炎症性腸疾患患者における食事からの乳化剤曝露と健常対照群との比較： 懸念すべき原因はあるか？
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炎症性腸疾患患者における食事からの乳化剤曝露と健常対照群との比較： 懸念すべき原因はあるか？
炎症性腸疾患, 30巻, 8号, 2024年08月, 1241-1250ページ,https://doi.org/10.1093/ibd/izad318
掲載
2024年1月19日
論文履歴
要旨
背景
乳化剤は炎症性腸疾患（IBD）の病因に関与している。既存のIBD患者における乳化剤の摂取について検討した研究はほとんどない。我々は、現代のIBD患者コホートにおける6種類の乳化剤の摂取頻度を明らかにし、健常対照者（HC）と比較することを目的とした。
方法
IBD患者と健常対照者のマイクロバイオームを調査するオーストラリアの前向きコホート研究参加者のベースライン食品記録を分析した。炎症性乳化剤であるポリソルベート-80（P80）、カルボキシメチルセルロース（CMC）、カラギーナン、キサンタンガム（XG）、レシチン（大豆およびヒマワリ）、脂肪酸のモノおよびジグリセリド（MDG）への暴露は、成分表を調べることにより決定した。交絡因子をコントロールした上で、グループ間（IBD vs HC、クローン病[CD] vs 潰瘍性大腸炎[UC]、IBD小児 vs 成人、活動性疾患 vs 寛解期）の乳化剤曝露頻度を調べた。
結果
367人の参加者の記録が分析された（n= 176 IBD、うちCD 101人、UC 75人、HC 191人）。合計で5022品目の食品が調査され、18％に1種類以上の乳化剤が含まれていた。炎症性腸疾患患者では、1日当たりの乳化剤暴露総量がHC患者に比べて有意に多かった（2.7±1.8 vs 2.3±1.6,P= 0.02）。IBD患者において、1日あたりの乳化剤暴露量が最も多かったのは、MDG（1.2±0.93）、レシチン（0.85±0.93）、XG（0.38±0.42）であった。P80への暴露は記録されていない。
結論
炎症性腸疾患患者は、HCよりも多くの乳化剤に暴露されていた。炎症性乳化剤の摂取量は低いか存在しなかったことから、食品供給における乳化剤の存在は、よく言われているほど一般的ではないことが示唆された。
図解抄録
炎症性腸疾患, 潰瘍性大腸炎, クローン病, 乳化剤, 食事, 栄養, 観察研究, 食品添加物
トピック
クローン病
炎症性腸疾患
潰瘍性大腸炎
食事
暴露
成人
カルボキシメチルセルロース
カラギーナン
子供
食品
食品
レシチン
ヒト胎盤性ラクトゲン
ポリソルベート
過敏性腸症候群
疾患寛解
キサンタンガム
主題
問題のセクション
キーメッセージ
すでに知られていること 乳化剤の一部は試験管内で腸の炎症と関連している。
何が新しいのか？この研究では、オーストラリアの炎症性腸疾患患者における炎症性乳化剤への暴露は非常に少ないか、全くないことが明らかになった。
この研究は患者ケアにどのように役立つのか？この結果は、オーストラリアの食品供給における炎症性乳化剤の存在は、よく言われているほど一般的ではないことを示唆している。
はじめに
現代の食品には多くの非栄養成分や添加物が含まれている。乳化剤は、水中油滴（マヨネーズやドレッシングなど）や油中水滴（マーガリンやバターなど）のような混じり合わない液体の均質化を可能にするため、特に有用である。
実験的研究から得られた新たな証拠は、いくつかの乳化剤が微生物叢を介した腸の炎症を誘発する可能性を示唆している。乳化剤であるポリソルベート-80（P80）およびカルボキシメチルセルロース（CMC）を用いた前臨床研究では、マウスにおいて粘膜層の菲薄化と腸内微生物の変化が大腸炎の発症を促進することが示されている4,5。これらと同じ効果は、最近の他の動物モデル6-8でも観察されている（表1に要約）。他の研究では、P80およびCMCに加えて、カラギーナンおよびガム乳化剤が微生物叢の変化（密度および組成）を引き起こすだけでなく、炎症マーカー、リポ多糖およびフラジェリンの発現を増加させることが示されている15。カラギーナンの炎症作用とそれに続く腸内細菌叢への悪影響は、マウスモデルでも観察されている13,14,16。
表1.
