技术摘要：
本文所述方面通常涉及使用组合物以增加哺乳婴儿哺乳动物(包括人)肠道中特定代谢物的输出。这些组合物通常包含针对其在哺乳动物乳寡糖上的生长，哺乳动物乳寡糖的来源，以及任选地该婴儿哺乳动物生长所需的营养成分而选择的一种或多种细菌菌株。
背景技术：
代谢物是在活有机体的细胞内出现的维持生命的化学转化的中间体和产物。代谢 组学是对特定细胞过程所留下的独特化学指纹的系统研究(即，研究它们的小分子代谢物 概况)。代谢组代表生物细胞、组织、器官或生物体中所有代谢物的集合，它们是细胞过程的 最终产物。对于粪便样品，这包括宿主代谢物和细菌代谢物的组合。 人和微生物代谢物在定义的途径中可能具有或者可能不具有可能会对宿主有用 或有害的经鉴定的功能。代谢组学分析能够用于提供对于宿主健康和疾病状态意料之外的 见解。代谢组学概况已用于预测疾病的进展。例如，血浆生物标志物已用于比较处于胰岛素 抗性与胰岛素抗性相关疾病(如2型糖尿病)风险的个体的代谢概况，以预测未来三至五年 疾病的进展(Gall等，美国专利公开号2015/0362510)。在这种情况下，报道了数百种不同的 代谢物，包括肌酸，γ-谷氨酰基酪氨酸，γ-谷氨酰基苯基丙氨酸，γ-谷氨酰基谷氨酰胺， 3-羟基马尿酸盐/酯，4-羟基马尿酸盐/酯，马尿酸盐/酯，苯基乳酸盐/酯，血清素，亮氨酰亮 氨酸，甘油磷酰基胆碱(glycerophosphorylcholine)，它们在进展者和非进展者之间适度 的改变，一些增加，而一些减少，并通过统计学方法与3至5年后的疾病风险相关联。
技术实现要素：
创造健康的肠道环境对哺乳动物的整体健康而言至关重要。发明人发现了一种以 足以改变整个肠代谢组的量提供或去除肠中关键代谢物和/或其前体的手段。关键代谢物 的丰度可以在营养、吸收、代谢和免疫功能中起作用以促进哺乳动物的整体健康。还可以在 代谢(即，肥胖，2型糖尿病)和认知功能(即，认知发展，学习，抑郁)改变的情况下以恢复平 衡的治疗能力给予这些代谢物。 这些代谢物可以单独或组合增加或减少，以调节婴儿肠道的生理和生物化学。本 发明提供了组合物、方法和方案，以提供足够水平的这些化合物来恢复和促进肠的营养和 代谢健康以及其他关键器官(包括肝脏和中枢神经系统)的健康。监测部分或全部代谢物的 状况可用于鉴定在未来将处于形成疾病风险的人。可以在未来的日期时临床监测鉴定为处 于患特定疾病或病症风险的个体，以证明与该疾病或病症相关的症状的缺失或减轻。 本申请中所述组合物和方法提供了改变代谢组以预防肠道功能障碍的方法。肠道 中某些代谢物的不健康水平(不足或过量的代谢物)也可以描述为粪便新陈代谢异常 10 CN 111587376 A 说　明　书 2/55 页 (dysmetabolosis)或代谢不良(dysmetabolic)状态。发明人发现，在发达国家诸如美国中， 假定健康的新生婴儿出乎意料地缺乏重要的肠代谢物和/或其前体，所述肠代谢物和/或其 前体对于减少氧化应激，对于食物摄入的代谢调节(饱腹感)，对大脑生长和发育，包括认知 至关重要，并作为某些多酚(如苯甲酸)的解毒作用的促进剂。这些亚临床发现可能是长期 健康和慢性缺陷的重要预测指标，并可能导致不适当的消化道肠道发育或成熟的风险增 加，进而导致病症，例如但不限于，代谢病症，包括2型糖尿病和/或肥胖，和/或1型糖尿病， 过敏，特应性，哮喘。 具体地，本发明提供了监测哺乳动物健康的方法。哺乳动物的健康可以通过以下 方式监测：(a)由哺乳动物获得粪便样品；(b)确定样品中代谢物的量；和/或(c)基于样品中 代谢物的丰度或不足来鉴定哺乳动物的健康状态相较于代谢不良状态。代谢物可以是表1 第2列中所列出的一些代谢物。在一些实施方式中，监测哺乳动物健康的方法可以包括通过 给予细菌、哺乳动物乳寡糖(MMO)或两者来治疗代谢不良的哺乳动物。在一些实施方式中， 监测健康的方法可以包括通过给予细菌，选择性寡糖(OS)或两者来治疗代谢异常的哺乳动 物。选择性寡糖通常为DP3至DP20，选择性寡糖更优选为DP3至DP10，并且可以来自任何来 源：化学合成；植物；藻类；酵母；细菌；或哺乳动物。给予的寡糖通常是哺乳动物乳寡糖 (MMO)的功能性等同物。在一些实施方式中，OS和MMO在结构上是等同的细菌通常包括能够 在哺乳动物结肠中定殖的细菌。可以相应的量给予细菌和/或OS以将哺乳动物粪便中一种 或多种代谢物的丰度改变为非代谢不良的水平。 本发明还提供了通过给予细菌和/或OS来维持哺乳动物健康的方法。此外，粪便样 品可以获自哺乳动物，并且可以确定样品中一种或多种代谢物的水平。可以基于样品中一 种或多种代谢物的浓度和/或水平和/或含量来鉴定哺乳动物的代谢状态，并且可以响应所 鉴定的代谢不良状态而给予细菌和/或OS。 在一些实施方式中，可以通过给予足以改变一种或多种代谢物水平的量的细菌或 OS来维持哺乳动物的健康。给予OS和/或细菌的量、周期性和/或持续时间可以不同于响应 鉴定的代谢异常状态而给予的细菌和/或OS的量。细菌能够在结肠中定殖。 在一些实施方式中，本发明提供了一种通过下述步骤来减少和/或维持哺乳动物 结肠中低水平代谢物的方法：(a)给予细菌；和(b)给予OS；其中所述细菌和OS分别以足以维 持所述哺乳动物粪便中一种或多种代谢物水平的量给予。在一些实施方式中，该方法包括 选自表1第2列所列化合物中的一种或多种代谢物。在另一实施方式中，细菌和/或代谢物的 水平可以通过改变饮食中的OS水平来调节。 本发明还提供了通过给予特定细菌和/或OS并监测哺乳动物来建立或改变婴儿、 非婴儿或特定哺乳动物的肠道代谢组的方法。可以通过获取粪便或全身样品并确定代谢物 (例如但不限于，血清素代谢物，色氨酸代谢物和/或乳酸偶联物，如3-4羟苯基乳酸盐/酯， 吲哚乳酸盐/酯和苯基乳酸盐/酯)的增加或减少来监测哺乳动物。评估代谢物相对于健康 状态的改变将允许响应所鉴定的代谢不良状态而给予细菌和/或OS。 在任何上述实施方式中，监测或改变的代谢物浓度包括例如但不限于，包含γ-谷 氨酰基的二肽或三肽，2-哌啶酸，马尿酸盐/酯，血清素，色氨酸和/或乳酸偶联物，如3-4羟 苯基乳酸盐/酯，吲哚乳酸盐/酯和/或苯基乳盐/酯。在一些实施方式中，γ-谷氨酰基-半胱 氨酸的丰度比未被给予的细菌定殖的人婴儿结肠中γ-谷氨酰基-半胱氨酸的丰度高至少 11 CN 111587376 A 说　明　书 3/55 页 20倍。在一优选实施方式中，2-哌啶酸或其盐的水平比未被细菌定殖的人婴儿结肠中的2- 哌啶酸水平高至少10倍。在一优选实施方式中，包含γ-谷氨酰基的二肽或三肽的水平比未 被细菌定殖的人婴儿结肠中的水平高至少10倍。使用上述实施方式，可以减少婴儿的氧化 应激。另外，可以减少细菌性马尿酸降解物。可以预防或减轻黄疸。 在另一实施方式中，一种或多种代谢物包含2-哌啶酸或其盐。在另一实施方式中， 2-哌啶酸或其盐的水平比未被所述细菌定殖的人婴儿结肠中的2-哌啶酸水平高至少10倍。 相较于代谢不良的哺乳动物，本文所述的任何方法可以降低哺乳动物形成代谢性 疾病的风险，例如但不限于，青少年糖尿病(I型)，肥胖，哮喘，特应性，乳糜泻，食物过敏，自 闭症。风险可以降低20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％。 在上述任何实施方式中，寡糖可以包括哺乳动物乳中的碳水化合物聚合物，所述 碳水化合物聚合物不被哺乳动物基因所表达的消化酶的任何组合代谢。选择性寡糖组合物 可以包括乳-N-二糖(LNB)，N-乙酰基乳糖胺(lactosamine)，乳-N-三糖，乳N-四糖(LNT)， 乳-N-新四糖(LNnT)，岩藻糖基乳糖(fucosyllactose，FL)，乳-N-岩藻戊糖(LNFP)，乳二岩 藻四糖(LDFT)，唾液乳糖(SL)，二唾液乳-N-四糖(DSLNT)，2'-岩藻糖基乳糖(2FL)，3'-唾液 乳糖胺(3'-sialyllactosamine，3SLN)，3'-岩藻糖基乳糖(3FL)，3'-唾液-3-岩藻糖基乳糖 (3S3FL)，3'-唾液乳糖(3SL)，6’-唾液乳糖胺(6SLN)，6'-唾液乳糖(6SL)，双岩藻糖基乳糖 (DFL)，乳-N-岩藻糖基戊糖I(LNFPI)，乳-N-岩藻糖基戊糖II(LNFPII)，乳-N-岩藻糖基戊糖 III(LNFPIII)，乳-N-岩藻糖基戊糖V(LNFPV)，唾液乳-N-四糖(SLNT)，其衍生物或其组合中 的一种或多种。OS可以包括：(a)II型寡糖核心，其中代表性物质包括LnNT；(b)以1:5-5:1包 含II型核心和GOS的一种或多种寡糖；(c)以1:5-5:1包含II型核心和FL的一种或多种寡糖； 或(d)以1:5-5:1包含II型核心和SL的一种或多种寡糖；或(e)(a)-(d)的组合。OS可以包括： (a)I型寡糖核心，其中代表性物质包括LNT；(b)以1:5-5:1包含I型核心和GOS的一种或多种 寡糖；(c)以1:5-5:1包含I型核心和FL的一种或多种寡糖；(d)以1:5-5:1包含I型核心和SL 的一种或多种寡糖；或(e)(a)-(d)的组合。在一些实施方式中，I型和II型寡糖与GOS、FL或 SL中的任一种组合。I型或II型可以彼此是同分异构体。其他II型核心包括但不限于，三岩 藻糖基乳-N-己糖(TFLNH)，LnNH，乳-N-己糖(LNH)，乳-N-岩藻戊糖III(LNFPIII)，单岩藻糖 基化的乳-N-己糖III(MFLNHIII)，单岩藻糖基单唾液乳-N-己糖(MFMSLNH)。 