【実施例】
【0042】
実験の部
1.ビフィズス菌の選択
46株のビフィドバクテリウム属菌(Bifidobacterium spp.)が試験された;それらは、乳児糞便から一般に単離され、5種類の異なる種(B.ビフィダム(B. bifidum)、B.ブレーベ(B. breve)、B.ロンガム亜種インファンティス(B. longum subsp. infantis)、B.ロンガム亜種ロンガム(B. longum subsp. longum)、B.アドレセンティス(B. adolescentis)およびB.シュードカテヌラータム(B. pseudocatenulatum))に属する。該微生物は、DiSTAに存在するBUSCoBコレクション(ボローニャ大学スカドヴィビフィズス菌コレクション、ボローニャ大学、イタリア)の一部分であると考えられる。
【0043】
2.標的病原微生物の選択
大腸菌(Escherichia coli)の様々な株を考慮した:コレクション由来の1株の大腸菌(E. coli)(ATCC 11105)、過去の研究にて良好な標的微生物であると実証された、尿路感染症の間の糞便から単離された1株の大腸菌(E. coli)(M85株)、疝痛に罹患している乳児から単離された2株の大腸菌(E. coli)(GC 6aおよびGC 23a株)。大腸菌(E. coli)は子供における急性下痢の主要な病原因子(etiological agent)である。またさらに、サルモネラ・エンテリティディス(Salmonella enteriditis)株、イタリアの子供における細菌性の下痢の原因である主要な微生物(Infante Pina et al., 2008):クロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium difficile)株、子供における急性下痢の主要な病原因子(etiological agent)(Infante Pina et al., 2008);およびカンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejunii)、同様に子供における急性下痢の原因、についても実験を行った。
【0044】
3.選択された微生物の抗菌活性試験
46種類の微生物全てを、大腸菌(E. coli)ATCC 11105TM、M85、GC 6a、GC 23aおよびS.エンテリティディス(S. enteriditis)M94の成長を阻害する能力に関して分析した。本明細書に簡単に要約されるプロトコールに従って、「スポット寒天試験」を用いて、抗菌活性の予備スクリーニングを実施した。
【0045】
スポット寒天試験:完全対数期(full exponential phase)に対応する、約0.7−1の600nmでの吸光度(A600)を有する、ビフィズス菌各株の一晩(o.n.)培養物を用いる。TPY寒天培地を用いる;プレートを4つに分割し、4分の1それぞれに10ηlの各株のo.n.培養物を播種する。プレートを嫌気条件下37℃で24時間インキュベートする。生育が起こった時点で、7−8ml層の大腸菌(E. coli)用の軟寒天培地(NB+0.7%寒天)で表面を覆い、100ηlのマーカー株のo.n.培養物を播種する。プレートをマーカー株の生育が可能な条件下でインキュベートする。24−48時間のインキュベーション後、用いられたマーカー株に依存して、ビフィズス菌の各株の播種材料(inoculum)の周囲に阻止円(inhibition halo)の存在を観察することができる。この円を定規で測定する。本試験を少なくとも二回繰り返す。得られた結果−二回の実験の平均値−を表1に示す。表1は、試験された46株のうち16株のみについて、5種類のマーカー株によって生じた阻止円を示す。
【0046】
【表1】
【0047】
表1の試験から注目できるように、この研究から、とりわけ、疝痛を患っている乳児から単離された大腸菌(E. coli)の2株およびサルモネラ・エンテリティディス(Salmonella enteriditis)に対して、良好なアンタゴニスト活性を有する株の存在が明らかとなった。より大きなサイズの阻止円を全体的に示した株のみを選択した。