乳化剤が腸内細菌叢と炎症に及ぼす影響（Bancilら9およびLiuら10からの引用）。
著者 乳化剤／モデル 微生物叢への影響 炎症作用
Bhattacharyya,201711 カラギーナン ヒトRCT（n= 12） 測定せず カラギーナン含有食群（n= 5）では糞便カルプロテクチンおよびインターロイキン-6が増加したが、カラギーナン非含有食群（n= 7）では増加しなかった。
Chassaing, 20154CMC
P80 マウス 微生物の多様性の低下と 粘液の厚さの減少 低悪性度の腸 炎と大腸炎が誘発され、 炎症マーカー（生理活性リポ多糖とフラジェリン）のレベルが上昇した
Chassaing, 20175CMC
P80 M-SHIME（ヒト微生物叢の 粘膜シミュレーター） 腸内細菌叢組成の変化と多様 性の低下 炎症性潜在能力の上昇、生理活性 フラジェリンの上昇によって証明 される
Chassaing,202212 CMC ヒトRCT（n=16） 腸内細菌叢組成の変化と多様性の低下、 粘液層への微生物叢侵入の増加 未測定
P80 マウス 小腸のα多様性の減少 炎症性サイトカイン （インターロイキン-1β）発現の 増加
Mi,202013 カラギーナン マウス 微生物組成の変化 炎症性細菌の増加、腸 炎の悪化
Munyaka,201614 カラギーナン マウス 細菌の豊富さと組成の低下 マウスの大腸炎を誘発した。
Naimi,202115 計20種類の食物乳化剤 ヒトの微生物で維持した生体外 P80、CMC、カラギーナン、ガム： キサンタンガム：リポ多糖およびフラジェリンレベルの上昇。
カラギーナン：フラジェリン濃度の増加
Sandall, 20202すべての 食事性乳化剤 (n= 65) 非管理ヒト フィージビリティ試験 (n= 20) 測定せず 測定せず
カラギーナン マウス 腸内の抗炎症性細菌（A. muciniphila）量の減少 低悪性度大腸炎の誘発
Viennois, 20207CMC
P80 マウス 未測定 慢性炎症と代謝異常の促進
Zangara, 20218CMC マウス 微生物による鞭毛発現の上昇 大腸炎発症の促進
ヒトを対象とした試験では、乳化剤の摂取が健常人における腸内細菌叢の変化や（潰瘍性大腸炎[UC]やクローン病[CD]の）早期再発に悪影響を及ぼすことが示されている2,11,12。他のヒトを対象とした試験では、CD除去食のバリエーションが行われており、この食事は本来、すべての乳化剤を除去するものである。
既存のIBD患者における乳化剤曝露について検討した研究はほとんどない。Leeら20名による1件の研究では、138名のCD患児コホートにおいて、特定の食品添加物（乳化剤を含む）への暴露頻度を、摂取した食品中のこれらの添加物の有無を確認することで観察した。その結果、このコホートでは食品添加物を頻繁に摂取していることが確認された。しかし、この研究では健常対照群を欠いており、一般集団との比較は不可能であった。Trakmanらによる別の最近の研究では、CDの成人は健常対照群と比較して、乳化剤P80、CMC、カラギーナンの摂取量が有意に多いことが明らかになった21。しかし、UC患者の乳化剤暴露に関する情報や、IBDの小児と成人、活動期と寛解期の比較については不明である。
乳化剤の絶対摂取量（例えば、ミリグラム/日）を定量化することには大きな課題がある。しかし、食品会社は、食品ラベルに乳化剤の量ではなく、その存在のみを記載することを義務付けられている。Trakmanら21は、CD患者における乳化剤の摂取量を "最大許容限界 "アプローチで定量化しようと試みた。しかし、この方法では、すべての製造業者が最大許容量で添加物を使用するとは限らないため、摂取量を過大評価することになり、食品中の乳化剤を正確に定量することは困難である。
既存のIBD患者における乳化剤の暴露レベルに関するデータはごくわずかであり、UC患者や小児に関しても、健康な対照群と比較した情報は不足している。乳化剤の摂取量を正確に測定する有効な方法論がないため、本研究の目的は、IBDの成人および小児の現代的コホートにおける6種類の乳化剤への暴露頻度を記述し、健常対照群との摂取量を比較することである。
材料と方法
本研究は、大規模な前向き縦断コホート研究（Australian Inflammatory Bowel Disease Microbiome "AIM "研究）に登録された参加者から収集されたベースラインデータの二次解析である23。AIM研究の対象者は、CDまたはUCと診断された小児（6～17歳）および成人（18～80歳）、ならびに健常対照者である。今回の研究では、2019年から2022年の間に募集され、ベースライン時に3日間の食事記録を記入した参加者のデータを解析した。IBDの参加者は、検証された臨床的疾患活動性スコア（表2）に基づいて、疾患が活動中または寛解中であることが特徴であった。健常対照者は、自己免疫疾患、過敏性腸症候群、腸の手術歴がない人を対象とした。参加者は試験に参加する3ヵ月前から抗生物質を使用せず、1ヵ月間プロバイオティクスを使用していないことが条件とされた。妊娠中または授乳中の女性参加者は、腸内細菌叢に影響を与えるため除外した24。あり得ない食事摂取量を記録した個人は、ゴールドバーグカットオフ法を用いて本研究から除外した。これは、成人参加者については推定エネルギー（EI）カットオフ値である500kcal/日未満または3500kcal/日超を用い25、小児参加者についてはEI/基礎代謝量（BMR）0.90未満またはEI/BMR2.93超を用いて決定した26。
表2.