哺乳动物可以超过25％、40％或50％哺乳动物总膳食纤维的剂量接受OS。超过 10％、25％、40％、50％、60％或75％的总寡糖可以通过一个或多个N-乙酰乳糖胺(N- acetyllactosamine)单元(II型核心)来表示。此外，寡糖组合物可以包括2’FL和/或GOS。 可以在给予细菌之前、同时、2小时之内或之后给予OS。OS和/或细菌可以给予至少 1，3，10，至少20，至少30，至少60，至少90，至少120，至少150，或至少180天。 在上述任何实施方式中，细菌能够在结肠中定殖。例如，细菌可以来自双歧杆菌 (Bifidobacteria)、乳杆菌(Lactobacillus)和片球菌(Pediococcus)属，如青春双岐杆菌 (B.adolescentis)，动物双歧杆菌(B.animalis)，动物双歧杆菌动物亚种(B.animalis  subsp.animalis)，动物双歧杆菌乳酸亚种(B.animalis  subsp.lactis)，两岐双岐杆菌 (B .bifidum)，短双歧杆菌(B .breve)，链状双歧杆菌(B .catenulatum)，长双歧杆菌 (B .longum)，长双歧杆菌婴儿亚种(B .longum  subsp .infantis)，长双歧杆菌长亚种 (B.longum  subsp .longum)，假链状双歧杆菌(B.pseudocatanulatum)，假长双歧杆菌 12 CN 111587376 A 说　明　书 4/55 页 (B .pseudolongum)，嗜酸乳杆菌(L .acidophilus)，胃窦乳杆菌(L .antri)，短乳杆菌 (L .brevis)，干酪乳杆菌(L .casei)，切罗氏乳杆菌(L .coleohominis)，卷曲乳杆菌 (L .crispatus)，弯曲乳杆菌(L .curvatus)，发酵乳杆菌(L .fermentum)，加氏乳杆菌 (L .gasseri)，约氏乳酸杆菌(L .johnsonii)，粘膜乳杆菌(L .mucosae)，戊糖乳杆菌 (L.pentosus)，植物乳杆菌(L.plantarum)，罗伊氏乳杆菌(L.reuteri)，鼠李糖乳杆菌 (L .rhamnosus)，清酒乳杆菌(L .sakei)，唾液乳杆菌(L .salivarius)，嗜酸片球菌 (P.acidilactici)，阿根廷片球菌(P.argentinicus)，克劳森球菌(P.claussenii)，戊糖片 球菌(P.pentosaceus)，斯氏片球菌(P.stilesii)，副干酪乳杆菌(L.paracasei)，北里乳杆 菌(L.kisonensis.)，副柠檬酸乳杆菌(L.paralimentarius)，派棱氏乳杆菌(L.perolens)， 蜂乳杆菌(L.apis)，加纳乳杆菌(L.ghanensis)，糊精乳杆菌(L.dextrinicus)，深真氏乳杆 菌(L.shenzenensis)，哈尔滨乳杆菌(L.harbinensis)，微细片球菌(P.parvulus)，或罗莉 片球菌(P.lolii)。 在上述任何实施方式中，细菌可以是以ATCC访问号PTA-125180保藏的长双歧杆菌 婴儿亚种EVC001；细胞根据《国际承认用于专利程序的微生物保存布达佩斯条约》保藏于美 国弗吉尼亚州马纳萨斯10801大学大道(10801  University  Blvd ,Manassas,VA  20110)的 美国典型培养物保藏中心(American  Type  Culture  Collection)，“保藏的细菌”。 此外，本文所用“保藏的细菌”指分离的长双歧杆菌婴儿亚种EVC001(保藏于ATCC 并分配了访问号)和其变体，其中所述变体保留了所述细菌的表型和基因型特征，并且其中 所述细菌和其变体具有LNT转运能力并包含功能性H5基因簇，所述功能性H5基因簇包含 BLON2175、BLON2176和BLON2177。 “功能性H5簇”指在双歧杆菌中负责人乳寡糖摄取和代谢的基因的簇。功能性H5簇 包含Blon_2175、Blon_2176和Blon_2177。H5簇包含下述基因：Blon_2171、Blon_2173、Blon_ 2174、Blon_2175、Blon_2176、Blon_2177和galT。 在上述任何是实施方式中，哺乳动物可以是人，如婴儿，青少年，成年人或老年人。 哺乳动物可以是生态失调(dysbiotic)的人类婴儿。 附图说明 图1.阴道分娩和剖腹产的人婴儿中干预期间和随访期间通过qPCR测量的粪便样 品中的长双歧杆菌婴儿亚种(B.longum  subsp.infantis)(婴儿双歧杆菌(B.infantis))的 量(CFU/g)。黑线和点表示从生命的第7天开始补充21天婴儿双歧杆菌的所有婴儿。接受标 准护理(无益生菌)的婴儿均用灰线和点表示。每条线周围的条带表示线周围95％的置信区 间。补充结束发生在第28天，并收集样品直至生命的第60天。 图2A.在研究期间(生命的第6至60天)未经处理的剖腹产婴儿中不同属的肠细菌 的丰度。 图2B.在第7至28天使用长双歧杆菌婴儿亚种处理的剖腹产婴儿中不同属的肠细 菌的丰度。 图3A.所有样品的主成分分析。各点代表一个样品。 图3B.所有样品分析的统计学总结。 发明详述 13 CN 111587376 A 说　明　书 5/55 页 本发明涉及监测、治疗和/或预防婴儿哺乳动物肠中的代谢功能障碍、代谢物功能 不全或代谢物过量(“新陈代谢异常”)的方法，并且涉及产生和/或递送某些代谢物和/或它 们的前体至肠的组合物和方法，从而这些代谢物的水平改变可以存在于全身。 发明人已经发现，来自美国婴儿群体的粪便样品中的某些代谢物或它们的前体显 著减少，而这些代谢物的限制可能显著影响这些婴儿的即时或长期健康，并且可以对其进 行监测。这包括例如但不限于下述的化合物：苯基乳酸盐/酯，3-(4-羟苯基)乳酸盐/酯，吲 哚乳酸盐/酯，吲哚-3-乳酸，异戊酰基肉碱(C5)，N-乙酰半胱氨酸，牛磺酸，柠檬酸盐/酯，精 氨酸，肌酸酐，5-氧脯氨酸，γ-谷氨酰基半胱氨酸，γ-谷氨酰基组氨酸，γ-谷氨酰基甲硫 氨酸，丙酮酸盐/酯，乳酸盐/酯，包括脂肪酸羟基脂肪酸，如棕榈酸-9-羟基硬脂酸(PAHSA  16:0/OH-18:0)和油酸-羟基硬脂酸(OAHSA  18:1/OH-18:0)，十九烷酸酯/盐，二十烷酸酯/ 盐，二十碳烯酸酯/盐，硬脂酸盐/酯，15-甲基棕榈酸盐/酯，17-甲基棕榈酸盐/酯，山嵛酸 盐/酯，十七酸盐/酯，棕榈酸盐/酯，十四酸盐/酯。8-羟基鸟嘌呤，2’-O-甲基胞嘧啶，硫胺素 (维生素B1)，N-乙酰葡萄糖胺6-硫酸盐/酯(N-acetylglucosamine  6-sulfate)，谷氨酸盐/ 酯，丙酰基谷氨酰胺，N6-甲酰赖氨酸，N6-乙酰赖氨酸，N-乙酰脯氨酸，丙氨酰亮氨酸，赖氨 酰亮氨酸，苯乙酰谷氨酸，甘油，葡萄糖酸盐/酯，花生酸盐/酯和/或鞘磷脂。这些化合物可 使用用于本发明的组合物来增加。 相反，发明人还已经发现，粪便样品中代谢物存在显著增加，这对于美国婴儿群体 有可能产生不良后果并且可以被监测。这些化合物包括但不限于，粪便甜菜碱，苯甲酸，N- 乙酰甘氨酸，尸胺，酪胺，胍丁胺，腐胺(putrescene)，亚精胺，咪唑丙酸盐/酯，亮氨酰甘氨 酸，苯丙氨酰甘氨酸，2-羟基甲基戊酸盐/酯，α-羟基异戊酸盐/酯，α-羟基异己酸盐/酯，牛 磺胆酸盐/酯，赖氨酰磷脂，琥珀酸盐/酯，富马酸盐/酯，牛磺石胆酸3-硫酸盐/酯，吲哚乙酸 盐/酯，4-羟基苯丙酮酸盐/酯，4-羟基苯甲酸盐/酯，胱氨酸，2-甲基丙二酰肉碱(2- methylmalonylcarnithine)和/或甘氨酰异亮氨酸。这些化合物使用用于本发明的组合物 来减少。 改变包括但不限于，TCA循环(能量状态)，蛋白质消化，脂质降解，碳水化合物利 用，神经递质可用性，谷胱甘肽代谢，氧化还原系统，维生素产生，氨基酸代谢(即，赖氨酸， 色氨酸，苯丙氨酸，酪氨酸，谷氨酸，半胱氨酸，脯氨酸)，原发性和继发性胆汁酸代谢，胆汁 酸吸收不良条件，核酸代谢(包括腺苷代谢，鞘脂代谢，生育酚代谢，四氢生物蝶呤代谢和黄 嘌呤代谢)，凝血机制。 代谢物可能完全来自细菌，如马尿酸盐/酯，2-羟基马尿酸盐/酯，3-羟基马尿酸 盐/酯，4-羟基马尿酸盐/酯，4-羟基苯甲酸盐/酯，吲哚乳酸盐/酯，吲哚乙酸盐/酯，尸胺，苯 乙酸盐/酯，苯乳酸盐/酯，3-(4-羟苯基乳酸盐/酯)，和4-羟苯基丙酮酸盐/酯。N-乙酰葡萄 糖胺6-硫酸盐/酯是Bif支路中的关键代谢物。宿主和/或微生物可能贡献其他代谢物。 代谢物诸如柠檬酸盐/酯和琥珀酸盐/酯(表1TCA循环代谢物)可以单独使用或一 起使用，以评估至少一种功能输出，如能量状态和组织修复。方法包括在肠中增加柠檬酸 盐/酯和/或降低琥珀酸盐/酯水平。柠檬酸盐/酯/琥珀酸盐/酯的比例可用于监测和降低肥 胖症、糖尿病和其他代谢性疾病的风险。 可以选择表1中的代谢物以使其具有作为抗氧化剂还原活性氧物质的能力。表1的 实例包括半胱氨酸和胆碱。 14 CN 111587376 A 说　明　书 6/55 页 在临床情况下，可以使用增加至少胆碱和/或原发性胆汁盐(诸如如胆酸盐/酯和 鹅脱氧胆酸盐/酯)和/或降低继发性胆汁酸的方法以减少活性氧物质，改善肝功能和/或降 低肝病风险。 本发明提供了用于提供和/或去除代谢物和/或它们的前体以支持肠、肝和中枢神 经系统健康的组合物和使用方法。