ОЛИГОСАХАРИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ОСТРЫХ ИНФЕКЦИЙ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ
OLIGOSACCHARIDE COMPOSITION FOR TREATING ACUTE RESPIRATORY INFECTIONS

Область техники
Настоящее изобретение относится к композиции для профилактики острых инфекций респираторного (тракта) (AIR) и/или ослабления симптомов упомянутых AIR.
Уровень техники
Инфекции дыхательных путей встречаются очень часто, особенно у младенцев и маленьких детей. Например, в течение первого года жизни у младенцев встречается от трех до шести случаев таких инфекций. Обычно такие инфекции имеют бактериальное происхождение и часто наблюдаются после вирусных инфекций, таких как грипп. Примерами бактериальных инфекций дыхательных путей являются пневмония, капиллярные бронхиты, синуситы, фарингиты и отиты среднего уха.
Острые респираторные инфекции (AIR) являются вторичными бактериальными инфекциями (в противоположность инфекциям верхних дыхательных путей). Они могут приводить к инфекции среднего уха, бронхиту, капиллярному бронхиту, пневмонии, синуситу, фарингиту, отиту или ангине. Эти осложнения чаще наблюдаются у людей с хроническими заболеваниями легких, астмой, диабетом или ослабленной иммунной системой.
Часто встречающиеся острые респираторные инфекции (AIR) обычно сочетаются с острым отитом среднего уха. Это инфекция среднего уха, при которой евстахиева труба, соединяющая полость среднего уха с внешней средой через рот, воспаляется и затем перекрывается, улавливая бактерии внутри среднего уха. В тяжелых случаях барабанная перепонка может разорваться под давлением, позволяя инфицированной жидкости попасть во внутреннее ухо. Это потенциально опасная ситуация, которая при отсутствии лечения может привести к постепенному ухудшению слуха.
Острый отит среднего уха связан с активностью патогенных бактерий, обычно в норме находящихся в микробиоте носоглоточной полости. По количественному содержанию основными патогенами являются Streptococcus pneumoniae (35% случаев), не типируемый Haemophilus influenzae (30% случаев) и Moraxella catarrhalis (10% случаев). 50% детей, имевших хотя бы один эпизод острого отита среднего уха в первый год жизни и 35% детей в возрасте от одного до трех лет имеют повторные эпизоды острого отита среднего уха.
Капиллярный бронхит - другое распространенное заболевание дыхательных путей, вызываемое инфекцией, действующей на крошечные воздуховоды, называемые бронхиолами, которые ведут к легким. При воспалении этих воздуховодов они раздуваются и заполняются слизью, затрудняя дыхание.
Хотя зачастую это умеренное заболевание, некоторые дети подвержены риску получить более тяжелое заболевание, требующее госпитализации. Условиями, увеличивающими риск тяжелых капиллярных бронхитов, являются недоношенность, наличие хронических сердечных или легочных заболеваний и ослабленная в результате болезни или под действием лекарственных препаратов иммунная система.
У детей, перенесших капиллярные бронхиты, повышена вероятность развития в течение жизни астмы, однако неясно, являются ли заболевания причиной и пусковым механизмом астмы или же дети, у которых в конце концов развивается астма, подобно младенцам просто более восприимчивы к капиллярным бронхитам.
Капиллярные бронхиты обычно вызываются вирусной инфекцией, за которую, как правило, ответственен респираторный синцитиальный вирус (RSV). Инфекции RSV отвечают за большую часть случаев капиллярных бронхитов и чаще всего наблюдаются зимой и ранней весной. Другие связанные с капиллярными бронхитами вирусы - это риновирусы, вирусы гриппа (flu) и пневмовирус человека.
Из предыдущего можно видеть, что необходим эффективный способ предотвращения AIR-инфекций и/или ослабления симптомов AIR, капиллярных бронхитов и, особенно, острых отитов среднего уха (или отитов).
Олигосахариды молока человека (НМО) являются в целом третьей наибольшей твердой составляющей молока человека после лактозы и жира. НМО обычно состоит из лактозы, содержащей на восстанавливающем конце углеводной цепи фукозу или сиаловую кислоту на невосстанавливающем конце.
Существуют приблизительно сто выделенных и охарактеризованных олигосахаридов молока, однако они представляют только очень малую часть всего количества олигосахаридов, которые предстоит охарактеризовать.
В прошлом с помощью составляющих НМО были разработаны детские смеси, такие как фукозилированные олигосахариды, лакто-N-тетроза, лакто-N-неотетроза или сиалированные олигосахариды, предназначенные для различных целей.
s
s
EP 0975235 B1 из Лаборатории Abbott описывает синтетическую питательную композицию, включающую один или более олигосахаридов из молока человека, в которой HMO выбраны из группы, состоящей из восьми HMO (3-фукозиллактозы, лакто-N-фукопентозы III, лакто-N-фукопентозы II, дифукозиллактозы, 2'-фукозиллактозы, лакто-N-фукопентозы I, лакто-N-неотетрозы и лакто-N-фукопентозы V), где упомянутая композиция предназначена для нормальных здоровых младенцев, детей, взрослых или лиц со специальными потребностями при определенных патологиях. Этот европейский патент утверждает, что, вообще говоря, олигосахариды защищают младенцев от вирусных и бактериальных инфекций дыхательных, желудочно-кишечных и урогенитальных путей.