疾患活動性の分類23
疾患と患者のタイプ 寛解 活発な疾患
CD（小児） PCDAIスコア＜12.5 PCDAI≧12.5
CD（成人） CDAIスコア＜150 CDAIスコア≧150
UC（小児） PUCAI < 10 PUCAI ≥ 10
UC（成人） 部分的Mayoスコア＜2 部分的Mayoスコア≧2
参加者は、便宜的および雪だるま式サンプリング法でAIM研究に募集された。複数のリクルート戦略が用いられた。ニューサウスウェールズ州(NSW)内の8つの病院と個人診療所のデータベースを通じてIBD患者を募集した。また、定期的な診療や内視鏡検査への参加者を募集した。ソーシャルメディアに加え、病院や個人診療所の待合室に貼られたポスター広告も利用された。健常対照者は広告や口コミで募集した。
参加者の臨床的および人口統計学的特性に関する情報は、ベースライン時の来院時にAIM研究クリニックの臨床医によって収集された。これには性別、年齢、身長、体重、体格指数（BMI）、喫煙歴、アルコール摂取量などが含まれた。IBDの参加者は、CD活動性指標（CDAI）、小児CDAI（PCDAI）、Partial Mayo Score、小児UC活動性指標（PUCAI）などの有効な臨床指標を用いて、疾患の種類と活動性を評価された。疾患活動性カットオフスコアを表2に示す。
本研究では、AIM研究の参加者からベースライン時に収集された前向き3日間の食事日誌の二次解析を利用した。食事記録は、Easy Diet Dairy（EDD）スマートフォンアプリケーション（Xyris Software Pty Ltd、オーストラリア）またはハードコピーを用いて記入した。EDDは、簡略化された食品記述子およびオーストラリアで一般的に販売されている市販食品のブランド名の大規模なデータベース（AusBrands2019）を使用している27。記入済みのEDD食品記録は参加者から研究コーディネーターにEメールで送られ、AusFoods 2019データベース（AUSNUT 2011-13およびオーストラリア食品成分データベースから派生）を使用してFoodWorks 10 Professional栄養分析ソフトウェア（バージョン10；Xyris Pty Ltd, Brisbane, QLD, Australia, 2019）にアップロードされた。あるいは、食品記録のハードコピーをFoodWorksに手入力した。
3日間の食事記録で把握されたすべての食品項目は、FoodWorksからMicrosoft Excelのスプレッドシートにダウンロードされ、各食品項目の横に患者IDコードが記載された。その後、対象乳化剤の有無を示す列をスプレッドシートに追加した。本研究で検討した6種類の乳化剤には、ポリソルベート-80（P80；E433）、カルボキシメチルセルロース（CMC；E466）、カラギーナン（E407）、キサンタンガム（E415）、レシチン（大豆およびヒマワリ；E322）、脂肪酸モノおよびジグリセリド（MDG；E471）が含まれる。乳化剤であるP80、CMC、カラギーナン、キサンタンガムは、生体外および動物実験により炎症促進作用があることが確認されており、注目されている。レシチンとMDGは、最も広く使用されている乳化剤の2つであることが文献で報告されており、その炎症特性についてはまだ試験されていないため、対象とした3,28。
AUSNUT 2011-13食品および栄養補助食品分類システムを用いて、食品を21の食品グループに分類した（表3）。食品は、オーストラリア最大のスーパーマーケットチェーンであるWoolworths Group LimitedとColes Group Limitedの2社がオンラインで提供する成分表示ラベル29、および商品のウェブサイトを用いて、6種類の乳化剤の有無を評価した。オンライン上で成分表を提供していないスーパーマーケット（ALDIなど）については、実際にスーパーマーケットを訪れて検査を行った。特定の食品ブランドが食品日誌に記載されていない場合は、同じ食品の複数のブランド品種を用いて想定リストを作成した。先行研究2,20と同様に、1日当たりの平均乳化剤曝露量を本研究の主要評価項目とした。乳化剤の最も一般的な供給源を特定するために、AUSNUT食品群を使用した。方法の概要は図1に示す。
表3.
AUSNUT 2011-13食品および栄養補助食品の分類システム。
食品グループコード AUSNUT 食品グループ名 AUSNUT サブグループ
11 ノンアルコール飲料 紅茶、コーヒー、果物・野菜ジュース、コーディアル、ソフトドリンク、フレーバーミネラルウォーター
12 シリアルおよびシリアル製品 米およびその他の穀類、食パン、ロールパン、イングリッシュスタイルマフィン、菓子パン、パスタ（ソースなし）、麺類、朝食用シリアル、おかゆ
13 シリアルベースの製品および料理 甘いビスケット、香ばしいビスケット、ケーキ、マフィン、スコーン、 ケーキタイプのデザート、ペストリー、シリアルを主原料とするミックス料理、 バッターベースの製品
14 油脂類 バター、乳製品ブレンド、マーガリン、テーブルスプレッド、植物油脂
15 魚介類製品 魚、甲殻類、軟体動物、その他の海産物および淡水産食品、魚介類のパック詰め、魚介類製品（自家製およびテイクアウト）、魚介類を主成分とする混合料理
16 果実製品および食器 生果実、乾燥果実、果実を主成分とする混合料理
17 卵製品および料理 卵、卵を主要成分とする料理
18 肉、鶏肉、狩猟肉製品および料理 牛肉、羊肉、豚肉、カンガルー肉、鶏肉、ソーセージ、加工肉、肉を主成分とする混合料理
19 乳製品と料理 牛乳、ヨーグルト、クリーム、チーズ、アイスクリーム、カスタード、フレーバーミルク、その他乳または乳製品を主成分とする料理
20 代用乳製品および代用肉類 代用乳、代用チーズ、大豆ベースのアイスクリームおよびヨーグルト、代用肉類
21 スープ類 自家製スープ、ドライスープミックス、缶詰スープ、調理済みスープ
22 種子・ナッツ製品および料理 種子、ナッツ、種子・ナッツ製品、ココナッツクリーム
23 香味ソースおよび調味料 グラヴィエおよび香味ソース、ピクルス、チャツネ、レリッシュ、サラダドレッシング、ディップス
24 野菜製品および料理 野菜、野菜を主成分とする料理
25 豆類・豆製品および料理 豆類、豆類、豆製品および料理
26 スナック菓子 ポテトスナック、コーンスナック、プレッツェル
27 砂糖製品および料理 砂糖、蜂蜜、シロップ、ジャム、チョコスプレッド
28 菓子類およびシリアル／ナッツ／シード・バー チョコレートおよびチョコレートベースの菓子類、ロリー、フルーツ、ナッツ、シード・バー、 ミューズリーまたはシリアル・スタイル・バー
29 アルコール飲料 ビール、ワイン、スピリッツ、サイダー
30 特別栄養食品 シェイク・バー、プロテインシェイク、栄養補助食品
31 その他 酵母エキス、ハーブ、スパイス、ストックキューブ、エッセンス
図1.
