包含噬菌体以用于减少至少一种成脂细菌物种的种群的方法,以及噬菌体及其用途与流程

文档序号:32170435发布日期:2022-11-12 06:48阅读:118来源:国知局
包含噬菌体以用于减少至少一种成脂细菌物种的种群的方法,以及噬菌体及其用途
1.根据独立权利要求的前序部分,本发明涉及用于减少至少一种成脂细菌物种的种群的方法并且涉及噬菌体及其用途。
2.众所周知,细菌与其宿主(即人和/或动物)之间的相互作用可以同时产生积极和消极的影响。一方面,细菌可以是人或动物的共生体或共栖体,因此可以在不伤害它们的情况下为其服务或与其共存。另一方面,已知许多细菌物种可以作为病原体或寄生体攻击和伤害人或动物生物体,并疑似可以导致和/或促使一系列疾病和相关的后遗症,例如出现超重或体重过度增加。这种伤害会导致生物体的死亡。
3.为了对抗细菌定殖或细菌感染,许多化学物质已被当作抗生素,且目前被认为是对人和动物的常规治疗方法。
4.这些物质的特点是具有广谱的活性,因为它们靶向在许多细菌物种中发现的分子结构,或者更确切地说是细菌分子。这使得其可以通过抗生素的方式来减少或消除大范围的细菌。这种作用的一个缺点是前面提到的共栖或共生细菌也因为抗生素的使用而被杀死,这可能造成对人、动物和/或环境的二次伤害。例如,由于对共栖和/或共生细菌有损害,微生物组的平衡可能会转为有利于病原微生物(例如,细菌和/或酵母菌),这种影响例如会造成一种持续数月并通常涉及严重后果的状态。
5.此外,用作抗生素的化学物质与生理代谢过程之间可能的相互作用是公知的。例如,在这种情况下,已知某些抗生素具有合成代谢作用,且其可在农业中被加以利用。然而,其不利的地方在于农业中使用的抗生素被人和/或动物生物体通过食物链摄入,并可能在这些生物体中产生增肥效应,例如生长加速和/或激素发生。用作抗生素的化学物质的其他形式的不相容性也得到了描述。其中尤其包括对这些化学物质出现变态反应以及由此引起的变应反应的影响,甚至变应性休克和/或多种(食物)不耐受的发生。此外,在抗生素治疗失败的情况下,不可能重复使用同一种的药物活性成分进行治疗,这意味着治疗通常会转换为一种具有更广谱活性的不同的抗生素活性成分组,从而引起更严重的微生物群失衡,包括出现多重耐药性细菌。实际上,在两种抗生素治疗之间必须保持特定的等待期,然而,这继而又会导致病原菌的传播。在这种情况下,以及在推测治疗成功后过早终止使用抗生素的情况下,已经在化学物质中暴露过而未被杀死的细菌会产生耐药机制,即所谓的抗生素耐药性。如果出现耐药性,那么这种特定的细菌就会对相应化学物质的抗生素治疗产生免疫。在这种情况下,这种治疗或疗法将不再成功。当残留量的抗生素或实际上其降解产物污染饮用水和/或环境,且环境中的细菌因此暴露于该物质时,也会发生这种情况。尤其重要的是,用作抗生素的化学物质更难穿透细菌形成的生物膜,因为生物膜的特点是其表面特别含糖且因此具有极性,而一些已知的抗生素无法穿透该表面。
6.超重、肥胖和/或体重过度增加现在可以被称为全球流行,并且被视为棘手的问题,特别是在身心健康方面。这些精神和/或身体上的痛苦可能会作为超重、肥胖和/或体重过度增加产生的医疗后果而发生,也可能由于例如新陈代谢紊乱、心血管系统紊乱、激素平衡紊乱、肌肉骨骼系统或其他器官系统紊乱等风险的增加而加剧。这些风险包括例如动脉
硬化、糖尿病、关节痛(包括但不限于脊柱、髋关节和膝关节痛)、消化不良和癌症(例如乳腺癌、肠癌和胰腺癌)等病症及医学疾病。然而,对于许多受影响的人来说,在超重和/或肥胖的情况下减轻体重或稳定最佳体重是非常困难的。因为我们的现代生活方式和/或家庭倾向使得减重对于患有超重、肥胖和/或体重过度增加的人来说很困难。然而,正是这种减重对于超重或体重严重增加的人来说是十分必要的,因为尤其是超重、肥胖和/或体重过度增加会在多种疾病的治疗中引起并发症,或会延迟或阻碍治疗的成功。此外,超重者的组织和/或器官过度肥胖会破坏器官的功能,甚至导致器官衰竭。对一些影响肿瘤学、免疫学、胃肠病学、内分泌学、精神病学、心身学、骨科、儿科、外科、泌尿科等医学领域的其他疾病,超重通常至少促成这些疾病的出现或在这些疾病的治疗期间引起并发症
7.超重可导致或促成疾病和/或医学病症,或使其治疗更加困难,这些疾病和/或医学病症为例如代谢综合征、2型糖尿病、胆囊疾病、慢性肠炎、胃酸过多、高血压、脂肪代谢紊乱、呼吸困难、睡眠呼吸暂停、冠心病、关节病、痛风、癌症(如子宫癌、乳腺癌、宫颈癌、肠癌、前列腺癌和胰腺癌)、性激素紊乱、性欲减退、关节和背部疼痛、血栓形成和栓塞的风险提高、手术和麻醉期间的风险提高、心理社会问题以及由此导致的生活质量局限,例如由抑郁症、自我价值降低(例如由不那么被环境欣赏的感觉引起)。
8.超重的出现也可归因于肠道菌群中的细菌。因此可以想到,肠道菌群内相应细菌种群的减少可防止或至少限制超重或体重过度增加的发生。这里的一个缺点是,传统的抗生素治疗不仅消除了导致超重的目标细菌,而且也消除了对宿主生物体(即人和/或动物生物体)产生积极影响并有益于其消化过程的共栖细菌。这也意味着会进一步增加抗生素的循环,从而促进了耐药性的产生。在其他方面,通常不建议使用抗生素来减轻体重,因为抗生素必须服用很长一段时间(例如几个月),这意味着对共栖菌群的过度破坏并且会延长与抗生素有关的副作用的发生。因此,仅由抗生素组成的疗法对于治疗超重或体重过度增加是不利的。
