成。聚糖治疗剂接着可以分散在聚合物基质内。保留时间可以通过聚合物掺合物细调。或者，可以使用由在胃的酸性pH值下稳定但在进一步沿着胃肠道的中性/碱性条件中溶解的弹性聚合物制成的装置。此类聚合物配制物可以预防当装置离开胃时阻塞肠。也可以使用由羧基之间的氢键交联的超分子聚合物凝胶，例如由聚(丙烯酰基6-氨基己酸)(PA6ACA)和聚(甲基丙烯酸-共-丙烯酸乙酯)(尤特奇(EUDRAGIT)L 100-55)构成。其它系统包括可膨胀的赋形剂，例如胶原蛋白海绵。举例来说，水凝胶基质(例如可膨胀的核心：聚乙烯吡咯烷酮XL、卡波莫934P、碳酸钙)在胃中膨胀2-50倍。超多孔水凝胶复合物在几分钟内膨胀到其原始体积的数百倍。一些系统利用产生气体来实现膨胀，例如产生二氧化碳的可扩大系统，其被亲水性膜包围。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型是控制密度的递送系统。这些系统被设计成漂浮或沉没在胃液中，此延迟其从胃中排空。举例来说，高密度系统能够使装置下沉到胃底部、幽门以下，并因此避免被胃排空。其它系统是低密度/漂浮系统。此类装置可以例如在空心腔室中包含截留空气并可以并入低密度材料，如脂肪、油或发泡粉。低密度可以通过膨胀实现，例如含有亲水胶体的胶囊在接触胃液时溶解并且亲水胶体膨胀以形成粘性体。替代聚合物包括：壳聚糖、褐藻酸钠和单油酸甘油酯基质。低密度可以通过产生气体实现。举例来说，负载碳酸盐和任选地柠檬酸的片剂在接触酸性水性介质后产生二氧化碳。产生的二氧化碳被截留在胶凝亲水胶体内，引起系统漂浮。亲水胶体包括羟丙基甲基纤维素和卡波莫934P。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型采用一种保持装置在小肠或大肠中的设计。通过特定触发方法，例如pH、酶等，来提供装置的位置特异性。这些包括被设计用于粘膜粘附的系统以及微针丸剂。微针丸剂包含药物储集器外加囊封在pH反应性涂层内的微米针。当丸剂达到胃肠道中的所需位置并且涂层溶解时，微米针能够使丸剂粘住胃肠道的内层。在其它实施例中，微针丸剂包含由分别填充有柠檬酸和碳酸氢钠的两个化学隔室组成的胶囊。当丸剂在消化系统中溶解时，两种物质之间的屏障腐蚀，允许其混合并产生化学反应，此化学反应推动糖的微米针穿过胶囊外层并到小肠内层中。糖针可以填充有药物，药物在糖被吸收时递送到邻近血管中。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型采用pH敏感性聚合物涂层。举例来说，pH依赖性聚合物(两相或三相)可以在低pH水平(例如胃中抗酸性，pH 1-2)下不溶，并随着pH上升，例如上升到十二指肠中约5.5-6.2、升结肠中约pH 5.7、盲肠中约pH 6.4、横结肠中约pH 6.6、降结肠中约pH 7.0、回肠中约7.2-7.5或远端小肠中约pH 7.5，变得逐渐可溶。在一个实例中，TARGITTM技术可以用于药物聚糖治疗组合物在胃肠道(GI)中的位点特异性递送。系统采用pH值敏感性涂层于射出成型的淀粉胶囊上以靶向末端回肠和结肠。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型是延迟释放系统或时间控制释放系统。此类系统通常采用肠溶包衣，肠溶包衣可能与pH敏感性和时间释放功能组合。举例来说，可以使用ETP(包覆肠溶包衣、时间释放、压制包衣)片剂，其由三个组分构成：含聚糖治疗剂的核心片剂(快速释放功能)、压制包衣的可膨胀的疏水性聚合物层(例如羟丙基纤维素层(HPC))和时间释放功能。停滞期的持续时间可以通过聚合物层和肠溶包衣层(抗酸性功能)的重量或组成来控制。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型采用片剂和胶囊的肠溶包衣。其它合适合成聚合物包括：虫胶、乙基纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙酸乙烯酯邻苯二甲酸酯和聚谷氨酸涂层，例如聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)。这些涂层将粘膜粘附策略与pH值依赖性释放策略组合。为增强靶向结肠的递送，是具有变化侧面基团组成的甲基丙烯酸共聚物，变化侧面基团改变使其可溶的pH值。举例来说，对于包覆的系统，在胃(例如pH 1.4)和小肠(例如pH 6.3)中未发生显著药物释放，而在回盲肠区域中在pH 7.8下可以看到显著药物释放。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型是微生物触发系统，例如基于多糖的递送系统。基于多糖的递送系统含有生物可降解和粘膜粘附的聚合物涂层，包括壳聚糖和果胶的涂层。其它合适的天然聚合物包括例如瓜尔胶、菊糖、环糊精、聚葡萄糖、淀粉酶、硫酸软骨素和刺槐豆胶。这些递送系统可以用于将聚糖治疗剂靶向小肠。具有如瓜尔胶、黄原胶、壳聚糖、海藻酸盐等天然存在的多糖的涂层被结肠微生物丛降解，例如酶，例如木糖酶、阿拉伯糖苷酶、半乳糖苷酶等。举例来说，CODESTM技术可以用于递送药物聚糖治疗组合物。此系统将多糖涂层与pH敏感性涂层组合。在一些实施例中，系统由涂有三层聚合物涂层的核心片剂组成：外涂层由Eudragit L构成。此涂层在十二指肠中溶解并暴露下一涂层。下一涂层由Eudragit E构成。此层允许内部核心中存在的乳果糖释放。乳果糖代谢成短链脂肪酸，短链脂肪酸降低周围pH值，其中Eudragit E层溶解。Eudragit E的溶解使聚糖治疗剂暴露。结肠中存在的细菌负责降解从核心片剂释放的多糖。多糖的降解可以形成有机酸，所述有机酸降低片剂周围的内含物的pH值。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型是控制压力的递送系统。所述系统采用如下事实：结肠中遇到的压力比小肠中高。举例来说，对于不可溶于水的乙基纤维素系统来说，由于结肠内腔中的压力，使不溶于水的聚合物胶囊崩解后，释放聚糖治疗剂。释放型态可以通过改变乙基纤维素的厚度、胶囊尺寸和/或胶囊密度来调整。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型是脉冲式靶向结肠的递送系统。举例来说，系统可以是脉冲塞囊系统。采用的胶囊包含放在胶囊中的塞子，此塞子控制聚糖治疗剂的释放。可膨胀的水凝胶(例如羟基丙基甲基纤维素(HPMC)、聚甲基丙烯酸甲酯或聚乙酸乙烯酯)密封药物内含物。当胶囊接触流体时，塞子从胶囊被推开，并释放聚糖治疗剂。释放型态可以通过改变塞子的长度和/或塞子与胶囊的交叉点来调整。另一系统是端口系统。胶囊主体封闭在半渗透膜中。不溶塞子由渗透活性剂和聚糖治疗剂组成。当胶囊接触流体时，半渗透膜允许流体流入，增加胶囊主体中的压力。此引起塞子排出并释放聚糖治疗剂。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型是渗透控制的靶向结肠的递送系统。例示性系统OROS-CT由囊封在硬明胶胶囊中的渗透单元(高达5个或6个推拉单元)。推拉单元是由外部肠不可渗透的膜和内部半渗透膜形成的双层。推拉的内部中心部分由药物层和推动层组成。聚糖治疗剂穿过半渗透膜释放出。在投予后围住推拉单元的胶囊主体立即溶解。胃肠道中，肠不可渗透的膜防止吸水。肠溶包衣溶解于小肠(较高pH，＞7)中，水穿过半渗透膜进入单元，引起推动层膨胀并迫使聚糖治疗剂离开。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型是“智能丸”，其可以用于在即将到达回盲瓣时释放聚糖治疗剂。
在一些实施例中，用于本文所述的药物聚糖治疗组合物的剂型是经直肠投予的递送系统。举例来说，灌肠剂将液体调配物中的药物聚糖治疗组合物引入直肠中。所投体积通常小于10mL。栓剂将药物聚糖治疗组合物引入直肠中。栓剂是当插入到直肠中时熔化或溶解，从而释放聚糖治疗剂的固体剂型。用于栓剂配制物的典型赋形剂包括可可油、聚乙二醇和琼脂。
多酚的产生、提取物的合成和制备
本文提供了包含聚糖治疗制剂和多酚制剂的药物组合物。在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂的药物组合物包含至少一种多酚。在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂的药物组合物包含多种多酚。
可以分开产生聚糖治疗剂制剂和多酚制剂。举例来说，可以合成聚糖治疗剂制剂并且可以如本文所描述提取多酚制剂。在另一实例中，可以合成聚糖治疗剂制剂并且还可以如本文所描述合成多酚制剂。在又一实例中，可以合成聚糖治疗剂制剂，并且多酚制剂可以包含从一种来源提取的多种多酚和多种合成的多酚。
在一些实施例中，从含有多酚的提取物产生多酚制剂。在其它实施例中，多酚制剂包含合成的多酚。
药物组合物和医疗食品可以通过用所属领域中已知的任何合适方法将聚糖治疗剂制剂与多酚制剂混合来产生。在一些实施例中，制剂以0.000000001∶1、0.00000001∶1、0.0000001∶1、0.000005∶1、0.00001∶1、0.0001∶1.0.001∶1、0.01∶1、0.1∶1、0.5∶1、1∶1、1∶2、1∶5、1∶10、1∶100、1∶1,000、1∶10,000、1∶100,000、1∶1000,000(v/v)、(w/w)、(w/v)或莫耳比(聚糖∶多酚，多酚∶聚糖)混合。
在一些实施例中，多酚制剂是从植物、植物部分、植物细胞或植物产物提取。植物部分的实例是(但不限于)树皮、花、花瓣、茎干、叶柄、块茎、根、果实、浆果、种子、果仁、树叶。植物产物的实例包括(但不限于)渣汁、果肉、皮、泥、糊和浆液。植物的实例可以包括(但不限于)蓝莓、蔓越莓、葡萄、桃子、李子、石榴、大豆、红酒、红茶、绿茶。在一些实施例中，从多个植物、植物部分或植物产物提取多酚。在一些实施例中，将来自多个植物、植物部分或植物产物的多酚提取物组合。
多酚可以从任何合适来源提取，例如富含多酚的食品，包括(但不限于)丁香、胡椒薄荷、大茴香、可可粉、牛至、芹菜籽、野樱莓、黑巧克力、亚麻籽粉、黑接骨木果、栗子、荔枝草、迷迭香、留兰香、百里香、矮丛蓝莓、黑醋栗、驴蹄草、黑橄榄、高丛蓝莓、榛子、美洲山核桃、大豆粉、李子、青橄榄、甜罗勒、咖哩粉、甜樱桃、朝鲜蓟头、黑莓、烘焙大豆、牛奶巧克力、草莓、红菊苣、红树莓、咖啡、滤纸、姜、全谷硬质小麦面粉、李干、杏仁、黑葡萄、红洋葱、绿菊苣、百里香、鲜果、精制玉米粉、大豆、印尼豆豉、全谷黑麦粉、苹果、菠菜、葱、柠檬马鞭草、红茶、红酒、绿茶、酸豆奶、黄洋葱、大豆肉、全谷小麦粉、纯苹果汁、纯石榴汁、特级初榨橄榄油、黑豆、桃子、纯血橙汁、孜然芹、纯葡萄柚汁、白豆、桂皮、纯金橙汁、椰菜、红浆果、豆腐、纯柠檬汁、全谷燕麦粉、杏子、香菜、精制黑麦粉、芦笋、胡桃、马铃薯、锡兰肉桂、欧芹、油桃、皱叶苦苣、马乔莲、红莴苣、巧克力牛奶饮料、柑橘、菊苣(茅菜)、豆奶、纯柚汁、菜籽油、梨、豆芽、绿葡萄、胡萝卜、醋、大豆乳酪、白葡萄酒和玫瑰红酒。
在一些实施例中，多酚可以从植物果汁提取。在一些实施例中，植物果汁是蓝莓、黑莓、树莓、朴树果、醋栗、博伊森莓、阿萨伊浆果、类叶升麻浆果、小檗属植物浆果、熊果、覆盆子、花楸果、御膳橘、银水牛果、苦樱桃、越桔、接骨木果、蔓越莓、露珠莓、醋栗、白莓、枸杞、鹅莓、葡萄、冬青浆果、越桔类、冬绿树、六月浆果、杜松浆果、越橘、罗甘莓、槲寄生浆果、奶妈莓、俄勒冈葡萄、柿子、美洲商陆、女贞浆果、美洲大树莓、草莓、糖莓、泰莓、顶针莓、白桑、红桑黑桑、白里叶莓、冬青、紫杉浆果或幼小浆果的汁。
在一些实施例中，多酚可以从已经改性、培育、工程化或以其它方式改变，例如以改变多酚内含物的组成或数量的植物或植物组织提取。在一些实施例中，在收获或分离植物或植物组织前或后植物或植物组织用多酚诱导剂(例如化学试剂或射线，例如UV)处理、经受或接触多酚诱导剂，以诱导或刺激植物或植物组织产生多酚或当例如与未经处理的植物组织或尚未经受或接触多酚诱导剂的植物或组织相比时增加植物或植物组织中多酚的相对量。
在一些实施例中，聚糖治疗剂的药物组合物包含可以用所属领域中已知的任何方法提取的多酚制剂。举例来说，提取方法可以包含以下步骤中的一个或多个：i)干燥来源；ii)研磨、碾磨、粉碎、掺合或以其它方式将来源均质化；iii)例如使用溶剂，从来源提取多酚。
来源物质可以任选地用酶预处理或在提取期间用酶处理。酶的实例包括(但不限于)分解果胶酶和细胞壁多糖降解酶。
溶剂可以是所属领域中已知的任何合适溶剂。举例来说，溶剂可以是有机溶剂，例如(但不限于)甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯，任选地水性溶剂(包含水)。必要时，溶剂可以包括有机酸，例如(但不限于)三氟乙酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、盐酸、酒石酸、硫酸或磷酸。溶剂可以是有机溶剂与酸以任何合适比率的混合物。溶剂可以包括超临界CO2。
提取可以在0℃与100℃之间进行。提取方法包括：浸软和索氏提取(soxhletextraction)、旋转蒸发、微波辅助的提取、超音波辅助的提取、亚临界水提取、超临界流体提取、加压流体提取、加压液体提取和加速溶剂萃取。
在一些实施例中，提取可以对同一来源物质进行多次。必要时，可以组合来自来源材料的多个提取物。在其它实施例中，可以组合来自不同来源材料的多个提取物。
多酚提取物的纯化和分级分离可以通过所属领域中已知的任何合适方法来实现，包括(但不限于)：i)连续提取或液-液分配、ii)固相萃取、iii)逆流色谱法和iv)离心。对于连续提取，粗提取物可以用非极性溶剂洗涤以去除脂质。非极性溶剂的实例是(但不限于)己烷、二氯甲烷和氯仿。对于固相萃取，粗提取物可以在固相结合底物上洗涤以分离多酚取代基和/或去除糖。在一些实施例中，例如糖和有机酸等水溶性成分用酸化水去除。固相结合底物的实例是(但不限于)C18、Amberlite XAD-2、XAD-7、XAD-16、Oasis HLB、二氧化硅类C8、共聚物类HLB、PH、ENV+、RP-C18、Toyopearl、LH-20、聚酰胺树脂和MCX。必要时，多酚可以通过调整洗脱溶剂和溶剂pH值来进一步分级分离。洗脱剂的实例包括(但不限于)乙醇、甲醇、丙酮和水以及其任何组合。在一些实施例中，酚酸用水洗脱。在一些实施例中，非聚合物酚用酸化乙酸乙酯洗脱。在一些实施例中，聚合物酚用水、丙酮、乙醇和/或甲醇的组合洗脱。在一些实施例中，原花青素用丙酮和水洗脱。
作为一个实例，原花色素可以从葡萄果皮中分离。可以在从葡萄浆果挤压果汁并去除后，收集葡萄皮。合适溶剂，例如丙酮/水混合物可以用于从葡萄果皮提取多酚。接着去除溶剂。水相提取可以例如用氯仿进行，并且可以任选地冷冻干燥提取物。可以使用吸附色谱法纯化所得粉末。原花色素可以用溶剂(例如甲醇、丙酮)和三氟乙酸洗涤和洗脱。去除溶剂并且任选地冷冻干燥水相以产生原花色素粉末。
各种方法可以用于表征所得原花色素混合物。在过量间苯三酚存在下酸催化可以用于确定子单元组成、转化产率和平均聚合度。用质谱分析测定多酚的质量分布。质谱分析法由多酚溶解于合适溶剂(例如甲醇/乙腈)并输注到电喷雾器组成。凝胶渗透色谱法可以提供洗脱峰的谱图并用两个串联柱(例如，TSKgel G3000 Hxl粒径6um，接着G2500Hxl粒径5um，都是300×7.8mm i.d.)运行，在等度条件下进行，流动相是二甲基甲酰胺。有色原花色素可以用UV-Vis分光光度法表征。最后，可以通过将粉末样品负载到锡杯中并使用元素分析仪，比如(例如)Carlo Erba EZ 1108分析，对C、H和N进行元素分析。
在一些实施例中，本文所述的组合物包含合成多酚。多酚不仅可以来源于合适植物来源(例如植物提取物)，也可以合成。多酚可以通过所属领域中已知的化学、生物化学或生物技术方法的合适组合来合成。在一些实施例中，从天然来源提取多酚并随后通过化学、生物化学或生物技术方法改性。在一些实施例中，在自然界中未发现合成或改性的多酚化学结构。化学改性的实例包括(但不限于)甲基化、羟基化、异戊烯化、糖基化、二聚、聚合。糖基化的实例包括(但不限于)葡糖苷、半乳糖苷、阿拉伯糖苷、鼠李糖苷。
用于多酚化学合成的方法是所属领域中已知的，并描述于例如基多(Quideau S)等人《植物多酚：化学特性、生物活性和合成(Plant Polyphenols：Chemical Properties，Biological Activites，and Synthesis)》，《应用化学(Angewandte Chemie)》2011，50，586-621。在一些实施例中，多酚通过生物技术方法，例如使用酶催化合适反应来合成或改性。反应可以发生在细胞内(例如细菌、酵母、植物细胞中)或例如细菌、酵母或植物细胞中或从中获得的提取物或溶解物中。在一些实施例中，分离特定酶并用于合适缓冲系统中和合适反应条件下。用于多酚生物技术合成的方法是所属领域中已知的，并描述于例如克瑞斯(Cress B)等人《基因工程化的微生物的异黄酮产生(Isoflavonoid Production ByGenetically Engineered Microorganisms)》，《天然产品(Natural Products)》.Springer-Verlag Berlin Heidelberg，2013.1647-1681；特兰塔斯(Trantas EA)等人《当植物产生不足或一点不产生时微生物宿主中类黄酮的代谢工程化(When Plants ProduceNot Enough Or At All：Metabolic Engineering Of Flavonoids In MicrobialHosts)》，《植物科学前沿(Frontiers in Plant Science)》2015，6。
多酚可以通过任何合适方法来定量或测量。在一些实施例中，在测量中已知浓度的参考标准(例如一种多酚或多种多酚)用于比较。在一些实施例中，总多酚通过福林-丹尼斯法(Folin-Denis method)、福林-乔卡梯奥法(Folin-Ciocalteau method)、高锰酸盐滴定、利用铁盐的比色法、HPLC、底物沉淀或电磁吸收来定量。
在一些实施例中，将多酚类别定量。举例来说，花青素苷可以在一个或多个pH值下使用波长490nm与550nm之间的电磁吸收来定量。原花色素可以使用比色法、底物沉淀或蛋白质结合分析法或其组合定量。在另一实例中，丹宁可以使用碘化钾、若丹明或亚硝酸钠或蛋白质结合分析法或其组合定量。在一些实施例中，气相色谱法用于分离和定量多酚或多种多酚。必要时，可以在气相色谱法前将多酚改性，例如以使多酚具有更大挥发性。或者或另外，多酚通过HPLC，任选地使用各种固体载体和流动相定量。多酚还可以通过质谱分析(MS)来定量。在一些实施例中，多酚用HPLC-MS，任选地使用各种固体载体和流动相定量。在一些实施例中，测量多酚的抗氧化能力。举例来说，多酚的抗氧化能力可以通过Trolox当量抗氧化能力分析、氧自由基吸收能力分析、总自由基捕获抗氧化参数分析、还原铁离子的抗氧化能力分析、还原铜离子的抗氧化能力分析或其组合测量。
用于酚提取、纯化、分析和定量的其它方法是所属领域中已知的，并描述于例如戴(Dai J.)和穆普(Mumper RJ)，《植物酚类化合物：提取、分析以及其抗氧化和抗癌特性(Plant Phenolics：Extraction，Analysis and Their Antioxidant and AnticancerProperties)》，《分子(Molecules)》2010，15(10)，7313-7352。
在一些实施例中，可以使用来自各种来源的蛋白质并任选地改变pH值来提取和/或浓缩多酚，例如美国专利公开案第20140328997号的拉斯金(Raskin)等人中描述。
在一些实施例中，所提取的多酚的产率是μg/kg来源材料。在一些实施例中，所提取的多酚的产率是mg/kg来源材料。在一些实施例中，所提取的多酚的产率是g/kg来源材料。
在一些实施例中，多酚制剂包括类黄酮。在一些实施例中，类黄酮是花青素苷、花色素、查耳酮、二氢查耳酮、二氢黄酮醇、黄烷醇、黄烷-3-醇、黄烷酮、黄酮、黄酮醇、异黄酮、原花色素、缩合单宁、不可水解丹宁。在一些实施例中，类黄酮是单体。在一些实施例中，类黄酮是二聚体。在一些实施例中，类黄酮是聚合物。在一些实施例中，类黄酮经化学改性。化学改性的实例是(但不限于)甲基化、羟基化、异戊烯化、糖基化。糖基化的实例是(但不限于)葡糖苷、半乳糖苷、阿拉伯糖苷、鼠李糖苷。
在一些实施例中，多酚制剂包括可水解单宁、间苯三酚类单宁、木脂素、烷基己氧基酚、烷基酚、类姜黄素、呋喃香豆素、羟基苯甲醛、羟基苯甲酮、羟基肉桂醛、羟基香豆素、羟基苯丙烯、甲氧基酚、萘醌、酚萜类、酪醇、熊果苷、儿茶酚、邻苯二酚、间苯二酚、拟雌内酯、苯酚、根皮三酸(phlorin)、连苯三酚、间苯三酚、丹参缩酚酸、羟基苯甲酸、羟基肉桂酸、羟基苯乙酸、羟基苯丙酸、羟基苯戊酸、芪。在一些实施例中，多酚是单体。在一些实施例中，多酚是二聚体。在一些实施例中，多酚是聚合物。在一些实施例中，多酚经化学改性。化学改性的实例是(但不限于)甲基化、羟基化、异戊烯化、糖基化。糖基化的实例是(但不限于)葡糖苷、半乳糖苷、阿拉伯糖苷、鼠李糖苷。
在一些实施例中，提取物包含多种在表5中列出的一种或多种(例如2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种、15种、20种、30种、40种、50种、60种、70种、80种、90种、100种或更多种)多酚。在一些实施例中，包含本文所述的聚糖治疗剂的药物组合物包含多种在表5中列出的一种或多种(例如2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种、15种、20种、30种、40种、50种、60种、70种、80种、90种、100种或更多种)多酚。
试剂盒
还涵盖试剂盒。举例来说，试剂盒可以包含药物聚糖治疗组合物的单位剂型和含有聚糖治疗剂治疗胃肠道病症或病状的使用说明书的药品说明书。试剂盒将药物聚糖治疗组合物包括于合适包装中供有需要的受试者使用。本文所述的任何组合物都可以呈试剂盒形式包装。试剂盒可以含有足够整个治疗过程用或足够治疗过程一部分用的量的药物聚糖治疗组合物(任选地另外包含益生元物质、益生菌和/或第二治疗剂)。药物聚糖治疗组合物的剂量可以个别地包装，或药物聚糖治疗组合物可以散装提供，或其组合。因此，在一个实施例中，试剂盒将对应于治疗方案中给药点的聚糖治疗组合物的个别剂量提供于合适包装中，其中剂量包装在一个或多个包中。
在一个实施例中，药物聚糖治疗组合物可以散装提供于单个容器中，提供于二个、三个、四个、五个或超过五个容器中。举例来说，每个容器可以含有足够历时一个月的治疗计划具体一周用的药物聚糖治疗组合物。如果提供超过一个散装容器，那么散装容器宜包装在一起以提供足够整个治疗期或治疗期一部分用的药物聚糖治疗组合物。单个容器或多个容器可以标记有标签，所述标签指示对有需要的受试者或进行治疗方案的医师有用的信息，例如给药时程。
药物聚糖治疗组合物可以与例如益生菌、益生元物质或如本文所描述的其它物质等其它合适物质一起包装。其它物质可以与药物聚糖治疗组合物分开包装，或与药物聚糖治疗组合物混合，或其组合。因此，在一个实施例中，试剂盒包括含有所有意图用于治疗过程或治疗过程一部分的成分的剂型，例如药物聚糖治疗组合物和任选的缓冲剂、赋形剂等、益生菌、益生元或治疗剂。在一个实施例中，药物聚糖治疗组合物包装在一个包装中或一组包装中，并且例如益生菌、益生元和治疗剂等其它组分与药物聚糖治疗组合物分开包装。
试剂盒可以进一步包括书面材料，例如说明书、预期结果、证明书、解释、警告、临床数据、用于医疗专家的信息等等。在一个实施例中，试剂盒含有标签或其它信息，指示试剂盒仅仅在医疗专家的指导下使用。容器可以进一步包括匙、注射器、瓶、杯、涂覆器或其它测量或服务装置。
调节微生物组的微生物分类群、基因组和功能状态的方法
本文提供了用于调节人类受试者的胃肠道微生物丛中细菌分类群(例如1个、2个、3个、4个、5个或更多个分类群)的丰度的方法。这些方法包括向人类受试者投予有效调节分类群的丰度的量的包含聚糖治疗制剂的药物组合物。当投予聚糖治疗剂时，细菌分类群的丰度可以相对其它分类群增加(或从一个时间点到另一时间点相对增加)，并且增加可以是增加至少5％、10％、25％、50％、75％、100％、250％、500％、750％或增加至少1000％。当投予聚糖治疗剂时，细菌分类群的丰度可以相对其它分类群降低(或从一个时间点到另一时间点相对降低)，并且降低可以是降低至少5％、10％、25％、50％、75％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或降低至少99.9％。在一些实施例中，菌群失调已经转变微生物丛，并且已经增加一种或多种非所需分类群和/或增加一种或多种所需分类群。聚糖治疗剂的投予可以调节受试者的胃肠道微生物丛中所需和/或非所需细菌分类群的丰度，因此治疗菌群失调。
在一些实施例中，聚糖治疗剂能够调节(例如增加或减少)可以在胃肠道中发现的一种或多种细菌的生长，比如(例如)属于以下种类的细菌：拟杆菌属、臭杆菌属、副拟杆菌属、阿里氏菌属、布劳特氏菌属、梭菌属、粪球菌属、多尔氏菌属、真杆菌属、毛螺菌属、罗斯氏菌、瘤胃球菌属、栖粪杆菌属、颤螺旋菌属和罕见小球菌属。在一些实施例中，聚糖治疗剂能够调节(例如增加或减少)一种或多种细菌的生长，比如(例如)认为与健康胃肠道状态相关的细菌，例如阿克曼氏菌属、阿纳氏菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、双歧杆菌属、丁酸弧菌属、梭菌属、粪球菌属、小杆菌属、多尔氏菌属、梭杆菌属、真杆菌属、栖粪杆菌属、毛螺菌属、乳杆菌属、考拉杆菌属、消化球菌属、消化链球菌属、普氏菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属和链球菌属中的一种或多种，和/或嗜黏性阿克曼氏菌、矮小克里斯滕森菌、球形梭菌、柔嫩梭菌、闪烁梭菌、非黏小杆菌、直肠真杆菌、挑剔真杆菌、普氏栖粪杆菌、唾液链球菌和嗜热链球菌中的一种或多种。
在一些实施例中，聚糖治疗剂能够调节(例如增加或减少)选自以下的至少两种细菌分类群的生长：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。示例性聚糖治疗剂包括glu100、ara100、glu50gal50和glu33gal33fuc33。在一些实施例中，聚糖治疗剂能够调节两个细菌分类群的生长：阿克曼氏菌属和布劳特氏菌属。一种示例性聚糖治疗剂是xyl100。
在一些实施例中，聚糖治疗剂驱动胃肠道微生物丛的组成与活性(或功能)的选择性改变，因此赋予宿主健康益处。在一些实施例中，聚糖治疗剂是存在于胃肠道中的一种或有限数目的可能有益细菌的选择性底物，刺激其生长和/或代谢活性。在一些实施例中，聚糖治疗剂能够将胃肠道微生物丛的组成改变成特定细菌较高或较低的组成。在一些实施例中，聚糖治疗剂选择性地刺激与健康和安康相关的胃肠道细菌的生长和/或选择活性。在一个实例中，本文所述的聚糖治疗组合物降低病原性细菌的丰度或相对数目或密度。
微生物丛与其宿主之间的关系不仅仅是共生(无害共存)，在多数情况下还是共栖关系。虽然受试者无微生物丛可以存活，但是微生物执行多种有用的功能，例如使未使用的能量底物发酵、训练免疫系统、预防病原性细菌的生长、调控肠发育、为宿主产生维生素(例如生物素和维生素)(参见例如杜明贵-贝罗(Dominguez-Bello M G)和布拉泽(Blaser MJ)，2008《微生物感染(Microbes Infect)》，10(9)：1072-1076。常见胃肠道细菌分类群包括拟杆菌属、臭杆菌属、副拟杆菌属、阿里氏菌属、布劳特氏菌属、梭菌属、粪球菌属、多尔氏菌属、真杆菌属、毛螺菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属、栖粪杆菌属、颤螺旋菌属和罕见小球菌属。认为一些细菌种类和物种与胃肠道的健康状态相关，比如(例如)阿克曼氏菌属、阿纳氏菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、双歧杆菌属、丁酸弧菌属、梭菌属、粪球菌属、小杆菌属、多尔氏菌属、梭杆菌属、真杆菌属、栖粪杆菌属、毛螺菌属、乳杆菌属、考拉杆菌属、消化球菌属、消化链球菌属、普氏菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属和链球菌属，和/或嗜黏性阿克曼氏菌、矮小克里斯滕森菌、球形梭菌、柔嫩梭菌、闪烁梭菌、非黏小杆菌、直肠真杆菌、挑剔真杆菌、普氏栖粪杆菌、唾液链球菌和嗜热链球菌。
然而，在某些条件下，能够例如通过诱发感染和/或炎症而引起疾病的病原性物种和病生菌和/或与疾病病况相关的细菌(不一定是病原体)存在于小生境中。在一些实施例中，可以用本文所述的聚糖治疗剂调节的疾病相关的细菌、病生菌或病原体选自由以下种类组成的群组：嗜胆菌属、曲状杆菌属、丝状菌属、柠檬酸杆菌属、梭菌属、柯林斯菌属、脱硫弧菌属、肠杆菌属、肠球菌属、埃希氏杆菌属、梭杆菌属、嗜血杆菌属、克雷伯氏菌、毛螺菌科、消化链球菌属、卟啉单胞菌属、珀替菌属、普罗威登斯菌属、假单胞菌属、沙门氏菌属、志贺杆菌属、葡萄球菌属、链球菌属、弧菌属和耶尔森氏菌属。
在一些实施例中，可以用本文所述的聚糖治疗剂调节的疾病相关的细菌、病生菌或病原体选自由以下种类组成的群组：沃氏嗜胆菌(Bilophila wadsworthia)、空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni)、法氏柠檬酸杆菌(Citrobacter farmer)、艰难梭菌(Clostridium difficile)、产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)、破伤风梭菌(Clostridium tetani)、产气柯林斯菌(Collinsella aerofaciens)、霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、屎肠球菌、大肠杆菌(Escherichia coli)、变形梭杆菌(Fusobacterium varium)、具核梭杆菌(Fusobacteriumnucleatum)、副流感嗜血杆菌(Haemophilus parainfluenzae)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumonia)、口炎消化链球菌(Peptostreptococcus stomatis)、不解糖卟啉单胞菌(Porphyromonas asaccharolytica)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、邦戈沙门氏菌(Salmonella bongori)、肠道沙门氏菌、鲍氏志贺杆菌(Shigella boydii)、痢疾志贺杆菌(Shigella dysenteriae)、弗氏志贺杆菌(Shigella flexneri)、索氏志贺杆菌(Shigella sonnei)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、婴儿链球菌(Streptococcus infantarius)、霍乱弧菌(Vibrio cholera)和小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica)。
在一些实施例中，可以用本文所述的聚糖治疗剂调节的疾病相关的细菌、病生菌或病原体可能主要存在于胃肠道的一个或多个特定区域。
举例来说，以下疾病相关的细菌、病生菌和病原体主要存在于大肠(结肠)中：李斯特菌属、溶组织内阿米巴(Entamoeba histolytica)、结肠小袋绦虫(Balantidium coli)、蛙生蛙粪霉(Basidiobolus ranarum)、克氏锥虫(Trypanosoma cruzi)、肉毒梭菌(Clostridium botulinum)、肝片吸虫(Fasciola hepatica)、荚膜组织胞浆菌(Histoplasma capsulatum)、轮状病毒(Rotavirus)、曼森氏裂体吸虫(Schistosomamansoni)、日本裂体吸虫(Schistosoma japonicum)和湄公河裂体吸虫(Schistosomamekongi)、志贺杆菌属、阿博短螺旋体(Brachyspira aalborgi)、结肠菌毛样小蛇菌(Serpulina pilosicoli)、毛首鞭虫(Trichuris trichiura)和小肠结肠炎耶尔森氏菌。
以下疾病相关的细菌、病生菌和病原体主要存在于小肠中：弧菌属、小肠结肠炎耶尔森氏菌、假结核耶尔森氏菌(Yersinia pseudotuberculosis)、产气荚膜梭菌、菲律宾毛细线虫(Capillaria philippinensis)、微小隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)、圆孢子球虫(Cyclospora cayetanensis)和CMV病毒。
以下疾病相关的细菌、病生菌和病原体主要存在于大肠和小肠中：曲状杆菌属和沙门氏菌属。
