潰瘍性大腸炎に対する抗生物質併用療法で改善する患者と改善しない患者の腸内細菌叢の比較：糞便メタゲノム解析による検討

哉百名

2024年10月20日 00:20

オープンアクセス論文

潰瘍性大腸炎に対する抗生物質併用療法で改善する患者と改善しない患者の腸内細菌叢の比較：糞便メタゲノム解析による検討

著

大草俊文

1,2,*,

加藤公俊

関塚剛

杉山敏郎

佐藤信弘

1と

黒田誠

順天堂大学大学院医学研究科微生物病態学分野〒113-0033 東京都千代田区神田駿河台1-1-1

東京慈恵会医科大学附属柏病院内科消化器・肝臓内科〒277-8567 千葉県柏市柏2-1-1

日本大学医学部研究企画開発部門（〒173-8610 東京都千代田区日本橋兜町3-1

国立感染症研究所病原体ゲノム研究センター、東京、〒162-8640

北海道大学病院先進消化器がん分子標的治療・予防研究部（日本、札幌、060-8648

著者名

Nutrients 2024,16(20), 3500; https://doi.org/10.3390/nu16203500 (DOI登録中)

投稿受理： 2024年9月16日／改訂：2024年10月3日／受理：2024年10月9日 2024年10月9日 / 掲載：2024年10月16日

(この論文は特集号「食事、腸内細菌叢、消化器疾患」に属しています )

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バージョンノート

要旨

背景/目的：潰瘍性大腸炎（UC）の原因は、遺伝的に影響を受けやすい患者の常在菌に関係している可能性がある。我々は以前、ランダム化比較試験（RCT）において、活動性潰瘍性大腸炎患者において抗生物質の3剤併用療法が寛解を誘導することを証明した。今回われわれは、抗生物質併用療法が奏効した患者の腸内細菌叢の変化を調べた。方法： ATM/AFM（アモキシシリン、メトロニダゾール、テトラサイクリンまたはホスホマイシン）療法を2週間行ったUC患者31名を本研究に登録した。これらのUC患者の臨床状態は部分的Mayoスコアによって評価された。腸内細菌叢は糞便サンプルのメタゲノムショットガン分析によって比較された。結果．31名の患者のうち、16名と8名はATM/AFM治療により3ヵ月間にそれぞれ完全寛解と部分寛解を経験したが、7名ではATM/AFMは有効性を示さなかった。活動期の治療前のディスバイオーシスは、バクテロイデス属、パラバクテロイデス属、リッケネラ属、クロストリジウム属、フラボニフラクター属、ペラギバクター属、ボルデテラ属、マシリア属、ピスクリケッチア属の個体数の増加と関連している可能性があった。メタゲノム解析の結果、ATM/AFM療法開始後わずか2週間という早い段階で腸内細菌叢に劇的な変化が認められた。レスポンダー群では治療後、ビフィズス菌と乳酸菌の個体数が有意に増加し、バクテロイデスの個体数は減少した。結論．これらの結果から、メタゲノム解析により抗生物質併用療法後の腸内細菌叢に顕著な変化があることが示唆された。抗生物質3剤併用療法では、寛解はビフィズス菌と乳酸菌の増加と関連していた。

キーワード

潰瘍性大腸炎; 抗生物質併用療法 ;メタゲノム解析

1. はじめに

潰瘍性大腸炎（UC）の発症に腸内細菌叢が重要な役割を果たしていることを示唆する証拠が増えてきている [1]。腸管感染症に罹患しやすい患者では、腸内細菌成分のディスバイオシスに対する細胞介在性免疫応答が過剰に亢進し、その結果、腸管炎症と病態が引き起こされる [2]。腸内細菌叢のプロフィールは、活動性のUC患者と健常対照者では大きく異なる [1]。したがって、微生物病原体に対する適切な抗生物質療法によってUC患者の腸内細菌叢を変化させれば、活動性UCの改善や寛解につながる可能性がある。

