敵ではなく味方：健康増進に向けた腸内細菌叢の活用

腸内細菌叢：古くからの仮説から数百万ドル規模の産業へ

体重2kgで、平均的な人間の脳よりも大きい臓器は何でしょうか？ 腸内細菌叢は、真っ先に思い浮かぶ答えではないかもしれませんが、その生理学的・病理学的な広範な影響力から「忘れられた臓器」と呼ばれています。

20世紀、ロシアの微生物学者でノーベル賞受賞者のイリヤ・メチニコフは、ヨーグルトに含まれる宿主に有益な細菌を用いて腸内細菌叢を操作し、健康増進と老化抑制を図る可能性を初めて見出しました。この古くからの仮説は、2010年代にフォーブス誌が「マイクロバイオームの10年」と名付けるほどの活発な動きを見せ、数百万ドル規模の産業へと成長しました。世界のヒトマイクロバイオーム市場は2023年に2億6,900万ドルと推定され、2029年には年平均成長率（CAGR）31.1%で成長し、13億7,000万ドルに達すると予測されています。

健康における腸内細菌叢の影響

ヒトの腸内に生息する主要な4つの門は、フィルミクテス門（ラクトバチルス属を含む）、バクテロイデス門、アクチノバクテリア門（ビフィズス菌を含む）、およびプロテオバクテリア門です。ヒトの微生物叢は消化管と密接に連携し、消化管の成熟のサポート、病原体や毒素に対するバリア機能の提供、免疫系発達の促進という5つの主要な機能を果たしています。

1. 消化の促進。
2. 消化管の成熟のサポート。
3. 病原体や毒素に対するバリア機能の提供。
4. 免疫系発達を促進する保護的役割。
5. ビタミンB群を含む必須ビタミンの合成サポート。

腸内細菌叢にコードされた膨大な遺伝情報は、多様な代謝能力を持つ酵素を合成し、短鎖脂肪酸、胆汁酸、トリプトファンやインドール誘導体、神経伝達物質など、宿主にとって重要な機能を維持しています。

腸内細菌叢の乱れは、病理学的プロセスを引き起こし、消化器疾患（炎症性腸疾患など）、神経変性疾患、代謝障害、がんなどを誘発する可能性があります。特に、腸と中枢神経系は脳腸相関（GBA）を介して通信していることが知られており、ほとんどの消化器疾患は、遺伝的要因と環境要因の両方の影響を受けるGBA内の伝達異常に起因します。GBAは、精神的および消化器系の健康に関連する増え続ける疾患に対する、新しい治療法開発の魅力的なターゲットとなっています。

腸内細菌叢研究のトレンド

CASは、腸内細菌叢／微生物叢に関連する25万件以上の科学論文（主に学術誌論文および特許）を特定しており、そのうち約1万5,000件が精神的および腸の健康のさまざまな側面に関連しています。マイクロバイオーム関連の文献は過去10年間で急増しており、1997年から2022年にかけて学術誌論文数は指数関数的に増加し続けています（図1）。特許数は2004年まで急速に増加しましたが、これは知識の蓄積と特許可能な応用への転換が始まった時期と相関している可能性があります。その後、活動は横ばいとなりました（図1）。

精神的および腸の健康に関する腸内細菌叢研究に関連する主要な出版コンセプト（計約4,500件）を調査したところ、「免疫」（4,000件以上）と「腸内細菌叢」（3,500件以上）がこの分野のトップコンセプトであることが明らかになりました。「脳腸相関」というコンセプトは、2021年から2022年にかけて最も高い成長率を示しました（図1）。

腸内細菌叢と、精神的・代謝的・消化器系の疾患、心血管疾患、神経変性疾患、各種がん、免疫疾患および自己免疫疾患との間に相関関係が認められました（図2）。

分析対象となった論文では、マイクロバイオーム構造の不均衡が最終的に病理学的変化を引き起こす「ディスバイオシス（腸内細菌叢の乱れ）」が特に注目されており、その他にもうつ病、アルツハイマー病、パーキンソン病、神経変性疾患などがトレンドとして挙げられています（図3）。

マイクロバイオーム業界の主要プレイヤー

2022年の報告書によると、130社以上のマイクロバイオーム関連企業が200以上の治療パイプラインを開発の各段階で評価しています。学術論文の発表数で上位を占めるのは大学や研究機関であり、ユニバーシティ・カレッジ・コーク、中国科学院、カリフォルニア大学、マクマスター大学がこの分野を牽引しています。

特許活動に関しては、カリフォルニア大学やジョンズ・ホプキンス大学などの大学・医療センターが上位を占める一方、企業ではアレス・メディカルやメルクが主要な特許権者となっています（図4）。

マイクロバイオーム研究への民間投資は急速に拡大しており、プレバイオティクス、プロバイオティクス、そして腸内細菌叢全体の臨床的潜在性が裏付けられています。業界への年間平均投資額は、2014〜2017年の約20億ドルから、2021年には200億ドル強へと増加しました。この投資データは、バイオティクスとその治療分野における可能性に対し、商業的な関心が近年急速に高まっていることを明確に示しています。

主な投資家としては、フランスのベンチャーキャピタルであるセベンチャー・パートナーズ、米国のライフサイエンス・イノベーターであるフラッグシップ・パイオニアリング、英国のバイオテクノロジー企業であるマイクロバイオティカ、スウェーデンのプロバイオティクス企業であるバイオガイアなどが挙げられます。

メンタルヘルスおよび消化器疾患治療に向けた臨床試験の現状

消化器疾患およびメンタルヘルス疾患の両方において、バイオティクスの有効性を検証する注目すべき臨床試験が複数完了しており、現在も進行中です（表1）。

表1。消化器疾患およびメンタルヘルス疾患におけるバイオティクスの利用を検証する完了済み／進行中の臨床試験。

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腸を超えて：拡大するマイクロバイオームの可能性

過去10年間で、私たちは体内の細菌とその健康への影響に対する認識を大きく変えてきました。消化器疾患やメンタルヘルス疾患の予防・治療に向けたマイクロバイオーム療法の研究は広範に行われており、製薬企業からの関心も高まっています。バイオテクノロジー企業、学術機関、製薬会社間の連携も活発化しており、研究の進展に伴い、今後さらなるパートナーシップが期待されます。脳腸相関の枠を超え、二次市場は皮膚科学、呼吸器、腫瘍学、一般的なライフスタイルといった分野にも広がっており、マイクロバイオータの制御が健康最適化の不可欠な手段となる日は近いでしょう。