202 外眼部の常在細菌叢はどのような働きをしているのか (3頁)

1 外眼部常在細菌畫とは

 外眼部常在細菌叢は,大きく「結膜嚢常在細菌叢」と「眼瞼常在菌細叢」とに分けることができる.そもそも「常在細菌」とは「ある組織に定着するも,通常は宿主に害を与えず共生している細菌」と定義されている.これらで構成されている細菌の集団は常在細菌叢normal bacterial floraといわれる.常在菌の種類や数は,個人や身体の各場所で異なり,必ずしも一定ではない.常在細菌叢は結膜嚢と眼瞼では,意味が少し異なってくる.眼瞼では,皮膚などと同様に,多くの数と種類の菌が定着しており,健常人のほぼ100%に近い割合で検出される一方,結膜嚢は抗菌機構に富む環境であるため,眼瞼と異なり,必ずしも細菌が定着しているとは限らない.すなわち,「結膜嚢常在菌」に関しては,[結膜嚢内に常に存在している細菌]というより「結膜などの組織に無害な細菌」と理解しておくのがよいと思われる.
 これらの外眼部常在細菌叢の役割については,未だ明らかになっていないことが多い.しかしながら,細菌学的なアプローチより,細菌が有する病原因子やそれをコントロールするシステムが明らかになっており,常在細菌叢の役割についてヒントを与えてくれる可能性がある.

2 結膜嚢細菌叢の特徴

 結膜嚢はさまざまな抗菌機構を有する環境である.例えば,涙液中のリゾチームは,グラム陽性球菌の細胞壁を溶解することで抗菌効果を持つ.また,ラクトフェリンは,鉄イオンのキレート作用を通じて細菌の増殖を抑制する.これらの非特異的な抗菌物質に加え,抗原特異的な分泌型lgAの存在,細菌をトリモチのように捕捉し排出するムチンの効果,さらに涙液による菌のwash out効果もあり,涙液が抗菌機構に関与する部分は大きい.これらの抗菌機構によって,結膜嚢は通常細菌が存在しにくい部位であると考えられる.例えば,他の部位にはよく検出されるj听じrococcus sp.はリゾチームに対する感受性が高く,涙液内のリゾチームに溶菌されるため,結膜嚢細菌叢として検出されることはまれである.そのため結膜嚢に常在するためには,結膜嚢の抗菌機構に対して耐性を示す菌である必要がある.今までの報告ではcoagulase- negative Stapkylocc心zus (CNS), P.αaa,コリネバクテリウム,黄色ブドウ球菌,レンサ球菌属が検出されているが,鼻腔の常在細菌と比較すると,鼻腔では黄色ブドウ球菌が約30%近く検出されるのに対して,結膜嚢からは10%前後と検出率も少ない1・ 2).また,年齢による検出菌の違いもあるようである.このように結膜嚢の環境が,結膜嚢細菌叢に大きく影響している可能性があり,逆に結膜嚢細菌叢は結膜嚢とのバランスの中で存在し,ある役割を果たしているのかもしれない.

3 外眼部常在細菌叢の役割

3−1 quorum sensing機構からみる外眼部常在ブドウ球菌の役割

 黄色ブドウ球菌は角膜炎原因菌の中でも上位を占める細菌であり,近年はMRSAなどの薬剤耐性菌が増加しており,治療に難渋する例も少なくない.その黄色ブドウ球菌の角膜炎に対する病原因子の一つとしてa - toxinが注目されており,この毒素が角膜に対する炎症や障害を引き起こすことが明らかになった3).そのほかにも黄色ブドウ球菌は,角膜に障害を与える毒素などを産生するど考えられる.これらの病原因子は, quorum sensingという機構によってコントロールされていることが明らかになった.このquorum sensing機構とは,菌のおしゃべり機構とも呼ばれ,菌が自分の周りにどれだけの,同じ菌がいるかを感知して,それに合わせて病原性因子を産生するというものであり,具体的には菌が産生したフェロモンといわれる物質を自分自身で感知することで,菌密度を知り,病原因子遺伝子にシグナルを伝達する.すなわち,フェロモンの産生や感知によって病原因子の産生か促進される.ブドウ球菌の主なquorum sensing機構にAgrがあり,フェロモンとしてautoinducer peptide (AIP)といわれるペプチドが,a -toxin などの毒素の産生に強く関与している(図1).そのため,Agr機構を欠失させた株では,角膜炎が成立する率が低く,組織障害も軽微であることが動物モデルで実証されている气面白いことにそのAIPにはいくつかの型が存在しているが,そのレセプターによる感知は型特異的であり,型の違うAIPが存在すると, quorum sensing機構は抑制され,毒素産生も抑えられる.外眼部常在細菌叢の上位菌である表皮ブドウ球菌にもAgr機構は存在し,表皮ブドウ球菌が産生するAIPが黄色ブドウ球菌のAIPと競合することで,黄色ブドウ球菌の毒素産生を抑えている可能性もある.すなわち,常在細菌叢が原因菌の病原性を抑制していることも考えられる.このことから,必要以上に常在細菌である表皮ブドウ球菌を除菌することは,黄色ブドウ球菌感染を助長してしまう可能性がある.

3−2 バイオフィルム産生細菌による役割

 前述したように,細菌が結膜嚢に存在するには,細菌側にも結膜嚢に存在するために必要な性質を有している可能性がある.われわれの検討では,健常結膜から検出された表皮ブドウ球菌について調査したところ,高率にバイオフィルム形成能を有することが判明した4).バイオフィルムとは,菌から細胞外糖蛋白を産生することで,自分自身を守り,増殖傾向を低下し,活動レベルを休止させ,その結果,生体やバイオマテリアルに付着しやすくなり,抗菌薬などの抗菌物質や貪食細胞に対して強い抵抗を示す.そのため,表皮ブドウ球菌が結膜嚢に存在するためには,バイオフィルム産生能を持たざるを得なかったのかもしれない.また,バイオフィルムを産生することで,初期免疫の作動に大きな役割を示すペプチドグリカンや表面蛋白を覆うことが可能で,初期免疫が動かないようにしている可能性がある.そのため,たとえ結膜嚢に表皮ブドウ球菌が存在しても,結膜や角膜に炎症を簡単には起こさないようになっているのかもしれない.

3−3 常在細菌によるワクチン効果

 結膜嚢には,常在する細菌量が少ないが,眼瞼や眼周囲の皮膚には多くの菌数の常在細菌が生息している可能性がある.しかしながら,外傷やコンタクトレンズ装用などで,角膜上皮のバリア機構が破綻しない限り,これらの常在細菌が簡単には感染を起こせないようになっている.このことは,涙液や角膜上皮の細菌などの微生物に対する物理的バリア機構が強いほかに,涙液内の微生物に対する抗体の働きも予測される.黄色ブドウ球菌の抗体に対する研究は,近年盛んに行われており,黄色ブドウ球菌排除に慟く抗体が黄色ブドウ球菌のどの抗原由来のものかが,徐々に解明されつつある.その中でも,黄色ブドウ球菌の細胞表面蛋白のいくつかが,効果的に抗体を誘導し,その抗体が感染を予防することがわかった气結膜の粘膜免疫の中で,細菌に対する抗体がどのような役割をしているかは明らかではないが,常在細菌が必要以上に多くなった菌を排除するための抗体の産生を促すような,ワクチンのような効果を有している可能性もある。

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