パーキンソン病の早期兆候としての腸内微生物叢の変化
パーキンソン病（PD）の運動症状が発症する数年前から、腸内微生物叢に早期の生物学的変化が現れる可能性があることが、大規模な国際分析で示されました。
大規模国際分析の結果とGBA1遺伝子との関連
研究では、PD患者と健常対照者の間で25%以上の腸内微生物種が豊富さに違いを示し、全体で176種の微生物種に差異が確認されました。これらの微生物変化の多くは、PDのリスクを最大30倍に高める強力な遺伝的リスク因子であるGBA1遺伝子変異の保因者（まだ症状を発症していない個人）にも存在していました。これにより、無症状のGBA1保因者が疾患の初期生物学を探る窓口となることが示唆されています。
リード研究者であるUCLクイーンスクエア神経学研究所のアンソニー・シャピラ博士は、「近年、脳疾患であるパーキンソン病と腸の健康との関連性がますます認識されてきています。今回の研究でその証拠が強化され、腸内の微生物がパーキンソン病の兆候を示し、症状発症の数年前にパーキンソン病リスクの早期警告信号となる可能性があることが示されました」と述べています。この研究は4月20日にNature Medicineにオンライン公開されました。
研究の背景と方法
PDと腸内微生物叢の変化を結びつける証拠が増えており、以前の研究では患者の明確な微生物パターンが示唆されていました。今回の横断的、多施設共同研究では、腸内微生物叢の違いがPD診断を超えて、遺伝的リスクはあるものの臨床的に未発症の個人にも及ぶのか、そしてこれらの微生物学的特徴が初期の臨床的特徴と一致するのかを明らかにすることを目的としました。
参加者は英国とイタリアから募集され、米国、韓国、トルコからの外部検証コホートも含まれました。主要コホートは464人（PD患者271人、GBA1変異の非発症保因者43人、健常対照者150人）で構成されました。追加コホートにはPD患者638人、健常対照者319人が含まれました。健常対照者は患者のパートナーであり、食事や生活習慣の変動といった潜在的な交絡因子を最小限に抑えるのに役立ちました。
参加者は自宅で標準化されたキットを用いて糞便サンプルを収集し、ショットガンメタゲノムシーケンスによって種レベルの腸内微生物組成がプロファイリングされました。臨床評価には、嗅覚、認知、睡眠行動、気分、自律神経機能などの運動および非運動評価が含まれました。
腸内変化と症状負担の関連性
研究者らは、PD患者と対照者の間で有意に異なる176種の微生物種を特定しました。PD患者ではStreptococcusやBifidobacteriumなどの細菌種が増加し、一方でRoseburiaやFaecalibacteriumなどの有益な酪酸産生菌は減少していました。
特定された176種のうち142種は、健常対照者と無症状のGBA1保因者の間でも異なっており、遺伝的リスクのある個人では臨床症状が発症する前から多くの微生物叢の変化が存在することが示唆されました。GBA1保因者の腸内微生物叢は、健常者とPD患者の中間パターンを示し、このパターンは初期の非運動症状とも関連していました。これは、微生物叢の変化が早期の疾患関連変化を反映している可能性を示唆しています。
微生物叢の変化が大きいほど、うつ病、自律神経機能障害、便秘、認知機能の変化を含む運動および非運動症状の悪化、ならびに疾患期間の延長と関連していました。
食生活の質と疾患リスク
食生活の質も微生物叢のパターンと関連しており、食生活スコアが低いほど、また果物や野菜の摂取量が少ないほど、PD様の微生物叢変化が多く見られました。共同主著者であるスタニスラフ・ドゥスコ・エーリッヒ博士は、この関連性から適切な食事によってリスクが軽減される可能性が示唆されると述べ、「これは、リスクのある個人を特定し、栄養指導を提供することでPDの予防の道を開くものです。また、適切な栄養介入によって疾患の進行を遅らせる道も開きます」と指摘しました。
今後の展望と課題
研究の限界として、その横断的デザインと因果関係の確立ができない点が挙げられますが、エーリッヒ博士は、腸内微生物叢の組成とPDのリスクとの関係についてさらなる洞察を提供するものだと述べています。「微生物叢の変化が患者の疾患進行、および健常者の疾患への進行と強く関連していることを知るだけでも、神経科医が患者に微生物叢分析と栄養士との相談を勧めるきっかけとなるでしょう」と彼は付け加えました。
マイケル・J・フォックス財団の主席医療顧問であるレイチェル・ドルハン博士は、微生物叢のプロファイリングはまだ臨床使用には準備ができていないものの、将来的に重要な役割を果たす可能性のある有望な分野であると述べています。将来の縦断研究は、微生物叢のシグネチャが疾患発症を確実に予測できるか、そしてそれらが時間の経過とともにどのように進化するかを決定するために不可欠となるでしょう。