我々の以前の報告では、Fusobacterium varium(F. varium)がUC患者の大腸粘膜に84％という高い頻度で存在することが判明している[3]。さらに、F. variumの培養上清の産物である酪酸は、マウスにUC様の病変を引き起こすことが示された[4]。これらの研究結果に基づいて、活動性UCの寛解と維持におけるF. variumを含むUCの微生物病原体に対する抗菌薬併用療法（アモキシシリン、テトラサイクリン、メトロニダゾール（ATM）、2週間）の有効性を検討する多施設共同RCTが実施された［5］。ATM療法はプラセボと比較して、活動性UC患者において内視鏡スコアやMayoスコアの改善、寛解、ステロイド離脱をより効果的にもたらした。さらに、2週間の抗生剤併用療法（ATM療法）は、ステロイド抵抗性あるいはステロイド依存性の活動性UC患者において有効かつ安全であることが、多施設共同長期追跡研究により示唆された。抗生物質-ATM療法に伴う腸内細菌叢の変化を、粘膜関連細菌成分の末端制限断片長多型（T-RFLP）により評価した。ATM療法はUC患者の腸内細菌叢に長期的な変化を引き起こし[6]、この変化は少なくとも部分的には治療の臨床効果に関連している可能性がある。最近、われわれはATM療法をAFM療法（アモキシシリン、ホスホマイシン、メトロニダゾール）に変更した。AFM療法はATM療法と同様にUCの治療に有効である。

近年、潰瘍性大腸炎に対する腸内細菌を標的とした治療法として糞便移植療法が行われているが、有効性と無効性の両方の報告があり、結論は出ていない[1,8]。しかし、潰瘍性大腸炎に対するFMTの前に糞便移植療法だけでなくATM/AFM療法と同様の抗生剤併用療法を行った研究では、50％以上の奏効率が報告されている[9]。

現在までのところ、寛解期にある患者、寛解期にあった患者、抗生剤併用療法が無効で寛解期にあった患者の間で、メタゲノムによる微生物動態の包括的な評価は行われていない。近年、がんに対する抗PD1抗体を用いた免疫療法の治療反応に腸内細菌が関与していることが報告されている[10]。そこで我々は、ショットガンシーケンスと糞便サンプルのメタゲノム解析により、抗生物質併用療法（ATMとAFM）に伴う細菌の分類学的および機能的変化を特徴付けた。糞便サンプルは抗生物質併用療法前、治療中、治療3ヵ月後に採取した。

2. 材料と方法

2.1. 被験者

多施設共同非盲検試験を日本の3病院（東京慈恵会医科大学附属柏病院、日本大学医学部附属病院、北海道大学医学部附属病院）で実施した。各施設の施設審査委員会または倫理委員会がプロトコルを承認した。対象者は全員、書面によるインフォームド・コンセントを行った。対象患者はすべてUCと診断されていた。研究対象者は、5-ASA療法、ステロイド療法、免疫調節剤療法、抗TNF療法を受けている慢性再発性または持続性UC患者で、定期的に外来を受診しているか入院している患者から選択された。中毒性巨大結腸症やペニシリンアレルギーのある患者、妊娠中の患者、重篤な肝疾患や腎疾患のある患者、精神疾患のある患者は除外された。また、試験開始前4週間以内に抗生物質を服用した患者、試験開始時にClostridium difficileやその他の糞便性病原体に感染していた患者も除外した。

2.2. 試験デザイン

患者は2週間、アモキシシリン（1500mg/日）、テトラサイクリン（1500mg/日）またはホスホマイシン（3000mg/日）、メトロニダゾール（750mg/日）（ATM/AFM）の抗生物質併用療法を受けた。UCの治療は、日常臨床に基づき、スルファサラジン、5-アミノサリチル酸、プレドニゾロン、アザチオプリン（AZA）、抗TNF抗体（インフリキシマブ）を用いて行われた。これらの薬剤の標準用量は、登録の少なくとも1ヵ月前に投与された。その後、プレドニゾロンを除くこれらの薬剤の用量と投与は試験期間中維持され、症状が改善した時点で、プレドニゾロンの用量は8週目以降、1日20mgに達するまで週5mgずつ漸減された。その後、投与を中止するまで1週間あたり2.5mgずつ減量した。抗生物質併用療法後、プロバイオティクスやプレバイオティクスは投与されなかった。