Из предыдущего можно видеть, что необходима эффективная композиция, способ предотвращения острых респираторных инфекций и/или ослабления симптомов острых респираторных инфекций, которую можно удобно и безопасно вводить, особенно младенцам и маленьким детям.
Существует потребность облегчать симптомы и/или уменьшать тяжесть, частоту проявлений и/или длительность ARI, в частности отитов или капиллярных бронхитов у лиц, предрасположенных к этим заболеваниям, особенно у младенцев и, точнее, у младенцев с историей таких заболеваний или факторов риска.
Существует потребность таких вмешательств, сохраняющих метаболическое равновесие таких ослабленных индивидуумов, не сопровождающихся побочными эффектами, такими как повреждение иммунной системы или изменение воспалительного статуса.
Существует потребность улучшения состояния и облегчения симптомов, часто связанных с острыми респираторными инфекциями, в том числе с отитами и капиллярными бронхитами, нелекарственными вмешательствами, пригодными для ослабленных лиц, таких как младенцы или новорожденные.
При этом может наблюдаться влияние на качество и/или длительность сна, на боль, на гипер- или гипоактивность, и/или продолжительность плача.
Сущность изобретения
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что композиция, содержащая смесь определенных олигосахаридов человека, особенно эффективна для предотвращения острых респираторных инфекций (ARI) и/или смягчения симптомов острых респираторных инфекций и, в частности, для предотвращения и/или смягчения симптомов капиллярных бронхитов или отитов.
Соответственно, настоящее изобретение предлагает композицию, содержащую по меньшей мере один N-ацетил лактозамин, по меньшей мере один сиалированный олигосахарид и по меньшей мере один фукозилированный олигосахарид, предназначенную для предотвращения острых респираторных инфекций и/или смягчения симптомов острых респираторных инфекций.
Раскрытие изобретения
В настоящей заявке следующие термины имеют следующие значения.
Термин "младенец" означает ребенка в возрасте до 12 месяцев.
Термин "маленький ребенок" означает ребенка в возрасте между годом и тремя годами.
Термин "детская смесь" означает пищевой продукт, предназначенный для особого питательного использования младенцами от четырех до шести месяцев жизни и удовлетворяющий требованиям к питанию этой категорией лиц (Статья 1.2 Директив Европейской Комиссии 91/321/ECC от 14 мая 1991 по детской смеси и смеси для подрастающих младенцев).
Термин "смесь для подрастающих младенцев" означает пищевой продукт, предназначенный для особого пищевого использования младенцами старше четырех месяцев и составляющий основной жидкий элемент в постоянно изменяющейся диете этой категории лиц.
Термин "начальная детская смесь" означает пищевой продукт, предназначенный для особого пищевого использования младенцами первых четырех месяцев жизни.
Термин "детское питание" означает пищевой продукт, предназначенный для особого питания детей в течение первых лет жизни.
Термин "зерновая детская смесь" означает пищевой продукт, предназначенный для особого питания младенцев в течение первых лет жизни.
Термин "молоко для детей на прикорме" означает молочный напиток, приспособленный для особого питания маленьких детей.
Термин "период отлучения" означает период, в течение которого материнское молоко в диете младенца заменяется другой пищей.
Термин "предотвращение AIR” означает предотвращение и уменьшение частоты и/или числа случаев и/или тяжести и/или длительности ARI, в частности отитов и капиллярных бронхитов. Число случаев относится к числу любых ARI. Частота относится к числу одного и того же ARI. Это предотвращение включает уменьшение частоты и/или тяжести упомянутой ARI в дальнейшем в течение жизни. Термин "в дальнейшем в течение жизни" означает эффект после окончания вмешательства. Эффект "в дальнейшем в течение жизни" может продолжаться предпочтительно от 2 до 4 недель, от 2 до 12 недель, от 2 до 12 месяцев или лет (например, 2, 5, 10 лет) после окончания упомянутого вмешательства.
Термин "ослабление симптомов ARI" означает уменьшение симптомов ARI, особенно симптомов капиллярных бронхитов или отитов, и, в частности, облегчение процесса дыхания, и/или уменьшение боли, и/или улучшение сна, и/или стабилизацию активности младенцев и маленьких детей, больных ARI.
Термин "питательная композиция" означает композицию для кормления субъекта. Эту пищевую композицию обычно вводят орально или внутривенно, и обычно она включает источник липидов или жиров и источник белков.
Термин "синтетическая смесь" означает смесь, полученную химическим или биологическим способом, которая может быть химически идентична смеси, присутствующей в норме в молоке млекопитающих.
Термин "гипоаллергенная пищевая композиция" означает пищевую композицию, которая с малой вероятностью вызывает аллергические реакции.
