[发明专利]经纯化的人乳低聚糖组合物

说明书

本发明涉及经纯化的和经浓缩的人乳低聚糖组合物及其制备和使用方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月19日提交的美国临时申请No.62/396,799的优先权，该临时申请的内容据此全文以引用方式并入。

技术领域

本发明涉及用于制备基本上经纯化的人乳低聚糖(HMO)组合物的工艺、由此制备的基本上经纯化的组合物以及使用所述组合物的方法。

背景技术

人乳低聚糖(HMO)是人乳中极为丰富且人乳独有的一类结构多样的未缀合聚糖。最初，HMO被认为是益生元“双歧因子”或人乳聚糖，已发现其能促进肠道双歧杆菌菌种的生长，并且与配方食品喂养的婴儿相比，唯一地存在于母乳喂养的婴儿的粪便中。另外的研究表明，多样的乳聚糖是与母乳喂养相关联的健康益处的部分原因。如今，已明白HMO不仅仅是“虫子的食物”。越来越多的证据表明，HMO是抗粘着抗微生物剂，其用作可溶性诱饵受体，预防病原体附着于婴儿粘膜表面，并且由此降低病毒、细菌和原生动物寄生虫感染的风险。另外，HMO被认为可调节上皮细胞和免疫细胞反应，由此减少过度的粘膜白细胞浸润和炎症，由此降低坏死性小肠结肠炎的风险以及为婴儿提供唾液酸作为脑部发育与认知的潜在必需营养物。

HMO由以下五种单糖构成：葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)、岩藻糖(Fuc)和唾液酸(Sia)，其中N-乙酰神经氨酸(Neu5Ac)是Sia的主要(如果不是唯一的话)形式。目前已鉴定了超过两百种不同的HMO，但并非每一名妇女都合成同一组低聚糖，量也不尽相同(在Kobata，2010中综述)。因此，HMO的群体多样性通常比任何一名妇女大得多。

而且，低聚糖的组成和浓度在哺乳期内也会变化(在Kunz等人，2000中综述)。初乳包含高达20g/L至25g/L的HMO，但是当所产乳成熟时，总HMO浓度下降到5g/L至20g/L，通常仍然超过总乳蛋白质的浓度，这使得人乳的HMO级分成为继乳糖和脂肪之后第三丰富的级分。HMO浓度的宽范围和所报道的HMO的多样性不仅反映了妇女间的糖基化途径的已知遗传变异，而且反映了不同学术和合同研究实验室在检测和定量HMO时用到的分析方法的技术差异。

然而，可以明确的是，与人乳中的低聚糖相比，存在于其他哺乳动物(诸如奶牛、绵羊和山羊)的乳中的低聚糖具有小得多的丰度，并且结构大不相同。例如，即使牛乳的最富含低聚糖的部分(初乳)也仅包含低聚糖的大约50种分子种类。山羊乳(其被认为包含结构上与HMO最类似的乳低聚糖分布)仅包含约40种分子种类，小于HMO的特征化多样性的25％(Thum等人，2015)。

除了原料的可用性受限之外，制备乳低聚糖组合物的另一个重大障碍是乳糖和其他矿物的减少，这些乳糖和矿物在低聚糖分离和浓缩期间(特别是在超滤时)往往会随乳的低聚糖部分一起浓缩，这不同于蛋白质沉淀，后者用于去除蛋白质并且这样做不会损失产量。虽然不论待处理的乳的种类如何，这始终是工艺限制，但是任何时候感受到的该问题都不及在人低聚糖组合物的制备时严峻，这是由于原料十分稀缺，使得产量损失不可接受。

其他人已尝试通过使用基于溶剂的体系去除蛋白质和其他常量营养物来解决该问题。该方法预防与超滤工艺相关联的乳糖和矿物的积累。事实上，已有报道指出该方法实际上可有助于乳糖去除(参见例如Sarney，2000)。然而，该工艺需要使用溶剂并且会有效破坏人乳的其余部分，使之不可用于制备其他救生产品。商品像人乳一样稀缺，这明显不可接受。