各評価において、患者は症状に関する質問票に記入し、臨床検査を受け、Mayoのパーシャルスコア[11]を決定した。Mayo部分得点によると、2～4点が軽度、5～6点が中等度、7点以上が重度であった。部分的Mayoスコアは、症状と徴候の組み合わせに基づいて疾患活動性を評価するもので、スコアは0～9の範囲である。臨床効果はMayo Clinicの部分スコアが3点以上減少し、かつ30％以上減少することで定義され、UC患者では直腸出血の下位尺度がベースラインから1点以上減少するか、直腸出血の絶対スコアが0または1になることで定義された。臨床的寛解は、Mayo Clinicの部分スコアが2以下、便の回数と直腸出血のサブスコアの合計が1以下と定義された[12]。上記のスコアから逸脱したものは非反応とみなされた。

臨床的再発は、2日間連続して目に見える血便が再発すること、および/または頻回の下痢（1日6回以上の排便）、夜間下痢、腹部けいれんが再発することと定義した。患者が再発した場合、または重症もしくは劇症型UC症状を発症した場合は、試験を中止し、適切な治療を行った。患者は毎週または毎月クリニックを訪れ、臨床検査によって評価された。30mg/日以上のプレドニゾロンを2週間以上静注または経口投与しても症状が改善しない患者はステロイド不応と分類され、プレドニゾロンを10mg/日以上に漸減中に再発し、再発せずにステロイドを中止できない患者はステロイド依存と分類された。

2.3. 検体採取

各患者からATM/AFM治療前、治療後、治療3ヵ月後に糞便サンプルを採取した。各患者の糞便は、使用するまで-80℃で凍結保存した。

2.4. 糞便サンプルからのDNA単離

患者の糞便（約100mg）を10mLのTris-EDTA緩衝液（pH7.5）に懸濁し、50μLの100mg/mL鶏卵白から精製したVI型リゾチーム（MPBIO, Derby, UK）、および50μLの1mg/mL精製アクロモペプチダーゼ（Wako, Osaka, Japan）を加え、その後37℃で1時間攪拌しながらインキュベートした。次に、0.12 gのドデシル硫酸ナトリウム（最終濃度1%）を加え、懸濁液が透明になるまで混合した。最後に、100μLの20mg/mLプロテイナーゼK（和光）を加え、攪拌しながら55℃で1時間インキュベートした。粗核酸の精製はフェノール-クロロホルム抽出で行い、RNAはエタノール沈殿を行い、QIAamp DNA Stool Mini Kit（QIAGEN、東京、日本）のASLバッファー1.6 mLに溶解した。分子生物学実験による阻害物質の除去が糞便中で確実に行われるように、抽出したDNAサンプルをQIAamp DNA Stool Mini Kit（QIAGEN社製）を用いて、製造元の指示に従って精製した。