Термин "сиалированный олигосахарид" означает олигосахарид, содержащий остаток сиаловой кислоты.
Термин "фукозилированный олигосахарид" означает олигосахарид, содержащий остаток фукозы.
Термин "пребиотик" означает нерасщепляемые углеводы, которые благотворно влияют на организм путем селективной стимуляции роста и/или активности бактерий здорового организма, таких как бифидобактерии в толстой кишке человека (Gibson GR, Roberfroid MB. Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics. J Nutr. 1995; 125:1401-12).
Термин "пробиотик" означает препараты микробных клеток или компоненты микробных клеток, оказывающие благоприятный эффект на здоровье или самочувствие организма (Salminen S, Ouwehand A. Benno Y. et al. "Probiotics: how should they be defined" Trends Food Sci. Technol. 1999: 10 107-10).
"Аллергия" - это аллергия, отмеченная врачом, которую можно лечить быстро или более длительным способом.
Все процентные соотношения вычислены по массе, если не указано обратное.
Композиция по изобретению предпочтительно является гипоаллергенной композицией.
Упомянутая композиция содержит по меньшей мере один N-ацетил-лактозамин. Это означает, что она содержит N-ацетил-лактозамин и/или олигосахарид, содержащий N-ацетил-лактозамин. Подходящие олигосахариды, содержащие N-ацетил-лактозамин, включают лакто-N-тетрозу (LNT) и лакто-N-неотетрозу (LNnT).
Таким образом, согласно данному изобретению N-ацетил-лактозамин предпочтительно выбран из группы, содержащей лакто-N-тетрозу (LNT) и лакто-N-неотетрозу (LNnT).
LNT и LNnT могут быть синтезированы химически путем ферментативного переноса сахаридных единиц от донорской части к акцепторным частям с помощью гликозилтрансфераз, как описано, например, в патенте US 5288637 и WO 96/10086. В другом варианте LNT и LNnT могут быть приготовлены путем химического превращения кето-гексозы (например, фруктозы), свободной или связанной с олигосахаридом (например, лактулезы) в N-ацетил-лактозамин или в N-ацетил-лактозаминсодержащий олигосахарид, как описано в Wrodnigg, T.M.; Stutz, A.E. (1999) Angew. Chem. Int. Ed. 38:827-828, Образованный таким способом N-ацетил-лактозамин может затем быть перенесен на лактозу как акцепторную часть.
Предпочтительно композиция по изобретению содержит от 0,1 до 3 г N-ацетил-лактозамин лактоз(ы) на 100 г сухой массы композиции.
Согласно изобретению сиалированный олигосахарид выбран из группы, содержащей 3'-сиалиллактозу и 6'-сиалиллактозу. Предпочтительно в упомянутой композиции присутствуют как 3'-сиалиллактоза, так и 6'-сиалиллактоза. В этом воплощении отношение между 3'-сиалиллактозой и 6'-сиалиллактозой лежит предпочтительно между 5:1 и 1:2.
3'- и 6'-формы сиаллактозы могут быть выделены с помощью хроматографической или фильтрационной техники из естественного источника, такого как молоко животных. В альтернативном варианте они могут производиться биотехнологически с использованием сиалтрансфераз или сиалидаз, нейраминидаз или путем химического синтеза или с помощью техники микробного ферментирования (с использованием рекомбинантных или естественных ферментов). В последнем случае микроорганизмы могут либо экспрессировать свои натуральные ферменты и субстраты, либо могут быть подвержены изменению для производства соответствующих субстратов и ферментов. Могут использоваться одиночные или смешанные микробные культуры. Образование сиалил-олигосахарида может быть инициировано акцепторными субстратами, начиная от любой степени полимеризации (DP), включая DP=1. В альтернативном варианте сиалолактоза может образовываться путем химического синтеза из лактозы и свободной N'-ацетилнейраминовой кислоты (сиаловая кислота). Сиалиллактозы также коммерчески доступны, например, от Kyowa Hakko Kogyo из Японии.
Предпочтительно композиция по настоящему изобретению содержит от 0,05 до 2 г, более предпочтительно от 0,1 до 2 г сиалированных олигосахаридов на 100 г сухой массы композиции.
Фукозилированный олигосахарид может быть выбран из группы, включающей 2'-фукозиллактозу, 3-фуказиллактозу, дифукозиллактозу, лакто-N-фукопентозу (а именно, лакто-N-фукопентозу I, лакто-N-фукопентозу II, лакто-N-фукопентозу III и лакто-N-фукопентозу V), лакто-N-дифукозиллактозу I, фукозиллакто-N-гексозу, дифукозиллакто-N-гексозу I и дифукозиллакто-N-неогексозу II. Особенно предпочтительный фукозилированный олигосахарид - это 2'-фукозиллактоза (2-FL).
