腸内細菌叢は個体あたりに3×1013の細菌数で構成され，1,000以上にも及ぶ細菌種が集団として生息している。成人の腸内細菌叢では，そのなかでも，Firmicutes門(Clost-ridium属，Faecalibacterium属，尺umtnocoに回属，Lactobacillus属）と，Bacteroidetes門(Bacteroides属，Ｐｒ四〇把臨属）の２つの主要な優占菌に加えて，Proteobacteria門Gammaproteobacteria綢(Enterobacteriaceae科），Actinobacteria門（召印加bacterium頷），Verrucomicrobia門(Akkermansia属）が中等度の優占菌として認められている呪菌叢組成比較の解析から，腸内細菌叢の乱れが疾病や病態と関連することが示唆されている（第５章参照）。一方，健常人の腸内細菌叢も一律ではなく，個体間の多楡歐が認められる。成人の腸内細菌叢は，構成の主軸となる細菌種によってエンテロタイプが分類されている1）~恆この３つのタイプの特徴には，人種や性別の影響よりも，炭水化物，タンパク質，脂質の日々の摂取内容の偏りが寄与すると考えられている（第６章参照）。
一つの個体の中においても，腸内細菌叢組成の変遷がみられ，年齢によって生理的に変化していく。出生時の胎便は無菌であるが，出生後は初めに，酸素の存在下でも生息できる抬ｃ面河chia
coliなどの通性嫌気性菌が新生児の腸管に定着する。母乳栄養が始まると，召塊加bacterium属の増殖が促進する。出生直後に定着した細菌によって腸管内の酸素が消費されると，偏性嫌気性菌が定着するようになり，総細菌数も増加し，徐々に成人の腸内細菌叢の形となっていく恆
親は，成人に至るまでの養育を児へ提供する。乳児期の腸内細菌においては，遺伝あるいはほかの機構で，親から子へのinheritageが存在し，次世代へ継承する因子には，児の生存と発育を目的とする生物学的プログラミングが存在する可能性がある。母乳はその代表であり，固形食物を摂取していない乳児であっても，母乳は児の体重を増やし，各臓器の機能を発達させ，離乳できるまでの成育には十分である。
DavenportらぱThe human microbiome in evolution”と題した論文の中で，ヒトの腸内細菌叢は，伝播とフィルタリングによって成立するとしている恆伝播とは，児が受容する垂直伝播と水平伝播であり，新生児と距離が近い出生母体をはじめとする同一居住者や生活環境を源とする。フィルタリングとは，細菌にとっての生息環境への適応と淘汰である。本章では，分娩から離乳までの腸内細菌叢の生理的な成り立ちについての研究論文を紹介し，乳児期における腸内細菌の役割と，腸内細菌の生息を可能とする乳児に備わっているプログラムの一部について取り上げる。
１ 分娩様式と腸内細菌
分娩様式は新生児の腸内細菌叢に影響を与える。経膣分娩児は，母親の腔内および腸内の常在細菌を獲得し，生後早期の腸内細菌叢を形成していく。一方，帝王切開児は産道における細菌曝露の機会を失い，最初に関わる細菌の種類が経膣分娩児のそれとは異なってしまう恆そのため経膣分娩児と帝王切開児とでは，生後早期の腸内細菌叢が大きく異なり，その影響はときに乳幼児期となっても残存する呪帝王切開児の腸内には，良ａｐ九夕０-coccus属，Enterobacter属といった皮膚の常在菌や出生時の環境由来の細菌が早期に定着する6）8j。帝王切開児では，生後｜〜２年経過しても，Bacteroides屆が定着しない，あるいは少数であることが知られている恆帝王切開分娩がもたらずmissing
beneficial microbes”（特筆すべき細菌の欠如）は事実のようであるが，はたしてこの現象は，児にとって何か問題となるのであろうか。
１ 過去擺大規模の分娩様式影響の調査：英国
Welcome Sanger研究所（英国）は大規模の新生児マイクロバイオーム研究を実施した。その結果，分娩様式によって新生児の腸内細菌叢が変わる可能性があることを2019年に発表した‰この研究では，生後４囗，７日，21日のうちの最低１検体と，幼児期として4〜12か月の間に検体を採取した。出産前後で入院中あるいは出産中に回収した母親の糞便細菌叢は両群間で差はなかった。一方，新生児のＰＥＲＭＡＮＯＶＡ解析では，生後４日目に腸内細菌分布の最も大きな差があり，経膣分娩児の糞便の腸内細菌で特に増加していた菌種は，石印dobact匹沁ｍ
longum，月頃加面cterium breveを含む召ifidobac-terium属，石ｓｃ加河ｃ吊ａ
ｃｏ限月ａｃ謐ｒ（がdes vulgaris，Parabacteroides
distaso-がｓの常在菌で，これらで菌叢全体の68.3%を占め，Wampachら9），Backhedら顯のコポート研究と同様の結果であった。これに対して，帝王切開児では，この常在菌の属を欠落しており，その代わりに優勢だったのがEnterococcus
faecalis，Enterococcus faecium，Stapねylococcus epidermiぷｓ，Streptococcus parasanguinis、幻ebsiella
oxytoca，Klebsiella pneumoniae，召酊匹obacter
cloacae，Clostridi-um Ｐｅがringensでヽこのすべては，院内環境および入院中の早産児に高頻度で検出される細菌種であった。生後４日では帝王切開児から検出された全細菌のうちこれら菌種で68.25%を占めた6）。
既往研究では頻度が高いと報告されている産道由来のLactobacillus属はこの研究ではどちらの分娩様式でも検出率は高くなかったが（経膣分娩1.9%，帝王切開15.7%)，Bacteroides属は5↓｡0%
(314人中160人）の経膣分娩児から検出されたのに対して，帝王切開児の99.6%にあたる児と，予防的抗菌薬を投与された母体から生まれた経膣分娩児では，Bacteroides頷が欠如あるいは0.1%以下の占拠率であった。幼児期まで経過を追ったときには，日acteroides属だけが有意差のみられた菌属であった6)。この結果は，Yassourら11)，Jakobssonら12)が以前に報告したものと同じだった。ゆえに“low-召acteroides
profile"と名付けて，これを帝王切開児の刻印と定義づけた6)。
次に，178対の母子で，菌株の伝播が株レベルで行われたかを細菌の遺伝子配列差異から菌株間の系統距離を算出して調べた。母子同一菌は経膣分娩児で74.39%，帝王切開児で12.56%であった。なかでもBacteroides属，Parabacte
ro ides襴，E. coli，Bifido-bacterium属が母子で同一菌株であり，伝播頻度が高かったと判定された。この結果はYassourら1气Nayfachら14＼
Wampackら9)の結果と同じであった。Bacteroides vulgarisは，帝王切開児の場合は生後4〜12か月でも検出されず，母親からは結局伝播されなかったことが明らかとなった。一方，召印加bacterium
longumヽE. coli，その他の検出頻度の高かった細菌については，帝王切開児でも生後数か月になると伝播されてくる頻度が高くなった。
Bacteroides属が欠落する代わりに，帝王切開児では，日和見感染症の原因にもなるESKAPE構成菌種(.Enterococcus
faeciurn，5亡即妙lococcus aureus，幻ｅ胎詒臨pneumoniae，Ａｃ加政obacter
baumannii，Pseudomonas ａ匹ｕがnosaeヽ召酊匹０一砲deｒ属)を中心として，Enterococcus
faecalis，召｡faecium，Staphylococcus epidermiぷｓ，Streptococcus parasang山雨ｓ，Klebsiella
oxytocaヽ幻劭ｓ路辺ａpneumoniaeヽEnterobacter
cloacae，Clostrid山詞戸?がｒ加ｇ四ｓが優勢であった。ESKAPE構成菌種の６菌種のいずれかが陽性であった児は，帝王切開児は83.7%，経膣分娩児は49.4%だった。生後21日以内に限ると，これらの６菌種の総菌叢に対する占拠率は帝王切開児では3〔〕｡4％，経膣分娩児は9.8%で，生後４日に最大の差がみられた。しかし12か月まででは帝王切開児で2.8%，経膣分娩児で1.6%の占拠率であり，乳児期には児の腸内細菌叢の成り立ちに分娩様式の影響はすでに減弱していた‰
これらの菌種の病原因子遺伝子と薬剤耐性遺伝子を同定したところ，市中細菌相当の非病原性株でありながら院内環境で回収されることの多い薬剤耐性遺伝子を保有していた。帝王切開の母体は全例抗菌薬を投与されていた。経膣分娩でも，抗菌薬を投与されていた場合には，日和見細菌が無作為に生後数週の閧に新生児に定着する危険性があることが示唆された。
過去最多数の，健康な新生児の出生直後から１歳時までの腸内細菌叢を調査したこの研究からわかることは，出生直後に新生児の口腔から侵入して腸管へ定着する細菌の起源は，自然分娩児では母親の糞便中で，帝王切開児では病院内環境である確率が高いということである6)。胎児の口腔を満たしていた羊水には生理的な抗菌効果が備わっており气羊水環境から退出したときに最も近距離にある物資から出生児は細菌を取り込むはずであることが，新生児の糞便解析から確認された。
２ 本邦における分娩様式影響の調査
Ｎａ即alらは，日本人の経膣分娩児と帝王切開児の（生後24時間以内に採取した胎便148検体を含む）生後48時間以内に採取した胎便151検体の細菌を比較した瓢実際，５％の児では胎便から全く細菌遺伝子が検出されなかった。経膣分娩児では，Bacteroりes貪ａがlis
(57%)，Enterobacteriaceae科（54％），Enterococcus属（56％），Strepto-coccus属（52％），乱即ねylococcus襴(61%)が多く，次いで召塊加bacterium属 (32%)，Lactobacillus属（37％），Clostrid山田
coccoid (20%)，C. peげｒ加g凹ｓ （Ｈ％），C.