乳化剤の摂取頻度の分類と説明に用いた方法。
すべてのデータ分析は、IBM SPSS Statistics IOS Version 25（SPSS, Chicago, IL, USA）を用いて行った。正規性の判定にはシャピロ・ウィルク検定を用いた。連続データは、正規および非正規データについて、それぞれ平均値および標準偏差（SD）または四分位範囲（IQR）を伴う中央値として報告した。カテゴリーデータは度数と百分率で報告した。人口統計学的特徴および臨床的特徴は、正規分布データについては独立標本のt検定、非正規分布データについてはMann-Whitney検定、カテゴリーデータについてはχ2検定を用いて集団間で比較した。
3日間の食事日誌のデータは、各試験参加者の1日あたりの乳化剤曝露量の平均を求め、対象とした6種類の乳化剤それぞれおよび乳化剤曝露量の合計を算出した。共分散分析を用いて、BMI、総エネルギー摂取量、性別、喫煙の有無の交絡因子を統制した上で、乳化剤曝露の頻度を群間（IBD対健常対照、CD成人対UC成人、IBD小児対成人、活動期対寛解期）で比較した。線形混合モデルを用いてANCOVAの結果を確認したところ、同じであった。乳化剤の食品供給源を分析し、どの食品群が総乳化剤暴露および個々の乳化剤暴露に最も寄与しているかを明らかにした。各食品群の寄与率を算出し、χ2検定を用いてIBD患者とHC患者で比較した。統計学的検定はすべて両側検定とし、P値＜0.05を統計学的に有意とした。
倫理的配慮
AIM研究については、South Eastern Sydney Local Health District Human Research Ethics Committeeから倫理承認を得た（2019 ETH11443）。18歳以上の参加者全員および18歳未満の参加者の保護者からインフォームド・コンセントを得た。すべての参加者データは研究IDコードを用いて非識別化され、安全なREDCap（Research Electronic Data Capture）ソフトウェアにアップロードされた。
結果
登録された379人の参加者のうち、7人（2％）が成人および小児のゴールドバーグカットオフ法25,26によって決定された食事摂取量があり得ないために除外され、5人（1％）が3日間の食事日誌が不完全であったために除外された。合計367人の参加者がこの研究に適格であり、そのベースラインデータは表4に示されている。
表4.
研究参加者（n= 367）の臨床的および人口統計学的特徴。
疾患の状態 疾患の表現型
IBD
n= 176 健常対照
n= 191P CD
n= 101 UC
P
年齢、中央値（IQR） 40 (25-52) 36 (27-49) .08 38 (21-52) 41 (31-52) .22
小児（6～18歳）,n(%) 20 (11) 12 (6) .06 18 (18) 2 (3) .001* 小児（6～18歳）,n(%) 20 (11) 12 (6) .06 18 (18) 2 (3) .001
成人（19歳以上）、n（%） 156 (89) 179 (94) 83 (82) 73 (97)
成人,n(%) .51
19-50歳 109 (70) 143 (80) 0.01* 57 (69) 52 (71)
51-70 歳 39 (25) 35 (19) 23 (28) 16 (22)
>70歳以上 8 (5) 1 (1) 3 (4) 6 (7)
性別、n(%) .78
女性 97 (55) 114 (60) .34 55 (54) 42 (56)
男性 79 (45) 77 (40) 47 (46) 33 (44)
子供 .36
活動性疾患、n(%) 4 (20) - - 4 (21) 1 (50)
寛解n(%) 16 (80) - 15 (79) 1 (50)
成人 0.20
活動性疾患,n(%) 53 (34) - - 51 (61) 52 (71)
寛解n(%) 103 (66) - 32 (39) 21 (29)
BMI-成人（kg/m2）中央値（IQR） 24.9 (22.9-28.1) 24.0 (21.9-26.4) 0.12 24.7 (22.0-28.1) 25.1 (21.6-28.2) 0.70
BMI-成人（kg/m2）、n（%） .16 .95
<18.5 6 (4) 5 (3) 4 (5) 2 (3)
18.5-24.9 73 (47) 107 (60) 40 (48) 33 (46)
25-29.9 50 (32) 46 (26) 25 (30) 25 (35)
30-39.9 24 (16) 17 (10) 13 (16) 11 (15)
≥40 2 (1) 3 (2) 1 (1) 1 (1)
現在喫煙者-成人n(%) 9 (6) 5 (3) .18 6 (7) 3 (4) .40
n(%), 数（百分率）で表す *P<0.05で有意であることを示す。
IBD患者176人（CD101人、UC75人）、HC191人。男性より女性の方が多く、IBD群では55％、HC群では60％であった。IBDとHCの年齢中央値はそれぞれ40歳（25-52歳）と36歳（27-49歳）であった。post-hoc解析によると、IBD群ではHC群と比較して70歳以上の参加者が有意に多かった（5％ vs 1％、P= 0.01）。UCとCDの参加者の年齢中央値はそれぞれ41歳（31-52歳）と38歳（21-52歳）であった。
IBD群の大部分は成人（89％）で、小児の割合はわずかであった（11％；表4）。同様に、対照群もほとんどが成人（94％）で、小児は少数（6％）であった。CD群は成人82％、小児18％、UC群は成人97％、小児3％であった。post-hoc検定では、UC群と比較してCD群の方が有意に小児が多かった（P= 0.001）。成人のIBD患者のうち、解析時点で活動性の患者（34％）に比べ、寛解状態の患者（66％）の割合が高かった。同様に、小児のIBD患者でも、活動性の患者（20％）と比較して、寛解状態（80％）の割合が高かった。
乳化剤暴露
全参加者の3日間の食事リコールで、合計5022のユニークな食品項目が報告された。全食品項目のうち、902品目（18％）に1種類以上の乳化剤が含まれていた。6種類の乳化剤（ポリソルベート-80[P80; E433]、カルボキシメチルセルロース[CMC; E466]、カラギーナン[E407]、キサンタンガム[E415]、レシチン[大豆およびヒマワリ; E322]、脂肪酸のモノおよびジグリセリド[MDG; E471]）を評価したところ、IBDの参加者は、1日あたりの乳化剤暴露総量がHCと比較して有意に高かった（2. 7 ± 1.8 vs 2.3 ± 1.6、P= 0.02、表5）。同様に、CDの参加者は、HCと比較して2.7±1.9と高い曝露量を示した（P= 0.04）。しかし、UCとHCの間に差は認められなかった（P= 0.10）。
表5.