【0048】
次いで、クロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium difficile)M216およびカンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejunii)LMG8841に対する、16種類の選択された株のアンタゴニスト活性を評価した。得られた結果−二回の実験の平均値−を表2に示す。
【0049】
[表2]16種類の選択されたビフィズス菌株に関する、クロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium difficile)M216およびカンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejunii)LMG8841によって生じた阻止円のサイズ(cm)。
【表2】
【0050】
得られた結果から、C.ジェジュニLMG8841に対する高い阻害活性、およびC.ディフィシレM216に対するより弱い活性−株の大部分がはっきりと存在するが−が明らかとなった。
【0051】
次いで、疝痛にかかっている乳児から単離された2株に対する、およびS.エンテリティディス(S. enteriditis)に対する、16種類の選択された微生物のo.n.培養物から得られた上清の抗菌力を評価した。試験を実施する前に、5.5−6.2の間に含まれるpHを有する上清をpH6.5へと上昇させた。アッセイは、本明細書に簡単に説明される二つの方法:「ウェル拡散アッセイ(well diffusion assay)」および「ブランクディスク試験(blank disk test)」を用いて実施した。
【0052】
ウェル拡散アッセイ(well diffusion assay):完全対数期(full exponential phase)に対応する、約0.7−1のA
600を有する、ビフィズス菌各株の一晩(o.n.)培養物を用いる。培養物を10000rpmで10分間、遠心する;上清を14000rpmで15分間、再遠心し、かつ直ちに再遠心する。次いで、1NのNaOHでpH6.5へ上げる。500ηlの大腸菌(E. coli)10
6CFU/ml(または任意の他の用いられるマーカー株)の懸濁液を播種した軟寒天培地の層を、プレートに注ぐ。寒天が固まった後、ウェルを無菌パスツールピペットで調製し、50−80ηlのビフィドバクテリウム属菌(Bifidobacterium spp.)の中性化懸濁液をそのウェルに導入する。プレートをマーカー株の生育が可能な条件下、37℃で一晩インキュベートする(大腸菌(E. coli)については37℃、好気生活下)。
【0053】
ブランクディスク法(blank disk method):ビフィズス菌培養物の遠心分離および上清の中性化は上記のように実行した。大腸菌(E. coli)の場合は普通寒天(NA)プレートを、異なる株が用いられる場合は他の培地を用いる。マーカー株を、10
6CFU/mlの細胞濃度を有する懸濁液から開始して(starting from)、表面に播種する。1cmの直径を有するディスク(事前に無菌にしたもの)を、0.1mlの上清(中性化および非中性化の両方)に浸し、プレート上に静置する。プレートをマーカー株の生育に適した条件下でインキュベートする。
【0054】
スポット寒天試験によって明らかにされるようなマーカー微生物への微生物の阻害効果は、周辺環境のpHの低下によって、病原体の阻害をもたらす、酸性代謝物の産生が主な原因に見えるが、それだけではない。しかしながら、バクテリオシンの産生は可能に見える。
【0055】
このような次第ではあるが、この試験で用いられた微生物の上清の抗菌活性をより特徴付けるために、ビフィズス菌の各株の既知量の上清の存在下における、いくつかのマーカー株(大腸菌(E. coli)ATCC 11105
