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腸内細菌叢がインフルエンザワクチンの効果を高める 温暖化の影響も 東京大学

 腸内細菌叢がインフルエンザワクチンの効果を高める仕組みを明らかにしたと、東京大学の研究グループが発表した。
 暑さによる食欲の低下が、腸内細菌叢のバランスの乱れにつながり、結果としてワクチン効果の低下につながっている可能性がある。
 「過度なダイエットはワクチンの効果を低下させるおそれがある」と指摘している。
腸内細菌由来の代謝産物がワクチン効果に影響
 東京大学の研究グループは、腸内細菌由来の代謝産物や、外気温や摂食量などが、インフルエンザウイルス感染後の免疫応答やワクチン効果に影響を及ぼすことを世界ではじめて明らかにした。

 腸内細菌叢がインフルエンザウイルスの特異的な免疫応答に役立っているという。過度なダイエットなどが、インフルエンザワクチンの効果を低下させる可能性がある。

 研究は、東京大学医科学研究所 感染症国際研究センターウイルス学分野の一戸猛志准教授、同センターおよび日本学術振興会特別研究員の森山美優氏によるもの。詳細は「米国科学アカデミー紀要」に発表された。

関連情報
腸内細菌叢がウイルスに対する免疫応答を誘導
 健康な腸内細菌の働きにより、消化酵素では消化できない食物繊維を消化して、短鎖脂肪酸(酪酸、プロピオン酸、酢酸)などの腸内細菌由来の代謝産物が多く作られる。

 一方、暑さによる食欲の低下や、抗生物質による腸内細菌叢のバランスの破綻などにより、腸内細菌叢由来の代謝産物の産生は低下する。

 これまでの研究では、腸内細菌叢がインフルエンザウイルスに対する免疫応答を誘導するメカニズムはよく分かっていなかった。

 また、地球温暖化により、ジカウイルスを媒介する蚊や、重症熱性血小板減少症候群(SFTS)ウイルスを媒介するマダニなど、感染症を媒介するさまざまな生物の生息域が拡している。

 外気温がウイルス感染後に誘導される免疫応答に与える影響も不明だった。

 研究グループは今回、地球温暖化を想定した36℃という暑い環境でマウスを飼育。22℃で飼育したマウスに比べ、インフルエンザウイルス、ジカウイルス、SFTSウイルスの感染後に誘導される免疫応答が低下することを確かめた。
免疫誘導にバランスの良い腸内細菌叢が必要
 暑い環境で飼育したマウスは摂食量が低下し、これが免疫応答を低下させる要因となっていると考えられる。

 そこで研究グループは、宿主の栄養状態がインフルエンザウイルスに対する免疫応答の誘導に重要な役割を果たすという仮説を立てて検証。

 その結果、36℃で飼育したマウスに腸内細菌由来代謝産物やグルコースを投与すると、低下していたウイルス特異的な免疫応答が部分的に回復することを突き止めた。

 36℃で飼育したマウスの体内では、4℃や22℃で飼育したマウスに比べ、体内のウイルス増殖が高くなり、ウイルスを排除するまでにかかる時間が長くなることが分かった。

 22℃で飼育したマウスの餌の量を半分に制限したところ、肺組織のオートファジー応答が亢進し、インフルエンザウイルス感染後の免疫応答が低下することも確かめた。

 インフルエンザウイルスの感染に対する免疫応答の誘導には、バランスの良い腸内細菌叢が必要で、それには気温の影響が大きいことが明らかになった。
過度なダイエットはワクチンの効果を低下させる
 これらのことから、外気温がウイルス特異的な免疫応答の誘導に影響し、腸内細菌叢がインフルエンザウイルス特異的な免疫応答に役立つことを、世界ではじめて明らかにした。

 ヒトの生活は外気温に大きく影響を受けている。インフルエンザウイルスの流行がピークとなる1月の東京の平均気温は5℃。外気温がウイルス感染後の免疫応答に与える影響を解明する意義は大きい。

 今回の研究は、腸内細菌叢がインフルエンザウイルスの特異的な免疫応答に役立つ理由を解明したもので、外気温がウイルス感染後に誘導される防御免疫応答の誘導に影響を与えることを示した世界ではじめてのものだ。

 ワクチンなどと混合して投与することで、その抗原に対する免疫応答を増強させる物質をアジュバントと呼ぶ。研究成果は、経鼻ワクチンの効果を食品成分により改善する新しいアジュバントの開発などにも役立つと期待される。

 また、米国では弱毒生インフルエンザワクチンが認可されていて、日本でも経鼻投与型インフルエンザワクチンが臨床試験段階にある。

 「日本では女性のやせが多い。過度なダイエットはインフルエンザワクチンの効果を低下させる可能性がある」と、研究者は指摘している。

 また、地球温暖化や食糧危機などもワクチンの効果を低下させるので、対策を講じるための研究が必要としている。

インフルエンザを1万倍の精度で判定できる検査法を開発
痛くないインフルエンザ診断を実現
 東京大学の研究グループは、インフルエンザウイルスをたった1つでも検出できる超高感度の検査法を開発した。現在の検査法の最大1万倍も高感度で、うがい液からも検出できるという。

 開発に成功したのは、極めて微小な空間にインフルエンザウイルス1つを閉じ込めて検出する方法で、「デジタインフルエンザ検出法」と名付けられた。

 現在の検査法は抗原抗体反応を利用する方法で「イムノクロマト法」と呼ばれる。インフルエンザウイルスのほか、ノロウイルスやアデノウイルスの検出などに広く使われているが、ウイルスの量がある程度ないと有無を判定できない。

 研究グループは、インフルエンザウイルスの表面にキノコのように突出したかたちの酵素があることに着目。この酵素によって分解されると蛍光を発する「蛍光基質」を微小容器に閉じ込めて蛍光の状態を観測する方法を思いついた。

 1cm²に極めて微小な容器が60万個も並んだ微小のアレイを、微細加工技術により開発。このアレイにウイルスと蛍光基質を混ぜた溶液を入れてみたところ、ウイルス1つが容器内に閉じ込められて蛍光を発するのを確認。

 蛍光を発する容器の数を数えることによってウイルスの数や濃度を調べることができることを確かめた。

 研究グループは、この検出法の精度を調べるために、患者のうがい液を用いてウイルスの検出を試みた。その結果、イムノクロマト法では検出できない検体からもウイルスを検出することに成功。同法の最大1万倍も高感度に検出できることも確認できた。

 現在多くの診療所では、インフルエンザに感染したかどうかの診断に鼻腔拭い液を使っている。デジタルインフルエンザ検出法は、だ液やうがい液などでも判定できて、負担が小さい診断法の実用化につながるという。

 インフルエンザを早期に診断できる高感度な検査法が実用化できれば、インフルエンザに感染しても、発熱などの症状が現れる前に薬を飲んで発症を抑制することなども可能性になる。

 研究は、東京大学大学院工学系研究科の田端和仁講師、皆川慶嘉主任研究員、野地博行教授らの研究グループによるもの。

東京大学医科学研究所 感染症国際研究センター
High ambient temperature dampens adaptive immune responses to influenza A virus infection(米国科学アカデミー紀要2019年2月4日)
東京大学大学院工学系研究科
Antibody-free digital influenza virus counting based on neuraminidase activity(Scientific Reports 2019年1月31日)
[Terahata]

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