leptum ( 9 %)，Atopobium属(4%)，Prevo旧臨屆（２％）を検出しか。Lawleyらと同様に，帝王切開児では，経膣分娩児でみられた細菌のうち欠落しているものがあった。 ただ，Lawleyらの報告した召｡貪ａが冶については（経膣分娩児56.7%，帝王切開児52.9%)，有意差はなかった1呪Ｔs即らも日本人の新生児の糞便を調査し，日｡升ａが臨の分娩様式の違いによる差は生後３〜７日に顕著にみられるようになった17)o
Bacteroides属は胎便ではなく，順番としてパイオニアの次の定着菌種群に相当するのかもしれない。その代り，日本人の早期定着細菌としては，経膣分娩児の36.6%にみられたLactobacillus
gasseriのほか，L. rum加fｓ，L. casei，L.
reuteri，L. sakei､１.plantarumヽ１.汾一肌冶の７菌種のLactobacillus襴が検出されたのに対して，帝王切開児に検出されたLactobacillus属はL.
gasser八5.9％）とL. brevisの計２菌種のみであったことが明らかな分娩様式による差であった16）。この結果から，Lactobacillus属は産道から主として伝播されたことが示唆された，としている。この差は生後６か月まで継続したが，３歳時には帝王切開児のLactobacillus属占拠率も増加して差がなくなっていた16）。帝王切開児のLactobacillus属の起源は不明である。
３ 帝王切開児の腸内細菌に影響する複数因子
2010年代前半までに発表された「分娩様式（経膣分娩ｖs.帝王切開）が及ぼす乳児腸内細菌叢への影響」についての複数の研究発表は，世界各国にみられる帝王切開率の増加とアレルギーや自己免疫疾患への潜在的影響について一石を投じた18）~气これらの研究では，帝王切開と自然分娩で，新生児の腸内細菌叢を構成する細菌種に特異的な違いがあることが報告された。しかし，症例数が少ないものや，継時的なサンプリングが欠如していた研究が多い。その後の世代で，Azadらは，乳児腸内細菌の違いを，帝王切開の種類別 （緊急帝王切開ｖs.非緊急あるいは選択的帝王切開）で調査した。その結果，帝王切開児におけるさまざまな差異は，外科手術の過程そのものではなく，むしろ児の医学的背景に依存することを報告した气
帝王切開術適応の大多数は母のリクエストによるものよりも，臨床診断に基づくものである（例えば，分娩停止，胎位異常，重症子癇けいれん，溶血，肝酵素上昇，低血小板血症田ELLP症候群），巨大胎児）气このような胎児の潜伏変数が腸内細菌叢に及ぼす影響については調査されていない。帝王切開開始前に経膣分娩が開始されていたか否か（胎児が産道へ侵入していて膣常在細菌に曝露されていたか否か，破水前か破水後か）についても調査に加味されていない。術前後の抗菌薬を含む薬物の使用の影響も無視できない。成人にとっても，小児にとっても，食事は腸内細菌叢の最大の影響因子である气母乳は乳児の腸内細菌を変化させる。分娩様式と授乳形式の両者の重複する影響も十分に検討されてこなかった。
４ 腸内細菌叢の構築における分娩様式の影響
Aagaardらの研究グループは，生下時から生很４〜６週までの細菌叢の定着像と機能的な変化について，コホート研究を行った8)｡満期産で健康な新生児について，鼻腔，口腔，皮膚，糞便の身体各部４か所から出生時に検体を採取し，16S
rRNA遺伝子解析とWGS解析を行った。経腔分娩児では，鼻腔，口腔，皮膚の身体各部で検出された細菌の種類に差はほぼなく，Lactobacillus属，Propionibacterium属，Ｓけｅﾌﾌtococcus属、乱aPねylococcus属であった。ちなみに，母親は皮膚でPropionibacterium属，乱apねylococcus属ヽ口腔でStreptococcus属ヽVeillonella属ヽ｣Prevotella属、Haemoj.つ吊山ｓ属，Neisseria属，腔でLactobacillus属が優勢であった。つまり，母体の腔と皮膚からの細菌が大部分を占め，母体の腔と皮膚の細菌は出生児の全身へ均等に影響を及ぼしていた。破水があった後に帝王切開で生まれた児においても同様の傾向であった。一方，胎便は，通性嫌気性のE.
colu Klebsiella属のほか，他の身体部位と同様に母親の皮膚で検出されていたPropionibacれ?ｒ加川属，Streptococcus属ヽ5竡7つ尓ylococcusを保有していたが，E.
colu Klebsiella属は他の身体各部からは検出されなかった。母親の糞便も召acteroides属，Prevotella属の嫌気性菌の占拠率が顕著であり，E.
coli，Klebsiella属は逆に微量であった。
帝王切開児では，破水後に帝王切開で生まれた児は経腔分娩と同様の常在菌叢の分布がみられたが，破水前に帝王切開で生まれた児はPropionibacter山川属とStreptococ-ｃｕｓ属が優勢で，経腔分娩児に比べるとLactobacillus属を認めない児が多かった。つまり，帝王切開そのものよりも，出生前に陣痛・破水があったかなかったかの方が，母体から新生児への細菌の継代に最も大きな影響を与えていた。
経腔分娩児の生後６週で，糞便には通性嫌気性のE.
