[发明专利]监测工具和诊断方法

说明书

提供了评估猫科动物微生物组健康的方法。该方法尤其包括测定猫的微生物组的健康状况，包括对四种或更多种细菌物种进行定量，并通过与对照数据集比较丰度来确定四种或更多种细菌物种的相对丰度，其中丰度的增大或减小能指示不健康的微生物组。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年1月18日提交的英国专利申请第1900745.9号的优先权，该专利申请的内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开内容涉及用于测定猫科动物微生物组健康的监测工具和诊断方法的领域。

背景技术

近年来，人们对微生物组及其对健康影响的了解显著增加。微生物组的变化及其与免疫、内分泌和神经系统的相互作用与多种疾病相关，从炎症性肠病[1-3]到癌症[4]以及宿主健康的行为方面[5；6]。

尽管营养摄入存在关键差异，例如家猫(Felis catus)的肉食性饮食，但猫和狗的胃肠道微生物群与人类类似，是一个高度复杂的生态系统，由数百种不同的细菌分类单元组成，其中厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteriodetes)、变形菌门(Proteobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteria)以及放线菌门(Actinobacteria)代表优势门[7]。参考文献7(Handl等人)描述了在类似于人类宿主的健康动物中，狗和猫的粪便细菌群落高度多样化，在这两个物种中分别确定了85和113个操作分类单位(OTU)。然而，微生物群的特定分类组成对于宿主来说可能是相对独特的，或者至少在具有不同营养需求的不同物种或哺乳动物之间是不同的[8]。

对健康和疾病中的微生物群进行评估，特别是在慢性和急性腹泻和胃肠(gastrointestinal GI)炎症等临床症状的情况下，已成为人类和宠物健康研究的重点。由于这种关注，许多以前被称为感染的胃肠道疾病现在被认为与更普遍的微生物群失调同时发生，对整个微生物组产生影响，而不是由单一生物体感染胃肠粘膜引起[9；10]。

生态失调，即正常共生菌群(如毛螺旋菌科(Lachnospiraceae)、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)和粪杆菌属(Faecalibacterium spp.)的成分损失可发生在急性和慢性肠道疾病中，并与免疫调节细菌代谢物(如短链脂肪酸和次级胆汁酸)的变化有关[11]。在一项针对患有慢性和急性腹泻病的猫的研究中，发现健康猫和腹泻猫之间的细菌组存在显著差异。

与人类宿主中的类似，评估猫一生中肠道微生物群的研究表明，在成熟微生物丛的发育过程中或在较老的/老年生命阶段，与衰老过程相关的分类组发生了显著变化。在一项关于8-16周龄小猫的断奶后微生物群发育研究中，作者发现分类学演替水平低于预期[12]。只有18个细菌属和11个科在随时间变化的相对丰度方面表现出显著差异。在8-16周龄期间，没有发现香农多样性(Shannon diversity)的显著差异。这些发现表明，猫科动物微生物群的建立发生在研究开始前的最初几周。变性梯度凝胶电泳(DGGE)显示，与人类宿主的发育中的微生物群不同，断奶前小猫的微生物特征比微生物群更成熟的年长小猫的微生物特征更加多样化，并且与断奶后的小猫相比，4周龄小猫的微生物群的变异性也更高。

在较老的猫和老年猫衰老范围的另一端，有几项研究评估了胃肠道微生物群的组成部分。衰老与胃肠道病变(包括感染、瘤形成或其他炎症)的发生率增加有关。据报道，与年龄增长相关的消化功能生理改变包括胃肠道转运减慢、酶促活性改变和胆汁分泌减少[13]。随着年龄的增长，肠道也会发生组织学变化，包括十二指肠绒毛表面积减少、空肠绒毛高度降低和结肠隐窝深度增加[14]。人类对营养物质的消化和吸收的全范围与年龄相关的变化[15]是否也会影响宠物动物仍不清楚。

与对衰老过程中胃肠生理学的理解类似，过去十年进行的人类研究揭示了衰老与肠道菌群改变之间的关联。最近，高通量测序(HTS)和专门的DNA阵列技术进一步证明了微生物组与健康长寿之间的联系。