ヒトの常在細菌叢とその意義

🧠 常在細菌叢microbiota 常在細菌叢（microbiota）microbiota（常在細菌叢） は「体にただ乗りしている邪魔者」ではなく、雇われた「用心棒」である。 ビタミン合成・定着阻止（競合排除）・抗菌物質産生・組織の発達促進・自然抗体natural antibody 自然抗体（natural antibody）natural antibody（自然抗体） 産生の刺激という5つの働きで宿主を助けている。だからこそ、抗菌薬でこの用心棒を追い払うと、ディフィシルClostridium difficile ディフィシル（Clostridium difficile）Clostridium difficile（ディフィシル） のような病原体が代わりに定着する余地が生まれる——これがdysbiosisと偽膜性大腸炎 pseudomembranous colitis偽膜性大腸炎（pseudomembranous colitis） pseudomembranous colitis（偽膜性大腸炎）の起点でもある。

常在細菌叢とは

常在細菌叢microbiota常在細菌叢（microbiota）microbiota（常在細菌叢）とは、ヒトに定着する正常な微生物の集団を指す。食品の代謝への関与、必須成長因子 growth factor 成長因子（growth factor） growth factor（成長因子） の供給、感染に対する防御、免疫応答の刺激という役割を担う。

ヒトの常在細菌叢 microbiota 常在細菌叢（microbiota） microbiota（常在細菌叢） は非常に複雑で、200種を超える細菌種からなる。その構成は遺伝、年齢、性別、ストレス、栄養状態Malnutrition or obesity栄養状態（Malnutrition or obesity）Malnutrition or obesity（栄養状態）、食習慣Diet 食習慣（Diet）Diet（食習慣） など多くの因子に左右される。

⚠️ 「細菌はヒト細胞の10倍いる」という数字は撤回されている。 長らく引用されてきた10対1という比は、実測に基づかない古い概算だった。2016年の再推計では、体重70 kgの「標準ヒト」で細菌が3.8×10¹³個、ヒト細胞が3.0×10¹³個（うち約90%が赤血球を中心とする造血系 Hematopoietic System 造血系（Hematopoietic System） Hematopoietic System（造血系） 細胞）と、両者はほぼ同数（同じオーダー）であり、細菌の総質量はわずか約0.2 kgにすぎない¹。「圧倒的多数の他者が体内にいる」という物語ではなく、「ヒト細胞と同程度の数の細菌と共存している」と押さえる。

⚠️ 「200種」「無菌」という数字・断定は、培養できる菌だけを数えた時代の像である。 常在細菌叢microbiota 常在細菌叢（microbiota）microbiota（常在細菌叢） の記述は、培養法から16S rRNA遺伝子rRNA gene rRNA遺伝子（rRNA gene）rRNA gene（rRNA遺伝子） 解析・メタゲノム解析 genome sequencing ゲノム解析（genome sequencing） genome sequencing（ゲノム解析） といった培養に依らない手法へ移行したことで大きく書き換えられた。培養できる菌は常在菌のごく一部にすぎないため、この転換によって菌種数は桁違いに増え、「無菌」とされてきた部位（下気道など）にも細菌群集が見つかった²。以下の部位別の記載は培養に基づく古典的な像として読み、「検出できなかった」と「存在しない」は別だと意識しておく。