乳化剤の1日平均暴露量のまとめ。
IBD
n= 176 HC
n= 191 UC
n= 75 CD
n= 101 IBD
成人
n= 156 HC
成人
n= 179 UC
成人
n= 73 CD
(CD（成人）
n= 83 IBD（小児）
n= 20 HC
小児
n= 12
合計 2.7 ± 1.8a2 .3 ± 1.6 2.6 ± 1.6 2.7 ± 1.9a2 .6 ± 1.8b2 .2 ± 1.5 2.7 ± 1.7b2 .6 ± 1.9 3.3 ± 2.0c3 .9 ± 1.6
MDGs 1.2 ± 0.93 1.1 ± 0.84 1.2 ± 0.93 1.1 ± 0.93 1.2 ± 0.94 1.1 ± 0.82 1.2 ± 0.94 1.2 ± 0.95 1.1 ± 0.84 1.5 ± 0.93
レシチン 0.85 ± 0.93 0.75 ± 0.73 0.88 ± 0.86 0.83 ± 0.97 0.79 ± 0.85 0.71 ± 0.68 0.87 ± 0.86 0.72 ± 0.84 1.3 ± 1.3c1 .3 ± 1.1
キサンタンガム 0.38 ± 0.42 0.29 ± 0.43 0.37 ± 0.45 0.38 ± 0.41 0.39 ± 0.42b0 .28 ± 0.42 0.38 ± 0.45 0.40 ± 0.39b0 .28 ± 0.46 0.58 ± 0.47
CGN 0.20 ± 0.33 0.16 ± 0.28 0.19 ± 0.32 0.21 ± 0.35 0.18 ± 0.32 0.14 ± 0.27 0.19 ± 0.32 0.18 ± 0.32 0.33 ± 0.43c0 .39 ± 0.40
CMC 0.12 ± 0.36a0 .06 ± 0.17 0.07 ± 0.22 0.16 ± 0.44a0 .09 ± 0.28 0.05 ± 0.17 0.06 ± 0.22 0.12 ± 0.32b0 .32 ± 0.74c0 .08 ± 0.15
P-80 0a0 .01 ± 0.05 0 0.01 ± 0.05 0 0 0 0.08 ± 0.15
aP<0.05でHCと有意差あり。
b成人HCとの有意差：P< .05
c成人のIBD患者との有意差：P< .05
略語 CGN、カラギーナン；CMC、カルボキシメチルセルロース；P-80ポリソルベート-80
合計とは、対象とした6種類の乳化剤の合計である。
UCの小児は数が少ないため、別途報告されていない（n= 2）。
成人のみで比較した場合、IBDの参加者はHCと比較して、1日あたりの乳化剤総使用量が有意に多かった（2.6±1.8 vs 2.2±1.5,P= 0.04）。UCの成人参加者（1日当たりの暴露量2.7±1.7）は、HCと比較して有意な差が観察された（P= 0.04）。成人のCDとHCの間には、有意差は認められなかった（P= 0.14）。乳化剤の総曝露量には、CDとUCの間（P= 0.72）、または寛解期の患者と活動期の患者の間（P= 0.12）で有意差は認められなかった。
IBDの小児は、IBDの成人と比較して、乳化剤曝露量の平均値が有意に高かった（3.3±2.0 vs 2.6±1.8、P= 0.04）。1日あたりの乳化剤の総使用量は、IBDの小児とHCの小児で差がなかった（P= 0.55）。小児コホートでは、調査集団にUCの小児が少なかった（n= 2）ため、CDとUCの比較は行われなかった。
IBDの参加者において、1日当たりの暴露量が最も多かった乳化剤は脂肪酸のモノおよびジグリセリド（1.2±0.93）で、レシチン（0.85±0.93）およびキサンタンガム（0.38±0.42；表5）がこれに続いた。IBD患者は、カラギーナン（0.20±0.33）とカルボキシメチルセルロース（0.12±0.36/日）への暴露頻度が低く、ポリソルベート-80への暴露は記録されていなかった。IBD患者では、1日あたりのカルボキシメチルセルロースへの暴露量がHCと比較して有意に多かった（0.12±0.36 vs 0.06±0.17,P= 0.02）。逆に、ポリソルベート-80への暴露量は、IBD患者に比べてHCの方が多かった（0.01±0.05 vs 0、P= 0.03）。その他の乳化剤への暴露量の差は、IBD患者全員をHCと比較した場合にも、IBDの小児をHCと比較した場合にも認められなかった。
成人だけを比較した場合、IBDの人はHCと比較して1日あたりのキサンタンガムへの暴露量が有意に多かった（0.39±0.42 vs 0.28±0.42,P= 0.03;表5）。同様に、CDの成人はHCと比較してキサンタンガムへの曝露量が多かった（P= 0.05）。CDの成人は、カルボキシメチルセルロースへの暴露量もHCに比べて多かった（0.12±0.32 vs 0.05±0.17,P= 0.02）。成人のUCとCDを比較した場合、乳化剤の暴露量に差は認められなかった。
IBD症例において、小児は成人と比較してレシチン（1.3 ± 1.3 vs 0.79 ± 0.85、P= 0.01）、カラギーナン（0.33 ± 0.43 vs 0.18 ± 0.32、P= 0.02）、カルボキシメチルセルロース（0.32 ± 0.74 vs 0.09 ± 0.28、P= 0.05）への暴露量が有意に高かった。活動期のIBD患者と寛解期のIBD患者を比較した場合、乳化剤曝露量に差は認められなかった。
乳化剤の食物摂取源
IBD患者において、対象となる6種類の乳化剤の最も一般的な食品供給源は「穀類ベースの製品および料理」（26％）であり、「穀類および穀類製品」（25％）、「乳製品および料理」（12％）が僅差で続いた。脂肪酸のモノおよびジグリセリドを最も多く含む食品は、「穀類および穀類製品」（48%）、次いで「穀類ベースの製品および料理」（24%）、「油脂」（14%）であった。レシチンは「穀類を主原料とする製品および料理」（34％）、「菓子類およびシリアル／ナッツ／シードバー」（25％）、「特別食」（10％）に最も多く含まれていた。キサンタンガムの最も一般的な食品供給源は、「シリアルベースの製品および料理」（31％）、「風味のソースおよび調味料」（30％）、「肉、鶏肉および狩猟肉製品および料理」（18％）であった。カラギーナンは主に "乳製品と料理"（71%）に、カルボキシメチルセルロースは主に "シリアルとシリアル製品"（53%）と "特別食"（21%）に含まれていた。ポリソルベート-80はIBD患者が摂取する食品からは検出されなかった。しかし、ポリソルベート-80は、マクドナルドのビッグマック、マクドナルドのマックフルーリー、ハングリージャックスのチーズバーガー、ハングリージャックスのワッパージュニアを含む、健常対照者が摂取する4つのユニークな食品から同定された。次の食品群は乳化剤の摂取に寄与しなかった。"砂糖製品および料理"、"豆類および豆類製品および料理"、"スープ類"、"魚介類製品"。
表6.
