腸内細菌が薬の効き目を低下させる可能性があるという研究結果

腸内細菌が薬の効き目を低下させる可能性があるという研究結果 健康

一般的な医薬品が腸内細菌に蓄積されると、細菌の機能が変化し、医薬品の効果が低下する可能性があることが、新しい研究で明らかになりました。

このような相互作用は、うつ病、糖尿病、喘息治療薬など、さまざまな薬に見られるもので、研究者が薬の効果や副作用の個人差をより深く理解するのに役立つと考えられます。この研究はNature誌に掲載されました。Bioaccumulation of therapeutic drugs by human gut bacteria

腸内細菌は一部の薬剤を化学的に変化させることが知られており、そのプロセスは生体内変化として知られています。

薬剤の効果

今回の研究は、特定の種類の腸内細菌がヒト用医薬品を蓄積し、細菌の種類とその活動を変化させることを示した初めての研究です。ケンブリッジ大学の医学研究評議会(MRC)毒性学ユニットとドイツの欧州分子生物学研究所(EMBL)の研究者が中心となって行ったものです。

これにより、薬の効果が両方とも変わる可能性があります。

  • 直接的には、蓄積により体内での薬剤の利用率が低下すること。
  • 間接的には、細菌の機能や構成の変化が副作用につながる可能性がある。

人間の腸内には、健康や病気に重要な役割を果たす数百種類もの細菌が生息しており、腸内細菌叢(ヒト腸内マイクロバイオーム)と呼ばれています。細菌種の構成は人によって大きく異なり、これまでに、肥満、免疫反応、精神状態など、さまざまな症状との関連が示されています。

一般的な薬

今回の研究では、25種類の一般的な腸内細菌を培養し、それらが経口投与される15種類の薬剤とどのように相互作用するかを調べました。薬剤は、抗うつ剤など、さまざまな種類の一般的な薬剤を選びました。これらの薬は、個人差があり、腸内環境の悪化や体重増加などの副作用を引き起こすことが知られています。

研究チームは、15種類の薬剤がそれぞれ、選択した細菌株とどのように相互作用するかを、合計375回の細菌-薬剤試験で検証しました。

その結果、細菌と薬剤の間に70の相互作用が認められ、そのうち29はこれまでに報告されていませんでした。

MRC資金による研究

研究室でのSonja Blasche博士

研究室でのSonja Blasche博士©Credit: MRC Toxicology Unit

これまでの研究で、バクテリアが薬剤を化学的に修飾することがわかっていました。この相互作用をさらに研究したところ、新たに見つかった29種類の相互作用のうち17種類は、薬物が修飾されることなくバクテリア内に蓄積されていることがわかりました。

研究を共同で主導したケンブリッジ大学MRCトキシコロジーユニットのKiran Patil博士は、次のように述べています。

これまで、細菌が薬剤の利用に影響を与える主な方法は生体内変化であると考えられていたので、細菌と薬剤の間に見られた新たな相互作用の大半が、薬剤が細菌内に蓄積されたものであったことは驚きでした。
これらは、腸内細菌叢の構成に応じて、個人間で非常に大きな違いがあると思われます。また、同じ種類の細菌でも、異なる株の間でも違いが見られました。

菌体内に蓄積された薬剤

菌に蓄積した薬剤の例としては、抗うつ薬のデュロキセチンや抗糖尿病薬のロシグリタゾンなどが挙げられます。モンテルカスト(喘息薬)やロフルミラスト(慢性閉塞性肺疾患治療薬)のように、両方の変化が異なる細菌で起こった薬もあります。ある種のバクテリアには蓄積され、別の種のバクテリアでは変化していたのです。

また、薬剤の生体内蓄積により、蓄積された細菌の代謝が変化することもわかりました。例えば、抗うつ薬のデュロキセチンは、バクテリア内のいくつかの代謝酵素と結合し、分泌される代謝物を変化させました。

研究者たちは、いくつかの細菌種の小さなコミュニティを一緒に育てたところ、抗うつ薬のデュロキセチンが細菌種のバランスを劇的に変化させたことを発見しました。この薬剤は、他の細菌が餌とする薬剤蓄積性の細菌が生成する分子を変化させたため、消費性の細菌がより多く増殖し、群集の構成が崩れてしまったのです。

私たちの健康への影響

研究者たちは、腸内細菌の研究によく使われる線虫の線虫C.エレガンスを使って、さらに効果を検証しました。腸内細菌の研究によく使われる線虫を使って、特定の細菌には蓄積されるが、他の細菌には蓄積されないことがわかっているデュロキセチンを研究しました。

デュロキセチンを蓄積することが確認されている種類の細菌で育てた虫では、デュロキセチンを投与した後、虫の行動に変化が見られました。これを、デュロキセチンを蓄積しない細菌で育てたミミズと比較しました。

この研究を共同で主導したEMBLのAthanasios Typas博士は、次のように述べています。

薬剤とマイクロバイオームが相互に影響し合い、健康に重大な影響を及ぼすことが認識されるようになったのは、ごく最近のことです。

EMBLの共同研究者であるPeer Bork博士は次のように述べています。

マイクロバイオームを臓器の一つとして扱うことが求められています。

次のステップ

Patil博士は次のように述べています。

私たちの次のステップは、この基礎的な分子研究をさらに進めて、抗うつ剤などの薬剤に対する個人の反応の違い、反応するかどうかの違い、必要な薬剤の量、体重増加などの副作用と腸内細菌がどのように関係しているかを調べることです。
マイクロバイオームの構成に応じて人々がどのように反応するかを特徴づけることができれば、薬物治療を個別に行うことができます。

さらなる研究が必要

研究者たちは、今回の研究結果は、実験室で培養されたバクテリアに関するものであることに注意を促しています。腸内細菌による薬剤の生体蓄積が人体内でどのように現れるかについては、さらなる研究が必要です。

この研究は、EMBLハイデルベルクでの共同プロジェクトとして開始され、ケンブリッジ大学に移籍したKiran Patil氏のグループで完結しました。この研究には、以下の研究者が参加しています。

  • EMBLのTypas氏、Bork氏、Zimmermann氏、Hennig氏、Schultz氏
  • Beck groups
  • Savitski team
  • EMBLハイデルベルクのゲノミクス、プロテオミクス、メタボロミクスの各コア施設

本研究は、欧州委員会のHorizon 2020、MRCおよびEMBLから資金提供を受けて実施されました。

マイクロバイオームの重要性

MRCの分子細胞医学部門の責任者であるMegan Dowie博士は、次のように述べています。

本研究は、薬物送達、効果、安全性におけるマイクロバイオームの重要性を浮き彫りにしています。マイクロバイオームについては、まだ十分に理解されていないことが多く、この研究に関わる重要な分子的側面を理解するためには、さらなる研究が必要であることは明らかです。これにより、一般的に使用されているさまざまな薬剤に対する個人の反応に良い影響を与えることができるでしょう。

Published by UK Research and Innovation

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