通常，关键成分通过将包含选择性寡糖(OS)或其功能性 等同物的食物组合物联同细菌组合物给予哺乳动物来递送关键成分，所述选择性寡糖(OS) 是哺乳动物乳寡糖(MMO)，所述细菌组合物包含能够增加或减少某些代谢物和/或它们的前 体可用性的细菌。OS支持这些细菌的生长和代谢活性，所述OS包括MMO及其功能性等同物， 例如但不限于，合成的等同天然的MMO，修饰的植物多糖，修饰的动物多糖，或释放自动物或 植物糖蛋白的聚糖。 细菌可以与OS同时给予，或者它们可能已经存在于哺乳动物的肠道中。不同于大 多数肠道菌群，某些重要的双歧杆菌，例如但不限于长双歧杆菌(B.longum)和短双歧杆菌 (B.breve)可以内化长度可能高达3-20个糖部分的寡糖，前提是这些寡糖具有某些特定的 糖苷键，这些双歧杆菌对其具有内源性糖基水解酶以解构寡糖。功能性范围可以优选进一 步限定为3-10个糖部分。该特征使得这些双歧杆菌在定殖于母乳喂养婴儿肠道方面取得了 独特的成功，寡糖(在本文中表示为MMO)具有合适的大小和正确的组成，以单独被这些细菌 消耗。在某些植物和动物糖蛋白碳水化合物成分中也发现了这类结构。发明人还已经发现， 当这些聚糖由其组成蛋白释放时，它们也可以用作MMO的模拟物。这类寡糖由于其独特的遗 传能力而优先被这类细菌内化和代谢。寡糖可能存在于哺乳动物乳中，但是也可以是合成 的或植物来源的，只要它们具有选择特定生物体的能力，所述特定生物体可以提供婴儿哺 乳动物生长和/或发育所需的营养成分(即代谢物)。 该组合物可以是足以为哺乳动物提供部分或全部营养来源的食物组合物。以足以 维持哺乳动物中至少一种代谢物所需水平和组成的量分别给予或在食物组合物中给予细 菌和寡糖。该方法可包括下述步骤：(a)由哺乳动物获得粪便或全身(例如，尿，血浆)样品； (b)确定样品中至少一种代谢物的水平和组成；(c)鉴定哺乳动物中至少一种代谢物不足 和/或至少一种代谢物过量状态(即，代谢物的水平是否过高或过低)；(d)通过下述内容处 理代谢组学异常的哺乳动物：(i)给予细菌组合物，所述细菌组合物包含能够在肠中定殖 和/或被激活以在肠中定殖的细菌；(ii)给予包含OS(例如，MMO或功能相似的寡糖)的食物 组合物；或(iii)同时添加(i)和(ii)。该实施方式可以提供增强哺乳动物健康的方法。可以 相应的量给予细菌和/或食物组合物，所述量足以维持哺乳动物肠中目标代谢物水平和/或 全身性地高于或低于与步骤(c)中所述过量或不足相关的阈值水平。 根据本发明使用的细菌组合物。 细菌可以来自双歧杆菌(Bifidobacteria)的单个细菌物种，诸如青春双岐杆菌 (B .adolescentis)，动物双歧杆菌(B .animalis) (例如，动物双歧杆菌动物亚种 (B.animalis  subsp.animalis)或动物双歧杆菌乳酸亚种(B.animalis  subsp.lactis))， 两岐双岐杆菌(B.bifidum)，短双歧杆菌(B.breve)，链状双歧杆菌(B.catenulatum)，长双 歧杆菌(B.longum)(例如，长双歧杆菌婴儿亚种(B.longum  subsp.infantis)或长双歧杆菌 长亚种(B.longum  subsp.longum))，假链状双歧杆菌(B.pseudocatanulatum)，假长双歧杆 菌(B .pseudolongum)，乳杆菌(Lactobacillus)的单个细菌物种，诸如嗜酸乳杆菌 15 CN 111587376 A 说　明　书 7/55 页 (L.acidophilus)，胃窦乳杆菌(L.antri)，短乳杆菌(L.brevis)，干酪乳杆菌(L.casei)，切 罗氏乳杆菌(L.coleohominis)，卷曲乳杆菌(L.crispatus)，弯曲乳杆菌(L.curvatus)，发 酵乳杆菌(L.fermentum)，加氏乳杆菌(L.gasseri)，约氏乳酸杆菌(L.johnsonii)，粘膜乳 杆菌(L.mucosae)，戊糖乳杆菌(L.pentosus)，植物乳杆菌(L.plantarum)，罗伊氏乳杆菌 (L .reuteri)，鼠李糖乳杆菌(L .rhamnosus)，清酒乳杆菌(L .sakei)，唾液乳杆菌 (L.salivarius)，副干酪乳杆菌(L.paracasei)，北里乳杆菌(L.kisonensis.)，副柠檬酸乳 杆菌(L.paralimentarius)，派棱氏乳杆菌(L.perolens)，蜂乳杆菌(L.apis)，加纳乳杆菌 (L.ghanensis)，糊精乳杆菌(L.dextrinicus)，深真氏乳杆菌(L.shenzenensis)，哈尔滨乳 杆菌(L .harbinensis)，或片球菌(Pediococcus)的单个细菌物种，诸如微细片球菌 (P.parvulus)，罗莉片球菌(P.lolii)，嗜酸片球菌(P.acidilactici)，阿根廷片球菌 (P.argentinicus)，克劳森球菌(P.claussenii)，戊糖片球菌(P.pentosaceus)或斯氏片球 菌(P.stilesii)，或者其可以包括任何这些物种中的两种或或更多种。通常，至少一种物种 将能够通过在细菌细胞自身内内化完整的OS来消耗OS。在一个优选实施方式中，细菌组合 物包含双歧杆菌。在一个更优选的实施方式中，双歧杆菌是长双歧杆菌或短双歧杆菌。在一 个特别优选的实施方式中，长双歧杆菌是长双歧杆菌婴儿亚种。 为了在本发明中使用，细菌可以在厌氧培养物中无外来污染地生长，收获，并使用 但不限于冷冻干燥、喷雾干燥或隧道干燥进行干燥。 在优选实施方式中，双歧杆菌在MMO存在的情况下培养，所述MMO的存在激活细菌。 在一些实施方式中，细菌组合物将包括为结肠定殖而激活的细菌。细菌可以处于通过编码 酶或蛋白质的基因的表达所定义的活化状态，所述酶或蛋白质例如但不限于，岩藻糖苷酶， 唾液酸酶，胞外聚糖结合蛋白和/或糖通透酶。通过在收获和保存和干燥细菌之前在包含OS 的培养基中培养细菌来产生这种活化状态。婴儿双歧杆菌的激活述于例如PCT/US2015/ 057226，其揭示的内容通过引用其全文纳入本文。 用于根据本发明的组合物的寡糖。 哺乳动物乳中含有大量哺乳动物乳寡糖(MMO)作为膳食纤维。例如，在人乳中，膳 食纤维为约15％的总干重，或为约15％的总含热量。这些寡糖包含这样形式的糖残基，所述 形式不能直接用作哺乳动物婴儿或成体或者该哺乳动物肠中的大多数微生物的能量来源。 本文所用术语“哺乳动物乳寡糖”或MMO指那些不易消化的聚糖，有时称为“膳食纤 维”，或未被哺乳动物消化道(例如，小肠)中内源性哺乳动物酶水解的碳水化合物聚合物。 哺乳动物乳含有大量的MMO，所述MMO不能直接用作喂乳的哺乳动物的能量来源，但可以被 该哺乳动物肠中的许多微生物使用。MMO可以是游离的寡糖(3个糖单位或更长，例如3–20个 糖残基)，或者它们可以与蛋白质或脂质偶联或由其所释放。 本文所定义的选择性寡糖(OS)是不被哺乳动物所消化并且比其他更有利于特定 细菌生长的碳水化合物。选择性寡糖可以来自哺乳动物乳或其部分，或者是重组或天然植 物，藻类，细菌，酵母或化学原料的产物，只要它们诱导所需的代谢概况即可。本文所用OS是 指来自任何来源，包括化学植物，藻类，酵母，细菌或哺乳动物，长度为DP3-DP20的难消化 糖。具有存在于任何哺乳动物乳中的难消化寡糖的化学结构的寡糖在本文称之为OS，无论 它们是否实际上源自哺乳动物乳。 OS可以包括下述结构中的一个或多个：N-乙酰基乳糖胺，乳N-四糖(LNT)，乳-N-二 16 CN 111587376 A 说　明　书 8/55 页 糖(LNB)，乳-N-三糖，乳-N-新四糖(LNnT)，岩藻糖基乳糖(2’FL或3’FL)，乳-N-岩藻戊糖 (LNFP)，乳二岩藻四糖，唾液乳糖(SL)，二唾液酸内酯-N-四糖，2'-岩藻糖基乳糖(2’FL)， 3'-唾液乳糖胺，3'-岩藻糖基乳糖(3’FL)，3'-唾液-3-岩藻糖基乳糖，3'-唾液乳糖(3’SL)， 6’-唾液乳糖胺，6'-唾液乳糖(6’SL)，双岩藻糖基乳糖，乳-N-岩藻糖基戊糖I(LNFPI)，乳- N-岩藻糖基戊糖II(LNFPII)，乳-N-岩藻糖基戊糖III(LNFPIII)，乳-N-岩藻糖基戊糖V (LNFPV)，唾液乳-N-四糖，或其衍生物。三岩藻糖基乳-N-己糖(TFLNH)，乳-N-新己糖 (LNnH)，乳-N-己糖(LNH)，乳-N-岩藻戊糖(LNFPIII)，MFBLNHIV，和MFBLNHIV。 寡糖可分类为具有I型或II型核心，并带有或不带有连接的附加唾液酸或岩藻糖 残基。乳酸-N-二糖是这样的二聚体，其是I型核心寡糖的结构区。乳-N-二糖也称之为(Gal- (1,3)-β-GlcNAc)，其通过与存在于人基因组中的β-3-半乳糖基转移酶1(B3GALT1)具有同 源性的酶合成。具有I型核心的寡糖的实例包括乳-N-四糖(LNT)。N-乙酰基-D-乳糖胺也称 之为β-D-Gal-(1→4)-D-GlcNAc，是这样的二聚体，其是II型核心寡糖的结构区。乳-N-新四 糖(LNnT)和乳-N-岩藻基戊糖III(LNFPIII)是含有II型核心的结构的实例。乳-N-三糖形成 1型和2型HMO的部分，也形成糖蛋白的聚糖部分。 在一些实施方式中，OS包含I型核心。在混合物的优选实施方式中，OS包含II型核 心。参见例如，美国专利号8,197,872、8,425,930和9,200,091。在一些实施方式中，OS包含I 型和II型核心。 