参加者のベースライン3日間の食事日誌における乳化剤暴露への食品群の寄与。
合計*n(%) MDGn(%) レシチンn(%) XGn(%) CGNn(%) CMCn(%) P-80n(%)
食品群 IBDHC IBDHC IBDHC IBDHC IBDHC IBDHC IBDHC IBDHC
穀物ベースの製品および料理
(例：甘いビスケット、ケーキ、ペストリー） 374 (26) 385
(29) 146 (24) 179
(29) 153
(34) 142
(33) 63
(31) 50
(30) 10
(9) 7
(8) 2
(3) 3
(9) 0
(0) 4
(80)
シリアルおよびシリアル製品
(シリアル、パン、米など） 353 (25) 356
(27) 294 (48) 306
(50) 18
(4) 18
(4) 7
(3) 14
(8) 1
(1) 4
(5) 33
(53) 14
(44) 0
(0) 0
(0)
乳製品と料理
(アイスクリーム、カスタード、フレーバーミルクなど） 179 (12) 149
(11) 60
(10) 63
(10) 19
(4) 22
(5) 16
(8) 1
(1) 77
(71) 57
(65) 7
(11) 5
(16) 0
(0) 1
(20)
油脂
(バター、マーガリンなど） 153 (11) 84
(6) 86
(14) 34
(6) 67
(15) 50
(12) 0
(0) 0
(0) 0
(0) 0
(0) 0
(0) 0
(0) 0
(0) 0
(0)
菓子、シリアル／ナッツ／シードバー
(例：チョコレート、ミューズリーバー） 128
(9) 152
(11) 8
(1) 9
(1) 112
(25) 143
(33) 4
(2) 0
(0) 2
(2) 0
(0) 2
(3) 0
(0) 0
(0) 0
(0)
ソースと調味料
(グレービーソース、ディップ、ドレッシングなど） 64
(4) 80
(6) 2
(0) 1
(0) 0
(0) 0
(0) 61
(30) 71
(42) 1
(1) 7
(8) 0
(0) 1
(3) 0
(0) 0
(0)
肉、鶏肉、ジビエ製品および料理（ソーセージ、加工肉など） 53
(4) 39
(3) 7
(1) 4
(1) 1
(0.2) 2
(0.5) 37
(18) 25
(15) 8
(7) 8
(9) 0
(0) 0
(0) 0
(0) 0
(0)
特別食
(例：プロテインシェイク、栄養補助食品） 74
(5) 36
(3) 6
(1) 6
(1) 46
(10) 26
(6) 4
(2) 3
(2) 5
(5) 0
(0) 13
(21) 1
(3) 0
(0) 0
(0)
乳製品と肉の代用品
(例：アーモンドミルク、ビーガンチーズ） 44
(3) 23
(2) 1
(0.2) 0
(0) 35
(8) 18
(4) 6
(3) 1
(1) 2
(2) 4
(5) 0
(0) 0
(0) 0
(0) 0
(0)
その他
(例：コーディアル、ココナッツクリーム） 18
(1) 31
(2) 6
(1) 12
(2) 1
(0.2) 6
(1) 3
(1) 4
(2) 3
(3) 1
(1) 5
(8) 8
(25) 0
(0) 0
(0)
IBDとHC間の有意差P< 0.05（オレンジ色で表示） *対象乳化剤6種の合計を指す。略語： MDGs：脂肪酸モノおよびジグリセリド；XG：キサンタンガム；CGN：カラギーナン；CMC：カルボキシメチルセルロース；P-80：ポリソルベート-80n（％）：食品群における乳化剤暴露の数、および食品群における乳化剤暴露の寄与率。その他には、種子・ナッツ製品および料理、スナック菓子、卵製品および料理、野菜製品および料理、果物製品および料理、アルコール飲料、非アルコール飲料を含む。
乳化剤の総使用量では、IBD患者はHCに比べ、「油脂」（11％ vs 6％、P< 0.001）、「特別栄養食品（シェイク、バーミールリプレイスメント、プロテインシェイク、栄養補助食品）」（5％ vs 3％、P= 0.001）、「乳製品および代用肉」（3％ vs 2％、P= 0.02）の乳化剤の使用量が有意に多かった（表6）。逆に、HCはIBD患者と比較して、「菓子類およびシリアル/ナッツ/シードバー」（11％対9％、P= 0.03）からの乳化剤暴露総量が多かった。レシチン（10％ vs 6％、P= 0.03）およびカルボキシメチルセルロース（21％ vs 3％、P= 0.02）の「特別食」からの摂取量は、IBD患者ではIBD患者と比較して有意に多かった。
考察
本研究では、オーストラリアの成人および小児のIBD患者コホートにおいて、乳化剤への暴露頻度を定量化し、摂取量を健常対照群と比較した。本分析の主要な知見は、IBD患者は健常対照者と比較して、1日あたりの乳化剤暴露総量が多いということであった。また、CD患者も健常人に比べて乳化剤への暴露量が多かった。
