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腸内細菌叢とCOVID-19の重症度の関連

作成者 02.12.2021

SARS-CoV-2による新型コロナウイルス感染症（COVID-19）はわが国でも大きな脅威となっており、各地で医療体制に甚大な影響を及ぼしています。このような状況の中、年齢や基礎疾患など個人が持つ体内の特徴により、COVID-19の重症度が異なることが分かってきました。

そこで今回は、腸内細菌叢とCOVID-19の重症度の関連について、ご紹介します。
▼こんな方におすすめです！
・感染症研究者
・腸内細菌叢研究者
・免疫研究者

昨今のSARS-CoV-2による危機は、世界中の何十億もの人々に多大な影響を与えており、世界中で効果的なワクチンの開発が求められています。このような状況において、COVID-19の重症度は人によって格差があることが分かってきており、安全な治療法の評価や確立のために、この違いが何に起因しているのか広く調べる必要があります。

この重症度の違いに関して、中国の研究者からCOVID-19の患者の免疫状態に、腸内細菌が重大な影響を与えている可能性が示唆されました。この報告では、COVID-19の患者において、ラクトバチルスや乳酸菌などのプロバイオティクスの減少が発生し、腸機能の低下を示すことが分かりました。このことから、SARS-CoV-2の感染と栄養、胃腸機能の評価が必要であると述べています1。

また他の研究グループでは、ヒトの腸内細菌叢の組成を解析することにより、COVID-19の重症度を予測できる可能性があることを示唆しています2。この研究では、SARS-CoV-2ウイルス感染者の60％以上が下痢、悪心、嘔吐などの胃腸症状を示し、このグループの患者が重症度の高い傾向にあることが分かりました。さらにSARS-CoV-2ウイルス感染者31人の血液を調べたところ、全身性炎症時に上昇することが知られている免疫因子を含む、疾患の重症度に関連する20のタンパク質の上昇を確認しました。 これらの結果に基づいて、研究者らは、疾患の重症度を予測できる「プロテオミクスリスクスコア」（PRS）を作成しました。機械学習アルゴリズムを使用してPRSを腸内細菌叢の組成と相関させ、腸内細菌叢とCOVID-19疾患の重症度との関連を示しました。この結果、Ruminococcus gnavusやClostridiaなど、炎症と正または負の相関関係にある特定の細菌種が検出されました。

これらの研究から、COVID-19の重症度と腸内細菌叢の潜在的な関連が示唆されていますが、別のグループは、COVID-19の患者に対して、プロバイオティクスをサプリメントとして使用するにはSARS-CoV-2についてのより多くのデータが必要であり、腸内細菌叢の調節により的を絞った治療アプローチが必要になる可能性が高いことを示唆しています3。したがって、これらの関連をより詳細に研究していく必要があります。

Ion Torrent™ Ion AmpliSeq™ Microbiome Health Research Kitは、ターゲットNGSベースのアッセイで腸内細菌叢の研究に最適なパネルにより、腸内細菌叢の包括的でコストメリットの高い解析を提供します。細菌叢解析によく用いられる16S rRNA遺伝子の9つの超可変領域のうち8つをカバーするパネルと抗ウイルス特性を持つことが知られている多数の細菌種をはじめ、免疫調節に関連することが知られている主要な腸内微生物を種レベルで同定できるパネルで構成されており、シーケンサ付属の解析サーバーでデータ解析も簡単に実施可能です。

Ion Torrent™ Ion AmpliSeq™ SARS-CoV-2 Researchパネルは、SARS-CoV-2ウイルスゲノムを99%以上カバーする特異的なプライマーとシーケンサ付属の解析サーバーでウイルスゲノムに潜む遺伝子変異を迅速に解析可能です。最新機種のIon Torrent™ Genexus™ Integrated Sequencerを使用すれば、抽出した核酸からデータ解析までのハンズオンタイムはたった10分、2日間でデータが得られます。

まとめ

・COVID-19の重症度には腸内細菌叢が関係している可能性がある
・SARS-CoV-2ウイルスの機能と腸内細菌叢の関連はさらに研究が必要である

ヒトの腸内細菌叢と免疫系・消化器疾患やがんとの関連にご興味のある方は、Ion AmpliSeq Microbiome Health Research Kitをご検討ください。

SARS-CoV-2ウイルスの遺伝子変異や株同定にご興味のある方は、Ion AmpliSeq SARS-CoV-2 Researchパネルをご検討ください。

参考文献

1. Xu K, Cai H, Shen Y, Ni Q, Chen Y, Hu S, Li J, Wang H, Yu L, Huang H, Qiu Y, Wei G, Fang Q, Zhou J, Sheng J, Liang T, Li L. (2020) Management of corona virus disease-19 (COVID-19): the Zhejiang experience. Zhejiang Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban. 49(1):147-157.

2. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.22.20076091v1

3. Mak JWY, Chan FKL, Ng SC. (2020) Probiotics and COVID-19: one size does not fit all. Lancet Gastroenterol Hepatol. 5(7):644-645.

 

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