专利名称：用于增强肾功能的组合物和方法
背景技术：
在美国，肾脏疾病在主要疾病中位居第四，超过20,000,000的美国人为此痛苦。每年，超过90,000个病人死于肾脏疾病。近几年来，慢性肾衰竭的病人数已经以每年约11％的速率增长。每年大约80,000透析的美国人死于不同的并发症并且每年有超过27,000人在等候肾移植的名单上，而他们当中只有约11,000个病人接受了肾移植。此外，将近350,000个美国人患有慢性肾衰竭的最后阶段的末期肾病(ESRD)。
通常，健康人的代谢废物氮主要通过肾脏以尿液中的尿素、尿酸肌酸酐等等的形式排出。然而，对于患有肾病以及许多其它疾病如尿循环酶先天缺乏的个体来说，废氮在体内积累从而出现中毒症状。铵过多会导致智力迟钝，严重的话，会导致昏迷。
血液或腹膜透析和肾移植是唯一的治疗方式。然而，这些治疗方式的费用非常高。比如，1996年单单在美国，末期肾病(ESRD)的年治疗费用超过140亿美元。在卫生保健预算较低的发展中国家和欠发达国家，由于高额的治疗费用，ESRD病人无法利用上述方式治病。因此，还需要治疗尿毒症的替代方式。
许多治疗尝试一直建立在用肠代替肾起作用的基础上。在正常的消化过程中肠胃管道给血液递送营养物和水份并且通过肠排除废物和未消化物。肠壁调节营养物、电解质、水份和某些助消化物质如胆汁酸的吸收。肠壁也起到半-透膜的作用，允许小分子从肠道进入血液并阻止大分子进入循环。
含氮废物如尿素、尿酸、肌酸酐和尿酸以及某些其它小的和中等分子量的化合物流入小肠中并且跨越小肠上皮平衡。肠道透析研究已经显示进入肠液的日流量为尿素71克，肌酸酐2.9克，尿酸2.5克和2.0克的磷酸盐(Sparks(1975)Kidney Int.Suppl.7(Suppl.3)373-376)。因此，人们已经做了各种介入性和非介入性的尝试从胃肠管道中提取尿毒症废物，这些尝试包括肠外瘘、肠道透析、诱导性的腹泻、口服吸附剂和/或胶囊尿素酶给药(Twiss和Kolff(1951)JAMA 1461019-1022；Clark等，(1962)Trans.Am.Soc.Artif.Intrn.Organs 8246-251；Pateras等，(1965)Trans.Am.Soc.Artif.Intrn.Organs 11292-295；Shimizu等，(1955)Chemical Abstracts 103129004；Kjellstrand等，(1981)Trans.Am.Soc.Artif.Intern.Organs 2724-29；Kolff(1976)Kidney Int.10S211-S214)。
此外，遗传工程化E.herbicola细胞也已被胶囊化并证明它可在氨经肠道排出之前将其转变成为对细胞有用的氨基酸。微囊化的遗传工程化大肠杆菌(E.coli)DH5细胞在体外系统和尿毒症大鼠动物模型中也已显示出可有效去除尿素和氨(Prakash和Chang(1995)Biotech.Bioengin.46621-26；Prakash和Chang(1996)Nature Med.2883-887)。
人的胃肠管道系统隐藏着复杂的微生物生态系统，包括大量的各种各样的细菌。在人的胃肠管道中定居的细菌群对胃肠的功能具有重要的影响，从而影响着人的健康和幸福。在此当中，一些细菌是机会性的或者被认为是有害的并能导致有害病症，如腹泻、感染、胃肠炎和内毒素血症，而一些菌种被认为是“益生菌”，因为它们对人体起有益作用(Holzapfel等(1998)Int.J.Food Microbiol.41(2)85-101)。
在这些益生菌中，双歧杆菌(Bifidobacteria)是最突出的。当双歧杆菌活着并有存活能力时，可以刺激免疫系统并发挥竞争性作用排除致病和腐败细菌，减少血液中氨和胆固醇的量，并可促进矿物质的吸收。此外，双歧杆菌已经显示对结肠癌有预防作用，通过使一些酶的活性减少进行，这些酶将前致癌物转化为致癌物(von Wright等(1999)Eur.J.Gastroenterol.Hepatol.11(11)1195-1198)。
乳酸菌如保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和粪链球菌(Streptococcusfaecium)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)也是益生菌。这些细菌对于病原微生物产生拮抗作用，刺激免疫系统，改善乳糖消化，行使使脂肪被更多消化的脂解活性，减少血浆的胆固醇值，保护肠粘膜以确保营养物质均匀的同化，产生对一些肿瘤中有活性的多糖，以及使一些产酶的微生物成活力降低，所述酶可催化前致癌物转变成为致癌物。