IBD患者における乳化剤曝露量がHCと異なるという知見は、最近の文献と一致している。大規模な国際症例対照研究であるENIGMA研究21では、CD患者（18歳以上）の乳化剤摂取量（CMC、P80、カラギーナン）は、オーストラリア、香港、中国における対照群と比較して高かった（100,000ミリグラム/年 vs 770,000ミリグラム/年）。しかし、本分析の参加者の年齢を成人（19歳以上）のみに絞り込むと、CD患者の暴露レベルは対照群と変わらなかった。これは、研究によって用いた方法が異なるためかもしれない。第一に、ENIGMA研究では3つの乳化剤の合計を算出したのに対し、本研究では6つの乳化剤の合計を算出した。第二に、ENIGMA研究では乳化剤の摂取量（ミリグラム単位）を食品内で許容される「最大許容限度」を用いて定量化したのに対し、本研究では乳化剤の暴露量を調査した。現在、乳化剤の摂取量を正確に測定する有効なツールがないため、この分野では不確実性が残り、測定方法の不一致は今後も続くと思われる。
本研究で得られたもう一つの重要な知見は、参加人数が少ないにもかかわらず、IBDの小児はIBDの成人と比較して乳化剤の総曝露量が多いということである。また、レシチン、カラギーナン、カルボキシメチルセルロースなどの特定の乳化剤への暴露量も多かった。IBDの小児は、この分析においてHCの小児と差がなかった。フランス、イタリア、英国、アイルランドで行われた研究では、13種類の食品添加物（乳化剤5種類を含む）の摂取量を年齢別に評価したところ、すべての地域で小児（1～17歳）の摂取量が最も多かった30。
他の研究でも、MDGとレシチンがIBD患者の乳化剤暴露の主な原因であることが判明している。英国の成人CD患者20人を対象とした研究では、7日間の食品日誌から、レシチン（1.31/日）とMDG（0.99/日）による乳化剤暴露が最も高いことが判明した2。同様に、この研究では、成人CD患者においてMDG（1.2/日）とレシチン（0.72/日）による暴露が最も高いことが判明した。米国の別の研究20では、8〜12歳のCDの小児でレシチンの暴露が高いことが報告されており（0.90/日）、これは本研究のIBDの小児（90％がCDで構成）で報告されたレシチンの暴露（1.3/日）と同様である。MDGとレシチンへの暴露量は、IBD患者とHCの間で差がなかった。これは、MDGとレシチンが最も広く使用されている乳化剤の2つであり、それぞれの推定摂取量が80mg/kg/体重/日と55mg/kg/体重/日であると報告されていることから、一般的にMDGとレシチンへの曝露量が多いためと考えられる28。IBDにおけるMDGとレシチンへの曝露の臨床的意味は不明であり、現段階では安全と考えられている1。
この研究から得られた驚くべき知見は、CMCとP80の曝露量が非常に低く、研究参加者が摂取した食品からはほとんど検出されなかったことである。CMCとP80の安全性については、前臨床試験で腸の炎症や腸内細菌の異常が誘発されたことから、多くの先行研究者が懸念を表明している。これらの添加物は、一般的に使用されている食事用乳化剤として文献で頻繁に言及されているにもかかわらず、5,15,31,32IBD患者は、P80への暴露はなく、CMCへの暴露は0.12回/日（1回/週未満に相当）であった。ポリソルベート-80は、HCが摂取したファーストフード4品目からしか検出されなかったが、これは参加者が摂取した全食品目の0.08%に相当する。同様に、Sandallら2による研究では、CD患者ではP80への暴露は0.01/日、CMCへの暴露は0.14/日であった。Leeら20の研究でも、CDの子どもは低レベルのP80（0.07/日）とCMC（0.05/日）に暴露されていることがわかった。この研究では、IBD患者はHCよりも「特別食」由来のCMCに多く暴露されていることを認めることが重要である。しかし、これは経口栄養補助食品を摂取していた3人のCD患児によって説明できるかもしれない。IBD患者におけるCMCへの曝露量はHC患者よりも多いにもかかわらず、摂取された濃度が前臨床マウスモデルで用いられた濃度を反映しているとは考えにくい。
この研究の結果、乳化剤への暴露量は、活動期と寛解期で差がないことがわかった。同様に、Loganらの研究では、大豆レシチン、カルボキシメチルセルロース、ポリソルベート80、カラギーナンを含む経腸栄養(EEN)専用ミルクを使用している小児CD患者の寛解率は、これらの乳化剤を含まないものと比較して差がないことが明らかになった。興味深いことに、臨床的寛解を達成するためにCDの小児に用いられている効果的な栄養介入であるEENには、乳化剤が含まれている33。Loganらは、EEN処方に使用されている乳化剤は寛解率に影響を及ぼさないことを明らかにし、乳化剤が炎症の促進因子であるという理論に異議を唱えている。しかし、EENの投与期間が6～8週間と短いため、長期にわたる食事からの乳化剤暴露の累積的な影響を反映していない可能性がある。
UC患者12人を対象とした小規模ランダム化比較試験では、カラギーナンの摂取が1年以上にわたる早期再発に寄与することが明らかになった11。他の前臨床試験では、カラギーナンによって誘発された炎症がUCの組織病理学と類似していることがマウスで証明されている34。しかし、本研究の結果では、乳化剤への曝露は活動期と寛解期で差がなかった。さらに、乳化剤の消化運命には食物マトリックスが関与している可能性があり、乳化剤の投与方法がカプセルである場合とマウスの飲料水経由である場合とで異なる可能性がある。UC患者の集団における乳化剤暴露を調査した先行研究は存在しない。従って、食事に関する推奨を行う前に、このような集団における更なる研究が必要である。