9.由于使用作为抗生素的化学物质的常规治疗以及对抗细菌种群的常规治疗,特别是对超重、肥胖和/或体重过度增加的治疗存在上述缺点,所以对于以简单、有效、相容、医学上安全、廉价、有针对性和特异性且副作用小的方式来调节、对抗和/或消除至少一种成脂细菌物种有着大量的并且不断提高的需求。同时,这种治疗必须长期成功。因此,本发明的目的是提供噬菌体和减少至少一种成脂细菌物种的种群的方法,以避免上述现有技术的缺点,并且其特点在于高效、特异性、兼容性和/或可靠性、简单、时间及成本有效利用而缺陷极少。
10.根据独立权利要求教导的方法和噬菌体,该目的以令人惊讶的简单但有效的方式实现。
11.根据本发明,提出了用于减少至少一种成脂细菌物种的种群的方法,其包括以下步骤:
12.a)提供包含至少一种成脂细菌物种的细菌的生物样品;并且
13.b)提供至少一种噬菌体物种的噬菌体,其对至少一种成脂细菌物种具有特异性,并且其包含至少一种与启动子和/或调节元件功能性结合的核酸,所述核酸选自:
14.i.编码至少一种抗菌核酸分子的核酸序列;和
15.ii.编码核酸分子的核酸序列,该核酸分子的至少50%与由i.中编码的核酸序列
所编码的核酸分子相同;和
16.iii.编码至少一种抗菌多肽的核酸序列;和
17.iv.编码多肽的核酸序列,该多肽中至少50%与由iii.中核酸序列所编码的多肽相同;和
18.v.编码来自i、ii、iii、iv的核酸片段的核酸序列,所述片段编码核酸分子或多肽;并且
19.c)将生物样品暴露于噬菌体并与噬菌体一起孵育,进行孵育直到成脂细菌物种的种群减少至少70%。
20.本发明所述方法基于这样的基本构思,即通过使用对至少一种成脂细菌物种具有特异性的噬菌体,可以可靠、快速、简单、特异性和持续地减少该至少一种成脂细菌物种的种群。已经证明,这样做是有利的,其他生物体(例如酵母菌、细菌、病毒等,和/或多细胞组织的细胞和/或生物体)由于同时的宿主依赖性而保持不被影响,这意味着其没有被损害、伤害和/或干扰。由于噬菌体的宿主依赖性,本发明所述方法可以在任何时间重复,且不会产生任何抗性。如本领域技术人员所熟悉的,如果生物样品中不同的细菌物种没有减少,则存在相互宿主依赖性,因此当生物样品中不再存在相应的成脂细菌物种时,噬菌体就没有特异性。这也涉及宿主生物体(即人和/或动物生物体)的器官和/或组织。
21.在本发明的范围内,已经发现为了减少至少一种细菌物种的种群,提供包含至少一种成脂细菌物种的细菌的生物样品,并将该细菌物种与所施用的至少一种噬菌体物种的噬菌体(其对至少一种成脂细菌物种具有特异性)一起孵育就足够了。
22.术语“种群”是本领域技术人员已知的并且通常涉及存在于特定区域和/或特定环境区域中的相同物种的所有个体的总体。在本发明的范围内,种群涉及至少一种成脂细菌物种的细菌的总体。术语“细菌”指一种或更多种细菌物种的代表。
23.术语“成脂细菌物种”是本领域技术人员已知的并且涉及至少一种细菌,优选2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多种细菌物种,其由于其生活模式而通过例如它们的分子代谢和/或它们与其他细菌物种、酵母菌和/或细胞的相互作用这种方式来直接或间接地影响人和/或动物生物体,进而使得通过脂肪组织(优选白色脂肪组织)的结构、储存和/或降低减少而引起、促进和/或提高发胖、肥胖、超重和/或体重增加。本领域技术人员知晓对生物体的直接或间接的影响。因此,其可以例如通过破坏生物体的组织直接影响生物体,或者其可以间接影响生物体中的代谢过程或其他过程,由此,尤其可以引起和/或促进体重增加和/或超重不减少。此外,本领域技术人员还理解,本文中的“成脂”还可以表示相应的细菌物种本身可以不直接产生成脂作用,然而它可以抗拒抗成脂细菌物种的生长、生活方式和/或存活,并以这种方式对生物体产生成脂作用。在本发明的范围内,可以想到成脂细菌物种可以存在于人和/或动物生物体的胃肠道内,例如胃和/或肠中。
24.成脂细菌物种选自但不限于:不动杆菌(acinetobacter)、放线菌(actinobacteria)、放线菌(actinomyces)、杆菌(bacilli)、拟杆菌(bacteriodes)、巴尔通体(bartonella)、博德特氏菌(bordetella)、疏螺旋体(borrelii)、布鲁氏菌(brucella)、柠檬酸杆菌(citrobacter)、弯曲杆菌(campylobacter)、衣原体(chlamydia)、梭状芽孢杆菌(clostridia)、棒状杆菌(corynebacteria)、脱硫弧菌(desulfovibrio)、埃里希氏菌(ehrlichia)、肠杆菌(enterobacter)、肠杆菌科(enterobacteriaceae)、肠球菌
