人の腸内には微生物が生息しており、主に細菌と真菌で構成されています。これらの微生物は人体の生理的プロセスとバランスを調節しています。腸内微生物群の変化はCOVID-19の感染進行、重症度、そして後遺症と関連をますます多くの証拠が示しています。

成人の消化管には約100兆の微生物が存在し、これは人体細胞の10倍に相当し、重さは約2キログラムにもなります。腸内フローラの機能には、消化機能の助け、胃腸の運動の調節、グルコースと脂肪の生成の調節、イオンの恒常性の維持、内外源性の毒素の解毒と除去、免疫の刺激、病原体の接着阻害、ウイルスの除去などが含まれます。

腸道中の分節糸状菌が
COVID-19ウイルスを不活化に

『Cell Host & Microbe』誌2024年1月号に掲載された新たな研究によると、研究者たちは動物実験を通じて、腸内微生物群の構成が呼吸器ウイルス感染に及ぼす影響を評価しました。その結果、腸内の分節糸状菌がマウスをインフルエンザウイルス感染から保護することがわかり、この保護効果はＲＳウイルス（RSV）およびCOVID-19ウイルスにも適用されます。

分節型糸状細菌（セグメント細菌）は、脊椎動物と無脊椎動物の回腸上皮に付着する宿主に適応した共生微生物群です。研究によると、これらの細菌が自然に存在するか外部から取得されたものであっても、ウイルス感染と戦う能力がありますが、肺内の肺胞マイクロファージの存在が必要です。

肺胞マイクロファージは、肺胞および肺胞隔壁に存在し、呼吸器系病原体の侵入に対する第一線の防御として機能します。これらの細胞は、病原体、外来物質の防御、感染の隔離および修復に重要な役割を果たします。

分節型糸状細菌（カビ菌類）が存在しないマウスでは、呼吸器ウイルス感染が進行するにつれて、肺胞が迅速に消耗されます。一方、節型糸状細菌が定着しているマウスでは、肺胞マイクロファージに変化が見られ、インフルエンザウイルスによる消耗や炎症のシグナル伝達に対抗し、肺胞マイクロファージはその数を増やし、インフルエンザウイルスを直接不活化します。

腸内フローラは気道の抗炎症反応に
重要な役割を果たす

腸と肺は機能的に異なりますが、同じ胚組織から発達するため、いくつかの共通の構造特性を持っています。腸も肺も粘膜で覆われており、粘液蛋白を分泌し、病原体に抵抗する共通の粘膜免疫システムを形成しています。

COVID-19に関する研究が進むにつれて、双方向で複雑な接続を持つ「腸肺軸」がますます注目されています。腸内フローラと微生物の代謝物は免疫調節に参加し、微生物群由来の代謝経路は遠位で機能し、気道の抗炎症に重要な役割を果たしています。

研究の著者であるアンドリュー・ゲヴィルツ博士はプレスリリースで、これらの発見が腸内フローラと長期存在する肺胞マイクロファージの機能、および呼吸器ウイルス感染の重症度との間の複雑な相互作用を明らかにしたと述べています。彼はさらに、「分節糸状菌が肺胞マイクロファージに影響を与える腸内微生物で唯一のものではないと考えています」と付け加えました。

論文の共同著者であるリチャード・プレンパー博士は、マウスの腸に生息する何千もの異なる微生物種の中で、一般的な共生微生物が呼吸器ウイルス感染に強い影響を与えたことを示しました。これらの発見が人間の感染にも適用される場合、患者の病状悪化リスクの評価に大きな影響を与える可能性があります。

研究によると、腸内微生物群の変化、特定の微生物種や微生物群由来の代謝産物の変化は、COVID-19患者の感染の重症度、疾患の進行、回復後の合併症の調節に重要な役割を果たしています。

ウイルスが呼吸器系に侵入し、
腸内フローラと代謝物に影響を与える

102名の重症COVID-19患者の便サンプル分析から、腸内微生物群の代謝産物である二次胆汁酸と脱アミノ化チロシンの濃度が低下していることがわかりました。これらの低下は、呼吸不全や死亡率の増加と関連があります。

また、COVID-19に感染した患者では、免疫調節能力を持つ細菌、例えばプラウスニッツィ菌やビフィズス菌科やラクノスピラ科の一部の細菌が減少し、場合によっては枯渇していることも発見されました。

さらに、造血幹細胞移植を受けた患者においては、頻繁に呼吸器ウイルス感染が見られますが、これらの患者の腸内微生物群分析によると、酪酸を生産する共生細菌が減少している患者では、ウイルス性呼吸器感染の進行が5倍に増加しています。

腸道健康を向上させ、強力な免疫力を構築

腸は人体内で最大の免疫器官であり、健康な腸が強い免疫力の構築と維持に寄与します。腸の免疫能力は食生活と密接に関連しています。

プロバイオティクスは腸に有益な善玉菌であり、安全性が高いとされる健康食品です。ある後ろ向きコホート研究によると、プロバイオティクス治療を受けたCOVID-19患者は、発熱、入院期間、COVID-19ウイルスの排除時間が顕著に短縮したとされています。また、重症のCOVID-19患者において、プロバイオティクス治療が下痢の症状の持続時間を明らかに短縮したとされています。

「BMJ Nutrition, Prevention & Health」誌2021年の研究では、食生活がCOVID-19の感染、症状の重症度、および疾患の持続時間にどのような影響を与えるかを分析しました。この研究には、6か国の2884人の医療従事者が参加し、彼らの食生活とCOVID-19感染状況を調査しました。

結果として、植物ベースの食事を習慣としている参加者は、そうでない参加者に比べて、中程度から重度のCOVID-19感染のリスクが73%減少していました。植物ベースまたは魚を多く含む食事をしている参加者は、そうでない者に比べて、同じ感染リスクが59%減少していました。

一方で、低炭水化物、高タンパク質の食事をしている参加者は、そうでない者に比べて、中程度から重度のCOVID-19感染のリスクが48%増加し、植物ベースの食事をしている人に比べて3倍以上のリスク増加が見られました。