益生细菌被认为能以协同的方式发挥作用从而减少并延迟肠道的致病/有害细菌的生长(Marteau，等(2001)Am.J.Clin.Nutr.73(2Suppl)430S-436S；Cummings，等(2001)Am.J.Clin.Nutr.73(2 Suppl)415S-420S)。
在接受抗生素治疗或其它疗法的病人体内，以及在患有肠炎，肾病和肝病的个体内，肠道细菌群可被减少，变得不平衡或者被除去。此外，已经显示，在正常衰老过程中，双歧杆菌群在减少，而致病菌和腐败细菌的浓度随之在增加(Orrhage，等(2000)Drugs Exp.Clin.Res.26(3)95-111)。
已知象双歧杆菌这样的微生物的有益效果部分是由于它们具有发酵结肠中存在的不易消化的糖的能力，这种糖就是通常所说的益生素。益生素是一种不易消化的食品成分，它通过选择性刺激结肠中一种或有限数量细菌的生长和/或活性来有益地影响着宿主。益生素通常被认为是相对短链的糖类。与其它糖类如非淀粉多糖、糖醇和抗性淀粉一样，益生素可以到达盲肠成为发酵的基质。然而，它们在选择性影响微生物群落上是有区别的。为了有效，它们必须到达盲肠(Bezkorovainy(2001)Am.J.Clin.Nutr.73(2 Suppl)399S-405S)。
美国专利5,733,568教导了微囊化的乳杆菌治疗与抗生素相关的或其它急性或慢性腹泻以及皮肤和阴道酵母感染的应用。所述微囊化据说能阻止杆菌的失活并且将其递送至肠道中也能避免所述腹泻中见到的乳糖不耐性。
美国专利5,032,399教导了使用嗜酸乳杆菌附着在肠粘膜上，从而减少了抗生素疗法对于胃肠道的副作用，所述抗生素疗法能减少有益菌群。
美国专利5,531,988除了有益细菌外还教导了免疫球蛋白在作为饮食补充物的组合物中的应用。
美国专利5,840,318也教导一种能够调节动物免疫系统的有益细菌组合物。
使用诸如嗜酸乳杆菌的益生菌已提示能够消减细菌的过度生长和尿毒症性毒素与致癌物的积累。尿毒症病人饮食中不可吸收的糖类也表明益生菌可以增加粪便的氮排泄。使用乳果糖和膳食纤维也显示可将血浆尿素降低11-27％并使粪便中氮的排泄量增至39-62％(Lange(1997)Nature Med.32-3)。
然而，上述这些现有技术方法的主要缺点之一是，它们倾向于针对个别的尿毒性溶质或毒素。然而肾、肝和胃肠疾病或紊乱的临床控制事实上需要缓解多种症状。本发明提供了用于增强肾功能的组合物和方法。
发明概述本发明涉及用于增强人或动物受试者肾功能的组合物。该组合物包含至少一种降低受试者体内肌酸酐和BUN水平的益生菌。在具体的实施方案中，所述益生菌为来自乳酸杆菌属、杆菌或链球菌、双歧杆菌属的菌种。在其他的实施方案中，所述组合物进一步包含至少一种糖类，至少一种脂肪组分，至少一种蛋白质组分，至少一种维生素组分，至少一种矿物组分或至少一种益生素。在另一个实施方案中，该组合物提供了约50亿至200亿的益生菌菌落形成单位。
本发明进一步涉及增强肾功能的方法，其利用益生菌组合物以便降低受试者毒素和代谢废物的累积以及减少不需要的细菌的过度生长，从而增强肾功能。在具体的实施方案中，所述益生菌组合物缓解了尿毒症的症状；经受癌症、HIV或AIDS化疗治疗的受试者升高的肌酸酐或BUN水平；患有代谢综合症的受试者升高的肌酸酐或BUN水平；或消费高蛋白和低糖类饮食的受试者升高的肌酸酐或BUN水平的症状。
本发明还提供了通过将益生菌组合物施用给受试者而恢复和维持胃肠健康并且延缓或消除代谢疾病发展的方法。
图1显示了嗜热链球菌株在pH5.5(图1A)、pH6.3(图1B)和pH7.5(图1C)对尿素的水解。AIF，100mg/dL 100μM NiCl2的尿素。数据以平均值±SEM表示，n＝3-9。
图2显示了嗜热链球菌株KB19(图2A)、KB4(图2B)和KB25(图2C)在尿毒症特征性血液水平的尿素浓度时对尿素的水解。AIF，pH6.3，100μM的NiCl2。数据以平均值±SEM表示，n＝3-5。
图3显示了不同菌株的尿素分解和尿素-氮浓度降解速率。菱形，对照；圆圈，巴斯德氏芽胞杆菌(Bacillus pasteurii)ATCC 6453；三角形，嗜热链球菌KB19；正方形，用具有产气克雷白氏杆菌(Klebsiellaaerogenes)尿素酶操纵子的多-拷贝质粒转化的大肠杆菌株DH5α。
