Debojyoti Dhara, Abhishek Mohantyb

Virus Research 285 (2020) 198018

1 はじめに

　コロナウイルス病2019またはCovid-19は、人類を脅かす新しい公衆衛生危機です。 2019年後半に中国の湖北省で発生しましたが、世界の多くの国に広がっています（Wang et al。、2020）。 このパンデミック病は、現在SARS-Cov-2と名付けられた新しいベータコロナウイルスによって引き起こされます（Lake、2020）。 Covid-19は、高感染率、軽度から中等度の臨床症状、高齢者に見られるより深刻な異常など、非常に重要な臨床的特徴を持っています（Yuen et al.,2020）。

　人の腸内細菌叢は、細菌、古細菌、ウイルス、真菌を含む1014の常在微生物で構成されています（Gill et al.,2006）。 主に、健康な人の腸内細菌は、放線菌、フィルミクテス門、プロテオバクテリア門、バクテロイデス門の4つの門によって支配されています（Villanueva-Millánetal.,2015）。 結腸には、Bacteroidaceae、Prevotellaceae、Rikenellaceae、Lachnospiraceae、Ruminococcaceaeの各科に非常に高密度の細菌が生息しています（Hall et al.,2017）。 腸内細菌叢は、その保護作用、栄養作用、代謝作用を通じて健康に重要な役割を果たします。

　宿主と微生物叢との相互作用は複雑で、数が多く、双方向です。 腸内細菌叢は、自然免疫および獲得免疫システムの発達と機能を大幅に調節すると考えられています（Negi and Das.,2019）。 腸の共生生物は抗菌ペプチドを分泌し、栄養素と生息地をめぐって競争し、それによって恒常性の状態を助けます（Moens and Veldhoen.,2012）。 腸内細菌叢と免疫恒常性は前後関係にあるようであり、感染症の分野でも大きな関心と集中的な研究調査が行われています。 また、腸内細菌叢由来のシグナルは、免疫細胞を炎症誘発性および抗炎症性応答に合わせて調整し、それによってさまざまな疾患に対する感受性に影響を与えることが知られています（Negi and Pahari.,2019）。 腸免疫の恒常性は、ヘルパーT17細胞（Th17）などの炎症誘発性応答と最終的には共生微生物によって制御される制御性T細胞（Treg）の調節バランスを微調整することによって調整されます（Round and Mazmanian.,2010）。 コロナウイルスのような病原性感染症への反応を回避する上で、健康な腸内細菌叢は、最終的に肺や重要な臓器系に有害となる一連の過剰な免疫反応を防ぐために、最適な免疫系を維持する上で本質的に極めて重要です。 このような状況では、バランスの取れた免疫応答が不可欠になり、過剰反応性または過小反応性は、Covid-19のようなウイルス性疾患における肺炎や急性呼吸窮迫症候群（ARDS）などの臨床的合併症を悪化させる結果となる可能性があります（図1）。

　食事は腸内細菌叢の構成を形作る上で重要な役割を果たし、それによって宿主の健康状態に影響を与えます。 さまざまな食事形態が腸内細菌叢の特定の組成パターンに影響を与えることがわかっています。たとえば、動物性脂肪およびタンパク質ベースの食事と野菜ベースの食事の微生物叢の異なる組成が報告されています（De Filippis et al.,2016 ）。 高脂肪食または高糖食を与えられた動物の腸内細菌叢は、概日リズムの乱れを起こしやすいことに注目するのは興味深いことです（Voigt et al.,2014）。 逆に、全身ストレス、組織損傷、持続性炎症も腸内細菌叢に急性変化を引き起こす可能性があり、それによって食事とともに環境要因が腸内細菌叢の組成を調節できることが証明されています（Earley et al.,2015）。 心強いことに、食品のさまざまな成分が腸内細菌叢に異なる影響を与えることが示されています。 たとえば、ホエイとエンドウ豆のタンパク質抽出物を摂取すると、腸内細菌のビフィズス菌と乳酸菌が増加しますが、ホエイは病原菌のバクテロイデス・フラジリスとウェルシュ菌を減少させることがさらに示されています（Dominika et al.,2011）。 同様に、低脂肪食の摂取がビフィズス菌の糞便量の増加につながることが注目されました。 一方、高飽和脂肪食は、フィーカリバクテリウム・プラウスニッツィイの相対的な割合を増加させました（Singh et al.,2017）。 消化性炭水化物とは対照的に、繊維や難消化性デンプンなどの非消化性炭水化物は、腸内の常在微生物による発酵を受けることが知られています（De Filippis et al.,2016）。 食物繊維は、微生物にアクセス可能な炭水化物の優れた供給源であり、宿主にエネルギーを提供し、腸の健康を改善します。 プレバイオティクスは、ヒト腸内細菌叢の改変との関連で研究されてきました。 イヌリン、ポリデキストロース、トウモロコシ繊維などのプレバイオティクス化合物は、人間、特に高齢者の免疫力、腸の多様性、消化などを改善することが示されています（Kleessen et al.,1997; Bouhnik et al.,2007）。 微生物叢の組成への影響に加えて、プレバイオティクスは免疫および代謝マーカーの顕著な変化も引き起こします。 たとえば、全粒穀物に存在する非消化性炭水化物の消費が、炎症性サイトカインIL-6とインスリン抵抗性の低下につながることが観察されました（Keim and Martin.2014）。 同様に、抗炎症性サイトカインであるIL-10の血漿レベルの上昇は、ブチリル化された高アミローストウモロコシデンプンの摂取で観察されました（West et al.,2013）。 プレバイオティクスの有益な効果は、主に短鎖脂肪酸（SCFA）の産生の増加と胃腸関連リンパ組織（GALT）の強化によって媒介されると考えられていることに注意してください（Schley and Field.2002）。 示唆に富む結果は、食物繊維が豊富な食事は腸内細菌叢を変化させるだけでなく、肺細菌叢にも影響を与える可能性があることを示しており、肺免疫に対する栄養の影響を示しています（Trompette et al.,2014）。 プレバイオティクスと同様に、一般に「適切な量で投与されると宿主に健康上の利益をもたらす生きた微生物」として定義されるプロバイオティクスの役割は、宿主の健康に大きな影響を与えることが示されています。

　別の行動方針は、この病気に取り組む最前線にいる介護者に、プレバイオティクス、プロバイオティクスを含む特殊なサプリメントを予防的に提供することかもしれません。 したがって、特定の集団グループの腸内細菌叢を目的とした効果的な栄養戦略と特定の機能性食品は、時間の必要性である可能性があります。 腸内細菌叢プロファイルに対するCovid-19の影響を調べるために研究を行うことができ、その逆も可能です。 第二に、細菌だけでなく、Covid-19の腸内で非常にニッチな生態系を形成する真菌やファージなどの他の微生物の役割を分析することは興味深いでしょう。 最後に、肺細菌叢の役割も調査することができます。 そのような研究からの洞察は、感染症を理解するための新しい次元を追加し、将来的に決定的な行動を取るのに役立ちます。