アトラス日本合同会社のプレスリリース
人体には、真核生物、原生動物、真菌、ウイルス、そして最も多く存在するバクテリアからなる何兆もの微生物が生息しています。このレポートでは常在菌、病原性細菌、病原性細菌、プロバイオティクス細菌など、それぞれの働きを説明します。
常在菌とは？
大腸に生息する微生物のうち、最大かつ最も重要なコミュニティは、「常在細菌群」です。腸内フローラには様々な微生物が生息していますが、ここでは最もよく研究されている細菌に焦点を当てます。善玉菌というとプロバイオティクスを指すことが多いですが、腸内常在菌も健康にとって有益な細菌です。
腸内常在菌は、生きるための場所と食べるための栄養素を得る代わりに、人間の体内で「臓器」のような役割を果たし、健康に欠かせないさまざまな機能を発揮しています。その有益な働きの中には、病原体から身を守る、難消化性デキストリンを代謝する、腸粘膜を健康に保つ、免疫細胞が正しく機能するように訓練する機能が含まれます。
コロニー形成抵抗性
常在菌は、以下のような様々な方法で腸内病原体を撃退します。
- 病原体の増殖を抑制する物質を生成する。
- 競合する食品を食べることで、病原体を飢えさせる。
- 腸壁を強化し、炎症を抑える。
病原体を直接的に抑制し、対抗するために、共存する微生物にはいくつかの武器があります。まず、ある種の細菌は酪酸を代謝することができます。酪酸は短鎖脂肪酸で、病原菌の「病原性」遺伝子継続的または過度な刺激により、神経伝達物質やホルモンなどへの応答能が低下させ、宿主に感染する能力を弱めます。さらに、他の常在菌はバクテリオシンと呼ばれる抗菌ペプチドを産生し、侵入してきた病原体の増殖を抑制します。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5052746/ これは、微生物の競争相手を選択的に殺す標的型化合物です。例えば、バクテロイデス・チューリンゲンシスは、病原体であるクロストリジウム・ディフィシルを直接標的とするチューリシンCDというバクテリオシンを産生します。
常在菌は肝臓で生成される胆汁酸から抗菌物質を作り出します。二次胆汁酸を代謝する細菌が枯渇すると、クロストリジウム・ディフィシル菌に感染するリスクが高くなります。ある研究では、百寿者の腸内フローラには、二次胆汁酸、特にイソアロリトコール酸（isoalloLCA）を代謝する細菌が豊富に含まれていることがわかりました。実験室での研究では、idoalloLCAが特定の抗生物質耐性病原体の増殖を強く阻害することが観察されています。常在菌の集合体が多様であればあるほど、ストレスや抗生物質などの障害に強いシステムを作ることができます。
難消化性デキストリンの分解と短鎖脂肪酸（SCFAs）の代謝
常在菌は、その遺伝子を利用して、難消化性デキストリンの消化など、人間の細胞にはできない仕事をします。その結果、私たちは、より多くの栄養素を手に入れることができるのです。さらに、常在菌の中には、食物繊維を発酵させた後、酢酸、プロピオン酸、酪酸などの短鎖脂肪酸を発生させるものがあります。
特に酪酸は抗炎症作用があり、腸内細胞を活性化させ、腸壁を強化し、炎症を抑制します。よく知られている酪酸産生菌は以下の通りです。
- フィーカリバクテリウム プラウスニッツイ
- クロストリジウム・レプタ
- ユーバクテリウム・レクタール
- Roseburia spp.