发明详述肾衰竭中，肾小球滤过率降低且肾脏不能维持血液的体内平衡。水、钠、钾、钙和其它盐的稳态平衡不再是可能的，且氮废物不能被排出。水滞留导致浮肿，且随着氢离子浓度的增加，产生酸中毒。含氮废物积累，并且一种被称为尿毒症的病状产生于血液和组织中。尿毒症性毒素可定义为通常由健康的肾排出、在肾衰竭发展过程中日益积累以致浓度增加以及抑制各种生理和生化机能的溶质；总之，尿毒症性毒素导致了一系列复杂的包含尿毒症综合症的临床症状。尿毒症性毒素的实例包括但不限于氨、尿素、肌酸酐、酚类、吲哚和中等分子量分子。尿素水平可以表示为血液尿素氮的读数。更具体而言，在尿毒症中，血清肌酸酐、血液尿素氮(BUN)、尿酸和胍基化合物如N-甲胍(NMG)和胍基琥珀酸(GSA)的浓度都随着酸碱平衡、电解质和水分保持的异常而产生了显著的改变。尿素为从氨由肝脏产生的化学物质。来自膳食蛋白质分解的氨在肠中吸收。在肝脏中产生后，尿素由肾排泄。尿素在其他疾病状态升高还包括脱水和尿道梗阻。肌酸酐为肌肉的分解产物并且通过肾以恒速排泄。肌酸酐克作为肾功能的重要标记。肾衰竭中受试者磷的水平可以提高并且导致体内不同位点的矿化。另外，还有一些已知的或未知的小的和中等分子量的物质被鉴定为尿毒症性毒素，它们也可积累。如果不经治疗，酸中毒和尿毒症将导致昏迷并最终导致死亡。
肾透析的引入为肾衰竭的临床治疗和阐明尿毒症的快速进步作出了贡献。一个具有轻度肾衰竭病人的血清肌酸酐水平超出1.2mg/dL的正常范围或更低时，该病人不需要肾脏置换治疗如透析或肾移植。然而，通常当血清肌酸酐水平上升到13.6±4.6mg/dL时，病人需要常规透析或肾移植以维持生命。
对于ESRD病人，透析可以作为一种终身疗法。磷酸盐结合剂，如RENAGEL(Geltex/Genzyme，Boston，Massachusetts)、乙酸钙、碳酸钙或氢氧化铝，通常也要作为药方给接受透析的尿毒症病人使用，以减少升高的磷酸盐的水平。而一般来说，透析非常昂贵、不方便、耗费时间并且偶尔产生一种或多种副作用。如果肾移植成功，病人可以过上更正常的生活而不用支出长期的费用。然而，移植手术、恢复期以及需要持续的抗排斥药物治疗仍需高额费用。况且，经常缺少合适的供体。因此需要可替代的方法。
本发明提供了尤其是用于增强患有肾功能不全的患者肾功能的组合物，包括至少一种益生菌，其中所述的益生菌降低了患者肌酸酐和BUN的水平。所述组合物可以包括肠溶衣以使当经口服摄取时该组合物到达患者的肠。或者，所述组合物可以是市售营养剂、膳食补充剂和粉剂、保健条(health bar)、酸乳酪、片剂、干食品和宠物制剂(petformulation)的形式。本发明的食品或营养品为包含益生菌的即食的、轻便的补充剂。益生素可以根据需要和其他组分一起存在于食品或营养品中以提高这些即食食品的贮藏期限。此处使用的术语贮藏期限，指食品或营养品制造和/或包装后，直至其由于失效、微生物腐败、氧化、组分的离析或其他原因而变得不适于出售的持续时间。例如，光照、热、氧气和湿度将不利地影响益生菌的生存能力。将细菌掺入食品或营养品中将保护其避免类似丸剂或粉剂制剂的不利条件。
本发明提供了称为益生细菌的共生和食品级的细菌制剂，其当摄入时变成肠或肠管的菌群并且能将尿素和氨优选代谢为细菌或病人可利用的氨基酸。所述益生细菌的滴注允许对透析需要频率的减少甚至消除。本发明的益生菌为活的微生物，其天然存在于人和动物的胃肠道中。其为增强身体抵御许多卫生状况的有益菌。用于本发明的益生细菌包括乳杆菌如嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)、干酪乳杆菌(L.casei)、鼠李糖乳杆菌(L.rhamnosus)、发酵乳杆菌(L.fermentum)、唾液乳杆菌(L.salivaroes)、短乳杆菌(L.brevis)、植物乳杆菌(L.plantarum)、路氏乳杆菌(L.ruteri)或生孢乳杆菌(L.sporogenes)；链球菌如嗜热链球菌(S.thermophilus)；芽孢杆菌如巴氏芽孢杆菌(B.pasteurii)和双歧杆菌如青春双歧杆菌(B.adolescentis)、婴儿双歧杆菌(B.infants)、长双歧杆菌(B.longum)、嗜热双歧杆菌(B.thermophilus)或双歧双歧杆菌(B.bifidum)。在具体的实施方案中，该益生菌包括下列的一种或多种保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)、嗜热链球菌(S.thermophilus)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、生孢乳杆菌(L.sporogenes)或双歧双歧杆菌(B.bifidum)。在其他实施方案中，该益生细菌表现出高的尿素酶活性(例如，巴氏芽孢杆菌(B.pasteurii)或嗜热链球菌(S.thermophilus))。