用于本发明的MMO可以包括一个或多个岩藻糖基化的寡糖结构，如岩藻糖基乳糖 (FL)或FL的衍生物，包括但不限于乳-N-岩藻戊糖(LNFP)和乳二岩藻四糖(LDFT)， 用于本发明的MMO可以包括选自下组的结构：N-乙酰乳糖胺，乳-N-生物酶(LNB)， 乳-N-四糖(LNT)和乳-N-新四糖(LNnT)。 用于本发明的MMO可以包括唾液乳糖(SL)或SL的衍生物，例如但不限于，3'唾液乳 糖(3SL)，6'唾液乳糖(6SL)和二唾液酸乳-N-四糖(DSLNT)。 哺乳动物乳可用作OS的来源。本发明所述任何结构可以纯化自哺乳动物乳，例如 但不限于人乳，牛乳，山羊乳或马乳，绵羊乳或骆驼乳，或通过酵母、藻类或细菌的发酵或化 学合成直接产生。该组合物可以进一步包含一种或多种细菌菌株，其具有使用任何上述糖 或其衍生物作为唯一碳源生长和分裂的能力。这类细菌菌株可以是天然存在的或经遗传修 饰，并可以选择在特定OS或它们的衍生物上生长，如果这类细菌菌株不在那些寡糖上生长。 示例可以包括但不限于以下任一个和它们的衍生物：2’FL或3’FL，LNT或LNnT，3SL或6’SL。 MMO可以是岩藻糖基乳糖(FL)或FL的衍生物和唾液乳糖(SL)或SL的衍生物的混合 物，它们天然存在于哺乳动物乳中，例如但不限于，人乳，牛乳，山羊乳和马乳。FL和SL或其 衍生物可以约1:10至10：1的比例存在。可以将唾液酸化和岩藻糖基化寡糖配制的混合物添 加到LNT或LNnT的混合物中。MMO的功能性等同物可以包括使用如澳大利亚公开号2012/ 257395、澳大利亚公开号2012/232727和国际公开号WO  2017/046711中所述的重组DNA技术 所产生的相同分子。 基于植物的多糖 通常，植物纤维是这样的大多糖结构，其只能被排泄某些水解酶的结肠细菌胞外 消化，然后消化由胞外水解所产生的游离糖单体或寡糖。然而，植物纤维的酶促、化学或生 物处理可以将聚糖的大小减小到这样的大小，所述大小可以被能够消化和解构MMO的某些 17 CN 111587376 A 说　明　书 9/55 页 细菌，例如但不限于长双歧杆菌(B.longum)和短双歧杆菌(B.breve)所利用。此外，本发明 包括通过合成和/或重组产生的水解酶的处理，所述水解酶模拟微生物碳水化合物水解酶， 如GH5、GH13、GH92、GH29(如与本申请同日申请标题为“寡糖组合物及其在哺乳动物肠道微 生物组过渡阶段的应用”的美国临时申请中所述)。植物多糖的化学处理包括酸水解(硫酸， 盐酸，尿酸，三氟乙酸等)，或使用酸性疏水性、非水相、离子液体水解，然后使用水在两相反 应中分离寡糖(Kuroda等,ACS  Sustainable  Chem.Eng.,2016,4(6) ,第3352–3356页)。可以 通过使用N-连接和/或O-连接聚糖的酶促过程释放与蛋白质或脂质连接的多糖或聚糖。 基于植物的多糖可用于本发明，如果该基于植物的多糖首先经修饰以产生在大小 上与大多数HMO非常接近的许多不同的寡糖(DP  3-10)。因此，然后可以将它们用于促进更 有益的微生物诸如双歧杆菌、乳酸杆菌(lactobacilli)和/或片球菌(pediococci)生长。 基于植物的多糖可以来自任何常规或功能性食品，例如但不限于，胡萝卜，豌豆， 洋葱和西兰花。多糖也可能来自食品加工废料流，包括贝壳，果壳，果皮，树叶和蔬菜，水果， 豆类和块茎的切屑，例如但不限于橘子皮，洋葱皮，可可皮，苹果蛋糕，葡萄渣，豌豆荚，橄榄 果渣，番茄皮，甜菜(Mueller-Maatsch等,Food  Chemistry.2016.201:37-45)。甜菜具有β1– 3和β1–4D-葡聚糖(Kuudsen等2007.Br.I.Nutr)。它们也可能来自藻类或酵母提取物。多糖 可以是混合的食物产品的部分或纯化的多糖部分。多糖可以是可溶性纤维。可以使用无机 催化剂通过发酵和/或使用离子液体对多糖进行物理、化学、酶促、生物预处理，以将不溶性 纤维转化为可溶性纤维。 本发明基于植物的寡糖组合物可以是通过酶消化多糖而制得的产物。在一些实施 方式中，多糖在受控发酵中经预消化。在一些实施方式中，在针对多糖通量的方法中将酶克 隆、纯化和/或固定。释放的寡糖可以纯化自或者不纯化自食品基质中的多糖或其他组分。 在一些实施方式中，克隆的酶可以在大肠杆菌或酵母或其他合适的生物体诸如芽孢杆菌 (Bacillus)中表达，以由多糖底物中产生所需的寡糖。在一些实施方式中，在旨在产生新的 寡糖的发酵中使用含有编码酶的基因的生物体，所述酶例如但不限于GH5，GH43，GH13， GH92。在一些实施方式中，制剂中包含纤维素，以为粪便物质的适当体积和水性质维持特定 百分比的不溶性纤维。 在一些实施方式中，一锅(one  pot)酶促反应与多种内切水解酶和外切水解酶联 用以由多糖产生新的寡糖组合物。 本发明基于植物的寡糖组合物可以通过这样产生：通过在高温下使用强酸，例如 但不限于硫酸，盐酸，尿酸和三氟乙酸的常规水解化学分解多糖，然后使用强碱，例如但不 限于，NaOH或KOH中和，并分离和干燥最终寡糖。无机催化剂诸如小分子或无机离子可以用 于减少链长度或修饰寡糖结构(例如，NaCl，KCl，MgCl2，CaCl2，Ca(OH)2，Ca(NO3)2，CaCO3或 CaHPO4)。多糖还可以通过这样进行水解：在具有高热稳定性、低易燃性和极低挥发性的离 子液体溶剂，包括但不限于，1-乙基-3-甲基咪唑鎓(methylimidazolium)乙酸盐([EMIM] AcO)，1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓氯化物([AMIM]Cl)，1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物([BMIM] Cl)和二烷基咪唑鎓二烷基磷酸盐中，将多糖暴露于选择性切割糖苷键的催化剂(离子溶剂 耐受酶)(Wahlstrum和Suurankki(2015)Green  Chem  17:694)。已经证明另一种酸性离子液 体(硫酸和1-(1-丁基磺酸基)-3-甲基咪唑鎓硫酸氢盐)仅在100℃下有效地原位水解多糖 (Satrai,等,Sustainable  Chem.Eng.,2017,5(1) ,第708–713页)并且可以用于本发明。然 18 CN 111587376 A 说　明　书 10/55 页 后，通过加入与离子液体形成相分离的水，将寡糖从反应混合物中去除。在两种情况下，当 主要寡糖链长度为DP  3-10时，反应停止。 或者，本发明基于植物的寡糖组合物可以通过压力下破坏和/或加热，和/或超声 处理，以产生长度为DP3-10的寡糖链。 在其他实施方式中，可以使用破坏多糖的一种或多种技术的组合来产生具有可以 通过LC/MS或其他技术定义的组合物的新产品。在其他实施方式中，评估了链长度确定的寡 糖的新库使特定选定的物种生长的能力和/或其缺乏促进其他生物体生长的能力。 可以通过使用N-连接和/或O-连接的水解酶的酶促过程释放与来自任何来源(植 物、动物或微生物)的蛋白质连接的聚糖，并将其用作本发明的起点。在某些植物和动物糖 蛋白的碳水化合物成分中也发现了这类结构。这些碳水化合物可能比所需的DP长并且将被 分类为多糖。发明人还已经发现，当这些较长的聚糖由其组成蛋白释放时，它们也可以用于 本发明。 阿拉伯木聚糖是半纤维素的一个示例，半纤维素是含有阿拉伯糖和木糖的多糖。 几丁质和壳聚糖是无法利用的多糖的示例，但可以提供有价值的单体——N-乙酰氨基葡萄 糖(NAG)或NAG的重复单元，它们更容易被有益的肠道细菌利用。在一些实施方式中，包含 GH46基因并表达酶的共生生物体诸如克劳森球菌(P.claussenii)用于促进几丁质或壳聚 糖的降解。其他主要多糖包括植物细胞壁的成分，如鼠李半乳糖醛酸聚糖，木葡聚糖，甘露 聚糖，葡甘露聚糖，果胶，高半乳糖醛酸聚糖(homogalacturonan)和阿拉伯半乳糖醛酸聚糖 (arabinogalacturonan)。其他有用的多糖包括果胶，如来自苹果蛋糕，可可豆壳，橘皮，甜 菜的果胶，它们具有可行的组成并且相较于其他更简单的重复单元聚合物组成具有更高的 选择性。果胶可包括鼠李糖，阿拉伯糖，岩藻糖，甘露糖和木糖。 可以在有或没有对应细菌的情况下使用上述用于配制在微生物食物链中喂养某 些细菌群的膳食纤维的方法来定向转移微生物组，以建立和/或保留在哺乳动物肠道微生 物组内某些细菌物种中高度富集的肠道微生物组。 在优选实施方式中，制剂可以包含至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、 40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或至少95％的N-乙酰基-D- 乳糖胺(二聚体；II型核心，通常在LNnT中)。在另一优选实施方式中，可以使用这样的制剂， 所述制剂包含至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、 65％、70％、75％、80％、85％、90％或至少95％百分比的I型核心HMO(Gal-(1 ,3)-β- GlcNAc)，其通过与存在于人基因组中的β-3-半乳糖基转移酶1(B3GALT1)具有同源性的酶 合成。在另一优选实施方式中，可以使用在人乳中未发现的寡糖，诸如在寡糖的合成生产过 程中发现的二聚体结构或其他中间二聚体，包括乳N-二糖。