“We are half human, half bacteria”: What the microbes in our bodies can do for us | Science & Tech

私たちは一人ではありません。完全ではありません。 私たちは常に何千ものバクテリア、ウイルス、菌類、酵母、古細菌、原生動物と一緒に暮らしていますが、これらは肉眼では見えず、見過ごされがちです。 この巨大な微生物の世界は、皮膚、膣、口、肺、そして特に腸に比較的調和して生息し、人体が外部病原体からの保護や特定の食物の代謝などの基本的な機能を実行するのを助けています. それらはひとまとめにして、体内の別の器官として機能する微生物の複雑な生態系であるヒト マイクロバイオームとして知られています。 マイクロバイオームの重要な役割のいくつかはすでにわかっていますが、研究者は、健康と病気における微生物の役割をよりよく理解しようとしています。彼らは、感染症、自己免疫疾患、さらには感染症への反応に関係するこのマイクロワールドの変化を研究しています。腫瘍薬。

微生物学者のイグナシオ・ロペス・ゴーニが言うように、人は「半分人間、半分細菌」です。 つまり、体には人間の細胞と同じ数のこのタイプの微生物がいます。 私たちは約 23,000 のヒト遺伝子を持っていますが、全体として、私たちの微生物は約 300 万の遺伝子を持っている可能性があります。 このマイクロバイオームが私たちの第二のゲノムであるとすでに考えている人もいます。 私たちは、ゲノムの 1% が親から、99% が微生物から受け継がれる超有機体です」と、彼は著書 Microbiota で次のようにまとめています。 あなたの生物の微生物を失う [Microbiota: Your Body’s Microbes] (アルムザラ、2018)。

体内を自由に歩き回るすべての小さな微生物の中で、バクテリアは、マイクロバイオータまたはマイクロバイオームと呼ばれるもので最も一般的なものです. 一部の専門家はこの用語を同じ意味で使用していますが、両者には微妙な違いがあります。前者は微生物群を指し、後者は微生物内の遺伝子を指します。 健康な体には、10,000 を超えるさまざまな生物が生息していると推定されています。

潜在的な病原体は 1% 未満の細菌種です」と López-Goñi は著書に書いています。 口と腸管には最も多様な細菌がいます。

科学界は、人間の体内に生息するこの微生物のアマルガムが何をし、どのように組織化されているかを解明するために取り組んできました. 科学者たちはいくつかのことを発見しましたが、まだ学ばなければならないことがたくさんあります. 「私たちが知っている主なことは、ほとんどわかっていないということです。マイクロバイオームは非常に複雑です。」 ジローナのジョセップ・トゥルエタ生物医学研究所の科学者であるホセ・マヌエル・フェルナンデス・レアルは、微生物叢を飛行機のブラックボックスに例えています。 それは、食事からストレスレベル、気分まで、「毎日の活動の継続的な記録」です。 「解明しなければならないのは膨大な量の情報です」と、肥満と栄養に関する生物医学研究ネットワーク センターの科学者でもあるこの専門家は認めています。

各マイクロバイオームはユニークです。 同じものは 2 つとなく、年齢、習慣、食事、薬によって常に変化しています。 約 150 の優勢な細菌種があると、胃腸科医であり、国際ヒト マイクロバイオーム コンソーシアムの科学委員会のメンバーであるフランシスコ ガーナーは述べています。 ある研究では、すべての参加者に存在する種は 18 種しかないことが示されましたが、1 のオーダーであった人もいれば、10,000 のオーダーであった人もいました。 細菌の本質的なコアを定義できませんでした。 それらはランダムな混合物ではなく、生きた生態系でした。 と [the microbiome] 大きく変化します。静的ではありませんが、安定しています。 常に…バクテリア間のバランスがあります。」

腸内微生物叢は、最も大きく、最も多様な領域であり、最も重要な有機機能を持っているため、最も研究されています. ガーナーは、腸内微生物叢の重要な役割について次のように説明しています。 [is] バクテリアを受け入れる準備ができており、私たちは望んでいます [bacteria] 私たちが食べ物を消化するのを助けるためにそこにいること。 結腸には袋、盲腸があり、その中に何が入っていますか[ever] 膵臓が吸収できなかった場合は沈着します。 例えば、野菜の細胞は盲腸でバクテリアによって消化されます。」