免疫系を鍛え、調整する
あなたの体は、生まれてすぐにたくさんの微生物によって集合体を形成します。どのように生まれ（経膣、外科手術）、どのように育てられたか（哺乳瓶、母乳）により、腸内の微生物の集合体は異なる様相を呈します。発育期に、常在菌はあなたの免疫細胞（その70％は免疫系に存在する）を訓練し、無害な細菌を許容し、病原体の侵入者を攻撃するように教えます。帝王切開や哺乳瓶で生まれた子どもは、アレルギーや自己免疫疾患をより高い確率で経験することから、これらの早期要因が腸内フローラの多様性を乱し、免疫教育を阻害していることがわかっています。
日和見病原体
腸内細菌の大部分は健康に有益ですが、少数の悪い細菌も存在します。彼らは体内でどのような働きをし、病気を引き起こします ＜https://youtu.be/qZCanCxo0tI＞ 日和見菌とは、免疫力が低下している人など特定の状況下で病気を引き起こす可能性のある細菌です。腸の外からではなく、腸の中から発生する場合は「病原体」とも呼ばれます。健康な人の場合、日和見病原体は一般に悪さをすることはありませんが、腸内生態系の環境変化により「悪さをする」ことがあります。
日和見病原体は、健康な人では軽度の疾患を引き起こすが、腸内フローラが乱れた人では重篤な疾患を引き起こすことがあります。日和見病原体の好例として、クロストリジウム・ディフィシル（以下c.diff）という細菌種があり、これは重度の感染症と慢性下痢を引き起こす可能性があります。
健康な人の場合、少量のc.diffは腸内フローラ内に無害に存在することができますが、これは主に常在菌による保護作用によるものです。しかし、腸内フローラの多様性が損なわれると、c.diffが過剰に増殖し、感染症を誘発する可能性があります。c.diff感染症の主な原因は抗生物質ですが、抗生物質は腸内の常在菌に付随してダメージを与える可能性があります。
このように微生物の多様性が失われると、「コロニー形成抵抗性」が低下し、常在菌の病原体による過剰増殖や外来菌の侵入を受けやすくなるのです。同様に、ヘリコバクター・ヘパティカスもマウスの大腸菌症に関係していますが、これは免疫不全のネズミの身に起こるものです。野生の健康なマウスでは、ヘリコバクター・ヘパティカスは何の悪影響もありません。
ディスバイオシス
ディスバイオシスとは、腸内フローラの多様性が低く、炎症性の微生物に富んでいる状態を指します。これらは、肥満、炎症性腸疾患、うつ病など、様々な疾患と関連しています。
腸内常在菌が少ないほど、病原体に対する抵抗力が弱くなります。腸内フローラの構成は、以下のような複数の要因によって、ディスバイオシスになってしまう可能性があります。
- 抗生物質の摂取
- 貧しい食生活
- ストレス
- 免疫療法
腸内フローラの異常は病原体の過剰増殖を引き起こします。腸内細菌は常在菌を弱体化させ、病原体の増殖を促進する手段を持っています。病原菌は代謝産物を介して常在菌を直接攻撃・抑制し、常在菌が病原体に対抗するのと同じように、常在菌を攻撃します。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5052746/
さらに、病原菌は炎症を引き起こすことで、常在菌の集合体の機能を弱めます。これは、侵略してきた軍隊が上陸用舟艇を送り込む前に爆撃を開始するのと同じです。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5052746/
炎症環境は、日和見主義的な病原菌に不利な適応を促すことになります。その結果、炎症が助長され、悪循環に陥ってしまうのです。
病原性はスペクトラムに存在するのか？
「日和見病原体」、あるいは「病原体」というレッテルはhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8565823/ 曖昧で役に立たないという批判を浴びています。「Cell」誌に掲載された意見記事では次のように説明しています。https://www.cell.com/trends/microbiology/pdf/S0966-842X(20)30104-9.pdf
「現在では、”pathobiont “という用語は、複数の異なる現象を説明するために使われており、明確に定義された概念とは言い難い」この記事の著者らは、そのメカニズムを十分に理解しないまま、生物種を「病原体」に分類すると、科学者がこれらの生物種に潜在する有益な役割を探索するのを妨げることになると論じています。ある種の細菌を「常在菌」と呼ぶと、研究者がその病原性の可能性を探るのを躊躇してしまうという警告も出しています。
免疫系をサポートするプロバイオティクスとして実績のあるビフィドバクテリウム・ロンガム（ビフィズス菌）が、免疫不全の患者に感染症を引き起こした例も報告されています。このことから、ビフィズス菌はプロバイオティクスでありながら「病原性微生物」に該当する可能性があり、両者の境界線は曖昧であると研究者は考えています。