常在細菌叢の有益な作用

1. ビタミンの合成・放出：自らの必要量を超えて合成・分泌したビタミンが宿主の栄養として吸収される（例：腸内細菌によるビタミンK・ビタミンB12の分泌、乳酸菌lactic acid bacteria 乳酸菌（lactic acid bacteria）lactic acid bacteria（乳酸菌） によるB群ビタミンの産生）
2. 病原体の定着阻止：付着部位や必須栄養素をめぐって病原体と競合することで、その定着を防ぐ——この働きは定着抵抗性colonization resistance定着抵抗性（colonization resistance）colonization resistance（定着抵抗性）と呼ばれ、①栄養素・付着部位の直接競合だけでなく、②短鎖脂肪酸 short-chain fatty acid短鎖脂肪酸（short-chain fatty acid） short-chain fatty acid（短鎖脂肪酸）・二次胆汁酸secondary bile acids 二次胆汁酸（secondary bile acids）secondary bile acids（二次胆汁酸） といった代謝産物 metabolite 代謝産物（metabolite） metabolite（代謝産物） による阻害、③細菌素（バクテリオシンbacteriocinバクテリオシン（bacteriocin）bacteriocin（バクテリオシン））の産生、④宿主免疫 host immunity 宿主免疫（host immunity） host immunity（宿主免疫） と粘液層 mucus layer 粘液層（mucus layer） mucus layer（粘液層） の誘導、という複数の機序が重なって成立している³
3. 他の細菌への拮抗作用 antagonism拮抗作用（antagonism） antagonism（拮抗作用）：非在来種を阻害・殺菌する物質を産生する（例：腸内細菌が産生するさまざまな抗菌物質）
4. 組織の発達の促進：盲腸や消化管のリンパ組織など、特定の組織の発達を促す
5. 自然抗体natural antibody 自然抗体（natural antibody）natural antibody（自然抗体） 産生の刺激：免疫応答、特に抗体介在性免疫 antibody-mediated immune response, AMI 抗体介在性免疫（antibody-mediated immune response, AMI） antibody-mediated immune response, AMI（抗体介在性免疫） 応答を誘導しうる

各部位each site (each region) 各部位（each site (each region)）each site (each region)（各部位） の詳細な菌叢と、そこから生じる感染症については口腔・消化管・性器の各論で扱う。

部位別の常在細菌叢

皮膚

腋窩・鼠径部groin鼠径部（groin）groin（鼠径部）・趾間web space (interdigital space, toes) 趾間（web space (interdigital space, toes)）web space (interdigital space, toes)（趾間） など湿度の高い部位に多い。皮膚の微生物は表皮の最も表層に存在し、脂肪酸を産生して真菌・酵母の増殖から皮膚を保護する。例：Staphylococcus epidermidis、グラム陽性球菌Gram-positive cocciグラム陽性球菌（Gram-positive cocci）Gram-positive cocci（グラム陽性球菌）、Corynebacteria。

結膜

涙腺lacrimal gland 涙腺（lacrimal gland）lacrimal gland（涙腺） からの持続的な分泌によって湿潤・健常に保たれる。瞬目blink(ing) 瞬目（blink(ing)）blink(ing)（瞬目） のたびに結膜 conjunctiva 結膜（conjunctiva） conjunctiva（結膜） 表面が機械的に洗浄され、異物（細菌を含む）が除去される。S. epidermidis、グラム陽性球菌Gram-positive cocciグラム陽性球菌（Gram-positive cocci）Gram-positive cocci（グラム陽性球菌）、グラム陰性桿菌。

呼吸器

• 鼻腔：S. epidermidisとCorynebacteriaに高度に定着し、しばしばS. aureusも定着する——ここが同菌の主要な保菌部位となる
• 咽頭：レンサ球菌とさまざまなグラム陰性球菌が定着する。時にS. pneumoniae、S. pyogenes、無莢膜型nontypeable無莢膜型（nontypeable）nontypeable（無莢膜型）インフルエンザ菌H. influenzaeインフルエンザ菌（H. influenzae）H. influenzae（インフルエンザ菌）、Neisseria meningitidisといった病原体が定着することもある
• 下気道（気管・気管支・肺組織）：線毛上皮の清掃作用により無菌に保たれる。下気道へ到達した細菌は咳・くしゃみ・嚥下によって除去される——⚠️ ただし「健常な肺は無菌」は培養に依った古い記述で、16S rRNA遺伝子rRNA gene rRNA遺伝子（rRNA gene）rRNA gene（rRNA遺伝子） 解析などの培養非依存法では健常な肺にも口腔咽頭由来を中心とした多様な細菌群集が検出される。肺は「無菌」なのではなく、流入（微量誤嚥）と排出（線毛クリアランスciliary clearance線毛クリアランス（ciliary clearance）ciliary clearance（線毛クリアランス）・咳）が釣り合って菌量が極めて少なく保たれている動的な場と理解するのが現在の見方である²

