包含用于表达和分泌Enterocin以控制产气荚膜梭菌诱导的家畜坏死性肠炎的益生菌的组合物和相关方法技术

本发明专利技术至少部分涉及用于预防或治疗产气荚膜梭菌诱导的动物坏死性肠炎的工程化抗菌益生菌及其相关方法。在一些实施方案中，包括用于治疗鸡的组合物。该组合物可以包含最初从健康鸡的小肠分离的细菌，并且可以用两种外源性多核苷酸进行基因工程化。第一外源性多核苷酸可以包含异源启动子和编码抗菌蛋白的多核苷酸。第二外源性多核苷酸可以包含异源启动子和编码蛋白质的多核苷酸，该蛋白质的功能是将抗菌蛋白分泌到细胞外环境。在一些实施方案中，抗菌肽可有效杀死鸡胃肠道内的产气荚膜梭菌。菌。菌。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Agriculture,Science,1998,279,996)。可以说，随着动物育种和生产的重大进步，抗生素促进并维持了牲畜生产力的提高。
[0010]抗生素在畜牧业生产中的应用
[0011]越来越令人担忧的是，微生物对一线抗生素的耐药性不断出现(US CDC,Antibiotic Resistance Threats in the United States,2013.Available at https://www.cdc.gov/drugresistance/pdf/ar
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threats
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2013
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508.pdf)。据估计，美国有100多万人因多重耐药感染而患病，每年有2万多人死亡。多药耐药病原体日益频繁的趋势令人不安。2017年1月，美国疾病控制中心宣布内华达州一名妇女死于一种泛耐药菌株，即对美国所有可用抗生素耐药。
[0012]耐药性出现的一个可能来源是在农场动物生产中广泛使用抗生素(US FDA,2016Summary Report on Antimicrobials Sold or Distributed for Use in Food
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Producing Animals.Available at https://www.fda.gov/downloads/forindustry/userfees/animaldruguserfeeactaduf a/ucm588085.pdf)。2015年，估计有14000吨抗生素(约占美国生产的所有抗生素的70％)用于牛、猪和家禽。
[0013]令人震惊的是，世界卫生组织列为对人类健康至关重要的抗生素类别与世界动物卫生组织列为对农业至关重要的抗生素类别之间存在大量重叠(Joint FAO/WHO/OIE Expert Meeting on Critically Important Antimicrobials,Rome,Italy,Nov 2007,http://www.who.int/foodborne_disease/resources/Report_CIA_Meeting.pdf)。例如，三类抗生素；据报道，喹诺酮类药物、第三代和第四代头孢菌素以及大环内酯类药物被用于农业，尽管它们是治疗人类某些严重感染的少数可行治疗方案之一。
[0014]家畜中使用的抗生素对抗生素耐药微生物引起的人类感染的确切贡献正在辩论中(Editorial,Safety from farm to fork,Nature Reviews Microbiology,2009,7,478)。在食品生产等复杂系统中，确实很难在动物饲料中使用抗生素与胃肠道感染之间建立因果关系，在胃肠道感染中，耐药微生物会影响人群。然而，有证据表明，耐药菌株确实通过食物传播给人类(McEwen SA,Fedorka
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Cray PJ.Antimicrobial use and resistance in animals.Clin Infect Dis 2002；34:S93
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S106)。
[0015]畜牧生产中的抗生素
[0016]由于这些担忧，欧盟于2006年禁止在食用动物生产中使用抗生素。美国曾试图通过类似措施，并在众议院和参议院引入了题为“医疗用抗生素保护法”(H.R.965/S.1211)的立法。该法律将导致“分阶段消除对人类健康重要的关键抗菌动物药物在动物体内的非治疗性使用”。
[0017]试图通过这项法律的努力遭到了抵制。事实上，在牲畜生产中使用抗生素有许多重要且已证明的益处。广泛禁止抗生素可能会危及全球丰富、优质、营养、安全和相对廉价的食品供应。在美国，禁止使用抗生素以及缺乏替代抗生素技术可能导致食品价格大幅上涨(Karavolias,J.Raised without antibiotics:impact on animal welfare and implications for food policy,Translational Animal Science,2(4),2018,337
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348)。这可能会削弱畜牧业对经济的巨大积极影响，估计每年将达到1250亿美元。
[0018]尽管有这些负面影响，FDA还是采取行动，减少在畜牧生产中使用具有重要医学意义的抗生素。制药公司自愿采用了FDA指南209和指南213，修订了FDA批准的标签使用条件，
以取消出于生产目的使用抗菌药物。其目的是将动物服用抗生素的销售状态从非处方药改为兽医饲料指令(VFD)。
[0019]随着VFD的出现，从2017年开始，非处方抗生素停止用于动物生产。抗生素现在只由有执照的兽医为患病动物开出处方。这一步骤可有助于确保明智地使用抗生素。另一方面，农民现在面临着在没有促生长抗生素的情况下饲养健康动物的挑战。
[0020]家禽产气荚膜梭菌与坏死性肠炎
[0021]以家禽业为重点，抗生素的逐步淘汰已经导致坏死性肠炎(NE)的发生率更高。NE是肉仔鸡肠道损伤的结果，通常在存在产毒产气荚膜梭菌菌株的情况下由E.maxima引起。据信，球虫削弱了胃肠道的粘液层，使产气荚膜梭菌能够接触并破坏上皮细胞(Prescott,J.F.,The pathogenesis of necrotic enteritis in chickens:what we know and what we need to know:a review,Avian Pathology,45(3),2016,288
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294)。