免疫系の刺激

腸内微生物叢は「外部環境の重要なフィルター」でもあり、フェルナンデス レアルは次のように述べています。 [it acts] 肝臓の前の肝臓のようなもので、異物から私たちを守る一種の免疫システムでもあります。」 実際、グアルディオラ氏は、別の機能が免疫システムを刺激していると付け加えています。 相変わらずの会話です。 人生の最初の数年間は、免疫系が正常に発達するためにマイクロバイオームを持つことが不可欠です。」

マイクロバイオームは、食事、薬、喫煙、運動、病気の影響を受けます。 たとえば、幼児期の抗生物質の使用は、微生物のバランスを変える危険因子になる可能性があります。 「感染症で死なないために支払わなければならない代償は、免疫介在性疾患が出現する可能性があるということです。 これらの疾患の危険因子として検出された遺伝子変異のほとんどは、微生物叢に関連する側面をコードする遺伝子です」とグアルディオラは言います。 帝王切開による出産、およびそれに付随する母親の膣内微生物叢への浸漬の欠如は、喘息およびアレルギーのリスクを高めます。 母乳育児は、子供の微生物叢の構成にも影響を与え、免疫システムを構築する鍵となります. 専門家は、免疫系の成熟過程における微生物叢の発達の乱れが免疫寛容を損ない、自己免疫疾患につながる可能性があると指摘しています。

科学界は、健康な個人と病気の個人におけるマイクロバイオームの役割が正確に何であるかを見つけることに焦点を当ててきました. マイクロバイオームの変化は病気につながるのでしょうか、それとも病気が微生物の生態系を調節するのでしょうか? おそらく両方。 研究者は、これらの微生物がさまざまな病状を媒介する方法を特定し始めていますが、その影響を絞り込むことは容易ではありません。 「確かに、微生物叢は私たちが期待していなかったもう 1 つの要因ですが、必ずしも決定的な要因ではありません」とガーナーは言います。

消化器内科医は、これらの微生物が「結腸がんと乳がん、うつ病、アレルギー、肥満、2型糖尿病、潰瘍性大腸炎」にある程度影響を与えることを確かに知っていると説明しています. ガーナーが指摘するように、「ほとんどすべての病気に共通する要因は、多様性の喪失です。 [in the microbiota]、これはタンパク質と脂肪が豊富な食事にも関連している可能性があります [that include] 野菜が少ない。 それらの野菜を消化するために結腸にあった微生物叢は失われ、消えてしまいます。」

マウスで実施された研究では、腸内微生物叢が神経生理学、行動、さらには傷の治癒過程にも影響を与える可能性があることが示唆されています. この研究はまた、腸内微生物叢が認知と不安に影響を与える可能性があることも発見しました. 同様に動物で行われた他の研究では、パーキンソン病などの神経変性疾患における腸内微生物の潜在的な関連性が示され、「自閉症スペクトラムの障害を持つ子供たちとそうでない子供たちの腸内微生物成分には大きな違いがあることがわかった. .「ない」 口腔微生物叢の変化によって広がる歯周病も、心血管疾患のリスクを最大 25% 上昇させます。

がんの場合、微生物叢の変化が炎症や腫瘍の発症に関連する免疫反応を引き起こす可能性があります。 グアルディオラは、研究者は特定の微生物叢が人を腫瘍にかかりやすくするかどうかも研究していると説明しています。 当分の間、彼は付け加えます。[research] マイクロバイオームと免疫療法に反応する可能性との間に非常に明確な関係があることを発見しました…免疫療法に反応する患者の微生物叢は、反応しない患者の微生物叢とは異なります。 これを実験動物に当てはめ、反応しない患者の糞便を無反応マウスに入れると、最終的には反応するようになります。 微生物叢はこれらの治療に影響を与える能力があり、予後因子および治療として使用できます。 [microbiota] 免疫療法のための移植。」

