南北戦争の最中に南軍の軍医総監の依頼で作成された、南部の伝統的な植物療法のガイドに掲載された3種の植物には、防腐作用があることが新たな研究で明らかになった。
研究結果によると、これらの植物（ホワイトオーク、チューリップポプラ、デビルズ・ウォーキング・スティック）の抽出物には、創傷感染と関連する、多剤耐性を持つ危険な細菌3種のうち1種以上に対する抗菌作用があることが分かった：アシネトバクター・バウマニイ、黄色ブドウ球菌、および肺炎桿菌。
「私たちの研究結果は、これらの局所療法によって、南北戦争中に一部の四肢、さらには命が救われた可能性があることを示唆しています」と、エモリー大学の人間健康研究センターおよび医学部皮膚科の助教授で、責任著者のカサンドラ・クエイヴ氏は述べている。
クエイヴ氏は民族植物学者であり、伝統的な治療法において人々がどのように植物を利用しているかを研究し、新薬の有望な候補を見出している。「民族植物学は、本質的に生存の科学です。身近な環境で手に入るものだけに頼る中で、人々がどのように生き延びるかということです」と同氏は述べる。「南北戦争時の植物療法ガイドは、その好例です。」
「私たちの研究は、抗菌作用を担う化合物を特定できれば、いつの日か現代の創傷ケアに役立つかもしれません」と、『Scientific Reports』に掲載された論文の筆頭著者であるマイカ・デットワイラー氏は述べている。Scientific Reports。
研究者らが有効成分を特定できれば、「その分子を、当研究所が世界的に有名な細菌感染モデルで、さらに［詳しく］試験できればと考えています」と、共著者であるダニエル・ズラウスキー氏は述べている。同氏は、ウォルター・リード陸軍研究所の創傷感染部門で病原発生および病原性の責任者を務めている。
「私は昔から南北戦争の愛好家でした」とズラウスキー氏は付け加える。「また、過去から学べることをできる限り学び、祖先の知識と知恵から今まさに恩恵を受けるべきだと強く信じています。」
デットワイラー氏は、南北戦争時の植物療法ガイドについて知った際、まだエモリー大学の学部生であり、その研究を優等論文のテーマとすることを決めた。その後、生物学の学位を取得して卒業し、現在はクエイヴ研究室で研究スペシャリストとして勤務している。
「南北戦争の兵士が、戦闘よりもはるかに多く病気で死亡していたと知って驚きました」と同氏は述べる。「また、感染した傷の治療法として切断手術がいかに一般的だったかにも驚きました。」
アメリカ戦場トラストによると、生還した南北戦争の兵士のおよそ13人に1人が、1本以上の手足を失って帰郷したという。
南北戦争が行われた1861年から1865年当時、細菌説は発展途上にあり、徐々に受け入れられ始めたばかりだった。医師に対する正規の医学教育も、まだ揺籃期にあった。防腐剤とは、単に「肉体の壊死」を防ぐために用いられる強壮剤と定義されていた。ヨウ素や臭素が感染症の治療に用いられることもあったと、国立南北戦争医学博物館は述べているが、その効果の理由は不明だった。
当時ほかに利用可能だった一般的な薬には、マラリア治療用のキニーネ、そして痛みを抑えるためのモルヒネやクロロホルムがあった。
しかし、南部連合内の軍の野戦病院は、封鎖のためにこれらの薬を確実に入手できなかった。北軍海軍が、南部連合の貿易を阻止するため、南部の主要港を厳重に監視していたのである。
代替策を模索した南部連合は、サウスカロライナ州出身の植物学者であり外科医でもあるフランシス・ポーチャーに、南部諸州の薬用植物の書籍を編纂するよう依頼した。その中には、先住アメリカ人や奴隷にされたアフリカ人が用いていた植物療法も含まれていた。1863年に出版された『Resources of the Southern Fields and Forests（南部の野原と森林の資源）』は、さまざまな植物の用途を網羅した主要な概説書であり、壊疽やその他の感染症の治療に用いられる37種の記載も含まれていた。南軍の軍医総監サミュエル・ムーアは、ポーチャーの著作を基に、「野戦および一般病院における患者のための在来療法の標準供給表」と呼ばれる文書を作成した。
今回の研究では、研究者らはポーチャーが防腐目的で挙げた3種の植物に焦点を当てた。これらはエモリー大学キャンパス内のラルウォーター保護区に生育している。対象には、一般的な広葉樹2種（ホワイトオーク（Quercus alba）およびチューリップポプラ（Liriodendron tulipifera））、そして「デビルズ・ウォーキング・スティック」（Aralia spinose）として一般に知られる、とげのある木質低木が含まれていた。
研究者らは、ポーチャーの仕様に基づき、キャンパス内の標本からこれら3種の試料を採取した。ホワイトオークの樹皮と虫えい、チューリップポプラの葉、根の内樹皮、枝の樹皮、そしてデビルズ・ウォーキング・スティックの葉から抽出物を得た。その後、創傷感染によく見られる多剤耐性菌3種に対して、これらの抽出物を試験した。
アシネトバクター・バウマニイ（イラク戦争から帰還した負傷戦闘員との関連から「イラキバクター」として知られる）は、ほとんどの第一選択抗菌薬に対して広範な耐性を示す。「戦闘による傷から回復中の兵士や、病院全般にとって、主要な脅威として台頭しています」とクエイヴ氏は述べている。
黄色ブドウ球菌は、多くの一般的なブドウ球菌の中で最も危険だとされており、皮膚感染症や医療機器から血流を介して広がり、遠隔の臓器に感染することがある。肺炎桿菌もまた、院内感染の主要な原因の一つであり、生命を脅かす肺炎や敗血症性ショックを引き起こすことがある。
実験室での試験の結果、ホワイトオークとチューリップポプラの抽出物は黄色ブドウ球菌の増殖を抑制し、ホワイトオークの抽出物はさらに、A. baumanniiおよびK. pneumoniaeの増殖も抑制した。これら2種の植物の抽出物はいずれも、S. aureusがバイオフィルムを形成するのを抑制した。バイオフィルムは抗生物質に対する盾のような働きをすることがある。
デビルズ・ウォーキング・スティックの抽出物は、S. aureusにおけるバイオフィルム形成とクオラムセンシングの両方を抑制した。クオラムセンシングは、ブドウ球菌が毒素を産生し、病原性を高めるために用いる情報伝達システムである。このシステムを遮断することは、細菌を本質的に「武装解除」することになる。
クエイヴ氏は、伝統的な植物療法は、病原体を積極的に攻撃して殺滅しなければ、しばしば軽視されると指摘し、次のように付け加えた。「感染症の治療に役立つ方法は他にも数多くあり、薬剤耐性菌の時代には、そうした方法に注力する必要があります。」
「植物は化学的多様性という大きな富を持っており、これこそが自然環境を守るべきもう一つの理由です」とデットワイラー氏は述べる。同氏は大学院に進学し、医療または農業目的の植物研究に焦点を当てる予定である。「植物は場所を移動しませんが、非常に力強く重要な存在なので、私は植物に興味を持っています。」
エモリー大学が受けたハワード・ヒューズ医学研究所の科学教育プログラムの助成金、ならびに米国国立衛生研究所、国立補完統合衛生センター、および国立アレルギー・感染症研究所からの助成金が、本研究を支援した。