[0022]NE对肉鸡生产造成了显著的负面经济影响。急性形式的NE导致肉鸡群的死亡率增加，连续几天每天可损失1％。NE的亚临床表现为肠粘膜受损、营养吸收减少和体重增加减少。据报道，NE对全球禽业的全球经济影响每年估计为60亿美元。
[0023]家禽中的产气荚膜梭菌也是食源性传播给人类的重大风险。A型和C型产气荚膜梭菌菌株分别引起人类A型腹泻和C型坏死性肠炎。美国每年报告约100万例产气荚膜梭菌感染。
[0024]牲畜的可持续生产和福利面临风险
[0025]由于在畜牧生产中逐步淘汰抗生素，可持续性增加了另一个需要考虑的重要方面。许多病原体影响动物的健康，并导致动物生产损失。可以说，限制使用抗生素可能会导致动物因疾病而大量死亡，大量食物损失，并因此对环境产生重大负面影响。
[0026]在全球范围内，整个供应链每年损失或浪费价值7500亿美元的粮食，其中约25％的粮食在生产过程中损失。根据联合国粮食及农业组织(FAO)的研究，粮食损失和浪费约占温室气体排放量的33亿吨。
[0027]据估计，如果没有抗生素，每年需要饲养7亿只额外的禽类以满足美国的禽类需求，每年需要额外约20亿加仑水和540万吨饲料。
[0028]另一个重要方面与动物的福利有关。在没有抗生素的情况下饲养的动物更容易遭受痛苦的疾病。例如，在没有使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于治疗动物的组合物，包含：从动物肠道分离的细菌，并且包含外源性多核苷酸，所述外源性多核苷酸包含：第一异源启动子；和编码抗菌蛋白的第一多核苷酸，其中所述第一多核苷酸可操作地连接所述第一异源启动子。2.权利要求1所述的组合物，其中所述外源性多核苷酸还包含：第二异源启动子；和编码合适分泌基因的第二多核苷酸，其中所述第二多核苷酸可操作地连接所述第二异源启动子。3.权利要求1
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2中任一项所述的组合物，其中所述细菌是以ATCC登录号PTA
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126596保藏的大肠杆菌菌株GP00700，并且所述组合物还包含医药上可接受的载体。4.权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中抗菌肽对产气荚膜梭菌具有溶菌或抑菌活性。5.权利要求1
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4中任一项所述的组合物，其中所述治疗的动物是鸡。6.权利要求1
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5中任一项所述的组合物，其中所述细菌从健康鸡的空肠中分离。7.权利要求1
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6中任一项所述的组合物，其中所述细菌使感染产气荚膜梭菌的鸡的胃肠道重新定植。8.权利要求1
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7中任一项所述的组合物，其中所述细菌在鸡的胃肠道内具有代谢活性。9.权利要求2
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8中任一项所述的组合物，其中选择所述第一异源启动子和所述第二异源启动子以响应从σ70(RpoD)、σ19(FecI)、σ24(RpoE)、σ28(RpoF)、σ32(RpoH)、σ38(RpoS)和σ54(RpoN)组成的组中选择的不同σ因子。10.权利要求2
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9中任一项所述的组合物，其中选择所述第一异源启动子和所述第二异源启动子以响应在动物胃肠道中发现的不同外源性环境条件，该外源性环境条件由营养成分、氧含量、pH值和胆汁浓度中的一个或多个定义。11.权利要求2
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10中任一项所述的组合物，其中所述第一异源启动子和所述第二异源启动子中的至少一种选自组成启动子、外源诱导启动子、pH诱导启动子、渗透压诱导启动子、厌氧诱导启动子、饥饿诱导启动子、温度诱导启动子、炎症诱导启动子和群体感应启动子。12.权利要求1
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11中任一项所述的组合物，其中所述细菌为益生菌。13.权利要求1
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12中任一项所述的组合物，其中所述细菌选自芽孢杆菌、拟杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、乳酸杆菌和乳酸球菌。14.权利要求1
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13中任一项所述的组合物，其中所述细菌是不属于血清型O26、O55、O103、O111、O121、O129abc、O145、O157和O45的大肠杆菌菌株。15.权利要求1
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14中任一项所述的组合物，其中所述细菌是不编码志贺毒素的大肠杆菌菌株。16.权利要求1
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15中任一项所述的组合物，其中所述细菌是不编码以下毒力基因cvaC、iroN、ompTp、hlyF、etsB、iss、aerJ/iutA、ireA、papC的大肠杆菌菌株。17.权利要求1
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16中任一项所述的组合物，其中所述细菌是对以下抗生素敏感的大肠杆菌菌株：利福平、萘啶酸、氯霉素、氨苄西林、卡那霉素和大观霉素。
18.权利要求1
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17中任一项所述的组合物，其中，抗菌蛋白选自：肠霉素A、肠霉素B、肠霉素P、肉杆菌素、车前霉素EF和Hiracin JM79、或它们的保守变体。19.权利要求1
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18中任一项所述的组合物，其中编码所述抗菌蛋白的异源启动子和多核苷酸位于所述细菌的染色体上。20.权利要求1
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19中任一项所述的组合物，其中编码所述抗菌蛋白的异...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y，
申请(专利权)人：普通益生菌股份有限公司，
类型：发明
国别省市：