(enterococcus)、丹毒丝菌(erysipelotrichia)、埃希氏菌(escherichia)、粪杆菌(faecalibacterium)、厚壁菌(firmicutes)、弗朗西斯菌(francisella)、螺杆菌(helicobacter)、hemophili、克雷伯菌(klebsiella)、乳酸杆菌(lactobacillus)、军团菌(legionella)、钩端螺旋体(leptospira)、李斯特菌(listeria)、甲烷短杆菌(methanobrevibacter)、莫拉菌(moraxella)、分枝杆菌(mycobacterium)、支原体(mycoplasmi)、奈瑟氏菌(neisserii)、诺卡氏菌(nocardia)、颤杆菌(oscillobacter)、paeruginosa、普雷沃氏菌(prevotellaceae)、丙酸杆菌(propionibacterium)、变形杆菌(proteus)、假单胞菌(pseudomonas)、立克次体(rickettsia)、瘤胃球菌(ruminococci)、沙门氏菌(salmonella)、志贺氏菌属(shigella)、螺旋菌(spirrillum)、螺旋体(spirochetes)、葡萄球菌(staphylococci)、窄食单胞菌(stenotrophomonas)、链杆菌(streptobacilli)、链球菌(streptococci)、密螺旋体(treponema)、弧菌(vibrio)、耶尔森菌(yersenia)、双歧杆菌(bidobacterium)、布劳氏菌(blautia)、布氏菌(bulleidia)、粪球菌(coprococcus)、dialister、真杆菌(eubacterium)、毛螺菌(lachnospiraceae)、oribacterium、罗斯氏菌(roseburia)、克里斯滕森菌(christensenellaceae)、欧文氏菌(erwinia)、flavonifractor、颤螺菌(oscillospira)、考拉杆菌(phascolarctobacterium)、普雷沃氏菌(prevotella)、琥珀酸弧菌(succinivibrio)、瘤胃球菌(ruminococcus)和/或韦荣球菌(veillonella)。
25.此外,成脂细菌物种选自但不限于:鲍曼不动杆菌(acinetobacter baumannii)、蜡状芽孢杆菌(bacillus cereus)、炭疽芽孢杆菌(bacillus anthracis)、枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis)、太极形拟杆菌(bacteriodes thetaiotaomicron)、普通拟杆菌(bacteriodes vulgatus)、汉氏巴尔通体(bartonella henselae)、百日咳博德特氏菌(bordetella pertussis)、鲍氏疏螺旋体(borrelia recurrentis)、赫氏疏螺旋体(borrelia hermsii)、土氏疏螺旋体(borrelia turicatue)、伯氏疏螺旋体(borrelia burgdorferi)、空肠弯曲杆菌(campylobacter jejuni)、弗氏柠檬酸杆菌(citrobacter fruendii)、鹦鹉热衣原体(chlamydia psittaci)、沙眼衣原体(chlamydia trachomatis)、肺炎衣原体(chlamydia pneumoniae)、肉毒杆菌(clostridium botulinum)、艰难梭菌(clostridium difficle)、破伤风梭菌(clostridium tetani)、产气荚膜梭菌(clostridium perfringens)、罗氏梭菌(clostridium ramosum)、诺氏梭菌(clostridium novyi)、脓毒梭菌(clostridium septicum)、柔嫩梭菌(clostridium leptum)、白喉棒状杆菌(corynebacteria diptheriae)、懒惰脱硫弧菌(desulfovibrio piger)、恰菲埃里希氏菌(ehrlichia chaffeensis)、粪肠球菌(enterococcus faecalis)、大肠杆菌(escherichia coli)(例如ehec,eiec,etec)、普拉氏粪杆菌(faecalibacterium prausnitzii)、土拉弗朗西斯菌(francisella tularensis)、幽门螺杆菌(helicobacter pylori)、流感嗜血杆菌(hemophilus influenzae)、副流感嗜血杆菌(hemophilus parainfluenzae)、埃及嗜血杆菌(hemophilus aegyptus)、肺炎克雷伯菌(klebsiella pneumoniae)、罗伊氏乳杆菌(lactobacillus reuteri)、嗜肺军团菌(legionella pneumophila)、出血钩端螺旋体(leptospirex hemoragia)、黄疸钩端螺旋体(leptospira icterohemorrhagiae)、单核细胞增生李斯特菌(listeria monocytogenes)、史密斯甲烷短杆菌(methanobrevibacter smithii)、卡他莫拉菌(moraxella catarrhalis)、结核分枝杆
