マイクロバイオーム革命（１） 書評 10% Human 「あなたの体は9割が細菌」

マイクロバイオーム革命（１）　　書評　「あなたの体は9割が細菌」

 

 「ヒトゲノム計画」　は1990年に始まり、2003年に完了した。コンピュータによる解読作業の過程で、ヒトの遺伝子数がはたしてどのくらいであるかについては、さまざまな予想が立てられた。いくら何でも実験用のマウスの23,000 よりは多いだろう と思われた。さらに、どう考えたって小麦の26,000 よりは多いはずだ とも言われた。

 

当時の科学者たちは、ヒトの遺伝子数を55,000 とも150,000 とも予測していた。ちなみに、ミジンコは31,000 である。

 

 ヒトゲノム計画は、ついに　2003年にその完成版が公開された。そこにはヒトの全遺伝子の99%の配列が99.99%の正確さで含まれるとされている。そして、明らかになったヒトの遺伝子数は、なんと、ミジンコや小麦よりも少なく、21,000 であった。イネの約半分の遺伝子数である。 

結果としては、実験用マウスや、棘皮動物のウニ（23,000 ）と大して変わらない遺伝子数であった。この予想をした科学者は皆無であった。

 

 

２１世紀におけるこの壮大な　“予想の下回り”　には、人類の驕（おご）りと人類の底知れぬ無知、つまり、自らの存在と、自らの知性についての　“途方もない買い被り”　が潜んでいるように思われる。この　肩すかしの　“予想外れ”　は、ヒトゲノム計画という　“偉業の達成”　という喧伝にすっかり隠れてしまって、論じるひともあまりいないが、忘れてはならない科学史上の重要な　“事件”　であろう。

 

さて、このヒトゲノム計画の達成の４年後の　２００７年から、“ヒトマイクロバイオームプロジェクト”がスタートした。しかし、ヒトゲノム計画ほどの注目は浴びていない。それもそのはずである。

   なにしろ、主役である人間ではなく、人体に寄生している微生物についての目録作り のようなものである。

しかし、この地味な脇役についての地道な解明によって、人間にとっての驚くべき事実が近年明らかになってきた。人間を理解するうえで、解読されたヒトゲノムよりもはるかにエキサイティングで重要な情報がもたらされてきたのである。

２１世紀になって、人類はコンピュータの力を借りて、人跡未踏の生命の不可思議な世界に分け入ることになったのである。

 

微生物が存在することは、１７世紀のレーウエンフックによる発見以降はパスツールなどの業績によって主に病原体として知られていた。

 

しかし、２１世紀になって、コンピュータによるＤＮＡ解析のスピードアップとコスト削減が飛躍的に向上したためにここ数年一気にこの未知の地平が切り拓かれてきたのである。今や目の離せない科学の最前線である。

 

 “１０％　Ｈｕｍａｎ”　邦訳 「あなたの体は9割が細菌」 　というこの本は、人体に寄生しているこの膨大な微生物群と人間との信じがたいような相互依存関係を非常に具体的に解説してくれている。

  

 イギリス人女性の著者は、元々生物学系のサイエンスライターであったが、たまたまコウモリの調査でマレーシアに行った時に現地で感染症にかかり、帰国後長い闘病生活を送る羽目になる。いくつもの抗生物質を投与されて当の感染症からは何とか回復する。しかし、多くの抗生物質の投与によって体内のマイクロバイオーム（微生物叢）　が崩壊し、それが原因でさまざまな健康障害に苦しむことになる。

 進化論的生物学でＰｈＤを取ってはいたが、マイクロバイオームについてはほとんど何も知らなかった彼女は、自らの闘病のために、生物学のこの未知のジャングルに分け入ることになる。著者のアカデミックなバックグラウンドと、抗生物質による自らの重い後遺症という不運な境遇とがあいまったこのパーソナルな知的冒険は読者を引き込まずにはおかない。

 

そして、彼女の個人的な健康問題は深い思索を経て、健康と病気についての人類史的なパースペクティブと今日的な問題の見取り図とに見事に結実している。彼女がマレーシアで厄介な感染症にかかったのは、まさにこの本を書くためであったかのようだ。

 

 人体という乗り物に乗っている細菌などの単細胞微生物の数は人体の細胞の数の９倍である。腸内だけで100兆個の細菌が生息していて、そこにはおよそ4000種類のグループがひしめきあっている。

 

 

 

つまり、あなたの90%は細菌などの微生物であり、それらは体内や皮膚や粘膜に生息しており、人体そのものを形作っている細胞はあなたのわずか　10%　なのである。

 つまり、細菌叢：人体　の細胞数比は、90 ： 10  である。

 

遺伝子数ではどうであろうか？人間の遺伝子数は、21,000 であった。いっぽう人間に乗っている細菌の遺伝子数は、4,400,000 であることがヒトマイクロバイオームプロジェクトによって明らかになっている。となると、あなたに乗っている細菌たちの遺伝子数とあなたの人体という乗り物じたいの　遺伝子数の比率としては、1000 ： 5　である。

