食卓にちょっとした変化を加えるだけで免疫力が上がるかもしれない

食べ物は薬となることもあり、食事介入による健康上の利点を示す臨床試験が増えています。伝統的に、栄養学者は地中海食や西洋食の広範な食事が人口の健康に及ぼす長期的な影響を研究してきました。過去 5 年間で、彼らは、より狭い範囲の食品カテゴリーと特定の食事成分の短期的な影響に研究を集中し、食品が免疫に影響を及ぼす分子メカニズムを探求する革新的な栄養免疫学的アプローチを開発しました。

特定の食事がさまざまな人々の免疫系にどのような影響を与えるかを完全に理解するには、科学者はまだ長い道のりを歩む必要がある。しかし、彼らの多くは希望を持っています。

編集：Xiaoye

「病気は口から来る」ということわざがありますが、これは単に食品衛生に注意を払うように人々に思い出させるだけでなく、多くの病気が私たちの食生活に関連しているという別の意味も含んでいます。これは、食習慣を改善することが病気の予防や治療に役立つ可能性があることを示唆しているのかもしれません。

一方、私たちの体には、病気に対する完全な防御と闘いのメカニズム、つまり免疫システムが自然に備わっています。そのため、科学者たちは食事、免疫、健康を結び付け、学際的な研究を行うために懸命に取り組んでいます。一部の研究者は、現代の食生活、特に西洋の食習慣は免疫力を弱めており、変える必要があると考えています。楽観的な科学者の中には、食事療法がガン、代謝障害、自己免疫疾患などさまざまな健康問題の治療に役立つと主張する人もいる。

栄養免疫学の発展

食物と免疫システムの関係を研究する栄養免疫学は大きな進歩を遂げています。免疫学の一分野として、これは古くからあるが新興の分野です。最も古い記録は、東西の多くの古代文明の文書にまで遡ることができ、そこには食物、健康、病気に関する単純な観察が記録されています。古代ギリシャの医師ヒポクラテスは、人間の病気の主な原因は環境要因、食事、生活習慣であると主張し、病気をよりよく理解するために医師は食習慣を注意深く評価しなければならないという明確な指針を示しました[1]。中国の考古学者は、発掘された古代の甲骨拓本から食事や病気に関する占いの碑文を特定した。これらの碑文は、ある程度、古代の人々が食事と病気の関係についてどの程度理解していたかを反映しており、彼らが病気の治療と健康維持のために意識的に特定の食品を選んでいたことを示しています[2]。

しかし、食物の栄養が免疫機能に与える影響についての直接的な科学的証拠は 19 世紀まで現れませんでした。 1810年、イギリスの医師JFメンケルは、栄養失調の人々の胸腺萎縮の問題を初めて記述し、2つの側面を結び付けて、科学的レベルで栄養免疫学の原型を確立しました[1]。ほぼ1世紀後の20世紀初頭、ドイツの医師パウル・エールリッヒが免疫学の基本概念を開発し、別のドイツの生理学者マックス・ルブナーが栄養におけるエネルギー消費と代謝の基本法則を明確に定義しました[1]。 1920年代から1930年代にかけて、ビタミンの発見と栄養素に対する理解が深まるにつれ、アメリカの医師デビッド・パーラとジェシー・マーモルストンは1941年に共同で「自然抵抗と臨床医学」という本を出版しました[3]。この本では、免疫システムやその他の宿主防御機構について取り上げ、タンパク質、エネルギー、ビタミン、ミネラルが体の抵抗機構に与える影響について検討しました。当時の免疫栄養学の重要な参考書となったといえるでしょう。

しかし、世界大戦の勃発により、栄養免疫学は停滞しました。この分野が復活を遂げたのは 1960 年代から 1970 年代初頭になってからであり、世界保健機関の推進の下、多くの科学者が研究に専念しました。インド、タイから南アフリカ、ナイジェリア、そして英国と米国のいくつかの科学研究機関に至るまで、個人と科学研究チームの両方が栄養免疫学の進歩に多大な貢献をしてきました。ピッツバーグ大学のエイブラハム・E・アクセルロッド氏は長年にわたり、ビタミンが免疫系に与える影響を研究してきた。当時、基礎研究のほとんどは、タンパク質・エネルギー栄養失調と鉄欠乏（または過剰）が免疫系やその他の宿主防御機構に与える影響に焦点を当てており、栄養免疫学の臨床的進歩には、栄養失調の患者に非経口栄養を提供するための新しい外科技術の導入が含まれていました。栄養免疫学に関するさまざまな国際会議、関連する学術書や雑誌の出版、国際栄養免疫学機構の設立も、この分野の発展に「弾み」を与えている[1]。