Фукозилированный олигосахарид может быть выделен с помощью хроматографической или фильтрционной техники из естественного источника, такого как молоко животных. В альтернативном варианте он может быть произведен биотехническим способом с помощью специфических фукозилтрансфераз и/или фукозидазы, либо с использованием ферментативной техники (на основе рекомбинантных или естественных ферментов), либо с помощью техники микробного ферментирования. В последнем случае микроорганизмы могут либо экспрессировать свои естественные ферменты и субстраты, либо они могут быть модифицированы, чтобы образовывать соответствующие субстраты и ферменты. Могут применяться одиночные культуры и/или смешанные культуры микроорганизмов. Образование фукозилированных олигосахаридов может быть инициировано субстратами акцептора, начиная с любой степени полимеризации (DP), от DP=1 и далее. В альтернативном варианте фуколизированные олигосахариды могут образовываться с помощью химического синтеза из лактозы и свободной фукозы. Фукозилированные олигосахариды могут быть получены также из Kyowa, Hakko, Kogyo, Япония.
Предпочтительно композиция по настоящему изобретению содержит от 0,1 до 3 г фукозилированных олигосахаридов на 100 г сухой массы композиции.
В предпочтительном воплощении композиция по изобретению содержит от 0,05 до 3 г полного количества N-ацетилированного лактозамина, сиалированных олигосахаридов и фукозилированных олигосахаридов на 100 г композиции.
Композиция по изобретению может далее содержать по меньшей мере один пробиотический бактериальный штамм, причем упомянутый пробиотический бактериальный штамм - это предпочтительно Bifidobacteria и/или Lactobacilli.
Подходящие пробиотические бактериальные штаммы включают Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103, получаемые из Valio Оу, Финляндия под торговой маркой LGG, Lactobacillus rhamnosus CGMCC 1,3724, Lactobacillus paracasei CNCM 1-2116, Lactobacillus reuteri, продаваемый BioGaia A.B под торговой маркой Reuteri, Lactobacillus johnsonii CNCM 1-1225, Streptococcus salivarius DSM 13084, продаваемый BLIS Technologies Limited Новой Зеландией под названием KI2, Bifidobacterium lactis CNCM 1-3446, продаваемый inter alia датской компанией Christian Hansen под торговой маркой Bb 12, Bifidobacterium longum ATCC BAA-999, продаваемый Morinaga Milk Industry Co. Ltd. Япония под торговой маркой BB536, Bifidobacterium breve, продаваемый Danisco под торговой маркой Bb-03, Bifidobacterium breve, продаваемый Morinaga под торговой маркой M-16V, Bifidobacterium infantis продаваемый Procter & Gamble Co. под торговой маркой Bifantis и Bifidobacterium breve, продаваемый Institut Rosell (Lallemand) под торговой маркой R0070.
Предпочтительно композиция настоящего изобретения содержит от 10e3 до 10е12 KOE пробиотического бактериального штамма, более предпочтительно между 10е7 и 10е12 KOE, на 1 г сухой массы композиции.
Композиция настоящего изобретения может включать по меньшей мере один пребиотик, обычно в количестве между 0,3 и 10% от массы композиции.
Пребиотики обычно не расщепляются, в том смысле, что они не разрушаются и поглощаются в желудке или тонком кишечнике и остаются интактными, проходя через толстую кишку, где они избирательно ферментируются полезными бактериями. Примеры пребиотиков включают определенные олигосахариды, такие как фруктоолигосахариды (FOS) и галактоолигосахариды (GOS). Может использоваться комбинация пребиотиков, такая как 90% GOS с 10% короткоцепочечных фрукто-олигосахаридов, таких как в продукте BENEO-Orafti, продаваемом под торговой маркой Orafti олигофруктоза (раньше Raftilose) или 10% инулин, такой как в продукте, продаваемом BENEO-Orafti под торговой маркой Orafti (раньше Raftiline). Особенно предпочтительная комбинация пребиотиков - это 70% короткоцепочечные фрукто-олигосахариды и 30% инулин, который является продуктом, продаваемым BENEO-Orafti под торговой маркой "Prebio 1".
Композиция по изобретению может далее содержать по меньшей мере один фаг (бактериофаг) или смесь фагов, предпочтительно против патогенных стрептококков, Haemophilus, Moraxella и стафиллоококков.
Композиция по данному изобретению является синтетической пищевой композицией. В этом случае она может быть начальной детской смесью, грудничковой смесью, детским питанием, зерновой детской смесью, смесью для подрастающих младенцев или молоком для прикармливаемых младенцев, и упомянутая композиция предпочтительно является начальной/стартовой детской смесью.
Согласно предпочтительному воплощению композиция по данному изобретению предназначена для младенцев и маленьких детей, больных ART.
Композиция по данному изобретению может быть предназначена для применения до и/или в процессе отнятия от груди.
Композиция по данному изобретению может далее содержать по меньшей мере один фаг или смесь фагов, например, против патогенных стрептококков, Haemophilus, Moraxella и стафилококков.
Таким образом, композиция по данному изобретению предназначена для облегчения дыхания, уменьшения болей, улучшения сна и/или уменьшения симптомов у младенцев с ARI или имеющих ранние симптомы ARI.
ARI - это, в основном, капиллярный бронхит или отит.