在另一实例中，以下疾病相关的细菌、病生菌和病原体主要存在于胃中：CMV病毒、炭疽杆菌(Bacillus anthracis)、念珠菌属(Candida)、隐孢子虫、EBV(艾伯斯坦-巴尔病毒)、蓝氏贾第鞭毛虫(Giardia lamblia)、幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori)、猫螺旋杆菌(Helicobacter felis)、芬纳尔螺旋杆菌(Helicobacter fennelliae)、同性恋螺旋杆菌(Helicobacter cinaedi)、鸟分枝杆菌(Mycobacterium avium)、水痘带状疱疹、组织浆菌和弓虫。
健康微生物群落例如通过增强肠屏障，通过竞争排除潜在病原体或疾病相关的细菌，以及通过抑制细菌病原体和疾病相关的细菌的生长来保护宿主。健康细菌群落可以通过产生抗菌物质，包括细菌素和酸，对病原体和疾病相关的细菌直接发挥抗菌作用(考特(Cotter PD)等人，2005《自然评论(Nat Rev)》，3：777-788；塞尔万(Servin A L)，2004《欧洲微生物学会联合会微生物学评论(FEMS Microbiol Rev)》，28：405-440)。抗菌物质单独或协同发挥其作用来抑制病原体或疾病相关的细菌的生长。健康细菌群落可以降低病原体和其毒素对胃肠道内层的粘附。
在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如增加或减少)存在于胃肠道中的一种或多种细菌分类群的生长，比如(例如)属于可以在胃肠道中发现的以下种类的细菌分类群：拟杆菌属、臭杆菌属、副拟杆菌属、阿里氏菌属、布劳特氏菌属、梭菌属、粪球菌属、多尔氏菌属、真杆菌属、毛螺菌属、罗斯氏菌、瘤胃球菌属、栖粪杆菌属、颤螺旋菌属和罕见小球菌属。在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如增加或减少)一种或多种细菌分类群的生长，比如(例如)认为与健康胃肠道状态相关的细菌分类群，例如阿克曼氏菌属、阿纳氏菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、双歧杆菌属、丁酸弧菌属、梭菌属、粪球菌属、小杆菌属、多尔氏菌属、梭杆菌属、真杆菌属、栖粪杆菌属、毛螺菌属、乳杆菌属、考拉杆菌属、消化球菌属、消化链球菌属、普氏菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属和链球菌属中的一种或多种，和/或嗜黏性阿克曼氏菌、矮小克里斯滕森菌、球形梭菌、柔嫩梭菌、闪烁梭菌、非黏小杆菌、直肠真杆菌、挑剔真杆菌、普氏栖粪杆菌、唾液链球菌和嗜热链球菌中的一种或多种。在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如增加或减少)一种或多种细菌分类群的生长，例如疣微菌门分类群，例如阿克曼氏菌属分类群。
在一些实施例中，调节(例如增加或减少)主要存在于小肠中的一种或多种细菌分类群的生长。举例来说，聚糖治疗剂调节主要存在于小肠中的一种或多种(2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)细菌分类群，例如放线菌纲(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)(杆菌纲(Bacilli)、梭菌纲(Clostridia))和变形菌门(α变形菌纲(Alphaproteobacteria)、β变形菌纲(Betaproteobacteria))。举例来说，聚糖治疗剂调节选自以下种类的主要存在于小肠中的一种或多种(2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)细菌分类群：克拉菌属、分枝杆菌属、肠球菌属、乳球菌属、链球菌属、图利杆菌属、布劳特氏菌属、粪球菌属、霍尔德曼氏菌属(Holdemania)、伪分枝优杆菌(Pseudoramibacter Eubacterium)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)、伯克霍尔德菌属(Burkholderia)和青枯病菌属(Ralstonia)。
在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如增加或减少)主要存在于大肠中的一种或多种细菌分类群的生长。举例来说，聚糖治疗剂调节主要存在于大肠中的一种或多种(2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)细菌分类群，例如拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(梭菌纲)、疣微菌门和变形菌门(6变形菌纲(Deltaproteobacteria))。在一些实施例中，聚糖治疗剂调节选自以下种类的主要存在于大肠中的一种或多种(2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)细菌分类群：拟杆菌属、丁酸菌属、臭杆菌属、副拟杆菌属、普氏菌属、厌氧干菌属、考拉杆菌属、瘤胃球菌属、嗜胆菌属和阿克曼氏菌属。
在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如增加或减少)主要存在于盲肠中的一种或多种细菌分类群的生长，例如放线菌纲、拟杆菌属、杆菌纲、梭菌纲、柔膜菌纲(Mollicutes)、α变形菌纲和疣微菌纲。
在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如增加或减少)主要存在于升结肠中的一种或多种细菌分类群的生长，例如放线菌纲、拟杆菌属、杆菌纲、梭菌纲、梭杆菌纲、β变形菌纲、δ/ε变形菌纲、γ变形菌纲和疣微菌纲。
在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如增加或减少)主要存在于横结肠中的一种或多种细菌分类群的生长，例如放线菌纲、拟杆菌属、梭菌纲、柔膜菌纲、梭杆菌纲和γ变形菌纲。
在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如增加或减少)主要存在于降结肠中的一种或多种细菌分类群的生长，例如拟杆菌属、梭菌纲、柔膜菌纲、梭杆菌纲、δ/ε变形菌纲和疣微菌纲。
在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如增加或减少)主要存在于乙状结肠中的一种或多种细菌分类群的生长，例如放线菌纲、拟杆菌属、杆菌纲、梭菌纲、柔膜菌纲、α变形菌纲、β变形菌纲和疣微菌纲。
在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如增加或减少)主要存在于直肠中的一种或多种细菌分类群的生长，例如拟杆菌属、梭菌纲、柔膜菌纲、α变形菌纲、γ变形菌纲和疣微菌纲。
在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如刺激/增加或遏制/减少)包括例如以下的各种类的一种或多种(例如1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种、11种、12种、13种、14种、15种、16种、17种、18种、19种、20种、25种、30种、35种、40种、45种、50种、55种、60种、65种、70种、80种、90种、100种、150种、200种或超过200种)内源性共生微生物分类群或外源投予的益生菌分类群的生长：阿里氏菌属、阿克曼氏菌属、阿纳氏菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、双歧杆菌属、丁酸弧菌属、梭菌属、粪球菌属、小杆菌属、多尔氏菌属、梭杆菌属、真杆菌属、栖粪杆菌属、毛螺菌属、乳杆菌属、臭杆菌属、颤螺旋菌属、副拟杆菌属、考拉杆菌属、消化球菌属、消化链球菌属、普氏菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属和链球菌属和罕见小球菌属。
在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如刺激/增加或遏制/减少)包括(但不限于)以下的各种类的一种或多种(例如1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种、11种、12种、13种、14种、15种、16种、17种、18种、19种、20种、25种、30种、35种、40种、45种、50种、55种、60种、65种、70种、80种、90种、100种、150种、200种或超过200种)内源性共生或共栖微生物分类群或外源投予的益生菌分类群的生长：阿克曼氏菌属、阿纳氏菌属、拟杆菌属、布劳特氏菌属、双歧杆菌属、丁酸弧菌属、梭菌属、粪球菌属、小杆菌属、多尔氏菌属、梭杆菌属、真杆菌属、栖粪杆菌属、毛螺菌属、乳杆菌属、考拉杆菌属、消化球菌属、消化链球菌属、普氏菌属、罗斯氏菌属、瘤胃球菌属和链球菌属，并且本文所述的聚糖治疗剂可以调节认为与胃肠道健康相关的以下物种的生长：嗜黏性阿克曼氏菌、矮小克里斯滕森菌、球形梭菌、柔嫩梭菌、闪烁梭菌、非黏小杆菌、直肠真杆菌、挑剔真杆菌、普氏栖粪杆菌、唾液链球菌和嗜热链球菌。
在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如基本上增加或基本上减少)一种或多种(例如1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种、11种、12种、13种、14种、15种、16种、17种、18种、19种、20种、25种、30种、35种、40种、45种、50种或超过50种)表1中列出的种类、物种或系统发生进化枝的生长(和总数)(或基本上增加或基本上减少总胃肠道群落的相对表示中的)。表1提供胃肠道的微生物成分的种类水平清单。
在一些实施例中，聚糖治疗剂基本上增加一种或多种(例如1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种、11种、12种、13种、14种、15种、16种、17种、18种、19种、20种、25种、30种、35种、40种、45种、50种或超过50种)表1、3和4中列出的OTU、种类、物种或系统发生进化枝的生长，例如总胃肠道群落、大肠群落或小肠群落中的总数或相对表示。
在一些实施例中，聚糖治疗剂基本上减少一种或多种(例如1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种、11种、12种、13种、14种、15种、16种、17种、18种、19种、20种、25种、30种、35种、40种、45种、50种或超过50种)表1、3和4中列出的OTU、种类、物种或系统发生进化枝的生长，例如总胃肠道群落、大肠群落或小肠群落中的总数或相对表示。
在一些实施例中，聚糖治疗剂基本上增加和减少一种或多种(例如1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种、11种、12种、13种、14种、15种、16种、17种、18种、19种、20种、25种、30种、35种、40种、45种、50种或超过50种)表1、3和4中列出的OTU、种类、物种或系统发生进化枝的生长，例如总胃肠道群落、大肠群落或小肠群落中的总数或相对表示。
在一些实施例中，本文提供了仅仅作为能够利用聚糖治疗剂为食物来源的所选群组细菌的底物的聚糖治疗剂。接着聚糖治疗剂的分解对宿主的健康发挥有益的作用。有益的健康作用是由能够利用聚糖治疗剂为食物来源并赋予宿主健康益处的胃肠道微生物丛中所选数目的微生物种类、物种或菌株的生长和/或生物活性的选择性刺激产生的。在某些实施例中，聚糖治疗剂的作用是由胃肠道中有益细菌的生长的选择性刺激产生的。某些分类群的丰度的此类增加和减少可以足够“标准化”所存在的微生物丛，例如以恢复健康状态或平衡。增加或降低是相对于摄取药物聚糖治疗组合物前人类受试者中存在的比率，或相对于未服用药物聚糖治疗组合物的对照组。益生元指数(PI)可以用作本文所述的聚糖治疗剂的作用的代表。PI是指如下总和：(双歧杆菌/总细菌)+(乳杆菌/总细菌)-(拟杆菌属/总细菌)-(梭菌纲/总细菌)，(参见波尔弗拉曼(Palframan)等人2003，《应用微生物学快报(Lett Appl Microbiol)》37：281-284)。在一些实施例中，还可以考虑直肠真杆菌/总细菌的比率。直肠真杆菌产生丁酸酯，丁酸酯有利于成年人中的肠屏障。
举例来说，某些细菌分类群生长的刺激可以降低结肠pH值、增加短链脂肪酸的产生、预防病原性微生物增殖和粘附(屏障作用)、增加可能致癌的胺化化合物的代谢和/或增加维生素的产生。
在一些实施例中，本文提供了聚糖治疗剂，其可以被微生物丛消化(例如通过碳水化合物发酵)，无某些副作用，或大量减少发酵症状，例如可能引起胃胀气、不适和/或腹胀的增加的气体形成。
在某些实施例中，某些细菌分类群或其相对丰度的比率可以变化。此类变化可以相对于投予药物聚糖治疗组合物前受试者中存在的比率，或相对于未服用药物聚糖治疗组合物的对照组来测量。
在一些实施例中，聚糖治疗剂是存在于胃肠道中的一种或有限数目的可能有益细菌分类群的选择性底物，刺激其生长和/或代谢活性。在一些实施例中，聚糖治疗剂能够将胃肠道微生物丛的组成改变成特定细菌分类群较高或较低的组成。在一些实施例中，聚糖治疗剂选择性地刺激与健康和安康相关的胃肠道细菌分类群的生长和/或选择活性。
提供如下方法，其包含向有需要的受试者投予有效调节微生物多样性的量的药物聚糖治疗组合物。在一些实施例中，投予聚糖治疗剂调节(例如增加或减少)人类受试者的胃肠道中(或尤其大肠或小肠中)微生物的多样性。当投予有效量的聚糖治疗剂时，多样性可以增加或降低。
在一些实施例中，聚糖治疗剂增加多样性。在一些实施例中，聚糖治疗剂降低多样性。调节微生物多样性的示例性聚糖治疗剂包括glu100、ara100、xyl100、glu50gal50和glu33gal33fuc33。
在一些实施例中，菌群失调已改变微生物丛，且增加或降低微生物的多样性，以致达到干扰状态。投予聚糖治疗剂可以调节微生物的多样性，因此治疗菌群失调。在一些实施例中，降低微生物的多样性并且增加一种或多种、两种或更多种、三种或更多种或四种或更多种细菌分类群的丰度，包括阿克曼氏菌属、布劳特氏菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属和副拟杆菌属。
微生物多样性可以通过所属领域中已知的任何合适方法来测量，包括分析本文所述的16S rDNA序列。多样性可以例如使用香农多样性指数(香农熵)、观测到的OTU数目、Chao1指数等表示。在一些实施例中，聚糖治疗剂调节(例如增加或降低)微生物群落、例如胃肠道微生物群落内的多样性，此多样性可以使用香农熵作为量度来表示。
在一些实施例中，聚糖治疗剂使微生物多样性和相关香农熵增加0.0001％、0.0005％、0.001％、0.005％、0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1％、5％、10％、50％、100％、500％、1000％、5000％或10000％。在一些实施例中，聚糖治疗剂使微生物多样性和相关香农熵增加(log)1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、20倍、30倍、40倍、50倍、60倍、70倍、80倍、90倍、100倍或更多。在一些实施例中，聚糖治疗剂使微生物多样性和相关香农熵降低0.0001％、0.0005％、0.001％、0.005％、0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或99％或更多。在一些实施例中，聚糖治疗剂使微生物多样性和相关香农熵降低(log)1倍、2倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、20倍、30倍、40倍、50倍、60倍、70倍、80倍、90倍、100倍或更多。
在一些实施例中，聚糖治疗剂使微生物多样性和相关香农熵增加至少1％、2％、3％、4％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或至少50％。
在一些实施例中，聚糖治疗剂使微生物多样性和相关香农熵增加至少(log)0.2倍、0.3倍、0.4倍、0.5倍、0.8倍、1倍、1.2倍、1.5倍、1.8倍或至少2倍。
在一些实施例中，聚糖治疗剂使微生物多样性和相关香农熵降低至少1％、2％、3％、4％、5％、10％、15％20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或至少75％。
在一些实施例中，聚糖治疗剂使微生物多样性和相关香农熵降低至少(log)0.2倍、0.3倍、0.4倍、0.5倍、0.8倍、1倍、1.2倍、1.5倍、1.8倍、2倍、3倍、4倍数或至少5倍。
本文所述的一些方法包括投予聚糖治疗剂以调节宿主免疫功能和肠上皮细胞功能。聚糖治疗剂可以上调免疫功能，例如以提高宿主对抗感染的能力，而免疫功能的下调可以预防过敏症或肠炎症发作。调节的有益细菌可以刺激肠上皮细胞反应，包括恢复受损上皮屏障、产生抗菌物质和细胞保护性蛋白质以及阻断细胞因子诱发的肠上皮细胞细胞凋亡。
细菌可以引发宿主(哺乳动物)细胞的促炎反应与消炎反应，并且不同细菌物种可以引发不同宿主反应。在一个实施例中，聚糖治疗剂用于改变细菌群体以引发所需宿主反应。宿主反应可以经由与细菌群体的直接相互作用或经由分泌或排出的细菌产物(例如短链脂肪酸)进行间接相互作用来调节。聚糖治疗剂可以改变细菌群体，使得细菌群体在与宿主细胞直接或间接相互作用时刺激抗微生物肽(AMP)的产生或调节(即，增加或减少产生)发炎性和免疫调节细胞因子，包括介白素-1α(IL-1α)、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、IL-13、IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23、肿瘤坏死因子(TNF)、趋化因子(C-C基元)配位体5(CCL5，又称为RANTES)、转化生长因子β(TGF-β)、干扰素γ(IFN-γ)或调节其它先天性或适应性免疫反应。
在一些实施例中，胃肠道的发炎状态通过经口投予聚糖治疗剂来调节。在一些实施例中，聚糖治疗剂在肠中的细菌发酵产生短链脂肪酸(SCFA)。由肠微生物丛产生的SCFA充当结肠上皮细胞的能源并且认为其影响肠屏障功能的维持，从而又限制血浆内毒素水平并预防全身发炎(卡尼(Cani)等人，《肠微生物丛的改变通过涉及GLP-2驱动的肠渗透性改善的机制控制肥胖小鼠中的炎症(Changes in gut microbiota control inflammationin obese mice through a mechanism involving GLP-2-driven improvement of gutpermeability)》，《肠(Gut)》，2009，58：1091)。另外，SCFA促进调节T(Treg)细胞的产生，并且认为其在限制发炎性反应中起一定作用(阿帕亚(Arpaia)等人，《由共生菌产生的代谢物促进周围调节T细胞产生(Metabolites produced by commensal bacteria promoteperipheral regulatory T-cell generation)》，《自然(Nature)》，2013，504：451)。在一些实施例中，投予聚糖治疗剂以诱发例如SCFA和其它用微生物产生的免疫调节分子或代谢物的全身作用，从而调节远端部位的发炎状态。
聚糖治疗剂在以有效量投予受试者时可以调节一种或多种微生物代谢物，例如表2中列出的代谢物的产生。在一些实施例中，聚糖治疗剂在以有效量投予受试者时可以调节(例如增加或减少)以下微生物代谢物中的一种或多种：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、抗坏血酸、乳酸、色氨酸、血清素和/或吲哚。在一些实施例中，聚糖治疗剂在以有效量投予受试者时可以调节(例如增加或减少)以下微生物代谢物中的一种或多种：丁二酸、三甲胺(TMA)、TMAO(三甲胺N-氧化物)、脱氧胆酸、硫酸乙基苯酯、乙醛、过氧化氢和/或丁二酮。在一些实施例中，可以检测到代谢物大量增加或减少。在一些实施例中，聚糖治疗剂被肠微生物丛(例如梭菌纲)消化，从而例如释放例如丁酸酯、乙酸酯和丙酸酯等可以起到免疫调节作用(例如消炎)的短链脂肪酸和可以赋予宿主有益健康作用的其它代谢物(例如胆酸和乳酸盐)。
聚糖治疗剂在以有效量投予受试者时可以调节一个或多个宿主通路。短链脂肪酸(SCFA)是在肠中由包括瘤胃菌科和毛螺菌科的成员在内的共生菌产生的细菌代谢物(维塔(Vital M)，豪(Howe AC)，蒂德耶(Tiedie JM).2014.《通过分析(间)基因组数据揭露细菌丁酸酯合成通路(Revealing the bacterial butyrate synthesis pathways byanalyzing(meta)genomic data).mBio 5(2)：e00889-14.doi：10.1128/mBio.00889-14)。SCFA调节多种人类免疫学因子；例如在小鼠中或体外用丙酸盐(一种SCFA)处理增加结肠调节T细胞中Foxp3(一种T细胞调控因子)和IL-10(一种消炎细胞因子)的表达。另外，暴露于SCFA显示增加无菌小鼠中结肠调节T细胞(cTreg)和CD4+T细胞的频率和数目(史密斯(Smith PM)等人2013.《微生物代谢物短链脂肪酸调节结肠Treg细胞稳态(The microbialmetabolites，short chain fatty acids，regulate colonic Treg cell homeostasis)》.《科学(Science)》；341(6145))。SCFA通过影响粘蛋白产生和胃肠道肽LL-37来促进肠屏障功能，并且SCFA另外通过遏制NF-kB和产生例如IL-6和TNF-α等发炎性细胞因子来调节炎症(金(Kim CH)等人2014.《肠微生物丛衍生的短链脂肪酸、T细胞和炎症(Gut Microbiota-Derived Short-Chain Fatty Acids，T Cells，and Inflammation)》.免疫网络(ImmuneNetwork)14(6)：277-288)。在一些实施例中，聚糖治疗剂在以有效量投予时调节产生SCFA的细菌物种，比如(例如)瘤胃菌科和/或毛螺菌科的细菌物种。在一些实施例中，聚糖治疗剂调节宿主免疫性和炎症。举例来说，在实例8的体外分析中，15种聚糖中的13种支持ROB.74(瘤胃菌科的成员)的生长，并且15种聚糖中的6种和7种分别支持CSC.32和CNE.31(毛螺菌科的成员)的生长。
在一些实施例中，提供调节胃肠道微生物丛的功能途径的方法。所述方法包括向人类受试者投予有效调节功能途径的量的包含聚糖治疗制剂的药物组合物。在一些实施例中，功能途径通过微生物丛来调节抗微生物剂、次级胆汁酸、短链脂肪酸、含铁细胞或表2中列出的代谢物的产生。在一些实施例中，短链脂肪酸由瘤胃菌科和/或毛螺菌科的一种或多种细菌成员产生。在一些实施例中，受试者肥胖。
在一些实施例中，药物聚糖治疗组合物包含一种或多种多酚。药物组合物中的聚糖治疗制剂和一种或多种多酚可以具有累加或协同效应。
在一些实施例中，多酚能够调节胃肠道中一种或多种细菌成分(例如来自蔓越酶提取物的多酚：安赫(FF)等人《富含多酚的蔓越酶提取物避免膳食诱发的肥胖症、胰岛素抗性和肠炎以及增加小鼠肠微生物丛中的阿克曼氏菌属群体(A polyphenol-richcranberry extract protects from diet-induced obesity，insulin resistance andintestinal inflammation in association with increased Akkermansiaspp.population in the gut microbiota of mice)》.《肠(Gut)》.2014；蓝莓提取物：古列尔梅蒂(Guglielmetti S)等人《食用野生蓝莓(矮丛蓝莓)饮品后人类肠双歧杆菌属群体的差别调节(Differential modulation of human intestinal bifidobacteriumpopulations after consumption of a wild blueberry(Vaccinium angustifolium)drink)》.《农业与食物化学杂志(J Agric Food Chem.)》2013；61(34)：8134-40；拉孔贝(Lacombe A)等人《矮丛野生蓝莓中的植物化学成分通过破坏细胞膜使大肠杆菌O157：H7失活(Phytochemicals in lowbush wild blueberry inactivate Escherichia coli O157：H7 by damaging its cell membrane)》《食源性致病菌与疾病(Foodborne Pathog Dis.)》2013；10(11)：944-50；葡萄提取物：邹(Choy YY)等人《通过摄取葡萄籽原花色素使猪粪便中酚代谢物和大量微生物组改变(Phenolic metabolites and substantial microbiomechanges in pig feces by ingesting grape seed proanthocyanidins.)》《食品与功能(Food Funct.)》2014；5(9)：2298-308；拉帕汗(Roopchand DE)等人《膳食多酚促进肠细菌嗜粘蛋白阿克曼氏菌的生长并缓解高脂肪膳食诱发的代谢综合征(Dietary polyphenolspromote growth of the gut bacterium Akkermansia muciniphila and attenuatehigh fat diet-induced metabolic syndrome.)》《糖尿病(Diabetes.)》2015；桃子和李子提取物：诺拉托(Noratto GD)等人《无碳水化合物的桃子(桃)和李子(欧洲李)汁影响肥胖动物模型中粪便微生物生态学(Carbohydrate-free peach(Prunus persica)and plum(Prunus domestica)juice affects fecal microbial ecology in an obese animalmodel.)》《公共科学图书馆·综合(PLoS One.)》2014；9(7)：e101723；红酒和红茶：克彭曼(Kemperman RA)，格洛斯(Gross G)，蒙特(Mondot S)等人《来自红茶和红酒/葡萄汁的多酚对肠模型微生物组的影响(Impact of polyphenols from black tea and red wine/grape juice on a gut model microbiome)》.《国际食品研究(Food Res Int.)》2013，53(2)：659-69；大豆(豆科植物)：拉菲(Rafii F)《结肠细菌在天然异黄酮黄豆苷代谢成雌马酚中的作用(The role of colonic bacteria in the metabolism of the naturalisoflavone daidzin to equol.)》《代谢物(Metabolites).2015年1月14日：56-73)。
在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂和多酚制剂的药物组合物调节(例如增加或减少)一种或多种细菌分类群，例如疣微菌门细菌，例如阿克曼氏菌属细菌的生长。在一些实施例中，包含聚糖治疗制剂和多酚制剂的药物组合物增加疣微菌纲，包括阿克曼氏菌属细菌的丰度。
在一些实施例中，组合物中的多酚具有抗氧化功能。在一些实施例中，组合物中的多酚具有抗菌功能。在一些实施例中，组合物中多酚的抗氧化和/或抗菌功能调节胃肠道中存在的一种或多种细菌的丰度。
在一些实施例中，包含多酚的药物聚糖治疗组合物例如通过抑制例如病原体或病生菌等物种的子集的生长来充当抗菌剂。(普托宁-皮米(Puupponen-R)等人《来自浆果的酚类化合物的抗微生物特性(Antimicrobial properties of phenolic compoundsfrom berries.)》2001.《应用微生物学杂志(Journal of Applied Microbiology)》90：494-507；普托宁-皮米等人《浆果酚类物质选择性地抑制肠道致病菌的生长(Berryphenolics selectively inhibit the growth of intestinal pathogens.)》2005.《应用微生物学杂志(Journal of Applied Microbiology)》98：991-1000)。
在一些实施例中，组合物中的多酚是胃肠道中存在的一种或多种细菌分类群的选择底物(例如塞尔玛(Selma MV)等人《酚类物质与肠微生物丛之间的相互作用：在人体健康中的作用(Interaction between Phenolics and Gut Microbiota：Role in HumanHealth.)》2009.《农业与食品化学杂志(Journal of Agricultural and FoodChemistry)》57：6485-6501；戴佩兹(S)等人《聚合物原花色素由人类结肠微生物菌群分解代谢成低分子量酚酸(Polymeric Proanthocyanidins Are Catabolized by HumanColonic Microflora into Low-Molecular-Weight Phenolic Acids.)》2000.《营养杂志(The Journal of Nutrition)》131：2733-2738；兹尼斯(Tzounis X)等人《黄烷醇单体诱发的人类粪便微生物菌群的变化(Flavanol monomer-induced changes to the humanfaecal microflora.)》2007.《英国营养学杂志(The British Journal of Nutrition)》99：782-792；库彻拉(Kutschera M)等人《儿茶素转化的人类肠细菌的分离(Isolation ofcatechin-converting human intestinal bacteria.)》2011.《应用微生物学杂志(Journal of Applied Microbiology)》111：165-175；施奈德(Schneider H)等人《来自人类肠道的细菌对槲皮素-3-葡糖苷的厌氧转变(Anaerobic transformation ofquercetin-3-glucoside by bacteria from the human intestinal tract.)》1999.《微生物学档案(Archives of Microbiology)》171：81-91；海恩(Hein EM)等人《猪盲肠微生物丛对黄酮醇糖苷的早期解离和降解：用荧光现场杂交(FISH)表征(Deconjugation andDegradation of Flavonol Glycosides by Pig Cecal Microbiota Characterized byFluorescence in Situ Hybridization(FISH).)》2008.《农业与食品化学杂志(Journalof Agricultural and Food Chemistry)》56：2281-2290)。
筛选多种聚糖治疗制剂的方法
为表征聚糖治疗剂的作用，提供一种基于微量板的体外筛选系统，其证实聚糖治疗制剂的功效，包括抑制(或拮抗/遏制)某些微生物成分生长的能力，和促进(或增加)其它微生物成分的生长的能力。这些方法提供能够改善胃肠道微生物组健康和/或促进受试者健康的新颖聚糖治疗制剂。在一些实施例中，筛选方法包括：i)提供多种聚糖治疗剂制剂，ii)制剂进行一次或多次筛选，iii)基于筛选，选择聚糖治疗剂制剂，以及任选地，iv)分离所选聚糖治疗剂制剂。实例中描述一种合适的单菌株筛选方法。普通技术人员已知其它合适筛选，并且仅仅使用常规实验即可调整任何所需实验参数。
在一些实施例中，聚糖治疗剂促进能够显著降低病原体生长速率和/或能够部分或完全恢复与健康胃肠道相关的细菌群落的细菌菌株的生长。
在一些实施例中，提供促进有益细菌生长的聚糖治疗剂。示例性聚糖在表8中列出。在一些实施例中，共生的促进生长的聚糖治疗剂包括gal100、glu100、xyl100、ara100、ara50gal50、ara50xyl50、gal75xyl25、glu50gal50、man62glu38、glu33gal33fuc33和man52glu29gal19。
在一些实施例中，提供不促进病原菌生长但促进有益细菌生长的聚糖治疗剂。示例性聚糖在表9中列出。在一些实施例中，共生选择性的聚糖治疗剂(例如优先促进共生菌生长而非病原菌生长的聚糖治疗剂)包括gal100、glu100、xyl100、ara50gal50和ara50xyl50。