在其他优选实施方式中，可以使 用这样的制剂，所述制剂包含5％,10％,15％,20％,25％,30％,35％,40％,45％,50％, 55％,60％,65％,70％,75％,80％,85％,90％或至少95％百分比的乳-N-三糖I(Gal-(1 , 3)-β-GlcNAc-(1,3)-Gal)或乳-N-三糖II(GlcNAc-(1,3)-Gal-(1,3)-β-Glu)或乳-N-新三 糖(Gal-(1,4)-β-GlcNAc-(1,3)-Gal)。MMO每天可以提供0.2克-40克。 以超过5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、 65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％百分比使用的MMO或相似的选择性寡糖在非特异性 碳水化合物中稀释到百分比低于95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、 19 CN 111587376 A 说　明　书 11/55 页 50％、45％.40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％，所述非特异性碳水化合物例如但 不限于，低聚半乳糖(GOS)，低聚果糖(FOS)，低聚木糖(XOS)或其组合。这些组合提供了增加 选择性的程度，其中选择性寡糖结构的来源或MMO的比例越高，对某些细菌例如但不限于长 双歧杆菌婴儿亚种(B.longum  subsp.infantis)的选择性就越大。 修饰寡糖结构以增加唾液酸化(唾液乳糖胺)或岩藻糖基化可以进一步提高它们 的选择性。在其他实施方式中，制剂包含乳糖胺(lactosamine)的II型核心二聚体，以及岩 藻糖基化和/或唾液酸化的寡糖作为选择性碳水化合物部分；其余部分则由选择性较低或 非选择性的碳水化合物组成。 可以直接或以食物组合物的形式将OS提供给哺乳动物。组合物可以进一步包含食 物，并且该食物可以包含部分或全部营养需求以支持健康哺乳动物的生活，其中该哺乳动 物可以是但不限于婴儿或成人。食物组合物可以包括哺乳动物乳，哺乳动物乳衍生产品，哺 乳动物供体乳，婴儿配方食品，代乳品，肠内营养产品或用于包括人在内的哺乳动物的代餐 食品。OS可以是粉末或液体(水基或油基)形式。 用于根据本发明的组合物的制剂。 一种组合物，其包含：(a)能够消耗OS的细菌；和(b)一种或多种OS，可以在低水活 度环境中以粉末储存以备后用。 细菌可以这样存在于这些组合物中：以水活度小于0.4，小于0.3，小于0.2或小于 0.1的粉末形式，或以水活度小于1.0，优选小于0.8，小于0.6或小于0.5或小于0.4或小于 0.3或小于0.2的浓缩糖浆中的悬浮液形式，或以油中的悬浮液形式，例如但不限于，中链甘 油三酯(MCT)，天然食品油，藻油，真菌油，鱼油，矿物油，硅油，磷脂或糖脂。 OS可以这样存在于本发明的组合物中：以粉末形式，以水活度小于1.0，任选小于 0.9，小于0.8，小于0.7，小于0.6或小于0.5或小于0.4或小于0.3或小于0.2的浓缩糖浆形 式，或以油中的悬浮液形式，例如但不限于，中链甘油三酯(MCT)，天然食品油，藻油，真菌 油，鱼油，矿物油，硅油，磷脂或糖脂。 OS组合物可以是MMO的粉末或浓缩物，所述MMO例如但不限于，来自人乳(HMO)，牛 乳(BMO)，羊乳(OMO)，马乳(EMO)或山羊乳(CMO)。用于OS的寡糖可以获自涉及奶酪或酸奶生 产的过程并且可以来自乳清来源，例如但不限于，乳清渗透物或经加工的乳清渗透物，其中 加工步骤可以包括但不限于仅限于，去除乳糖，去除矿物质，去除肽和去除单糖，但在任何 情况下，导致OS浓度达到大于20％，大于30％，大于40％，大于50％，大于60％，大于70％或 大于80％产品总干物质的水平。 组合物可以是细菌上清液的干燥粉末或液体补药，所述细菌上清液包含来自表1、 表2、表3或表4的一种或多种细菌代谢物。在一些实施方式中，将细菌细胞去除。在其他实施 方式中，细菌细胞是制剂的部分。在一些实施方式中，产品是包含表1-5中至少一种所需代 谢物的发酵饮料。发酵以OS作为碳源进行，以产生包含所需细菌代谢物的发酵。 组合物可以还包含食物源，所述食物源包含支持健康哺乳动物生命的所有营养需 求。哺乳动物可以是但不限于，婴儿，青少年，成年或老年。食物来源可以是针对人，水牛，骆 驼，猫，牛，狗，山羊，豚鼠，仓鼠，马，猪，兔，绵羊，猴子，小鼠或大鼠设计的营养配方。例如， 食物来源可以是人类婴儿的食物来源，其进一步包含蛋白质，例如但不限于，乳蛋白质，谷 物蛋白质，种子蛋白质或块茎蛋白质。食物来源可以是哺乳动物乳，包括但不限于来自人， 20 CN 111587376 A 说　明　书 12/55 页 牛，马，山羊或猪的乳。食物也可以是旨在满足哺乳动物(例如人)营养需求的医疗食品或肠 内食物。 治疗方法 可以使用根据本发明的组合物将代谢物直接递送到肠。可以将本文所述的任何组 合物给予哺乳动物以改变代谢组，这可以预防、调节或修复肠道功能障碍。哺乳动物可以是 但不限于，婴儿，青少年，成年或老年。哺乳动物可以人，水牛，骆驼，猫，牛，狗，山羊，豚鼠， 仓鼠，马，猪，兔，绵羊，猴子，小鼠或大鼠。 可以将本文所述的细菌和/或OS组合物给予哺乳动物以增加哺乳动物肠道中某些 代谢物的水平，例如，马尿酸盐/酯，γ-谷氨酰基半胱氨酸，偶联的原发性胆汁酸，2-哌啶酸 盐/酯(pipecolate)，维生素或它们的前体。在一些实施方式中，增加苯甲酸解毒作用可减 轻黄疸的症状。在其他实施方式中，暴露于细菌性马尿酸盐/酯降解剂(例如但不限于B组链 球菌)的婴儿中的苯甲酸毒性降低。在其他实施方式中，监测婴儿和/或早产婴儿的粪便马 尿酸盐/酯和苯甲酸。在其他实施方式中，在处于患有自闭症风险的婴儿或患有自闭症儿童 中，马尿酸盐/酯/苯甲酸比率增加。在一些实施方式中，粪便代谢物的增加促进增加肠上皮 屏障功能，减少细菌易位或减少肠屏障对将在尿液或全身出现的其他代谢物的渗漏。 可以将本文所述的细菌和/或OS组合物给予哺乳动物以降低哺乳动物肠道中某些 代谢物的水平，例如，继发性胆汁酸性，二肽，苯甲酸或其盐。在其他实施方式中，过量的胆 汁酸在结肠中减少。在其他实施方式中，当胆汁酸减少时，腹泻减少。在其他实施方式中，偶 联的原发性胆汁酸性胆酸盐/酯和鹅脱氧胆酸盐/酯的粪便量增加和/或继发性胆汁酸的粪 便量减少。 如果哺乳动物是对I型糖尿病具有高风险因素的人类婴儿，那么可以给予本文所 述的这类组合物以降低I型糖尿病的风险。如果这样的哺乳动物是没有自身免疫缺陷风险 因素的人类婴儿，那么本文所述的这类组合物可以降低肥胖，2型糖尿病，I型糖尿病，腹腔 疾病，食物过敏，哮喘，自闭症和特应性的风险因素。如果婴儿不是正接受母乳，那么危险因 素的减少以更大程度发生。 表1中所列的一种或多种代谢物相较于代谢不良状态可以增加至少5％、10％、 15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、 90％、95％、100％。在其他实施方式中，表1中所列的一种或多种代谢物相较于代谢不良状 态可以减少至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、 65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％。或者，相较于代谢不良状态，通过给予本发 明的组合物，代谢物水平可以增加或减少1倍、2倍、3倍、5倍、8倍、10倍、12倍或15倍。 表1中所列的一种或多种代谢物相较于生态失调状态可以增加至少5％、10％、 15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、 90％、95％、100％。在其他实施方式中，表1中所列的一种或多种代谢物相较于生态失调状 态可以减少至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、 65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％。 其肠道定殖有本文所述细菌的哺乳动物可以通过给予OS(例如，MMO或本文所述的 其他寡糖)处理。哺乳动物可以是人和/或细菌可以是双歧杆菌。OS可以分离自HMO或BMO，或 者与HMO或BMO在化学上相同。OS可以包含N-乙酰基-D-乳糖胺，LnNT，N-乙酰基乳糖胺，乳N- 21 CN 111587376 A 说　明　书 13/55 页 蔗糖，乳-N-二糖或岩藻糖基乳糖(FL)或FL的衍生物和/或唾液乳糖(SL)或作为SL的衍生 物。双歧杆菌可以作为长双歧杆菌(B .longum)(例如，长双歧杆菌婴儿亚种(B .longum  subsp.infantis))提供。 在一些实施方式中，包含细菌的本文所述任何组合物每天向对象提供，包括1亿- 5000亿cfu细菌/天。例如，每天提供的组合物可以包括10亿-1000亿cfu/天或50亿-200亿 cfu/天。组合物可以每天提供持续至少2天、至少5天、至少10天、至少20天或至少30天。处理 的对象可以是人类婴儿或其他哺乳动物。 本文所述的任何细菌组合物可以包含1亿-5000亿cfu的细菌。可以每天提供本文 所述的任何细菌组合物。