口腔

レンサ球菌・乳酸桿菌Lactobacillus乳酸桿菌（Lactobacillus）Lactobacillus（乳酸桿菌）・ブドウ球菌・コリネバクテリアCorynebacteria コリネバクテリア（Corynebacteria）Corynebacteria（コリネバクテリア） に加え、多数の嫌気性菌（特にBacteroides）が存在する。

• 出生時、口腔は無菌だが急速に環境からの定着が進む。歯が生えるまではStreptococcus salivariusが優勢
• 歯の萌出 tooth eruption 萌出（tooth eruption） tooth eruption（萌出） 後はS. mutansとS. sanguisが定着する
• 思春期頃にはBacteroidesとスピロヘータが加わり、口腔フローラはさらに複雑化する

消化管

• 上部消化管（食道）：唾液・食物とともに嚥下された細菌のみが存在する
• 胃：胃酸の酸性度のため培養できる細菌は非常に少ないが、Helicobacter pyloriが胃内に見られる（検出率は最大約50%）。💡 胃も「ほぼ無菌」ではない——胃粘膜 gastric mucosa 胃粘膜（gastric mucosa） gastric mucosa（胃粘膜） 生検23例の16S rDNAクローン解析では128のフィロタイプが検出され、Proteobacteria・Firmicutes・Actinobacteria・Bacteroidetes・Fusobacteria が主体だった。同研究では従来法でH. pylori陽性は12例だったのに対しrDNAでは19例で検出され、しかもH. pyloriの有無は胃内細菌叢の構成を変えなかった⁴
• 小腸近位部：比較的まばらなグラム陽性フローラで、主に乳酸桿菌 Lactobacillus 乳酸桿菌（Lactobacillus） Lactobacillus（乳酸桿菌） とEnterococcus faecalisからなる
• 小腸遠位部 pars distalis遠位部（pars distalis） pars distalis（遠位部）：大腸菌群（E. coliとその近縁種）やBacteroidesを含む、より多様で豊富な菌種が加わる
• 大腸（結腸）：便のフローラとほぼ同じ。大腸菌群coliforms 大腸菌群（coliforms）coliforms（大腸菌群） がより優勢になり、腸球菌・クロストリジウム・乳酸桿菌Lactobacillus 乳酸桿菌（Lactobacillus）Lactobacillus（乳酸桿菌） もみられるが、優勢な菌種は嫌気性のBacteroidesと嫌気性乳酸菌 lactic acid bacteria 乳酸菌（lactic acid bacteria） lactic acid bacteria（乳酸菌） である
• 出生時：消化管全体は無菌だが、初回の哺乳とともに細菌が侵入する。ビフィズス菌Bifidobacteriaビフィズス菌（Bifidobacteria）Bifidobacteria（ビフィズス菌）が腸内細菌全体の90%以上を占めるようになり、「腸の善玉菌 beneficial gut bacteria善玉菌（beneficial gut bacteria） beneficial gut bacteria（善玉菌）」として知られる。母乳栄養児breastfed infant 母乳栄養児（breastfed infant）breastfed infant（母乳栄養児） の腸内で優勢な菌種であり、病原体の定着を防いでいると考えられている。ヨーグルトの製造やプロバイオティクス Probiotics プロバイオティクス（Probiotics） Probiotics（プロバイオティクス） にもしばしば利用される