在一些实施例中，提供如下方法，所述方法包括使用单菌株筛选来选择聚糖治疗剂用于进一步加工(例如将其配制成药物组合物)或进一步测试(例如分析额外特征)。举例来说，可以在补充有选自由以下组成的群组的共生菌株的制剂的培养基中针对促进生长来测试聚糖治疗剂：粪拟杆菌ATCC 43185、肠道普氏菌DSM 18205、多形拟杆菌ATCC 29741、分解纤维拟杆菌DSM 14838、闪烁梭菌ATCC 35704、卵瘤胃球菌ATCC 29714、系结梭菌27757和狄氏副拟杆菌ATCC 8503。或者或另外，可以在补充有选自由以下组成的群组的病原性菌株的制剂的培养基中针对促进生长来测试聚糖治疗剂：艰难梭菌ATCC BAA-1382、艰难梭菌ATCC 43255、屎肠球菌ATCC 700221和肠道沙门氏菌ATCC 27869。如果满足以下标准中的一项或两项，那么可以选择聚糖治疗剂用于进一步加工或测试：i)聚糖治疗剂促进至少4种、5种或至少6种共生菌株的生长；和ii)聚糖治疗剂促进至多3种、2种、1种或至多0种病原性菌株的生长。
聚糖治疗剂对细菌生长的作用也可以在其它体外分析法中并使用实验动物模型测试。可以从取自相关小生境的样品(例如含有粪便的粪便样品)收集细菌，并用所属领域中已知的方法繁殖。接着可以使用适合来自相关小生境的细菌生长的条件，例如可以模拟小生境的天然环境，例如胃肠道或其子集，例如大肠和小肠的条件，进行竞争性体外生长分析。此类条件包括(但不限于)好氧、厌氧、低/高/中性pH值、生理温度(例如人体温度)等。
在一些实施例中，进行体内分析以检测聚糖治疗剂对胃肠道中的细菌生长的作用。为确定聚糖治疗制剂是否调节受试者胃肠道中的微生物群体，可以使用例如人类疾病的小鼠模型等实验动物模型。可以评估和表征小鼠的微生物丛。可以使用正常小鼠的胃肠道中微生物群落的16S rRNA分布实现定性评估。其也可以通过完整基因组测序、全基因组鸟枪测序(WGS)或传统微生物学技术来实现。可以使用定量PCR(qPCR)或通过使用传统的微生物学技术并计数群落形成来进行定量评估。任选地，小鼠可以接受抗生素处理，以模拟其中胃肠微生物丛展现菌群失调的受干扰胃肠道微生物丛的条件。众所周知，抗生素处理可以降低分类群的丰富程度、多样性和肠道菌群的均匀性，包括降低相当大数目的细菌分类群的丰度。(德特勒夫森(Dethlefsen)等人，《如通过深度16S rRNA测序所揭露，抗生素对人类肠微生物丛的普遍作用(The pervasive effects of an antibiotic on the humangut microbiota，as revealed by deep 16S rRNA sequencing)》，《公共科学图书馆·生物学(PLoS Biology)》6(11)：3280(2008))。
可以在某一疾病的合适动物模型中评估聚糖治疗剂的各种作用(例如以评估细菌分类群的调节、微生物多样性的调节、药物诱发的症状的调节以及治疗作用(例如评估疾病相关的表型的调节))，所述动物模型比如(例如)DSS-结肠炎小鼠模型(例如以评估与炎症或药物诱发的损伤相关的疾病、病症或病状)、膳食诱发的肥胖小鼠模型(例如以评估代谢疾病、病症或病状)和艰难梭菌感染小鼠模型(例如以评估与感染或药物诱发的损伤相关的疾病、病症或病状)以及经受例如药物治疗(例如抗生素方案、癌症药物方案等)或膳食改变(例如零纤维膳食、低纤维膳食、正常膳食、高脂肪膳食等)以评估胃肠道微生物丛的各种状态的野生型小鼠模型。
在一些实施例中，使用合适实验动物模型进行筛选方法。举例来说，聚糖治疗剂制剂可以投予实验动物，并在一段时间后，从实验动物的胃肠道取得样品并分析细菌分类群的生长。必要时，实验动物可以在投予聚糖治疗剂前或与投予聚糖治疗剂同时接触病原体或其它细菌，以促进动物定殖。在一些实施例中，选择能够调节(例如增加或减少)实验动物中至少1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种、15种或至少20种细菌分类群生长的聚糖治疗剂制剂。
在一个实施例中，动物模型是艰难梭菌小鼠模型并且聚糖治疗剂能够调节普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属中的一种或多种。在一个实施例中，动物模型是零纤维和正常膳食野生型小鼠模型并且聚糖治疗剂能够调节阿克曼氏菌属和布劳特氏菌属。在一些实施例中，治疗聚糖是xyl100、glu100、glu33gal33fuc33、glu50gal50或ara100。
在一些实施例中，筛选是一种体外分析，其中一种或多种细菌分类群在生长培养基中生长并且监测在聚糖治疗剂存在下的生长并与聚糖治疗剂不存在下的生长相比。任何实用数目的细菌分类群都可以在培养基中生长，比如(例如)1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种、15种、20种、30种、40种或50种分类群。在一些实施例中，选择调节(例如增加或减少)至少1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种、15种或至少20种细菌分类群生长的聚糖治疗剂制剂。在一个实施例中，筛选是单菌株分析并且聚糖治疗剂选自表8中列出的改变表8的至少5种、6种、7种或8种菌株的聚糖治疗剂。
在一些实施例中，在接触1小时、6小时、12小时、18小时、24小时、48小时或72小时后，一种或多种细菌的生长增加至少2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、100％、110％、120％、130％、140％、150％、160％、170％、180％、190％、200％、250％、300％、350％、400％、450％、500％、600％、700％、800％、900％或至少1000％。
在其它实施例中，在接触1小时、6小时、12小时、18小时、24小时、48小时或72小时后，一种或多种细菌的生长减少至少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或至少99.9％。
在一些实施例中，聚糖治疗剂还调节选自由表2中列出的代谢物组成的群组的一种或多种微生物代谢物的浓度。在一些实施例中，在接触1小时、6小时、12小时、18小时、24小时、48小时或72小时后，代谢物浓度增加至少2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、100％、110％、120％、130％、140％、150％、160％、170％、180％、190％、200％、250％、300％、350％、400％、450％、500％、600％、700％、800％、900％或至少1000％。在其它实施例中，在接触1小时、6小时、12小时、18小时、24小时、48小时或72小时后，代谢物浓度减少至少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或至少99.9％。
可消化性是可以对本文所述的聚糖治疗剂进行确定的参数。在一些实施例中，筛选本文中所公开的聚糖治疗剂以评估其可消化性。聚糖治疗剂的可消化性可以通过所属领域中已知的任何合适方法来评估。在一些实施例中，可消化性通过生理学上相关的体外消化反应来评估。处于不同消化阶段的样品可以通过所属领域中已知并在本文中描述的标准聚糖技术来分析。通过监测所观测到的完整聚糖治疗剂随时间推移的量，可以计算消化半衰期。合适分析法可以用于评估比较可消化性(例如相对于基准聚糖)或评估绝对可消化性。
聚糖治疗剂的可消化性是制剂的聚糖物种中可水解糖苷键的数目或表示的函数。能够水解糖苷键的酶通常对特定键、立体化学和子单元组合物具有特异性。某些类型可水解键，例如α1，4、α1，6、α1，2以及α1，6糖苷键被特定微生物酶(例如α-葡糖苷酶、环麦芽糖糊精酶、新普鲁兰酶、葡聚糖转移酶、海藻糖水解酶等等)识别，并且不是哺乳动物酶的底物。聚糖的可消化性取决于许多因素，包括例如聚糖单元(例如单糖)的聚合度、支化度、糖苷键类型、键位置、异头构型(例如L-或D-构型、α/β构型)以及聚糖单元组成。举例来说，呋喃糖苷一般比吡喃糖苷更容易水解。脱氧糖一般比未脱氧糖更加遇酸不稳定。糖醛酸一般不如非糖醛酸单糖容易水解。分支化防止被人类酶消化，并且一般观测到分子越大，结肠中的发酵速度(可消化性)越小。这些特征一般提高人类糖苷酶的不消化性并且可以促进微生物丛的选择性发酵或消化。
在一些实施例中，经口投予并到达肠的药物聚糖治疗组合物包含多种聚糖物种的混合物，其在肠(或肠的特定区域)中具有所需可消化程度。在一些实施例中，聚糖治疗剂无法被哺乳动物酶消化，只能被微生物酶水解。在一些实施例中，聚糖治疗剂无法被人类代谢，只能被人类微生物丛代谢(或发酵)。
不同微生物分类群具有不同水解酶。在一些实施例中，在体外单菌株可消化性分析中聚糖治疗剂可以被一种、二种、三种、四种、五种或更多种共生细菌物种发酵，例如粪拟杆菌ATCC 43185、肠道普氏菌DSM 18205、多形拟杆菌ATCC 29741、分解纤维拟杆菌DSM14838、闪烁梭菌ATCC 35704、卵瘤胃球菌ATCC 29714、系结梭菌ATCC 27757和狄氏副拟杆菌ATCC 8503。在一些实施例中，在体外单菌株可消化性分析中聚糖治疗剂无法被一种、二种、三种、四种、五种或更多种病原性物种发酵，例如艰难梭菌ATCC BAA-1382、艰难梭菌ATCC 43255、屎肠球菌ATCC 700221和肠道沙门氏菌ATCC 27869。在一些实施例中，在单菌株体外可消化性分析中聚糖治疗剂无法被特定细菌分类群发酵(例如至少70％、80％、90％、95％或98％聚糖制剂无法发酵)，但可以被宿主的合适细菌小生境(例如胃肠道或其特定区域，例如结肠或肠)中的体内分类群发酵。在一些实施例中，细菌分类群包括阿克曼氏菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属和副拟杆菌属。可以例如通过监测细菌分类群在体外或体内的生长来测量可发酵性。
在一些实施例中，糖苷键的水解被酶催化并且催化速率可以通过所属领域中已知的任何合适装置来测量并且速率可以与另一酶的催化速率相比较。高速率的水解、聚糖单元转移和/或聚糖单元的改性可以表明此键是酶的合适底物。水解容易程度可以用高速率的催化反应来表示。其它键不与酶或一组酶相容，并且其难以水解。在一些实施例中，可消化性(表示为半衰期)是30分钟或更少、20分钟或更少、15分钟或更少、10分钟或更少、5分钟或更少、4分钟或更少、3分钟或更少、2分钟或更少或1分钟或更少。在一些实施例中，可消化性(表示为半衰期)是30分钟或更多、45分钟或更多、1小时或更多、2小时或更多、3小时或更多、4小时或更多、5小时或更多或10小时或更多。在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂包含少于1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、30％、40％或少于50％的可以被哺乳动物淀粉酶水解的键。可消化性还可以通过胃消化半衰期来评估。
细菌成分的鉴别
在一些实施例中，本文所述的药物聚糖治疗组合物投予受试者以增加胃肠道中有益细菌的生长和/或减少病原体的生长。在一些实施例中，微生物群落通过聚糖治疗剂向健康状态转变。胃肠道中进行的微生物改变可以使用所属领域中已知并且在本文中描述的多种方法分析。
作为一种用于确定聚糖治疗制剂是否引起胃肠道中细菌群体转变的定量方法，可以进行定量PCR(qPCR)。可以从样品中，使用市售试剂盒，例如Mo Bio-htp 96孔Soil DNA分离试剂盒(加利福尼亚州卡尔斯巴德(Carlsbad，CA)的Mo Bio Laboratories)、Mo BioDNA分离试剂盒(加利福尼亚州卡尔斯巴德的Mo Bio Laboratories)或QIAamp DNA粪便微型试剂盒(加利福尼亚州卡尔斯巴德(Valencia，CA)的QIAGEN)根据制造商的说明书，或通过本领域的技术人员已知的其它标准方法来提取基因组DNA。
在一些实施例中，可以使用HotMasterMix(马里兰州盖瑟斯堡(Gaithersburg，MD)的5PRIME)和对某些(例如有益或所需)细菌具有特异性的引物进行qPCR，并且可以在具有Barcode(0.1mL)的快速光学96孔反应板(纽约州格兰德岛(Grand Island，NY)的Life Technologies)上进行，并在装备有CFX96TM实时系统的BioRad C1000TM热循环仪(加利福尼亚州埃库莱斯(Hercules，CA)的BioRad)上进行，利用FAM和ROX通道的荧光读数。FAM通道上每个孔的Cq值用CFXManagerTM软件2.1版测定。通过输入既定样品的Cq值到线性回归模型中来计算每个实验样品的log10(cfu/ml)，所述线性回归模型是由比较标准曲线孔的Cq值与那些样品的已知log10(cfu/ml)的标准曲线产生。熟练技术人员可以采用替代性qPCR模式。
在一些实施例中，通过表征微生物16S小子单元核糖体RNA基因(16S rRNA基因)的DNA序列来鉴别微生物成分。16S rRNA基因约1,500个核苷酸长，并且一般在生物体间高度保守，但含有特定可变区和高变区(V1-V9)，所述可变区和高变区具有足够区分大部分生物体的物种和菌株水平的分类群的核苷酸多样性。使用基于大肠杆菌系统命名法的编号，分别通过核苷酸69-99、137-242、433-497、576-682、822-879、986-1043、1117-1173、1243-1294和1435-1465定义细菌中的这些区。(参见例如布罗修斯(Brosius)等人，《来自大肠杆菌的16S核糖体RNA基因的完整核苷酸序列(Complete nucleotide sequence of a 16Sribosomal RNA gene from Escherichia coli)》，《美国国家科学院院刊(PNAS)》75(10)：4801-4805(1978))。
微生物群落的组成可以通过对完整16S rRNA基因或至少此基因的V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8和V9区中的至少一个区测序，或通过来自这一基因的可变区的任何组合(例如V1-3或V3-5)的测序进行推断。在一个实施例中，V1、V2和V3区用于表征微生物丛。在另一实施例中，V3、V4和V5区用于表征微生物丛。在另一实施例中，V4区用于表征微生物丛。
彼此至少97％一致的序列被分组到操作分类单元(OTU)。含有类似性达97％的序列的OTU对应于近似物种水平分类群。从每个OTU选择至少一个代表性序列，并通过与高度管理的16S rRNA基因序列的参考数据库(例如Greengenes或SILVA数据库)比较来用于获得OTU的分类分配。微生物群落中OTU之间的关系可以通过从来自每个OTU的代表性序列构筑系统发生树来推断。
使用已知的技术，为了测定完整16S序列或16S序列的任何高变区的序列，从细菌样品提取基因组DNA，使用聚合酶链反应(PCR)扩增16S rRNA(完整区或特定高变区)，清洗PCR产物，并且描绘核苷酸序列以确定16S rRNA基因或基因可变区的遗传组成。如果进行完整16S测序，那么所用测序方法可以是(但不限于)桑格测序(Sanger sequencing)。如果使用一个或多个可变区，例如V4区，那么测序可以(但不限于)使用桑格方法或使用下一代测序方法，例如伊路米那法(Illumina method)进行。被设计成与16S rRNA基因的保守区粘接的引物(例如用于扩增V4区的515F和805R引物)可以含有独特条码序列以允许同时表征多个微生物群落。
另一鉴别微生物组成的方法是表征核苷酸标记物或基因，尤其高度保守基因(例如“看家”基因)或其组合，或全基因组鸟枪序列(WGS)。使用所定义的方法，从细菌样品中提取的DNA将具有使用PCR扩增的特定基因组区域并且经测序，确定扩增产物的核苷酸序列。在WGS方法中，所提取的DNA将片段化成各种长度的碎片(300个到约40,000个核苷酸)并在不扩增下直接测序。可以使用任何测序技术，包括(但不限于)桑格、伊路米那、454 LifeSciences、Ion Torrent、ABI、Pacific Biosciences和/或Oxford Nanopore产生序列数据。
除16S rRNA基因外，还分析所选的一组基因来评估微生物群落的组成，已知此组基因是既定物种或分类群组的标记基因。或者这些基因可以使用基于PCR的筛选策略分析。举例来说，病原性大肠杆菌的多个菌株可以使用编码以下的基因来区别：热不稳定(LTI、LTIIa以及LTIIb)和热稳定(STI和STII)毒素、1型、2型以及2e型维罗毒素(verotoxin)(分别是VT1、VT2以及VT2e)、细胞毒性坏死性因子(CNF1和CNF2)、附接和抹去机制(eaeA)、肠聚集性机制(Eagg)以及肠侵袭性机制(Einv)。通过使用标记基因用于确定微生物群落的分类组成的最佳基因是基于序列的分类鉴别领域的一般技术人员所熟悉的。
用于微生物全基因组测序(WGS)的测序文库可以由细菌基因组DNA制备。对于已经从人类或实验动物样品中分离的基因组DNA来说，可以任选地使用市售试剂盒，例如NEBNext微生物组DNA富集试剂盒(马萨诸塞州伊普威治(Ipswich，MA)的New EnglandBiolab)或其它富集试剂盒富集细菌DNA的DNA。。测序文库也可以由基因组DNA使用市售试剂盒，例如Nextera配品样本制备试剂盒、TruSeq DNA PCR-Free或TruSeq Nano DNA或Nextera XT样品制备试剂盒(加利福尼亚州圣地亚哥的伊路米那(Illumina，San Diego，CA))，根据制造商的说明书制备。或者，可以使用与伊路米那测序平台相容的其它试剂盒，例如NEBNext DNA文库构筑试剂盒(马萨诸塞州伊普威治的New England Biolab)制备文库。接着可以使用标准测序技术，包括(但不限于)MiSeq、HiSeq或NextSeq测序仪(加利福尼亚州圣地亚哥的伊路米那)对文库测序。
或者，使用所属领域中的标准方法制备全基因组鸟枪片段文库。举例来说，鸟枪片段文库可以使用GS FLX钛快速文库制备试剂盒(康涅狄格州布兰福德(Branford，CT)的454Life Sciences)构筑，使用GS FLX钛emPCR试剂盒(康涅狄格州布兰福德的454 LifeSciences)扩增，并根据标准454焦磷酸测序方案在454测序仪(康涅狄格州布兰福德的454Life Sciences)上测序。
细菌RNA可以通过市售试剂盒，例如RiboPure细菌RNA纯化试剂盒(加利福尼亚州卡尔斯巴德的Life Sciences)从微生物培养物或含有细菌的样品中分离。另一种分离细菌RNA的方法可以包括通过去除tRNA来富集细菌RNA的纯化样品中的mRNA。或者，RNA可以转化成cDNA，cDNA用于使用标准方法，例如Nextera XT样品制备试剂盒(加利福尼亚州圣地亚哥的伊路米那)产生测序文库。
分析核酸序列以使用序列类似性和系统发生放置法或两个策略的组合来界定分类分配。使用类似方法注解蛋白质名称、蛋白质功能、转录因子名称以及用于核酸序列的任何其它分类纲要。基于序列类似性的方法包括BLAST、BLASTx、tBLASTn、tBLASTx、RDP分类器、DNAclust、RapSearch2、DIAMOND、USEARCH以及例如QIIME或Mothur等这些演算法的各种实施方案。这些方法将序列读数映射到参考数据库并选择最佳匹配。常见数据库包括KEGG、MetaCyc、NCBI非冗余数据库、Greengenes、RDP以及Silva用于分类分配。对于功能分配，读数映射到各种功能数据库，例如COG、KEGG、BioCyc、MetaCyc以及碳水化合物-活性酶(CAZy)数据库。使用包括MetaPhlAn在内的软件分配微生物进化枝。
微生物群体的蛋白质组分析
聚糖治疗剂制剂可以基于增加与健康状态相关的微生物蛋白质表达的能力或减少与患病状态相关的微生物蛋白质表达的能力来选择。可以根据所属领域的技术人员已知的方案进行微生物群体的蛋白质组分析(例如科德韦尔(Cordwell)，《探索和利用细菌蛋白质组(Exploring and exploiting bacterial proteomes)》，《分子生物学方法(Methodsin Molecular Biology)》，2004，266：115)。为鉴别有差异地表达的蛋白质(例如为鉴别在用聚糖治疗剂处理微生物群体时蛋白质表达的变化)，可以如例如加斯特(Juste)等人(《细菌蛋白质信号与克罗恩氏病相关(Bacterial protein signals are associated withCrohn′s disease)》，《肠(Gut)》，2014，63：1566)中所描述进行蛋白质组分析。举例来说，从两个样品(例如未经处理的微生物群体和已经用聚糖治疗剂处理的群体)的微生物溶解物中分离蛋白质。标记每个蛋白质样品(例如用荧光染料，例如GE Healthcare的Cy3或Cy5CyDye DIGE荧光最小染料)并通过二维差异凝胶电泳(2D-DIGE)来分析。将凝胶染色并且将被鉴别为在两个样品之间显著不同的蛋白质点切除、消化并利用液相色谱法-串联质谱分析(LC-MS/MS)来分析。X！TandemPipeline (http：//pappso.inra.fr/bioinfo/xtandempipeline/)可以用于鉴别有差异地表达的蛋白质。
还可以基于聚糖治疗剂制剂对微生物发酵产物的存在的作用，来选择聚糖治疗剂制剂用于投予人类受试者。举例来说，可以根据聚糖治疗剂制剂诱发或提高产生例如丙酸酯(丙酸)、乙酸酯和/或丁酸酯(丁酸)等短链脂肪酸的细菌的生长，来选择聚糖治疗剂制剂。类似地，可以根据聚糖治疗剂制剂诱发或提高产生乳酸的细菌的生长来选择聚糖治疗剂制剂，乳酸可以通过产生酸性环境调节其它细菌的生长。此类分析还可以用于将益生菌与聚糖治疗剂配对，以使得聚糖治疗剂成为产生所需发酵产物的底物。
可以使用本文所述的方法测定新鲜或用过的培养基中或从人类收集的生物样品中存在的代谢物。可以使用无偏向的方法测得样品中代谢物的相对浓度，并且是所属领域技术人员已知的，例如气相或液相色谱与质谱分析或1H-NMR组合。这些测量可以通过用相同分析系统运行代谢物标准来证实。
在气相色谱法-质谱分析(GC-MS)或液相-色谱法-质谱分析(LC-MS)分析的情况下，极性代谢物和脂肪酸可以使用有机溶剂和水性样品的单相或双相系统萃取并衍生化(芬特(Fendt)等人，《还原谷氨酰胺代谢是细胞中α-酮戊二酸酯与柠檬酸酯比率的函数(Reductive glutamine metabolism is a function of the α-ketoglutarate tocitrate ratio in cells)》，《自然通讯(Nat Commun)》，2013，4：2236；芬特等人，《二甲双胍减少葡萄糖氧化并增加前列腺癌细胞对还原谷氨酰胺代谢的依赖性(Metformindecreases glucose oxidation and increases the dependency of prostate cancercells on reductive glutamine metabolism)》，《癌症研究(Cancer Res)》，2013，73：4429；梅塔洛(Metallo)等人，《通过IDH1进行的还原谷氨酰胺代谢在低氧下介导脂肪生成(Reductive glutamine metabolism by IDH1 mediates lipogenesis under hypoxia)》，《自然(Nature)》，2011，481：380)。一种用于衍生极性代谢物的示例性方案包括通过代谢物与含2％甲氧胺盐酸盐的吡啶一起培育，接着加入含1％第三丁基二甲基氯硅烷(t-BDMCS)的N-第三丁基二甲基硅烷基-N-甲基三氟乙酰胺(MTBSTFA)，来形成甲肟-tBDMS衍生物。包括三酰甘油和磷脂在内的非极性洗脱分可以例如通过与含2％H2SO4的甲醇一起培育或通过使用甲基-8试剂(赛默科技(Thermo Scientific))来皂化成游离脂肪酸并酯化形成脂肪酸甲酯。接着可以通过GC-MS，使用标准LC-MS方法，例如安装在与质谱仪(MS)接合的气体色谱(GC)上的DB-35MS柱(30m×0.25mm i.d.×0.25μm，Agilent J&W Scientific)来分析衍生化样品。质量同位素异构体分布可以通过将代谢物离子片段整合来确定，并使用标准演算法，例如从费尔南德斯(Fernandez)等人改编的演算法(费尔南德斯等人，《针对天然稳定的同位素丰度校正13C质量同位素异构体分布(Correction of 13C mass isotopomerdistributions for natural stable isotope abundance)》，《质谱学报(J MassSpectrom)》，1996，31：255)，针对天然丰度进行校正。在液相色谱法-质谱分析(LC-MS)的情况下，极性代谢物可以使用装备有例如SeQuant ZIC-pHILIC聚合物柱(2.1×150mm；EMDMillipore(EMD Millipore))等柱的标准台式LC-MS/MS分析。用于分离的示例性流动相可以包括缓冲液和被调整成特定pH值的有机溶剂。
组合或替代地，所提取的样品可以通过1H-核磁共振(1H-NMR)来分析。样品可以与例如D2O等同位素富集的溶剂组合，任选地在缓冲溶液(例如Na2HPO4、含NaH2PO4的D2O，pH7.4)存在下。样品还可以补充用于校准和确定化学位移的参考标准(例如5mM 2，2-二甲基-2-硅戊烷-5-磺酸钠盐(DSS-d6，Isotec，USA))。在分析前，溶液可以过滤或离心以去除任何沉降物或沉淀，接着转移到合适NMR管或容器中用于分析(例如5mm NMR管)。1H-NMR谱图可以在标准NMR光谱仪，例如Avance II+500 Bruker光谱仪(500MHz)(特拉华州(DE)布鲁克，装备有5mm QXI-Z C/N/P探针头)上获得，并用谱图整合软件(例如Chenomx NMR程序组7.1；阿尔博塔省爱德蒙顿市(Edmonton，AB)Chenomx Inc.)分析。(杜阿尔特(Duarte)等人，《培养的哺乳动物细胞的胞外代谢物组分析的1H-NMR方案(1H-NMR protocol forexometabolome analysis of cultured mammalian cells)》，《分子生物学方法(MethodsMol Biol)》，2014：237-47)。或者，可以根据所属领域中已知的其它公开方案进行1H-NMR(沙桑(Chassaing)等人，《缺乏可溶纤维驱动小鼠中膳食诱发的肥胖(Lack of solublefiber drives diet-induced adiposity in mice)》，《美国胃肠生理和肝脏生理学杂志(Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol)，2015；拜(Bai)等人，《用于人类阴道微生物组研究的存储条件的比较(Comparison of Storage Conditions for Human VaginalMicrobiome Studies)》，《公共科学图书馆·综合(PLoS ONE)》，2012：e36934)。
治疗方法
本文提供了用于治疗人类受试者的方法。在一些实施例中，这些方法包括以下中的一个或两个：i)鉴别患有或疑似患有胃肠道微生物丛的菌群失调的人类受试者，和ii)向人类受试者投予有效治疗菌群失调的量的包含聚糖治疗制剂的药物组合物。
本文所述的药物聚糖治疗组合物适合于投予有需要的人类。在某些实施例中，受试者是具有胃肠道微生物丛的菌群失调的一种或多种症状的人类，所述症状包括(但不限于)不当病原体或一种或多种不当细菌分类群的过度生长、关键的与健康相关的细菌分类群的表示减少、与健康个体相比微生物物种的多样性减少或增加或有益细菌的总体丰度减少。
在一些实施例中，聚糖治疗剂有益于治疗各种疾病、病症或病状。此类疾病、病症或病状可能与微生物丛的菌群失调相关。有益微生物丛可能由于包括(但不限于)以下的多种因素(例如遗传或环境)而受到干扰：使用抗生素、化学治疗剂和其它诱发菌群失调的药物或治疗(例如放射治疗)、病原体感染、病生菌活性、不合标准的卡路里摄入(例如高脂肪、高糖)、不合标准的(不可消化)纤维摄入(例如低纤维或零纤维)、宿主因素(例如宿主遗传改变)和类似因素。
在一些实施例中，疾病、病症或病状与胃肠道微生物丛的菌群失调相关。在一些实施例中，通过治疗菌群失调，治疗所述疾病、病症或病状。
可能与胃肠道微生物丛的菌群失调和/或胃肠道疾病、病症或病状相关的症状包括(但不限于)气体、胃灼热、胃不舒服、腹胀、胃胀气、腹泻、腹痛、痉挛、恶心和呕吐。与胃肠相关的次要消化问题还包括有时腹胀、腹泻、便秘、气体或胃不舒服。
感染性疾病
在一些实施例中，投予聚糖治疗剂减少感染。在一些实施例中，如果受试者患有或疑似患有包括以下各病的疾病、病症或病状，那么鉴别受试者适合于治疗：胃肠道感染性疾病，包括艰难梭菌感染(CDI)；耐万古霉素肠球菌(VRE)感染、感染性结肠炎和艰难梭菌结肠炎；霉菌病，比如(例如)白色念珠菌感染、空肠弯曲杆菌感染、幽门螺旋杆菌感染；腹泻，比如(例如)艰难梭菌相关性腹泻(CDAD)、抗生素相关性腹泻(AAD)、抗生素诱发的腹泻、旅行者腹泻(TD))、小儿腹泻、(急性)感染性腹泻、结肠和肝癌、阿米巴瘤；坏死性小肠结肠炎(NEC)以及小肠细菌过度生长(SIBO)；消化不良或非溃疡性消化不良；肛裂、肛周脓肿和肛瘘；憩室病或憩室炎；胃溃疡；以及肠胃炎。
在一个实施例中，被鉴别适合于用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有艰难梭菌感染(CDI)；耐万古霉素肠球菌(VRE)感染、感染性结肠炎或艰难梭菌结肠炎。
在一个实施例中，被鉴别适合于用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有霉菌病，比如(例如)白色念珠菌感染、空肠弯曲杆菌感染或幽门螺旋杆菌感染。
在一些实施例中，胃肠道感染是细菌或病毒感染，例如感染例如VRE、艰难梭菌、大肠杆菌、沙门氏菌属、志贺杆菌属、曲状杆菌属、霍乱弧菌、魏氏梭菌(Clostridiumperfringes)、蜡样芽孢杆菌、副溶血性弧菌(Vibrio parahemolyticus)、小肠结肠炎耶尔森氏菌、幽门螺旋杆菌、轮状病毒或诺如病毒(norovirus)。
在一些实施例中，胃肠道感染是真菌感染，例如感染例如念珠菌属、曲霉属、白霉菌属、隐球菌属、组织浆菌(Histoplasma)或粗球菌属。
在一些实施例中，胃肠道感染是原虫感染，例如感染例如溶组织内阿米巴、蓝氏贾第鞭毛虫、微小隐孢子虫。
在一个实施例中，被鉴别适合于用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有腹泻，比如(例如)艰难梭菌相关性腹泻(CDAD)、抗生素相关性腹泻(AAD)、抗生素诱发的腹泻、旅行者腹泻(TD)、小儿腹泻或(急性)感染腹泻。
在一个实施例中，被鉴别适合于用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有坏死性小肠结肠炎(NEC)；肠胃炎；小肠细菌过度生长(SIBO)或与胃肠道感染相关的类似疾病、病症或病状。
在一个实施例中，被鉴别适合于用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有结肠癌、肝癌、阿米巴瘤；消化不良或非溃疡性消化不良；肛裂、肛周脓肿和肛瘘；憩室病或憩室炎；胃溃疡；或与胃肠道的结构改变相关的类似疾病、病症或病状。
在一些实施例中，可以根据本文所提供的方法治疗患有艰难梭菌感染(CDI)诱发的结肠炎的受试者。患有CDI诱发的结肠炎的受试者可能存在水泻、痉挛、腹痛、厌食、不舒服、发热、脱水、下腹压痛和/或反跳痛。患者粪便中艰难梭菌的存在可以通过粪便培养、谷氨酸脱氢酶免疫分析、检测艰难梭菌毒素的基因的PCR分析、粪便细胞毒素分析或针对艰难梭菌毒素A和B的酶免疫分析来测试。患者群体包括患有原发性CDI的受试者、患有复发性CDI的受试者、患有不同严重程度CDI相关性腹泻(轻度、中度、重度)的受试者以及由于存在例如抗生素治疗、广谱抗生素治疗、住院或长期住在保健机构中、胃肠道手术、结肠疾病、免疫系统减弱、化学疗法、高龄、肾病或使用质子泵抑制剂等风险因素而处于CDI风险下的受试者。CDI的标准护理治疗包括抗生素，例如甲硝哒唑、非达霉素或万古霉素。治疗还可以包括益生菌、粪便移植和预防脱水的流体。疾病的消退通过腹泻的减轻(例如24小时时期内不存在超过三次不成形粪便)以及上述其它症状的消退来测量。感染的清除可以通过不存在对艰难梭菌呈阳性的粪便检验来证实。
在一个实施例中，提供了预防病原体、治疗病原体、改善病原体的症状和/或预防病原体初始定殖或定殖复发的方法。在一些实施例中，复发发生在一线或标准护理药物治疗方案期间或之后。在一些情况下，在标准护理治疗时病原体负载最初可以减轻，但接着负载开始再次增加，可能引发疾病复发。在一些实施例中，可以投予聚糖治疗剂(例如在初始治疗方案开始、初始治疗方案期间或初始治疗方案后)以预防复发或治疗一种或多种复发症状。在一些实施例中，疾病相关性细菌、病生菌或病原体选自由以下物种组成的群组：沃氏嗜胆菌、空肠弯曲杆菌、法氏柠檬酸杆菌、艰难梭菌、产气荚膜梭菌、破伤风梭菌、产气柯林斯菌、霍氏肠杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、大肠杆菌、变形梭杆菌、具核梭杆菌、副流感嗜血杆菌、肺炎克雷伯氏菌、口炎消化链球菌、不解糖卟啉单胞菌、绿脓杆菌、邦戈沙门菌、肠道沙门氏菌、鲍氏志贺杆菌、痢疾志贺杆菌、弗氏志贺杆菌、索氏志贺杆菌、金黄色葡萄球菌、婴儿链球菌、霍乱弧菌和小肠结肠炎耶尔森氏菌。