2.5. 全DNA配列決定とメタゲノム解析

NexteraXT DNA Sample Prep Kit（イルミナ互換、EPICENTRE Biotechnologies、米国ウィスコンシン州マディソン）を用いてDNAライブラリーを調製し、製造元の指示に従ってMiSeq（イルミナ、米国カリフォルニア州サンディエゴ）を用いてシーケンスランを行った。得られたDNAシーケンスリードはすべて、BWA-MEMリードマッピングソフトウェア[13]を用いて参照ヒトゲノム配列にアライメントし、低品質塩基およびアダプター配列を除去するための品質トリミングを行った。残りの配列リードは、4つの公開データベース（nt、refseq genomic、Representative_Genomes、other_genomic）に対してmegaBLAST検索を行った。リードの分類学的割り当てのために、これらの相同性検索結果をMEGANバージョン6.7.0[14]を用いて解析した。細菌の分類群に割り当てられた短いリードが抽出され、続いてメタゲノムデータが100万リード数に正規化された。β多様性指標はR veganパッケージの "betadiver "を用いて解析し[15]、主座標解析（PCoA）は "plot "関数を用いて行った。細菌群集の統計解析とメタデータの分類を行い、R veganパッケージの "adonis "を用いて10,000回の並べ替えとBray-Curtis非類似度法を用いて並べ替え多変量分散分析（PERMANOVA）を行った。メタゲノムバイオマーカー探索アプローチであるLefSeを用いて、治療前および抗生物質投与後3ヵ月以上のUC患者の糞便サンプル中の細菌種の存在量の差異を決定した。線形判別分析の効果量（LEfSe）については、Kruskal-Wallis検定とペアワイズWilcoxon検定を行い、次いで線形判別分析（LDA）を行い、各存在量の異なる分類群の効果量を評価した[16]。本研究では、p値＜0.05を両手法における統計的有意性を示すとみなした。数が著しく増加した細菌は、LDAスコア（log10）が2以上のものと定義した。

2.6. データの蓄積

ヒトを除くショートリード配列は日本DNAデータバンクに寄託した。

2.7. 統計解析

反応群と非反応群間の年齢、罹病期間、Mayoスコア、Mayo内視鏡スコアの差の有意性を調べるために、Mann-Whitney U検定を用いた。両群間の性別、病変範囲、臨床的重症度、ステロイド使用量、薬物使用量の比較にはカイ二乗検定とフィッシャーの正確量検定を用いた。すべての計算はSTAT VIEWソフトウェア、バージョンJ 5.1（SAS Institute, Inc.） p値＜0.05は統計学的有意性を示すとみなされた。

3. 結果

3.1. ベースラインの特徴

活動性UC患者31例（表1；年齢中央値45歳、範囲22-66歳、男女比17/14）が登録され、Mayo部分スコアの基準では、重症（n=2）、中等症（n=25）、軽症（n=4）であった。左側大腸炎と広範囲大腸炎が大半を占めた。ステロイド不応性UC患者4例とステロイド依存性UC患者14例が含まれた。

表1. 患者のベースライン特性

抗菌薬投与2週後と3ヵ月後にMayoの部分スコアで臨床効果が認められ、24例が反応群であった（表1）。しかし，ATM/AFMは非反応群の7例において有効性を示さなかった。年齢、性別、罹病期間、Partial Mayo score、Mayo score、Mayo endoscopic score、罹病範囲や重症度、ステロイドの使用状況、内服薬に、反応群と非反応群で有意差はなかった。

3.2. メタゲノム解析

糞便サンプルのショットガンメタゲノム解析の結果を、治療前、投薬終了2週間後、治療3ヵ月後にATM/AFM療法を受けた2群間で比較した。

腸内細菌叢の劇的な変化は、治療の初期段階、すなわちATM/AFM療法開始後わずか2週間で観察され（図1および図2 ）、抗生物質療法が細菌群集構造に強い影響を与えたことが示唆された。種の豊富さと均等性を評価する糞便α多様性も分析した。ベースラインでは、レスポンダー群は非レスポンダー群と区別できなかった（図1）。シャノン多様性指数は、投薬終了後、反応群と非反応群でベースライン時よりも有意に低かった（PERMANOVAp< 0.05）。シャノン指数は、抗菌薬投与3ヵ月後には奏効群、非奏効群ともに回復した。抗菌薬による細菌叢の変動は大きかったが、治療後の細菌叢の多様性は概ね増加する傾向にあった。

