次世代シークエンサーやスーパーコンピューターなどを駆使して肠内微生物のゲノム解析に取り组む藤本先生。
肠内细菌丛の解析や、世界でもトップレベルの解析技术とノウハウを持つ「バクテリオファージ」という肠内ウイルスの研究について绍介してもらいました。
ゲノム免疫学&迟颈尘别蝉;便
健康な人の粪便が病人の肠の机能を回復させる
藤本康介
FUJIMOTO Kosuke
医科学研究所 特任准教授
私たちの肠内には100种类以上の细菌が存在していて、その数は约100兆个とも言われています。多种多様な肠内细菌丛は、代谢物を产生したり食べ物を消化して栄养素にしたりと、ヒトの生存に不可欠なもの。私たちの研究室では、この肠内微生物のゲノム解析に取り组んでいます。
感染症に効く粪便移植治疗
次世代シークエンサーなどのゲノム解析技术の进歩によって、この肠内细菌丛が乱れ、构成比が偏ったりすると様々な病気のリスクになることが分かってきました。ならば病気の人の肠内细菌丛の构成を健康なものに戻せばいいのでは、ということで始まったのが、健康な人の肠内细菌を投与する粪便移植。粪便を滤过した茶色い液体を内视镜や大肠カメラなどを使って肠内に散布します。日本ではまだ临床研究の段阶ですが、欧米では标準治疗として行われています。诸外国には粪便バンクもあり、ものすごく効く「スーパードナー便」も存在します。
糞便移植治療が効果を発揮するのがClostridioides difficile (C. difficile)感染症です。C. difficileは健康な人の腸管にもごく少数存在する菌。普段はおとなしいのですが、抗菌薬の使用等によって腸内細菌叢が乱れた時に毒素を出し腸炎を引き起こします。原因薬剤の投与を中止すれば治るケースが多いのですが、強毒性の株だと治りません。米国では年間20～30万人が罹患し、数万人が亡くなっています。これに糞便移植がよく効くんです。患者の約9割が糞便移植によって助かったという報告もあります。ただそのメカニズムが明らかではない。健康な人の糞便を使用していますが、「正常な糞便」とは何かという定義もありません。
そこで、私たちの研究室では、粪便移植治疗前后の患者の粪便サンプルとドナーの粪便サンプルから肠内细菌と肠内ウイルスのゲノム解析をしました。分かったのは、粪便移植后の肠内细菌丛がドナーの构成比に近づくだけでなく、その肠内细菌丛が持つ遗伝子の机能も似てくるということ。つまり肠内细菌丛の机能が回復していることが明らかになりました。
多剤耐性菌の出现で期待されるファージ疗法
现在注力しているのが、バクテリオファージという肠内ウイルスのゲノム解析です。ファージは细菌に寄生します。まだ抗生物质がなかった时代には、ファージを使って标的となる细菌を杀し、感染症を治疗しようという动きがありました。このファージ疗法が、抗生物质が効かない多剤耐性菌の登场によって再び注目されています。
私たちはこの10年间、様々な手法を使って、このファージのゲノム解析に取り组んできました。成果の一つが、健康な日本人101名の粪便サンプルから肠内细菌と肠内ファージを抽出し、全ゲノムを解析し、データベースを构筑したこと。これによって、菌を培养しなくても、どのファージがどの细菌に感染できるのかという関係をゲノムデータだけで见つけることができます。これまで积み重ねてきたノウハウを使って、革新的なファージ疗法を创出し、様々な疾患の治疗につなげていきたいです。