coli，Klebsiella属とそれ以上にBacteroり６属が増加していた。口腔内にStreptococcus属，鼻腔と皮膚にStaphy-lococcus屆，Corynebacterium属が優勢となっていた。つまり，母親よりも乳児の方が保有する細菌の種類が少なかったとはいえ，身体部位に固有の菌叢が定着してきた。帝王切開児３例の糞便中には，Bacteroides属がなかったが，その他は，生後６週で経膣分娩児の菌叢分布と差がなかった。したがってこの研究からは，生後６週の菌叢の組成は，身体の各部位固有のものである，と結論している8)。
Aagaardらの研究結果では，帝王切開術が及ぼす生後６週間での腸内細菌叢への影響がそれまでの報告と比較して小さかっか。既往研究では，帝王切開で出生した新生児の細菌叢の組成が２歳時のアレルギー，４歳時の気管支喘息のリスクになった，と報告されており气カナダの研究では，生後100日までの腸内細菌のdysbiosisが気管支喘息と関連がある，と報告している气 しかし，帝王切開術自体がアレルギーの原因でもdysbiosisの原因でもなく，帝王切開術を施行せざるを得なかった新生児がおかれていた環境(長い病院生活，母乳哺育不可など)がdysbiosisを生じ，そしてdysbiosisがアレルギーと関連した可能性があると考察した。
もし出生時の細菌叢が，Aagaardらの研究グループ8)やLawleyらの研究グループ6)の調査で見られたように環境から受け継ぐものであるとするならば，他のヒトからの曝露 (父，ベビーシッター)や，ペット，家畜を含む動物，昆虫などの環境にある細菌叢も影響を及ぼしていると示唆される25)26)。家庭の環境囚子も乳児の初めの１年間の常在細菌叢を形成することに貢献するかもしれないため，今後の縦断的調査が必要となるであろう。
１ 腸内細菌が長官上皮発達に及ぼす影響
１ 無菌動物の腸管上皮構造
Lesherらは無菌マウスを無抗原食で飼育し継代しか無菌仔マウスを無菌的に出産させた27)。腸管粘膜上皮細胞が陰言部から絨毛の先端まで向かって移動し，腸管腔へ脱落していくまでの時間を細胞の発育速度を示すものとして，トリチウムで標識しかチミジンを用いて無菌仔マウスの回腸を調べた。その結果，無菌マウスでは標準マウスよりも２倍も時間かかかることを見出した。消化管の形態も，無菌動物では腸管壁は薄く，傷害の修復力も弱かっと气これらの現象はいずれも，細菌が共存しないことに出来するものである。
２ Paneth刪包とLgr5+幹細胞と細菌
Paneth細胞は腸上皮細胞の１％程度を占めるにすぎない細胞ではあるが，このPaneth細胞か陰言の腸上皮幹細胞ヘシグナルを送ることによって，幹細胞が増殖するとともに６種類の分化した腸上皮細胞(吸収上皮細胞，Goblet細胞，Paneth細胞，内分泌細胞，タフト細胞，Ｍ細胞)へ成熟することに貢献している。腸上皮幹細胞は24時間に↓回分裂を繰り返しており，平常時には２〜５日ごとにリニューアルする腸上皮細胞の生理的なターンオーバーかおる29)。
腸上皮には細菌の存在を感知するＴｏＩ図ike
rｅ(⊃eptor (生体に侵入したさまざまな病原体を感知する細胞表面にある受容体タンパク質;
TLR)4やTLR2が腸上皮の腸管腔面に存在する。
Nealらは，TLR4が腸管上皮のleucin-rich orphan
O protein-coupled receptor (成体幹細胞マーカータンパク質;
Lgr)5+幹細胞に発現していることを報告した30)。ヒトやマウスは腸上皮構造が未成熟なまま出生し，陰言と絨毛構造の発達は，出生後の腸上皮への刺激によって誘導される。そのためTLR4を介する腸内細菌の存在が必須である30)~飛出生直後の腸上皮幹細胞の腸管腔内側表面にはTLR4が一生涯でもっとも高発現しており，腸上皮の感度が生理的に増加している。胎内発生時の腸上皮分化にもTLR4は必要である。
TLR4欠損マウスは，腸管粘膜の発達異常を来たし，異常にGoblet細胞が多くなる33)。
Ｇr汢⊃ａrらは，胎生E14，E拓，E↓8，POのマウスで，腸上皮TLR4発現が継時的に漸増し，出生すると同時に消失することを報告した32)。マウス胎生Ｅ図に比べて妊娠終末に近いE↓8の方がLPS感受性は高く，TLR4シグナルがＮｏtchを介して亢進するとGoblet細胞への分化はなくなることがわかった。逆に，出生後にはTLR4シグナルが欠如し，Ｎｏtchシグナルが抑制されており，L引佐￣幹細胞からGoblet細胞への分化が進行すると報告した33)。胎生期の腸管内は外来侵入物についての対応よりも，腸上皮の成熟分化が優先されるので，胎生期にはムチン産生については優先されないことがプログラムされているようだ。ただ，過剰なTLR4刺激はむしろアポトーシスを促進する方向へ転換されてしまうため，Ｇｏｏｄらは，羊水中因子によって児のTLR4活性化の暴走は抑制されていると報告している34)。このように，腸上皮Lgr5+幹細胞は，一律に６種類の上皮細胞への分化を促進するのではなく，必要とされる優先順位によって成熟の経路を配分していることが示唆されている。
満期で出生後，日数が経過するにつれて腸上皮表面TLR4発現は急速に減衰し，TLR4の発現量は成人の場合，実は，生理的に低く抑えられている飛常在細菌に対して過剰な免疫応答が惹起されないための対策である。 しかし，早産児では正期予定日に至るまでTLR4発現の停止プログラムが作動することがないため，哺乳開始後に壊死性腸炎の発疱が回避できないことがある36)(4.早産参照)。
３ 新生児期の膃十皮分化
消化管の陰窩，Lgrダ幹細胞ならびにPaneth細胞の分布は限局的で，小腸にしか存在していない。結腸の上皮組織にも成熟過程が存在するはずである。その過程は出生後の新生児期に急速に行われるようである37)。
1) 腸管上皮の酸素消費による腸管内腔の嫌気化
管腔側の腸管上皮は生理的に低酸素状態にあり，嫌気性菌が常在する環境として至適であるo酸素は大気中の21%
(酸素分圧159mmHg)を占め，ガス交換の場となる肺胞内の酸素分圧はlOOmmHgであるが，肺を通して血液へ取り込まれ，全身組織へと運ばれる。大腸では腸管組織から内腔に向かう酸素勾配かおり，上皮では酸素分圧がlOmmHg以下の低酸素状態である38)。乳児期のI歐嫌気性菌の占有率は成人に対して少なく，耐酸素細菌が出生直後より迅速に酸素を消費することによって腸管内腔の低酸素状態が構築されるとの仮説がある。
Friedmanらは，酸素濃度測定粒子をマウスへ静脈注射し，消化管各部位の酸素濃度を測定した。無菌動物と標準マウスを比較すると，消化管全長で酸素濃度が同じレベルであった39)。胃と十二指腸では管腔酸素濃度は組織内酸素濃度に近いレベルであったが，終末回腸と盲腸の管腔酸素濃度はゼロに近かっか。標準マウスの遠位消化管の酸素分圧の低さは，腸内細菌バイオマス(菌量)と相関したため，耐酸素細菌が酸素を消費している可能性が示唆されたが，無菌マウスにおける完全な嫌気環境を説明することができない。無菌マウスの盲腸内酸素濃度を測定したところ，↓8時間のうちに酸素が消費された。無菌マウスにE.
coliを109CFU/g盲腸内へ投与したところ，酸素消費量加増大した。無菌マウスにＣyｏ見回ぷa
soreｺﾞｅ侑を投与したときは，無菌マウスより早いが且ｃｏだ投与よりは酸素消費量が遅かっか。便微生物移植時や無菌マウスに嫌気性菌を定着させる実験が成り立つ理由として､腸上皮自体が酸素を消費している可能性が示唆された。
無菌マウスの酸素曝露により，シスチン，メチオニン，トリプトファン，フェニルアラニンの側鎖の酸化は変化がなかったが，盲腸内で多価不飽和リン脂質が経時的に減少し，リノール酸の酸化物の１つである13-HODEが増加したため，脂質が酸素の基質となっていると推測された。すなわち無菌動物の腸上皮において脂質酸化反応によって腸内腔の低酸素状態が形成されているため，便微生物移植や実験的嫌気性菌によるノトバイオーム作製が成り立つ機構が説明される气加えて，腸管に細菌が定着することが及ぼす酸素消費とムチン層の形成は相乗的に偏性嫌気性菌の生息に利益をもたらしているといえる。
2) E. coliの腸上皮細胞分化への貢献
成体腸管上皮組織幹細胞培養法（オルガノイド培養法）は，生体内の腸管にみられる絨毛・陰窩構造を疑似化した単層上皮細胞による３次元構造体を形成する。ヒト多機能性幹細胞であるES細胞株H9をEGF，Ｎｏｇポｎ，R-spondinの存在下で培養すると，新生児の腸管上皮を疑似した腸管上皮オルガノイド（hｕｍａｎ
plur巾otent stem-cell-derived human intestinal
organoid ； ＨＩＯ）が作製される40）。この培養法で作製されたオルガノイドは濾胞構造をとる。Ｈｍら40）は，ヒトの未熟腸上皮と細菌の相互作用による腸上皮の発達形亘を研究するために，胎児の腸管を疑似しか未熟腸管オルガノイドの内腔ヘヒト腸管由来E.
coliを接種した。E. coli Iよ健康な新生児の腸管に初期に定着するパイオニア細菌のうち最も頻度が高い細菌の１つである41）。非病原性のE.
coliを腸管オルガノイド内腔へ２時間静置させたところ､E.
col八よ上皮に定着し増殖して菌数を増やすことができた。
生着したE. coliの菌数とオルガノイド内腔の酸素分圧は負の相関を示しE.
coliの腸上皮表面への生着によって腸上皮の酸素分圧が低下した。組織が低酸素状態にさらされたとき，細胞では低酸素に応答してさまざまな変化が生じるが，その要となるのが低酸素誘導因子(hypoxia-inducible
factor ； HTF）であり，大腸の粘液層構成因子もHIFの標的因子である。腸上皮細胞の単膕のバリアを保持する細胞接着に必要なClaudin-↓もHIFによって発現が制御されている。E.
