新生児は生後すぐに腸内に3種類の先駆的細菌のうちの1つを持っており、そのうちの1つは新しい個別化された乳児治療用プロバイオティクスの開発に使用できる可能性があることが研究者らによって示されている。
これまでで最大規模の英国乳児マイクロバイオーム研究において、ウェルカム・サンガー研究所、ロンドン大学ユニバーシティ・カレッジ（UCL）、バーミンガム大学の研究者らは、全ゲノム配列解析を用いて、英国乳児バイオーム研究1から採取した生後1か月未満の健康な乳児1,288人の便サンプルを分析した。
この研究は、本日（9月6日）発表された。 ネイチャー微生物学研究チームは、これらの有益な細菌の先駆者のうちの1つが母乳の栄養素を最大限活用するように遺伝的に適応していることを発見し、それが赤ちゃんの腸内細菌叢で繁殖するのに最も適していることを示唆している。研究チームは、この細菌が病原菌が赤ちゃんの腸内に定着するのを阻止できることも明らかにし、天然のプロバイオティクスとしての大きな可能性を浮き彫りにした。
この研究結果は、赤ちゃんの腸に最も効果的な天然菌株を含む乳児用調合乳や治療用プロバイオティクスの開発に役立つ可能性があります。現在、市販されている乳児用プロバイオティクスのほとんどには、英国や米国などの工業化社会の乳児の初期の微生物叢には見られない異なる菌株が含まれています2,3。
研究者らは、有益な先駆菌2種に加え、抗生物質耐性菌の定着につながる恐れがあるため危険とされる3つ目の細菌にも注目した。この細菌は乳児の微生物叢の発達を妨げ、腸内で病原菌が定着するリスクを高める可能性がある。
将来的には、出生直後に腸内微生物叢プロファイルをマッピングし、どの先駆的細菌を持っているかを評価することで、赤ちゃんの腸がどのように発達するかを予測できるようになるかもしれません。必要に応じて、健康的な微生物叢の発達を促進し、病原性感染症の可能性のある感染から保護するために、パーソナライズされたプロバイオティクスを提供することもできます。
先駆的細菌が健康に与える影響を理解するには、「微生物、ミルク、メンタルヘルス、そして私 (4M)」プロジェクトなどのさらなる研究が必要です。4 このプロジェクトは、ウェルカム サンガー研究所が共同で主導し、10,000 人の母親と乳児を対象とした「リバプールで育つ子どもたち」研究の一環です。この広範な研究は、乳児の腸内微生物叢や幼少期の食事などの要因が、その後の脳の発達、行動、感情、メンタルヘルスにどのように影響するかを探ろうとしています。
腸内微生物叢は、人間の健康に不可欠で、免疫システムの発達にも重要な、何百万もの微生物からなる複雑な生態系です。出生直後から形成され始めるため、生後 1 か月は、微生物叢を回復または増強するために使用できるプロバイオティクスによる介入の最も早い時期です。しかし、この研究以前は、この時期に微生物叢がどのように発達するか、健康な新生児にとってどの細菌が最も役立つかを示す高解像度のデータが不足していました。
これらの先駆的細菌から、 ビフィズス菌ロンガム亜種長さ （B.ロング） そして ビフィズス菌ブレーベ （B.ブレーヴェ）は、他の有益な微生物の安定した定着を促進するため有益であると考えられており、 エンテロコッカス・フェカリス （エピネフリン・フェカリス）は危険だと考えられています。
B.ロング 出産時に母親の腸から発生することが判明したが、研究チームは B.ブレーヴェ この方法では伝染しなかった6。研究チームはまた、 B.ブレーヴェ 母乳に含まれる栄養素を最大限に活用できるように遺伝的に適応されており、潜在的に有害な病原体が乳児の腸内に定着するのを防ぐことができます。