在具体的实施方案中，所述益生菌可恢复有益菌和有害菌之间的正常平衡，除去正常蛋白质代谢的过量尿素-废物从而减轻病态肾的负担，以及除去氨以避免智力迟钝和相关症状，以及可用作亲氨尿素-降解微生物的功能。
当益生菌为嗜热链球菌(S.thermophilus)时，最好所用的嗜热链球菌(S.thermophilus)菌株为K9、K19或K25。这些益生的、分解尿素的分离物分离自不同的食物来源并且通过评价其在模拟胃液(表1)和模拟肠液(图1A-1C)中增殖时分解代谢尿素的能力而体外表征。
表1
所有三个菌株在喂食状态模拟的人工肠液(AIF)中，表示结肠环境的pH范围5.5至7.5时增殖；利用尿素作为唯一氮源；并且在其他氮源存在时分解代谢尿素。尿素水解为生长-和pH-依赖的。图2A-2C显示KB19、KB4和KB25分别对水解血液中的尿素是有效的。在所有的检验条件下，尿素水解速率为菌株依赖的，允许选择用于尿毒症应用的最佳候选者。一种所选的分离物，嗜热链球菌(S.thermophilus)KB19，当以109cfu/mL的起始密度接种时在pH6.3的24小时内将尿素浓度从300mg/dL降至20mg/dL。KB19在酸性pH3.0中生存3小时仅有cfu的2个对数级的损失并且能透过胆汁。此外，发现当在AIF中评估时，由KB19的尿素分解可以与其他的利用尿素的细菌如巴氏芽孢杆菌(B.pasteurii)和基因工程化的分解尿素的大肠杆菌(图3)具有可比性。根据美国药典的改进制备AIF(加入1％右旋葡萄糖，100μMNiCl2，10％MRS肉汤和100mg/dL尿素，用于含有质粒的大肠杆菌的生长，0.01％氨苄青霉素)。菌株以嗜热链球菌(S.thermophilus)和巴氏芽孢杆菌(B.pasteurii)109cfu/mL以及大肠杆菌108cfu/mL的起始密度接种入改进的AIF并且在37℃温育。在0、2、4、8、12和24小时取等分试样并且记录尿素氮和吸光度(OD)数据。24小时内所有品系从该系统除去100％的尿素。因此，嗜热链球菌(S.thermophilus)KB19可优选用于本发明的组合物中以除去尿素。此外，菌株KB19没有表现出对通常所用的抗生素的任何抗性。
已发现益生菌在109至1011cfu(集落形成单位)范围内是有效的。例如，嗜酸乳杆菌在109至1010cfu之间是特别有效的，而长双歧杆菌最好在109至1010cfu之间使用，并且嗜热链球菌在1010至1011cfu之间。参见实施例1的表3。通常，本发明的组合物提供约5×109至约2×1010cfu的活细菌。在具体的实施方案中，所述组合物包含约5×109至9×109CFU。在其他的实施方案中，所述组合物包含约6×109至8×109CFU的活细菌。本领域技术人员可基于所需的应用和使用而常规确定益生菌的合适范围。
为了说明利用益生菌减少由于肾衰竭而聚集的含氮废物的有效性，将益生菌组合物喂给尿毒症的大鼠。体重为281.20±41.6克的Sprague-Daly大鼠在基准重量、BUN、血清肌酸酐、尿量和排泄物的菌群组成测定后进行5/6的肾切除。研究组由36只具有充分的肾损伤(血清肌酸酐＝1.0±0.4)的肾切除大鼠(18只雄性和18只雌性)和6只对照组成。大鼠分入6个匹配组(GP)，ANOVA显示组之间在基线无显著差异(p＝0.516)。术后稳定2-周后，6只大鼠的各组喂养标准的大鼠食物外加下列成分之一1)安慰剂；2)巴氏芽孢杆菌；3)生孢乳杆菌；4)嗜酸芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌、双歧双歧杆菌、嗜热链球菌、干酪乳杆菌和路氏乳杆菌；5)嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、双歧双歧杆菌、嗜热链球菌和6)S.boulardii。无-肾切除大鼠的对照组(n＝7，血清肌酸酐＝0.2±0.1)接受相同的食物而无任何补充剂。所有的对照大鼠存活并且在研究结束时具有0.5±0.1的血清肌酸酐水平。对于实验动物，每30天获取血液、尿和排泄物的测定结果，总共120天。存活天数为第一终点变量(表2)。
表2
如表2所示，巴氏芽孢杆菌和生孢乳杆菌的饮食比其他的方式对提高另外未治疗的尿毒症大鼠中的存活率更加有效(p＜0.05)。