菌(mycobacterium tuberculosis)、麻风分枝杆菌(mycobacterium leprae)、亚洲分枝杆菌(mycobacterium asiaticum)、胞内分枝杆菌(mycobacterium intracellulare)、鸟分枝杆菌-胞内(mycobacterium avium-intracellulars)、约氏分枝杆菌(myobacterium johnei)、鸟分枝杆菌(mycobacterium avium)、耻垢分枝杆菌(mycobacterium smegmatis)、肺炎支原体(mycoplasma pneumoniae)、人型支原体(mycoplasma hominis)、脑膜炎奈瑟菌(neisseria meningitidis)、淋病奈瑟菌(neisseria gonorrhea)、普氏立克次体(rickettsia prowozekii)、立氏立克次体(rickettsia rickettsii)、明里立克次体(rickettsia akari)、痤疮丙酸杆菌(propionibacterium acnes)、铜绿假单胞菌(pseudomonas aeruginosa)、丁香假单胞菌(pseudomonas syringae)、鼠伤寒沙门氏菌(salmonella typhimurium)、伤寒沙门氏菌(salmonella typhi)、副伤寒沙门氏菌(salmonella paratyphi)、肖特穆勒沙门氏菌(salmonella schottmulleri)、希氏沙门氏菌(salmonella hirshieldii)、痢疾杆菌(shigella dysenteriae)、小螺旋菌(spirrillum minus)、金黄色葡萄球菌(staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(staphylococcus epidermidis)、嗜麦芽窄食单胞菌(stenotrophomonas maltophilia)、串珠状链杆菌(streptobacillus moniliformis)、肺炎链球菌(streptococcus pneumoniae)、变形链球菌(streptococcus mutans)、口腔链球菌(streptococcus oralis)、副血链球菌(streptococcus parasanguis)、化脓性链球菌(streptococcus pyogenes)、草绿色链球菌(streptococcus viridans)、天蓝色链球菌(streptococcus coelicolor)、无乳链球菌(streptococcus agalactiae)、牛链球菌(streptococcus bovis)、梅毒螺旋体(treponema pallidum)、永久密螺旋体(treponema pertainue)、卡拉托螺旋体(treponema carateum)、霍乱弧菌(vibrio cholera)、副溶血性弧菌(vibrio parahaemolyticus)、鼠疫耶尔森氏菌(yersenia pestis)、小肠结肠炎耶尔森氏菌(yersinia enterocolitica)、脆弱拟杆菌(bacteroides fragilis)、blautia hydrotoophica、灵巧粪球菌(coprococcus catus)、凸腹真杆菌(eubacterium ventriosum)、粪拟杆菌(bacteroides faecichinchillae)、动物双歧杆菌(bidobacterium animalis)、blautia wexlera、梭状芽孢杆菌(clostridium bolteae)、flavonifractor plautius、格氏乳杆菌(lactobacillus gasseri)、布氏瘤胃球菌(ruminococcus bromii)和/或卵形瘤胃球菌(ruminococcus obeum)。在这种情况下,假定各细菌物种对人和/或动物生物体具有已知和/或疑似的成脂作用。
26.在本发明所述方法的第一步中,有必要提供包含至少一种成脂细菌物种的细菌的生物样品。术语“生物样品”涉及人和/或动物生物体的材料和/或已经至少短期暴露于人和/或动物生物体的材料。在这种情况下,已发现生物样品必须包含至少一种成脂细菌物种的细菌,优选2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20种或更多种细菌物种。此类样品是本领域技术人员已知的,例如包含细胞或核(包含dna和/或rna)的样本,尤其是唾液样本、尿样本、血液样本、粪便样本、汗液样本、细胞组织样本、器官穿刺样本、器官样本、器官的一部分样本、整个生物体样本(包括死亡/坏死)、土壤样本、水样或类似样本。
27.在本发明所述方法的下一步骤中,有必要提供至少一种噬菌体物种的噬菌体,该噬菌体对至少一种成脂细菌物种具有特异性。术语“噬菌体”或“噬菌体物种”是本领域技术人员所理解的并且涉及感染性有机结构,其可以在细胞外扩散并在细胞内繁殖。所述细胞充当宿主,并且对噬菌体来说,细胞基本上是细菌,且噬菌体具有明显的宿主特异性,即,对
至少一种细菌物种具有特异性,因此仅使用让它们特异性传播和繁殖的细菌。
28.重要的是,用于本发明所述方法的噬菌体包含至少一种与启动子和/或调节元件功能性结合的核酸,或具有与核酸组合的启动子和/或调节元件,所述核酸编码抗菌核酸分子、细菌多肽和/或其片段。优选地,所述噬菌体包含具有至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多启动子和/或调节元件的核酸。所述编码启动子或调节序列的核酸序列是本领域技术人员充分已知的。