在一些实施例中，疾病相关的细菌、病生菌或病原体包括嗜胆菌属、曲状杆菌属、丝状菌属、柠檬酸杆菌属、梭菌属、柯林斯菌属、脱硫弧菌属、肠杆菌属、肠球菌属、埃希氏杆菌属、梭杆菌属、嗜血杆菌属、克雷伯氏菌、毛螺菌科、消化链球菌属、卟啉单胞菌属、珀替菌属、普罗威登斯菌属、假单胞菌属、沙门氏菌属、志贺杆菌属、葡萄球菌属、链球菌属、弧菌属和耶尔森氏菌属。
在一个实施例中，本文提供了一种预防已经用一线药物(例如万古霉素、甲硝哒唑、非达霉素)治疗的受试者中艰难梭菌症状复发的方法。所述方法包括以下步骤：鉴别感染艰难梭菌并已经投予抗生素的受试者并且向所述受试者投予有效预防与艰难梭菌感染相关的一或多种症状复发的量的包含聚糖治疗剂的药物组合物。在一些实施例中，甚至在用抗生素治疗后活艰难梭菌病原体仍然保留在受试者的胃肠道中(例如在从受试者取得的样品，例如粪便样品中可检测到CFU数)，但艰难梭菌相关的症状显著减少。
在一些实施例中，可以根据本文所提供的方法治疗展示耐万古霉素肠球菌(VRE)定殖和感染的受试者。肠球菌属细菌是肠微生物丛的常见成员。此种类的万古霉素抗性成员(常见是粪肠球菌和屎肠球菌)会引起耐万古霉素肠球菌(VRE)定殖和感染。VRE定殖的受试者可能存在VRE阳性粪便样品、直肠拭子、直肠周拭子或来自另一身体部位的样品。万古霉素抗性可以通过细菌培养或通过检测万古霉素抗性(Van)基因操纵子的基于PCR的分析法来评估。虽然定殖的受试者可能无症状，但此群体出于增加的感染VRE的风险。感染VRE的受试者可能存在腹泻、发热、发冷、泌尿道感染(UTI)、菌血症、心内膜炎、腹内和骨盆感染、呼吸道感染或另一身体部位感染。患者群体包括VRE定殖的受试者、罹患VRE感染的受试者以及由于存在例如住院、长期住在护理机构、长期使用抗生素、免疫抑制、手术、开放性创伤、留置装置(例如静脉内管线或导尿管)或被雇佣为健康护理工作人员等风险因素而处于VRE定殖或感染风险下的受试者。VRE定殖或感染的标准预防量度包括严格遵守良好的卫生操作(例如洗手)以及避免可能的风险因素(例如去除留置装置)。VRE定殖但未罹患VRE感染的受试者通常不进行治疗。VRE感染的标准护理治疗选择方案由于对标准抗生素的抗性而受限，但可以包括抗生素和/或抗生素的组合，例如喹奴普丁(quinupristin)-达福普汀(dalfopristin)、利奈唑胺、达托霉素和泰格环霉素，这些抗生素已经证明对VRE的许多菌株保持活性。治疗还可以包括益生菌或支持性护理。疾病的消退通过感染的清除和上述其它症状的消退来测量。感染或定殖的清除可以通过相关生物样品中不存在VRE阳性测试来证实。预防感染或定殖可以用类似方式定量。
发炎疾病
在一些实施例中，投予聚糖治疗剂减少炎症。在一些实施例中，如果受试者患有或疑似患有包括以下各病的疾病、病症或病状，那么受试者被鉴别为适合治疗：胃肠道发炎疾病，包括发炎性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎(UC)、克罗恩氏病(CD)、特发性小肠发炎、未定型结肠炎、结肠袋炎；肠易激综合征(IBS)、结肠癌和肝癌、坏死性小肠结肠炎(NEC)、肠道炎症、便秘、显微镜下结肠炎、腹泻；移植物抗宿主疾病(GVHD)；(食物)过敏；假膜性结肠炎；消化不良或非溃疡性消化不良；憩室病或憩室炎、缺血性结肠炎；放射性结肠炎或肠炎；胶原性结肠炎；肠胃炎；以及息肉。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有发炎性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎(UC)、克罗恩氏病(CD)、肠道炎症、显微镜下结肠炎或与肠发炎相关的类似疾病、病症或病状。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有特发性小肠发炎、未定型结肠炎、结肠袋炎、假膜性结肠炎、缺血性结肠炎、放射性结肠炎(肠炎胶原性结肠炎或与肠发炎相关的类似疾病、病症或病状。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有肠胃炎、移植物抗宿主疾病(GVHD)(食物)过敏。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有肠易激综合征(IBS)、便秘、腹泻、消化不良、非溃疡性消化不良或与肠道推进改变相关的类似疾病、病症或病状。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有结肠癌、肝癌、坏死性小肠结肠炎(NEC)；憩室病或憩室炎；息肉或与肠结构改变相关的类似疾病、病症或病状。
患有发炎性肠病(IBD)的受试者可能存在腹部痉挛和疼痛、可能出血的腹泻、排便紧急、便秘、恶心、呕吐、发热、体重减轻、食欲不振和/或由于失血而产生缺铁性贫血。IBD症状可能暴发，具有症状性疾病与无症状疾病的交替期。IBD可以通过测试组合来诊断，测试包括粪便检查(消除腹泻的感染原因的可能性、检查粪便中痕量血液以及定量与IBD相关的生物标记物，例如粪便钙卫蛋白)、评估发炎水平的完整血细胞计数、评估包括C反应蛋白(CRP)和核周抗嗜中性粒细胞细胞质抗体(pANCA)在内的生物标记物的血液测试、钡X射线、乙状结肠镜检查、结肠镜检查和内窥镜检查。患者群体包括患有溃疡性结肠炎(UC；限于结肠或大肠)的受试者、患有克罗恩氏病(CD；影响胃肠道的任何区段)的受试者以及具有不同疾病严重程度的(轻度、中度、重度)。IBD的标准护理治疗包括氨基水杨酸盐(例如柳氮磺胺吡啶(sulfasalazine)、美沙拉明(mesalamine)、巴柳氮(balsalazide)、奥沙拉嗪(olsalazine))、皮质类固醇(例如氢化可的松(hydrocortisone)、泼尼松(prednisone)、甲基泼尼龙(methylprednisolone)、泼尼松龙(prednisolone)、布地奈德(budesonide)、地塞米松(dexamethasone))、免疫抑制剂(例如硫唑嘌呤(azathioprine)、6-巯基嘌呤(6-mercaptopurine)、甲氨蝶呤(methotrexate)、环孢灵(cyclosporine))、抗生素(例如甲硝哒唑(metronidazole)、环丙沙星(ciprofloxacin)、利福昔明(rifaximin))、肿瘤坏死因子抑制剂(例如英利昔单抗(infliximab)、阿达木单抗(adalimumab)、聚乙二醇化赛妥珠单抗(certolizumab pegol))、整合素抑制剂(例如那他珠单抗(natalizumab)、维多珠单抗(vedolizumab))和手术。疾病的消退或控制可以通过疾病严重程度的内窥镜或乙状结肠镜检查评估，根据标准评分指标、上述症状的减轻、如通过复杂指数(例如克罗恩氏病活性指数(CDAI))测定的疾病严重程度的下降或如通过IBD调查表(IBD-Q)所测量的健康相关的生活品质的改善来定量。
代谢疾病
在一些实施例中，如果受试者患有或疑似患有包括以下各病的疾病、病症或病状，那么受试者被鉴别为适合治疗：肥胖症、前期糖尿病、II型糖尿病、高血胆固醇、高LDL、高血压、高空腹血糖、高三酸甘油酯水平、低HDL非酒精性脂肪肝病(NAFLD)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)；代谢综合征；高血氨症、缺乏必需营养素、血色沉着病、乳糖不耐受、麸质不耐受；以及肠病性肢端皮炎。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有肥胖症、(抗胰岛素)前期糖尿病、II型糖尿病、高空腹血糖(高血糖症)、代谢综合征或与代谢疾病症状相关的类似疾病、病症或病状。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有高血胆固醇、高LDL、高血压(高血压)、高三酸甘油酯水平、低HDL或类似心血管风险因子。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有非酒精性脂肪肝病(NAFLD)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、高血氨症或肝脏类似疾病、病症或病状。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有乳糖不耐受、麸质不耐受或与食物不耐受相关的类似疾病、病症或病状。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有缺乏必需营养素、血色沉着病、肠病性肢端皮炎或与营养素管理不善相关的类似疾病、病症或病状。
在一个实施例中，提供一种治疗有需要的人类的代谢病症的方法：向人类投予药物聚糖治疗组合物以治疗代谢病症。在一个实施例中，代谢病症选自肥胖症、脂肪过多、胰岛素抗性、糖尿病和脂肪肝综合征。
代谢病症可以包括由以下引起或特征为以下的病症、疾病和病状：异常体重增长；能量使用或消耗；对营养素的反应改变、能源、激素或其它信号传导分子；或碳水化合物、脂质、蛋白质或核酸的代谢改变，或其组合。代谢病症的实例包括胰岛素抗性、胰岛素敏感性、脂肪肝综合征、肥胖症、脂肪过多和糖尿病(例如1型糖尿病、2型糖尿病)。在一种变化形式中，本文所提供的方法治疗肥胖症。本文提供了用于治疗有需要的受试者的肥胖症的方法，所述方法使用药物聚糖治疗组合物，所述药物聚糖治疗组合物以引起受试者中体重减轻和/或体脂减少的方式改变受试者的肠微生物丛。
在一个实施例中，提供了一种减少有需要的受试者的脂肪过多的方法，所述方法向人类投予有效减少脂肪过多的量的药物聚糖治疗组合物。脂肪过多可以使用所属领域中已知的任何适当方法测定，包括例如腰围、腰臀比、皮褶厚度、生物电阻抗、水下称重、空气置换体积描记法或液体比重测定法。
在一个实施例中，提供了一种提高有需要的受试者的葡萄糖代谢的方法，所述方法向所述受试者投予有效提高葡萄糖代谢的量的药物聚糖治疗组合物。葡萄糖代谢可以通过所属领域中已知的任何适当方法来测定，包括例如空腹血糖水平、空腹胰岛素水平、餐后血糖测试、餐后胰岛素测试、口服葡萄糖耐量测试、静脉内葡萄糖耐量测试、糖化血色素水平或随机血糖测试。
在一个实施例中，提供了一种增加人类的胰岛素敏感性的方法，所述方法向所述受试者投予有效增加胰岛素敏感性的量的药物聚糖治疗组合物，其中人类在投予聚糖治疗剂前具有胰岛素敏感性并且在投予聚糖治疗剂后具有胰岛素敏感性，并且投予聚糖治疗剂后的人类的胰岛素敏感性高于投予聚糖治疗剂前的人类的胰岛素敏感性。胰岛素敏感性可以通过所属领域中已知的任何适当方法来测定，包括例如空腹血糖水平、空腹胰岛素水平、餐后血糖测试、餐后胰岛素测试、口服葡萄糖耐量测试、静脉内葡萄糖耐量测试、糖化血色素水平或随机血糖测试。
在一些实施例中，患有2型糖尿病的受试者可以根据本文所提供的方法治疗。患有2型糖尿病的受试者可能存在视觉模糊、周围神经病、排尿增加、口渴增加、疲劳、饥饿增加、体重减轻或酵母、膀胱、肾、皮或其它感染。2型糖尿病通过美国糖尿病协会(AmericanDiabetes Association，ADA)描述的标准来诊断，包括以下：126mg/dL(7mM)或更高的空腹血浆葡萄糖(FPG)，或在75g口服葡萄糖耐量测试(OGTT)期间200mg/dL(11.1mM)或更高的2小时血浆葡萄糖水平，或在具有高血糖症或高血糖危机的经典症状的患者中200mg/dL(11.1mM)或更高的随机血浆葡萄糖，或6.5％或更高的血红蛋白A1c(HbA1c)水平。患者群体包括患有2型糖尿病的成人和儿童、处于发展2型糖尿病风险下的受试者(例如患有前驱糖尿病的受试者或超重受试者)以及患有2型糖尿病以及包括肥胖症、高血压、高血清三酸甘油酯和低高密度脂蛋白(HDL)水平在内的代谢综合征病状的受试者。2型糖尿病的标准护理治疗包括生活方式管理(膳食、运动和行为改善)、α-葡糖苷酶抑制剂、双胍(例如二甲双胍)、磺酰脲、二肽基肽酶IV(DPP-4)抑制剂、升糖素样肽-1(GLP-1)类似物、美格替耐(meglitinide)、选择性钠-葡萄糖转运蛋白-2(SGLT2)抑制剂、噻唑烷二酮、胰岛素和普兰林肽(amylinomimetics)。治疗功效可以通过上文所列的症状的消退或诊断标准(例如FPG减少到健康水平)来评估，或处于发展2型糖尿病风险下的受试者中，通过转变成2型糖尿病病况的速率减慢来评估。
在一些实施例中，展示非酒精性脂肪肝病(NAFLD)和/或非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的受试者可以根据本文所提供的方法治疗。非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的特征在于肝脏中脂肪的异常积聚。NAFLD可以进展到非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，NASH的特征在于肝脏发炎、纤维化和肝硬化。患有NAFLD的受试者可能无症状。患有NAFLD或NASH的受试者可能存在肝脏尺寸增加(在体检期间注意到)、疲劳、体重减轻、全身虚弱和/或腹部右上方疼痛。NAFLD/NASH的诊断包括丙氨酸转氨酶(ALT)或天冬氨酸转氨酶(AST)的血液水平升高、增大的肝脏和特定组织病理学标记物(例如通过肝脏活检、腹部超声波、CT扫描或MRI扫描)。患者群体包括患有NAFLD的受试者、患有NASH的受试者、处于发展NAFLD/NASH风险下的受试者(例如超重或具有高胆固醇水平的受试者)以及患有NAFLD/NASH以及包括肥胖症、高空腹血浆葡萄糖、高血压、高血清三酸甘油酯和低高密度脂蛋白(HDL)水平在内的代谢综合征病状的受试者。NAFLD/NASH的标准护理治疗包括生活方式管理(膳食、运动和行为改善以及避免酒精)。临床试验或研发中的治疗包括类法尼醇x受体(FXR)促效剂(例如奥贝胆酸(obeticholic acid))、武田G蛋白偶合受体5(TGR5)促效剂、脂肪酸-胆汁酸结合物(例如阿拉克(aramchol))、抗氧化剂(例如维生素E)、抗纤维化剂、过氧化物酶体增殖物活化受体(PPAR)-γ促效剂、PPARα/δ促效剂、卡斯蛋白酶抑制剂(例如恩利卡生(Emricasan))和/或半乳糖凝集素-3抑制剂。治疗功效可以通过上文所列的症状的消退或诊断标准(例如ALT减少到健康水平)来评估，或处于发展NAFLD/NASH风险下的受试者中，通过转变成NAFLD/NASH的速率减慢来评估。
在一些实施例中，肥胖受试者可以根据本文所提供的方法治疗。肥胖症是一个突出的健康问题，并且可能对健康具有负面影响。举例来说，肥胖症可能导致预期寿命减少和/或健康问题增加，例如糖尿病、高血压、心脏病、中风、高胆固醇、睡眠呼吸暂停和关节炎。肥胖受试者的身体质量指数(BMI)超过30kg/m2。或者，肥胖受试者可以基于体脂百分比(男性超过25％或女性超过33％)分类。诊断还可以包括空腹脂质水平(胆固醇、三酸甘油酯)、肝功能、葡萄糖水平、胰岛素水平、糖基化血红蛋白(HbA1c)和/或葡萄糖耐量的评估。患者群体包括患有儿童肥胖症、中度肥胖症、病态/严重肥胖症、因遗传原因引起的肥胖症(包括普拉德-威利综合征(Prader-Willi syndrome)、巴迪特-别铎综合征(Bardet-Biedlsyndrome)、柯亨综合征(Cohen syndrome)和MOMO综合征)和肥胖症结合代谢综合征的其它病状(高血压、高空腹血浆葡萄糖、高血清三酸甘油酯和低高密度脂蛋白(HDL)水平)的受试者。肥胖症的标准护理治疗包括生活方式管理(膳食、运动和行为改善)、减肥手术、削弱膳食吸收的药物(例如四氢利普司他汀(tetrahydrolipstatin))、削弱膳食摄入的药物、增加能量消耗的药物和治疗常见并存病的药物(例如2型糖尿病或高血压的药物)。治疗终点包括体重、空腹脂质水平、肝功能、葡萄糖水平、胰岛素水平、HbA1C和/或葡萄糖耐量发生变化。
其它疾病
在一些实施例中，如果受试者患有或疑似患有包括以下各病的疾病、病症或病状，那么受试者被鉴别为适合治疗：自体免疫性关节炎、I型糖尿病、异位性皮炎、自闭症、哮喘、心血管疾病、慢性肾病、多发性硬化症、心脏病、牛皮癣、高血氨症、肝性脑病、恶病质、痛风、药物不耐受(例如针对二甲双胍)、药物的低口服生物利用率、大便失禁、赫希施普龙氏病(Hirschsprung′s disease)、肛门痉挛、绞痛、肠梗阻、痔疮和肠套叠。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有自体免疫性关节炎、I型糖尿病、多发性硬化症、牛皮癣或类似自体免疫疾病、病症或病状。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有哮喘、异位性皮炎或类似环境驱动的过敏症。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有慢性肾病、心脏病、心血管疾病或与器官衰竭相关的类似疾病、病症或病状。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有自闭症、高血氨症、肝性脑病或与神经症状相关的类似疾病、病症或病状。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有恶病质、痛风或类似营养性病症。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有赫希施普龙氏病、肠梗阻、肛门痉挛、肠套叠、大便失禁、痔疮或类似胃肠道病症。
在一些实施例中，患有异位性皮炎(AD)的受试者可以根据本文所提供的方法治疗。患有异位性皮炎(AD)的受试者可能存在皮肤干燥、发痒和/或发炎。AD的诊断和严重程度可以通过使用SCORAD指数(奥兰治(Oranje，A.P.)等人，《解释异位性皮炎评分时的实际问题：SCORAD指数、客观SCORAD和三项严重程度评分(Practical issues oninterpretation of scoring atopic dermatitis：the SCORAD index，objective SCORADand the three-item severity score.)》《英国皮肤病学杂志(British Journal ofDermatology)》157.4(2007)：645-648)或湿疹面积和严重程度指数(EASI)评分(哈尼芬(Hanifin)等人，《湿疹面积和严重程度指数(EASI)：在异位性皮炎中的可靠性的评估(Theeczema area and severity index(EASI)：assessment of reliability in atopicdermatitis)》，《实验皮肤病学(Experimental Dermatology)》，2001，10：11)来测定。AD可能暴发，具有症状性疾病和无症状疾病的交替期。金黄色葡萄球菌与AD共同存在于皮肤部位上，并且在患病的皮肤中或全身中包括IgE和发炎性或Th2细胞因子和趋化因子在内的生物标记物还会升高。患者群体包括患有早发型AD的婴儿、患有小儿AD的儿童、患有迟发型AD的成人、处于AD暴发风险下的孕妇(“妊娠期特应性皮疹”)、具有轻度、中度或重度AD暴发的受试者或处于发展AD风险下的受试者。AD的标准护理治疗包括局部涂敷的保湿剂、局部涂敷的类固醇软膏(例如氢化可的松、漂白浴、抗生素、免疫调节剂(例如他克莫司)、抗组胺剂、基于抗体的疗法(包括阻断IgE、IL-4受体、IL-4和IL-13的抗体)以及其它消炎剂。治疗还可以包括益生菌。疾病的消退或控制可以通过上述标准SCORAD或EASI标准来定量。
在一些实施例中，患有哮喘的受试者可以根据本文所提供的方法治疗。患有哮喘的受试者可能存在喘鸣、咳嗽、呼吸短促和/或胸闷或疼痛。这些症状通常是间歇性的，并且可能由例如运动或暴露过敏原等因素引发。另外，患有哮喘的儿童可能存在复发性支气管炎、细支气管炎或肺炎或持久性咳嗽与感冒的病史。哮喘的诊断通过来肺功能测试，在存在和不存在用支气管扩张剂治疗下进行肺活量测量法来确定。患者群体包括患有哮喘的婴儿；患有儿童哮喘的受试者；成年发作型哮喘；间歇性、轻度持久性、中度持久性或严重持久性哮喘；运动诱发的哮喘；过敏性哮喘；咳嗽变异性哮喘；职业性哮喘；夜间哮喘；以及例如由于特异反应的家族病史而处于发展哮喘风险下的受试者。哮喘的标准护理治疗包括吸入型皮质类固醇(例如布地奈德(budesonide)、氟替卡松(fiuticasone)、倍氯米松(beclomethasone)、糠酸莫米松(mometasone)和环索奈德(ciclesonide))、短效支气管扩张剂(例如沙丁胺醇(albuterol))、长效支气管扩张剂(例如沙美特罗(salmeterol))、白三烯调节剂(例如孟鲁司特())或其它消炎剂、抗胆碱能剂(例如异丙托铵(ipratropium)、噻托铵(tiotropium))、针对过敏性哮喘的抗IgE(例如奥马珠单抗(omalizumab)和/或全身性类固醇(例如泼尼松(prednisone)、泼尼松龙(prednisolone)、甲基泼尼龙(methylprednisolone)、地塞米松(dexamethasone))。治疗还可以包括益生菌。治疗功效可以通过上述症状的频率或严重程度降低、肺功能改善(通过例如最高呼气流速(PEFR)或1秒用力呼气量(FEV1)等测量值来评估)、继续或起始哮喘治疗的需求减少或气道发炎的生物标记物水平(例如血清IgE、呼出氧化氮、痰液或血液嗜酸性细胞数、发炎性细胞因子、Th2细胞因子等改变)来评估。
在一些实施例中，患有慢性肾病(CKD)的受试者可以根据本文所提供的方法治疗。患有CKD的受试者可能存在疲劳、无法集中注意力、食欲差、无法入睡、夜间肌肉痉挛、脚和脚踝肿胀、皮肤皮疹/发痒、恶心、呕吐、口中金属味、呼吸短促和/或排尿增加。包括CKD在内的肾病的诊断通过测试肾小球滤过率(GFR)、尿素和肌酐的血液水平、白蛋白的尿水平、肾活检、超声波和/或CT扫描来进行。患者群体包括患有由糖尿病性肾病引起的CKD的受试者；患有由高血压引起的CKD的受试者；患有多囊性肾病、肾盂肾炎或丝球体肾炎的受试者；患有由长期使用破坏肾的药物而引起的肾损伤的受试者；以及由于存在例如糖尿病、高血压或肾病家族病史等风险因素而处于发展CKD风险下的受试者。CKD否认标准护理治疗包括降低血压、控制血糖和降低血液胆固醇的药物。治疗还可以包括膳食改变和益生菌。治疗功效可以通过上文所列的症状的消退或诊断标准(例如尿白蛋白和血清肌酐降低)、开始透析的需求减少或延长开始透析前的时间、减少尿毒症溶质(例如硫酸对甲酚和硫酸吲哚酚)或其它可能有害的循环因素(例如三甲胺N-氧化物(TMAO))的血液水平或在处于发展CKD风险下的受试者中通过转变成CKD的速率减慢来评估。
在一些实施例中，患有肝性脑病(HE)的受试者可以根据本文所提供的方法治疗。肝性脑病包括多种有害的神经症状，这些症状在肝脏无法从血液去除例如氨等毒性物质时出现。患有HE的受试者可能存在意识模糊、健忘、焦虑或兴奋、人格或行为发生突然改变、睡眠模式改变、迷失方向、呼吸闻到甜味或霉味、说话含糊不清和/或难以控制运动功能。HE的诊断通过测试肝功能、血清氨水平、EEG和其它血液和神经测试来进行。患者群体包括患有轻度HE、严重HE、明显HE的受试者、先前经历过HE的一个或多个事件的受试者以及由于存在例如肝损伤等风险因素而处于HE风险下的患者。HE的标准护理治疗包括乳果糖、乳糖醇和抗生素(例如利福昔明(rifaximin)或新霉素(neomycin))。治疗还可以包括膳食改变和益生菌。治疗功效可以通过上文所列的症状的消退或诊断标准(例如血清氨水平减少)、HE的未来事件的发生率减少或在处于HE风险下的受试者中通过HE的初始事件的发生减少来评估。
药物或治疗诱发的消化异常
本文提供了减少人类受试者中药物或治疗诱发的症状的方法。此类药物或治疗诱发的症状包括任何消化异常。示例性消化异常包括(但不限于)体重增加、便秘、胃灼热、胃不舒服、气体、腹胀、胃胀气、腹泻、腹痛、痉挛、恶心和呕吐。在一些实施例中，消化异常是腹泻。所述方法包括向人类受试者投予有效减少由药物或治疗诱发的一种或多种症状的量的包含聚糖治疗制剂的药物组合物。在一个实施例中，治疗是放射治疗。
在一个实施例中，被鉴别为适合用聚糖治疗剂治疗的受试者患有或疑似患有药物诱发的腹泻、药物诱发的便秘、药物诱发的毒性、药物诱发的不耐受(例如针对二甲双胍、针对化学疗法)、药物诱发的微生物组破坏、药物诱发的微生物群落疾病、药物诱发的胃肠道疾病、药物诱发的肠炎或结肠炎或类似药物诱发的病症或病状。
在一些实施例中，在投予药物(或放射治疗)前、与投予药物(或放射治疗)同时或在投予药物(或放射治疗)后投予包含聚糖治疗制剂的药物组合物，药物(或放射治疗)的投予诱发症状。通常与药物或治疗诱发的症状相关的示例性药物包括(但不限于)癌症药物、抗糖尿病剂、免疫抑制药物、抗微生物药物、化学治疗剂、抗精神病药、质子泵抑制剂以及非类固醇消炎药(NSAID)。投予这些药物一般与在例如治疗方案期间可能发生的菌群失调相关。在一些实施例中，菌群失调引起或放大药物或治疗诱发的症状，例如消化异常。在一些实施例中，聚糖治疗剂的投予调节微生物组，使得药物或治疗诱发的症状减少。在一些实施例中，聚糖治疗剂促进共生菌的生长和/或支持有益的微生物群落的生长，回应于药物治疗，有益的微生物群落受到负面影响或丧失，或其可以与回应于药物治疗而受到负面影响或丧失的共生菌互补。
与可通过投予聚糖治疗剂来减少的消化异常症状相关的药物的特定实例包括(但不限于)环丙沙星、克林达霉素、阿莫西林棒酸盐、头孢克肟、头孢菌素、氟喹诺酮、阿奇霉素、克拉霉素、红霉素、四环素、阿奇霉素、伊立替康(坎普土沙)、5-氟尿嘧啶、甲酰四氢叶酸、奥沙利铂、硼替佐米、伊马替尼、来那度胺、依鲁维卡、伊派利单抗、帕妥珠单抗、卡培他滨、多烯紫杉醇、拉帕替尼、埃罗替尼、卡莫司汀、依托泊苷、阿糖胞嘧啶、美法仑、阿糖胞苷、道诺霉素、安吖啶、米托蒽醌、奥氮平、雷尼替丁、法莫替丁、西咪替丁、奥美拉唑、硫糖铝、埃索美拉唑、萘普生、双氯芬酸、吲哚美辛、布洛芬、酮基布洛芬、吡罗昔康、塞内昔布、尼美舒利、阿司匹林、二甲双胍、帕罗西汀、丙戊酸或氯氮平。
在一些实施例中，消化异常与用化学治疗剂治疗受试者相关。在一个实施例中，消化异常是腹泻。在特定实施例中，化学治疗剂是伊立替康、5-氟尿嘧啶、甲酰四氢叶酸或其组合。在特定实施例中，化学治疗剂是奥沙利铂、甲酰四氢叶酸、5-氟尿嘧啶或其组合。在特定实施例中，化学治疗剂是硼替佐米、伊马替尼、来那度胺、依鲁维卡、伊派利单抗、帕妥珠单抗、卡培他滨、多烯紫杉醇、拉帕替尼、埃罗替尼或其组合。在一些实施例中，化学治疗剂是卡莫司汀、依托泊苷、阿糖胞嘧啶、美法仑或其组合。在特定实施例中，化学治疗剂是阿糖胞苷、道诺霉素、依托泊苷或其组合。在特定实施例中，化学治疗剂是安吖啶、阿糖胞苷、依托泊苷或其组合。在特定实施例中，化学治疗剂是米托蒽醌、阿糖胞苷或其组合。
在一些实施例中，消化异常与用抗生素治疗受试者相关。在一个实施例中，消化异常是腹泻。在特定实施例中，抗生素是环丙沙星、克林达霉素、阿莫西林-棒酸盐、头孢克肟、头孢菌素、氟喹诺酮、阿奇霉素、克拉霉素、红霉素、四环素或阿奇霉素。
在一些实施例中，消化异常与用抗精神病药物治疗受试者相关。在一个实施例中，消化异常是体重增长。在一个实施例中，药物是奥氮平。
在一些实施例中，消化异常与用质子泵抑制剂药物治疗受试者相关。在一个实施例中，消化异常是腹泻。在特定实施例中，药物是雷尼替丁、法莫替丁、西咪替丁、奥美拉唑、硫糖铝或埃索美拉唑。
在一些实施例中，消化异常与用非类固醇消炎药(NSAID)治疗受试者相关。在一个实施例中，消化异常是腹泻。在特定实施例中，药物是萘普生、双氯芬酸、吲哚美辛、布洛芬、酮基布洛芬、吡罗昔康、塞内昔布、尼美舒利或阿司匹林。
在一些实施例中，消化异常与用二甲双胍、帕罗西汀、丙戊酸或氯氮平治疗受试者相关。
在一个实施例中，减少一种或多种症状增加受试者对治疗方案的顺应性。在一个实施例中，减少一种或多种症状使得医师能够规定更高剂量的药物投予。在此类实施例中，潜在疾病的治疗更有效(例如增加症状减少、实现无疾病或症状的状态的时间更短或无疾病或症状的状态的维持更长等)。
其它实施例
在一些实施例中，受试者在治疗后经历胃肠道疾病、病症或病状的至少一种症状的减少。在一些实施例中，在治疗后症状严重程度的下降可以测定(例如通过测量已知的生物标记物)并且下降大约3％、5％、7％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％或约100％。在一些实施例中，当与投予药物聚糖治疗组合物前的症状相比时，如本文所述测量的症状减少约10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％或约100％的平均值。在一些实施例中，症状严重程度下降持续治疗后至少约一天、两天、三天、四天、五天、一周、两周、三周、一个月、3个月、6个月、9个月、一年、两年、五年、十年或下降是永久性的。
在一个实施例中，在终止治疗后受试者中胃肠道疾病、病症或病状的症状保持部分、基本上或彻底消除或严重程度下降至少约1天、1周、1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、9个月、一年、18个月、两年、三年、四年、五年、十年或超过十年。在另一实施例中，在终止治疗后受试者中胃肠道疾病、病症或病状的症状永久消除或严重程度下降。
在一些实施例中，投予药物聚糖治疗组合物例如通过调节(例如增加或减少)小生境中微生物群落的一种或多种成员(例如存在的共生菌和/或获得性病原体或病生菌)的生长或丰度，改善了宿主的总体健康和/或例如胃肠道等特定小生境的健康。
来自肠的研究已经鉴别出能够证实益生元的健康作用的生物标记物，其还可以用于表征本文所述的药物聚糖治疗组合物对胃肠微生物丛和环境的健康作用和治疗功效。这些标记物包括：i)胃肠道微生物丛和胃环境的总体代谢改变，例如产生有机酸；ii)评估发炎和免疫球蛋白，调节免疫系统；iii)增加结肠中例如钙、锌或镁等矿物质的吸收；iv)调节脂质代谢、降低胆固醇；v)诱发宿主稳态的其它重要过程(参见普尔-佐贝尔(Pool-ZobelBL)的评述.《菊糖型果聚糖和结肠癌风险的下降：实验和人类数据的评述(Inulin-typefructans and reduction in colon cancer risk：review of experimental and humandata)》.2005.《英国营养杂志(British Journal of Nutrition)》93增刊1：S73-90；以及良(Liong MT).《益生菌和益生元在结肠癌预防中的作用：假定机制和体内证据(Roles ofProbiotics and Prebiotics in Colon Cancer Prevention：Postulated Mechanismsand In-vivo Evidence)》.2008.《国际分子科学杂志(International Journal ofMolecular Sciences)》9(5)：854-63)。
药物聚糖治疗组合物在以有效量投予受试者时可调节一个或多个宿主通路。聚糖治疗剂的治疗可能引起可以通过所属领域中已知的方法测定的一个或多个生物标记物的增加或减少。研究者容易确定在治疗期间的哪个点或哪些点应该测量生物标记物，例如在治疗前、在治疗期间的各种时间间隔和/或治疗后。任何合适样品，例如胃肠道特异性样品，例如组织样品或活检、拭子、胃肠道分泌物(例如粪便/粪便样品)等可以从受试者获取并可以分析样品。在一些实施例中，可以检测到生物标记物大量增加或减少。
在一些实施例中，聚糖治疗剂被肠微生物丛(例如梭菌纲)消化，从而例如释放例如丁酸酯、乙酸酯和丙酸酯等可以在免疫调节能力(例如消炎)中起作用的短链脂肪酸和可以赋予宿主有益健康作用的其它代谢物(例如胆酸和乳酸盐)。
为评估所投药物聚糖治疗组合物对肠中SCFA产生的作用，可以收集粪便样品。可以定量SCFA水平、尤其乙酸酯、丙酸酯和丁酸酯。SCFA、肌酸和羟基-SCFA可以通过将粪便样品碱化、使用例如1D 1H NMR光谱仪获得样品的代谢组成的指纹并用监督多元统计方法分析来定量。菊糖可以充当阳性对照。
在一些实施例中，来自受试者样品的患者样品或微生物培养基的微生物代谢物型态用于鉴别发展胃肠道感染和/或发炎性疾病、病症或病状的风险因素。出于诊断、预后风险评估或治疗评估的目的的示例性代谢物包括表2中列出的代谢物。在一些实施例中，在受试者的疾病和治疗期间的不同时间点取得微生物代谢物型态以更好地评估受试者的疾病病况，包括恢复或复发事件。此类监测对于降低受试者发展新胃肠道疾病、病症或病状的风险来说也是重要的。在一些实施例中，从代谢物型态获悉随后治疗。
此外，如果治疗医师或其它保健提供者确定有用，那么本文所述的药物聚糖治疗组合物可以与各种其它护理标准疗法组合投予。在一些实施例中，投予聚糖治疗剂和标准护理疗法药剂的组合具有累加或协同治疗作用。药物聚糖治疗组合物可以在用护理标准疗法治疗前、与用护理标准疗法治疗同时或在护理标准疗法治疗后投予。在一些情况下，所述疗法破坏胃肠道正常微生物丛的组成和健康(例如使用抗菌剂、抗病毒剂或抗真菌剂)，此可能导致有害细菌或病原体不合需要地增殖，可能引起本文所述的一种或多种症状。在一些实施例中，投予本文所述的药物聚糖治疗组合物可用于缓解那些症状并改善胃肠道微生物群落的组成。
聚糖治疗剂的投予
