糞便は病気の治療に使えますか？腸内細菌叢には奇跡的な効果がある

著者: 上海科学研究所世界科学編集長 ユー・ウェンジュアン

自分の病気を治療するために他人の糞便を使うのですか?古代には腸チフスの治療に糞便を使った「黄龍湯」や「朴冠湯」の記録があるが、現代人はそれを嘲笑することが多い。しかし、ここ10年ほど、科学界では人間の排泄物を研究する傾向がみられるようになりました。便の中に病気を治す成分が含まれているというのは本当ですか？実際、科学者が本当に興味を持っているのは、排泄物とともに人体から排出される腸内細菌叢です。

科学的研究により、便秘、下痢、肥満など、現代生活によく見られる病気のいくつかは腸内細菌叢の不均衡に関連しており、自閉症、アルツハイマー病、パーキンソン病、うつ病などの病気にも影響を及ぼすことがわかっています。しかし、伝統的な薬はそのような病気の治療にそれほど効果的ではなく、臨床的には新しい治療法やアプローチが緊急に必要とされています。特定の病気と腸内細菌叢には相関関係があるため、腸内細菌叢は新たな治療法の突破口となる可能性があるのでしょうか?

新たな医学的進歩：糞便微生物移植療法

臨床実践では非常に肯定的な兆候が見られました。

例えば、「再発性クロストリジウム・ディフィシル感染症」と呼ばれる病気がありますが、これは抗生物質や他の薬剤の使用によって引き起こされることが多い感染症の合併症です。患者は軽度の下痢や重度の結腸損傷、さらには生命を脅かす状態に陥る場合があります。さらに、この感染症は、すでに感染しやすい入院患者群に発生することが多い。伝統的な治療法は効果がありません。しかし、研究者たちは、健康な人の便の中の細菌をある方法で患者の腸に移すと奇跡的な効果が得られ、90％の人が治癒できることを発見しました。

糞便移植で病気は治りますか？この低コストで効果的な治療法は、腸内細菌叢がさらに多くの病気を治療する可能性をさらに探究する研究者の注目を集めています。そのため、腸内細菌叢移植療法、細菌叢移植療法、FMT療法とも呼ばれる、いわゆる「糞便細菌叢移植」療法が徐々に登場してきました。

10年以上の開発期間を経て、腸内フローラ療法[i]によって便秘や過敏性腸症候群など80以上の疾患が改善し、その有効性は最大65%であることが臨床的に確認されています。いくつかの精神疾患や神経疾患にも有益です。

これを踏まえて、多くの企業が市場応用の可能性を感じ始めています。結局のところ、健康な便を待ち望んでいる患者や健康状態があまり良くない人たちが大勢いるのです。

2012年には早くもMITのポスドク研究員マーク・スミス氏が明るい展望を予見し、米国でOpenBiomeを設立し、33州の少なくとも122の病院に腸内細菌叢移植治療用の便サンプルを提供しました[ii]。

同年10月、ジョンズ・ホプキンス病院から帰国したばかりの張法明氏も市場応用の可能性に気づき、中国の糞便微生物バンク設立を計画する準備をした。彼の目標は「血液銀行のようなマイクロバイオームバンクを構築し、マイクロバイオーム移植を輸血と同じくらい便利で効率的かつ安全なものにすること」です[iii]。彼と彼のチームの治療コンセプトは、特定の種類の細菌株の移植ではなく、「腸内細菌叢の移植」である。また、不要な成分を除去し、必要な菌叢を保持し、それを定量化できるようにする「洗浄微生物移植」という概念も提案した。

張法明氏は、自社の製品や技術の説得力を高めるために、自らも研究に参加し、研究に使うサンプルを提供するために、定期的に腸の奥深くからサンプルを採取するようチームに依頼した。研究の後の段階では、彼は自分自身に植物移植も行いました。この移植後、飲酒による下痢の問題は完全に解決しました。

もちろん、「洗浄菌叢移植」以外にも、「手動による糞便菌叢移植」や「配合された糞便菌叢移植技術」もあり、これらはすべて「糞便菌叢移植」に分類されます。この治療法の基本的な考え方は、「細菌を生み出すのではなく、細菌の運び屋になる」というものです。

腸内細菌叢はなぜ病気を治せるのでしょうか?