 

  では、重量的にはどうか？腸内のマイクロバイオームを作っている　腸内細菌の総重量は約１．５ｋｇ　とされている。１．５リットル入りの大型ペットボトルとほとんど変らない。ズッシリくる目方である。これだけのものを抱えて生活していたとは！

 

ちなみに、大便は消化しきれなかった食べ物のカスと思われているが、大便の７５％は、実は細菌とその死骸である。植物性繊維は１７％ほどである。ということは、大便はバクテリアの塊のようなものであると言える。

 

 最初の抗生物質、ペニシリンが発見されたのは１９４２年だが、その数年後にはニワトリに抗生物質を与えると体重が５０％増加することがアメリカで発見された。なんと、家畜に抗生物質を与える当初の目的は、 体重増加 であって、家畜の感染症の予防はあとからついてきた２次的な目的だったのだ。

ニワトリからブタ、ウシ、ヒツジ、七面鳥にまで抗生物質の投与は広がり、当時アメリカの畜産業は空前の活況を呈したそうだ。それ以来、家畜への抗生物質の投与は飼育業者の常識となり、今日に至るまで続いている。

 

アメリカで生産される抗生物質の７０％は家畜に投与されていると推定されている。抗生物質のお陰で、狭いスペースに家畜を詰め込んでも感染症が起きにくいので、肉の生産高を上げるのに一石二鳥なのだ。ニワトリ、ブタ、ウシといった家畜の肉の組織には当然、抗生物質が含まれている。家畜が太るのならば人間も太るのだ。特にブタと人間はどちらも雑食性で消化器官もよく似ている。

 

 

 

 

 

 

 

 

抗生物質の旅には、もう一つ別のルートがある。家畜に投与された抗生物質の７５％は吸収されることなくそのまま糞や尿といっしょに排泄される。そして、家畜の糞尿は多くの場合、化学肥料ではない“オーガニック”　な　“天然肥料”　として利用されるべく流通経路が確立している。

野菜畑や小麦畑などに散布されても、“天然肥料”中の抗生物質は効力を失うことはない。それどころか、散布されるたびに畑で少しずつ　“濃縮”　されていく可能性すらある。そうすると、そこで育った　“オーガニック”　な野菜や穀物には、思いもよらぬ抗生物質が高濃度で吸収されていることもありうる。 

１９５０年頃からアメリカ人の肥満傾向が始まっており、ずっと右肩上がりである。

 

 

 

家畜の肉を経由するのと平行して、人々は　“医学の進歩の恩恵”　として誰でも抗生物質を直接投与されるようになった。アメリカは国策として抗生物質の大量生産を推進した。１９５０年代には抗生物質の価格はさらに下がり、病院や医師によって　“魔法の薬”　としてふんだんに処方され始めた。実際、致死性のある感染症から多くの人々が抗生物質のお陰で命を救われたことも忘れてはならない事実である。

 

さて、体重も増えるし、感染症も治す抗生物質のいったいどこがいけないのか？

 

まず、目に見えて分かるのは肥満であるが、そのほか、糖尿病、喘息、アレルギー、自閉症といった“現代病”　が、戦後の１９５０年頃から、ほぼ足並みをそろえて増加し始めている。

 

 抗生物質はマイクロバイオーム（腸内細菌叢）を崩壊させ、再生しても、元の細菌叢の多様性は失われてしまう。この腸内細菌の多様性の喪失にこそ、さまざまな　“現代病”（そのほとんどは自己免疫疾患）　の原因があるのではないか　という疑いがマイクロバイオームの研究者の中から出てきている。

 

寄生虫やバクテリアや菌類が宿主の行動を操作することがあるのはすでに広く知られている。たとえば、冬虫夏草　と呼ばれるキノコがある。

 キノコということは菌類であるが、こいつは昆虫などに寄生する。アリの場合は、寄生されるとそのアリはゾンビ化し、地表の仲間たちから離脱して別行動を取る。独りで木に昇り、枝のある高さまで昇ると木の葉の裏側の葉脈にがっぷりと噛みつき、そのまま動かずに絶命し、菌糸に覆われたミイラと化す。

  

 数日すると、アリの体液を養分にして冬虫夏草の菌糸が伸びる。そして、次にアリの首根っこからキノコのカサが伸びる。そして、キノコのカサから無数の胞子が高みから地上に広範囲に降り注がれる。そして、その一部は新しいアリに付着して新たに寄生のサイクルが繰り返される。

 

こうしたアリの、ゾンビからミイラまでの変容は、すべてキノコの菌がアリの脳に作用して引き起こされるものである。長い進化の過程を経て完成され、結果的には冬虫夏草というキノコの種の拡散と繁栄のために大きく貢献していると言える。