coliの腸管オルガノイド内腔への投与により，相対的に未熟上皮細胞が減り，成熟腸上皮細胞の機能分化マーカーであるSOX9を発現する腸上皮細胞の比率が増加するとともに，抗菌ペプチドのdefensinとReg
3 A40)の遺伝子発現がオルガノイド上皮で増加した。
NF-kBがE. coliの定着による腸上皮への直接的刺激と低酸素による間接的刺激の下流にあり，未熟腸管粘膜のバリア機能にE.
coliの生着が寄与することが明らかとなった。
3） Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ属の腸管組織形成への貢献
Shaffieyら42）は，マウス多機能性幹細胞を用いた腸管上皮実験的臓器（オルガノイ罔に新生児初期細菌としてLactobacillus
rhamnosusを投与した。L rhamrtosusの生着によりオルガノイドはPaneth細胞への分化が増加し，腸上皮細胞の増殖が促進された。
Hou ら43）は，Lactobacillus rente元の代謝産物indo↓e-3-aldehydeが粘膜固有膕リンパ球のaryl
hydroca雨皿受容体（ＡｈＲ）を刺激し，その結果interleukin
(I凵-22の産生か亢進することを報告した。Lactobac雨ｕｓ属が腸上皮細胞の成熟と陰言形成に直接的かつ間接的に寄与する重要な細菌属である根拠が示された。
４） 腸内細菌の嫌気代謝
パイオニア細菌である瓦 ｃｏ/八Lactobacillus
acidophilusの腸管定着はヽムチン遺伝子の洽陸化を誘導することが産仔マウスの腸上皮解析で報告され左呪生体内において，Firmicutes門，Proteobacteria門などの好気良あるいは通性嫌気性細菌は近位消化管で最も多く，徐々に漸減し，遠位大腸で最も少ない。 腸管内のBacteroidetes門，Actinobacteria門などの偏性嫌気性菌バイオマスは，管腔内酸素濃度の減少に応じて増加し，管腔内と厚いムチン層内で一定に存在する九腸上皮ムチン腦は消化管における耐酸素細菌の生息を可能にしていることがわかる。
Bittin辟rらは，アメリカ黒人新生児88例の出生直後からの胎便において腸内細菌，プロテオーム，メタボローム解析を行った呪生後↓6時間より前には胎便中の細菌は検出されなかったが，出生から↓6時間以降に細菌が検出された。最も頻度が高かっだのは万.ｃｏ/八万nterococcus翔にａ厄，召ａ口eroides
vulgarisたった。同時期に，細菌発酵産物（酢酸塩，コハク酸塩を含む）が増加した。嫌気条件下での細菌発育機序は発酵代謝であり，大腸の管腔では，腸内細菌が難消化陸の食物繊維を発酵することによって，酪酸，酢酸，プロピオン酸などの短鎖脂肪酸が高濃度に産生される。醋酸は大腸上皮細胞の主なエネルギー源であり，酪酸代謝は上皮細胞の酸素消費に大きく影響する。腸上皮細胞出来の培養細胞を酪酸で処理すると，酸素消費量が増加して，周囲の酸素が減少することが報告されている呪大腸上皮の生理的低酸素環境の形成や維持は，腸内細菌叢と代謝産物の酪酸に大きく依存している。標準飼育マウスの腸内細菌を抗菌薬で除去すると，酪酸加減少し，大腸上皮の酸素分圧は増加する。抗菌薬投与マウスに酪酸を投与すると，大腸上皮の酸素分圧は低下して，低酸素環境が回復した。
母乳は新生児にとって最も適した栄養である。新生児にとって消化吸収がしやすいタンパク質および脂質に富み，新生児が必要とする栄養素や免疫物質を多く含む。そして新生児期の腸内細菌叢の発達において極めて重要な役割を担う。
2003年ＷＨＯは，生後６か月までの完全母乳栄養と，少なくとも２歳を超えるまで授乳を続けることを推奨し，世界規模で母乳哺育の必要性を提唱している46)。しかし､新生児の要因､母親の要因､母乳不足，労働環境や社会構造による子どもおよび母親をとりまく環境の要因，などによって完全母乳哺育がかなわない場合も多い。囗本における母乳哺育率は，生後Ｏか月で48％であるが３か月で38.0%に減少する。６か月では完全人工乳で哺育される乳児が完全母乳あるいは母乳と人工乳の混合による哺育の乳児を上回る，という厚生労働省の報告がある。
１ 母乳哺育児と人口乳児の腸内細菌叢
母乳あるいは人工乳で育った乳児の腸内細菌叢は大きく異なる48）。母乳を授乳中の児に頻度が高いのは月頃面面cterium属の菌種で，糞便中の70〜90％を占める児もある。母乳で育った乳児の腸内細菌叢は，召塊dobacterium属（月頃dobact匹ium
longum subsp.加却肘詒（月。加却肘図，Ｒ
longum subsp. longum (召. longum)，Ｒ面四ｅ，日｡bifidum)やLactobacillus属(.Lactobacillus
caseu L｡衵九nsonii，厶.gasseriヽ厶･paracasei)が主要な構成種であり，生後12〜24か月後においても召印加-bacterium属やLactobacillus属の定着が維持される傾向にある。一方，人工乳で育った乳児の腸内細菌叢では，召印加bacterium属の存在比が低く，Bacteroides
fraが一臨，Clostriぷoides diff;他加，E. coliが増加する傾向にある。
２ 母乳中のヒトミルクオリゴ糖
母乳は，糖質，脂質，ヒトミルクオリゴ糖(hｕｍ飢milk
oligosaccharide ； ＨＭＯ)，タンパク質と水分から成る。母乳の組成は分娩後，日ごとに変化し，約10日後に一定となる。出産後の数日間の母乳を初乳，10日以降の母乳を成熟乳，初乳から成熟乳に移行するまでの母乳を移行乳という。初乳は粘稠，アルカ屮陸で成熟乳に比べてタンパク質が多く，脂質と糖質が少ない。母乳中の主要糖質であるラクトースは60〜70ジL含まれており，ル腸で消化吸収されて乳児のエネルギー噐となる。母乳には乳児が利用する栄養素に加えて，生理活歐因子として抗菌唐陸を有するリゾチーム，デフェンシン，ラクトフェリンや分泌型焙Ａ(s穃Ａ)が含まれている。母乳中のラクトース以外の糖はＨＭＯであり，130種類以上のオリゴ糖の混合物である。初乳には22〜23訌L，常乳には12〜Ｂ匳ＬのHMOが含まれている50)。母乳中のＨＭＯは初乳から成乳に変化すると濃度が減るが，初乳量はごく少量であるためＨＭＯ総量の差はあまりなく，乳児には恒常的にＨＭＯが提供されている５１)。ＨＭＯは難消化肬であり，小腸で消化されずに大腸まで到達し日田面面ｃ昆示ｕｍ属によって選択的に資化される。石卵dobacterium属の占有率は，ＨＭＯの違いに依存し，母乳のＨＭＯ組成は母体の血液型遺伝子，出産週数などに依存する肌後述する分泌型(secretor)個体ではより迅速に日田面面ｃ昆万ｕｍ属によって優勢となる｡一方，ウシ常乳(牛乳)にはラクトース以外の糖はほとんど含まれていない53)ので育児用調製粉乳にはオリゴ糖が添加されている。
３ Bifidobacterium 属の伝播
母乳中の細菌の起源は不明であり，乳児腸内細菌のBifidobacterium
属の起源も不明であった。 Makinoらは，102組の母子から採取した母乳（出産前，初乳，出産後７日と30日）と糞便（胎便，生後７日と3日囗）のうち，新生児の胎便，生後７日と30日の糞便から召印dobacteriurn属の存在を確認し，召:
bifidum，B. breve，Ｒ longum については，各母子の母乳と乳児糞便から遺伝学的に同一菌株が分離された，と報告した5气すなわち，召ifidobacterium属は分娩時に出生児の口腔へ垂直伝播し，授乳時に乳児の口腔から乳腺へ伝播していると考えられた．召ifidobacterium属は生後２〜５日に初めて新生児の腸管に現れ，１週間以内に新生児の糞便細菌叢の90％を超える児もあるとされるが，離乳と共に石沢dobacterium属の菌数は減少し，安定した組成レベルを成人期中に維持した後に，高齢期にさらに減少していく。
４ ヒトミルクオリゴ糖によるBifidobacterium
属選択庄
母乳栄養児の腸内で召ifidobacteriu睨属が優勢な細菌叢(ビフィズスフローラ)として形成されるのは，Bifidobacterium属が母乳に含まれるＨＭＯを他の腸内細菌と比較して効率よく栄養として利用できるからである56)5气Ｃyｏｓ加治oides
dijｱ記加，Entero-coccus faecalis，E. coli
(よＨＭＯを炭素源として利用しないので，母乳は病原菌の増殖に対して役に立だない58)。乳児下痢症の起因菌となる病原性E.