相比安慰剂(99.0±46mg/dL)，喂养巴氏芽孢杆菌和生孢乳杆菌的肾切除大鼠具有较低的BUN水平(分别为62.0±21mg/dL和63.0±26mg/dL)，分别降低38％和37％。相比安慰剂(1.5±0.56mg/dL)，喂养巴氏芽孢杆菌和生孢乳杆菌的大鼠血清中肌酸酐的水平有类似的降低(分别为0.9±0.25mg/dL和0.9±0.2mg/dL)，两组中降低40％。相比安慰剂，其他方式在降低BUN或血清肌酸酐水平上具有较低的有效性。八周时喂养提高了所有组中合适细菌组的粪便量。这些结果表明巴氏芽孢杆菌和生孢乳杆菌作为膳食补充剂的口服施用，代谢了患者体内的尿素和肌酸酐。
因此，本发明涉及包括益生菌的一种或混合物的可摄取的组合物。所述组合物可由一种或多种益生菌组成并且可另外包含至少一种维生素组分和至少一种矿物质组分。如此，所述组合物可采用增强的多-维生素或钙补充无的形式。
用于体内的组合物优选地经肠衣包衣和/或微囊化，即以凝胶胶囊或其他所需的形式。组合物的肠衣特定地设计为可将本发明的组合物递送至肠的回肠和结肠区域，尿素溶质和其他分子发现在此处以最大的吸收出现。这更适宜通过在pH为6.6至7.5或更高时崩解和溶解的包衣物质实现。具有这些特征的肠衣的实例包括，但不限于，玉米醇溶蛋白、聚二醇乳酸(polyglycolactic acid)、聚乳酸、聚交酯-共-乙交酯和类似的包衣物质。在一个实施方案中，包被为双-层明胶包衣。
本发明的组合物可进一步包含一种磷酸盐结合剂如氢氧化铝凝胶、碳酸钙或乙酸钙、氢氧化镁凝胶和/或水结合剂如车前子纤维、天然树胶如刺槐豆胶、瓜尔胶或改性淀粉。
本发明的组合物可进一步包含至少一种糖类、至少一种脂肪、至少一种蛋白质和/或至少一种益生菌。当所述另外的添加剂与一种或多种益生菌结合并且以胶囊剂、凝胶胶囊或丸剂形式给药时，可将该组合物配制入营养食物或营养食物产品中。营养食物或营养食物产品指包含任何益生素的可消耗食物，例如但不限于，易于消耗的、轻便的和方便的食物条(food bar)；膳食补充剂；营养品；人或其他动物食用的医疗食品或功能性食品。食物条可经浓缩、挤压或本领域技术人员熟知的其他方法形成。食物、酸奶酪或营养品的其他形式也为本领域技术人员所熟知。在一个实施方案中，本发明的组合物为包含至少一种益生菌、至少一种糖类、至少一种脂肪和至少一种蛋白质的营养食物或营养食物产品。在另一个实施方案中，本发明的组合物为包含至少一种益生菌、至少一种糖类、至少一种脂肪、至少一种蛋白质、至少一种维生素、至少一种矿物质和至少一种益生素组分的营养食物或营养食物产品，其中所述益生菌具有水解含氮废物产物的嗜好。
为了确保长的贮藏期限，营养食物或食品应当具有按重量计小于约5％或更适宜按重量计约2-4％的总湿度。这些重量以营养食物或食品的总重量作为100％的重量为基础。在具体的实施方案中，营养食物或食品的水活度小于约0.47或更适宜小于约0.43。
糖类组分可以为右旋葡萄糖、葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、麦芽糖、半乳糖、糖醇如山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇、转化糖糖浆、红糖、玉米糖浆、玉米糖浆干粉、蜂蜜、糖蜜、红糖、槭糖浆、果汁、甜菊糖(stevia)或来自本领域技术人员已知来源的市场上可买到的糖类，和其混合物。当希望用于特定应用时，糖类组分还可以被提供调味料(如用于马和人的苹果或甘草调味条)。或者，对于低或较低卡路里的食物或营养品可添加人工的甜味剂组分。人工甜味剂包括但不限于，阿斯巴甜、丁磺氨(acesulfame)的盐、altitame、糖精和其盐、环己烷氨基磺酸和其盐、glycerrhizinate、二氢查耳酮、索马甜(thaumatin)、莫内林(monellin)等等，单独或组合使用。营养食物或食品制剂中这些甜味剂的范围对于阿力甜(alitame)、索马甜和二氢查耳酮为约0.02％至约0.10％，而对于阿斯巴甜、三氯蔗糖(Sucralose)、丁磺氨和糖精为约0.1％至约0.2％。这些重量以食物的总重量作为100％的重量为基础。还可使用糖和/或无糖甜味剂的组合。包含低卡路里甜味剂的实施方案还将包含低卡路里的填充剂。低卡路里填充剂的实例包括但不限于聚右旋葡萄糖；Raftilose；Raftilin；果糖寡聚糖(Fructooligosaccharides)；帕拉金糖(Palatinose)寡聚糖；瓜耳胶水解产物或难消化的糊精。
通常，营养食物或食品包含按重量计约40-78％的糖类组分。当本发明的食品或营养品为条状形式时，希望糖类组分约为按重量计47-82％，或更适宜为按总重量条重量计的65-73％。