对于本文所述的方法中使用的任何药物聚糖治疗组合物，最初可以从所属领域的技术人员已知的实验动物模型估计治疗有效剂量。可以使用这类信息更准确地确定人类适用的剂量。初始剂量也可以从体外或体内数据估计。初始剂量也可以通过在模拟分析法中比较本文所述的方法中使用的化合物的效力与已知化合物的效力来配制。举例来说，初始剂量可以通过在模拟分析法中比较聚糖治疗制剂的效力与展示治疗本发明病状的功效的其它化合物的效力来配制。在此方法中，初始剂量可以通过将在模拟分析法中获得的本文所述的方法中使用的聚糖治疗制剂与对照化合物的有效浓度的比率乘以对照化合物的有效剂量来获得。举例来说，如果可用于本发明方法的制剂在模拟分析法中效力是已知化合物的两倍(例如在同一分析中聚糖治疗制剂的有效浓度(EC50)等于已知化合物的EC50的一半)，那么聚糖治疗剂制剂的初始有效剂量将是已知化合物的已知剂量的一半。使用这些初始准则，普通技术人员可以确定例如人类等受试者中的有效剂量。可以个别调整剂量和时间间隔以提供足够维持治疗效果的聚糖治疗制剂水平。所属领域的技术人员将能够在不进行过度实验下最佳化治疗有效局部剂量。
取决于待治疗的病症和受试者以及投药途径，可以在变化的剂量下投予组合物。在一个实施例中，使用最小有效量或剂量的聚糖治疗剂。在一些实施例中，聚糖治疗剂以约0.01mg/kg到约10,000mg/kg、约0.1mg/kg到约1,000mg/kg、约1mg/kg到约100mg/kg、0.05mg/kg到约5,000mg/kg、约0.5mg/kg到约5,000mg/kg、约5mg/kg到约500mg/kg的剂量投予。此剂量可以呈毫克/公斤/天给出并且可以呈初始剂量投予，或可以随时间推移(例如天或周)增加或减少以达到最终剂量。
在一些实施例中，聚糖治疗剂以每一受试者每天约1mg到每天约100克、每天约10mg到每天约10克、每天约100mg到每天约10克、每天约1mg到每天约10克、每天约2mg到每天约20克、每天约5mg到每天约50克的总日剂量投予。
在一些实施例中，通过向受试者投予递增、递减或恒定量(或剂量)的药物聚糖治疗组合物一段时间(例如治疗期)，减少或消除展示症状的受试者中胃肠道疾病、病症或病状的症状。
在一个实施例中，组合物含有包含每剂和细菌菌株1×107到1×1013CFU或每剂和细菌菌株1×109到1×1011CFU的量的有益、共生和/或益生菌细菌菌株。
在一些实施例中，药物组合物一天投予一次、两次或三次。在一些实施例中，药物组合物一天投予两次。在一些实施例中，药物组合物每天投予，历时预定天数(治疗期)。在一些实施例中，治疗期是1天、2天、3天、4天、5天、6天、7天、8天、9天、10天、11天、12天、13天、14天、21天、28天、35天、42天、49天、56天、63天、70天、100天、200天、300天或365天。在一些实施例中，治疗期是1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、7个月、8个月、9个月、10个月、11个月或12个月。在一些实施例中，治疗期是1年、2年、3年、4年、5年、6年、7年、8年、9年、10年、11年、12年或终身。
在一个实施例中，胃肠道疾病、病症或病状的治疗期的总持续时间可以是约一天到10年、一天到1年、1天到6个月、1天到3个月、1天到1个月、一天到一周、一天到五天、一天到10天、一周到约12周或约四周到约十周或约四周到约八周或约六周。受试者可以进行合适数目的治疗期，例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或超过10个治疗期。在治疗期期间，受试者服用本文所述的药物聚糖治疗组合物，任选连同摄入含有益生元和/或益生菌的食品产品一起。在一个实施例中，药物聚糖治疗组合物也可以与如本文所描述的另一物质(例如益生菌或共生有益细菌、益生元物质或治疗剂)组合投予。
在一些实施例中，药物聚糖治疗组合物还可以与破坏正常胃肠道微生物丛生长的抗生素组合。抗生素治疗的持续时间通常是1-14天或2-10天或5-7天。在一些实施例中，聚糖治疗剂紧接在一个或多个抗生素治疗结束之后投予有需要的受试者(例如抗生素治疗结束后1小时、6小时、12小时、24小时、36小时、48小时、3天、4天、5天、6天、7天、2周、3周或4周)。在抗生素治疗过程期间，药物聚糖治疗组合物可以在抗生素治疗开始时提供；在抗生素治疗后不久，例如治疗后1天、2天、3天、4天、5天、6天、7天或更多天提供；或可以在诊断出不合需要的病原体生长时投予。
在一些实施例中，药物聚糖治疗组合物还可以与引起菌群失调的药物组合，所述药物例如破坏正常胃肠道微生物丛生长的药物，例如化学治疗药物、抗糖尿病药、免疫抑制药物、抗微生物药、抗精神病药、质子泵抑制剂药物或非类固醇消炎药(NSAID)。在一些实施例中，药物聚糖治疗组合物减少人类受试者中药物或治疗诱发的症状。症状包括消化异常，比如(例如)体重增长、便秘、胃灼热、胃不舒服、气体、腹胀、胃胀气、腹泻、腹痛、痉挛、恶心和呕吐。在一些实施例中，聚糖治疗剂紧接在一个或多个药物治疗结束之后投予有需要的受试者(例如抗生素治疗结束后1小时、6小时、12小时、24小时、36小时、48小时、3天、4天、5天、6天、7天、2周、3周或4周)。在药物治疗过程期间，药物聚糖治疗组合物可以在药物治疗开始前(例如开始前1天、2天、3天、4天、5天、6天、7天)提供；在药物治疗开始日提供；或在抗生素治疗后不久，例如治疗后1天、2天、3天、4天、5天、6天、7天或更多天提供，并且可以任选地仅仅在最初(例如短期)提供或在整个药物治疗持续时间内提供，并且甚至可以在药物治疗期结束后继续所需时期(例如此后1-7天、1-14天或1-21天)。在一些实施例中，当发生和/或诊断一次或多次不利影响(例如消化异常或病原体生长)时，结合药物治疗开始或继续投予药物聚糖治疗组合物。在一些实施例中，引起菌群失调的治疗不是药物，而是放射治疗或手术，并且药物聚糖治疗组合物也可以如本文所描述来投予。
在一些实施例中，治疗期的总数和持续时间基于受试者对治疗的反应。举例来说，在用药物聚糖治疗组合物治疗1天、2天、3天、4天、5天、6天、7天、8天、9天、10天、11天、12天、13天或14天后，个体可能经历症状减少。在另一实例中，在用药物聚糖治疗组合物治疗1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、7个月、8个月、9个月、10个月、11个月、12个月后，个体可能经历症状减少。因此，治疗的持续时间由个别受试者对药物聚糖治疗组合物的反应和一或多种症状开始减轻来决定。因此，受试者在既定剂量的药物聚糖治疗组合物下可能经历症状，并且可能需要受试者停留在此剂量下或更低剂量下，直到症状消退。因此，在一个实施例中，治疗持续时间从一开始不确定，但持续到每天达到药物聚糖治疗组合物的最大剂量，或实现症状减少的所希望水平。在一个实施例中，治疗是连续的。
在一个实施例中，可以在治疗方案期间针对第一治疗期给与受试者一种剂量，并在第二治疗期期间，给与第二剂量。举例来说，受试者可以投予一种剂量的药物聚糖治疗组合物达一周时间，并在随后一周时间投予第二剂量。
受试者可以自投药物聚糖治疗组合物并且聚糖治疗组合物由医疗专家、例如医师或其它合格医疗专家供应或推荐(或规定)，并且任选地测试结果(例如针对来自从受试者取得的样品的生物标记物获得)和/或健康改变和治疗终点由医疗专家来监测。在一些实施例中，药物聚糖治疗组合物通过医疗专家来投予。
在一个实施例中，有需要的受试者可以用药物聚糖治疗组合物进行重复治疗过程。当症状重现或增加到不希望的水平时可以重复治疗过程。或者，治疗过程可以按常规或预定时间间隔重复。因此，可以在约一个月、两个月、三个月、四个月、六个月、八个月、十个月、一年、18个月、两年、三年、四年、五年或超过五年后重复治疗或其任何组合(例如可以在一年后重复治疗，接着此后每两年到五年重复治疗)。可以重复与第一次治疗中所用相同形式的治疗(例如持续时间、剂量、给药时间安排、额外物质等)或其可以改变。举例来说，治疗持续时间可以缩短或延长，剂量可以增加或减少。任选地，用聚糖治疗剂治疗可以与除聚糖治疗剂外的不同数目或组成的药剂组合，所述药剂例如含有更多或更少的其它物质或更少或更多的物质(比如(例如)益生元物质、益生菌或治疗剂)。
额外物质可以结合药物聚糖治疗组合物给与。这些物质可以通过例如促进胃肠道中缓解胃肠道疾病、病症或病状的症状的细菌的生长、增加小生境中或肠中益生菌或有益共生菌的粘附来增强聚糖治疗剂剂量的作用。这些物质可以在用聚糖治疗剂治疗前、在用聚糖治疗剂治疗期间、在用聚糖治疗剂治疗后给与或其任何组合。如果在聚糖治疗剂治疗期间投予，那么其可以与给与的聚糖治疗剂的剂量一起投予，或在聚糖治疗剂的剂量前或在聚糖治疗剂的剂量后投予，或其任何组合。在一个实施例中，结合药物聚糖治疗组合物使用的物质包括益生菌微生物、益生元、治疗剂或缓冲剂/载剂/赋形剂。一或多种这些物质可以与药物聚糖治疗组合物在治疗前、治疗期间、治疗后的任何合适时间组合使用或其某一组合。
定义
如本文所用，微生物分类群的“丰度”是一个相对术语，并且是指在界定的微生物小生境，例如胃肠道中或在整个宿主生物体(例如人类或疾病的实验动物模型)中群落中一种微生物分类群相对于其它分类群存在。
“获取(Acquire/acquiring)”在此术语在本文中使用时是指通过“直接获取”或“间接获取”值或物理实体而拥有值(例如数值)或图像或物理实体(例如样品)。“直接获取”意谓进行一种方法(例如进行合成或分析方法或方案)以获得值或物理实体。“间接获取”是指接受来自另一方或来源(例如，直接获取物理实体或值的第三方实验室)的值或物理实体。直接获取值或物理实体包括进行包括物理物质的物理变化或使用机器或装置的方法。直接获取值的实例包括从人类受试者获得样品。直接获取值包括进行使用机械或装置，例如NMR光谱仪获得NMR谱的方法。
宿主生物体的“定殖”包括细菌或其它微生物的非暂时性驻留。如本文所用，通过病原性细菌分类群“减少”例如胃肠道中宿主受试者的微生物丛的“定殖”包括减少病原性细菌分类群在小生境中的驻留时间，以及减少小生境中或粘附到小生境表面的病原性细菌分类群的数目、浓度或丰度。测量粘附的病原体细菌分类群的减少可以例如通过活检样品证实，或者减少可以例如通过测量宿主胃肠道中的病原体负荷来间接测量。
如本文例如提及聚糖治疗剂中的物种时所用，“不同”意图表示其在化学上和/或结构上不同于另一物种。举例来说，如果两种糖是化学上不同的，例如岩藻糖和木糖，或是结构上不同的，例如环状对比非环状、L-形式对比D-形式，那么其是“不同”的。如果两种二聚体由相同两个单体组成，但一对含有α-1，4键而另一对含有β-1，6键，那么其是不同的。不同实体可以具有通过所属领域中已知和/或本文所述的方法可以检测到的任何其它合适的明显特征或性质。
如本文所用，“微生物群落的多样性”或“微生物多样性”是指既定小生境的微生物丛中或宿主受试者内存在的多样性。其可以涉及宿主或小生境内不同微生物分类群的数目和/或丰富度。可以如本文所描述，例如使用香农多样性指数(香农熵)、α-β多样性、观测到的OTU的总数或Chao1指数表示多样性。在一些实施例中，本文所述的聚糖治疗剂调节(例如增加降低)微生物群落内的多样性，多样性可以使用香农熵作为量度来表示。举例来说，细菌分类群的丰度越不等，香农公式中π值的加权几何平均数越大，对应的香农熵越小。如果几乎所有丰度都浓缩成一个分类群并且其它分类群非常稀少(即使存在许多分类群)，那么香农熵接近零。当仅仅存在一个分类群时，香农熵完全等于零。
如本文所用，“给药方案(dosage regimen/dosing regimen)”或“治疗方案”是实现治疗目标的药物投予模态。给药方案包括以下一个、两个、三个或四个的界定：投药途径、单位剂量、给药频率和治疗时长。
“胃肠道微生物丛的菌群失调”是指例如胃肠道内微生物丛的不平衡状态，其中正常多样性、第一细菌分类群与第二细菌分类群的比例和/或生态网络的功能遭到破坏或干扰。此不希望(例如不健康)的状态可能由多种因素引起，包括(但不限于)微生物丛(例如细菌分类群)的多样性降低或增加、一种或多种病原体或病生菌的过度生长或转变成不再向宿主受试者提供基本功能并且在一个实施例中因此不再促健康或与受试者中不希望的症状相关的生态微生物群落。
“生态小生境”或简称「小生境」是指生物体或生物体群占据的生态空间(例如胃肠道或胃肠道的一个或多个细类，比如(例如)胃、大肠或小肠、直肠等)。在一些实施例中，小生境尤其是指微生物占据的空间。小生境可以描述生物体或生物体群体对资源分布、物理参数(例如宿主组织空间)和竞争者(例如当资源丰富时生长和当捕食者、寄生虫和病原体稀少时)如何反应，以及其如何反过来改变以上那些因素(例如限制其它生物体获取资源、充当捕食者的食品源和捕获物的消费者)。
术语药物组合物或药剂的“有效量”和“治疗有效量”意指组合物或药剂足够提供所需作用的量。在一些实施例中，医师或其它医疗专家决定适当量和给药方案。有效量还指药物组合物或药剂预防医学病状发展或复发的量。
如本文所用，“聚糖治疗制剂”(又称“聚糖治疗剂制剂”、“聚糖制剂”或“聚糖治疗剂”)是展现治疗效果的包含聚糖(有时称为聚糖物种)的制剂。聚糖治疗剂包含多种单体、二聚、寡聚和/或聚合物聚糖物种(例如寡糖和/或多糖，有时称为“寡糖”)的合成混合物，其中寡聚和/或聚合物聚糖物种包含通过糖苷键连接的聚糖单元。聚糖治疗剂可以配制成药物组合物或医疗食品供人类使用。聚糖治疗剂可以配制成任何合适剂型，包括试剂盒。在一些实施例中，聚糖治疗剂制剂不含一种或多种天然存在的寡糖或多糖，包括：葡萄糖寡糖、甘露寡糖、菊糖、剪秋罗糖、麦芽四糖、黑曲霉四糖、耐斯糖、赛斯糖(sesemose)、水苏糖、异麦芽三糖、黑曲霉三糖、麦芽三糖、松三糖、麦芽三碳糖、棉籽糖、蔗果三糖、果寡糖、2′-岩藻基乳糖、半乳寡糖、糖基、依达肝素、异麦芽寡糖、麦芽糊精、木寡糖、琼脂、琼脂糖、褐藻酸、多糖酸、α-葡聚糖、支链淀粉、直链淀粉、阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、胼胝质、卡苏兰(capsulan)、角叉菜胶、纤维糊精、动物纤维素、纤维素、几丁质、几丁质纳米纤维、几丁质-葡聚糖复合物、壳聚糖、金藻昆布多糖、卡德兰、环糊精、α-环糊精、聚葡萄糖、糊精、二醛淀粉、菲科尔、果聚糖、褐藻糖胶、半乳葡甘露聚糖、半乳甘露聚糖、半乳糖胺半乳糖、结冷胶、葡聚糖、葡甘聚糖、葡糖醛酸木聚糖、糖萼、肝糖、半纤维素、羟丙甲纤维素、艾考糊精、开菲尔多糖、昆布糖、香菇多糖、果聚糖多糖、地衣多糖、甘露聚糖、胶浆、天然胶、副淀粉、果胶酸、果胶、喷他淀粉、植物性糖原、皮鲁兰(pleuran)、降解卡拉胶、聚葡萄糖、紫菜聚糖、普鲁兰、裂殖菌多糖、琼脂糖凝胶、左旋糖、西佐糖、舒更葡糖、威兰胶、黄原胶、木聚糖、木葡聚糖、酵母聚糖等等。在一些实施例中，聚糖呈盐，例如药物学上可接受的盐形式存在。
如本文所用，“聚糖单元”(有时称为“食用糖”)是指本文中所公开的聚糖物种的个别单元，例如制备聚糖物种的建构嵌段。在一个实施例中，聚糖单元是单体。在一个实施例中，聚糖单元是二聚体。在一个实施例中，聚糖单元是单糖。在一个实施例中，聚糖单元是双糖。在一些实施例中，聚糖单元是碳水化合物并且可以选自糖醇、短链脂肪酸、糖酸、亚氨基糖、脱氧糖和氨基糖。在一些实施例中，聚糖单元是赤藓糖、苏糖、赤藓酮糖、阿拉伯糖、来苏糖、核糖、木糖、核酮糖、木酮糖、阿洛糖、阿卓糖、半乳糖、葡萄糖、古洛糖、艾杜糖、甘露糖、塔罗糖、果糖、阿洛酮糖、山梨糖、塔格糖、岩藻糖、墨角藻糖、鼠李糖、甘露庚酮糖、景天庚醛糖等等。在一些实施例中，聚糖单元是葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖或鼠李糖。在实施例中，聚糖包含不同聚糖单元，例如第一与第二单糖或第一与第二双糖或单糖与双糖。在实施例中，聚糖包含不同聚糖单元，例如第一、第二、第三、第四和/或第五不同聚糖单元。
如本文所用，“分离”或“纯化”的聚糖治疗制剂(有时也称为“精制”)基本上是纯的并且不含污染物，例如病原体或其它不希望的生物材料，或毒性或其它不希望的有机或无机化合物。在一些实施例中，纯或分离的化合物、组合物或制剂可以含有痕量溶剂和/或盐(例如以w/w、w/v、v/v或摩尔％计少于10％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、少于0.5％或0.1％)。纯化的化合物是或制剂含有(以w/w、w/v、v/v或摩尔％计)至少约60％(以w/w、w/v、v/v或摩尔％计)至少约75％、至少约90％、至少约95％、至少约97％、至少约98％或至少约99％相关化合物。举例来说，纯化(基本上纯)或分离的聚糖治疗剂制剂是具有以w/w、w/v、v/v或摩尔％计至少80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、98％、99％、99.5％、99.8％、99.9％或100％聚糖治疗剂(即不包括聚糖治疗制剂可以溶解的任何溶剂，例如水)并且例如在制造、提取/纯化和/或加工期间与伴随其的组分分离(例如使得聚糖治疗剂基本上不含不希望的化合物)的制剂。纯度可以通过任何适当标准方法，例如通过柱色谱法(例如尺寸排阻色谱法(SEC))、薄层色谱法(TLC)、气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)或核磁共振(NMR)光谱分析来测量。纯化或纯度也可以界定安全投予人类受试者的无菌程度，例如缺乏活的感染或毒性剂。
如本文所用，“微生物组”是指在受试者(例如人类受试者)中和受试者上持续与暂时生存的微生物群落的遗传内容，包括真核生物、古细菌、细菌和病毒(包括细菌病毒(例如噬菌体))，其中“遗传内容”包括基因组DNA、RNA(例如核糖体RNA和信使RNA)、表观基因组、质粒和所有其它类型的遗传信息。在一些实施例中，微生物群落尤其是指小生境中微生物群落的遗传内容。
如本文所用，“微生物丛”指的是在受试者((例如人类受试者)中和受试者上出现(持续或暂时)的微生物群落，包括真核生物、古细菌、细菌和病毒(包括细菌病毒，即噬菌体)。在一些实施例中，微生物丛尤其是指小生境中的微生物群落。
如本文所用，“病生菌”或“(机会性)病原体”是指只在受试者中存在某些遗传和/或环境条件时能够引起疾病的共栖生物体。
如本文所使用，术语“病原性”(例如“病原菌”)是指能够引起疾病的物质、微生物或条件。在某些背景下，病原体也包括与疾病或病状相关但尚未建立或有待建立(直接)因果关系的微生物(例如细菌)。如本文所用，术语“病原体”是指病毒、寄生虫和细菌或可以引起例如人类等受试者中感染的其它病原体。
如本文所用，“药物组合物”或“药物制剂”是具有药理学活性或缓解、治疗或预防疾病的其它直接作用的组合物或制剂，和/或其成品剂型或配制物，并用于人类使用。药物组合物或药物制剂通常在良好制造规范(GMP)条件下生产。药物组合物或制剂可以无菌或非无菌。如果非无菌，那么此类药物组合物或制剂通常满足如美国药典(U.S.Pharmacopeia，USP)或欧洲药典(European Pharmacopoeia，EP))中所述的关于非无菌医药产品的微生物学规范和标准。药物组合物可以进一步包含例如其它治疗剂等额外活性剂或可以与例如其它治疗剂等额外活性剂共同投予。药物组合物也可以包含例如其它治疗剂、多酚、益生元物质、益生菌、药学上可接受的赋形剂、溶剂、载剂或其任何组合。“药物聚糖治疗组合物”(或简称“聚糖治疗组合物”)是包含聚糖治疗剂制剂和任选的额外药剂、成分、赋形剂或载剂的如本文所描述的药物组合物。本文所述的任何聚糖治疗剂可以配制成药物组合物。
如本文所用，术语“表型”是指个别实体的一组可观测的特征。举例来说，受试者可以具有“健康”或“患病”表型。表型描述一种实体的状态，并且一种表型内的所有实体共享一组描述此表型的相同特征。个体的表型部分或完全由实体基因组和/或微生物组与环境的相互作用产生。
如本文所用，术语“受试者”(在一些情况下“患者”)是指任何人类受试者。此术语并不指代特定年龄或性别。受试者可以包括孕妇。受试者可以包括新生儿(早产新生儿、足月新生儿)、至多一岁的婴儿、幼儿(例如1岁到12岁)、青少年(例如13-19岁)、成人(例如20-64岁)和老年人(65岁和更大年龄)。受试者不包括农业动物，例如耕畜或家畜，例如牛、马、绵羊、猪、鸡等。
如本文所用，“显著降低”(例如关于生物标记物或代谢物)是降低5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、97％、98％、99％、99.9％或100％。
如本文所用，“显著增加”(例如关于生物标记物或代谢物)是增加10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、150％、200％、250％、300％、350％、400％、450％、500％、550％、600％、650％、700％、750％、800％、850％、900％、950％、1000％或大于1000％。
如本文所用，“合成”是指非天然存在的人造化合物或制剂，例如聚糖治疗制剂。在一个实施例中，本文所述的聚合物催化剂用于在合适的反应条件下例如通过从加入反应中的个别聚糖单元产生寡聚物和聚合物的聚合反应来合成聚糖制剂。在一些实施例中，聚合物催化剂充当水解剂并且可以使糖苷键断裂。在其它实施例中，聚合物催化剂可以形成糖苷键。合成聚糖治疗制剂还可以包括未从天然寡糖或多糖来源中分离的聚糖治疗剂。应了解，虽然聚糖治疗制剂未从天然寡糖或多糖来源中分离，但构成聚糖治疗剂的聚糖单元可以并通常从包括本文中列出的那些来源在内的天然寡糖或多糖来源中分离，或重新合成。
如本文所用，术语“治疗(treating/treatment)”是指药剂或组合物投予受试者(例如罹患有害病状、病症或疾病的有症状的受试者)以降低症状的严重程度和/或频率，消除症状和/或其潜在原因，和/或促进损伤的改善或修复，和/或预防易患特定有害病状、病症或疾病或疑似发展病状、病症或疾病或处于发展病状、病症或疾病风险下的无症状的受试者中的有害病状、病症或疾病。
实例
进一步通过以下实例说明本发明。这些实例只是出于说明的目的提供，并且不应解释为以任何方式限制本发明的范围或内容。除非另外规定，否则本发明的操作将使用所属领域技术内的蛋白质化学、生物化学、重组DNA技术和药理学等常规方法。在文献中全面解释了这些技术。参见例如克赖顿(T.E.Creighton)，《蛋白质：结构和分子特性(Proteins：Structures and Molecular Properties)》(W.H.Freeman and Company，1993)；格林(Green)与萨布鲁克(Sambrook)等人，《分子克隆实验指南(Molecular Cloning：ALaboratory Manual)》，第4版(Cold Spring Harbor Laboratory Press，2012)；克乐维克(Colowick)与卡普兰(Kaplan)，《酶学方法(Methods In Enzymology)》(Academic Press)；《雷明顿：医药科学和实践(Remington：The Science and Practice of Pharmacy)》，第22版(Pharmaceutical Press，2012)；桑德伯格(Sundberg)与凯里(Carey)，《高等有机化学：A部分和B部分(Advanced Organic Chemistry：Parts A and B)》，第5版(Springer，2007)。
实例1.聚糖治疗剂的制备
向装备有顶置式搅拌器和夹套短程冷凝器的圆底烧瓶加入一种或多种单糖或双糖以及以干重计3％-20％一种或多种美国专利第8,466,242号和WO 2014/031956(其以全文引用的方式并入本文中)中所述的催化剂。水或另一相容性溶剂(1.54当量)加入干混合物并且使用大小与所选圆底烧瓶的轮廓尽可能紧密匹配的桨以约100rpm将浆液组合。随后将混合物加热到80-155℃。一旦固体达到熔融状态，就将容器放在10-1000毫巴真空压力下。反应搅拌30分钟到8小时，从反应连续去除水。通过HPLC来监测反应进展。当发生足够低聚时，关闭搅拌器，反应冷却到室温并排气到大气压，并且固体块溶解于足够产生约50白利度(每100g溶液的糖克数)的溶液的体积的水中。一旦完全溶解，那么通过过滤来去除固体催化剂并且通过旋转蒸发将寡聚物溶液浓缩到约50-75白利度。在已经使用有机溶剂的情况下，可以通过双相萃取来去除水不可混溶的溶剂，并可以通过与浓缩步骤同时进行旋转蒸发来去除水可混溶的溶剂。
尤其以下25种聚糖以多批制得并用本文所述的各种分析法测试：
单个聚糖单元(同聚糖)：xyl100、rha100、ara100、gal100、glu100和man100。
两个聚糖单元(杂聚糖)：ara50gal50、xyl75gal25、ara80xyl20、ara60xyl40、ara50xyl50、glu80man20、glu60man40、man60glu40、man80glu20、gal75xyl25、glu50gal50、man62glu38及杂聚糖glu90sor10和glu90gly10。
三个聚糖单元(杂聚糖)：xyl75glu12gal12、xyl33glu33gal33、glu33gal33fuc33、man52glu29gall9和glu33gal33neu33。
实例2.聚糖治疗剂的纯化
如实例1中合成的寡糖和多糖溶解于去离子水中，达到25-50白利度的最终浓度。接着材料暴露于至少2质量当量的Dowex Monosphere 88离子交换树脂。暴露可以通过在烧瓶中在120-170rpm下旋动或通过湿浆液填充塔过滤来进行，只要驻留时间足够溶液实现3与5之间的最终pH值即可。寡聚物溶液通过过滤(如在旋动反应的情况下)或洗脱(如在柱过滤的情况下)来分离，并以类似方式，用Dowex Monosphere 77离子交换树脂重复此过程，直到溶液pH值超过5.5。最后，溶液暴露于Dowex Optipore SD-2吸附脱色树脂，直到溶液足够澄清，并经0.2微米过滤器过滤，以去除残余树脂和树脂细粒。接着最终溶液通过旋转蒸发来浓缩到50-85白利度或通过冻干来浓缩成固体。
实例3.小规模下聚糖治疗剂的高通量制备
实例1中代表的寡聚物和聚合物以平行方式在24孔、48孔或96孔板或容纳在铝加热块中的1打兰小瓶的类似大小的阵列中合成。在本实例中，所有液体传递通过可编程的机器人或使用经过校准的移液管手动来处置。向每个小瓶或孔加入以干重计20％-100％的一或多种美国专利第8,466,242和WO 2014/031956号中描述的催化剂。将板或加热块无遮盖地放在加热到50℃到150℃的真空烘箱中10-800毫巴的真空下。烘箱真空泵由两级冷凝器保护，此两级冷凝器由再循环冷却阱、接着干冰/丙酮阱组成。将板或加热块在高温和减压下加热30分钟到6小时，不搅拌。在预先确立的时段后，烘箱排气到大气压，使板或加热块冷却到室温，并且每个孔或小瓶用去离子水稀释到约50白利度。实例2中描述的固相萃取通过经连续湿填充柱洗脱来进行，其中使用蠕动泵或其它合适的小型泵，来自每个柱的洗脱剂以2与6床体积/小时之间的速率立刻流到下一柱的项部。接着柱堆叠用去离子水冲洗并且合并的流出物通过冻干来浓缩，分离固体粉末，残余水含量达1-10质量％。
实例4.通过去除低分子量物种将聚糖治疗剂改性
将如实例1和2中制备和纯化的寡聚物或聚合物改性，以便去除低分子量物种。通过渗透分离来实现分离。将来自Spectrum Labs的约45cm 1.0 kD MWCO Biotech CE渗析管(31mm平坦宽度)放到去离子水中并浸泡10分钟，接着一端用渗析管夹密封。将8克干燥寡糖的25白利度溶液无菌过滤，并用第二个夹连同几毫升空气一起密封到管中，以允许管漂浮。接着将填充管放在去离子水的3加仑的罐中，用足够力搅拌以诱发密封管缓慢旋转。8小时后，替换罐中的水并允许管再搅拌16小时。一旦完成渗析并且材料具有超过95％的DP2+产率和超过90％的DP3+产率，那么将稀溶液无菌过滤并在真空中浓缩到约65白利度的最终浓度或冻干到残余水分在1％与10％之间的固体。或者，通过切向流动过滤(TFF)来实现分离。在此情况下，将溶解于去离子水中并无菌过滤的100mL 25白利度聚糖样品放到SpectrumLabs KrosFlo Research IIi TFF系统的馈送瓶中，所述系统根据制造商的建议制造。接着样品经1kD mPES MidiKros空心纤维过滤器在25psig的跨膜压下透滤。每0.5透滤体积取得的馈送原料的HPLC样品用于确定材料何时具有超过95％的DP2+产率和超过90％的DP3+产率，在此时间点，溶液进行无菌过滤并在真空中浓缩到65白利度糖浆或冻干成残余水含量达1质量％-10质量％的固体。
实例5.用于分析聚糖治疗剂制剂的方法
通过折射法测量聚糖含量
本实验被设计用于定量任何给出的水溶液中聚糖的量。使用高纯度的反渗透去离子水校准Mettler-Toledo Refracto 30GS携带型糖折射计。若干滴的聚糖溶液经0.2微米针筒过滤器直接过滤到折射计的透镜上。测量在室温下进行并以白利度报导。聚糖按常规浓缩到75白利度，在23℃下不明显凝固或结晶。接着假设水的比密度等于1.0g/mL，白利度可以转化成溶解度。因此，75白利度(由75克聚糖和25克水组成的100克溶液)等于3.0g/mL的水溶解度。作为比较，D-葡萄糖在25℃下的水溶解度由Sigma-Aldrich报导为0.909g/mL(48白利度)。
通过水解和GC-MS确定单体组成
本实验被设计用于定量给出的寡糖内单体含量的比率。糖基组成分析是如先前桑坦德(Santander)等人(2013)《微生物学(Microbiology)》159：1471所描述，通过对由样品通过酸性醇解产生的单糖甲基糖苷的全-O-三甲基硅烷基(TMS)衍生物进行组合的气相色谱法/质谱分析(GC/MS)来进行。100μg与200μg之间的样品冻干到合适试管中。肌醇(20μg)作为内标加入样品中，接着样品在1M HCl/甲醇中加热到80℃，历时18小时。接着使用吡啶和乙酸酐在MeOH中将所得单糖再乙酰化，并在80℃下用Tri-Sil(Pierce)全-O-三甲基硅烷化30分钟。在与5975C MSD接合的Agilent 7890A GC上，使用Supelco Equity-1熔融硅石毛细管柱(30m×0.25mm ID)进行TMS甲基糖苷的GC/MS分析。基于与已知标准的比较，每个峰分配到组分糖，并且对应峰的整合允许清楚计算例示聚糖内单体的相对百分比。在所有测试情况下，给出的寡糖的单体组成在实验误差内与输入比率相配，并且输出组成在测量精确度内与输入组成相配。
通过尺寸排阻色谱法(SEC)确定分子量分布
本实验被设计用于定量给出的寡糖内分子量的分布。所述测量由HPLC，使用《美国药典专论(Monograph of United States Pharmacopeia)，38(6)《过程内修订：肝素钠(In-Process Revision：Heparin Sodium)》(USP37-NF32)中描述的方法进行。在Agilent 1200HPLC系统上，经由GE superpose 12柱，使用50mM乙酸铵作为洗脱剂，以1.0mL/min流速和ELSD检测器实现分离。柱温设定在30℃下并且聚葡萄糖(1kD、5kD、10kD重量)用于绘出标准曲线。制备样品的2mg/ml溶液并通过0.45μm旋转过滤器，接着40μl注射到HPLC。基于所列标准的对数分子量和洗脱体积，建构三阶多项式曲线。通过与标准曲线比较，来计算样品的重量平均分子量(Mw)、数目平均分子量(Mn)和多分散指数(PDI)。图1展示在glu100样品的SEC评估期间产生的曲线，其中测得平均分子量是1212g/mol或约DP7。测得由曲线前部的处于最大吸收10％下的曲线点界定的物质的分子量的上端是4559g/mol或约DP28。测得由曲线后部的最大吸收10％界定的物质的分子量的下端是200g/mol或约DP1。glu50gal50样品的类似分析显示分别1195g/mol(约DP7)、4331g/mol(约DP27)和221g/mol(约DP1)的MW、高质量和低质量。
通过离子亲和色谱法(IAC)确定分子量分布
DP大于或等于2(DP2+)和3(DP3+)的聚糖的比例可以通过离子亲和色谱法来测量。将聚糖的样品稀释到50-100mg/mL，并将10μL此溶液注射到装备有7.8×300mm BioRadAminex HPX-42A柱和RI检测器的Agilent 1260 BioPure HPLC上。使用纯HPLC级水作为洗脱剂，样品以0.6mL/min经80℃柱洗脱并通过维持在50℃下的RI检测器。通过与参考标准的比较来分配表示DP1-6的峰，并使用Agilent ChemStation软件整合。峰通常被整合成DP1、DP2、DP3、DP4-7和DP8+。可以通过实例1中描述的反应实现的DP在单体之间变化，不过如果正确遵循程序，那么跨越批料，其是一致的，例如葡萄糖可靠地实现DP值高于阿拉伯糖。举例来说，跨越glu100的17个批料，DP2+值介于85％-93％范围内，并且DP3+值介于80％-90％范围内。相反，跨越ara100的6个批料，DP2+值介于63％-78％范围内并且DP3+值介于48％-71％范围内。单体的混合物表现为个别组分的平均值。
通过2D NMR确定α-/β-分布