coli，Vibrio chol-ｅｒａ，Salmonella fyrisはＨＭＯの構造によっては腸管上皮定着が阻止される59)。腸内に多様な細菌が侵入する機会においても，ＨＭＯの豊富な環境下では，召皈加砲cteri-ｕｍ属の占有率が高くなることがわかる。一方，ＨＭＯを利用できる菌系統はほかにないわけではない。Bacteroides瀾の特定の菌種や，Lactobacillus
caseiはＨＭＯを利用できる。
１ 乳児腸管∂沂(ｺﾞobacterium属のグリコシダーゼとトランスポーターを用いた ＨＭＯ獲得機構
乳児期腸内細菌叢の召ifidoba口erium属として，召｡加却脱胎，召｡豚四召，月月ong-ｕｍ，召｡bifidumの頻度が高い。召∽加面cterium属は，ＨＭＯを分解するために次の２つの機構によって多様なＨＭＯを資化することが可能となった。
１) 細胞外グリコシダーゼ依存的な機構
ＨＭＯは，菌体細胞擅に結合したグリコシダーゼによって加水分解され，その後，遊離した単糖類および二糖類として菌体内に取り込まれる。召｡bifidumはとくに多種類の細胞外グリコシダーゼ61腫持つ。オリゴ糖を加水分解するとともにフコースやシアル酸の修飾も遊離し，最終的にlacto-N-biose
(LNB)の形としてから，後述する細胞壁のgalacto-N-biose
(GNB) /LNB-binding protein (BP)と呼ばれるトランスポーターを介してＬＮＢを菌体内へ取り込む62)。
7E凵ongum (lacto-N-biosidase ； LNBase 陽性株)も細胞外グリコシダーゼ分泌することによって最終的にＬＮＢの形にまで消化し，同じＧＮＢ/ＬＮＢ-ＢＰからＬＮＢを菌体内へ取り込む。 したがって，召｡bifidumおよび召.longurnはlacto-iV-tetraose
(LNT)で顕著に生育する。
２） トランスポーター依存的な機構
月頃dobacterium属がＨＭＯを菌体内へ取り込む機構として，二糖であるＬＮＢのみならず，三糖のfucosyllactose
(FL)，三糖以上の↓acto一万一neotetraose (LNnT)に親和性を持つトランスポーターが報告されている。 フコシル化才リゴ糖と親和性を持つsolute-binding
protein （SBP）であるFレBPは分泌型個体のフコシル化ＨＭＯである2しFL，3-FL，LDFT，LNFP
I を効率よく取り込むことが刧られており65)66)，その後フコシル化ＨＭＯは菌体内で加水分解する。B.
breveのFL2-BPは2しFLの代わりに，非分泌型(non-secretor)個体で分泌される3-FLも取り込む67)能力を獲得しており，母乳の血液型抗原によるＨＭＯの種類に適応した石印面面ｃ昆ｒ沁ｍ属の宿主共進化が示唆される。それだけではなく，石よ印dｕｍが細胞外に残しかＬＮＢをＧＮＢ/ＬＮＢ-BP64)を介して菌体内へ取り込む機構も，前述の４種類の乳児型石印dobacteriu川属がすべて保有している(クロスフィージンク)68)。
５ :Bifidobacterium属によるＨＭＯ資化
１ B.bifidum
日｡販八dｕｍはＨＭＯ資化に関わる細胞外酵素，トランスポーター，および細胞内ホスホリラーゼを発現する。菌体外酵素は６種類が同定されている。菌体外酵素の基質となるオリゴ糖は，type
l core (ＬＮＴ型)およびtype 2 core (ＬＮｎＴ型)の基本骨格をもつものと，そのほかにラクトース骨格の異なる位置がフコシル化されたFL型があり，いずれのＨＭＯ構造も日｡わ印dｕｍは栄養素として利用できる。
ＨＭＯ分解酵素は日｡阪八-dｕｍの菌株による差異はなく，且り印dｕ用種レベルにおいて高度に保存されている。しかしＬＮＢの全量をセルフフィートのために消費するわけではなく，菌体外に残したままにする。且わ印ｄＭｍによって産生されたＨＭＯ分解物は他の日塊do回目匹沁ｍ頷菌種に共有される56)69)。日｡bifidumは腸内細菌叢におけるクロスプロバイダーとして役割を担い68)，日油ifidumが全石田面面口２ｒ沁ｍ属の↓O％以上を占める場合，クロスフィーディングにより，他の乳児日印do回叶匹山ｍ属の増殖が促進されビフィズスフローラの形成が高まる。
２ B.longum
B.longumは､B.ifidumに比べれば酵素の種類は少ないが，細胞外グリコシダーゼを保有している。またB.
bifidumと同様に，トランスポーターでＬＮＢを取り込む。且longumはヽ石｡加肩肘詒や石｡白沢dｕｍと比較してかなり限定的なＨＭＯしか利用できないことが刧られているが气B.
longumのＨＭＯ利用は高くヽB. longumの菌体外酵素をコードする遺伝子は，完全母乳栄養児の糞便中では混合乳栄養児と比較して濃度が高し尹。日万ongumはヽ日｡服パdｕｍや石バｏｎｇリ心では認められていないtype
2 core骨格のＬＮｎＴを取り込むトランスポーターの存在が示唆されており，LNnTが母乳強化剤として使用される場合などでは増殖効果が期待される66)。
３ B.infantis
石｡加岸打出およびB. breveはトランスポーターに依存的な機構を利用してＨＭＯを栄養源としている55)。とくに日｡加袖肘心は，FL1-BPとFL2-BPを高率に発現している。２種類のFLトランスポーターは基質特冓歐が互いに異なるため，結果として複数の種類のＨＭＯを取り込むことができる。母乳栄養児糞便中ではFLトランスポーター遺伝子が検出されており，母乳栄養児でのビフィズスフローラ形成に重要であることが示唆された．
４ B.breve
B.breveにはＯＮＢ/ＬＮＢトランスポーターが高発現しており，召.か毋dｕｍからLNBのクロスフィートを受ける．日.胖四則よ，また，ＬＮｎＴトランスポーターも高率に発現しているためヽ菌体外分解がされなくてもＬＮＢのようなtype
１ ＨＭＯのみならずtype 2 HMOを直接取り込むことができる几実際に，乳児の腸内細菌叢では，召.