脂肪组分可以为橄榄油、加拿大菜籽油(canola oil)、棕榈油、椰子油、向日葵油、花生油、植物油、卵磷脂、鱼油、棉子油、豆油、猪油、单酸甘油酯、甘油二酯、黄油、人造黄油、其他动物、植物、海生的脂肪或乳脂。总的脂肪组分(如此处使用的，脂肪试图包括脂肪和油剂)含量通常约为按重量计的2.0-12.0％或更适宜为食品或营养品的总重量作为100％重量的按重量计的约3.0-5.0％。至少脂肪的一部分为可食用的氢化植物油或源自所述植物油的产物。在一个实施方案中，该氢化植物油以按重量计约0.5-1.0％的水平存在。在另一个实施方案中食用脂肪为按重量计食品总重量的约0.7-0.8％。该氢化植物油可作为食品的防潮层和润滑剂。这些可食用的油剂具有保护益生菌免受潮湿的额外益处，所述潮湿是对维护细菌活群体的损害。
多种可食用的蛋白质可以用于本发明的组合物中。这些蛋白质包括，例如但不限于，谷物蛋白、乳蛋白、卵蛋白、动物蛋白、植物蛋白质、乳清蛋白、豆蛋白质、乳白蛋白-酪蛋白共-沉淀物、酪蛋白酸钙、酪蛋白酸钠、纯化或精制级的酪蛋白、大豆蛋白或花生，其为来自本领域技术人员所知来源的市场上可买到的，和其混合物。
用于生产本发明营养食物或食品的蛋白质的范围为营养食物或食品总重量的约5％至约80％。在一个实施方案中，蛋白质组分范围为约20％至约60％。在另一个实施方案中，蛋白质组分为营养食物或食品总重量的大约40％。本发明此处还提供低-、无-或高-蛋白的保健条/食品。
维生素和矿物质(此处使用的矿物质包括大和微营养物)按重量计以总组合物重量的约0.5-2％的水平存在于本发明组合物的一个实施方案中。在一个实施方案中，维生素和矿物按重量计为总组合物重量的约0.5-1.0％。任何维生素或矿物质可按所需加至组合物，包括但不限于镁、硒、钙、铜以及脂溶性(维生素A、D、E等等)和水溶性维生素(维生素C、维生素B等等)。本领域技术人员将明白，除维生素和矿物质外，本发明的保健条将提供氨基酸或大量的蛋白质。
也考虑益生素作为合适的组分用于本发明的组合物中。此处使用的益生素指任何无-生命的、不易消化的食物组分，其通过选择性地刺激结肠中一种或有限数量细菌，包括益生菌的生长和/或活性来有益地影响宿主，达到提高宿主健康的效果。合适的益生素包括但不限于，寡聚糖如果糖-寡糖(例如但不限于，菊粉(inulin))、半乳糖-寡糖、大豆-寡糖、木糖-寡糖、异麦芽糖-寡糖、洋姜粉、燕麦片、香蕉纤维、果胶、果胶多糖、甘露聚糖、瓜耳胶、刺槐豆胶、魔芋(konjac)和黄原胶、戊聚糖、β-葡聚糖、阿拉伯聚糖或半乳聚糖、落叶松阿拉伯半乳聚糖和其混合物。在一个实施方案中，本发明的营养食物或食品包含约2.0％-6.0％的益生素组分。在另一个实施方案中益生素为约3.0％-5.0％。在另一个实施方案中，益生素组分为约4.0％-5.0％。所有重量均以营养食物或食品的总重量作为100％的重量为基础。
考虑到本发明的组合物对受试者，尤其是肾功能不全受试者的健康和幸福的有益效果，本发明进一步涉及将本发明的组合物用于增强肾功能、恢复和维持胃肠健康和延缓或消除代谢疾病发展的方法中的方法。虽然本发明的组合物对肾功能不全患者尤其有效，健康个体也将受益于本发明的组合物。因此，根据本发明的方法，受试者应该包括健康和病态的人和动物，包括猪、马、猫和狗。
本发明的组合物以此处公开的各种形式，以有效降低或抑制毒素累积、降低废物累积和/或降低不需要的细菌过度生长的量施用至受试者。所述量可经本领域技术人员无需过度试验很容易地确定。例如，本发明的组合物最好以例如在一段时间内每天一次或多次的常规基础施用给患者。毒素和含氮废物的减少通过血液、尿或排泄物样品的化验显示，其中相比最初的或对照的水平，血液、尿或粪便样品的BUN水平或血清肌酸酐水平的稳定或降低指示有效的治疗。
在本发明的一个实施方案中，尿毒症受试者肾功能的增强可产生尿毒症症状的减轻。尿毒症的症状减轻意味着所述组合物除去了足够水平的尿毒症性毒素，以使患有尿毒症的病人不需要透析，或透析频率减少，或透析的持续时间缩短，或在不需要治疗时马上就不需要开始透析。本发明的组合物也可以施用于需要其的受试者，从而不仅治疗肾功能不全和先天性尿素代谢障碍，还可治疗肝功能不全和胃肠功能紊乱和疾病。
毒素和废物易于以任何状态累积在胃肠道中，其破坏肾排泄血液中累积的含氮废物的能力，由此导致含氮废物从循环的血液扩散进入肠。影响氮代谢的情况包括但不限于，高蛋白消耗、化疗、新陈代谢病、蛋白质代谢缺陷和核酸代谢缺陷。糖尿病、肾衰竭和肝脏疾病以及其他病症(例如，对癌症、HIV和AIDS的化疗；或饮食富含蛋白而糖类缺乏)可导致有毒含氮化合物如肌酸酐和尿素在血液中的累积。因此，本发明的组合物尤其可用于减轻经受癌症、HIV或AIDS化疗治疗的受试者、患有代谢综合症的受试者或消耗高蛋白/低糖类饮食的个体中提高的肌酸酐或BUN水平。