29.本领域技术人员知晓术语“核酸”、“基因”、“dna”、“rna”、“mrna”、“crna”、“mirna”以及化合物“核酸序列”和“核酸分子”用作彼此可互换的同义词来描述脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸及其聚合物,无论是单链还是双链。
30.术语“启动子”和“调节序列”和/或“调节元件”也是本领域技术人员所熟悉的,并且涉及使得能够表达和/或提高表达(即基因到mrna的转录)的dna的核酸序列。在这种情况下,增强子元件(即生长因子、激素、癌基因和/或类似物的结合位置)可以是调节元件。
31.本领域技术人员进一步熟悉术语“多肽”、“肽”、“氨基酸”和“蛋白质”作为彼此可互换的同义词来指代氨基酸残基的聚合物。天然存在的氨基酸是由遗传密码编码的氨基酸以及可以在之后被修饰的氨基酸。多肽可以作为残留物质、运输和/或信号分子、结构分子、保护和/或防御分子和/或代谢活性分子存在,并且可以在细胞内部和/或外部和/或生物体中行使不同的功能。例如,多肽可以具有抗菌作用,并因此通过它们的特性或功能来抵抗细菌的生存方式。
32.在本发明所述方法的范围内,提供了至少一种抗菌核酸分子、至少一种抗菌多肽和/或其至少一个其片段;优选地,噬菌体可以编码2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多个抗菌核酸分子,抗菌多肽和/或其片段。抗菌核酸分子可以来自rna物种领域并且例如,可以是功能性mrna或mirna。多肽可以作为简单的线性多肽存在或者也可以是折叠结构蛋白。其他可能的蛋白质也可以是充当毒素、生长抑制物质和酶或用于抑制细胞分裂的分子。可能的核酸分子,例如rna分子,是那些例如在细菌内抑制代谢过程、阻碍细胞分裂或促进生物过程功能障碍的分子。
33.在本发明所述方法的范围内,可以想到编码核酸分子、多肽和/或其片段的核酸序列,其至少50%与上述抗菌核酸序列或抗菌多肽相同。优选地,也可以想到至少55%、至少60%、至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%或100%与上述抗菌核酸序列或抗菌多肽相同的核酸序列。在此情况下,该核酸序列是天然存在的核酸序列或非天然存在的核酸序列,例如其已经存在于噬菌体中或通过分子生物学方法被引入相应的噬菌体中。例如,这些分子生物学方法可以指体内和/或体外重组、基因转移、crispr/cas、talen等。
34.噬菌体可以属于有尾病毒目(caudovirales)、ligamenviralis等目。优选地,噬菌体属于以下科:阿克曼病毒科(ackermanviridae)、壶腹病毒科(ampullaviridae)、双尾病毒科(bicaudaviridae)、棒状病毒科(clavaviridae)、皮质病毒科(corticoviridae)、梭状病毒科(fuselloviridae)、球状病毒科(globuloviridae)、肠病毒科(guttaviridae)、脂毛病毒科(lipothrixviridae)、肌尾病毒科(myoviridae)、芽生噬菌体科(plasmaviridae)、短尾病毒科(podoviridae)、带球病毒科(portogloboviridae)、小杆状病毒科(rudiviridae)、salterprovirus、球脂病毒科(sphaerolipoviridae)、长尾病毒科
(siphoviridae)、复层病毒科(tectiviridae)、tristomaviridae、图里病毒科(turriviridae)、丝状病毒科(inoviridae),微病毒科(microviridae)、螺旋病毒科(spiraviridae)、多形包膜病毒科(pleolipoviridae)、囊状病毒科(cystoviridae)或光滑病毒科(leviviridae)。在本发明的范围内,可以想到提供至少一种,优选2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多种噬菌体物种的噬菌体。此外,可以想到所述噬菌体物种的噬菌体对至少一种,优选2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多种成脂细菌物种具有特异性。对相应细菌物种的合适噬菌体的靶向选择是本领域技术人员已知的并且可以例如容易地从数据库中选择。
35.在本发明所述方法的下一步中,必须将生物样品暴露于噬菌体并将它们一起孵育。生物样品和噬菌体可以通过滴注、注射、彼此叠置和/或通过本领域技术人员已知的不同方法相互暴露。
36.与本发明所述方法相关的术语“孵育”涉及在特定时间段内将生物样品与噬菌体一起孵育的方法步骤;优选地,在本领域技术人员已知的相应情况下,该结果是生物样品(其包含对噬菌体具有特异性的至少一种细菌物种的细菌)中噬菌体的繁殖周期。除了将生物样品与噬菌体一起孵育外,该方法步骤还包括监测所述含有噬菌体的生物样品,直到至少一种细菌物种的种群已减少至少70%。所述监测的实施对于本领域技术人员来说是充分已知的,并且可以通过例如预定时间段或基于技术人员的经验(例如通过观察样品)来进行。或者,可以使用彩色或其他视觉上可感知的指示,其可以显示何时细菌物种的种群已减少至少70%。这可以例如在已经达到期望的细菌密度时或通过化学和/或生化指示剂的方法(例如通过着色、着色的颜色变化或颜色损失的方法)来进行。孵化和监测步骤可以相互进行,直到细菌物种已减少至少70%。