研究対象となった乳児の約 85 パーセントは、生後数週間は母乳で育てられました。研究者らは、母乳と粉ミルクのどちらが赤ちゃんの腸内の先駆菌の種類に影響を与えているようには見えないものの、抗生物質の使用は影響を与えていることを発見しました7。研究者らは、母親の年齢や出産回数などの他の要因も役割を果たしている可能性があると強調していますが、これと長期的な健康への影響を調査するにはさらなる研究が必要です。
彼らはまた、市販の乳児用プロバイオティクスによく含まれる細菌が ビフィズス菌ロンガム亜種幼児（B.幼児） 先駆的な細菌ではなく、英国の乳児ではまれである。この発見は、他の西側先進国の研究と一致しており、自然発生的な細菌が不足していることを示している。 子供のB. 乳児期初期のマイクロバイオーム2,3では、 B.ブレーヴェ より効果的な天然プロバイオティクスになる可能性があります。
ウェルカム・サンガー研究所の筆頭著者であるヤン・シャオ博士は次のように述べている。「新生児の腸を誕生直後から形成され始める生態系と考えると、英国乳児バイオーム研究の発見以前は、どの微生物がどのようにして最初の種をまき、定着するのかはほとんどわかっていませんでした。1,200人以上の乳児の高解像度ゲノム情報を分析することで、腸内細菌叢の発達を促す3つの先駆的細菌を特定し、乳児のマイクロバイオームプロファイルにグループ化することができました。これらの生態系の構成とその違いを理解できることは、健康なマイクロバイオームをサポートする効果的な個別介入を開発するための第一歩です。」
リバプール大学の「リバプールで育つ子どもたち」研究の主任研究者、ルイーズ・ケニー教授は次のように述べた。「出産方法や母乳育児に関する決定は複雑で個人的な問題であり、あなたとあなたの赤ちゃんにとって最善の選択肢は何かという点では、万人に当てはまるアプローチは存在しないことに留意することが重要です。また、出産方法や乳児へのさまざまな授乳方法がマイクロバイオームの発達にどのような影響を与え、それがその後の健康にどのような影響を与えるかについては、まだ十分に理解されていないことにも留意する必要があります。だからこそ、この研究は極めて重要なのです。私たちは、すべての子どもたちが人生の最良のスタートを切れるよう支援するための新たな方法を見つけ続けなければなりません。」
研究の共著者であるロンドン大学ロンドン校のナイジェル・フィールド教授は、「私たちの研究では、乳児のマイクロバイオームの発達に重要な先駆細菌として3つの細菌を絞り込んだが、異なる先駆細菌が幼少期とその後の人生の両方で健康や病気に影響を与えるかどうか、またどのように影響を与えるかはまだ不明である。英国乳児バイオーム研究では、このことについて手がかりを得るために参加者を積極的に追跡調査しており、乳児のマイクロバイオームが健康に果たす役割を調査するには、現在さらに大規模なコホート研究が必要である」と述べた。
ウェルカム・サンガー研究所の主任著者であるトレバー・ローリー博士は次のように述べた。「人の人生の初めにマイクロバイオームが発達することは、その後の人生に大きな影響を与える可能性があります。また、対象集団にとって重要かつ関連性のある細菌がわかれば、乳児用プロバイオティクスの使用が非常に効果的になる時期でもあります。私たちの研究は、母乳を完全に消化し、新生児を有害な微生物から守ることができる非常に有益な先駆的細菌に光を当てています。これは、すでに子供の腸内に定着しているため、非常に効果的な天然プロバイオティクスになる可能性があります。私たちのオープンアクセス研究が、プロバイオティクス株の合理的な選択と、ゲノム研究に基づいた新しいマイクロバイオームベースの治療法の開発を促進することを願っています。」
研究者らは、赤ちゃんバイオーム研究に時間を割いて貢献してくれた参加家族と、研究協力をしてくれた病院の研究助産師に感謝の意を表します。