当肠微生物的正常平衡被破坏时，有毒的含氮废物还可以在受试者的肠道中累积。具有充足的粘液产生和合适的细菌定殖的健康胃肠道阻碍了病原菌的过度生长，调节疾病的进程并且阻止了广泛的炎症性病症。栖生于胃肠道的微生物当中存在复杂的细菌构成和各种取食等级。为了维持和改善健康的胃肠道，有效促进有益菌的生长，同时使有害菌增殖和/或过度生长最小化是很重要的。因此，此处提供的益生菌组合物将通过提供益生菌以恢复或维持胃肠健康而使胃肠道的整体状况受益。尤其有益于患有胃肠疾病倾向的个体。典型的胃肠疾病包括但不限于，炎症性的病症，诸如但不限于，过敏性肠综合征、炎性肠病、结肠炎、克罗恩氏病(Crohn′s disease)和腹泻。
经受试者摄取的本发明组合物的精确量可根据专业人员或营养学者的判断并且根据每个患者的状况而确定。
本发明通过下列非-限制性的实施例进一步说明。
实施例1BUN/肌酸酐降低用5/6肾切除的迷你猪试验益生菌组合物的不同制剂。在6个月期间获得总共20只猪，3只术后死亡(由于极端重病三只中的一只不得不实行安乐死)而另两只由于可能因感染的急性患病而实施安乐死。
喂养制剂1的迷你猪随后分开并且再次用于喂养制剂2A和2B。同样地，2A再用于施用制剂2Ac。利用下列方法进行转换。转换至新的治疗方式之前终止最初的细菌疗法并且允许3至4周的停药期。另一个组中的迷你猪专门进行指定的食物方案(分别为3A、3B、4A、5A)。除了巴氏芽孢杆菌制剂中获得的，所有筛选、选择和特定应用的益生微生物菌株为FDA鉴定的公认为安全的(GRAS)菌株。
以不同的时间间隔进行重量测定以及血液提取和分析。由于小的样本量以及体重和测定间隔的差异，回归分析和曲线拟合用于评估数据。通常，这些数学方法用于解释和/或预测补充数据点。现有分析测定了每只迷你猪体重、BUN和肌酸酐水平的变化。制剂、猪的数量、递送模式、日常剂量、持续时间、组合物和常规的发现概述的明细列于表3中。
表3
所试验的几种益生口服制剂中，4种微生物株系的特定制剂(制剂1)在这些5/6肾切除迷你猪(n＝6)中的低频率给药方案表现出(a)持续的体重增加-大约33％，(b)降低的BUN，肌酸酐水平大约降低13％。类似的方法中，2只用制剂5A的迷你猪也显示降低的BUN和肌酸酐水平，虽然一只迷你猪的体重增加而另一只降低。此外，制剂3A、3b和4a显示体重的稳定或轻微的提高，尿素和肌酸酐水平的稍微稳定或轻微的降低。通常，所有这些数据和发现反映出至少含氮废物代谢物(尿素和肌酸酐)不在血液中累积。这些结果显示适当的有选择所选的益生菌组合适于口服的基于肠的尿毒症治疗。
实施例2室温或较低的贮存温度下用于制备的保健条的制法组分在干磨机或厨房研磨机中适当研磨的1杯燕麦麸，1/2杯烘烤的向日葵和/或芝麻籽或花生1/2杯低脂奶或豆奶粉-可与麦芽糖糊精或果糖或阿斯巴甜一起添加至合适的甜味1/2杯葡萄干加2汤匙角豆荚粉。
充分混合，随后加入1/2杯白色或褐色大米、蒸煮、脱水并粉碎并且(再次利用食物加工机)添加1/2杯花生酱(多少取决于稠度)1/2杯蜂蜜或高果糖玉米糖浆，约1mL香草香精(天然的)。
流程组合所有组分并且搅和(如果需要，可添加更多的燕麦麸或燕麦片)至彻底混合。滤饼混合器很适于此处应用。然后将微生物混合粉末混合物(大约100亿cfu/g)加至该化合物者。组分再次充分混合。混合物应当是相当软的，并且冷却约24小时有助于将所有组分结合在一起。将条辗平或压至约1cm厚并且切成适当大小。该制法产生约16个条，优选大小为约1cm×1.5cm×6cm。
实施例3用于非-冷藏条件的保健条的制法在35℃至40℃制备短期内食用并且期望在室温下储存(非-冷藏情况)的保健条。组合并均匀混合干组分(如实施例2中所述)。随后添加液态组分并且加热至约50℃至60℃。使混合物冷却并伴随后续的混合。产物将变得更加粘稠。当温度在35℃至40℃之间时，加入微生物混合物(约100亿cfu/g)。将全部产物倒入衬里槽中或用澄清的黄油稍微涂抹。产物随即进行冷却并且在冷藏库中放置12至24小时直至十分坚硬，但易于切成所需大小。将产物切至所需的片状和尺寸并且单独包装和打包。
虽然上述发明已经通过用于理解清楚目的的例证和实施例较详细地描述，对于本领域技术人员显而易见的是根据本发明的教导，可在不背离所附权利要求的精神或范围内进行一些微小的改变和改进。此外，本发明的大规模或工业规模化可通过那些拥有所需设备和装置的普通和专门的技术人员很容易地实现。
权利要求
1.用于增强受试者肾功能的组合物，包括至少一种益生细菌，其中所述益生细菌降低受试者肌酸酐和BUN的水平。