商標、S.エンテリティディス(S. enteriditis)M94、大腸菌(E. coli)GC 6aおよび大腸菌(E. coli)GC 23a)の生育動態の評価を行った。無添加(これは対照を表す)、およびビフィドバクテリウム属菌(Bifidobacterium spp.)のo.n.培養物に由来する既知量の上清の存在下でのNM(普通ブイヨン)培地に、マーカー株を播種した。上清を、そのまま、および中性化後の両方で、3種類の異なる濃度:12.5%(v/v)、25%(v/v)および50%(v/v)で用いた。規定の時間間隔で、微生物の生育を示す、マーカー株のA
620の測定が用いられた。最大濃度の上清は第一の試行後に除外された、なぜなら、マーカー微生物の成育を完全に妨げたからである。
【0056】
得られたデータは上述の結論を裏付ける。
【0057】
4.異なる抗生物質に対する選択されたビフィズス菌の感受性または耐性の決定、および最小発育阻止濃度(MIC)の決定
抗生物質感受性または耐性試験は、インビボ試験において微生物を用いる可能性を評価するための、基礎研究の一つである。他の腸内細菌へ抗生物質耐性が伝達されるリスクを避けるために、治療において用いられる主要な抗生物質に対してできるだけ感受性であることが、微生物に関して重要である;一方で、プロバイオティクスは抗生物質治療と共同で投与されることが多く、それ故、抗生物質耐性は、共投与のための基本的な必要条件となる(Ouba et al, 2008)。本試験では、プロバイオティック株における抗生物質耐性を評価するために伝統的に用いられる10種類の抗生物質(アンピシリン、クロラムフェニコール、エリスロマイシン、テトラサイクリン、バンコマイシン、カナマイシン、ストレプトマイシン、トリメトプリム、セフロキシムおよびゲンタマイシン)を考慮した;それらは2−1024μg/mlの間の濃度で試験された。またさらに、同じ濃度で試験された、新生児治療において一般的に用いられる別の3種類の抗生物質(アモキシシリン、セフトリアキソンおよびクラリスロマイシン)のMICが決定された。MICは、増加していく抗生物質濃度の存在下、選択されたビフィズス菌の生育を解析することにより評価した;生育はA
620を測定することにより評価した。抗生物質に対する耐性または感受性は、欧州委員会(EU commission,2002)および欧州食品安全機関(EFSA,2005)が発行するガイドラインを用いて評価した。
【0058】
得られた結果から、選択された株は、アンピシリン、カナマイシンおよびアモキシシリンに耐性を示すが、一方、一般に、試験された株の多くが考慮した他の抗生物質に対して感受性であることを示した、ということが示された。
【0059】
それらが、異なる株の大腸菌(E. coli)(疝痛にかかっている乳児において、そうでない乳児よりも高い濃度で存在する、ガス産生細菌)に対して、抗菌活性を示すため、得られた結果から、本発明が関する、4株のビフィドバクテリウム属菌の選択が可能となった。さらに、前記株は、最も高い頻度で乳児における細菌性の下痢の原因である細菌(サルモネラ・エンテリティディス(S. enteriditis)、クロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium difficile)およびカンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejunii))に対する興味深い抗菌活性、並びに限られた数の抗生物質だけに対する耐性を示す。4種類の選択された株のいずれもが、その遺伝子がビフィズス菌の染色体DNAにPCRで同定された場合でさえも、ビフィズス菌または乳酸桿菌へ抗生物質耐性遺伝子を伝達できることを実証しなかった。
【0060】
5.プレート上での阻害を試験するための方法
阻害作用を備える細菌
a.糞便細菌(faecal bacteria)に対する阻害作用の確認を目的とされる細菌は、MRSブイヨン培地(15ml含有試験管)において、少なくとも二回の連続植菌(sequential transplant)を受ける。
i.細菌がビフィドバクテリウム属に属する場合、MRSブイヨンには1%システイン・クロロハイドレート(5%溶液)が添加される。
b.新鮮肉汁培養(fresh broth culture)(22+/−2時間培養した)を遠心分離し、細胞を滅菌水で1回洗浄する。
c.次いで、細胞を遠心分離し、5mlの新鮮MRSブイヨン培地中に再懸濁する。
【0061】
2.
