マイクロバイオーム 科学者たちは、がん患者を苦しめる発熱における有害な腸内細菌の役割を強調する

2022年12月19日号 特集

マイクロバイオーム 科学者たちは、がん患者を苦しめる発熱における有害な腸内細菌の役割を強調する

https://medicalxpress.com/news/2022-12-microbiome-scientists-highlight-role-gut.html

by Delthia Ricks , メディカルエクスプレス

PAS染色後の緻密な内腸管粘液層の組織学的な定量化の模式図。各サンプルについて平均化された粘液層の厚さを定量化するために、放射状に等間隔に配置された8つの部位が特定される。出典：Science Translational Medicine (2022). DOI: 10.1126/scitranslmed.abo3445
腸内細菌叢の変化が、化学療法を受ける多くの患者を苦しめる発熱の予期せぬ原因であることを、科学者達は発見しています。

がん患者に危険な熱をもたらすドミノ効果は、感染と闘う白血球の減少によって引き起こされる。この状態は好中球減少症と呼ばれる。化学療法は、白血球であり免疫系の重要な構成要素である血中好中球を減少させるため、すべてではないが、一部のがん患者に発熱をもたらす。今回の研究では、腸内細菌叢の役割と、腸内細菌叢がどのように好中球減少熱を促進するかにスポットライトが当てられました。

ヒューストンにあるテキサス大学MDアンダーソンがんセンターの学際的研究グループは、化学療法を受けている人々の間で、特定の種類の有害な細菌が増加すると腸内環境が悪化することを示す興味深い証拠を明らかにしました。この研究は、最も広く行われている癌治療の1つである化学療法を受けている患者における腸内細菌叢の役割について、興味深い新次元を追加するものである。

MDアンダーソン大学ゲノム医学科のZaker Schwabkey博士は、「癌と重度の好中球減少症の患者全員が発熱するわけではないが、糞便マイクロバイオームが患者の進行を複雑化する役割を担っている可能性がある」と報告しています。

がん患者における好中球減少症と発熱に関する新しい解析の筆頭著者として、Schwabkey氏らは、化学療法の結果として有害な腸内微生物が増加する可能性があるいくつかの方法を強調しています。

化学療法を受けているがん患者の約半数がある程度の好中球減少症を発症するため、好中球減少症と発熱に関する懸念は重要である。米国癌協会によると、白血病の治療を受けている患者さんにとって、これは一般的な副作用です。

米国感染症学会は、好中球減少症患者の発熱を、口腔内の温度が華氏101度（約38.3度）、または華氏100.4度（38.0度）が1時間以上持続する場合と定義しています。がん治療を受けている患者さんの好中球熱は、免疫力が低下しているため、生命を脅かす敗血症に移行する可能性があり、緊急事態と見なされます。

また、がん専門医は、好中球減少症を発症した患者は、闘病が困難な、生命を脅かす重篤な感染症を発症するリスクが高いことを強調しています。感染症に対する脆弱性は、侵襲的な感染症の原因となる生物を殺すために闘う好中球の集団が十分でないことに直接起因している可能性がある。

MDアンダーソンの研究では、細胞毒性化学療法が、特定の腸内代謝産物を増加させ、有害細菌のレベルを上げ、腸の保護粘液を減少させることをどのように助けるかを掘り下げている。

研究チームは、実験室の動物モデルに着目し、好中球減少性発熱を起こした119人のがん患者の腸内細菌叢を放射線照射したマウスに移植したところ、必然的に一部の動物にも発熱が起こることを発見した。

マウスの腸内細菌叢を解析してわかったのは、好中球減少熱の患者さんと同じムチン分解菌であるアッカーマンシア菌が過剰に存在することだった。糞便サンプルの研究から、好中球が十分にない状態でもアッカーマンシア・ムチニフィラが盛んに複製され、その後の発熱と関連することが確認された。また、この細菌はムチン分解性であり、腸の保護膜であるムチン層を積極的に奪っていく点でも注目される。

63人の患者の53%が発熱し、その糞便中のマイクロバイオームには、マウスで過剰に増殖したのと同じ種であるAkkermansia muciniphilaの蓄積が増加していることが示された。

Science Translational Medicine誌によれば、Schwabkey教授と共同研究者らは、患者の腸内細菌叢の移植を受けなかった動物についても研究を行った。これらのマウスは、ヒトの腸内細菌叢を移植されたマウスと同様に、放射線照射と化学療法を受けた。しかし、この第2グループの動物も餌の摂取量が減ったため、腸のバリアーが損なわれ、驚くことにA. muciniphila菌が過剰に増殖するようになった。

興味深いことに、研究チームは、プロピオン酸を投与することで細菌の過剰繁殖を回避できることを発見した。このプロピオン酸は、カビの発生を防ぐことができる食品添加物として知られている。添加物として、プロピオン酸塩は焼き菓子からエナジードリンクまで、幅広い製品に含まれている。また、プロピオン酸は細菌の増殖を抑制する作用があるため、Akkermansia muciniphilaの繁殖を防ぐのに最適である。

マウスでは、プロピオン酸または抗生物質でA. muciniphilaの細菌の増殖を抑制すると、腸管粘液層が維持され、炎症と発熱が減少しました。研究チームは、これらの介入は、がん患者の好中球減少性発熱に対する予防・治療戦略の可能性を示唆するものであると結論付けている。

「放射線照射したマウスに、A. muciniphilaを標的としたプロピオン酸または抗生物質を投与すると、粘液層が保存され、フラジェリンの移動が抑えられ、大腸の炎症性サイトカインが減少し、体温調節機能が改善しました」と、Schwabkeyは述べています。"これらの結果は、食事、代謝物、および大腸粘液が、マイクロバイオームと好中球減少性発熱を関連付けることを示唆しており、将来のマイクロバイオームに基づく予防戦略を導くかもしれません。"

より詳細な情報はこちら Zaker I. Schwabkey et al, Diet-derived metabolites and mucus link the gut microbiome to fever after cytotoxic cancer treatment, Science Translational Medicine (2022). DOI: 10.1126/scitranslmed.abo3445