- 英国ベビーバイオーム研究は、電子健康データリンクによる長期追跡調査を伴う、大規模な英国出生コホート研究およびバイオバンクです。妊娠中および幼少期の微生物、免疫システム、臨床的、社会的、行動的要因の相互作用が、その後の健康と病気にどのように影響するかを理解することが目的です。新生児と母親から便サンプルを採取し、母親の膣スワブと臍帯血も採取しました。ウェルカムの資金提供を受け、ウェルカムサンガー研究所、UCL、バーミンガム大学、協力病院が共同で実施しました。
- Ennis, D., Shmorak, S., Jantscher-Krenn, E. Yassour, M. (2024) Bifidobacterium longum subsp. infantis の長期定量により、母乳の HMO 組成とは無関係に乳児の腸内で後期コロニー形成が明らかになりました。 ネイチャーコミュニケーションズ. DOI: 10.1038/s41467-024-45209-y
- カサブリ、G。他（2021）米国の複数の地域における乳児マイクロバイオームコミュニティの構造と機能に関するメタゲノム的洞察。 科学レポート。 DOI: 10.1038/s41598-020-80583-9
- サンガー研究所の研究者と協力者は、マイクロバイオームの発達に関する世界で最も詳細なデータセットを構築し、人間の健康に関する新たな知見を解き明かそうとしている。特にマイクロバイオームがメンタルヘルスに与える影響に焦点を当てている。「微生物、ミルク、メンタルヘルス、そして私」と呼ばれるこのプロジェクトは、新しいリバプールで育つ子どもたち（C-GULL）研究の一環である。ウェルカムの資金提供を受けたこの研究では、妊娠初期から幼少期まで、1万人の乳児とその家族の健康を追跡する。遺伝、環境、幼少期の曝露と長期的な健康結果の複雑な相互作用を解明し、乳児の腸内マイクロバイオームや幼少期の食事などの要因が、その後の脳の発達、行動、感情、メンタルヘルスにどのように影響するかを探る。
- 前回の研究では、健康な赤ちゃん約600人と母親175人から採取した腸内細菌1,679サンプルを分析した。その結果、経膣分娩で生まれた赤ちゃんの腸内細菌は帝王切開で生まれた赤ちゃんの腸内細菌とは異なることが判明した。経膣分娩で生まれた赤ちゃんの腸内細菌の大半は、これまで考えられていたように膣からではなく、母親の腸から受け継いだことが示された。帝王切開で生まれた赤ちゃんは母親から細菌を受け継いだわけではなく、病院環境に関連する細菌を多く持っていた。研究者らは、経膣分娩で生まれた赤ちゃんと帝王切開で生まれた赤ちゃんの腸内細菌の違いは、1歳までにほぼ均等になることを発見した。
- その間 B.ロング 出産時に母親の腸から発生することが判明した。 B.ブレーヴェ この方法では感染しませんでした。この研究ではこの細菌の正確な感染源は特定されませんでしたが、研究者は母親の別の部位、たとえば皮膚の微生物叢から感染した可能性があると示唆しています。また、アジア人であると自認する母親の子供に多く見られることもわかりました。
- この研究は、抗生物質の使用により、 エピネフリン・フェカリス しかし、乳児の腸内に定着することで、長期的な健康への影響があるかどうかは明らかではありません。新生児のマイクロバイオームをプロファイリングし、個人に合わせたプロバイオティクス治療を開発することで、このマイクロバイオームプロファイルを持つ乳児に利益をもたらす可能性があります。
トレバー・ローリー博士は、免疫腫瘍学と炎症性腸疾患のリード製品を含む精密な生生物治療製品の開発を専門とする臨床対応型バイオ医薬品会社であるマイクロバイオティカの共同創設者兼最高科学責任者でもあります。。
この研究はウェルカムとウェルカム・サンガー研究所の資金提供を受けて行われました。
#新生児のマイクロバイオームで天然プロバイオティクスが発見される