この治療法が多くの種類の病気に効果があることが発見されると、誰もが無意識のうちにこの治療法には「万能薬」のような性質があることに気づきました...そして、好奇心旺盛な人々は「この治療法の正確なメカニズムは何ですか?」と尋ね始めました。

研究者の中には、神経疾患であるパー​​キンソン病から研究を始めた人もいます。

パーキンソン病は、その発症機序がまだ明らかにされていない神経変性疾患です。薬物療法では、ある程度のコントロールや緩和は可能ですが、治癒することはできません。医療界全体が新しい治療法を期待しています。

研究者の中には、パーキンソン病の症状が悪化すると、患者の腸内細菌叢も「振動」を起こすことが多いという現象を発見した人もいます。そこで研究者たちは、パーキンソン病と腸内細菌叢の間に何らかの関係があるのではないかと当然推測した。

2016年、研究者らは患者の排泄物を無菌マウスに移植しようと試みた。その結果、マウスはすぐにパーキンソン病の症状を発症しました。これは、両者の間に明確な相関関係があることをある程度裏付けています。

では、パーキンソン病患者の腸内細菌叢に何が起こっているのでしょうか? 2022年にネイチャー誌に発表された研究では、700人以上の被験者の糞便細菌ゲノムの配列が解析され、患者の腸内細菌叢は健康な人のそれと異なっていることが判明した。例えば、パーキンソン病患者にはプレボテラと呼ばれる細菌が欠けていることが多いです。それらの助けがなければ、人体は植物繊維を分解することがより困難になり、便秘になりやすくなります。これは、パーキンソン病患者によく見られる便秘の症状と一致します。 （もちろん、変化はそれだけではありません。研究者らは、患者の腸内で少なくとも2種類の有害なエンテロバクター菌が増加していることも発見しました。）

では、便秘を引き起こすことに加え、腸内細菌叢の不均衡はパーキンソン病患者の脳にどのような影響を与えるのでしょうか?

実は、人体には脳だけでなく、腸の内壁にも神経ネットワークがあり、「腸管神経系」と呼ばれています。このシステムが存在するため、腸内細菌叢から分泌される生化学物質は、このシステムを通じて神経系に影響を及ぼすことができます。研究者らはパーキンソン病患者の腸を研究したところ、腸内に「カールタンパク質」と呼ばれる物質が存在することを発見した。その主な機能は腸内細菌叢が腸壁に定着（コロニー形成）できるようにすることである。同時に、研究者らは、この分子が腸内でα-シヌクレインと接触すると、α-シヌクレインが誤って折り畳まれて凝集することを観察した。 「アルファシヌクレイン凝集」はパーキンソン病の重要な症状です。

しかし、腸内で局所的に生成された物質はどのようにして脳に到達するのでしょうか?科学者たちは長年、迷走神経が働いているのではないかと推測してきた。迷走神経を切断するとパーキンソン病のリスクが減少するという研究結果が神経学誌に掲載されたのは2017年になってからだった。この発見により仮説は確認された。

もちろん、迷走神経がこれらの疾患において重要な役割を果たしているからといって、それが唯一の経路であるわけではありません。例えば、科学者たちは、腸内細菌叢によって生成される物質が血液を通じて脳組織に入り込み、炎症や損傷を引き起こす可能性があることを発見しました。したがって、腸内細菌叢を標的にしてパーキンソン病を軽減、あるいは治療したいのであれば、さらなる研究が必要です。

研究者たちは腸内細菌叢とうつ病の関係についても重要な発見をしました。

2019年、東南大学医学部の姚宏宏氏の研究チームは精神疾患であるうつ病の研究に着手した。ある遺伝子をノックアウトした後、マウスは腸内細菌叢に大きな変化を伴い、うつ病のような行動を示した。この時点でうつ病モデルマウスの構築に成功しました。研究者らはさらにこのタイプのマウスに腸内細菌叢の移植を行い、移植によってノックアウト遺伝子によって引き起こされる問題を回避できること、つまりモデルマウスのうつ病の症状が改善されることを発見した。この研究結果は、微生物学の分野でよく知られている雑誌「Gut Microbes」に掲載されました。この研究は両者の相関関係を確認した。

腸内細菌叢がマウスのうつ病に影響を及ぼすのはなぜでしょうか?その答えは腸内細菌叢の分泌物にあります。 2022年2月、カリフォルニア工科大学のサーキス・マズマニアン氏が率いるチームがネイチャー誌に発表した研究によると、腸内細菌が生成した小分子代謝物がマウスの脳に入り込み、脳細胞の機能を変化させ、動物の不安行動の増加につながる可能性があることが判明した。

一方、最近の新たな研究では、うつ病を改善できる腸内細菌の分泌物が発見されました。 2024年4月、上海交通大学医学部付属第六人民病院の賈偉教授率いる複数のチームが協力し、腸分泌物中のホモバニリン酸（HVA）と呼ばれる分子が損傷した海馬ニューロンの機能を保護し、うつ病を緩和できることを分子レベルで発見した。研究結果は「Cell Metabolism」誌に掲載された。

もちろん、腸内細菌叢と人体の関係についての研究は今のところまだ初期段階です。研究が進むにつれて、病気と腸内細菌叢の作用機序がより深く解明され、腸内細菌叢のより効果的な臨床応用が促進されると信じています。

[i] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202301097

[ii] https://www.boston.com/culture/health/2014/10/15/a-poop-bank-in-massachusetts-will-pay-you-40-every-day/

[iii] https://user.guancha.cn/main/content?id=695526

この記事は科学普及中国創造育成プログラムの支援を受けた作品です。

著者: 上海科学研究所世界科学編集長 ユー・ウェンジュアン

レビュー: タオ・ニン

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司