Изобретение включает также использование композиции, содержащей по меньшей мере один N-ацетил лактозамин, по меньшей мере один сиалированный олигосахарид и по меньшей мере один фукозилированный олигосахарид как синтетический пищевой агент для предотвращения и/или лечения острых респираторных инфекций, предпочтительно капиллярных бронхитов или отитов.
Это использование включает случай, когда композиция является добавкой, предпочтительно вводимой в форме единичной дозы.
Все указанные выше способы применения, в частности, предназначены для младенцев и маленьких детей. Композиции и способы применения настоящего изобретения особенно предназначены для младенцев и детей с риском инфекции дыхательных путей и/или воспалений, имеющих семейную историю инфекций дыхательных путей или воспалений или имеющих уже доказанные эпизоды инфекций дыхательных путей или воспалений (и/или респираторной аллергии). В одном воплощении композиция и ее применение относится к подросткам или взрослым с риском инфекций дыхательных путей, или воспалений, или имеющим опыт случаев инфекции или воспаления (и/или респираторной аллергии).
Не желая иметь дело с теорией, авторы изобретения полагают, что эффективность описанной выше комбинации олигосахаридов для предотвращения ARI и/или ослабления симптомов ARI может быть результатом синергетического взаимодействия событий, запускаемых комбинацией описанных выше олигосахаридов. С одной стороны, активируется исходная ротоглоточная микробиота, а с другой, инактивируются потенциально патогенные микроорганизмы. Например, хорошо известно, что адгезия многочисленных ротоглоточных патогенов замедляется определенными полигосахаридами молока (см. выше). Считается, что эта комбинация активации и инактивации приводит к стабилизации ротоглоточной микробиоты с опимальным и сбалансированным (i) расположением в экологической нише, взаимодействием микробиоты с хозяином, (ii) и (iii) экологической стабильностью. Принимая во внимание, что (i) стабильное ротоглоточное равновесие поддерживается даже при экзогенных абиотическом и биотическом стимулах. Следовательно, потенциально инфекционные агенты вытесняются за пределы периода введения и не могут легко стабилизироваться и вызвать ARI-заболевание.
Олигосахариды можно вводить в одну и ту же композицию одновременно или последовательно.
Если обратиться к возрастной группе от 0 до 12 месяцев, композиция является предпочтительно пищевой композицией, принимаемой в жидкой форме. Она может представлять собой полноценную питательную смесь, такую как детская смесь, смесь для подрастающих младенцев или молоко для прикармливаемых младенцев. В альтернативном варианте для группы маленьких детей композиция может представлять собой сок, или другой охлажденный или пригодный для хранения напиток, или суп, например, детское питание или зерновую детскую смесь.
Композиция по данному изобретению содержит также источник белка, предпочтительно в количестве меньше 2,0 г на 100 ккал, еще более предпочтительно, в количестве меньше 1,8 г на 100 ккал. Тип белка не считается критичным для настоящего изобретения, если только удовлетворяются минимальные требования к содержанию эссенциальных аминокислот и обеспечивается удовлетворительный рост. Таким образом, могут использоваться источники белка на основе сыворотки, казеина и их смесей, а также источники белка на основе сои. Что касается белков сыворотки, источником белков может быть кислая или сладкая сыворотка или их смесь, и она может включать альфа-лактальбумин и бета-лактоглобулин в любых желаемых пропорциях.
Белки могут быть интактными или гидролизованными или могут быть смесью интактных и гидролизованных белков. Может потребоваться добавлять частично гидролизованные белки (степень гидролиза между 2 и 20%), например, считают, что существует риск развития у младенцев аллергии на коровье молоко. В целом, гидролизованные белки могут снижать риск возникновения аллергии (на коровье молоко или на другие аллергены). Если требуются гидролизованные белки, процесс гидролиза можно осуществлять по желанию и так, как это принято. Например, гидролизат белка сыворотки может быть приготовлен путем ферментативного гидролиза сывороточной фракции за одну или несколько стадий. Если в качестве исходного материала использовали сывороточную фракцию, главным образом, не содержащую лактозы, было показано, что белок в процессе гидролиза отличается значительно меньшей лизиновой блокадой. Это снижает степень лизиновой блокады от приблизительно 15% от полного массы лизина до менее чем приблизительно 10% от массы лизина; например, приблизительно 7% от массы лизина, что сильно улучшает питательную ценность источника белка.
Композиция по настоящему изобретению обычно содержит источник углеводов. Это особенно предпочтительно в случае, если пищевая композиция по данному изобретению - детская смесь. В этом случае может использоваться любой источник углеводов, обычно содержащийся в детской смеси, такой как лактоза, сахароза, мальтодекстрин, крахмал и их смеси, хотя предпочтительный источник углеводов - лактоза.