本实验被设计用于通过二维NMR来定量给出的样品内α-糖苷键与β-糖苷键的比率。将约150mg 65白利度寡糖溶液在真空烘箱中在45℃-95℃下在400毫巴压力下干燥到稳定质量。样品经受溶解在D20中和干燥以去除残余H2O的两次循环。一旦干燥，样品就溶解于含0.1％丙酮的750μL D2O中，放到3mm NMR管中，并在装备有在21.1℃下操作的BrukerBBFO探针的在500.13MHz 1H(125.77MHz 13C)下操作的Bruker Avance-III中分析。使用标准Bruker脉冲序列，使用杂原子单量子相干脉冲序列(HSQC)分析样品。如罗斯隆德(Roslund)等人(2008)《碳水化合物研究(Carbohydrate Res.)》343：101-112中报导，类似于葡萄糖，分配4-6ppm(1H)和80-120ppm(13C)之间的异头质子。谱图参考内部丙酮信号：1H-2.22ppm；13C-30.8ppm。通过使用来自Mestrelab Research(西班牙的圣地亚哥-德孔波斯特拉(Santiago de Compostela，Spain))的MNova软件包整合对应的峰来定量异构体。图2展示代表性谱图的异头区。表6列出跨越单体的13个不同组合的分布，展示高达rha100情况下4∶1并低至glu50gal50情况下1∶1的α-/β-比率。
表6：跨越批料和聚糖类型α-键和β-键的分布
通过NMR鉴别组成
本实验被设计用于通过构成单体的2D-NMR鉴别来鉴别聚糖的组成。将约150mg 65白利度寡糖溶液在真空烘箱中在45℃-95℃下在400毫巴压力下干燥到稳定质量。样品经受溶解在D2O中和干燥以去除残余H2O的两次循环。一旦干燥，样品就溶解于含0.1％丙酮的750μL D2O中，放到3mm NMR管中，并在装备有在70℃下操作的Bruker BBFO探针的在500.13MHz1H(125.77MHz 13C)下操作的Bruker Avance-III中分析。使用标准Bruker脉冲序列，使用杂原子单量子相干脉冲序列(HSQC)分析样品。接着针对表示单体特征性的特定糖苷键的峰，检查来源于单个糖单体的每个聚糖谱图的异头区。由于多糖内单个碳水化合物环的旋转分离性，预测具有超过一个单体的聚糖的HSQC谱图由其每个构成糖的HSQC峰的总和表示。因此，每个构成单体具有独特的HSQC峰，这些独特的HSQC峰将出现在含有此单体的任何聚糖中，无论其它构成单体如何，并且此外，用于合成聚糖的单体可以通过鉴别对于每个构成单体来说是唯一的指纹峰来测定。举例来说，图3展示glu50gal50的HSQC谱图是glu100和gal100的谱图的杂混物。表7列出所选聚糖单元的指纹峰。
表7：每种组分糖的诊断HSQC峰
用作合成含有3个或更少不同聚糖单元的聚糖治疗剂的起始物质的每个聚糖单元至少出现5个峰。对于每个构成聚糖单元，含有4个或更多个不同聚糖单元的聚糖治疗剂的HSQC谱图具有至少4个峰。
分支分析
本实验被设计用于定量给出的寡糖内糖苷区位异构体的分布(分支)。为进行糖基键分析，将样品全甲基化、解聚、还原和乙酰化；并且如海斯(Heiss)等人(2009)《碳水化合物研究(Carbohydr.Res.)》344：915所描述，通过气相色谱法-质谱分析(GC-MS)分析所得部分甲基化的醛醇乙酸盐(PMAA)。样品悬浮于200μl二甲亚砜中并搅拌1天。全甲基化由两轮氢氧化钠(15分钟)和碘甲烷(45分钟)处理来实现。通过加入2M三氟乙酸并历时2小时加热到121℃，使水溶液水解。固体真空分离并在乙酸/三氟乙酸中乙酰化。在与5975C MSD(质量选择性检测器，电冲击离子化模式)接合的Agilent 7890A GC上分析所得PMAA；在30mSupelco SP-2331键结相熔融硅石毛细管柱上进行分离。图4展示来自此分析的三个代表性GC谱图。这些分析表明聚糖具有至少0.1-10％的以下每一个类型：1，2-糖苷键类型；1，3-糖苷键类型；1，4-糖苷键类型和1，6-糖苷键类型。物质还含有至少5％的分支键类型(包括(但不限于)1，3，6-糖苷；1，4，6-糖苷；或1，2，4-糖苷)和至少3％呈呋喃糖形式存在的单体单元。来源于单个单体的聚糖由至少12种不同的非末端取代模式组成。来源于两个单体的聚糖由至少18种不同的非末端取代模式组成。来源于三种或更多种单体的聚糖由至少24种不同的非末端取代模式组成。
实例6.粪便样品的收集
通过为受试者提供Fisherbrand大便样本收集系统(Fisher Scientific)和相关使用说明书来收集粪便样品。收集的样品用冰包存储或存储在-80℃下，直到加工(麦金尼斯(McInnes)与卡廷(Cutting)，《人类微生物组项目的程序手册：核心微生物组取样方案A(Manual of Procedures for Human Microbiome Project：Core Microbiome SamplingProtocol A)，v12.0，2010，hmpdacc.org/doc/HMP_MOP_Version12_0_072910.pdf)。也可以使用替代收集装置。举例来说，样品可以用勺子收集到Globe Scientific螺帽容器(FisherScientific)中或OMNIgene-GUT收集系统(DNA Genotek，Inc.)中，所述装置使微生物DNA稳定以供下游核酸提取和分析。给与提供粪便样品的受试者制造商供应的每个收集装置的使用说明书。根据所属领域技术人员已知的标准方案，粪便样品的等分试样存储在-80℃下。
实例7.确定从粪便收集的微生物样品的效价和培养样品
为确定胃肠道常见细菌的效价，如实例6中所述来收集粪便样品，并制成无菌磷酸盐缓冲生理盐水(PBS)中的10％重量/体积悬浮液。在无菌PBS中制备十倍连续稀释液，并涂铺(每次稀释100μL)到布氏杆菌属血琼脂(Anaerobe Systems；厌氧培育以非选择性地滴定肠微生物丛的常见成员，包括拟杆菌属，或有氧培育，以非选择性地滴定兼性厌氧菌，例如变形菌门)。也可以使用拟杆菌属胆汁七叶苷琼脂(Anaerobe Systems；厌氧培养以滴定脆弱拟杆菌群)、环丝氨酸-头孢西丁果糖琼脂(Anaerobe Systems；厌氧培养以滴定艰难梭菌)、乳杆菌属-MRS琼脂(Anaerobe Systems；厌氧培养以滴定乳杆菌属)、曙红亚甲基蓝琼脂(Teknova；有氧培养以滴定大肠杆菌和其它革兰氏阴性肠道细菌)、胆汁七叶苷琼脂(BD；有氧培养以滴定肠球菌属物种)、双歧杆菌属选择性琼脂(Anaerobe Systems；滴定双歧杆菌属物种)或MacConkey琼脂(Fisher Scientific；滴定大肠杆菌和其它革兰氏阴性肠道细菌)。将板在37℃下在针对标靶物种适当的有氧或厌氧条件下培育。24-48小时后，计数群落，并用于倒退计算原始样品中活细胞的浓度。
为非选择性培养地从人类或实验动物模型收集的含有细菌的样品，使用丰富培养基或琼脂，例如布氏杆菌属血琼脂(Anaerobe Systems)、脑心浸出液肉汤(Teknova)或碎肉葡萄糖肉汤(Anaerobe Systems)。补充有氨基酸、碳源或根据需要其它营养素的基本培养基配制物，例如M9(Life Technologies)，用于在测试聚糖或其它化合物对细菌群体的作用的体外分析期间非选择性地培养细菌。或者，使用所属领域技术人员已知的其它基本培养基配制物，举例来说，如马顿斯(Martens)等人(《粘膜聚糖觅食增强糖分解的人类肠细菌共栖体的健康和传输(Mucosal Glycan Foraging Enhances Fitness and Transmission ofa Saccharolytic Human Gut Bacterial Symbiont)，2008，《细胞宿主与微生物(CellHost&Microbe)》，4：447-457)中报导。或者，在存在或不存在额外培养基要素下使用浓度为PBS中0.1％-10％重量/体积的粪便浆液，用于测试聚糖或其它化合物对细菌群体的作用的活体分析。
实例8.单菌株生长分析
进行体外分析以评估包括胃肠道的共生体和病原体在内的各种细菌菌株利用不同聚糖作为生长底物的能力。本分析被设计用于评估所选聚糖促进健康状态微生物丛生长的能力。另外，将所选聚糖促进共生体生长的能力与聚糖促进与疾病病况相关的微生物生长的能力相比。通过针对一组作为健康或疾病状态特征的细菌(个别地)测试聚糖制剂，可以选择选择性地增强健康状态细菌的生长胜过疾病状态细菌的聚糖制剂。在具有钯催化剂的厌氧腔室(AS-580，Anaerobe Systems)中在所有步骤处置细菌菌株。最初通过用5％氢气、5％二氧化碳和90％氮气的无氧气体混合物吹扫，使腔室无氧，并随后使用此相同无氧气体混合物维持在无氧状态中。每日使用在氧气存在下变色的Oxoid无氧指示带确定腔室的厌氧条件。所有培养基、分析盘、其它试剂和塑料消耗品在接触细菌前24-48小时在无氧腔室中预还原。聚糖ara50gal50、glu33gal33fuc33、glu50gal50、gal100、glu100、ara50xyl50、xyl100、ara100、ara60xyl40、rha100、gal75xyl25、glu90gly10、man62glu38、man52glu29gal19和两种市售对照物阿拉伯胶纤维(Acacia Fiber Organic Powder；伊利诺伊州布卢明代尔(Bloomingdale IL)的NOW Foods)和FOS(Nutraflora FOS；伊利诺伊州布卢明代尔NOW Foods)以水中5％w/v制备，过滤杀菌并加入Costar 3370分析板中，在分析中的最终浓度是0.5％w/v，其中在两个非相邻孔中分析每种聚糖并且右旋糖和水作为阳性和阴性对照物供应。
从美国典型培养物保藏中心(American Type Culture Collection，ATCC)和莱布尼茨研究所的德国微生物和细胞培养研究所(Leibniz Institute DSMZ-GermanInstitute of Microorganisms and Cell Cultures，DSMZ)获得细菌分离株。8种共生物种(粪拟杆菌ATCC 43185“BCA.26”、肠道普氏菌DSM 18205“PCO.72”、多形拟杆菌ATCC 29741“BTH.8”、分解纤维拟杆菌DSM 14838“BCE.71”、闪烁梭菌ATCC 35704“CSC.32”、卵瘤胃球菌ATCC 29714“ROB.74”、系结梭菌ATCC 27757“CNE.31”和狄氏副拟杆菌ATCC 8503“PDI.6”)和三种病原性物种(艰难梭菌ATCC BAA-1382“CDI.23”和ATCC 43255“CDI.24”、屎肠球菌ATCC 700221“EFM.66”和肠道沙门氏菌ATCC 27869“SEN.52”)在布氏杆菌属血琼脂(Anaerobe Systems)(一种包括酪蛋白和动物组织的酶消化物、酵母提取物、氯化钠、右旋糖、亚硫酸氢钠、羊血、血晶素和维生素K1的预还原的富集培养基)上在37℃下厌氧生长18-48小时。共生物种嗜粘蛋白阿克曼氏菌ATCC BAA-835“AMU.73”在MTGE琼脂板(AnaerobeSystems)(一种包括蛋白质配制物、酵母提取物、维生素K1和挥发性脂肪酸在内的丰富培养基)上厌氧生长。接种体如下制备：从琼脂板刮下群落，使其悬浮在磷酸缓冲液中，在Costar3370聚苯乙烯96孔平底分析板中，使用Biotek Synergy 2板式读取器与Gen5 2.0一体化微量板式读取软件，根据制造商的方案，在600nM(OD600)下测定细胞悬浮液的光密度，并在无糖制备的界定和半界定培养基中稀释细胞到最终OD6000.01-0.02。在补充有3.5％(v/v)碎肉葡萄糖肉汤(CMG，Anaerobe Systems)(一种包括酵母提取物、蛋白胨、碎牛肉和磷酸缓冲液的丰富培养基)的900mg/L氯化钠、26mg/L氯化钙二水合物、20mg/L氯化镁六水合物、10mg/L氯化锰四水合物、40mg/L硫酸铵、4mg/L硫酸铁七水合物、1mg/L氯化钴六水合物、300mg/L磷酸氢二钾、1.5g/L磷酸二氢钠、5g/L碳酸氢钠、0.125mg/L生物素、1mg/L吡哆醇、1m/L泛酸盐、75mg/L组氨酸、75mg/L甘氨酸、75mg/L色氨酸、150mg/L精氨酸、150mg/L甲硫氨酸、150mg/L苏氨酸、225mg/L缬氨酸、225mg/L异白氨酸、300mg/L白氨酸、400mg/L半胱氨酸和450mg/L脯氨酸(塞里奥特(Theriot CM)等人《自然通讯(Nat Commun.)》2014；5：3114)中测试产甲酸多雷亚氏菌(D.formicigenerans)、狄氏副拟杆菌、艰难梭菌和屎肠球菌分离株。在100mM磷酸钾缓冲液(pH 7.2)、15mM氯化钠、8.5mM硫酸铵、4mM L-半胱氨酸、1.9μM血色素、200μM L-组氨酸、100μM氯化镁、1.4μM硫酸铁七水合物、50μM氯化钙、1μg/mL维生素K3和5ng/mL维生素B12中测试多形拟杆菌、粪拟杆菌、分解纤维拟杆菌和肠道沙门氏菌(马顿斯等人《细胞宿主与微生物》2008；4，447-457)。在10g/L胰蛋白胨、5g/L酵母提取物、0.5g/LL-半胱氨酸盐酸盐、0.1M磷酸钾缓冲液pH 7.2、1μg/mL维生素K3、0.08％w/v氯化钙、0.4μg/mL硫酸铁七水合物、1μg/mL刃天青、1.2μg/mL血色素、0.2mM组氨酸、0.05％Tween 80、0.5％肉提取物(Sigma)、1％痕量矿物质补充剂(ATCC)、1％维生素补充剂(ATCC)、0.017％v/v乙酸、0.001％v/v异戊酸、0.2％v/v丙酸和0.2％v/vN-丁酸中测试闪烁梭菌、肠道普氏菌和卵瘤胃球菌(罗曼诺(Romano KA)等人mBio 2015；6(2)：e02481-14)；对于系结梭菌和嗜粘蛋白阿克曼氏菌，此培养基补充有最终3.5％v/v的CMG肉汤。在37℃下细菌暴露于96孔微量培养板中0.5％w/v最终浓度的聚糖ara50gal50、glu33gal33fuc33、glu50gal50、gal100、glu100、ara50xyl50、xyl100、ara100、ara60xyl40、rha100、gal75xyl25、man62glu38、man52glu29gal19、市售阿拉伯胶纤维、市售FOS和右旋糖18-48小时，每孔200μL最终体积，厌氧，直到在含有0.5％w/v右旋糖的阳性生长对照孔中观测到混浊。在培育期结束时，使用Biotek Synergy2读取器与Gen5 2.0软件，根据制造商的说明书，获得每个分离株的OD600测量值。通过将测试聚糖上分离株的OD600读数除以补充有0.5％w/v右旋糖的培养基中分离株的OD600，将测量值标准化，以利于比较在显著不同OD600范围内生长的菌株对聚糖的利用。表8和9概述所得结果。
大部分聚糖支持此分析中测试的共生菌株的生长。gal75xyl25、glu33gal33fuc33、glu50gal50、gal100、man62glu38、ara50gal50、glu100、man52glu29gal19、ara50xyl50xyl100和ara100支持9种共生体中至少5种的生长(参见表8)。
表8：聚糖支持的共生菌生长
与测试病原体相比，一些聚糖更好地支持测试共生体的生长：ara50gal50、glu33gal33fuc33、gal100、glu100、ara50xyl50、xyl100和市售FOS对照物支持9种共生分离株中5种或更多种以及4种病原性分离株中的2种或更少种的生长，其中标准化生长值是至少0.2。在所述分析中，glu50gal50和gal75xyl25每种支持大部分共生体和病原体，其中标准化生长值是至少0.2；然而，与病原体相比，其支持更大分数的共生体的更高生长水平：对于9种共生体中的6种和4种病原体中的1种，gal75xyl25产生的标准化生长值＞0.6，并且对于9种共生体中的4种和4种病原体中的0种，glu50gal50产生的标准化生长值＞0.6。在所述分析中，一种聚糖支持病原体以及共生体的生长：man62glu38支持4种病原体中的4种和9种共生体中的至少8种的生长，其中标准化生长值是至少0.2；以及支持4种病原体中的3种和9种共生体中的6种或更少种的生长，其中标准化生长值＞0.6。在所述分析中，一种聚糖不支持大部分共生体或病原体：rha100和市售阿拉伯胶纤维对照物支持9种共生体中的2种或更少种和4种病原体的2种或更少种，其中标准化生长值＞0.2(参见表9)。
表9：所选聚糖上共生体和病原菌的有差别的生长
这些数据表明聚糖治疗剂支持共生菌的生长并且聚糖的某些亚组有差别地支持共生体胜过病原体的生长。
实例9.体外聚糖对微生物群体的作用
为确定聚糖的所需组成，细菌培养基在候选聚糖存在下生长并分析其生长、群落组成(例如通过16S rRNA基因测序)、代谢物的产生和表型或转录组学特性。基于在细菌培养物内引发所选特性的能力，选择所需聚糖。细菌培养基包括单培养基、混合培养基、从人类或实验动物模型分离的培养基、从人类或实验动物模型分离并外加一种分离株或一批分离株的培养基或者从人类或实验动物模型分离并消耗掉一批物种(例如通过施加抗生素)的培养基。细菌培养基的效价如实例7中测定，并且细菌培养基的组成和特性如本文所描述或使用标准方案定量。此分析可以在抗生素或其它测试化合物存在下进行。将从体外分析获得的结果与如例如实例10和实例12中所描述用聚糖治疗人类或将聚糖投予动物模型中的实验动物后获得的结果相比较，因此建立结果的体外-体内相关性。
实例10.聚糖对未处理小鼠的肠微生物丛的作用
进行本实验以评估聚糖治疗剂对肠微生物丛和未处理小鼠的短期体重的作用。在此模型中，在6天时间内在饮用水中向正常小鼠投予聚糖，其中从每只小鼠取得粪便样品供16S rRNA分析。
无小鼠病原体(MPF；纽约州日耳曼敦(Germantown，NY)的Taconic Biosciences)的8-10周龄C57BL/6(B6N Tac)小鼠单独圈养在笼中，其中每个剂量组6只动物。在整个研究过程中，给动物随意喂食PicoLab啮齿动物膳食20(“5053”；密苏里州圣路易斯(St.Louis，MO)的LabDiet)或零纤维膳食(“ZFD”；改良啮齿动物膳食AIN-93G：D15091701，新泽西州新不伦瑞克(New Brunswick，NJ)的Research Diets)，并自由取用水。小鼠维持12h光/暗循环。在聚糖投予前使小鼠适应7天(第-7天到第-1天)。
通过从第0天到第5天，以1％重量/体积(w/v)将聚糖包括在饮用水中，向小鼠投予聚糖。对照小鼠接收不含聚糖的水。第-2天到第5天，从每只小鼠汇集新鲜粪便。在第-1天、第1天、第3天和第4天，监测小鼠重量。在整个研究过程中，小鼠的体重不显著变化。
从粪便样品中提取基因组DNA并对16S rRNA基因的可变区4进行扩增和测序(地球微生物组计划方案www.earthmicrobiome.org/emp-standard-protocols/16s/和卡波拉索(Caporaso JG)等人2012.《Illumina HiSeq和MiSeq平台上的超高通量微生物群落分析(Ultra-high-throughput microbial community analysis on the Illumina HiSeq andMiSeq platforms.)》《国际微生物生态学会杂志(ISME J.)》)。通过在97％一致性下比对16SrRNA序列来产生操作分类单元(OTU)。使用UniFrac距离量度，将微生物群落彼此比较(洛祖波内(Lozupone C.)等人，《环境微生物学应用(Appl.Environ.Microbiol.)》2005年12月第71卷第12期8228-8235)。
当向小鼠投予xyl 100制剂时，观测到显著改变。与未接受任何聚糖的小鼠相比，在用木糖处理的小鼠中，在投予聚糖前的一天与投予聚糖5天后取样的微生物丛之间的UniFrac距离显著更大(p＝0.0043，曼-惠特尼检验(Mann-Whitney test)，图7)。α多样性通过计算聚糖或水投予前后微生物丛中的香农指数来测量。在木糖投予5天后香农指数显著减少(p＝0.0313，威尔科克森配对检验(Wilcoxon paired test)，图8)。
在投予木糖下观测到的位移改变归因于分配给阿克曼氏菌属(疣微菌纲，p＝0.0313，威尔科克森配对检验，图9A)和布劳特氏菌属(厚壁菌门，毛螺菌科，p＝0.0313，威尔科克森配对检验，图9B)的序列的相对丰度增加。
哺乳动物肠中最显著的阿克曼氏菌属物种是嗜粘蛋白阿克曼氏菌。其优选的能量来源是宿主肠粘蛋白。食用低纤维膳食和高度摄入单糖和脂肪减少粘液产生(《英国营养杂志(British Journal of Nutrition)》/第102卷/第01期/2009年7月，第117-125页，《肠微生物丛空间组织的定量成像(Quantitative Imaging of Gut Microbiota SpatialOrganization)，厄尔(Earle KA)等人，《细胞宿主微生物(Cell Host Microbe.)》2015年10月14日；18(4)：478-88)。肠粘液变稀会引起肠渗透性增加和微生物或例如脂多糖(LPS)等其组分易位，诱发发炎。啮齿动物中在食用高脂肪膳食时LPS水平增加，接着啮齿动物发展代谢综合征(《代谢内毒素血症引发肥胖症和胰岛素抗性(Metabolic endotoxemiainitiates obesity and insulin resistance)》，卡尼(Cani PD)等人，《糖尿病(Diabetes.)2007年7月；56(7)：1761-72)。
虽然嗜粘蛋白阿克曼氏菌未显示在体外降解木糖(实例8，表8，AMU.73)，但其它物种负责xyl100的初发酵，比如(例如)拟杆菌门，其反过来可以诱发阿克曼氏菌的生长。举例来说，多形拟杆菌对无菌小鼠的定殖诱导肠杯状细胞产生粘液(瑞塞克(Wrzosek)等人《生物医学中心生物学(BMC Biology)》2013 11：)。此可以为阿克曼氏菌属生长创造有利的环境。阿克曼氏菌属对粘液的消耗会刺激粘液产生增加，并在防止微生物内毒素LPS渗漏的肠屏障的恢复中起一定作用。减少的内毒素血症减少发炎并且可以缓解与代谢综合征相关的症状。举例来说，在膳食诱发的肥胖症模型中FOS或嗜粘蛋白阿克曼氏菌投予啮齿动物引起血清LPS的水平减少以及脂肪质量和体重减少。(《嗜粘蛋白阿克曼氏菌与肠上皮细胞之间的串扰控制膳食诱发的肥胖症(Cross-talk between Akkermansia muciniphila andintestinal epithelium controls diet-induced obesity)》，埃弗拉德(Everard A)，《美国国家科学院院刊(PNAS.)》2013年5月28日；110(22)：9066-71)。
包括SCFA丙酸酯在内的嗜粘蛋白阿克曼氏菌代谢物已经显示减少脂肪过多调节因子Gpr43和过氧化物酶体增殖物活化受体γ的表达并增加基因调节因子组蛋白脱乙酰酶Hdac3和Hdac5的表达(卢科瓦茨(Lukovac)等人2014.《小鼠肠类器官中嗜粘蛋白阿克曼氏菌和普氏栖粪杆菌对宿主周围脂质代谢和组蛋白脱乙酰化的差别调节(DifferentialModulation by Akkermansia muciniphila and Faecalibacterium prausnitzii ofHost Peripheral Lipid Metabolism and Histone Acetylation in Mouse GutOrganoids)mBio 5(4)：e01438-14)。聚糖治疗剂在以有效量投予时可以调节产生SCFA的细菌物种并因此调节宿主脂肪过多和肥胖症。在体外分析(实例8)中，15种聚糖中的8种支持AMU.73(嗜粘蛋白阿克曼氏菌分离株)的生长，如表8中所示。
实例11.测试在肠部位聚糖对宿主对细菌群落的反应的作用的体外共培养模型
细菌可以引发宿主(哺乳动物)细胞的促炎反应与消炎反应，并且不同细菌物种可以引发不同宿主反应。聚糖制剂用于改变细菌群体以引发所需宿主反应。体外共培养模型用于测量在聚糖存在下生长的细菌群体所引起的宿主反应。使用此分析选择促进引发有益的宿主反应或将有害的宿主反应降到最低的细菌群体的聚糖。
来自肠的上皮细胞株或组织用于共培养模型中(哈勒(Haller D)，波德(Bode C)，黑姆斯(Hammes WP)，普法伊费尔(Pfeifer AMA)，希夫林(Schiffrin EJ)，勃鲁姆(BlumS)，2000.《非病原性细菌通过肠上皮细胞/白细胞共培养物引发有差别的细胞因子反应(Non-pathogenic bacteria elicit a differential cytokine response byintestinal epithelial cell/leucocyte co-cultures).《肠(Gut)》.47：79-97)(博鲁尔(Borruel)等人，2003.《非病原性细菌通过人类肠粘膜对细胞因子分泌的作用(Effects ofnonpathogenic bacteria on cytokine secretion by human intestinal mucosa).《美国胃肠病学杂志(Am J Gastroenterology)》.98：865-870)。人类肠上皮细胞样CaCO-2细胞以2.5×105个细胞/毫升的密度接种在25mm细胞培养物插入物(0.4μm核孔尺寸；BectonDickinson)上。将插入物放到6孔组织培养板(Nunc)中并在37℃/10％CO2下在补充有20％热不活化胎牛血清(56℃，30分钟；Amimed)、1％MEM非必需氨基酸(Gibco BRL)、10μg/ml庆大霉素(Gibco BRL)和0.1％青霉素/链霉素(10 000IU/ml/10 000UG/ml；Gibco BRL)的DMEM(谷氨酰胺、高葡萄糖；Amimed)中培养18-22天。细胞培养基每两天改变，直到细胞完全分化。或者，使用经3D重构的组织模型，其由正常的人类细胞衍生的小肠上皮细胞和内皮细胞以及成纤维细胞产生(EpiIntestinal模型；马萨诸塞州亚什兰(Ashland，MA)的MatTekCorporation)。使用MultiCell-ERS电压表/欧姆表测定经上皮电阻(TEER)。将组织培养插入物用预热的无抗生素培养基洗涤两次，接着用细菌培养基攻击。分别地，细菌培养基如实例9中所述在聚糖制剂存在下生长。在聚糖存在下生长16-24小时后，细菌悬浮液在无抗生素的培养基中制备并将106-108CFU加入汇合细胞或组织培养基中。共培养物在37℃下培育4-24小时。
在共培育期结束时，收集上清液并分析发炎性和免疫调节细胞因子，包括IL-1α、IL-1β、TNF、IL-8、RANTES、IL-10、TGF-β、IFN-γ、IL-4、IL-6、IL-12、IL-17和IL-23。通过酶联免疫吸附分析(ELISA)或其它类似的定量技术(例如Luminex分析；加利福尼亚州卡尔斯巴德的Life Technologies)根据标准方案进行此分析。为分析更宽范围的反应，通过溶解细胞，纯化RNA并根据标准方案，来进行基因表达(例如通过微阵列)或转录组学(例如通过RNA-Seq)分析。此程序用于分析编码发炎性细胞因子、免疫调节细胞因子、抗微生物肽和其它相关宿主反应的基因的表达。
实例12.聚糖在艰难梭菌感染的小鼠模型中的作用
进行此实验以分析聚糖治疗剂在艰难梭菌感染的小鼠模型中的作用(陈(Chen)等人，2008，《艰难梭菌相关疾病的小鼠模型(A Mouse Model of Clostridium difficile-Associated Disease)》.《胃肠病学(Gastroenterology)》135(6)，1984-1992)。在此模型中，正常小鼠暴露于使小鼠容易具有艰难梭菌感染和疾病症状的抗生素方案，类似于其发展和表现人类临床疾病。在人类中，所述疾病最经常是暴露于广谱抗生素的结果，认为暴露于广谱抗生素引起肠菌群失调并且随后增加艰难梭菌的结肠定殖。艰难梭菌的生物负荷增加导致细菌产生毒素和结肠发炎。人类中的临床表现包括腹泻、体重减轻、肠发炎、发热和脱水。美国艰难梭菌感染和疾病的临床发生率是每年约750,000个病例。
小鼠(雌性C57BL/6，8-10周龄，每只16-18克；印第安纳州印第安纳波利斯(Indianapolis，IN)的Harlan Laboratories)以每个笼3只一组圈养，其中每个处理组4个笼。小鼠暴露于抗生素于其饮用水中的混合物达9天的时间，第-14天，即第0天艰难梭菌攻击前的十四天开始。抗生素混合物由1％葡萄糖、卡那霉素(0.5mg/ml)、庆大霉素(0.044mg/ml)、粘菌素(1062.5U/ml)、甲硝哒唑(0.269mg/ml)、环丙沙星(0.156mg/ml)、安比西林(0.1mg/m)和万古霉素(0.056mg/ml)组成。在艰难梭菌攻击前的三天(第-3天)，小鼠通过经口管饲法(PO)接受0.5mL体积的蒸馏水中单剂克林达霉素(10mg/kg)(参见表10)。所有化学物质都从Sigma-Aldrich Corp.(密苏里州圣路易斯(St.Louis，MO))购得。第0天，小鼠用艰难梭菌(菌株VPI 10463(ATCC-43255))孢子以每只小鼠约4.5log10孢子攻击，PO，0.5mL剂量体积的蒸馏水中。
表10：处理
A.疾病相关的表现型
针对十天的持续时间，记录疾病相关的表现型，从艰难梭菌攻击当天(第0天)开始到第10天。对包括嗜睡、驼背姿势和皮毛竖起、潮湿尾部/腹部和低体温在内的表现型从0到4评分：正常＝0；嗜睡＝1；嗜睡+驼背＝2；嗜睡+驼背+潮湿尾部/腹部(腹泻)＝3；以及嗜睡+驼背+潮湿尾部/腹部+低温＝4。还监测和记录动物的死亡(第0天到第10或11天)和体重(第1天到第7天和第10天)。对显示相对于第0天体重损失超过25％的小鼠人道地实施安乐死。
在这些研究中，尾部/腹部潮湿(腹泻；临床评分“3”)的所有动物进展到死亡。腹泻是结肠发炎和出血的标志并且是导致在艰难梭菌定殖/感染的啮齿动物模型中所见的体重减轻的因素。
这些实验中到第6天处理保护动物避免死亡的能力表明例如在人类中的疾病预防。在第7天与第11天之间处理保护动物避免死亡的能力表明在这些模型中保护动物避免复发疾病。
另外，从第0天到第6天，每天评估艰难梭菌孢子的运载，其指示艰难梭菌在小鼠与人类中的肠定殖。为计数孢子CFU，使来自小鼠的粪便粒悬浮于含50％乙醇的磷酸盐缓冲盐水(PBS)中且涡旋。样品在室温下培育1小时，充分涡旋，并在PBS中连续稀释。所得悬浮液施加到艰难梭菌选择性TCCFA琼脂(Teknova，加利福尼亚州的霍利斯特(Hollister CA))并在厌氧气氛中在37℃下生长隔夜，以计数CFU。
通过比较经聚糖处理、未经处理(纯水)和经万古霉素处理的群组中疾病相关的表现型来评估处理的作用。FOS是一种市售的不可消化果寡糖。使用市售FOS作为抗生素和艰难梭菌相关的腹泻(路易斯(Lewis)等人，《膳食果寡糖无法预防抗生素相关的腹泻(Failure of dietary oligofructose to prevent antibiotic-associateddiarrhea)》.《消化药理学与治疗学(Aliment Pharmacol Ther)》2005；21：469-477)和艰难梭菌复发(路易斯等人，《益生元果寡糖对艰难梭菌相关的腹泻的作用：随机化的控制研究(Effect of the Prebiotic Oligofructose on Relapse of Clostridium difficile-Associated Diarrhea：A Randomized，Controlled Study).《临床胃肠病学和肝脏病学(Clin Gastroent Hepatol)》2005(3)：442-448)的介入的临床试验得到不同结果，前一试验展示FOS处理无作用，而后一试验证实疾病复发减少。
存适
关于动物存活，在用水(媒剂)处理的动物与用聚糖或万古霉素处理的动物之间存在显著差异(图10)。动物处理在第4天(万古霉素)和第6天(聚糖)中断，并到第10天或第11天评估动物死亡/临床评分。对于经水处理的动物，75％动物到第4天死亡(图10)。所有(100％)经万古霉素处理的动物存活到第7天。然而，经万古霉素处理的群组中17％动物到第10天死亡。经万古霉素处理的群组中的剩余存活者具有超过0的临床评分。对于经聚糖处理的群组(L＝处理天-15到6；S＝第-1天到第6天)，到第6天的死亡如下：对于glu100((L)、glu33gal33fuc33(L)和glu50gal50(L和S)，死亡是0％。对于ara100(S)、glu33gal33fuc33(S)、glu100(L)和FOS(L)，8％动物死亡。对于ara100(L)和FOS(S)，25％动物死亡。所有经聚糖处理的存活者保持0的临床评分，并且从第7天-第11天无死亡。glu100(L和S)、glu33gal33fuc33(L和S)、ara100(S)和glu50gal50(L和S)群组中的动物展现“3”的临床评分，指示这些处理预防腹泻。未经处理的对照组中的两只动物显示腹泻。
体重减轻
用任一测试聚糖处理的动物的体重减轻显著少于经水处理的动物(图11，***P＜0.001；重复量度ANOVA，邦费罗尼(Bonferonni)校正的多个比较)。经聚糖处理的动物中的体重减轻型态未显著不同于经万古霉素处理的群组。
B.处理对艰难梭菌孢子运载的作用
在第0天-第6天，评估小鼠粪便中艰难梭菌孢子的存在。在任何一天，经万古霉素处理的动物的粪便中都没有可检测的孢子。用聚糖或水处理的小鼠具有每克粪便介于2与6log10之间的CFU。尽管第6天运载艰难梭菌孢子，但到第10天，经聚糖处理的动物都保持健康，其中第7天和第10天临床评分是0。所有经万古霉素处理的动物都在第10天显示临床征象，17％死亡。
C.与聚糖相关的微生物肠成分变化