本文所述任何组合物可以包含10亿-1000亿cfu，或50亿-200亿 cfu，并且也可以每天提供。可以固体或液体形式提供OS，剂量约为0.1–50g/天，例如，2– 30g/天或3–10g/天。 细菌可以与OS同时提供。在一些实施方式中，包含OS的食物组合物和细菌组合物 的给予可以同时给予，例如，彼此之间少于2小时内。在一些实施方式中，可以单独提供细菌 以哺乳婴儿，所述婴儿的OS为通过哺乳或其他方式提供的全乳形式。 可以随时间改变给予本文所述任何组合物的水平，以控制某些代谢物在哺乳动物 肠中和/或全身性的水平。在一些实施方式中，可以增加或降低OS的水平以改变代谢物在哺 乳动物肠中和/或全身性的水平。例如，当本发明细菌定殖于对象的肠与代谢物水平增加相 关时，可以增加OS水平以增加哺乳动物肠中代谢物的水平。可以降低OS的水平以降低哺乳 动物肠中代谢物的水平。 通过给予本文所述的组合物，可以将特定代谢物直接递送到肠。例如，通过给予本 文所述的任何组合物，可以将血清素直接递送到肠。增加结肠中血清素的水平是有益的，因 为结肠中的血清素是身体中其他部位血清素的重要前体。通过向正接受根据本发明的一种 或多种细菌或被本发明的一种或多种细菌物种定殖的哺乳动物给予本文所述的任何OS组 合物，哺乳动物中血清素的水平可以在结肠中增加。 将某些代谢物直接给予肠是有益的。例如，增加结肠中马尿酸盐/酯的水平是有益 的，因为马尿酸盐/酯将除去毒物。通过向正接受根据本发明的一种或多种细菌或被本发明 的一种或多种细菌物种定殖的哺乳动物给予本文所述的任何OS组合物，哺乳动物中马尿酸 盐/酯的水平可以在结肠中增加。 作为根据本发明的治疗靶标的新陈代谢异常可能与生态失调(dysbiosis)联合出 现。通常，短语“生态失调”描述这样的体内微生物组失衡状态，其来源于肠道中有害细菌过 多或基础细菌(例如，双歧杆菌，如长双歧杆菌婴儿亚种)水平不足和/或肠的炎症。 人类婴儿中的生态失调通常与微生物组有关，所述微生物组包含在生命的前12个 月低于108cfu/g粪便物质水平，有可能低于可检测量(即低于106cfu/g粪便物质)水平的长 双歧杆菌婴儿亚种。生态失调可以进一步定义为对于人或动物年龄而言物质丰度不适当的 多样性或分布。婴儿的生态失调是由缺乏MMO，缺乏婴儿双歧杆菌或MMO分解不完全或不适 当所引起的。例如，在人类婴儿中，基础细菌(例如，双歧杆菌，如长双歧杆菌婴儿亚种)水平 不足可能是这样的水平，低于该水平时双歧杆菌在肠中的定殖将不会显著(例如，大约 1 0 6 c f u / g粪便或更少)。对于非人哺乳动物 ，生态失调可以定义为肠杆菌科 (Enterobacteraceae)的成员以高于106、或107、或108cfu/g对象哺乳动物粪便存在。此外， 22 CN 111587376 A 说　明　书 14/55 页 生态失调的哺乳动物(例如，生态失调的婴儿)在本文可以定义为这样的哺乳动物，所述哺 乳动物具有6.0或更高的粪便pH，水样便，大于106cfu/g粪便、大于107cfu/g粪便或大于 106cfu/g粪便的艰难梭菌(Clostridium  difficil)水平，肠杆菌科水平大于106、大于107或 大于108cfu/g粪便，和/或5.5或更高、6.0或更高或6.5或更高的粪便pH。 通过哺乳动物的身体症状(例如，腹泻，消化不适，如过度易激怒哭闹和绞痛，炎症 等)和/或通过观测哺乳动物粪便中游离糖单体的存在，特定双歧杆菌种群的缺乏或减少， 和/或测量的SCFA的总体减少；更具体地，乙酸盐/酯和乳酸盐/酯，可以观测哺乳动物，特别 是婴儿哺乳动物中的生态失调。另外，基于哺乳动物周围环境的情况(例如，哺乳动物周围 环境中疾病的爆发，人工喂养，剖腹产等)，婴儿哺乳动物发生生态失调的可能性增加。婴儿 哺乳动物的生态失调可以通过所述哺乳动物粪便中低水平的SCFA进一步揭示。生态失调的 哺乳动物的治疗述于国际专利申请号PCT/US2017/040530中，其通过引用其全部内容纳入 本文。本发明的方法可以用作生态失调的辅助疗法 实施例 实施例1.母乳喂养婴儿的试验 该试验旨在显示补充有双歧杆菌的益生菌在健康足月护理婴儿中相较于未补充 的组的效果。通过根据PCT/US2015/057226在BMO存在的情况下培养纯化的分离株(菌株 EVC001，进化生物系统股份有限公司(Evolve  Biosystems  Inc.)，加利福尼亚州戴维斯，分 离自人类婴儿粪便样品)开始制备乳糖和激活的长双歧杆菌婴儿亚种的干燥组合物。通过 离心收获培养物，冻干，并且浓缩的粉末制备物具有约3000亿CFU/g的活性。然后通过与婴 儿配方食品级乳糖混合将该浓缩的粉末稀释至约300亿CFU/g的活性水平。然后将该组合物 以约0.625g/小袋装进单独的小袋中，并从生命的第7天或大约7天开始提供给母乳喂养的 婴儿，然后在随后的21天内每天提供。 这是一个为期60天的研究，从婴儿出生日期即第1天开始。在出生后的第6天之前， 将女性及其婴儿(顺产或剖腹产分娩)随机分为未补充哺乳支持组或婴儿双歧杆菌补充 哺 乳支持组。补充和不补充组之间的婴儿出生体重，出生长度，出生时胎龄和性别没有差异。 从出生后第7天开始并在此后连续的21天，每天给予补充组中的婴儿悬浮于5mL母乳中的至 少1.8x1010  cfu婴儿双歧杆菌的剂量。由于通过母乳提供HMO对于支持婴儿双歧杆菌的定殖 至关重要，因此所有参与者都在医院和家中接受了母乳喂养支持，并在生命的最初60天保 持纯母乳喂养。 在整个60天的试验中收集婴儿粪便样品。母亲收集自己的粪便和母乳样品以及其 婴儿的粪便样品。他们每周、每两周和每月填写一次健康和饮食调查表，以及有关其婴儿喂 养和胃肠道耐受性(GI)的每日日志。由母亲关于婴儿喂养、排便频率和稠度的报告(使用改 进的阿姆斯特丹婴儿粪便量表(Amsterdam  infant  stool  scale)——水性(watery)，软， 固化(formed)，硬；Bekkali等2009)以及GI症状和健康结果确定安全性和耐受性。使用基于 16S  rDNA的Illumina测序以及具有针对长双歧杆菌婴儿亚种设计的引物的qPCR对各粪便 样品进行完整的微生物组分析。 结果 确定婴儿双歧杆菌具有良好的耐受性。报告的不良事件是在正常健康足月婴儿中 23 CN 111587376 A 说　明　书 15/55 页 所预期的事件并且各组之间无差异。报告专门监测了婴儿粪便中的血液，婴儿体温以及GI 相关婴儿的父母评估，诸如全身烦躁，因呕吐而产生不适感和粪便或气体通过的不适，和肠 胃气胀。此外，在使用抗生素，排气的药物，或婴儿腹绞痛、黄疸、疾病数量、生病就诊和湿疹 的医学诊断的父母报告中未报道差异。 无论何种分娩方式(顺产或剖腹产)，补充了婴儿双歧杆菌的婴儿具有由长双歧杆 菌婴儿亚种完全主导(平均，大于70％)的肠道微生物组。只要婴儿继续消化母乳，即使在补 充结束后(第28天)，这种主导仍然持续，这表明婴儿双歧杆菌正在婴儿肠道中定殖的水平 高于1010cfu/g粪便(图1)。此外，那些被长双歧杆菌婴儿亚种定殖的婴儿的变形菌和肠球菌 (包括梭菌(Clostridium)和埃希氏杆菌(Escherichia)物种)的水平低得多(图2A和2B)。 未补充的婴儿(即接受标准护理的婴儿，所述标准护理为哺乳支持但未补充婴儿 双歧杆菌)的微生物组未显示婴儿双歧杆菌水平高于106cfu/g(即检测限)，并且剖腹产和 阴道分娩的婴儿之间的微生物组存在显著差异。到第60天，80％(10名中的8名)通过剖腹产 分娩的未补充的婴儿未检测到双歧杆菌物种，而54％(24名中的13名)阴道分娩的婴儿未检 测到双歧杆菌物种。进一步分析可检测到双歧杆菌的13名未补充的婴儿发现物种主要是长 双歧杆菌长亚种(B.longum  subsp.longum)，短双歧杆菌(B.breve)，和假链状双歧杆菌 (B.pseudocatanulatum)。在该研究的任何未补充的婴儿中未发现可检测到的长双歧杆菌 婴儿亚种。下述实施例2和国际申请号PCT/US2017/040530(通过引用纳入本文)提供了补充 和未补充的婴儿粪便的进一步表征和其他特征。 实施例2..婴儿粪便的代谢组学分析 在实施例1中，母乳喂养的婴儿不接受补充或21天的益生菌长双歧杆菌婴儿亚种 (B.longum  subsp.infantis)EVC001(遗传上类似于ATCC15697菌株)。如下所述评估来自实 施例1婴儿的粪便样品以表征粪便代谢组以及该生物体的定殖对婴儿整体代谢可能产生的 影响。 样品制备：粪便样品保持在-80℃直至处理。使用汉密尔顿公司(Hamilton  Company)的自动化 系统制备样品。出于质量控制的目的，在提取过程的 第一步之前添加几种回收标准。为了除去蛋白质，将与蛋白质结合的小分子解离或者滞留 在沉淀的蛋白质基质中，并回收化学上多样的代谢物，在剧烈摇动下用甲醇沉淀蛋白质2分 钟(Glen  Mills  GenoGrinder  2000)，然后离心。将所得的提取物分为五个级份：两个级份 通过使用阳离子模式电喷雾电离(ESI)的两个独立的反相(RP)/UPLC-MS/MS方法分析，一个 级份通过使用阴离子模式ESI的RP/UPLC-MS/MS分析，一个级份通过使用阴离子模式ESI的 HILIC/UPLC-MS/MS分析，并将一份样品保留备份。将样品短暂地置于 (Zymark) 以去除有机溶剂。在准备进行分析之前，将样品提取物在氮气下储存过夜。 研究追踪(study-tracking)副本的制备。