Композиция по настоящему изобретению обычно содержит источник липидов. Это особенно важно, если пищевая композиция по изобретению - детское питание. В этом случае источником липидов может быть любой липид или жир, подходящий для применения в формуле для младенцев. Предпочтительные источники жира включают пальмовое масло, подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты. Могут быть также добавлены эссенциальные жирные кислоты линолевая и α-линоленовая, а также небольшие количества масел с высоким содержанием заранее образованных арахидоновой и докозарахидоновой кислот, таких как жиры рыбы или микробные масла. Источник жира предпочтительно имеет соотношение от n-6 до n-3 жирных кислот от приблизительно 5:1 до приблизительно 15:1, например приблизительно от 8:1 до приблизительно 10:1.
Пищевая композиция по данному изобретению также содержит предпочтительно все витамины и минералы, про которые понятно, что они являются эссенциальными в ежедневной диете и в количествах, достаточных для питания. Для определенных витаминов и минералов были установлены минимальные требования. Примеры минералов, витаминов и других питательных веществ, которые могут присутствовать в композиции по изобретению, включают витамин А, витамин ВТ, витамин В2, витамин В6, витамин В12, витамин Е, витамин К, витамин С, витамин Д, фолиевую кислоту, инозит, ниацин, биотин, пантотеновую кислоту, холин, кальций, фосфор, йод, железо, магний, медь, цинк, марганец, хлор, калий, натрий, селен, хром, молибден, таурин и L-карнитин. Обычно минералы добавляют в форме соли. Присутствие и количества конкретных минералов и других витаминов будет изменяться в зависимости от той популяции, для которой композиция предназначена.
При необходимости композиция по изобретению может содержать эмульгаторы и стабилизаторы, такие как соя, лецитин, эфиры лимонной кислоты моно- и ди-глицеридов и т.д.
Композиция по изобретению может содержать также другие вещества, оказывающие благоприятный эффект, такие как лактоферрин, нуклеотиды, нуклеозиды и т.д.
Композиция по изобретению будет описана ниже с помощью примеров.
Смесь может быть приготовлена любым подходящим способом. Например, она может быть приготовлена путем смешивания белка, источника углеводов и источника жиров в соответствующих пропорциях. При этом могут быть включены эмульгаторы. Могут быть добавлены витамины и минералы, но их добавляют обычно позже, чтобы избежать термической деградации. Перед смешиванием любые липофильные витамины, эмульгаторы и т.д. могут быть растворены в источнике жира. Воду, предпочтительно воду, подвергнутую обратному осмосу, затем смешивали для образования жидкой смеси. Температура воды равняется обычно приблизительно 50°C и приблизительно 80°C, чтобы способствовать диспергированию ингредиентов. Коммерчески доступные ожижители могут использоваться для образования жидкой смеси. N-ацетил-лактозамины, сиалированные олигосахариды и фукозилированные олигосахариды добавляют на этом этапе, если конечный продукт должен быть жидким. Если конечный продукт должен представлять собой порошок, олигосахариды могут также при желании добавляться на этом этапе. Жидкую смесь затем гомогенизируют, например в два этапа.
Жидкая смесь может быть затем подвергнута термической обработке для снижения бактериальной нагрузки путем быстрого нагревания жидкой смеси до температуры в интервале, например, между приблизительно 80°C и приблизительно 150°C в течение между приблизительно 5 секундами и приблизительно 5 минутами. Это может быть выполнено с помощью обработки паром, автоклавирования или теплообменника, например пластинчатого теплообменника.
Затем жидкая смесь может быть охлаждена, например, путем импульсного охлаждения до значений температуры между приблизительно 60°C и приблизительно 85°C. Затем жидкая смесь может быть снова гомогенизирована, например, в два этапа: между приблизительно 10 MPa и приблизительно 30 MPa на первом этапе и между приблизительно 2 МРа и приблизительно 10 MPa на втором этапе. Гомогенизированная смесь может затем быть дополнительно охлаждена, чтобы добавить различные чувствительные к нагреванию компоненты, такие как витамины и минералы. pH и содержание твердых веществ в гомогенизированной смеси обычно устанавливают в этой точке.
Гомогенизированную смесь переносят в подходящую сушильную аппаратуру, такую как распылительная сушка или лиофильная сушка, и превращают ее в порошок. Порошок должен иметь содержание влаги приблизительно 5 мас. %. На этом этапе N-ацетил-лактозамины сиалированные олигосахариды и фукозилированные олигосахариды могут быть добавлены путем сухого перемешивания или путем перемешивания их в форме сиропа или кристалла вместе с пробиотическими бактериальными штаммами распылительной сушкой (или лиофильной сушкой).
Если предпочитают жидкую композицию, гомогенную смесь можно стерилизовать, а затем в стерильных условиях заполнять подходящие контейнеры с последующей фасовкой.
В другом воплощении композиция по изобретению может быть добавкой, включающей N-ацетил-лактозамины, сиалированные олигосахариды и фукозилированные олигосахариды в количестве, достаточном для достижения желаемого эффекта у данного индивидуума. Такая форма введения больше подходит для старших детей и взрослых. Предпочтительно дневная доза N-ацетил-лактозаминов составляет от 0,1 до 3 г, дневная доза сиалированных олигосахаридов - от 0,1 до 2 г, а дневная доза фукозилированных олигосахаридов - от 0,1 до 3 г.