为确定肠微生物丛组成如何回应于聚糖治疗剂处理，使用来自地球微生物组项目的标准方案，在V4可变区上对粪粒进行16S rRNA测序(www.earthmicrobiome.org/emp-standard-protocols/)。
在终止聚糖处理后第6天，用聚糖(L或S)和FOS或媒剂和万古霉素对照物处理的小鼠的肠微生物丛系统组成之间存在显著差异(表11)。
表11.聚糖处理与媒剂、万古霉素或FOS对照物之间的最终组成的比较
媒剂 万古霉素 FOS
Glu100 - - *
Glu33gal33fuc33 ** ** *
Glu50gal50 *** *** ***
Ara100 ** ** *
*adj.P＜0.05，**adj.P＜0.01，***adj.P＜0.001；逐对adonis，邦费罗尼校止的多个比较
在各种聚糖处理、万古霉素处理或水对照物下，不同细菌种类的相对丰度增加。图12展示在即将用聚糖或万古霉素处理时(第-1天)到刚刚处理后(第6天)的特定细菌种类的相对丰度改变。在ara100、FOS和glu50gal50处理中拟杆菌属增加。在glu33gal33fuc33处理中副拟杆菌属增加。在FOS、glu100和glu50gal50处理中双歧杆菌属增加。拟杆菌属、副拟杆菌属和双歧杆菌属已经显示与艰难梭菌抗性微生物组组成正相关(斯卡兹(Seekatz)和杨(Young)，2014，《临床调查杂志(The Journal of Clinical Investigation)》)。值得注意地，在所有处理中肠球菌属减少并且在FOS、glu100和glu50gal50处理中乳杆菌属减少。先前已经观测到肠球菌属和乳杆菌属与艰难梭菌敏感的微生物组组成正相关(斯卡兹和杨，2014，《临床调查杂志》)。
一些次级胆酸已经显示在体外削弱艰难梭菌生长。已经假设肠微生物组将一级胆酸转化成次级胆酸的能力直接对抗艰难梭菌感染。三种聚糖(glu33gal33fuc33、ara100和glu50gal50)都增加肠微生物组将一级胆酸转化成次级胆酸的预测功能潜能(图13)。在万古霉素对照物中未观测到此。另外，一种聚糖(glu100)与市售的FOS平均都降低肠微生物组的预测功能潜能。使用PICRUST通过16S rRNA测序进行功能预测(picrust.github.io/picrust/)。
次级胆汁酸产生与艰难梭菌的出芽和生长相关，并且毛螺菌科和瘤胃菌科的成员已经与次级胆汁酸产生和抵抗艰难梭菌出芽和生长相关(塞里奥特(Theriot CM)，鲍曼(Bowman AA)和杨(Young VB).2016.《抗生素诱发的肠微生物丛变化改变次级胆汁酸产生并允许艰难梭菌孢子在大肠中出芽和生长(Antibiotic-induced alterations of thegut microbiota alter secondary bile acid production and allow for Clostridiumdifficile spore germination and outgrowth in the large intestine).mSphere 1(1)：e00045-15)。聚糖治疗剂在以有效量投予时可能调节产生次级胆酸的细菌物种，因此促进对艰难梭菌出芽、生长和定殖的抗性。
在实例8的体外分析中，15种聚糖中的13种支持ROB.74(瘤胃菌科的成员)的生长，并且15种聚糖中的6种和7种分别支持CSC.32和CNE.31(毛螺菌科的成员)的生长，如表8中所示。两种聚糖处理glu50gal50和ara100显著增加艰难梭菌感染的小鼠模型中次级胆汁酸生物合成途径的相对丰度(图13)。
在即将聚糖处理(第-1天)到刚刚聚糖处理后(第6天)，肠微生物丛的α多样性(如通过香农指数所测量)都增加(图14)。
在广泛使用的艰难梭菌感染的动物模型中获得的这些结果表明聚糖治疗剂减少艰难梭菌诱发的体重减轻并提高存活。所选聚糖似乎促进有助于抗艰难梭菌性的细菌种类(拟杆菌属、副拟杆菌属和双歧杆菌属)的生长和不太利于艰难梭菌生长的条件(例如增加次级胆酸的存在)。
实例13.聚糖在小鼠结肠炎模型中的作用
进行此实验以分析聚糖治疗剂在小鼠结肠炎模型中的作用(冈安(Okayasu)等人，1990，《在小鼠中诱发可靠的实验急性和慢性溃疡性结肠炎的新颖方法(A Novel Methodin the Induction of Reliable Experimental Acute and Chronic UlcerativeColitis in Mice)》.《胃肠病学(Gastroenterology)》98：694-702)。在此模型中，正常小鼠暴露于含葡聚糖硫酸钠(DSS)的饮用水，其诱发类似于在人类临床疾病中的发展和表现的疾病症状的发作。人类溃疡性结肠炎是一种肠道的进展性发炎病症，发生率是每100,000人中约150-300人。溃疡性结肠炎是对共生菌丛的异常宿主免疫反应的结果，限于结肠，并涉及弥漫性粘膜发炎。人类中的症状包括结肠发炎/溃疡、体重减轻和腹泻(可能含有血液)。
小鼠(雄性C57BL/6，6-8周龄，每只22-24克；马萨诸塞州威明顿(Wilmington MA)的Charles River Laboratories)以每笼8个一组圈养，每个处理组1个笼。不投予2.5％DSS的媒剂对照组由6只小鼠构成。从第-7天(投予DSS前的7天)到第14天，聚糖治疗剂以于饮用水中1％浓度投予小鼠。在第0天到第5天，DSS(加利福尼亚州圣安娜(Santa Ana CA)的MPBio；36,000-50,000Da)以于饮用水中2.5％投予小鼠以诱发结肠炎表现型。
在第0天开始，到第11天，总共持续十二天，记录疾病相关的表现型。评分的表现型是：体重、腹泻发生率和粪便中血液。另外，在第14天进行结肠发炎的内窥镜分析。使用以下评分系统：自然、无水肿或粘膜脱落、透明血管分布＝0；水肿、粘膜脱落、减少的血管分布＝1；水肿、粘膜脱落、减少的血管分布、易脆性＝2；活动性出血、糜烂＝3；活动性溃疡、糜烂＝4。在所有小鼠的末端结肠样品上进行组织病理学分析。结肠切片固定在福马林中并用苏木精和曙红(H&E)染色。使用包括粘膜糜烂、结肠腺体损失和粘膜到透壁发炎以及再生(增生性)粘膜和腺上皮细胞在内的结肠病变的半定量分析。所有表现型模拟人类结肠炎。在此模型中，峰值体重减轻一般发生在第10天。
向所有动物投予含2.5％DSS的饮用水，历时0-5天。在动物饮用水中递送以下聚糖处理，浓度是1％：FOS(市售，对照物)；glu100；man52glu29gal19；第-7天到第14天阿拉伯胶纤维(市售，对照物)。对照组接受纯饮用水代替含有聚糖的水。
通过比较经聚糖处理和未经处理(纯水)的群组中疾病相关的表现型来评估测试处理的作用。FOS(Nutraflora FOS；伊利诺伊州布卢明代尔的NOW Foods)是一种市售的不可消化的果寡糖。阿拉伯胶纤维(Organic Powder，伊利诺伊州布卢明代尔的NOW Foods)是一种市售的纤维补充剂。
如通过在小鼠中内窥镜检查来评估，与纯水(媒剂对照组)或经阿拉伯胶纤维处理的动物相比，从第0天到第11天，用glu100和man52glu29gal19处理减少腹泻的发生率和体重减轻(图15)，以及显著减少的结肠发炎(第14天；图16)。关于聚糖功效，来自小鼠的结肠样品的组织病理学结果反映了来自内窥镜分析的结果。在对照组和处理组中腹泻发生率的累积天数如下：水对照组：10天；阿拉伯胶纤维：14天；FOS：4天；glu100：2天；man52glu29gal19：3天。综合来说，这些数据证实聚糖处理在小鼠结肠炎模型中具有显著保护作用。
如通过内窥镜检查和组织病理学来评估，在广泛使用的动物结肠炎模型中获得的这些结果表明聚糖治疗剂减少DSS诱发的体重减轻、腹泻和结肠发炎与损伤。
实例14.聚糖在膳食诱发的肥胖症的小鼠模型中的作用
进行此实验以分析聚糖治疗剂在高脂肪膳食诱发的肥胖症的小鼠模型中的作用(王(Wang)和廖(Liao)，《膳食诱发的肥胖症和胰岛素抗性的小鼠模型(AMouse Model ofDiet-Induced Obesity and Insulin Resistance)》.《分子生物学方法(Methods MolBiol)》.2012；821：421-433)。在此模型中，正常小鼠进食脂肪含量60％的膳食达6周。这些小鼠显示与进食低(10％)脂肪膳食的小鼠相比，体重显著增加。在人类中，肥胖症是过量体脂肪累积到其对健康产生负面作用的程度，包括发展2型糖尿病和心血管疾病。肥胖症的主要原因是过度摄入食物能量、缺乏身体活动和遗传倾向性。在美国，约38％的成年人(7800万)和17％的儿童和青少年(1300万)肥胖。膳食诱发的肥胖症的小鼠模型重现人类疾病终点，包括体重增长、瘦体质减少、器官生理机能改变和糖尿病标记物改变。
小鼠(雄性C57BL/6，8-10周龄，每只16-18克；纽约州日耳曼敦(Germantown，NY)的Taconic Labs)以每笼1-2只一组圈养，每个处理组8只动物。小鼠进食高(60％)脂肪膳食(脂肪贡献总千卡的60％)(D12492；新泽西州新不伦瑞克(New Brunswick，NJ)的ResearchDiets)或含有10％脂肪的匹配膳食(脂肪贡献总千卡的10％)(D12450；Research Diets)。进行此膳食方案一周后，向高脂肪膳食的小鼠投予聚糖(于饮用水中自投；第0天到第44天)：饮用水中0.3％重量/体积(w/v)的glu100或1％w/v的man52glu29gal19、于饮用水中6％、1％或0.3％w/v的市售FOS(Nutraflora FOS；伊利诺伊州布卢明代尔的NOW Foods)或纯水(对照组)。给与食用低脂肪膳食的小鼠群组纯水(对照组)。在整个研究期间每个群组的膳食保持相同。
体重增长
从第0天到第44天，每隔一天监测体重。高脂肪膳食的小鼠比进食低脂肪膳食的小鼠体重增长的步伐显著更快。从第0天到第41天，在进食高脂肪的小鼠中，与经水(媒剂)处理的小鼠相比，用glu100(于饮用水中0.3％)和man52glu29gal19(于饮用水中1％)处理显著减少体重增长曲线的斜率(图17A及图17B)。与水对照动物相比，任何剂量的FOS对重量变化斜率百分比(％)的作用都不显著。
葡萄糖耐量
第42天，小鼠通过空腹12小时并接着投予经口管饲的葡萄糖剂量(2克/千克；阿亚拉(Ayala)等人《用于在小鼠疾病模型及机构中描述和进行葡萄糖稳态的代谢测试的标准操作程序(Standard operating procedures for describing and performingmetabolic tests of glucose homeostasis in mice Disease Models&Mechanisms)3，525-534(2010))，经受口服葡萄糖耐量测试。在给与葡萄糖120分钟后使用手持型血糖仪(宾夕法尼亚州韦恩(Wayne PA)的LifeScan Inc)监测血糖水平。高脂肪膳食的小鼠从其全身循环清除葡萄糖的能力低于进食低脂肪膳食的小鼠(图18)。与进食高脂肪膳食的水对照小鼠相比，用glu100(0.3％)和man52glu29gal19(1％)处理的进食高脂肪膳食的小鼠具有较低血糖水平。这些水平更类似于进食低脂肪膳食的水对照小鼠。
脂肪垫发展
第44天，去除小鼠的附睾脂肪垫并称重。呈总体重百分比形式的脂肪垫的重量用作瘦体质的替代指标，其中脂肪垫重量增加对应于较低瘦体质。用man52glu29gal19(1％)处理并进食高脂肪膳食的小鼠具有比水对照小鼠或进食高脂肪膳食的经FOS处理的小鼠低的脂肪垫/体重％(图19)。
在肥胖症模型中这三个指标的结果表明更长期的模型可能导致在模型中评估的其它参数显著改变(王和廖，《膳食诱发的肥胖症和胰岛素抗性的小鼠模型》.《分子生物学方法》.2012；821：421-433)。举例来说，当与进食低脂肪膳食的小鼠相比时，进食高脂肪膳食的小鼠将展现多个器官改变。在实验的第12周和12周以外，将小鼠处死并收获/加工某些组织用于分析。将结肠和盲肠收集、称重和测量；肥胖小鼠将具有更短的结肠和盲肠并且结肠重量减少。将盲肠内含物快速冷冻存储，用于16S RNA和代谢物的随后分析。收集肝，称重，并存储于福马林中用于组织病理学。进食高脂肪膳食的小鼠的肝重量往往比进食低脂肪膳食的小鼠高。取得血液样品并加工成血浆，以测量发炎性标记物(TNF-α、IFN-γ、IL-10、IL-13、IL-1β、IL-4、IL-5、IL-6和KC/GRO)、临床化学(胆固醇、三酸甘油酯)和脂多糖(LPS)水平。进食高脂肪膳食的小鼠具有增加的发炎标记物水平、更高的胆固醇、三酸甘油酯和循环LPS水平。模型测试中的所有这些指标类似于在人类中观测到的肥胖症表现。所选聚糖降低更短结肠和盲肠和结肠重量减少的发生率或量值。所选聚糖降低肝重量增长的发生率或量值。所选聚糖降低发炎性标记物存在的发生率或量值、减少胆固醇和/或全身LPS水平。
在广泛使用的膳食诱发的肥胖症的动物模型中获得的这些结果表明聚糖治疗剂可以预防高脂肪膳食诱发的体重增长、提高清除血糖的能力并增加瘦/脂肪身体组成。
实例15.在小鼠模型中聚糖对基因表达的作用
所述试验用两组小鼠进行。小鼠的对照组进食标准食物，并且小鼠的不同处理组进食补充有聚糖的标准食物。1-30天后，从小鼠获取血液样品，处死小鼠，并且从肠、肝、皮肤和其它相关部位收集组织并存储在-80℃下。RNA从组织中分离并转化成cDNA。GeneChip小鼠基因组4302.0阵列(Affymetrix)用于分析未处理与经聚糖处理的动物之间约14,000个鼠类基因的差异表达。根据制造商的说明书和标准方案进行实验方案和原始数据分析。从以下数据库获得差异表达的基因的生物功能和其与各种过程的牵连：RefGene(关于基因、蛋白质和抗体的提及：refgene.com/)、CTD(比较毒物基因组学数据库：ctd.mdibl.org/)、MGI(小鼠基因组学信息：www.informatics.jax.org/)、KEGG(基因和基因组的京都百科全书：www.genome.jp/kegg/genes.html)。此程序用于鉴别编码发炎性细胞因子、免疫调节细胞因子、抗微生物肽和其它相关效应分子的基因的差异表达。
表1：胃肠道的种类微生物成分水平
表2：微生物代谢物
表3：健康人类中大肠(与小肠相比)中主要种类微生物成分水平
表4：健康人类中小肠(与大肠相比)中主要种类微生物成分水平
表5：多酚
同等物和范围
本申请提及各种颁予的专利、公开的专利申请、杂志文章和其它出版物，这些都以引用的方式并入本文中。如果任何并入的参考文献与本说明书之间存在冲突，那么应以本说明书为准。另外，属于现有技术内的本发明的任何具体实施例可以从权利要求中的任一项或多项明确排除。因为此类实施例被认为是所属领域的普通技术人员已知的，所以其可以被排除，即使所述排除在本文中并未明确阐述。本发明的任何具体实施例可以出于任何原因从任何权利要求排除，无论与现有技术的存在相关与否。
所属领域的技术人员至多使用常规实验即可识别或能够确定本文所述的特定实施例的许多同等物。本文所述的本发明实施例的范围不意图限于以上描述、图或实例，而是如所附权利要求书中阐述。所属领域的技术人员将了解可以在不脱离如以下权利要求书中定义的本发明的精神或范围的情况下对本说明书作出各种改变和修改。

Claims (142)

1.一种用于调节人类受试者的胃肠道微生物丛中的细菌分类群的丰度的药物组合物，所述组合物包含有效调节所述细菌分类群的丰度的量的聚糖治疗制剂，其中
i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中所述制剂中所述聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01；
ii)所述制剂中至少50％的所述聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及
iii)所述制剂的所述聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率介于约1∶1到约5∶1之间。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述细菌分类群至少包含第一细菌分类群和第二细菌分类群。
3.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述制剂包含分支寡糖。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述制剂中所述聚糖的平均支化度(DB)至少是0.05。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中至少两个所述糖苷键独立地包含1-＞2糖苷键、1-＞3糖苷键、1-＞4糖苷键或1-＞6糖苷键。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中至少三个所述糖苷键独立地包含1-＞2糖苷键、1-＞3糖苷键、1-＞4糖苷键或1-＞6糖苷键。
7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中至少四个所述糖苷键独立地包含1-＞2糖苷键、1-＞3糖苷键、1-＞4糖苷键或1-＞6糖苷键。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述聚糖单元包含至少一种选自丁糖、戊糖、己糖和庚糖的群组的单糖。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述聚糖单元包含至少一种选自葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖和鼠李糖的群组的单糖。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述制剂中至少20％(按重量或数目计)的所述聚糖不包含超过预选参考水平的2个聚糖单元的重复单元。
11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述聚糖治疗制剂是合成的，并且并非从天然寡糖或多糖来源分离。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述人类受试者的胃肠道微生物丛中的所述细菌分类群的丰度独立地至少改变约5％。
13.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述人类受试者的胃肠道微生物丛中的所述细菌分类群的丰度独立地至少增加约5％。
14.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述人类受试者的胃肠道微生物丛中的所述细菌分类群的丰度独立地至少增加约10％。
15.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述人类受试者的胃肠道微生物丛中的所述细菌分类群的丰度独立地至少减少约5％。
16.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述细菌分类群包含共生细菌分类群。
17.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述细菌分类群包含病原性细菌分类群。
18.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述细菌分类群包含选自以下各菌的群组的种类：阿克曼氏菌属(Akkermansia)、阿里氏菌属(Alistipes)、阿纳氏菌属(Anaerofilum)、拟杆菌属(Bacteroides)、嗜胆菌属(Bilophila)、布劳特氏菌属(Blautia)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、丁酸弧菌属(Butyrivibrio)、曲状杆菌属(Campylobacter)、丝状菌属(Candidatus)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、梭菌属(Clostridium)、柯林斯菌属(Collinsella)、粪球菌属(Coprococcus)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、小杆菌属(Dialister)、多尔氏菌属(Dorea)、肠杆菌属(Enterobacter)、肠球菌属(Enterococcus)、埃希氏杆菌属(Escherichia)、真杆菌属(Eubacterium)、栖粪杆菌属(Faecalibacterium)、梭杆菌属(Fusobacterium)、嗜血杆菌属(Haemophilus)、克雷伯氏菌(Klebsiella)、毛螺菌属(Lachnospira)、乳杆菌属(Lactobacillus)、臭杆菌属(Odoribacter)、颤螺旋菌属(Oscillospira)、副拟杆菌属(Parabacteroides)、消化球菌属(Peptococcus)、消化链球菌属(Peptostreptococcus)、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)、卟啉单胞菌属(Porphyromonas)、珀替菌属(Portiera)、普氏菌属(Prevotella)、普罗威登斯菌属(Providencia)、假单胞菌属(Pseudomonas)、罗斯氏菌属(Roseburia)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、沙门氏菌属(Salmonella)、志贺杆菌属(Shigella)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、链球菌属(Streptococcus)、罕见小球菌属(Subdoligranulum)、弧菌属(Vibrio)和耶尔森氏菌属(Yersinia)。
19.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述细菌分类群包含选自以下各菌的群组的种类：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae))、梭菌属(梭菌科(Clostridiaceae))、双歧杆菌属、凝聚杆菌属(Aggregatibacter)、梭菌属(消化链球菌科(Peptostreptococcaveae))、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。
20.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述细菌分类群包含选自以下各菌的群组的种类：阿克曼氏菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属和副拟杆菌属。
21.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述细菌分类群包含选自阿克曼氏菌属和布劳特氏菌属的群组的种类。
22.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述细菌分类群包含主要在小肠或大肠中的分类群。
23.根据权利要求22所述的组合物，其中所述主要在小肠中的细菌分类群包含选自以下各菌的群组的种类：无色杆菌属(Achromobacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、布劳特氏菌属、伯克霍尔德菌属(Burkholderia)、粪球菌属、克拉菌属(Cryocola)、肠球菌属、真杆菌属、霍尔德曼氏菌属(Holdemania)、乳球菌属、分枝杆菌属(Mycobacterium)、假枝杆菌属(Pseudoramibacter)、青枯病菌属(Ralstonia)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、链球菌属和图利杆菌属(Turicibacter)。
24.根据权利要求22所述的组合物，其中所述主要在大肠中的细菌分类群包含选自以下各菌的群组的种类：厌氧干菌属(Anaerotruncus)、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、嗜胆菌属、丁酸菌属(Butyricimonas)、臭杆菌属、副拟杆菌属、考拉杆菌属、普氏菌属和瘤胃球菌。
25.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物进一步包含多酚制剂。
26.根据权利要求25所述的组合物，其中所述多酚制剂包含从植物来源材料分离的植物多酚。
27.根据权利要求26所述的组合物，其中所述植物来源材料包含蓝莓、蔓越莓、葡萄、桃子、李子、石榴、大豆、红酒、红茶或绿茶。
28.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中调节细菌分类群的丰度治疗菌群失调。
29.一种用于减少人类受试者中药物或治疗诱发的症状的药物组合物，所述药物组合物包含有效减少药物或治疗诱发的症状的量的聚糖治疗制剂，其中
i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中所述制剂中所述聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01，
ii)所述制剂中至少50％的所述聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)，以及
(iii)所述制剂的所述聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率介于约1∶1到约5∶1之间。
30.根据权利要求29所述的组合物，其中所述药物或治疗诱发的症状选自腹胀、腹泻、呕吐、恶心和便秘的群组。
31.根据权利要求29所述的组合物，其中所述药物或治疗诱发的症状是腹泻。
32.根据权利要求29所述的组合物，其中所述药物或治疗诱发的症状是便秘。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的组合物，其中所述组合物减少药物诱发的症状并且所述组合物在投予所述药物前、与投予所述药物同时或在投予所述药物后投予。
34.根据权利要求29至33中任一项所述的组合物，其中所述药物是抗糖尿病药物、免疫抑制药物、抗微生物药、化学治疗药物、抗精神病药、质子泵抑制剂药物或非类固醇消炎药(NSAID)。
35.根据权利要求29至34中任一项所述的组合物，其中所述药物选自以下各物的群组：环丙沙星(ciprofloxacin)、克林达霉素(clindamycin)、阿莫西林棒酸盐(amoxicillin-clavulanate)、头孢克肟(cefixime)、头孢菌素(ephalosporins)、氟喹诺酮(fluoroquinolones)、阿奇霉素(azithromycin)、克拉霉素(clarithromycin)、红霉素(erythromycin)、四环素(tetracycline)、阿奇霉素(azithromycin)、伊立替康(irinotecan)(坎普土沙(camptosar))、5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil)、甲酰四氢叶酸(leucovorin)、奥沙利铂(oxaliplatin)、硼替佐米(bortezomib)、伊马替尼(imatinib)、来那度胺(lenalidomide)、依布维卡(imbruvica)、伊派利单抗(ipilimumab)、帕妥珠单抗(pertuzumab)、卡培他滨(capecitabine)、多烯紫杉醇(docetaxel)、拉帕替尼(1apatinib)、埃罗替尼(erlotinib)、卡莫司汀(carmustine)、依托泊苷(etoposide)、阿糖胞嘧啶(aracytine)、美法仑(melphalan)、阿糖胞苷(cytarabine)、道诺霉素(daunorubicine)、安吖啶(amsacrine)、米托蒽醌(mitoxantrone)、奥氮平(olanzapine)、雷尼替丁(ranitidine)、法莫替丁(famotidine)、西咪替丁(cimetidine)、奥美拉唑(omeprazole)、硫糖铝(sucralfate)、埃索美拉唑(esomeprazole)、萘普生(naproxen)、双氯芬酸(diclofenac)、吲哚美辛(indomethacin)、布洛芬(ibuprofen)、酮基布洛芬(ketoprofen)、吡罗昔康(piroxicam)、塞内昔布(celecoxib)、尼美舒利(nimesulid)、阿司匹林(aspirin)、二甲双胍(metformin)、帕罗西汀(paroxetine)、丙戊酸(valproic acid)和氯氮平(clozapine)。
36.根据权利要求29至35中任一项所述的组合物，其中所述组合物减少治疗诱发的症状并且所述治疗包含放射治疗或手术。
37.根据权利要求29至36中任一项所述的组合物，其中所述受试者在治疗方案期间展现所述药物或治疗诱发的症状。
38.根据权利要求29至37中任一项所述的组合物，其中所述减少所述一种或多种症状增加所述受试者对所述治疗方案的顺应性。
39.根据权利要求29至38中任一项所述的组合物，其中所述减少所述一种或多种症状增加所述受试者对所述治疗方案期间待投予的更高剂量的所述药物的耐受性。
40.一种用于调节人类受试者的胃肠道中的微生物多样性的药物组合物，所述组合物包含有效调节所述微生物多样性的量的聚糖治疗制剂，其中
i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中所述制剂中所述聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01；
ii)所述制剂中至少50％的所述聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及
iii)所述制剂的所述聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率介于约1∶1到约5∶1之间。
41.根据权利要求40所述的组合物，其中所述微生物多样性包含细菌多样性。
42.根据权利要求40至41中任一项所述的组合物，其中香农多样性(Shannondiversity)增加或减少至少约5％。
43.根据权利要求40至42中任一项所述的组合物，其中香农多样性增加或减少至少约10％。
44.根据权利要求40至42中任一项所述的组合物，其中香农多样性增加或减少至少约20％。
45.根据权利要求40至43中任一项所述的组合物，其中香农多样性增加或减少至少约0.3log倍数。
46.根据权利要求40至44中任一项所述的组合物，其中香农多样性增加或减少至少约0.6log倍数。
47.根据权利要求40至46中任一项所述的组合物，其中调节选自以下种类的群组的至少一个细菌分类群的丰度：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。
48.根据权利要求40至47中任一项所述的组合物，其中选自以下种类的群组的至少一个细菌分类群的丰度增加至少约5％：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。
49.根据权利要求40至48中任一项所述的组合物，其中调节选自以下种类的群组的至少两个细菌分类群的丰度：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。
50.根据权利要求40至49中任一项所述的组合物，其中选自以下种类的群组的至少两个细菌分类群的丰度增加至少约5％：普氏菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、梭菌属(丹毒丝菌科)、梭菌属(梭菌科)、双歧杆菌属、凝聚杆菌属、梭菌属(消化链球菌科)、副拟杆菌属、乳杆菌属和肠球菌属。
51.根据权利要求40至50中任一项所述的组合物，其中调节选自以下种类的群组的至少一个细菌分类群的丰度：阿克曼氏菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属和副拟杆菌属。
52.根据权利要求40至51中任一项所述的组合物，其中调节选自以下种类的群组的至少两个细菌分类群的丰度：阿克曼氏菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属和副拟杆菌属。
53.根据权利要求40至52中任一项所述的组合物，其中调节选自阿克曼氏菌属和布劳特氏菌属的群组的至少一个细菌分类群的丰度。
54.根据权利要求40至53中任一项所述的组合物，其中调节细菌种类阿克曼氏菌属与布劳特氏菌属的丰度。
55.根据权利要求40至54中任一项所述的组合物，其中调节所述微生物多样性治疗菌群失调。
56.一种用于治疗有需要的人类受试者的药物组合物，所述方法包含：
a.鉴别需要治疗菌群失调的人类受试者，以及
b.向所述人类受试者投予有效治疗所述菌群失调的量的包含聚糖治疗制剂的药物组合物，其中
i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中所述制剂中所述聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01，
