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2019年9月18日 (水)

Science デンチャープラーク微生物叢の群衆解析と義歯ケア ④

続き:

 

5. NGS を用いた近年の微生物叢研究の成果

 

 NGSの登場によって、人体の様々な部位から採取した検体中の微生物叢構成解析が手軽に行えるようになり、この分野の研究が飛躍的に進展した。次に、腸内細菌とデンタルプラーク細菌を対象にした解析例の紹介。

 

1) 腸内細菌叢

 日本人健常成人を対象に腸内細菌叢のメタ16S 解析を行った結果、最大の分類指標である門レベルではFirmicutes、Bacteroidetes、Actinobacteria、Proteobacteriaの4門が大部分を占めていた(表1 後)。さらに属レベルのメタゲノム解析では、Firmicutes 門に属する Ruminococcus属、Bacteroidetes 門に属する Prevotella 属と Bacteroides 属の3属のうち、どれが優勢な菌種であるかにより個人を3つの腸内細菌叢の型(エンテロタイプ)に分類できることが分かった。

 興味深いことに、このエンテロタイプは食習慣と相関が認められ、炭水化物中心の食事は Prevotella タイプ、タンパク質や動物性脂質の多い食事は Bacteroides タイプ、その中間が Ruminococcus タイプとされる。実際、肉食中心で脂肪摂取量も多い欧米人や中国人の多くは Bacteroides タイプになる一方、日本人の多くは中間の Ruminococcus に当てはまるらしく、国ごとの食文化の違いが集団の腸内細菌叢の違いに影響していると考えられる(表2 後)。

 特定の疾患に罹患した場合の腸内細菌叢の変動もメタゲノム解析されており、例えば2型糖尿病患者を対象にした中国の研究では、Clostridium 属、Bacteroides cacae、Escherichia coli などの日和見細菌の構成比が増加する一方、代謝的には有用な酪酸を産生する Roseburia、Eubacterium、Faecalibacterium 等の菌種が有意に減少しており、全身疾患によって腸内細菌叢が dysbiosis (病的細菌叢)の状態になっていることが示された。

 同様の研究がスウェーデンでも行われ、やはり酪酸産生菌群の減少が認められた一方で、Clostridium 属の菌種の他に乳酸桿菌の Lactobacillus gasseri と、う蝕原因菌の Strptococcus mutans が特徴的に増加しており、同一疾患であっても、それに影響を受ける腸内細菌叢は地域や、人種特異性がある可能性が示されている(表3 後)。

 

2) デンタルプラーク細菌叢

(1) 歯肉縁上プラーク細菌叢

 Takeshita らは歯肉縁上プラークを模したヒドロキシアパタイトディスク上に形成されるプラークについて、1週間にわたる細菌構成の変化をメタ16S解析した。その結果、プラーク成熟に伴う主な構成菌種とそれらの構成比の変遷パターンは、好気性の Neisseria や Rothia (Nocardia) が減少傾向を示す一方、通性または偏性嫌気性の Actinomyces、Fusobacterium、Veillonella などが増加、Streptococcus 属は終始高い構成比を占めることが示され、Ritz が1967年に発表した有名なデータと同様の変遷パターンを示した。

 最新技術を用いた解析結果と1960年代の古典的データが基本的に一致したのは興味深い。同時に本研究では、プラーク細菌叢の構成は個人差が大きく、さらにプラークの形成時期により構成比が大きく変動することも指摘されている。

(2) 歯肉縁下プラーク細菌叢

 Shi らは2015年、歯周炎に罹患した歯周ポケットを対象として歯周基本治療前後での歯周縁下プラークを採取し、それらの細菌叢構成をメタ16S解析により比較した。その結果、炎症の消退に伴い9つの菌属が顕著に減少し(つまり病的な歯周ポケットでは増加する)、その中には歯周病原性の高いレッドコンプレックス3菌属がすべて含まれていた。これとは逆に、基本治療による炎症消退で構成比が増加した種類として、 Actinomyces、Streptococcus、Rothia、Bergeyella の4属を見出している。

 

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