Количество олигосахаридов, включаемых в добавку, выбирают в соответствии со способом введения добавки. Например, если добавка должна вводиться дважды в день, каждая добавка может содержать от 0,05 до 1,5 г N-ацетил-лактозамина, от 0,05 до 1 г сиалированных олигосахаридов и от 0,05 до 1,5 г фукозилированных олигосахаридов.
Добавка может быть в форме, например, таблеток, капсул, пастилок или жидкости. Кроме того, добавка может содержать защитные гидроколлоиды (такие как камеди, белки, модифицированные крахмалы), связывающие соединения, агенты, образующие пленку, защищающие агенты/материалы, материалы, образующие оболочку, соединения, образующие матрикс, покрытия, эмульгаторы, поверхностно активные агенты, солюбилизирующие агенты (масла, жиры, накопители, лецитины и т.д.), адсорбенты, переносчики, наполнители, совместные соединения, диспергирующие агенты, увлажняющие агенты, вспомогательные агенты (растворители), агенты, способствующие течению, агенты, маскирующие вкус, утяжеляющие агенты, желирующие агенты и гельобразующие агенты. Добавка может содержать также обычные фармацевтические добавки и адьюванты, наполнители и разбавители, включая воду, желатин любого происхождения, растительные камеди, лигнин-сульфонат, тальк, сахара, крахмал, гуммиарабик, растительные масла, полиалкиленгликоли, вкусоароматические агенты, консерванты, стабилизирующие агенты, эмульгаторы, буферы, смазывающие агенты, красящие вещества, увлажнители, наполнители и т.д.
Кроме того, добавка может содержать органический или неорганический материал-носитель, пригодный для перорального или парентерального введения, а также витаминов, следовых количеств минералов и других микроэлементов в соответствии с рекомендациями правительственных организаций, таких как USRDA.
Пример композиции детской смеси по настоящему изобретению приведен ниже. Эта композиция приведена только в качестве иллюстрации. Другой пример основан на коммерческой NAN и/или детской смеси Lactogen (от Nestle, Швейцария), к которому добавлены определенные олигосахариды по изобретению, как в приведенных ниже количествах.
Нутриент
на 100 ккал
На литр
Энергия(ккал)
100
670
Белок (г)
1,83
12,3
Жир (г)
5,3
35,7
Линоленовая кислота (г)
0,79
5,3
α-Линоленовая кислота (мг)
101
675
Лактоза (г)
11,2
74,7
Пребиотики (70% FOS, 30% инсулина) (г)
0,64
4,3
Минералы (г)
0,37
2,5
Na (мг)
23
150
K (мг)
89
590
Cl (мг)
64
430
Ca (мг)
62
410
P (мг)
31
210
Mg (мг)
7
50
Mn (мкг)
8
50
Se (мкг)
2
13
Витамин A (мкг RE)
105
700
Витамин D (мкг)
1.5
10
Витамин E (мкг ТЕ)
0,8
5,4
Витамин K1 (мкг)
8
54
Витамин C (мг)
10
67
Витамин B1 (мг)
0,07
0,47
Витамин B2 (мг)
0,15
1,0
Витамин (мг)
1
6,7
Витамин B6 (мг)
0,075
0,50
Фолиевая кислота (мкг)
9
60
Пантотеновая кислота (мг)
0,45
3
Витамин B12 (мкг)
0,3
2
Биотин (мкг)
2,2
15
Холин (мг)
10
67
Fe (мг)
1.2
8
I (мкг)
15
100
Cu (мг)
0,06
0,4
Zn (мг)
0,75
5
3'сиаллактоза (мг)
30
200
6'сиаллактоза (мг)
6
40
LNnT (мг)
30
200
2FL (мг)
300
2000
Экспериментальные данные:
Следующие экспериментальные исследования (модели 1 и 2) были выполнены в связи с настоящим изобретением. Отмеченные ниже результаты показывают, что смешивание со специфическими олигосахаридами индуцирует метаболическую активность молочнокислых бактерий (Bifidobacterium longum subsp infantis), приводя к более сильному ингибированию модельного патогена. У младенцев более высокие количества добавленных в грудное молоко олигосахаридов связаны с меньшей выраженностью респираторных инфекций. Итак, наши результаты позволяют предположить, что смешивание со специфическими олигосахаридами действует у младенцев синергетично с исходным уровнем бактерий, снижая респираторные инфекции. Исследовательская модель 1: Стимуляция Bifidobacterium longum subsp infantis и ингибирование патогена такой стандартной средой Способ:
Bifidobacterium longum subsp infantis (АТСС15697) выращивали в анаэробных условиях в культуральной среде API с добавлением 1% (мас./об.) глюкозы, или 1% (мас./об.) 2' фукозиллактозы (2FL), 1% (мас./об.) лакто-N-неотетрасозы (LNnT), 1% (мас./об.) 6' сиалиллактозы (6SL) или 1% (мас./об.) комбинации равных количеств 2FL, LNnT и 6SL. После инкубации в течение ночи каждую культуру разбавляли, получая исходную OD600 из 0,1 в DMEM (Dulbeccos модифицированная среда Игла), содержащую в качестве источника углеводов 0,1% глюкозы. Эту среду использовали без добавления каких-либо других углеводов или с добавлением 1% (мас./об.) глюкозы, 1% (мас./об.) 2' фукозиллактозы (2FL) or 1% (мас./об.) лакто-N-неотетрасозы (LNnT), 1% (мае/об.) 6' сиалиллактозы (6SL), 1% (мас./об.) комбинации равных количеств 2FL, LNnT и 6SL. Кондиционирование среды DMEM осуществляли, таким образом, в условиях анаэробиоза при 37°C.