また、有益な微生物も、加齢などの生体変化に伴って病原性を持つようになることがあります。例えばアッカ―マンシア・ムニシフィラは、腸の保護粘液層を食べることによって腸の粘膜を強化し、新しい成長を促します。しかし、アッカ―マンシアは高齢者では炎症と関連しており、高齢になると新たな成長を促進しなくなり、腸壁の防御機能を低下させ、劣化が加速されることがわかっています。このことから、この記事では、病原性／通性という白黒のレッテル付けをやめ、病原性があいまいな境界をもちながら連続していること反映して、細菌に病原性ポテンシャル（PP）スコアを割り当てることを提案しています。
プロバイオティクス：常在菌の強化
体外から侵入してくる微生物（外因性病原体）と同じように、細菌も常在菌を助けるために機能します。プロバイオティクスとは、生きた微生物のことで、十分な量を摂取することで健康に良い影響を与えます。サワークラウトやキムチなどの発酵食品、またはプロバイオティクスサプリメントから摂取することができます。
プロバイオティクスは、腸内に生息する常在菌をサポートし、特に抗生物質や異質の微生物（旅行者下痢症）などによって腸内環境が悪化したときに効果を発揮します。http://4cau4jsaler1zglkq3wnmje1-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2019/04/Probiotics_0119.pdf
プロバイオティクスの菌株が腸内に永続的なコロニー（集団）を作ることはありませんが、腸管を通過する過程で常在菌と相互作用することがあります。http://4cau4jsaler1zglkq3wnmje1-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2019/04/Pro-Pre_Microbiota-final.pdf
プロバイオティクスは、常在菌と同じメカニズムで健康上の利益をもたらします。例えば、免疫系を調節したり、病原体に対して腸内における場所を取り合ったり、難消化性デキストリンを代謝します。http://4cau4jsaler1zglkq3wnmje1-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2019/04/Probiotics_0119.pdf
プロバイオティクスは、善玉菌のエサとなる難消化性デキストリンであるプレバイオティクスと一緒に摂取することも可能です。一緒に摂取すると、シンバイオティクスと呼ばれるようになります。
このレポートのまとめ
- ヒトの腸内には、何兆もの常在微生物が宿主として存在します。その数は遺伝子よりも多く、細胞の数とほぼ同数です。腸内細菌は「臓器」のような役割を果たし、健康とって重要な機能を提供します。
- 常在菌は病原体から身を守り、難消化性デキストリンを代謝し、腸の粘膜の健康を維持し、免疫細胞が正しく機能するようになります。
- 常在菌の中には、特定の状況下で病原に変化するものがあり、研究者はこれを「日和見病原体」と呼んでいます。
- 例えば、クロストリジウム・ディフィシル菌は健康な腸内フローラでは問題ないですが、抗生物質に関連した微生物によって腸内細菌叢が乱れるとこの菌が感染症を引き起こす可能性があります。
- 病原体は外から侵入することもあり、これは外来菌と呼ばれています。腸内フローラが異常になると、体内および体外の感染症に対して脆弱性が高まります。
- パソジェニシティという言葉は、バクテリアの病原性を単純化しすぎていて、役に立たないという意見もあります。その代わりに、細菌をスペクトル上に配置したPP（Pathogenic Potential）スケールを使用することを提案しています。
- プロバイオティクスは、抗生物質や旅行関連病原体などの影響を受けたときに、常在菌をサポートするための生物です。
免責事項：この記事は情報提供のみを目的としたものです。専門的な医学的アドバイス、診断、治療の代わりとなるものではありません。
「Atlas腸内フローラ検査」
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「Atlas遺伝子検査」
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Atlas Biomedについて
Atlas Biomedは、2016年にイギリスで設立されたパーソナライズドヘルス企業です。遺伝子および腸内フローラ領域の最先端技術と、ユーザーの遺伝子、腸内フローラ、ライフスタイルデータを組み合わせることで、健康状態を多面的に把握します。それらをもとにパーソナライズされたアドバイスを提供し、健康に関する意識向上及びデータに基づいた意思決定を支援します。
AtlasBiomedの検査キットは、英国、欧州16か国そして日本で提供しています。アトラス合同会社はAtlasBiomedの日本の子会社です。
Atlas Japanは、日本のユーザーに遺伝子や腸内フローラに関連する最新の情報やアトラスバイオメッドの研究者による考察を掲載する、ブログページhttps://atlasbiomed.co.jp/blog/ を開設しました。メーリングリストに登録し、ブログを購読すると、最新の情報や10％オフのプロモードのプレゼントなどキャンペーン情報が届きます。