半世紀以上の発展を経て、21世紀に入り、さまざまな新興バイオテクノロジーやツールの出現と発展に伴い、科学者は新しい栄養免疫学の方法を開発し、食品が免疫に及ぼす具体的な影響を明らかにすることに専念してきました。たとえば、栄養学者は伝統的に、漠然と定義された地中海食や西洋食の長期的な影響を研究してきました。今日では、さまざまな「オミクス」技術の普及により、研究者は遺伝子やタンパク質などの細胞核組織内の完全な生物学的分子種を分類および分析して、さまざまな食品カテゴリや特定の食事成分の有益な効果と有害な効果を短期間で明らかにし、食品が免疫と健康に影響を与える分子メカニズムを調査できるようになりました[4]。

免疫系に影響を与える栄養素

では、現代科学の文脈で栄養免疫学が長きにわたって発展してきた後、科学者は免疫系に影響を与える可能性のあるどのような栄養素を発見したのでしょうか?

ご存知のとおり、人間の通常の標準的な食事には、野菜、卵、牛乳、乳製品、肉が含まれます。これらの食品は体内で微量栄養素や多量栄養素に変換され、体の正常な機能を確保します。例えば、2024年の食品・栄養会議・博覧会（FNCE）で発表された新しい研究では、豆類や大豆製品の摂取量を増やすことで、米国の成人の栄養不足や食事の質が改善される可能性があることが示唆されています[5]。豆類および豆製品は、食物繊維、葉酸、カリウム、植物性タンパク質の優れた供給源です。鉄分や亜鉛も摂取できます。これらの栄養素は、免疫反応を調節し、免疫細胞に十分な栄養を供給する上で重要な要素であり、それによって病原体の侵入に直面したときに強力な反撃を開始します。

栄養素と免疫システムの関係を示す図 |出典：論文[6]

具体的には、さまざまな栄養素が体内のさまざまな生化学反応に関与し、免疫システムを調節します。例えば、上の図に示すように、アルギニンやトリプトファンなどの主要栄養素は、細胞の増殖やマクロファージのさまざまな生物学的活動に関与しています。マクロファージは人間の自然免疫システムの重要な構成要素であり、病原細菌、寄生虫、外来病原体を識別し、取り込み、排除することができます。アルギニンはマクロファージが一酸化窒素を生成するのを助け、一酸化窒素合成酵素の作用により、生成された一酸化窒素は病原菌、寄生虫、その他の抗原と戦う際のマクロファージの細胞毒性を決定します。トリプトファンはタンパク質合成に必須であり、開始因子を介してマクロファージの抗炎症活性を調節します[6]。

ビタミンAや亜鉛などの微量栄養素には、さらに多様な機能があります。これらは細胞増殖を促進するだけでなく、炎症、自己免疫疾患、ウイルス干渉、免疫発達異常、癌などに関連する活性化B細胞核因子κ軽鎖エンハンサー（NF-κB）経路を阻害するのにも役立ちます[7]。さらに、炎症誘発性サイトカイン IL-1β および腫瘍壊死因子-α (TNF-α) を減少させ、ヘルパー T 細胞 17 およびヘルパー T 細胞 19 の分化を調節し、制御性 T 細胞集団の増殖を開始することもできます。ビタミンAに加えて、ビタミンB、ビタミンC、ビタミンDも体内で抗炎症効果を発揮するのに役立ちます。

さらに、私たちは皆、コレステロールについてよく知っておく必要があります。この言葉を聞くと、私たちはすぐに心臓病、高血圧、糖尿病などの一連の健康リスクを連想するかもしれません。しかし、コレステロールを豊富に含む脂質ラフトは受容体やシグナル伝達分子をリクルートすることができ、免疫シナプスの形成や免疫反応の誘発に不可欠です。しかし、高コレステロール値は免疫反応に悪影響を及ぼす可能性がある[8]。

最後に、多価不飽和脂肪酸についても触れておく必要があります。多価不飽和脂肪酸は、主にベニバナ油、茶油、オリーブ油、ヒマワリ油、コーン油、大豆油などに含まれています[9]。このタイプの脂肪酸​​は、主にオメガ 3 とオメガ 6 の 2 つのカテゴリに分けられます。どちらも免疫調節に関与しており、その中でもオメガ3は細胞膜内のアラキドン酸（ARA）を阻害することで抗炎症効果に関与しています。これらはナチュラルキラー細胞の活動とリンパ球の増殖を阻害して抗炎症効果を発揮し、同時に IL-6、IL-2、TNF-α6 も阻害します。