После инкубации в течение еще одной ночи кондиционированную среду центрифугировали и супернатанты фильтровали через 0,22 микронный фильтр для удаления бактерий. Ацетат определяли количественно с помощью HPLC, используя колонку Hi-Plex Н и ультрафиолетовый детектор.
В кондиционированной среде доводили pH до значений приблизительно от 6 до 7 с помощью NaOH и инкубировали с 10е6 КОЕ/мл, росшего в течение ночи модельного патогена Salmonella typhimurium SL1344. После инкубации при 37°C в течение 2 часов количество патогенов определяли с помощью посевов на LB агаре и инкубации в течение ночи при 37°C.
Фигура 1 иллюстрирует экспериментальные результаты, демонстрирующие метаболическую стимуляцию бифидобактерий (В. longum subsp infantis) в культуральной среде DMEM без добавленных углеводов или с добавленной глюкозой (Glc), лакто-N-неотетрасозой (LNnT), 2' фукозиллактозой, 6' сиалиллактозой (6SL) или смесями LNnT, 6SL и 2FL. (n=6; показаны средние значения с SEM; отмечены значения, полученные с помощью ANOVA). Примечание: Только смесь LNnT, 6SL и 2FL достоверно стимулировала образование ацетата.
Фигура 2 иллюстрирует экспериментальные результаты, демонстрирующие ингибирование патогена на модельном патогене Salmonella typhimurium SL 1344, добавленном в культуральную среду DMEM, которая была предварительно кондиционирована бифидобактериями В. lonsum subsp infantis, без добавления углеводов либо с добавленной глюкозой (Glc), лакто-N-неотетраозой (LNnT), 2′фукозиллактозой (2FL), 6′сиалиллактозой (6SL) или смесями LNnT, 6SL и 2FL. (n=4; показаны средние значения с SEM; маленькими буквами обозначены значения, полученные с помощью ANOVA (р<0,01).
Результаты
Неожиданно было обнаружено, что олигосахаридная смесь, составленная из равных частей фукозилированного олигосахарида (например, 2′FL), N-ацетилированного олигосахарида (например, LNnT) и сиалированного олигосахарида (например, 6SL), достоверно увеличивает метаболическую активность молочнокислых бактерий (например, бифидобактерий), о чем свидетельствует образование ацетата (Фигура 1).
Кроме того, среда, кондиционированная бифидобактериями и упомянутой олигосахаридной смесью, значительно и синергетично ингибировала модельный патоген по сравнению со средой, которая была кондиционирована с индивидуальными олигосахаридами или с одной глюкозой (фигура 2).
Точная природа ингибиторной функции в настоящее время неизвестна, но предполагается, что олигосахаридная смесь из 2FL, LNNT и 6SL действует синергетично с бифидобактериями, обеспечивая антипатогенные эффекты, которые не включают модельные патогены, тестированные в данной работе in vitro.
Исследовательская модель 2: Ретроспективный эпидемиологический анализ образцов грудного молока и частота дыхательных инфекций в возрасте до 2 лет
Способ
У приблизительно 270 матерей младенцев были проанализированы ранние образцы молока для определения присутствия определенных олигосахаридов. Для этого обезжиренные образцы молока разбавляли в 10-100 раз в воде и подвергали хроматографическому анализу на НРАЕС (Dionex), снабженного колонкой CarboPac РА1 (Dionex) и электрохимическим детектором. Идентификацию и количественный анализ осуществляли с помощью аутентичных олигосахаридных стандартов. Отложено количество респираторных инфекций у младенцев, которые получали молоко (i) с низким (меньше 2 г/л) и (ii) высоким (больше 2 г/л) содержанием олигосахаридных смесей (составленных из 2FL, LNnT, и 6SL).
Фигура 3 иллюстрирует результаты экспериментов, показывающие количество респираторных инфекций у младенцев в возрасте до 2 лет, получавших молоко, содержавшее низкие количества (<2 г/л) или высокие количества (≥2 г/л) олигосахаридной смеси, составленной из 2FL, LNnT и 6SL (указана статистическая достоверность). Результаты:
Неожиданно было обнаружено достоверное снижение числа респираторных инфекций у младенцев, питавшихся молоком, содержащим повышенные количества олигосахаридной смеси.