合并各样品的小等分以创建研究追踪样 品，然后在整个平台运行期间定期注入该样品。在追踪持续检测到的生化物质中的样品的 研究中检测到的差异性可以用于计算总体过程和平台差异性的估值。 超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)：所有方法利用Waters  ACQUITY超高效 液相色谱(UPLC)和赛默飞世尔科技(Thermo  Scientific)Q-Exactive高分辨率/精确质谱 仪，其连接有加热电喷雾电离(HESI-II)源和以35,000质量分辨率运行的Orbitrap质量分 析仪。将样品提取物干燥，然后在与四种方法中的每一种相容的溶剂中重建。各重建溶剂包 24 CN 111587376 A 说　明　书 16/55 页 含固定浓度的一系列标准物，以确保注射和色谱图的一致性。使用酸性阳离子条件对一个 等分进行分析，其针对更亲水的化合物进行色谱优化。在该方法中，使用包含0.05％全氟戊 酸(PFPA)和0.1％甲酸(FA)的甲醇和水，由C18柱(Waters  UPLC  BEH  C18-2.1x100  mm，1.7μ m)梯度洗脱提取物。还使用酸性阳离子条件对另一等分进行分析，然而，其针对更疏水的化 合物进行谱优化。在该方法中，使用甲醇、乙腈、水、0.05％PFPA和0.01％FA，由与前述相同 的C18柱梯度洗脱提取物，并在总体上较高有机含量的情况下运行。使用碱性阴离子优化的 条件，使用单独的专用C18色谱柱，对另一等分进行分析。然而，使用甲醇和水，与pH  8的 6.5mM的碳酸氢铵由色谱柱梯度洗脱碱性提取物。由HILIC色谱柱(Waters  UPLC  BEH酰胺 2.1x150  mm，1 .7μm)洗脱后，第四等分使用由水和乙腈组成的梯度以及10mM甲酸铵(pH  10.8)通过负电离分析。MS分析在MS和使用动态排除的数据依赖性MSn扫描之间进行交替。 两种方法的扫描范围略有变化，但是覆盖70-1000m/z。 数据提取和化合物鉴定：使用专有硬件和软件提取原始数据，鉴定峰值和质量控 制处理。基于验证的标准物，通过与文库中纯化的标准物或复发性未知实体的文库条目进 行比较来鉴定化合物，所述验证的标准物包含对于存在于文库中的所有分子的保留时间/ 指数(RI)，质荷比(m/z)和色谱数据(包括MS/MS光谱数据)。此外，生化鉴定基于三个标准： 建议鉴定狭窄RI窗口内的保留指数，与文库匹配的精确质量 /-10ppm，和实验数据和可信 标准物之间的MS/MS正向和反向评分MS/MS评分基于实验光谱中存在的离子与文库光谱中 存在的离子的比较。 代谢物定量和数据标准化：使用曲线下面积对峰值进行定量。对于跨越多天的研 究，进行数据标准化步骤以校正由仪器日间调整差异所导致的变化。本质上，通过将中位数 登记为等于1(1.00)并按比例标准化各数据点，在运行日(run-day)区块中对校正各化合物 (称为“区块校正”；图2)。对于不需要一天以上分析的研究，除了出于数据可视化目的之外， 无需进行标准化。 确定粪便样品中代谢物的绝对浓度：一旦分析了粪便样品中相对于取自使用来自 本发明的组合物处理的婴儿的粪便样品在代谢不良的婴儿粪便样品中改变的代谢物的广 度，将一系列已知的标准物组合以使用液相色谱-QTRAP或气相色谱-四极杆质谱法帮助确 定某些代谢物的绝对浓度。使用已鉴定的标准物生成代谢物已知浓度的标准曲线，并将该 标准曲线用于确定粪便样品中代谢物的浓度。 结果 对来自补充双歧杆菌婴儿亚种(B.longum  subsp.infantis)的20名婴儿(干预)和 未补充的20名婴儿(对照)的粪便样品中983种代谢物的水平进行分析。下表显示了对于983 个检测到的代谢物的分析所产生的主要发现。除了一个样品外，在补充的样品和未补充的 样品之间可以观测到明显的分离，这表明两组之间存在显著的代谢差异(参见图3A，显示了 对于这些样品主成分分析(PCA)的结果)。所有检测到的983种生化物质中大约57％在两组 之间显著不同(p≤0.05)，其中大多数在补充的组中升高(图3B)。通过PCA，确定一个样品是 异常值，并在进一步检查后，确定为包含高双歧杆菌(Bifidobacterium)水平的样品。 表1显示了去除和未去除异常值的代谢物列表及其在两个群体之间平均水平的比 例。 表1.各种代谢物的相对丰度。 25 CN 111587376 A 说　明　书 17/55 页 26 CN 111587376 A 说　明　书 18/55 页 27 CN 111587376 A 说　明　书 19/55 页 28 CN 111587376 A 说　明　书 20/55 页 29 CN 111587376 A 说　明　书 21/55 页 30 CN 111587376 A 说　明　书 22/55 页 31 CN 111587376 A 说　明　书 23/55 页 32 CN 111587376 A 说　明　书 24/55 页 33 CN 111587376 A 说　明　书 25/55 页 34 CN 111587376 A 说　明　书 26/55 页 35 CN 111587376 A 说　明　书 27/55 页 36 CN 111587376 A 说　明　书 28/55 页 37 CN 111587376 A 说　明　书 29/55 页 38 CN 111587376 A 说　明　书 30/55 页 39 CN 111587376 A 说　明　书 31/55 页 40 CN 111587376 A 说　明　书 32/55 页 41 CN 111587376 A 说　明　书 33/55 页 42 CN 111587376 A 说　明　书 34/55 页 43 CN 111587376 A 说　明　书 35/55 页 44 CN 111587376 A 说　明　书 36/55 页 45 CN 111587376 A 说　明　书 37/55 页 46 CN 111587376 A 说　明　书 38/55 页 47 CN 111587376 A 说　明　书 39/55 页 48 CN 111587376 A 说　明　书 40/55 页 49 CN 111587376 A 说　明　书 41/55 页 50 CN 111587376 A 说　明　书 42/55 页 51 CN 111587376 A 说　明　书 43/55 页 52 CN 111587376 A 说　明　书 44/55 页 53 CN 111587376 A 说　明　书 45/55 页 54 CN 111587376 A 说　明　书 46/55 页 55 CN 111587376 A 说　明　书 47/55 页 56 CN 111587376 A 说　明　书 48/55 页 57 CN 111587376 A 说　明　书 49/55 页 58 CN 111587376 A 说　明　书 50/55 页 表1包含了所有代谢物的完整列表并以干预/对照的比例表示。这些数据表示两组 之间的相对丰度。显著的增加或减少由小于0.05的p值表示。这在表中也以粗体表示。干预/ 对照比例数值大于1表示相较于对照，干预中的代谢物较高。数值小于1表示相较于对照，干 预中的代谢物较低。 实施例3.升高人类婴儿肠道中偶联的乳酸盐/酯代谢物、色氨酸前体和血清素的 水平 血清素是体内重要的神经递质，其在脑肠轴中具有重要作用并且可以有助于改善 睡眠，认知，肠蠕动和饱腹感。色氨酸是血清素的前体。吲哚乳酸盐/酯是一种细菌代谢物， 其是可以作为宿主色氨酸和血清素代谢重要前体的代谢物。吲哚乳酸盐/酯显示细菌与宿 主之间的共生关系。在更广泛的应用中，乳酸盐/酯是脑功能的重要代谢物，并且其他偶联 的乳酸盐/酯代谢物可用于增加脑中可用的乳酸盐/酯。当哺乳动物乳寡糖作为全部或部分 饮食纤维组分提供时，本发明的组合物和方法提供了偶联的乳酸盐/酯衍生物的连续来源， 所述乳酸盐/酯衍生物例如但不限于吲哚乳酸盐/酯，苯基乳酸盐/酯和3-(4-羟苯基)乳酸 盐/酯。 对在实施例1中第28天从正接受标准护理的20名婴儿中收集的粪便样品完成了非 靶向的代谢组学分析。对在实施例1中从接受婴儿双歧杆菌和人乳寡糖组合物的20名新生 婴儿中收集的粪便样品完成了相同的分析。对血清素和吲哚乳酸盐/酯代谢物的相对丰度 进行分析，并将结果记录在下表2中。 表2：血清素和偶联的乳酸盐/酯代谢物的相对丰度。粗体值是显著的。p-值记录在 第3列。大于1的值表示干预相较于对照有所增加，而小于1的值表示干预相较于与对照有所 降低。 在来自40-50天的一组粪便样品中，使用ELISA试剂盒，相较于接受婴儿双歧杆菌 和HMO的婴儿中血清素平均为0.45ng/mg粪便，经测量对照组婴儿中的血清素平均为0.1ng/ mg粪便。 实施例4.升高人类婴儿肠道中的马尿酸盐/酯的水平 马尿酸盐/酯是在苯甲酸和其他多酚的解毒作用中很重要的代谢物。苯甲酸的解 59 CN 111587376 A 说　明　书 51/55 页 毒作用需要甘氨酸来源。甘氨酸是条件型必需氨基酸。在需要苯甲酸解毒作用的情况下，其 可以耗尽甘氨酸并限制其用于其他重要代谢功能的可用性。 对在实施例1中第28天从正接受标准护理的20名婴儿中收集的粪便样品完成了非 靶向的代谢组学分析。对在实施例1中从接受婴儿双歧杆菌和人乳寡糖组合物的20名新生 婴儿中收集的粪便样品完成了相同的分析。对马尿酸盐/酯相关代谢物的相对丰度进行分 析，并将结果记录在下表3中。 