breveとB. longumの占有率が高いことが多い65)．
人工乳はウシ乳由来であるためフコースを含むオリゴ糖の含有量は極めて少なく，母乳栄養児に比べて人工乳栄養児では月頃加飴ｄ匹加川属と召acteroides属の占有率が低いことが指摘されてきたが，人エオリゴ糖成分の改良が取り組まれている72)73)。また，ウシ乳由来のシアル化オリゴ糖を精製し母乳へ添加した結果，乳児型腸内細菌叢の増殖を介した乳児の身体的発育の増進に有効であることが報告されている。
正期産児は37週から42週未満に2,500g以上4,000g未満の体重で出生する。国によって定義が異なるが本邦では，在胎22週Ｏ日から36週６日までの出生は早産という。
22週未満は流産である。胎内では明らかな発生学的な異常がない胎児においても，37週未満の在胎期間で出生すると，出生後にさまざまな障害を発疱するリスクが高まる。在胎34週以上36週未満での後期早産では，低体温疱，低血糖疱，未熟児貧血，ビタミンＫ不足，脳出血，低リン・低カルシウム血疱，34週未満の早期早産ではさらに，呼吸障害，脳室周囲白質軟化疱，壊死性腸炎(necrotizi昭enterocolitis
； NEC) と付随する敗血症などの発疱頻度が増加する。胎児の器官形成期は妊娠初期であるが，在胎36週でも，肺，脳血管，造血能，代謝内分泌，体温調節能，などの機能が未熟で，その後の１日ごとが自立的な生存を可能とするための臓器の成熟に極めて重要である。胎盤を介する胎内発育がかなわなくなってしまった場合には，修正週数で正期産体重相当となるまでを理想的な目標として，新生児ＩＣＵ（ＮＩＣＵ）で発育補助と必要に応じて治療を実施することになる。早産児の出生後数か月に起こりやすい疾病は，いずれも重篤で生死にかかおるものも多い。一方，無事に初めての退院を迎えることができれば，出生体重が1,250〜l,500gであったならば２歳頃までに正期産児の体格に追いつく児は多い。しかし，早産児の身長，体重，運動・精神発達などは，在胎週数が短く，出生体重が少ないほど成長速度は朧黶である。
早産児にとって，子宮の外の環境に適応するのには時聞かかかるが，その↓つが哺乳である。早産児は消化能力が未熟であり，浸透圧の高い液体は腸管粘膜に負担がかがるため，通常，生後１〜２日までは点滴で水分や糖分の補給を行う。一方，初乳は出産後10日頃までの母乳であるが，新生児の成長に必要な栄養素をすべて含み，消化吸収しやすく，感染防御を担う分泌型IgA
(slgA)も高濃度に含んでいるため，できるだけ早く母乳哺乳を開始したい。 しかし，32~34週に達するまでは吸綴反射も嚥下反射も不十分であるため経口哺乳できず，出生数日後より経胃チューブを介して母乳やミルクを注入するレこの際，早産児に不足しがちなビタミンＫや微量元素などを補填し，母乳強化剤（タンパク質，カルシウム，リン，エネルギー）を添加することもしばしばある。母乳不足を補填するために，人工乳（ウシ乳由来）を併用すると，体重の増加速度が上がる一方で，母乳に比べて浸透圧が高く消化吸収が悪いため，早産児の腸管に負担となるのみならず，ミルク不耐症を発疱するリスクも高い。
１ 早産児の腸内細菌叢
早産児の腸内細菌叢組成についての既往研究では，正期産児に比べて召唐加bacteri-ｕｍ属の定着が遅延あるいは欠如すると報告されている76)77)。早産児の腸内への細菌定着に関する問題点は，正期産児に既存する腸内細菌叢の生理的選択圧が欠落していることに起因する。抗菌ペプチドや粘液を産生分泌するための腸上皮粘膜が未熟であること，抗菌活性を示す胆汁酸の産生か不十分であること，腸上皮のTLR4発現が未だスイッチオフされておらず，外因性刺激の減弱化機構が作動するタイミングを逃してしまっていること，など，外来微生物の侵入に対する防御の備えがない。加えて，新生児の初期液性免疫の主体となる母乳でさえも消化する機能が未熟なため，母乳性黄疸が発症しやす＜，発育に不可欠な母乳の摂取を減速あるいは代替えして核黄疸の予防を優先する必要がある場合もある。出生後の生理的溶血によって増加するビリルビンは肝臓のuridine
diphosphate (UDP) -glucuronsyltransferase↓Ａ囗UGT1A1)によって親水肚の抱合型ビリルビンとなり，肝臓から排出され，小腸から糞便へ排泄される。早産児の腸管ではTLR4/2発現が亢進しており，ＴＬＲに入る刺激は母乳によってブロックされているが，ＴＬＲを介しかシグナルが入らないとUGT1A1の発現が遅れる。これが母乳性黄疸の発生機序である。人工乳はＴＬＲ阻止作用がないので，腸内細菌の定着によってＴＬＲ刺激が入ると，UGT1A1発現が促進する。
Ｇｏｍｅｚらは，在胎32週以下の早産児の腸内細菌と母乳中の細菌を比較した。メタゲノム解析では，召ａ口匹oides
vulgarisなどのBacteroides属とClostridiu附属は経膣分娩児に多かった。S竝Ｐ砂lococcus
aureus，5.町刀心rmidisは帝王切開児に多かっか。Molesら80)は伺人の妊娠32週以下かつ，または出生時体重1,200g以下の新生児の胎便と出生後１週，２週，３週目の糞便を回収したところ，胎便と１週目の糞便中ではS.町が心厂一附旧心とS.
aureusを含む良ａＰ八ylococcus属が最も多く50％の児にみられた。ら庁印一tococc四属は第３週目以降消失しか。E.
co江別ebsiella pneumo加ａ，Serratia marcescensなどのグラム陰性桿菌は，胎便からは検出されなかったが，第１〜第３週目にかけて糞便中で増加していた。第２週目以降でもっとも検出率が高かっだのは万灯-terobacter属で13人の児から検出された。満期産の母乳栄養児で報告されることが多いLactobacillus属，石沢dobacterium属は，早産児の糞便ではむしろ検出率が低かった。新生児の週数が進むに従って糞便中のStaiつhylocaccus属，Sびeptococcus属の検出率は減少していったものの，依然としてS.印記ｅｒｍだ愆，S.
aureusのほかEnterococ-cus faecalis､召nterococcus
faecium，E. coだ､K. pneumonia，S. marcescensが，哺乳様式にかかわらず検出率が高く，Serratia屆はMolesらの場合と同様に，院内環境を反映している可能性が示唆された。早産児の糞便中では，帝王切開と自然分娩による腸内細菌叢の差もなく，バイオフィルムを形成しやすい細菌が経胃チューブの内腔を覆うことが旱産児の腸内細菌の組成にもっとも影響する可能性が示唆された。
２ 早産母乳
Battersbyらは，ウシ由来人工乳を避けた早産児症例に壊死性腸炎の発疱が少なかったと報告しているが，これは人工乳が高浸透圧であるため早産児の未熟な腸管バリアが損傷を受け，腸内細菌の影響を受けるためと考えられる。在胎33週以下で出産した母体の母乳成分は，高タンパク質，高カロリー，高脂質であり，低浸透圧であった8气早産母乳はラクトース濃度が低いため，ラクターゼ活性が低い早産児の腸に負荷がかからない。Quigleyら75)も，早産児に人工乳を与えると，成長速度が向上する一方で，壊死性腸炎を発疱するリスクが２ｲ音になることをCochraneレビューにより発表している。
３ 壊死性腸炎の発症に関与する因子
ＨＭＯの糖鎖の種類は母体のフコース転移酵素(fucosyltransferase
； FUT)に依存するが，ＡＢＨ型血液型を決めるFUT2遺伝子に変異のある個体ではα１，２フコシル化糖鎖を産生することができないので，哺乳児の腸内細菌レパートリーが少なく，壊死性腸炎 (necrotizing
enterocolitis ； ＮＥＣ）のリスクが高まるとされている8呪母乳中の特定のオリゴ糖が低い母乳の場合，出生児の腸内細菌叢中のGammaproteobacteria綢の細菌分布が高く，Firmicutes門の細菌の検出率が低かった。E.