感受性糞便細菌
a.阻害に供される細菌は、マッコンキーブイヨン培地(10ml含有試験管)において、少なくとも二回の連続植菌を受ける。
b.新鮮肉汁培養を水で希釈し、600nmの波長で0.600−0.700の光学濃度を得る。
c.この細菌懸濁液の100mlをマッコンキー寒天プレートに注ぎ、液体が完全に吸収されるまで、適した滅菌スパチュラを用いて表面全体にまんべんなく撒く。
【0062】
3.100mlの試験される株の細菌懸濁液を吸収するように作成される(段階1−c参照)、11mm直径の紙ディスク(耐性記録ディスク)を、プレートの表面上に置く。
【0063】
4.プレートをサーモスタット中、37℃で24時間、インキュベートする。
【0064】
結果:細菌が阻害されている場合、ディスクの周りに無生育(no growth)を示す円(halo)が見える。円の大きさ(dimension)は、寒天の隅々まで塗り広げられた、株の静菌性/殺菌性作用を有する物質を産生する能力に比例する。
【0065】
6.プレート上での阻害試験
阻害可能性のあるプロバイオティックのそれぞれについて、培養液を調製し、MRSブイヨンにて24時間インキュベートする。次いで細胞を洗浄し、新鮮MRSブイヨン培地中に再懸濁する。プレート当たり100lの量の第一の希釈系列(decimal dilution)で、阻害を意図される病原種(pathogenic species)に特異的な、寒天化させた培地を含有するプレートの表面上に、病原性細菌の新鮮肉汁培養をまんべんなく塗り広げる。ディスク当たり100lの量で、そのようにして処理された細胞を紙ディスク上に吸収させる。37℃、24時間のインキュベーション後、ディスクの端と試験された病原体の生育の端の間に広がる領域により表される阻止円の測定を行う。
【0066】
5種類の病原体に対する6種類のプロバイオティクスの阻害活性の試験を、以下に列挙し、示す。結果はミリメートルで表される阻止円として報告される。
【0067】
6.1 リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)ATCC 19112について、結果を
図1に示す。
図1は以下を示す:
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684 0mm
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878 0mm
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938 (陽性基準) 0mm
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021 5mm
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01 2mm
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101 4mm
【0068】
6.2 腸球菌(Enterococcus sp.)(乳児糞便由来)について、結果を
図2に示す。
図2は以下を示す(時計回りの方向に、矢印からスタートする−プレートの背面):
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938(陽性基準)
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101
【0069】
図2は以下を示す(時計回りの方向に、矢印からスタートする−プレートの内側):
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938(陽性基準)
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101
【0070】
結果:ミリメートルで表される阻止円
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684 3mm
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878 3mm
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938(陽性基準) 3mm
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021 5mm
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01 4mm
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101 2mm
【0071】
6.3 大腸菌(Escherichia coli)ATCC 8739について、結果を
図3に示す。
図3は以下を示す(時計回りの方向に、矢印からスタートする−プレートの背面):
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938(陽性基準)
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101
【0072】
図3は以下を示す(時計回りの方向に、矢印からスタートする−プレートの内側):
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938(陽性基準)
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101
【0073】
結果:ミリメートルで表される阻止円
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684 0mm
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878 1mm
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938(陽性基準) 2mm
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021 4mm
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01 2mm
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101 1mm
【0074】
6.4 大腸菌(Escherichia coli)ATCC 35218について、結果を
図4に示す。
図4は以下を示す(時計回りの方向に、矢印からスタートする−プレートの背面):
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938(陽性基準)
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101
【0075】
図4は以下を示す(時計回りの方向に、矢印からスタートする−プレートの内側):
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938(陽性基準)
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101
【0076】
結果:ミリメートルで表される阻止円
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684 4mm
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878 2mm
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938(陽性基準) 5mm
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021 5mm
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01 2mm
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101 1mm
【0077】
6.5 クレブシエラ(Klebsiella sp)(乳児糞便由来)について、結果を
図5に示す。
図5は以下を示す(時計回りの方向に、矢印からスタートする−プレートの背面):
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938(陽性基準)
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101
【0078】
図5は以下を示す(時計回りの方向に、矢印からスタートする−プレートの内側):
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938(陽性基準)
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101
【0079】
結果:ミリメートルで表される阻止円
プロバイオティック株 mm:
1. L.ロイテリ(L. reuteri)DLLRE08、DSM 25684 0mm
2. L.ロイテリ(L. reuteri)ID 1774 LRE 02、DSM 23878 2mm
3. L.ロイテリ(L. reuteri)DSM 17938(陽性基準) 2mm
4. L.プランタルム(L. plantarum)LP01 LMG P−21021 3mm
5. L.デルブルッキー亜種ブルガリクス(L. delbr. susp. bulgaricus)LDD01 1mm
6. L.ペントーサス(L. pentosus)PCB 101 0mm