糞便微生物叢移植

微生物叢と密接に関連する病気は、耐性の高い細菌であるクロストリジウム・ディフィシル感染症です。 衰弱した個人では、軽度の大腸炎(下痢)または重度の大腸炎を引き起こす可能性があり、致命的な有毒な巨大結腸につながる可能性があります. この疾患は明らかに微生物叢の変化に関連しているため、従来の治療法に反応しない患者には、ドナーから糞便微生物叢を移植する治療法が示されています。 「患者の 20% で、感染が再発します。 その後、再発の可能性は 40% に上昇します」と、彼の病院で毎年約 20 件の移植を行っているグアルディオラは言います。

微生物叢の研究は、その説明からその機能の理解、治療目的での調節方法の学習まで、さまざまな側面を探求してきました。 後者の分野では、健康なドナーからの糞便微生物叢で患者の腸を再増殖させる便移植が、最も有望な戦略の 1 つです。 ただし、これまでのところ、この手順はクロストリジウム・ディフィシル感染症に対してのみ成功しています。 ガーナーは、それが過敏性腸症候群の場合ほどには機能しなかったと述べています. 「病気では、いくつかの種が不足し、他の種が過剰になります。 取るとき

ドナーからの糞便には、良いバクテリアと悪いバクテリアが移植されます。おそらく、良いバクテリアはうまく適合せず、腸が炎症を起こし、悪いバクテリアはそうするため、炎症が増加します. これは潰瘍性大腸炎で起こった [cases]、一部の移植はうまくいきましたが、他の移植はうまくいきませんでした。 問題は、あなたが多くの未知の細菌の世界に紹介されていることであり、患者の特定の状況は、それらのいくつかがうまく適合しないことを意味する可能性がある.

彼の病院に糞便バンクを設立したグアルディオラは、クロストリジウム・ディフィシルの治療には糞便微生物叢の移植が「必要」であることに同意しますが、「 [worked] 炎症性腸疾患などの他の分野でも予測されています。 しかし、潜在的に未知の微生物と「実験室で設計され、驚きがないように完全に識別された」バクテリアカクテルの研究を含め、研究は引き続き行われている. 11 月、米国食品医薬品局 (FDA) は、クロストリジウム ディフィシルを治療するための、最初の包装済み糞便バイオ医薬品微生物叢を承認しました。

実験室では、科学者は微生物叢を調節するために改変されたバクテリアの実験も行っており、プロバイオティクスとプレバイオティクスのテストを続けていますが、後者の2つの有効性は依然として低く、非常に物議を醸しています. 「プロバイオティクスは魅力的なアイデアですが、臨床ではほとんど何も達成できません [with them]」とグアルディオラは締めくくります。 Fernández-Real は次のように同意します。 [as a way] 変えようとする [a person’s] 健康は複雑です。 一握りのハエで空母を動かそうとするようなものです。」

地中海式ダイエット

マイクロバイオームに関する研究は進行中です。 しかし、治療レベルでは、私たちが相談した専門家は、プラスの効果があることが知られている地中海食を食べることを提唱しました. 「これに従う人は、健康なマイクロバイオームに最も近いものを持っています」と Fernández-Real は述べています。 ガーナー氏は次のように同意しています。 [and] レンズ豆、ピーマン、ナスを食べなさい。」

専門家は、マイクロバイオームの複雑さについてまだ発見されていない情報がたくさんあることを認めています. たとえば、ガーナー氏は、この複雑なエコシステムでウイルスが果たす役割についての情報が不足していると指摘しています。「ウイルスは最も知られていません。」 [area]. 腸内には 3 万 5000 のウイルスが発見されており、その 98% は人間の細胞ではなく細菌に影響を与えるウイルスであり、そのうちの 75% は何をするのか分かっていません。

そのため、専門家は「健康なマイクロバイオームの定義」が正確には何であるかさえ知りません.Fernández-Realは嘆きます. 彼らは、マイクロバイオームの役割の範囲も知りません。 いつとは言い難い [the microbiota] 影響力に欠けます。 私たちが確実に言えることは、過去70年間で微生物叢が大幅に萎縮したということです. 栄養パターンの変化と抗生物質の使用により、萎縮性になっています」とガーナーは言います.

理解を深めるなど、やるべきことは山積み [of] 微生物叢と免疫系が相互に通信するメカニズムです」とグアルディオラは言います。 ガーナーは、「重要なのは、腸内微生物叢の重大な逸脱を検出し、それらを修正する方法を見つけることです」と主張しています. Fernandez-Real 氏は、別のアプローチを提案しています。

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