ii)所述制剂中至少50％的所述聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)，以及
iii)所述制剂的所述聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率介于约1∶1到约5∶1之间。
57.根据权利要求56所述的组合物，其中所述人类受试者患有感染性疾病、病症或病状。
58.根据权利要求57所述的组合物，其中所述感染性疾病、病症或病状选自艰难梭菌感染(Clostridium difficile infection，CDI)、耐万古霉素肠球菌(Vancomycin-resistantenterococci，VRE)感染、感染性结肠炎或艰难梭菌结肠炎的群组。
59.根据权利要求57所述的组合物，其中所述感染性疾病、病症或病状是选自以下各病的群组的腹泻：艰难梭菌相关性腹泻(CDAD)、抗生素相关性腹泻(AAD)、抗生素诱发的腹泻、旅行者腹泻(TD)、小儿腹泻和(急性)感染性腹泻。
60.根据权利要求56所述的组合物，其中所述人类受试者患有代谢疾病、病症或病状。
61.根据权利要求60所述的组合物，其中所述代谢疾病、病症或病状选自肥胖症、(胰岛素抗性)前期糖尿病、II型糖尿病、高空腹血糖(高血糖症)和代谢综合征的群组。
62.根据权利要求60所述的组合物，其中所述代谢疾病、病症或病状是选自高血液胆固醇、高LDL、高血压(高血压)、高三酸甘油酯水平、低HDL的群组的心血管风险因素。
63.根据权利要求56所述的组合物，其中所述人类受试者患有发炎性疾病、病症或病状。
64.根据权利要求63所述的组合物，其中所述发炎性疾病、病症或病状选自炎症性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎(UC)、克罗恩氏病(Crohn′s disease，CD)、肠道炎症和显微镜下结肠炎的群组。
65.根据权利要求63所述的组合物，其中所述发炎性疾病、病症或病状选自肠易激综合征(IBS)、便秘、腹泻、消化不良和非溃疡性消化不良的群组。
66.根据权利要求56所述的组合物，其中所述人类受试者患有自体免疫性疾病、病症或病状。
67.根据权利要求66所述的组合物，其中所述自体免疫性疾病、病症或病状选自自体免疫性关节炎、I型糖尿病、多发性硬化症和牛皮癣的群组。
68.根据权利要求56所述的组合物，其中所述人类受试者患有过敏症。
69.根据权利要求68所述的组合物，其中所述过敏症包含哮喘或异位性皮炎。
70.根据权利要求56所述的组合物，其中所述人类受试者患有神经疾病、病症或病状。
71.根据权利要求70所述的组合物，其中所述神经疾病、病症或病状选自自闭症、高血氨症和肝性脑病的群组。
72.根据权利要求56至71中任一项所述的组合物，其中治疗进一步包含投予第二药物或药剂。
73.根据权利要求72所述的组合物，其中所述第二药物或药剂是标准护理药物或药剂。
74.根据权利要求72至73中任一项所述的组合物，其中所述包含聚糖治疗制剂的药物组合物和所述第二药物或药剂的治疗作用是累加的。
75.根据权利要求72至73中任一项所述的组合物，其中所述包含聚糖治疗制剂的药物组合物和所述第二药物或药剂的治疗作用是协同的。
76.根据权利要求56至75中任一项所述的组合物，其中所述组合物每日投予。
77.根据权利要求56至76中任一项所述的组合物，其中所述组合物每天投予，历时预定天数(治疗期)。
78.根据权利要求77所述的组合物，其中所述治疗期介于约1天与约30天之间。
79.根据权利要求77所述的组合物，其中所述治疗期介于约1个月与约6个月之间。
80.根据权利要求77至79中任一项所述的组合物，其中所述受试者投予组合物历时单个治疗期。
81.根据权利要求77至79中任一项所述的组合物，其中所述受试者投予所述组合物历时超过一个治疗期。
82.根据权利要求56至81中任一项所述的组合物，其中所述人类受试者的所述疾病通过治疗所述菌群失调来治疗。
83.一种用于调节人类受试者的胃肠道微生物丛的功能途径的药物组合物，所述组合物包含有效调节所述功能途径的量的聚糖治疗制剂，其中
i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中所述制剂中所述聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01；
ii)所述制剂中至少50％的所述聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及
iii)所述制剂的所述聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率介于约1∶1到约5∶1之间。
84.根据权利要求83所述的组合物，其中所述功能途径通过所述微生物丛来调节抗微生物剂、次级胆汁酸、短链脂肪酸、含铁细胞或表2中列出的代谢物的产生。
85.根据权利要求84所述的组合物，其中所述抗微生物剂包含细菌素或过氧化氢。
86.根据权利要求84所述的组合物，其中所述短链脂肪酸包含甲酸酯、丁酸酯、乙酸酯、丙酸酯或戊酸酯。
87.根据权利要求84所述的组合物，其中所述代谢物包含2-羟基异丁酸酯、3-羟基异戊酸酯、3-甲基巴豆酰基甘氨酸、3-甲基巴豆酰基甘氨酸、尿囊素、甜菜碱、甲酸酯、甘露糖醇、对甲酚葡萄糖苷酸、苯基乙酰基甘氨酸、肌氨酸、牛磺酸、乙酸、乙醛、抗坏血酸、丁二酮、丁酸、脱氧胆酸、硫酸乙基苯酯、甲酸、吲哚、异丁酸、异戊酸、丙酸、血清素、丁二酸、丁二酸酯、TMAO、色氨酸、戊酸、熊去氧胆酸、乳酸酯、乳酸或过氧化氢。
88.根据权利要求83至87中任一项所述的组合物，其中所述功能途径调节所述人类受试者中发炎性或免疫调节性细胞因子的水平。
89.根据权利要求88所述的组合物，其中所述发炎性和免疫调节性细胞因子包含介白素-1α(IL-1α)、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、IL-13、IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23、肿瘤坏死因子(TNF)、趋化因子(C-C基元)配体5(CCL5，又称为RANTES)、转化生长因子β(TGF-β)或干扰素γ(IFN-γ)。
90.根据权利要求83至89中任一项所述的组合物，其中所述功能途径增加所述受试者中短链脂肪酸的水平。
91.根据权利要求90所述的组合物，其中所述短链脂肪酸的增加诱导所述受试者产生调节T(Treg)细胞。
92.根据权利要求90至91中任一项所述的组合物，其中所述短链脂肪酸的增加降低所述受试者中肠或血浆内毒素水平的渗透性。
93.根据权利要求90至92中任一项所述的组合物，其中所述短链脂肪酸的增加减少所述受试者的发炎性反应。
94.根据权利要求90至93中任一项所述的组合物，其中所述短链脂肪酸由瘤胃菌科(Ruminocaccaceae)和/或毛螺菌科(Lachnospiraceae)的至少一种细菌物种产生。
95.根据权利要求83至94中任一项所述的组合物，其中所述受试者肥胖。
96.一种用于预防先前投予用于治疗艰难梭菌感染的药物的人类受试者中艰难梭菌感染复发的药物组合物，所述组合物包含有效预防所述复发的量的聚糖治疗制剂，其中
i)所述聚糖治疗制剂包含分支聚糖的混合物，其中所述制剂中所述聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01；
ii)所述制剂中至少50％的所述聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)；以及
iii)所述聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率介于约1∶1到约5∶1之间。
97.根据权利要求96所述的组合物，其中所述复发包含与艰难梭菌感染相关的一种或多种症状的复发。
98.根据权利要求96至97中任一项所述的组合物，其中所述复发发生在一线或标准护理药物治疗方案期间或之后。
99.根据权利要求96至98中任一项所述的组合物，其中所述用于治疗艰难梭菌感染的药物是抗生素。
100.根据权利要求99所述的组合物，其中所述抗生素选自万古霉素(vancomycin)、甲硝哒唑(metronidazole)和非达霉素(fidaxomicin)的群组。
101.根据权利要求96至100中任一项所述的组合物，其中所述组合物与投予用于治疗艰难梭菌感染的药物同时投予或在投予用于治疗艰难梭菌感染的药物后投予。
102.根据权利要求96至101中任一项所述的组合物，其中所述组合物与第二药物或治疗组合投予。
103.根据权利要求102所述的组合物，其中所述第二药物或治疗包含抗生素。
104.根据权利要求103所述的组合物，其中所述抗生素选自万古霉素、甲硝哒唑和非达霉素的群组。
105.根据权利要求96至104中任一项所述的组合物，其中投予所述组合物使所述受试者中与艰难梭菌感染相关的症状的严重程度降低，但不消除所述受试者中的艰难梭菌群体。
106.根据权利要求96至104中任一项所述的组合物，其中投予所述组合物使所述受试者中与艰难梭菌感染相关的症状的严重程度降低，但不改变所述受试者中艰难梭菌的丰度。
107.一种制备药物组合物的方法，所述方法包含：
(a)提供包含合成聚糖的混合物的制剂，
(b)获取关于所述制剂的一个或多个以下特征的值：
(i)聚合度(DP)
(ii)平均支化度(DB)
(iii)α-糖苷键与β-糖苷键的比率，以及
(c)如果符合以下准则中的一个或多个，那么将所述制剂配制成药物组合物：
(i)所述制剂中至少50％的所述聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的DP，
(ii)所述制剂中所述聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01，
(iii)所述制剂的所述聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率介于约1∶1到约5∶1之间。
108.根据权利要求107所述的方法，其进一步包含：
b)获取关于所述制剂的任一个或两个额外特征的值：
(iv)所述聚糖单元的身份，
(v)聚糖单元比率，以及
c)如果存在以下情况，那么将所述制剂配制成药物组合物：
(vi)所述制剂中的所述聚糖单元比率大致与所述聚糖单元输入的比率相同。
109.根据权利要求107至108中任一项所述的方法，其进一步包含：
b)获取关于所述制剂的任一个或两个额外特征的值：
(iv)选自由以下各菌组成的群组的共生菌株在补充有所述制剂的培养基中的细菌生长水平：粪拟杆菌(Bacteroides caccae)ATCC 43185、肠道普氏菌(Prevotella copri)DSM18205、多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotamicron)ATCC 29741、分解纤维拟杆菌(Bacteroides cellulosilyticus)DSM 14838、闪烁梭菌(Clostridium scindens)ATCC35704、卵瘤胃球菌(Ruminococcus obeum)ATCC 29714、系结梭菌(Clostridium nexile)ATCC 27757和狄氏副拟杆菌(Parabacteroides distasonis)ATCC 8503，
(v)选自由以下各菌组成的群组的病原性菌株在补充有所述制剂的培养基中的细菌生长水平：艰难梭菌ATCC BAA-1382、艰难梭菌ATCC 43255、屎肠球菌(Enterococcus向ecium)ATCC 700221和肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)ATCC 27869；以及
c)如果符合以下准则中的一个或两个，那么将所述制剂配制成药物组合物：
(vi)所述补充有所述制剂的培养基促进至少5种共生菌株的生长；
(vii)所述补充有所述制剂的培养基促进至多2种病原性菌株的生长。
110.根据权利要求108至109中任一项所述的方法，其中步骤(b)可以在权利要求107的步骤(b)前、与权利要求107的步骤(b)同时或在权利要求107的步骤(b)后，但在权利要求107的步骤(c)前进行。
111.根据权利要求107至110中任一项所述的方法，其中将所述制剂配制成药物组合物的所述步骤包含以下一个或多个步骤：
i)从所述制剂去除不必要的成分，
ii)减小所述制剂的体积，
iii)将所述制剂灭菌，
iv)将所述制剂与药学上可接受的赋形剂或载剂混合，
v)将所述制剂与第二药物或药剂混合，
vi)将所述制剂配制成水溶液或糖浆，
vii)将所述制剂配制成片剂或丸剂，以及
viii)将所述制剂配制成胶囊。
112.根据权利要求107至111中任一项所述的方法，其中将所述制剂配制成药物组合物的所述步骤包含以下一个或多个步骤：
(i)将所述制剂进行包装，
(ii)对所述包装的制剂进行标记，以及
(iii)将所述包装和标记的制剂出售或提供所述包装和标记的制剂以供出售。
113.一种制备药物组合物的方法，所述方法包含：
(i)提供治疗性聚糖制剂，所述治疗性聚糖制剂包含至少一种选自由以下各物组成的群组的聚糖单元：葡萄糖、半乳糖、岩藻糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖和甘露糖，
(ii)确定预选的NMR峰或NMR峰的群组是否与所述聚糖制剂相关，以及
(iii)如果存在预选的峰或峰的群组，那么将所述制剂配制成药物组合物。
114.根据权利要求113所述的方法，其中所述峰是1H-13C HSQC NMR峰。
115.根据权利要求114所述的方法，其中确定包含获取关于与所述制剂相关的1H-13CHSQC峰或峰的群组的身份的值，并且如果存在预选的峰，那么将所述制剂配制成药物组合物。
116.根据权利要求113至115中任一项所述的方法，其中
(i)对于包含葡萄糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.42、92.5；5.21、92.8；5.18、93.9；5.08、97.0；5.36、98.4；5.34、99.8；5.38、100.3；4.95、98.6；4.62、96.6；4.70、103.6；4.49、103.4 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(ii)对于包含半乳糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、92.9；5.24、93.1；5.14、96.0；4.96、99.3；5.31、98.7；5.39、101.4；5.00、101.8；4.80、101.3；4.63、97.0；4.56、97.2；4.53、103.1；4.43、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(iii)对于包含岩藻糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、92.9；5.33、92.4；5.04、96.3；4.90、99.7；4.52、97.0；4.39、103.6 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(iv)对于包含木糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、93.0；5.10、94.3；5.34、98.2；5.31、99.6；5.11、100.8；4.91、99.4；4.56、97.3；4.64、104.2；4.54、103.4；4.44、102.6；4.44、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(v)对于包含阿拉伯糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.22、93.2；5.13、93.2；5.29、96.0；5.26、97.2；5.12、96.6；5.18、99.6；5.06、99.2；4.99、100.0；5.26、101.9；5.06、102.1；4.55、97.4；4.54、105.2；4.50、105.5；4.38、103.9 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(vi)对于包含鼠李糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.21、93.2；5.10、94.5；4.85、94.1；5.01、95.8；5.35、100.5；5.15、102.2；5.04、102.9；4.78、97.9；4.71、99.0；4.72、101.0 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(vii)对于包含甘露糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、93.0；5.16、94.6；4.88、94.2；5.39、101.7；5.24、101.9；5.13、102.8；5.03、102.7；5.24、105.6；5.09、108.0；4.88、94.2；4.89、100.0；4.70、101.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰。
117.根据权利要求113至116中任一项所述的方法，其中
(i)对于包含葡萄糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.42、92.5；5.21、92.8；5.18、93.9；5.08、97.0；5.36、98.4；5.34、99.8；5.38、100.3；4.95、98.6；4.62、96.6；4.70、103.6；4.49、103.4 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(ii)对于包含半乳糖的聚糖，所述峰包含选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、92.9；5.24、93.1；5.14、96.0；4.96、99.3；5.31、98.7；5.39、101.4；5.00、101.8；4.80、101.3；4.63、97.0；4.56、97.2；4.53、103.1；4.43、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(iii)对于包含岩藻糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、92.9；5.33、92.4；5.04、96.3；4.90、99.7；4.52、97.0；4.39、103.6 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(iv)对于包含木糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、93.0；5.10、94.3；5.34、98.2；5.31、99.6；5.11、100.8；4.91、99.4；4.56、97.3；4.64、104.2；4.54、103.4；4.44、102.6；4.44、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(v)对于包含阿拉伯糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.22、93.2；5.13、93.2；5.29、96.0；5.26、97.2；5.12、96.6；5.18、99.6；5.06、99.2；4.99、100.0；5.26、101.9；5.06、102.1；4.55、97.4；4.54、105.2；4.50、105.5；4.38、103.9 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(vi)对于包含鼠李糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.21、93.2；5.10、94.5；4.85、94.1；5.01、95.8；5.35、100.5；5.15、102.2；5.04、102.9；4.78、97.9；4.71、99.0；4.72、101.0 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(vii)对于包含甘露糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、93.0；5.16、94.6；4.88、94.2；5.39、101.7；5.24、101.9；5.13、102.8；5.03、102.7；5.24、105.6；5.09、108.0；4.88、94.2；4.89、100.0；4.70、101.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰。
118.一种包含治疗性聚糖制剂的药物组合物，所述治疗性聚糖制剂包含分支聚糖的混合物，其中所述制剂中所述聚糖的平均支化度(DB)至少是0.01，其中
i)所述制剂中至少50％的所述聚糖具有至少3个并少于30个聚糖单元的聚合度(DP)，
ii)所述聚糖制剂包含α-糖苷键与β-糖苷键，
iii)所述制剂的所述聚糖中存在的至少一个所述糖苷键包含1-＞2糖苷键、1-＞3糖苷键、1-＞4糖苷键或1-＞6糖苷键，
iv)所述制剂的所述聚糖中存在的α-糖苷键与β-糖苷键的比率介于约1∶1到约5∶1之间。
119.根据权利要求118所述的组合物，其中至少两个所述糖苷键独立地包含1-＞2糖苷键、1-＞3糖苷键、1-＞4糖苷键或1-＞6糖苷键。
120.根据权利要求118至119中任一项所述的组合物，其中至少三个所述糖苷键独立地包含1-＞2糖苷键、1-＞3糖苷键、1-＞4糖苷键或1-＞6糖苷键。
121.根据权利要求118至120中任一项所述的组合物，其中所述聚糖单元包含至少一种选自葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖、木糖、岩藻糖和鼠李糖的群组的单糖。
122.根据权利要求118至121中任一项所述的组合物，其中所述制剂中至少20％(按重量或数目计)的所述聚糖不包含超过预选参考水平的2个聚糖单元的重复单元。
123.根据权利要求118至122中任一项所述的组合物，其中所述聚糖治疗制剂是合成的，并且并非从天然寡糖或多糖来源分离。
124.根据权利要求118至123中任一项所述的组合物，其进一步包含多酚制剂。
125.根据权利要求118至124中任一项所述的组合物，其进一步包含益生菌制剂。
126.根据权利要求118至125中任一项所述的组合物，其进一步包含药物或治疗剂。
127.根据权利要求118至126中任一项所述的组合物，其进一步包含药学上可接受的赋形剂。
128.根据权利要求118至127中任一项所述的组合物，其中所述组合物被配制成单位剂型。
129.根据权利要求128所述的组合物，其中所述单位剂型被配制成经口递送。
130.根据权利要求128或129所述的组合物，其中所述单位剂型被配制成溶解在水溶液中并呈饮料、糖浆、溶液或悬浮液经口投予。
131.根据权利要求128至130中任一项所述的组合物，其中所述单位剂型被配制成延迟释放或时间控制系统。
132.根据权利要求128至131中任一项所述的组合物，其中所述单位剂型被配制成在胃肠道的特定区域中释放所述治疗性聚糖制剂。
133.根据权利要求132所述的组合物，其中所述胃肠道的特定区域包含胃、小肠、大肠或结肠。
134.根据权利要求128至133中任一项所述的组合物，其中所述组合物调节胃肠道中存在的细菌种类的丰度。
135.根据权利要求128至134中任一项所述的组合物，其中所述组合物调节小肠或大肠中的一个或两个中存在的细菌种类的丰度。
136.根据权利要求128至135中任一项所述的组合物，其中所述组合物调节选自以下种类的群组的主要在小肠中的细菌种类的丰度：无色杆菌属、土壤杆菌属、布劳特氏菌属、伯克霍尔德菌属、粪球菌属、克拉菌属、肠球菌属、真杆菌属、霍尔德曼氏菌属、乳球菌属、分枝杆菌属、假枝杆菌、青枯病菌属、鞘氨醇单胞菌属、链球菌属和图利杆菌属。
137.根据权利要求128至136中任一项所述的组合物，其中所述组合物调节选自以下种类的群组的主要在大肠中的细菌种类：厌氧干菌属、阿克曼氏菌属、拟杆菌属、嗜胆菌属、丁酸菌属、臭杆菌属、副拟杆菌属、考拉杆菌属、普氏菌属和瘤胃球菌。
138.一种包含治疗性聚糖制剂的药物组合物，所述治疗性聚糖制剂包含至少一种选自以下的群组的聚糖单元：葡萄糖、半乳糖、岩藻糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖和甘露糖，其中所述制剂包含与一个或多个以下1H-13C HSQC峰相关的聚糖单元：
(i)对于包含葡萄糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.42、92.5；5.21、92.8；5.18、93.9；5.08、97.0；5.36、98.4；5.34、99.8；5.38、100.3；4.95、98.6；4.62、96.6；4.70、103.6；4.49、103.4 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(ii)对于包含半乳糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、92.9；5.24、93.1；5.14、96.0；4.96、99.3；5.31、98.7；5.39、101.4；5.00、101.8；4.80、101.3；4.63、97.0；4.56、97.2；4.53、103.1；4.43、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(iii)对于包含岩藻糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC 峰：5.18、92.9；5.33、92.4；5.04、96.3；4.90、99.7；4.52、97.0；4.39、103.6 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(iv)对于包含木糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、93.0；5.10、94.3；5.34、98.2；5.31、99.6；5.11、100.8；4.91、99.4；4.56、97.3；4.64、104.2；4.54、103.4；4.44、102.6；4.44、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(v)对于包含阿拉伯糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.22、93.2；5.13、93.2；5.29、96.0；5.26、97.2；5.12、96.6；5.18、99.6；5.06、99.2；4.99、100.0；5.26、101.9；5.06、102.1；4.55、97.4；4.54、105.2；4.50、105.5；4.38、103.9 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(vi)对于包含鼠李糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.21、93.2；5.10、94.5；4.85、94.1；5.01、95.8；5.35、100.5；5.15、102.2；5.04、102.9；4.78、97.9；4.71、99.0；4.72、101.0 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(vii)对于包含甘露糖的聚糖，所述峰包含至少一个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、93.0；5.16、94.6；4.88、94.2；5.39、101.7；5.24、101.9；5.13、102.8；5.03、102.7；5.24、105.6；5.09、108.0；4.88、94.2；4.89、100.0；4.70、101.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰。
139.一种包含治疗性聚糖制剂的药物组合物，所述治疗性聚糖制剂包含至少一种选自以下的群组的聚糖单元：葡萄糖、半乳糖、岩藻糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖和甘露糖，其中所述制剂包含与两个或更多个以下1H-13C HSQC峰相关的聚糖单元：
(i)对于包含葡萄糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.42、92.5；5.21、92.8；5.18、93.9；5.08、97.0；5.36、98.4；5.34、99.8；5.38、100.3；4.95、98.6；4.62、96.6；4.70、103.6；4.49、103.4 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(ii)对于包含半乳糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、92.9；5.24、93.1；5.14、96.0；4.96、99.3；5.31、98.7；5.39、101.4；5.00、101.8；4.80、101.3；4.63、97.0；4.56、97.2；4.53、103.1；4.43、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(iii)对于包含岩藻糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、92.9；5.33、92.4；5.04、96.3；4.90、99.7；4.52、97.0；4.39、103.6 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(iv)对于包含木糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.18、93.0；5.10、94.3；5.34、98.2；5.31、99.6；5.11、100.8；4.91、99.4；4.56、97.3；4.64、104.2；4.54、103.4；4.44、102.6；4.44、104.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(v)对于包含阿拉伯糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.22、93.2；5.13、93.2；5.29、96.0；5.26、97.2；5.12、96.6；5.18、99.6；5.06、99.2；4.99、100.0；5.26、101.9；5.06、102.1；4.55、97.4；4.54、105.2；4.50、105.5；4.38、103.9 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(vi)对于包含鼠李糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.21、93.2；5.10、94.5；4.85、94.1；5.01、95.8；5.35、100.5；5.15、102.2；5.04、102.9；4.78、97.9；4.71、99.0；4.72、101.0 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰；
(vii)对于包含甘露糖的聚糖，所述峰包含至少两个选自以下的1H-13C HSQC峰：5.37、93.0；5.16、94.6；4.88、94.2；5.39、101.7；5.24、101.9；5.13、102.8；5.03、102.7；5.24、105.6；5.09、108.0；4.88、94.2；4.89、100.0；4.70、101.1 1H位移(ppm)和13C位移(ppm)或对应峰。
140.一种药物试剂盒，所述药物试剂盒包含：
i)根据权利要求118至139中任一项所述的药物组合物，
ii)选自多酚制剂、益生菌制剂、药物或治疗剂和饮食组分的群组的至少第二成分，
iii)说明材料，和
iv)包装。
141.一种方法，所述方法用于说明书中描述的任何实施例。
142.一种组合物，所述组合物用于说明书中描述的任何实施例。
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