図1. シャノンα多様性は、治療前のベースラインと比較して、投薬終了後に奏効群および非奏効群で有意な減少を示した（PERMANOVAp< 0.05）。シャノン指数は、抗菌薬投与後3ヵ月で奏効群、非奏効群ともに回復した。抗菌薬による細菌叢の変動は大きかったが、細菌叢の多様性は治療後に概ね回復する傾向にあった。青い点は各被験者のデータを示す。

図2. β多様性距離を用いた細菌群集の種レベルでの分類構造の主座標分析（PCoA）。色の付いた長方形は、各分類の重心を示す。PCoAの結果、ATM/AFM療法終了時および抗生物質投与3ヵ月後の腸内細菌叢は、抗生物質投与前と比較して有意に変化していた（A ）。細菌叢の組成は、レスポンダー群と非レスポンダー群において、抗菌薬投与による3ヵ月間の治療前後で変化した（B,C ）。レスポンダー群における細菌量の差は、治療後3ヵ月で異なる細菌叢が形成された可能性を示唆している。しかし、非応答群では、治療前と治療3ヵ月後のβ多様性に有意差は認められなかった。

主座標分析（PCoA）を、β多様性距離を用いて細菌群集の分類学的構造を種レベルで行った（図2）。色の付いた長方形は、各分類の重心を示している。PCoAの結果、ATM/AFM療法終了時および抗生物質投与3ヵ月後の腸内細菌叢は、抗生物質投与前と比較して有意に変化していた（図2A）。細菌叢の組成は、レスポンダー群と非レスポンダー群において、抗菌薬投与による3ヵ月間の治療前後で変化した（図2B；図2C）。レスポンダー群では、治療3ヵ月後に異なる細菌叢が形成された可能性がある。しかし、非反応群では、治療前および治療3ヵ月後のβ多様性に有意差は認められなかった。

3.3. 種レベルでの線形判別分析効果量（LefSe

効果量測定（LEfSe）と組み合わせた線形判別分析（LDA）により、糞便サンプルにおける治療前と治療段階3ヵ月後の識別を可能にする特徴のリストが明らかになった。治療前のレスポンダー群（図3）と抗生物質投与3ヵ月後のレスポンダー群（図3）のメタゲノミックデータを比較すると、活動期の治療前のディスバイオーシスは、バクテロイデス属、パラバクテロイデス属、リッケネラ属、クロストリジウム属、フラボニフラクター属、ペラギバクター属、ボルデテラ属、マッシリア属、ピスクリケッチア属の個体数の増加と関連している可能性が示唆された。投与後の反応者では、ビフィドバクテリウム属とラクトバチルス属（B. longum、B. breve、L. plantarum、L. reuteri、L. brevis、B. kashiwanohense、L. vaginalis、L. johnsonii、B. moukalabense）の個体数が有意に増加し、バクテロイデス属の個体数は減少した。一方、無反応群では、抗生物質投与前にBacteroides属、Parabacteroides属、Rickenella属、Clostridium属、Flavonifractor属、Pelagibacter属、Bordetella属、Massilia属、Piscrickettsia属の個体数が増加していたが、投与後、Bacteroides属、Parabacteroides属、Bifidobacterium属、Lactobacillus属などの腸内細菌叢成分の存在量に有意な変化は認められなかった。

図3. 種レベルでのLEfSe。治療前のレスポンダー群と抗生物質投与3ヵ月後のレスポンダー群とのメタゲノミックデータの比較から、活動期の治療前のディスバイオーシスは、バクテロイデス属、パラバクテロイデス属、リッケネラ属、クロストリジウム属、フラボニフラクター属、ペラギバクター属、ボルデテラ属、マッシリア属、ピスクリケッチア属の個体数の増加と関連している可能性が示唆された。治療後の反応者では、ビフィドバクテリウム属とラクトバチルス属の個体数が有意に増加した。