食べ物は治療薬

出典: Pixabay

食品に含まれる栄養素は免疫システムと密接な関係があり、近年の免疫療法の台頭により、科学者たちは免疫療法をがん以外の領域にも拡大したいと期待している。まず第一に、今日世界を悩ませている最も差し迫った健康問題は肥満です。ここで、セントルイスのワシントン大学医学部の免疫学者スティーブン・ヴァン・ダイケンと彼のチームは、キチンと呼ばれる食物繊維が2型免疫反応を活性化できることを観察し、キチンを多く含む食事が代謝に与える影響を調査したいと考えました[10]。

研究チームは、実験用マウスにこの食事を与えた後、これらの動物の胃が通常の食事を与えられたマウスよりも速く伸び、それが2型免疫反応を活性化し、キチンを消化する酵素の生成を促したことを観察した。研究チームはその後、この酵素を生成できないようにマウスを遺伝子操作した。キチンを多く含む食事を与えた後、マウスの体重増加は少なく、体脂肪は少なく、通常のマウスよりもインスリン感受性が高まりました。さらに、キチンはグルカゴン様ペプチド-1（GLP-1）のレベルを高め、食欲をさらに抑制するのに役立ちます。ヴァン・ダイケン氏のチームの研究は、食欲抑制薬や肥満治療薬の開発に新たなアイデアをもたらす。

肥満に加えて、自己免疫疾患も食事療法によって改善される可能性があります。自己免疫疾患である乾癬（一般に乾癬症として知られている）を例にとると、肥満者の乾癬の発症率は非肥満者の2～3倍です。そのため、ジョージア州アトランタのエモリー大学医学部の免疫学者チャオラン・リーと彼のチームは、高脂肪食、肥満、皮膚免疫システムの関係を理解し​​たいと考えました[11]。彼らはRNAシークエンシング技術を用いて痩せたマウスの皮膚免疫細胞を分析し、乾癬によって引き起こされる炎症を抑制できるT細胞集団の一種を発見した。しかし、研究者らは、肥満マウスでは同じT細胞集団のレベルが低く、それが乾癬の炎症の増加と関連していることを発見した。この研究は病気の細胞的基礎に焦点を当てているが、研究チームは治療法の設計と実践のための参考資料も提供したいと考えている。

免疫システムのハンガーゲーム

食生活を改善することで免疫システムが強化され、免疫療法の効果が高まるのであれば、食習慣を変えることで病気の治療にも役立つのでしょうか?現時点では学者の間で合意が得られていない。

健康に害を及ぼす食べ過ぎの反対は断食です。近年、健康上の利点がある可能性があるため、さまざまな種類の断食がますます人気になっています。断食によって高血圧、動脈硬化、糖尿病、喘息などさまざまな病気のリスクを軽減できるという研究結果が増えています。

場合によっては、断食は免疫システムに有益な効果をもたらすことがあります。 2019年、マウントサイナイ医科大学腫瘍学部のステファン・ジョーダン教授のチームはCell[12]に論文を発表し、断食によって健康な人間とマウスの循環単球（人間の免疫システムにおける白血球の一種）の数を減らし、単球の代謝と炎症活動を抑制し、抗菌免疫を損なうことなく炎症性疾患を改善できると述べています。 2023年にImmunity and Aging誌に掲載された研究[13]によると、短期間の集中的な断食（通称ビグ）は、赤血球膜上の補体受容体を介して補体系を活性化し、赤血球が機能し続け、酸素輸送能力や生存を損なうことなく病原体に対する免疫反応を高めることができることが示されています。

しかし、断食は場合によっては免疫反応を弱める可能性があるという研究結果もあります。 2023年にImmunity誌に発表された研究で、マウントサイナイ・アイカーン医科大学の免疫学者フィリップ・スウィルスキ氏のチームは、絶食中のマウスの血液中を循環する単球の数が90%減少したことを発見しました[14]。これは、断食中、単球が「誕生の地」である骨髄に戻り、そこで「冬眠」してエネルギーを節約しながら寿命を延ばすためです[15]。そのため、スウィルスキ氏は、断食によって体のエネルギー貯蔵量が少なくなると、体は防御機構として単球を保持すると考えています。そして断食が長引くと、もたらされる損害が利益を上回る可能性があります。さらに、マウスに24時間絶食させた後に再び餌を与えると、異常に大量の単球が血流に流入し、感染症や自己免疫疾患によく伴う単核球症を引き起こした。したがって、この研究の目的の 1 つは、すべての人に、過度に断食したり、長期間断食したりしないように伝えることです。