穀類および穀類を主原料とする製品は、他の研究でも乳化剤暴露の大きな原因となっていることが報告されている。Sandallら2は、パン、シリアル、米飯製品がCD患者の乳化剤暴露の25%、ビスケット、ケーキ、ペストリーが17%に寄与していることを明らかにした。同様に、本研究では、IBD患者における乳化剤暴露の25%を「穀類および穀類製品」（例、パン、穀類、米）が、26%を「穀類ベースの製品および料理」（例、甘いビスケット、ケーキ、ペストリー）が占めている。これは、乳化剤が多くの超加工食品（UPFs）に添加されており、主な食品カテゴリーの1つがパンやその他の焼き菓子であることから、当然のことである1。例えば、この研究では、レシチンは「シリアルベースの製品および料理」（34％）、「菓子類およびシリアル／ナッツ／シードバー」（25％）、「特別食」（シェイクやバーの食事代替品、プロテインシェイク、栄養補助食品など、10％）に最も多く含まれていた。米国の別の研究では、レシチンは「食事代替飲料」（58％）、「クッキー」（40％）、「風味スナック」（23％）に最も多く含まれていると報告されている。
本研究の大きな長所は、オーストラリアの食品供給における5022品目のユニークな食品を調査し、以前から指摘されていた研究のギャップである乳化剤の摂取に寄与する主な食品源を特定したことである。この情報は3日間の食事日記から得られたものであるため、オーストラリア人が食べているものを反映した適切なものであり、将来の臨床試験や臨床アドバイスに役立てることができる。また、誤報告も非常に少なく（2％未満）、暴露の推定値に偏りがないことが示された。さらに本研究は、IBDの小児と成人、活動期と寛解期、IBDのタイプ間で乳化剤の摂取量を比較した初めての研究である。
本研究には認識すべき限界がある。第一に、本研究では、食品ラベルに記載されている情報が不足しているため、乳化剤の実際の摂取量（例えば、ミリグラム/日）を把握する能力に限界がある。現在、食品中の乳化剤の正確な含有量を測定する確立された方法論はないため、これらの食品の個々の摂取量を定量化することはできない1。第2に、製品ラベルに添加物E322として記載されているのは大豆レシチンとヒマワリレシチンのみであるが、レシチンは天然の卵黄にも含まれている36。第三に、特定の市販ブランド名（例：ピーターズ・ギリシャ風ヨーグルト）ではなく、簡略化された食品記述子（例：ギリシャ風ヨーグルト）を用いて食品項目が食品日誌に記録された場合、暴露の評価方法について仮定がなされた。このことは、食品に使用される乳化剤の種類と存在にメーカー間でかなりのばらつきがある可能性があるため、内部妥当性に影響を及ぼすであろう35。第4に、自家製および持ち帰り食については詳細が不十分であるため、これらの食品における乳化剤の存在を確信をもって確認することができない。これらの場合、製品は「暴露なし」と判定されたため、調査結果は乳化剤暴露を過小評価する可能性が高い。本研究では、前臨床モデルにおいて有害性が確立された乳化剤のみを調査した。しかし、世界の食品供給において使用が許可されている乳化剤は約65種類あり、そのほとんどは炎症誘発の可能性についてまだ試験されていない2。最後に、本研究では、現在の乳化剤摂取量が診断前の摂取量を反映しているかどうかを判断することはできない。
IBDにおける乳化剤の影響を調査する現在の研究は、実験モデルや小規模の急性ヒト試験に限られている。乳化剤が疾患の経過、腸内細菌叢、炎症バイオマーカー（例えば、CRP、便中カルプロテクチン）に及ぼす影響を、より長期間の対照ヒト試験で検討する今後の研究が必要である。IBD患者における乳化剤の摂取制限の有効性について重要な知見が得られるであろうヒト臨床試験がいくつか進行中である。炎症誘発性の高い腸内細菌叢への移行は、乳化剤の種類や由来ではなく、その量に比例するというエビデンスがいくつかあることから、乳化剤の摂取量の正確な定量を行うことは、食品製造業者からの乳化剤の定量および抽出に関連する課題や、食品供給における使用のばらつきのために、不可能に近い。IBDの今後の研究では、乳化剤だけでなく、糖化最終生成物（AGEs）など、UPFに含まれる他の食物成分への暴露についても検討すべきである。高度糖化最終生成物は、食品が加熱処理されることで形成され、現代の欧米化した食生活に広く浸透している。AGEsの過剰摂取は酸化ストレスと炎症を引き起こすことが示されている38。また、IBD患者における乳化剤の摂取回避習慣や乳化剤に関する知識を調べる定性的な調査も有用であろう。
全体として、IBD患者は健常対照者よりも多くの乳化剤にさらされていた。しかし、乳化剤への暴露に最も寄与しているのはMDGとレシチンであり、これらは前臨床試験やヒト試験において、まだ炎症への悪影響が証明されていない。カラギーナン、CMC、P80のような炎症性乳化剤の摂取量は、この集団における平均暴露量が最も低いことが示された。このことは、食品供給におけるこれらの乳化剤の存在が、よく言われているほど一般的ではないことを示唆しているのかもしれない。
謝辞
ニューサウスウェールズ大学はAIM研究の主要スポンサーである。本研究はGastroenterology Society of Australia（GESA；研究協力賞2018）、Sydney Children's Hospital Randwick、St George and Sutherland Medical Research Foundation（SSMRF；研究助成金2019）、およびCrohn's Colitis Australiaの支援を受けた。