4. 考察

腸内細菌叢は、活動性のUC患者と健常対照群との間で、dysbiosisに関してかなり差がある [1,2]。したがって、微生物病原体に対する適切な抗生物質療法は、UC患者の腸内細菌叢を変化させ、活動性UCの改善と寛解をもたらす可能性がある。われわれの以前の研究で、抗生物質、ATM、AFMの併用療法により、活動性UCの臨床的および内視鏡的な有意な改善が明らかにされた[5,7]。最近、同様のATM療法が難治性の小児UC患者に有効であることが報告されている[17,18,19,20]。これらの研究では、抗生物質は経口投与された。一方、成人の潰瘍性大腸炎を対象としたRCTでは、経口投与ではなく静脈注射による多剤併用抗菌薬投与は無効であったと報告されている[21]。経口投与が静脈内投与よりも有効であったことは、抗菌薬が腸内細菌叢を変化させ、UC発症率を改善させたことを示唆している。小児急性重症潰瘍性大腸炎に対する同様のATM療法[18]では、投与5日後、小児潰瘍性大腸炎の平均活性は対照群より有意に低下した。治療前の糞便微生物叢では、Escherichia属、Haemophilus属、Enterobacter属が非常に優勢であり、これらはすべてGammaproteobacteria属に属し、健康な腸内細菌叢を支配することはまれであった。しかし、抗生物質投与中は、ガンマプロテオバクテリア（主にエシェリヒア属とヘモフィルス属）に属する分類群の増加が観察され、クロストリジウム目とバクテロイデス目（既知の酪酸産生菌の多くが属する）に属する複数の分類群が減少した。対照群では寛解初期にプロテオバクテリアのブルームが観察された患者はいなかったが、抗生物質を投与された患者数名ではプロテオバクテリアが優勢であった。したがって、腸内細菌叢におけるプロテオバクテリアの優勢は必ずしも悪いことではない。ATM療法に関する我々の以前の研究では、粘膜関連細菌成分の末端制限断片長多型（T-RFLP）のプロファイルを変化させ、粘膜細菌とFusobacterium variumの存在量を減少させた[22]。リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（PCR）研究によると、治療後に有意に減少したのはF. variumのみであった［6］。これまでの研究で示されているように、UC患者の腸内では細菌の多様性が減少し、フソバクテリウムの存在量が増加している [23,24,25]。フソバクテリウムについては、UC患者を対象としたFMTの研究で、寛解に至らなかった患者では腸内細菌叢のフソバクテリウムが増加していることが示された [26]。この研究では、糞便微生物叢にはフソバクテリウムはほとんど含まれていなかった。フソバクテリアの検出率が低いのは、糞便中の細菌数が少なく、バクテロイデスなどの優占菌が多く検出され、有病率の低いフソバクテリアが無視されているためと考えられる。実際、潰瘍性大腸炎患者では、糞便ではなく粘膜の微生物叢を解析することにより、しばしばフソバクテリアが検出される[4,6,25]。さらに、バクテロイデーテス（Bacteroidetes）属とラクトバチルス（Lactobacillus）属の減少もみられたが、ファーミキューテス（Firmicutes）属への影響についてはまだ議論の余地がある [27,28]。

抗生物質併用療法は、UC患者の粘膜微生物叢に有意な変化を誘発し、治療後少なくとも3ヵ月間維持することができる [6]。これらの結果は、抗生物質併用療法が治療後の粘膜および糞便微生物叢の存在量を変化させ、減少させたことを示唆している。しかし、上記の研究では、全ゲノムのショットガンメタゲノム解析ではなく、16Sメタゲノム解析が行われていた。この研究ではショットガンメタゲノム解析を用いており、活動性UC患者における抗生物質併用療法後の微生物叢の変化に関するメタゲノム解析データはなかった。