37.在本发明的范围内,已证明当细菌物种的种群减少至少70%时是有利的。优选地,种群可以减少超过70%,例如至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少95.5%、至少96%、至少96.5%、至少97%、至少97.5%、至少98%、至少98.5%、至少99%、至少99.1%、至少99.2%、至少99.3%、至少99.4%、至少99.5%、至少99.6%、至少99.7%、至少99.8%、至少99.9%或100%;细菌物种的种群减少至少70%被认为是相当多的,而细菌物种种群减少95%被认为是显着的。本领域技术人员知晓减少量很少达到100%,即使在合适的生物样品中使用合适的噬菌体可能会带来这种结果。
38.将细菌物种的种群减少70%至100%使本领域技术人员认识到所述方法的成功,该方法产生了足够的抗菌效果并因此充分减少了生物制品中的成脂细菌物种。细菌物种种群的减少可被用作衡量基于使用各噬菌体的减肥疗法的功效或成功的指标。或者,可以针对性减少与抗成脂细菌物种的生命或生活方式相反的细菌物种。因此,即使抗成脂细菌对噬菌体具有特异性,抗成脂细菌物种仍可继续存在或生长,然而与抗成脂细菌物种反作用的细菌物种会减少。在这种情况下,推测抗成脂细菌物种种群生长的结果对生物体的影响与成脂细菌物种种群减少的影响相同。
39.通过本发明所述方法,可以因此在生物样品中特异性地、有效地、相容地、医学上安全地、永久地和持续地并且几乎没有副作用地减少至少一种成脂细菌物种的种群,而不会损伤和/或影响噬菌体没有任何特异性的同一生物样品中的细菌或其他细胞、组织和/或生物体。与使用抗生素相比,这种方式完全避免了对人和/或动物生物体中其他细菌物种
(如酵母)、组织和/或器官等的损害。本发明所述方法不仅可以可靠且成本有效地实施,而且还可以快速简单地实施,因为所述方法步骤很少且可以以标准方式实施,并且通过细菌物种相当多的减少(超过70%)或显著减少(超过95%)可以实现高成功率。此外,该方法可以使用简单的手段实施,并且仅需要本领域技术人员所熟悉的装置用于提供生物样品和噬菌体,用于暴露和孵育它们,以及用于评价各细菌物种种群的减少。
40.可以单独或组合实现的本发明的进一步有利的实施例在从属权利要求中表示。
41.对于本发明的另一个实施方案,可以想到,在步骤c)之后,评价成脂细菌物种种群的减少。术语“评价”对于本领域技术人员来说是显而易见的,并且涉及步骤c)的分析、评价和/或评估。由于已监测到所述细菌物种种群减少至少70%,该方法步骤特别用于验证达到的减少量以及用于通过准备书面笔记、照片和视频记录来记录结果、用于获取和记载关于计数、密度测量、生长测定或类似方法的数据,并且可以用于创建关于本发明所述方法重复实施的统计学。在该步骤中,可以确定所述细菌的活力和/或生存力,这些细菌保留在生物样品中并且未被噬菌体杀死或未被充分杀死。在这种情况下,可以对相应噬菌体具有特异性的细菌活力进行评估。针对该目的的常用方法也是本领域技术人员已知的。
42.进一步可以想到,步骤b)中的核酸具有两个或更多个启动子和/或调节元件,优选存在2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14,存在15、16、17、18、19、20或更多个启动子和/或调节元件。在这种情况下,重要的是可以实现核酸表达的特别强烈的激活,从而使得抗菌核酸、抗菌核酸分子、抗菌多肽和/或其片段的生产提高且有效。具有这种核酸的噬菌体可以特别有效地有助于减少细菌物种的种群,并且例如可以显著加速和/或显著缩短本发明所述方法中的步骤c)(孵育)。
43.在又一个进一步的实施方案中,可以想到所述核酸和核酸序列编码两个或更多个核酸分子、多肽和/或其片段,所述核酸优选编码2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多个核酸分子、多肽和/或其片段。这些核酸分子、多肽和/或其片段可以对一种或多种细菌物种具有抗菌作用;优选的是,具有这种核酸的噬菌体可以感染多种细菌物种。此外,可以预期到该核酸序列特异性杀死细菌物种。为此目的,可以加快所述方法,并且在所述生物样品中可以实现所述细菌物种种群的相当多的或显著的减少。这提高了所述方法的效率,同时还减少了实施该方法时的持续时间和/或成本。
44.在所述方法的另一个实施例中,可以想到成脂细菌物种是厌氧的和/或好氧的,并且所述细菌物种可归属于菌株放线菌、拟杆菌、厚壁菌或变形菌。
45.术语“好氧的”和“厌氧的”对于本领域技术人员来说是充分已知的,并且描述了各生物体的优选生活方式。在这种情况下,“有氧”的生活方式被理解为是指生物体依靠空气的氧气,或者更确切地说是依靠空气中的氧气来生存。相反,“厌氧”描述了在没有氧气的情况下生存的生活方式,这意味着相应生物体可以在没有氧气的情况下维持其分子代谢。在“专性”、“耐受性”和“兼性”好氧和/或厌氧生物体之间进行区分,本领域技术人员理解“专性”是描述排他性的好氧或厌氧的生活方式,其排除了相应的其他生活模式。然而,“耐受性”是指生物体以好氧或厌氧的方式生活,但至少在一段特定时间内能够耐受相反的氧气条件。最后,术语“兼性”是指例如,厌氧生物体通常维持其相应的代谢过程,但当有氧气存在时能够切换到有氧代谢过程,反之亦然。因此,细菌物种可以具有完全好氧或好氧的生活模式或其组合。