ドイツのハンブルクにあるハンブルク・エッペンドルフ大学医療センターの免疫学者フランチェスコ・シラクーサは、異なるアプローチを取り、食生活を絶えず変えることで食事が免疫に与える影響を調査しました[16]。彼の研究チームは、マウスに3日間、低繊維、高脂肪の贅沢な食事を与え、その後3日間通常の食事に戻し、その後3日間過食を続けるというサイクルを繰り返した。結果は、たった3日間の高脂肪食を与えるだけでマウスの免疫力が抑制され、細菌感染にかかりやすくなることを示した。同時に、体内のT細胞の数が減少し、その機能も弱まりました。繊維が不足すると腸内細菌叢に悪影響を与える可能性があります。つまり、短期間で栄養摂取量が急激に変化すると、粘膜免疫と全身免疫が一時的に低下し、病原体感染の機会が生じる可能性があるということです。

「食生活を変えたわずか3日間で免疫細胞に大きな効果が見られたことに驚いた」とシラクサ氏は語った。

人間に対する実験はまだ行われていない

現時点では、上記の知見は主にモデル動物の実験的観察から得られたものです。人間でも同じ状況が起こるかどうかを確認するのは非常に困難です。まず、研究参加者は研究に含まれていない他の食品を食べることもあるため、長期間にわたって研究参加者の食事を正確に管理することは困難です。さらに、参加者に毎日の食事を正確に思い出して記録してもらうのは簡単ではありません。

米国立糖尿病・消化器・腎臓病研究所の生理学者ケビン・D・ホール氏は、10年以上にわたり、さまざまな食事が代謝と体組成に与える影響に焦点を当ててきた。 2024年、彼は現在パリのパスツール研究所所長を務めるヤスミン・ベルカイド氏などの研究者と協力し、さまざまな食事が免疫系に与える影響を報告する論文を発表した。 [17] 研究チームは20人の成人を募集し、4週間入院させた。ランダム化後、被験者は最初の 2 週間はケトジェニックダイエットまたはビーガンの低脂肪ダイエットを厳密に守り、次の 2 週間は代替ダイエットを守りました。その後、血液サンプルを採取し、さまざまな食生活パターンとさまざまな免疫細胞の数および遺伝子活性化の変化との関係を分析しました。結果は、ケトン食を実践した参加者はT細胞とB細胞のレベルが上昇し、活動が強化され、特定の「外敵」を識別して正確な免疫反応を生み出すのに役立つのに対し、ビーガンの生来の免疫反応は強化されたものの、特異性は低かったことを示した。ベルカイド氏は、このような明確な結果を見て喜び、その臨床的可能性に興奮しています。しかし、彼女は、年齢、遺伝、体重など個人差があることを考慮して、これらの結果に基づいた食事に関するアドバイスは提供しなかった。しかし、報告書は次のように述べている。「次のステップは、臨床試験で食事介入が特定の疾患に及ぼす影響をテストすることです。」[4]

しかし、他のチームがすでに同様の予備研究を実施しており、2018年にDiabetic Medicine誌に発表された研究では、ケトン食が1型糖尿病の成人の健康に及ぼす影響を調査し[18]、ケトン食は血糖値の変化が少ないものの、脂質異常症や頻繁な低血糖とも関連していることが初めて実証されました。 2020年にJournal of Proteomeに掲載された論文[19]では、乾癬患者に対する低カロリーケトジェニックダイエットをベースにした栄養療法は、疾患関連の代謝障害を効果的に改善し、全体的な代謝状態と炎症状態を修正できることが示されており、低カロリーケトジェニックダイエットが補助的な治療戦略の1つとして使用できる可能性があることが示されています。

糖尿病と乾癬に加えて、米国国立衛生研究所（NIH）の国立がん研究所のチームは2021年にサイエンス誌に論文を発表し[20]、食物繊維の摂取量が多い悪性黒色腫患者はチェックポイント阻害剤免疫療法に対する反応が良く、生存率も高いことを明らかにした。さらに、低繊維食を与えられた黒色腫マウスの腫瘍付近の細胞傷害性T細胞の数も比較的少なく、腫瘍細胞を効果的に攻撃することができなかった。

実際、科学者が特定の食事がさまざまな健康状態の人々の免疫系に与える影響を完全に理解するには、まだ長い道のりがあります。しかし、現在ではますます多くの免疫学者が参加しており、そのほとんどは楽観的です。各科学者によって発見された新しいメカニズムと洞察は、病気の治療のための個人に合わせた食事のカスタマイズという目標に近づいています。おそらく近い将来、より確固とした科学的証拠に基づいた健康的な食事に関するアドバイスを私たち全員が利用できるようになり、それが体の免疫シールドを強化し続け、大きな臨床的可能性をもたらすことになるでしょう。

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