この研究により、Mayoスコアが部分的であったUC患者17人と7人が、ATM/AFM療法に反応して、3ヵ月間にそれぞれ完全寛解と部分寛解を経験したことが明らかになった。メタゲノム解析による抗生物質併用療法前後の微生物分類学的変化を同定し、治療反応者と非反応者に関連付けた。両群とも、腸内細菌叢の劇的な変化は治療初期、すなわちATM/AFM療法開始後わずか2週間で観察され、抗生物質療法が細菌群集構造に強く影響していることが示唆された。ATM療法後、抗生物質投与後3ヵ月で微生物叢のShannon indexα多様性は、反応群、非反応群ともに回復した。しかし、レスポンダー群では、治療3ヵ月後に異なる細菌叢が形成されている可能性があったが、非レスポンダー群では、治療前と治療3ヵ月後のβ多様性に有意差は認められなかった。LEfSe解析による菌属レベルでの解析によると、メタゲノミックデータの比較から、活動期における治療前のディスバイオーシスには、門レベルでバクテロイデス、パラバクテロイデス、リッケネラ、クロストリジウムの個体数の増加が関連している可能性が示唆されたが、ATM/AFM治療終了から3ヵ月後の寛解期には、ビフィズス菌と乳酸菌の比率が顕著に増加した。腸内細菌叢の変化は、正常細菌叢に対する免疫反応の異常など、バリア機能の破綻を引き起こし、UCを発症させる可能性が報告されている[1,2]。腸管上皮は、管腔環境と粘膜免疫系との間のバリアとして機能し、有害な分子や微生物から守っている。善玉菌やプロバイオティクスは、バリアの完全性を強化し、局所防御（ムチンとIgAの産生）を増加させ、炎症性免疫反応やアポトーシスを抑制して粘膜の恒常性を促進することにより、粘膜の健康を促進する。一方、病原菌や病原性細菌は、タイトジャンクションタンパク質の発現や局在を抑制し、アポトーシス/増殖の調節異常を引き起こし、炎症性シグナル伝達を増加させ、腸粘膜に直接ダメージを与える [29]。

粘膜バリア機能は、主にタイトジャンクション、マルチストレイン・プロバイオティクス（ラクトバチルス・プランタラム、ストレプトコッカス・サーモフィルス、ビフィドバクテリウム・ブレーベ）から構成されている。Lactobacillus paracasei,Lactobacillus delbrueckiisubsp.bulgaricus,Lactobacillus acidophilus,Bifidobacterium longum, andBifidobacterium infantis ）は、6週間のプロバイオティクス療法後、接合タンパク質の発現を上昇させた [30]。さらに、ビフィドバクテリウム・ロンガムは腸のバリア機能を改善し、炎症を抑制することが報告されている。レスポンダー群のATM/AFM療法終了3ヵ月後、ビフィズス菌と乳酸菌の増加が粘膜バリアを回復させ、UCの改善を引き起こす可能性が疑われる。乳酸菌とビフィズス菌はよく知られたプロバイオティクスであり、この結果がレスポンダー群の結果と一致したことは興味深い。今後、新たな治療法として抗生剤併用療法後のビフィズス菌と乳酸菌の組み合わせ（B. longum,B. breve,L. plantarum,L. reuteri,L. brevis,B. kashiwanohense,L. vaginalis,L. johnsonii,B. moukalabense ）の補充をさらに強化することが可能かもしれない。石川らは、AFM療法単独群とAFM療法後にFMTを行った群を比較し、FMTも行った群で奏効率、寛解率が高かったと報告している[31]。このことは、抗生物質治療後に上記のプロバイオティクスを投与することが有効である可能性を示唆している。

本研究の限界の一つは症例数が少ないことである。しかし、ショットガンメタゲノム解析は非常に高価であるため、少ない可能性もある。また、この研究では、抗生物質治療の効果に関与する腸内細菌を、反応者と非反応者の比較によって解析しているので、対照は必要ないと思われる。

5. 結論

メタゲノム解析により、抗生物質併用療法後の腸内細菌叢の顕著な変化が示された。抗生物質3剤併用療法において、寛解は治療後のビフィズス菌と乳酸菌種の増加と関連していた。新たな治療法として、抗生物質併用療法後のビフィズス菌と乳酸菌の併用補充をさらに強化することが可能かもしれない。

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