 

さて、マイクロバイオームと呼ばれる腸内細菌の中にも同じように宿主である人間を操作しているものがあるようだ。人間の食行動の多くは腸内の細菌グループが自分たちの必要とする栄養素を供給するように人間に指令している可能性がある。

  　

 

 

 

 

 

 

 

 

腸内細菌に駆り立てられている可能性？

 

 

 

 

 

自閉症児は一般にパン類が大好きだそうだ。　ある研究者は　パン類に含まれる保存料の　プロピオン酸　を、自閉症児の腸内細菌叢のあるグループが要求しているのではないか　と考えた。実際、自閉症児の腸内細菌叢ではプロピオン酸が過剰の傾向がある。

 そこで彼は、微量のプロピオン酸をラットの脳の近くに注射する実験をしてみた。すると、注射されたラットは、一か所でクルクル回ったり（反復動作）、一つの対象にずっととらわれたり（固着）、かと思うと、いきなり走り回ったりする（多動性）ようになった。２匹に注射すると、普通であればラットはお互いに匂いを嗅ぎ合ったりするはずが、その２匹は終始お互いを無視して（非社会性）ケージ内を走り回った。つまり、自閉症児と同様の行動パターンを示したのである。　参考動画　 

 

 自閉症児のの腸内細菌叢は多様性が失われていることが多いと言われている。疫学的調査によれば、自閉症児は３回以上抗生物質を投与されている傾向がある。生後１８カ月までに投与されている場合は自閉症のリスクは最大である。自閉症児の腸内細菌叢の構成異常には抗生物質が深く関わっていると考えられる。また、自閉症児の９３％は２歳までに中耳炎などの耳感染症になっているのに対し、健常児では５７％にとどまる。

 

耳感染症にかぎらず、風邪などのウィルス性の感染症にも抗生物質を処方する医者は少なくない。抗生物質は細菌には効くが、ウィルス性の病原体にはまったく効かない。しかし、抗生物質を処方してもらうと多くの患者は安心するために、白衣の権威もそうした期待に応える傾向がある。こうして、西洋医学では第二次大戦後、一貫して抗生物質を乱発してきた。

 

 

 自閉症にかぎらず、糖尿病、食物アレルギー、アトピー、ぜんそく、肥満といった　“現代病”　の患者の腸内細菌叢を調べると、同様に 抗生物質によって腸内細菌叢の多様性が失われ、有害な細菌グループがのさばっている傾向がある。

原書中の　microbiome　マイクロバイーム, microbiota マイクロバイオータ　は、一般に　「細菌叢」、「微生物叢」　と訳されることが多いようだが、邦訳ではどう訳されているか知らない。特に最大規模のものが大腸の細菌叢で、gut microbiome 「腸内細菌叢」　と呼ばれる。

このマイクロバイオームの科学はまだ始まって十数年であるが、１５世紀における新大陸発見に匹敵するくらいのインパクトがあると言える。今までの科学、生物学、医学のパラダイムを根底から変えてしまうことになろう。

 １つの家族がある家に引っ越してくると、数日のうちに彼らのマイクロバイオームによって室内のさまざまな表面が覆われてきて、元いた別の家族の痕跡は覆い隠されてしまう。ドアノブから始まって、電気のスイッチ、窓のさん、階段の手すり、イス、テーブル、洗面所、タオル、衣服、トイレ、寝室、ベッド、枕、等々は目には見えなくても新しい家族の生き生きとしたマイクロバイオームの生態系ができてしまう。しかし、彼らが旅行でほんの２日でも家を空けると、室内のマイクロバイオームは日一日とさびれていく。厳密なサンプル採取とコンピュータ解析によって、留守の日数も割り出せる。留守中の侵入者のプロファイリングもできる。

ＤＮＡによる法医学的捜査は犯罪捜査において画期的なものと思われてきたが、マイクロバイオーム解析による犯罪捜査の威力は、いずれは従来のＤＮＡの方法をはるかにしのぐものになろう。殺人犯の遺留品がなくても、ＤＮＡが得られなくても、殺人犯が何かに触れていればマイクロバイオーム解析によってＤＮＡ以上のプロファイリングが可能になるかもしれない。

人間は微生物をすでに知っているつもりだったのだが、その微生物の世界は、 ２１世紀のコンピュータの処理能力の爆発的向上のおかげで、今ようやくその全貌をあらわしてきたのである。

科学の分野にとどまらず、今後一般の人々の価値観や哲学も含めたパラダイムシフトをもたらすことは間違いない。

この本はマイクロバイオームの入門書として非常に優れているが、この分野では他にも新しい本がいろいろ出てきている。わたしは昨年原書で読み、今回読み直して、書評を書こうと思い立ったが、邦訳は読んでいない。

マイクロバイオーム革命（２）　書評　 Plant Paradox　「食のパラドックス」