46.若无另外说明,假定上述术语的定义和/或实施例适用于以下描述中描述的所有方面。
47.本发明进一步提出了用于实施本发明所述方法的试剂盒,该试剂盒包括
48.a)容器,其包含至少一种噬菌体物种的噬菌体,该噬菌体对至少一种成脂细菌物种具有特异性并包含至少一种与启动子和/或调节元件功能性结合的核酸;和
49.b)用于实施所述方法的说明书。
50.本文所用的术语“试剂盒”涉及前述组分的集合(成套工具),其优选单独提供或在单个容器内提供。
51.术语“用于实施所述方法的说明书”涉及用数字、书面和/或图形表示的描述,其允许以简化的方式实施所述方法的目标。所述描述可以优选地以手册的形式提供或者通过诸如应用程序之类的计算机程序来提供。此外,可以想到所述计算机程序具有实施的算法,其能够进行识别、比较和/或实施其结果,这在本发明所述方法中被引用。
52.所述计算机程序可以在数据存储介质或诸如光学存储介质(例如压缩盘)的设备上或直接在计算机或数据处理设备上使用。此外,所述说明书可以优选地包括本领域技术人员已知的使用量标准。此外,所述说明书包括对容器和生物样品的储存和处置的先决条件。另外,用于实施所述方法的所述说明书可以包含本领域技术人员已知的关于脂肪生成、抗脂肪生成和/或其他细菌物种和噬菌体物种的表格、登记册、数据库和摘录;关于噬菌体物种,也可以列出有关其特异性和/或有效性的信息。
53.根据本发明,进一步提出了噬菌体,其包含至少一种与启动子和/或调节元件功能性结合的核酸,所述噬菌体对所述至少一种成脂细菌物种具有特异性,并且所述核酸选自:
54.a)编码至少一种抗菌核酸分子的核酸序列;和
55.b)编码核酸分子的核酸序列,该核酸分子的至少50%与由a)中核酸序列所编码的核酸分子相同;和
56.c)编码至少一种抗菌多肽的核酸序列;和
57.d)编码多肽的核酸序列,该多肽中至少50%与由c)中核酸序列所编码的多肽相同;和
58.e)编码来自a)、b)、c)或d)的核酸片段的核酸序列,所述片段编码核酸分子或多肽。
59.以上详细描述了本发明所述的噬菌体,所述核酸序列是天然存在的核酸序列或非天然存在的核酸,其已经存在于噬菌体中或已经通过分子生物学方法被引入噬菌体中。例如,这些分子生物学方法可以涉及本领域技术人员已知的体内和/或体外重组、基因转移、crispr/cas、talen等。
60.在进一步的实施方案中,可以想到所述核酸具有两个或更多个启动子和/或调节元件。重要的是,可以实现核酸表达的特别强烈的激活,从而使得抗菌核酸、抗菌核酸分子、抗菌多肽和/或其片段的生产提高且有效。具有这种核酸的噬菌体可以特别有效地有助于减少成脂细菌物种的种群或减少与抗成脂细菌物种的生活方式相反的细菌物种。
61.此外,可以想到所述核酸编码两个或更多个核酸分子、多肽和/或其片段的核酸序列。在这种情况下,优选的是所述噬菌体可以用这种核酸感染多种细菌物种。
62.在另一个实施方案中,可以想到所述成脂细菌物种是厌氧的和/或好氧的,并且该
细菌物种可归属于菌株放线菌、拟杆菌、厚壁菌或变形菌。
63.此外,本发明提出了噬菌体和/或包含噬菌体和至少一种其他组分的药物组合物以用于改变肠道菌群的药物、用于实现和/或维持体重减轻的药物、用于预防体重增加的药物和/或用于治疗超重、肥胖、代谢紊乱、心血管疾病、细菌感染、代谢疾病、代谢综合征和/或癌症的药物。
64.此处使用的术语“药物组合物”涉及噬菌体(其已在上文进一步详细描述)以及至少一种其他组分的混合物。优选地,此类其他组分可以是稳定剂、润湿剂、药物载体、药学可接受的载体、稀释剂、药学可接受的稀释剂、附加的药用活性成分、释放剂等。优选的稀释剂是水、醇类、生理盐水溶液、缓冲剂如磷酸盐缓冲盐溶液、糖浆、油、水、乳液、不同类型的润湿剂等。所述载体必须是可接受的,即它与组合物的其他组分相容并且对人和/或动物生物体无害。所使用的药物载体可以包含固体、凝胶或液体。所述固体载体的实例是乳糖、白土、蔗糖、滑石粉、明胶、琼脂、果胶、阿拉伯胶、硬脂酸镁、硬脂酸等。所述载体或稀释剂可以以类似的方式包含本领域公知的延时材料,例如单独的或与蜡一起的单硬脂酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯。这些合适的载体包括上述载体和本领域已知的其他载体,例如,在remington'spharmaceutical sciences,mack publishing company,easton,pennsylvania;欧洲药典;美国顺势疗法药典;或顺势疗法药典(homeopathic pharmacopeia,hab)中提到的。选择药学上可接受的稀释剂使得组合物的生物活性不受影响。这种稀释剂的实例是蒸馏水、生理盐水、林格溶液、葡萄糖溶液和汉克溶液。此外,所述药物组合物还可以含有其他载体、添加剂、或无毒、非治疗性、非免疫原性的稳定剂等。
65.所述噬菌体和/或药物组合物将适用于每种特定用途。因此,可以假定,所述噬菌体和/或药物组合物可以根据预期给药而被配制用于全身或局部应用。优选地,所述噬菌体和/或药物组合物将被配制用于全身或局部给药。优选地,预期例如以片剂、溶液或饮用安瓿形式的口服给药,或以凝胶形式的局部给药或注射给药。然而,取决于作用的类型和模式,所述噬菌体和/或药物组合物可以以不同的方式给药,包括皮肤、肌内、皮下、口服、直肠、逆行或静脉内给药。原则上,精确的、个体化建议的剂量可以取决于该领域专家所熟知的进一步的参数。例如,儿童可以接受与成人不同的剂量。医疗专业人员可以通过使用不同的计算工具来很容易地确定是否必须调整剂量。