代谢物 干预/对照 P值 马尿酸盐/酯 2.2 0.0027 3-羟基马尿酸盐/酯 3.3 0.0000649 4-羟基马尿酸盐/酯 2.3 0.0000267 苯甲酸盐/酯 0.3 0.00067 4-羟基苯甲酸盐/酯 0.5 0.00069 表3：苯甲酸盐/酯代谢途径中的显著变化。粗体值是显著的。p-值记录在第3列。大 于1的值表示干预相较于对照有所增加，而小于1的值表示干预相较于与对照有所降低。 使用包含婴儿双歧杆菌和人乳寡糖的组合物处理的婴儿的马尿酸盐/酯，3-羟基 马尿酸盐/酯，4-羟基马尿酸盐/酯增加2倍-3倍，并且苯甲酸盐/酯和4-羟基苯甲酸盐/酯显 著减少。本发明的方法提供了将更多的氨基酸(参见表1)递送至肠的方法和/或能够偶联苯 甲酸和甘氨酸以形成马尿酸盐/酯的生物体。它也可能取代降解马尿酸盐/酯的微生物，例 如但不限于，B组链球菌(streptococcus)和空肠弯曲菌(Camplyobacter  jejuni)。 实施例5.升高人类婴儿肠道中的代谢物γ-谷氨酰基半胱氨酸和肌酸酐的水平 肌酸酐和γ-谷氨酰基半胱氨酸以及其他γ-谷氨酰基氨基酸对于预防氧化应激 和/或从氧化应激恢复而言十分重要。γ-谷氨酰基半胱氨酸是谷胱甘肽(GSH)重要的前体。 它是防止哺乳动物氧化应激的重要组成部分。肌酸酐是一种重要的代谢物，以减少氧化应 激的影响，并且有助于预防早产和高风险分娩中氧化介导的线粒体损伤。氧化应激是在分 娩过程中发生的状况。在足月儿中，GSH通常是足够的，但对于早产儿可能不是，并且GSH在 患有自闭症的人中也可能较低。自闭症是一系列疾病，并且最好在生命早期对其进行治疗 以使严重程度最小化。诊断通常在某些关键窗口关闭后进行。监测孕期和分娩时氧化应激 水平和从氧化应激恢复可以是健康的总体指标，并且可以是通过给予本发明中的组合物来 使早期氧化应激的长期亚临床影响最小化的工具。 对在实施例1中第28天从正接受标准护理的20名婴儿中收集的粪便样品完成了非 靶向的代谢组学分析。对在实施例1中从接受婴儿双歧杆菌和人乳寡糖组合物的20名新生 婴儿中收集的样品完成了相同的分析。对谷氨酰基-二肽代谢物的相对丰度进行分析，并将 结果记录在下表4中。 代谢物 活性/对照 P-值 γ-谷氨酰基丙氨酸 5.9 7.532E-08 γ-谷氨酰基半胱氨酸 44.3 1.17E-12 γ-谷氨酰基谷氨酸盐/酯 3.1 0.004279002 γ-谷氨酰基谷氨酰胺 1.6 0.001325298 γ-谷氨酰基组氨酸 10.5 6.88631E-05 60 CN 111587376 A 说　明　书 52/55 页 γ-谷氨酰基异亮氨酸** 8.1 8.144E-07 γ-谷氨酰基亮氨酸* 1.6 0.025584145 γ-谷氨酰基-α-赖氨酸 3.3 0.052765195 γ-谷氨酰基-ε-赖氨酸 2.4 1.66338E-05 γ-谷氨酰基甲硫氨酸 19.3 8.75E-09 γ-谷氨酰基苯丙氨酸 4.2 5.67663E-05 γ-谷氨酰基酪氨酸 2.8 0.000714584 γ-谷氨酰基缬氨酸 3.3 1.11065E-05 肌酸酐 1.4 0.021567567 表4：γ-谷氨酰基氨基酸中的显著变化。粗体值是显著的。p-值记录在第3列。大于 1的值表示干预相较于对照有所增加，而小于1的值表示干预相较于与对照有所降低。 肌酸酐和/或γ-谷氨酰基半胱氨酸可以用作代谢指标，用于监测干预前和干预后 的水平和/或确定干预的需求以改善所述婴儿的健康状况。 实施例6.婴儿肠道中2-哌啶酸盐/酯的升高 结直肠癌(CRC)是一个重要的公共卫生问题，在2012年占全世界超过694,000例死 亡。在美国，CRC在2011年是第四大最常见的癌症并且是与癌症相关死亡的第二大主要原 因。越来越多的证据表明，干豆(dry  bean)摄入对结直肠肿瘤发生和发展具有保护作用。在 一项受控人喂养研究(LIFE)中，4周高干豆饮食(250g/d)有利地改变了炎症、胰岛素抵抗和 血胆脂醇过多的血清标志物，这些标志物与CRC呈正相关。在Perera等,2015[Perera  T等 .Mol  Nutr  Food  Res.2015年4月；59(4):795-806]的受控人喂养研究和受控小鼠喂养研究 中，鉴定血清为干豆消耗的标志物。在促进干预组中干豆消耗的多年干预研究中，只有血清 2-哌啶酸(PA)基于干豆消耗区分个体。PA是环状非蛋白质亚氨基酸，其是干豆中最丰富的 非蛋白质氮部分，然而最常食用的食物中PA的含量可以忽略不计。膳食PA可能为人宿主带 来化学预防益处，因为PA是具有抗炎、抗肿瘤和抗生素特性的微生物化合物的前体。美国专 利申请公开第2015/0211035描述了生产PA的方法，其需要重组微生物，该重组微生物已经 添加了涉及2-哌啶酸生物合成途径的基因以及针对具有L-2-哌啶酸-顺式-5-羟化酶的蛋 白质的DNA编码区，和在培养基中培养该重组生物，其中PA可以从该培养基中回收。该申请 进一步描述了从土黄色黄杆菌(Flavobacterium  lutescens)分离适当的基因并在大肠杆 菌中表达它们。早产儿尿液中PA的排泄量高于足月新生儿。婴儿的PA排泄随着出生后的年 龄而降低。当考虑胎龄和出生后年龄时，血清和尿液中的PA水平仍然是临床诊断赵苇格氏 症(Zellweger  syndrome)确诊的有价值的工具。在患有甲状腺功能亢进症的四个儿童的血 清或尿液中未检测到PA(Govaerts等Inherit  Metab  Dis.(1985)8(2):87-91)。2-哌啶酸可 以是神经递质哌啶的前体。 对在实施例1中第28天从正接受标准护理的20名婴儿中收集的粪便样品完成了非 靶向的代谢组学分析。对在实施例1中从接受婴儿双歧杆菌和人乳寡糖组合物的20名新生 婴儿中收集的样品完成了相同的分析。分析了2-哌啶酸代谢物的相对丰度。 接受婴儿双歧杆菌和人乳寡糖的组合物的婴儿的2-哌啶酸盐/酯粪便水平显著升 高。因此，本发明提供了通过结肠将其他2-哌啶酸引入患者的替代方法。 实施例7.胆汁酸代谢物的改变 61 CN 111587376 A 说　明　书 53/55 页 胆汁酸对于脂质吸收十分重要，并且重要的特征是其被吸收和再循环的能力(即， 循环而不是需要重新合成)。胆酸盐/酯和鹅脱氧胆酸盐/酯是人的原发性未偶联的胆汁酸。 它们与甘氨酸和牛磺酸偶联以形成可以被重吸收的偶联的胆汁酸。继发性胆汁酸通过微生 物组进一步修饰并且可以降低胆汁酸的吸收和再循环。 对在实施例1中第28天从正接受标准护理的20名婴儿中收集的粪便样品完成了非 靶向的代谢组学分析。对在实施例1中从接受婴儿双歧杆菌和人乳寡糖组合物的20名新生 婴儿中收集的样品完成了相同的分析.对胆汁酸代谢物的相对丰度进行分析，并将结果记 录在下表5中。 表5：相较于标准组，响应针对原发性和继发性胆汁酸的干预而发生变化的代谢 物。 粗体值是显著的。p-值记录在第3列。大于1的值表示干预相较于对照有所增加，而 小于1的值表示干预相较于与对照有所降低。 可以通过对胆汁酸组进行更详细的分析获得关于在来自该研究的粪便样品中测 量的不同原发性和继发性代谢物浓度和水平的更多定量信息。提取样品，掺入标记的内标 的溶液，蒸发至干燥，然后重建并注入配备有C18反相HPLC柱以阴离子模式采集的Agilent  1290/Sciex  QTrap  6500LC-MS/MS系统。针对相应的内标亲本(伪MRM模式)或产物离子的峰 62 CN 111587376 A 说　明　书 54/55 页 面积测量各胆汁酸亲本(伪MRM模式)或产物离子的峰面积。此外，还可以检查内分泌和代谢 功能的宿主标志物。 对于各个代谢物使用基于分光光度计的分析，相较于对照组(12mM/mg粪便)，处理 组(85mM/mg粪便)总胆汁酸更高。干预导致这样的胆汁酸概况：粪便胆酸盐/酯(190相对 134mm/mg粪便；)和鹅脱氧胆酸盐/酯(1433相对896mM/mg粪便)增加。总体支链氨基酸 (BCAA)平均较高(干预后为435μM/mg粪便，相较于对照组的158μM/mg粪便)。以下继发性胆 汁酸也显著降低：甘氨石胆酸硫酸盐/酯，牛磺熊脱氧胆酸盐/酯，7-酮石胆酸盐/酯，甘氨猪 胆酸盐/酯，甘氨猪胆酸硫酸盐/酯，或牛磺猪胆酸硫酸盐/酯。因此，本发明提供了这样的方 法，用于递送改善的脂质降解和胆汁酸循环进入个体，以及减少胆汁酸吸收不良的状况或 综合症，以及改善的水保留和粪便稠度。 实施例8.长链脂肪酸的改变 长链脂肪酸对于肠道成熟十分重要，这可能包括免疫发育并有助于降低疾病风 险。表1和表6描述了使用人乳和婴儿双歧杆菌处理后长链脂肪酸的丰度增加。 对在实施例1中第28天从正接受标准护理的20名婴儿中收集的粪便样品完成了非 靶向的代谢组学分析。对在实施例1中从接受婴儿双歧杆菌和人乳寡糖组合物的20名新生 婴儿中收集的样品完成了相同的样品分析。对脂肪酸代谢物的相对丰度进行分析，并将结 果记录在下表6中。 63 CN 111587376 A 说　明　书 55/55 页 表6：使用HMO和婴儿双歧杆菌处理后长链脂肪酸升高。 64 CN 111587376 A 说　明　书　附　图 1/4 页 图1 65 CN 111587376 A 说　明　书　附　图 2/4 页 图2A未处理的 66 CN 111587376 A 说　明　书　附　图 3/4 页 图2B处理的 67 CN 111587376 A 说　明　书　附　图 4/4 页 图3A 图3B 68