2.权利要求1的组合物，其中所述的至少一种益生菌为嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillusbulgaricus)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)、唾液乳杆菌(Lactobacillus salivaroes)、短乳杆菌(Lactobacillus brevis)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、路氏乳杆菌(Lactobacillus ruteri)、巴斯德氏芽胞杆菌(Bacillus pasteurii)、嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)、产孢芽孢杆菌(Bacillus sporogenes)、青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis)、婴儿双歧杆菌(Bifidobacterium infantis)、长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)、嗜热双歧杆菌(Bifidobacteriumthermophilus)或双歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)。
3.权利要求2的组合物，其中嗜热链球菌为KB4、KB19或KB25菌株。
4.权利要求1的组合物，进一步包含至少一种维生素组分和至少一种矿物质组分。
5.权利要求1的组合物，进一步包含肠溶衣。
6.权利要求1的组合物，其中所述组合物为进一步包含至少一种糖类、至少一种脂肪组分和至少一种蛋白质组分的营养食物或营养食品。
7.权利要求6的组合物，其中所述营养食物或营养食品提供所述至少一种益生菌的约50亿至约200亿的集落形成单位。
8.权利要求6的组合物，其中的糖类组分为右旋葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、麦芽糖、半乳糖、糖醇如山梨糖醇、甘露糖醇和木糖醇、转化糖糖浆、红糖，玉米糖浆、玉米糖浆干粉、蜂蜜、糖蜜、红糖、槭糖浆、果汁、甜菊糖或人工甜味剂。
9.权利要求6的组合物，其中的脂肪组分为橄榄油、加拿大菜籽油、棕榈油、椰子油、向日葵油、花生油、植物油、卵磷脂、鱼油、棉子油、豆油、猪油、单酸甘油酯、甘油二酯、黄油、人造黄油、其他动物、植物、海生的脂肪或乳脂。
10.权利要求6的组合物，其中的蛋白质组分为谷物蛋白、乳蛋白、卵蛋白、动物蛋白、植物蛋白质、乳清蛋白、豆蛋白质、乳白蛋白-酪蛋白共-沉淀物、酪蛋白酸钙、酪蛋白酸钠、纯化或精制级的酪蛋白和大豆蛋白或花生。
11.权利要求6的组合物，进一步包括至少一种维生素组分，至少一种矿物质组分和至少一种益生素。
12.权利要求11的组合物，其中的益生素组分为果糖-寡糖、半乳糖-寡糖、大豆-寡糖、木糖-寡糖、异麦芽糖-寡糖、洋姜粉、燕麦片、香蕉纤维、果胶和果胶多糖、甘露聚糖、戊聚糖、β-葡聚糖、阿拉伯聚糖或半乳聚糖。
13.用于增强肾功能的方法，包括将权利要求1的组合物施用给受试者以降低受试者毒素的累积、代谢废物的累积和不需要的细菌的过度生长，从而增强肾功能。
14.权利要求13的方法，其中将组合物施用给受试者以缓解尿毒症的症状。
15.权利要求13的方法，其中将组合物施用给受试者以减轻经受癌症、HIV或AIDS化疗治疗的受试者升高的肌酸酐或BUN的水平。
16.权利要求13的方法，其中将组合物施用给受试者以减轻患有代谢综合症的受试者升高的肌酸酐或BUN的水平。
17.权利要求13的方法，其中将组合物施用给受试者以缓解消耗高蛋白和低糖类饮食的受试者升高的肌酸酐或BUN的水平的症状。
18.用于恢复和维持胃肠健康的方法，包括将有效量的权利要求6的组合物施用给受试者。
19.用于恢复和维持胃肠健康的方法，包括将有效量的权利要求11的组合物施用给受试者。
20.用于延缓或消除代谢疾病发展的方法，包括将权利要求1的组合物施用给受试者。
全文摘要
本发明提供了用于动物和人消耗以增强肾功能的益生菌组合物。该益生菌组合物可有效排除有毒的含氮副产品并抑制不需要的细菌的过度生长。本发明的组合物还可用于恢复或维持胃肠健康以及延缓患有代谢综合症如临界糖尿病或高血压的患者疾病的发作。
文档编号A61K35/74GK1871031SQ200480031264
公开日2006年11月29日 申请日期2004年9月30日 优先权日2003年9月30日
发明者纳塔拉詹·兰加纳坦 申请人:基博生物技术公司