66.术语“肠道菌群组成的变化”描述了本领域技术人员可以理解的过程,在此过程中,至少一个成脂细菌物种(其为人和/或动物的肠道菌群的组成部分)的种群增加、减少和/或以其他方式被影响。单独回顾一下,这可以通过确定相应的细菌数量来测定,或者相对于肠道菌群内的其他细菌物种来确定。合适的方法是本领域技术人员的常识。
67.术语“实现和/或保持体重减轻”对于本领域技术人员来说是可以理解的,并且涉及人和/或动物生物体的体重的短期减轻和/或优选地,持续保持人和/或动物生物体的体重减轻。术语“防止体重增加”对于本领域技术人员来说也是可以理解的并且涉及持续和/或持续保持人和/或动物生物体的体重减轻。在这种情况下,优选地可以想到通过减少至少一种成脂细菌物种来实现和/或维持人和/或动物生物体的体重减轻和防止体重增加。
68.所述噬菌体和/或药物组合物在药物中的用途尤其可以用于治疗肿瘤学、免疫学、感染学、口腔颌面外科、耳鼻喉科、眼科、神经学、妇科、胃肠病学、内分泌学、精神病学、心身学、骨科、儿科、外科、泌尿科等医学领域中的疾病。可以指示所述噬菌体和/或药物组合物
用途的可能诊断尤其可以是代谢综合征、2型糖尿病、胆囊疾病、消化道慢性疾病、慢性肠道炎症、胃酸过少、高血压、脂肪代谢疾病、呼吸困难、睡眠呼吸暂停、冠心病、关节病、痛风、癌症、如子宫癌、乳腺癌、宫颈癌、胰腺癌、肝癌、胃癌、肠癌、前列腺癌和胆囊癌、性激素障碍、性欲降低、关节和背痛、血栓形成和栓塞风险提高、手术和麻醉期间风险提高、心理社会问题以及由此导致的生活质量局限(例如由抑郁症、自我价值降低和/或被环境较少欣赏的感觉引起的)。优选地,在每种情况下的目的是减少至少一种成脂细菌物种,从而实现和/或维持人和/或动物生物体的体重减轻和/或防止体重增加,并以此作为主要或次要成功,以便获得用于治疗相应疾病和/或相应痛苦的良好的、优选改善的预后。不依赖于实际疾病的所述噬菌体和/或药物组合物的用途是可以想到的。当至少一种成脂细菌物种已减少或体重已减少和/或当体重增加已被停止或延迟时,该治疗被认为是成功的。
69.术语“治疗”涉及人和/或动物生物体与未经治疗的人和/或动物生物体相比发生的每一种改善,这种改善优选基于减少至少一种成脂细菌物种,在人和/或动物生物体中实现和/或保持体重减轻和/或防止体重增加。推测治疗可能不是对100%的待治疗的人和/或动物生物体都成功。然而,该术语假定治疗对于有统计学意义的一部分测试对象(例如,队列研究中的队列)是成功的。本领域技术人员通过使用不同的已知统计评价工具(例如确定置信区间、p值确定、学生t检验、mann-whitney u检验等),可以容易地确定一个部分是否具有统计学显着性。优选的置信区间是至少90%、至少95%、至少97%、至少98%或至少99%。p值优选为0.05;0.01;0.005或0.0001。
70.如前所述,术语“药物”涉及治疗有效剂量的噬菌体和/或药物组合物。优选地,所述药物组合物具有噬菌体、至少一种药学上可接受的载体和/或稀释剂。可以针对上面详细描述的不同给药方式来配制药物。治疗有效剂量涉及用于改变肠道菌群组成、减少至少一种成脂细菌物种、实现和/或维持体重减轻、防止体重增加和/或治疗上述疾病所需的量。治疗效果和毒性可以通过细胞培养或试验动物中的药物标准方法确定,例如ed50(50%病例治疗有效的剂量)和ld50(50%病例致死的剂量)。治疗作用和毒性作用之间的剂量比是治疗指数,可以表示为ld50/ed50比值。剂量方案由执业医生和其他临床因素决定。如医学领域所知的,相应的剂量取决于医学专业人员所知的许多因素,包括身高、体表、年龄、待给药物质、性别、时间和给药方式、一般健康状况和同时施用的其他药物。可以通过定期评价来监测进度。
71.此外,本发明所述的噬菌体和/或包含噬菌体和至少一种其他组分的药物组合物被提出用于治疗超重、肥胖、代谢紊乱、心血管疾病、细菌感染、代谢疾病、代谢综合征和/或癌症。
72.进一步地,本发明所述的噬菌体和/或包含噬菌体和至少一种其他组分的药物组合物被提出用于改变肠道菌群的组成的治疗方法或非治疗方法,用于实现和/或维持体重减轻的治疗方法和/或非治疗方法,用于防止体重增加的治疗方法或非治疗方法,和/或用于治疗超重、肥胖、代谢紊乱、心血管疾病、细菌感染、代谢疾病、代谢综合征和/或癌症的治疗方法和/或非治疗方法。
73.在本发明的另一个实施方案中,可以想到细菌感染是气道、牙齿、口、颌、眼、肌肉骨骼系统、血液、胃肠道(优选为大肠、小肠、十二指肠、胃、肝脏、胆囊和/或胰腺)、皮肤、心血管系统、激素平衡、精神、免疫系统、神经系统、代谢系统、伤口和/或尿生殖道的细菌感
染。
74.术语“胃肠道”是本领域技术人员已知的并且涉及人和/或动物生物体中用于摄取、研磨、运输和/或加工营养物的器官,目的是使营养物可用于人和/或动物生物体,用于肠道,特别是通过肠道菌群,显著有助于其调节。
75.所描述的特征可以各自单独实现或相互组合实现。本发明不限于本文包含的示例性实施方案。
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