腸内細菌の変化と自閉症との関連を示す新たな証拠

査読付き学術誌「サイエンス・アドバンス」に掲載された新たな研究は、自閉症と腸内細菌叢の損傷との潜在的な関連性を明らかにしている。この研究は、腸内細菌叢の変化が異常な微生物解毒とミトコンドリア機能不全を引き起こすメカニズムを明らかにした。

腸内細菌と自閉症スペクトラム障害（ASD）の関係は、おそらくマイクロバイオーム研究の最も興味深い分野の一つです。 ASD の子供では胃腸の問題がよく見られ、最近のいくつかの研究では、小規模ではあるものの、健康な被験者を使用した糞便移植によって子供の自閉症の行動的および心理的症状が改善する可能性があることが示唆されています。

おそらく、マイクロバイオーム研究者が自らの発見を臨床治療に応用する上で最も難しい点は、人によって異なる腸内細菌集団の多様性です。つまり、特定の細菌種は一般的に「良い」と考えられ、他の細菌種は「悪い」と考えられていますが、マイクロバイオーム治療には万能の解決策はありません。この多様性のせいで、研究者たちはマイクロバイオームが病気にどのような影響を与えるのかを正確に理解することが難しくなっています。

この障害を克服するために、中国の大規模な科学者グループが「準ペアコホート」と呼ばれる新しい分析戦略を開発しました。まず、研究者らは、年齢と性別が一致する79人の子供たちの伝統的なコホートを募集しました。そのうちの半数はASDを患い、残りの半数は神経学的典型的対照群でした。

初期のマイクロバイオームゲノム検査では、2 つのグループ間の細菌の多様性にほとんど違いが見られませんでした。 2 つのグループの間にはわずかな違いが認められましたが、これらは以前の研究で認められたものと概ね一致していました。

次のステップは、準ペアコホートを生成することです。これには、特定の ASD サンプルを同様の代謝背景を持つコントロール サンプルとペアリングすることが含まれます。研究者らは研究の中で、「このアプローチにより、元のグループコホートをペアコホートに変換することができ、個人の多様性を制御できるだけでなく、統計的検出力も向上しました」と説明している。

これにより、研究者は細菌集団の単純な違いだけでなく、ASD 患者と神経定型健常者の間の重要な下流代謝の違いも特定することができました。

この研究では、5 つの特定の代謝経路の欠陥が見つかりました。これらの欠陥は、腸内細菌によって生成される特定の酵素によって引き起こされる解毒プロセスに関連しています。研究者らは、これらのマイクロバイオームの解毒欠陥が ASD の発症に影響を及ぼす可能性があるという仮説を立てた。

「ASDの主な病理学的兆候の1つはミトコンドリアの機能不全であり、ミトコンドリアは親油性の性質を持つため、有機毒素の主な標的となる」と研究者らは論文に記している。 「ASD で腸内微生物の解毒機能が著しく損なわれると、より多くの外部および内部の毒素が循環系に入り込み、さまざまな組織のミトコンドリアを損傷する可能性があります。したがって、微生物の解毒機能の障害に関する私たちの研究結果は、ASD の子供が環境毒素に対して非常に脆弱である理由を説明するのに役立ち、微生物の解毒機能の障害が ASD の発症に関与している可能性があることを示唆しています。」

このテーマに関するほとんどの研究と同様に、広範な結論を制限するいくつかの注意点があります。この研究は、ASD 患者のマイクロバイオーム解毒経路が不十分である可能性があることを示唆する厳密な結果を示していますが、ASD の発症や重症度との因果関係は現段階では推測の域を出ません。まず、この関連性を確認し、マイクロバイオームの調節が ASD の発症を予防できるかどうかを調査するためのさらなる研究が必要です。

「微生物解毒機能障害は、ASDの臨床評価や、ASDにおける主要な病理学的変化の一つであるミトコンドリア機能障害の程度と関連しており、微生物解毒機能障害がASDの発症に密接に関係していることを強く示唆している」と研究者らは研究で結論付けている。 「腸内細菌のこれまで知られていなかった保護的役割は、ASD患者の微生物解毒機能の障害を回復させる将来の治療戦略となる可能性を示唆している。」