colL Klebsiella属，召ｎ-terobacter属､Proteus属，Serratia属などのEnterobacteriaceae科(Proteobacteria門）が早産児のＮＥＣの原因となるといわれている8呪これらの細菌は，健常成人の常在菌としては少ないが，早産児の生後１〜２週目における初期の腸内細菌としては頻度が高く，生後２〜６週に好発するＮＥＣの起因菌となることが報告されている。フコシル化ＨＭＯは新生児腸内細菌叢への十分な資源となり腸内環境を防御するメカニズムでEnterobacteriaceae科の細菌を減少させるが，フコシル化されていないＨＭＯはEnterobacteriaceae科の細菌を増加させる可能性があるため，ヒト血液型のＡＢＨ型物質の分泌中の量が少ない非分泌型の個体の母乳では乳児の腸内細菌叢のdysbiosisが顕性化するリスクがある。
早産児ではなぜdysbiosisが問題となるのか。理由は前頁でも述べているが，以下に再度説明する。腸上皮のグラム陰性菌の菌膜成分であるLPSを感知するTLR4の発現は，胎児では妊娠後期に増加しているが，正期産児では出生後は速やかに成人に近いレベルまでTLR4発現量は抑制される32)。早産児では，この発現が高度に保たれており，プラム陰性菌に過剰に反応しやすいことがわかってきた30)32)33)35)。動物実験ではTLR4抑制によってＮＥＣ重症度が軽減することが報告されていることから，LPSによる自然免疫の活性化がＮＥＣの原因に関連することが示唆されている86)。
ＮＥＣの発症により，腸内細菌の粘膜基底膜下へのトランスロケーションが生じ，全身循環へ細菌が播種し，遅発注の敗血症を生じる8匸一方，腸上皮細胞特異的TLR4欠損マウスではＮｏtchシグナルの抑制によりGoblet細胞への分化が可逆的に増加レ腸上皮損傷が回避されてＮＥＣの発症が阻止される結果が得られており，腸上皮におけるLPS応答性の制御がＮＥＣの予防に貢献できるかが注目されている。
新生児期の腸内細菌叢は，母親とのスキンシップや環境に大き＜影響されて形成されていく。出生後早期の腸内細菌叢は個人差が大きいものの，個体内においては比較的複雑ではない腸内細菌叢組成が認められる。その後固形食の導入によって徐々に細菌叢組成の多単比を獲得していく。一方，近年の研究では，出生早期における腸内細菌の定着は免疫系の恒常性の構築と疾患感受性の制御において重要であり，乳児期を過ぎた細菌曝露では免疫機能障害を修正することができないことが報告されている88）89）。すなわち，出生早期は“window
of opportunity （バランスの良い免疫応答を覚えることが可能な時期）”と呼ばれる期間が存在し，この時期に離乳によって腸内細菌叢が変化し「正しい有益な細菌」が定着することが制御系免疫細胞の発達にとって不可欠であるとされる。しかし，そのための「欠落してはならない菌」を定義する基準については不明な点が多い。離乳食の早期導入は長期予後として肥満90）や免疫介在性疾患91）と関連付けられているが，そのメカニズムの詳細も未だ明らかでない。
１ 乳児期の消化酵素
母乳中のラクトース，脂質，タンパク質が乳児の小腸より吸収され栄養素として使用される气乳児の消化機能を見てみると，リパーゼとトリプシンは成人と同等に機能しているが，アミラーゼに関しては分泌量も消化能もまだ整っていない。すなわち，脂質やタンパク質の消化に比べると，炭水化物の消化はラクトースやスクロースなどの単純な二瘧の消化は可能であるものの，離乳期までは複雑な糖消化をすることができない。離乳期になると唾液や膵液のａ−アミラーゼが分泌されるものの，成人期に比べると低濃度である。一方，出生時よりグルコアミラーゼが小腸の吸収上皮細胞刷子縁酵素として成人期の濃度の↓00~150%に存在し，ａ↓，4−ブルコシド結合を分解することができる。難?削ﾋ性炭水化物(non-digestible
carbohydrates)やＨＭＯはこれらの酵素に抵抗するため大腸へ達し，そこで腸内細菌の栄養源として利用される。母乳哺育児は，これに加えて母体由来のアミラーゼ，リパーゼを含む50種類を超える母乳中の消化酵素をさまざまな濃度で受け取る93）。離乳中も母乳哺育を継続する児においては，人工乳哺育児に比べて食事由来のスターチを消化する能力を広く持ち合わせる可能性がある。
２ 離乳期における腸内環境の変遷
離乳に伴い，完全哺乳期の単純な腸内細菌叢組成から多様な腸内細菌叢組成への変化と、成人型の腸内細菌への置換が生じる。
Bergstromらは，デンマークの330人を対象として生後9，↓8，36か月での糞便細菌叢解析ＳＫＯ丁研究を発表した94）。哺乳栄養が中心である生後９か月と，固形食が主体の生後↓8か月とを比較した結果，Lactobacillaceae科，Bifidobacteriaceae抖，Enterococcaceae科，Enterobacteriaceae抖が減少し，Lachnospiraceae科，Ruminococcaceae科，Bacteroidaceae科が生後18か月で増加していたo
FallaniらはEuropean INFABIO study"で､北南ヨーロッパ５か国（スウェーデン，スコットランド，ドイツ，イタリア，スペイン）の53↓入から，出生６週後と固形食を導入してから糞便を回収し細菌叢を調査した。固形食導入４週後では離乳が完了していない時期であったため石印d砧acterium属の占有率が高かっかものの，18か月では固形食導入を経て細菌組成の多様化が生じ全菌叢中の召印面面叶匹沁痢属占有率は減少した。 さらに通性嫌気性のEnterobacteriaceae科は減少し，Ruminococcaceae科，Lachnospiraceae科の偏性嫌気性菌が増加した。Koeningらは↓例ケーススタディーで生後３日より838日（２歳３か月）の開心経時的に60回糞便を回収し細菌叢を解析した。生後早期にはFirmicutes門，Proteobacteria門，Actinobacteria門（日灰do面叶匹沁ｍ属）が主な菌叢であったが，離乳とともに偏肬嫌気性Bacteroidetes門の占有率と糞便中の短鎖脂肪酸(short-chain
fa扛y acids ； SCFA）の濃度が増加した。 SCFAは植物由来の多糖類から偏性嫌気比菌の発酵によって産生される。
Koeninらはこの研究結果から，SCFAの出現が離乳後の腸内細菌叢の多様性を示唆する所見であると提唱した。
腸内細菌は発酵基質として，食品由来の難消化性才リゴ糖や食物繊維と腸粘膜の内因性ムチンからSCFAを生成する97）。SCFAは短い炭素鎖を持った揮発性の脂肪酸で，主要なものは，酢酸，プロピオン酸，酪酸である。
SCFAは栄養的な側面と生体調節因子としての側面を持つ。
SCFAは大腸上皮に栄養素としてその一部が利用された後，大腸から吸収されて肝臓や筋肉で代謝されてエネルギー源となるほか，脂肪合成，血糖値の上昇，免疫恆贄肬，ミネラル吸収促進､大腸粘膜バリアの維持など多くの生理作用を有しているが，後者の作用については主に成人期の健康維持に関与する報告が多い。アメリカノースカロライナ州の母子67対を対象としたコホート研究では，離乳前後で児の腸内細菌叢と糞便中のSCFAのプロファイルがどのように変化するのかを調査した。血清は調査されなかったが，離乳前の乳児では，過剰な酪酸（SCFAのなかでも主要な大腸上皮の栄養素）は糞便中へ排出されており，腸管から吸収されていないことが示唆された。生後３か月以前に離乳食を早期導入した乳児では，生後３か月以降に離乳食を導人した児に比べて，糞便中SCFA濃度の高値が生後↓2か月でも続いていた98)。
Nakataniらは仔ブタにおいて，血清中のSCFA濃度と，腸上皮SCFA輸送体としてmonocarboxylate
transporter (ＭＣＴ)1，sodium monocarboxylate
transporteパSMCT) 1，腸上皮タイトジャンクション関連分子occuldinの遺伝子発現との関連吐を検討した88)。仔ブタの離乳時期については，少なくとも21〜28日齢まで哺乳させることが良好な産豚の成育にとって好ましいとされる。哺乳中の皿日齢ではSCFAが盲腸内容物中に検出されたものの､血中では検出されなかった。腸管内腔から盲腸静脈へSCFAを移行させるSCFA輸送体の遺伝子も↓4日齢よりも幼若の杼ブタでは発現が認められなかったが，14〜21日齢の間にはその発現が開始され，21日齢以降で顕著に高値を示した。離乳後は囗貽とともに静脈血中SCFA濃度が漸増したが，実験的に21日齢より前に強制離乳した仔ブタでは，腸上皮タイトジャンクション関連分子の発現が低下し，小腸Peyer板の形成が抑制されてしまった。すなわち，SCFAの腸上皮から血中への吸収移行の時期は生理的にプログラミングされていることがわかった。 Bifidobacterium属は母乳哺育中から母乳減量中にかけての乳児の主要な腸内細菌であるが，母乳哺育児へ離乳食を導入すると日げ旧ｏｈ叶匹沁禺属の占有率は減少する。召ifidobact匹沁ｍ属は，母乳中の難消化吐炭水化物を発酵し，酢酸とビタミンＢ様のリボフラビンおよびtetrahydro比)11c
acid を産生する99)。Differdingらの研究では，生後３か月で離乳食を早期導人した児の糞便中においてムチン分解菌であるÅ頤匹mansiamuciniphilaの相対比率が高くなった98)。
