体内に何兆ものウイルスがいるのは良いこと。その理由とは

Specialist Jelena Kovalkova looks at a petri dish as she works to isolate the Escherichia coli (E.coli) bacteria strain at the Institute of Food Safety, Animal Health and Environment in Riga June 9, 2011. More than 1,600 people have been infected by a toxic strain of E.coli bacteria that has killed at least 17 and may be the deadliest yet in human history. Latvian government officials on Thursday informed media of stringent monitoring and control over its food sources, and the country has yet to be hit with any E.coli related cases. REUTERS/Ints Kalnins (LATVIA - Tags: ENVIRONMENT HEALTH SCI TECH) - GM1E7691QQ301
Every surface of our body – inside and out – is covered in microorganisms.Image: REUTERS/Ints Kalnins
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自分にはウイルスがいないと思うなら、考え直してください。

信じがたいかもしれませんが、人間の体には、一般にマイクロバイオームと呼ばれる微生物の大きな集団が存在し、人類の黎明期から私たちとともに進化してきました。科学者がマイクロバイオームの規模を測り始めたのはごく最近のことで、少なくとも38兆個の細菌が生息していることが分かりました。さらに興味深いのは、体内や体表に生息する微生物の中で、細菌が最も数の多い存在ではないということです。その座を占めているのはウイルスです。

細菌の細胞壁に複数のバクテリオファージが付着している様子を写した透過型電子顕微鏡写真。Image: Graham Beards博士、CC BY-SA

私たちの体内には、380兆個を超えるウイルスが生息していると推定されています。この集団はヒト・ウイルス叢と総称されます。しかし、これらはインフルエンザや一般的な風邪、あるいはエボラやデング熱のような、よく知られた危険な感染症を引き起こすウイルスではありません。多くは体内にいる細菌に感染するウイルスで、バクテリオファージ、略してファージと呼ばれます。人間の体はファージの繁殖場所であり、これほど数多く存在するにもかかわらず、ファージや体内の他のウイルスが何をしているのか、私たちはほとんど分かっていません。

私は医師であり科学者として、ウイルスに焦点を当ててヒト・マイクロバイオームを研究しています。細菌にとって究極の天敵であるウイルスの力を活用すれば、細菌感染を予防し、対処する方法が分かると考えているからです。体内で最も数の多い微生物がウイルスなら、ヒト・マイクロバイオーム研究の大半がウイルスを対象にしているはずだと思うのも当然でしょう。しかし、その考えは大きな誤りです。ヒト・ウイルス叢の研究は細菌の研究に大きく後れを取っており、ウイルスの基本的な特徴の一部がようやく明らかになり始めたところです。この遅れの背景には、科学者がヒト・ウイルス叢の存在を認識するまでに長い時間がかかったことに加え、ウイルス叢の実態を解明するための標準化された高度なツールが不足していることがあります。

ヒト・ウイルス叢の基礎知識

これまでに分かってきたことをいくつか紹介します。人間の体内にいる細菌は、自分たちの内部や周囲に生息する多数のファージを好んでいません。実際、細菌はファージを排除したり、人間が今では遺伝子編集に利用しているCRISPR-Casシステムを発達させ、ファージを排除したり、ファージ感染を完全に防いだりしています。なぜでしょうか。ファージは細菌を殺すからです。細菌の仕組みを乗っ取り、細菌を増やす代わりにファージを増やすよう強制します。役目を終えると、細菌から飛び出して細菌を破壊します。さらに、ファージは体の表面にとどまり、感染しやすい細菌と出会う機会をじっと待っています。つまり、細菌をつけ狙う存在なのです。

バクテリオファージと呼ばれるウイルスは細菌に感染し、遺伝物質を細胞内に注入します。細菌はその遺伝情報を「読み取り」、ウイルスをさらに作り出します。ウイルスは細胞から出る際に細菌を破壊します。Image: Guido4、CC BY

体の表面では毎日、毎分、戦いが繰り広げられているのは明らかです。しかし、どちらが勝っているのか、この戦いがどのような結果をもたらすのか、私たちにはまったく分かっていません。

ウイルスは体の内側にも外側にも、あらゆる表面に生息している可能性があります。研究者が人間の体のどこを調べても、ウイルスが見つかっています。血液中にウイルスがいる?います。皮膚にいる?います。肺にいる?います。尿にいる?います。ほかにも同様です。簡単に言えば、人間の体のどこにウイルスがいるのかを考えるときは、どこにいるのかを問うより、どこにいないのかを考えるほうが、はるかに適切な問いです。

ウイルスは感染します。しかし、細菌に感染するウイルスが簡単に人から人へうつるとは、あまり考えられていません。研究者たちは、誰かと一緒に暮らすだけで、体内のウイルスが急速に共有されることを示しました。体内で細菌とウイルスが絶えず繰り広げる戦いの結果さえ分からないのに、自分の細菌とそのウイルスが、配偶者やルームメート、さらには飼い犬を含む周囲の人々と共有されることまで考えると、問題はさらに複雑になります。

ウイルスが健康を守る?

最終的には、こうした体内のウイルスが何をしているのかを解明し、健康増進のためにヒト・ウイルス叢を活用できるかどうかを見極める必要があります。しかし、ヒト・ウイルス叢が役立つかもしれないと考える理由は、まだ分かりにくいかもしれません。

直感に反するように思えるかもしれませんが、細菌に害を与えることは、私たちの健康にも害を及ぼす可能性があります。たとえば、抗生物質の使用によって健康な細菌の集団が乱されると、病原体とも呼ばれるほかの有害な微生物が、その隙に体内へ侵入し、私たちを病気にします。このように、さまざまな人間の疾患において、健康な細菌は病原体の侵入を防ぐ重要な役割を果たします。そこでウイルスの出番です。ウイルスはすでに細菌を殺す方法を身につけています。それこそが、ウイルスの存在理由です。

そこで今、体内のウイルス叢から、善玉菌を損なわずに有害な微生物から私たちを守る方法をすでに身につけているウイルスを見つけようと、研究が進められています。実際、最近では、ファージを使って命に関わる感染症の治療に成功した事例が報告されています。これは、利用可能な抗生物質の大半、あるいはすべてに耐性を持つ細菌による感染症を対象とした治療で、ファージ療法と呼ばれます。残念ながら、こうした治療は、ファージが人間の体内でどのように振る舞うのか、またファージを導入することで人間にどのような予期せぬ影響が生じるのかについて、情報が不足しているため、現在も今後も制約を受けるでしょう。そのため、ファージ療法は厳しく規制されています。現在の研究ペースでは、ファージが抗感染症治療として日常的に使われるまでには、何年もかかるかもしれません。しかし、これだけは間違いありません。長年にわたり私たちとともに進化してきたウイルスは、過去の一部であるだけでなく、人類の健康の未来においても重要な役割を果たすでしょう。

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