Ａ ｍｕｃ加印垣佰を経口投与するとインスリン抵打吐改善や体脂肪減少効果があり，成人２型糖尿病の代謝病態の是正に関連すると報告されているが100)，乳児期でAkkermansia属が腸管へ定着することは，腸管ムチン層の厚みが十分でない大腸に対して負荷となる可能性が示唆された。
３ 離乳期のタイミング
離乳とは，母乳または育児用ミルク等の乳汁栄養から幼見食に移行する過程をいう。この間に乳児の摂食機能は，乳汁を吸うこと（吸畷反射）から，食物をかみつよして飲み込むこと（咀嚼）へと発達し，摂取する食品は量や種類が多くなる。吸綴反射は生後４〜５か月から徐々に消失しはじめ，生後６〜７か月頃には乳汁摂取時の動きも随意的な乳児の意志による動きによってなされるようになるので，離乳の開始時期としては生後５，６か月が目安となる。
生理学的に離乳時期として適切な時期が存在することが実験的に示唆された。
A1Ｎ油haniら89）は，まず，病原菌のいない飼育環境(specific-patho辟n-free
； SPF）でマウスを飼育したときの腸内細菌叢を検索した。出生直後はアーproteobacteria綢の細菌が主に検出され､哺乳が開始されるとミルク環境に適したLactobacillus属が優勢となった。完全ミルク栄養からミルク以外の食物へ徐々に移行する離乳期にはClosりづd沁所属とBacteroid四属が10〜100倍も増殖し，続いて成体型腸内細菌叢が形成されていった。SPF飼育の場合，マウスはO〜13日齢が乳仔期，14〜27日齢が離乳期，28日齢以降が成体期であることが刧られているが，離乳開始日の皿日齢から離乳完了日の27日齢まで炎症性サイトカイン(tumor-necrosis
factor- ａ ； TNF- ａ ，interferonつy ; IFN-y)が高値を示した。無菌飼育の場合は，14〜27日齢の離乳期も炎症性サイトカインは変動することなく低値のままであった。炎症性サイトカイン産生の原因が離乳食摂取による細菌の侵入であるかを検証するために，離乳開始日をずらす実験を行った。生理的離乳開始日と同じ皿日齢，あるいは21日齢としたときには，離乳開始後から２週間にわたり炎症性サイトカインが上昇した。しかし，離乳開始を生理的離乳開始日よりも10日以上遅い23日齢，27日齢あるいは35日齢としたときには，離乳開始後の炎症性サイトカインはいずれの日齢マウスでもまったく上昇しなかった。
離乳開始に伴う２週間程度の炎症性サイトカインの上昇がその後の成体期に及ぼす影響を次の実験で検討した。出生後に無菌飼育したマウスに細菌を曝露する方法として，特定の時期からSPFマウスと共飼育した。そして63日齢となった成体期にデキストラン硫酸ナトリウム（DSS）の７日間投与を隔週で２度施行し，そのときの体重減少とtyP削 （IFN-ｙ），type
2（TL-4，IL-5，IL-13)，type 3 (TNF- a，Tレ1β）の炎症性サイトカインの血中濃度から腸炎の重症度を判定した。出生後無菌飼育し，14日齢からSPFマウスと共飼育下に離乳を開始することによって細菌を曝露したマウスでは，DSS腸炎は軽微であった。出生時からすでにSPF飼育のマウスも同様に，成体期でのDSS腸炎は軽微であった。一方，出生時から無菌飼育下で無菌餌食の離乳を図日齢から開始し，28日齢あるいは42日齢からSPF共飼育を開始したマウスは，成体期でのDSS腸炎は重症となった。
SPF環境下で出生直後から14日齢まで抗菌薬を投与して除菌しその直後からSPF飼育したマウスでは，成体期のDSS腸炎は軽微であったが，抗菌薬を中止した時期が28日齢，42日齢，63日齢のマウスでは，成体期におけるDSS腸炎がいずれも重症となった。無菌マウスでも同様に，成体期のDSS投与で重篤な腸炎を呈したo
azoxymethane （ＡＯＭ）と低濃度DSSの３回投与による実験的大腸がんの発生実験では，結腸がんの個数および結腸がん曜恚に伴う致死率が，14日齢から細菌に曝露されていたマウスでは低く，28日齢以降に初めて細菌に曝露されたマウスでは高かっか。
成体期の病態重症化の阻止にＴr昭が関与する仮説を検証するために，ＣＤ４あるいはCD25に対する抗体を２週間投与してTregの除去を行った。除去用抗体の投与を中止すれば，63日齢でのＴr昭細胞の数は抗体非投与群と同一レベルに回復していた。しかし，↓4〜27日齢の間にＴr昭除去を行ったマウスでは，成体期でのDSS投与で重篤な腸炎を呈しか。図〜27日齢でTregの除去を行わなかったマウスの腸炎は軽微であった。腸内細菌に誘導されるＴr昭は核内伝達物質（ＲＯＲ竹）陽性である。ＲＯＲ竹欠損マウスはTregを恒常的に欠如しており，重症DSS腸炎を生じた。RORyt陽性Treの誘導に必要な因子は，細菌抗原，SCFA，ビタミンＡ代謝物質のレチノイン酸(retinoic
acid ；RＡ）である。ＲＡ阻害薬を投与するとDSS腸炎が重症化した。出生後から抗菌薬を投与されたSPFマウスの離乳開始時にSCFAを投与すると，成体期におけるDSS腸炎は軽症になった。ただし，無菌マウスや，無菌マウスにSCFA非産生の細菌を定着させたマウスでは，成体期のDSS腸炎を軽減することができなかった。離乳期の腸内細菌と腸内細菌が産生するSCFA，および腸上皮細胞が産生するＲＡによって誘導されるＴr昭分化は，将来の過剰な免疫感受性を阻止することと関連することがわかった。
これらのデータにより，離乳にともない複雑な腸内細菌が定着することによって誘導される炎症性サイトカイン産生反応には，Ｔr昭の生体防御機構を教育する効果があり，成体期における過敏な応答陸を制御するために必須であるということがわかった。刺激を入れる腸内細菌の種類としてはSCFAとＲＡの産生か誘導できれば必ずしも乳児型腸内細菌である必要はなく，離乳期に，成体期マウスから分離した腸内細菌を定着させても免疫制御機能は十分に記憶された。一方，腸内細菌によるＴr昭分化反応が生じる時期は生物学的にプログラムされており，成体期以降に初めて腸内細菌の曝露を受けても，Treg分化反応の欠如は修復されなかったことから，細菌曝露のタイミングが離乳反応において重要であることがわかった。
４ 離乳期開始期における細菌の欠落が及ぼす長期的な影響
Riedlerら101)は，オーストリア，ドイツ，スイスの農村で育った↓3歳以下の児童を対象にアレルギーの有無を調査した。 ↓歳以下より家畜に触れ，非滅菌ミルクを飲む習慣があった場合には，↓歳を超えてから農村環境で育った児童に比べて，高TgE血症を伴うアレルギー症状を発疱する比率が約↓O分の１であり，１歳を超えてから農村で育った児におけるアレルギー発症率は，農村生活のない児童と同等であることを報告した。生後早期における微生物への曝露の欠如こそがアトピーやアレルギーが将来発疱するリスクであるとするのが「衛生仮説」である（第５章p.115参照）。
実験マウスにおいて２週貽での細菌の定着が欠如すると，Ｔr昭の分化が妨げられヽ免疫寛容が発達せず，house
dust ｍ他出ＤＭ）に対する過敏症を成体期に呈することが報告されたlo气無菌マウスは二次リンパ組織（腸管関連リンパ組織，脾臓など）の発達および成熟が著しく劣り，腸上皮細胞間リンパ球(intraepithe臨囗ymphocytes
； IEL)の数は２週齢でもまだ低く，RORy t陽性Treg細胞の分化は生じない103）104）。 しかし，２週齢の無菌マウスに腸内細菌叢を定着させれば，これらの影響はその時点で補填される89）。Bashir
6105)は，生後早期のマウスに抗菌薬を投与すると，抗菌薬投与中止から長期を経ても成体期のアレルギー感受性が増加することを報告した。
Russellら106）およびOlszakらも，成体期における抗菌薬投与ではアレルギー感受賍との関連歐はなかったものの，生後早期の抗菌薬の投与が腸管と肺でのアレルギー感受性を高めた，と報告している。
新生児には周囲の環境からあらゆる細菌が定着する可能性かおり，出生直後の腸内細菌叢の組成を決める選択圧は多くない。母乳哺育が開始されると母乳栄養によって細菌が生き残るため，哺乳期の腸内細菌叢の動物種特冓注は乳組成によって説明することができる。母乳の組成は母親の血液型抗原を決定する遺伝型の影響を受けるが，その組成の誤差を埋めるように乳児型腸内細菌の代謝系は進化し，広域の母乳才リゴ糖バリエーションに適応してきた。母親の遺伝型によらず，母乳哺育を継続すれば，おおよそ個人差のない乳児期の腸内細菌叢が生理的に形成されていく。一方，離乳期は発生学的にプログラミングされている。初めて多様性細菌を感知する免疫細胞がこの時期の経験を記憶し免疫寛容が育つ。児が将来にわたりバランスのよい免疫反応を営めるように，「免疫の制御機構を培うことが可能な時期」に定着する細菌の「質」が重要となり，期間限定の特別な微生物一宿主相互作用を行うプログラムが宿主側に存在する。感受陸の資質を育てるのに好ましいタイプの細菌であっても，定着する時期が早すぎても遅すぎても健康な免疫系を発達させることができない。
早産は生物学的には予期せぬ出産である。早産児の発育を可能としている要素の１つとして母乳の組成変化のプログラムがある。本来であればまだ子宮内で成熟過程を経るはずであった早産児に対して，出生時の来熟度に合った母乳を提供できることが早産した母親にプログラムされている。