⚠️ 「善玉菌beneficial gut bacteria善玉菌（beneficial gut bacteria）beneficial gut bacteria（善玉菌）／悪玉菌」という二分は、常在細菌叢microbiota 常在細菌叢（microbiota）microbiota（常在細菌叢） の理解としては成り立たない。 同じ菌が場所と状況によって守り手にも病原体にもなる——大腸菌は大腸では常在菌だが尿路に入れば尿路感染症を起こし、口腔レンサ球菌viridans streptococci 口腔レンサ球菌（viridans streptococci）viridans streptococci（口腔レンサ球菌） は歯垢 dental plaque 歯垢（dental plaque） dental plaque（歯垢） を作る一方で血流に入れば心内膜炎を起こす。「ビフィズス菌Bifidobacteria ビフィズス菌（Bifidobacteria）Bifidobacteria（ビフィズス菌） が90%以上」という数値も母乳栄養・時期・地域に強く依存するもので、903人の乳幼児を3〜46か月にわたり16S rRNA・メタゲノムで追跡した研究では、母乳の摂取が細菌叢構成を規定する最大の因子であり、母乳中止とともにFirmicutes優位へ急速に移行することが示されている⁵。菌を善悪で分けるのではなく、「どの部位に、どの時期に、どれだけいるか」で読む。

泌尿生殖器

腟は出生後まもなくコリネバクテリア Corynebacteriaコリネバクテリア（Corynebacteria） Corynebacteria（コリネバクテリア）・ブドウ球菌・レンサ球菌・E. coli、および乳酸菌 lactic acid bacteria 乳酸菌（lactic acid bacteria） lactic acid bacteria（乳酸菌） であるLactobacillus acidophilusによって定着する。

• 性成熟期には腟上皮 vaginal epithelium 腟上皮（vaginal epithelium） vaginal epithelium（腟上皮） にグリコーゲンが含まれる→Lactobacillusがグリコーゲンを乳酸へ代謝する→乳酸などの産生物がLactobacillus属以外の細菌の定着を阻害する
• その結果生じる腟上皮 vaginal epithelium 腟上皮（vaginal epithelium） vaginal epithelium（腟上皮） の低pHが他の細菌の定着を防ぐ（保護的作用）——この腟内乳酸桿菌 Lactobacillus 乳酸桿菌（Lactobacillus） Lactobacillus（乳酸桿菌） 叢は臨床上「デーデルラインDöderlein デーデルライン（Döderlein）Döderlein（デーデルライン） 桿菌（Döderlein’s bacilli）」とも呼ばれる

部位別の常在細菌叢：早見表

主な常在菌属（詳細）

原典に付された模式図では、以下の菌属が部位ごとに列挙されている。

⚠️ 学名の更新：Propionibacterium acnes → Cutibacterium acnes（2016年）。 Propionibacteriaceae科162株の全ゲノム比較で、16S rRNA遺伝子rRNA gene rRNA遺伝子（rRNA gene）rRNA gene（rRNA遺伝子） による系統と高解像度 resolution 解像度（resolution） resolution（解像度） のコアゲノム系統が大きく食い違うことが示され、皮膚常在の「cutaneous propionibacteria」がCutibacterium属として独立した（同時に Acidipropionibacterium・Pseudopropionibacterium も新設）⁶。旧名 P. acnes は文献・実習・試験にまだ多く残っているので、両方を対応づけて覚える。ざ瘡acne ざ瘡（acne）acne（ざ瘡） （にきびacneにきび（acne）acne（にきび））だけでなく、人工関節・脳室シャントventricular shunt脳室シャント（ventricular shunt）ventricular shunt（脳室シャント）・肩関節glenohumeral joint 肩関節（glenohumeral joint）glenohumeral joint（肩関節） 手術後の感染の起炎菌 causative organism 起炎菌（causative organism） causative organism（起炎菌） としても重要な菌である。

💡 各部位each site (each region) 各部位（each site (each region)）each site (each region)（各部位） のフローラは、その場の環境（湿度・pH・酸素分圧partial pressure of oxygen酸素分圧（partial pressure of oxygen）partial pressure of oxygen（酸素分圧）・栄養）によって決まる。 下気道が無菌なのは線毛による物理的クリアランス、胃に細菌が少ないのは強酸性、腟が乳酸桿菌 Lactobacillus 乳酸桿菌（Lactobacillus） Lactobacillus（乳酸桿菌） 優位なのはグリコーゲン代謝 glycogen metabolism グリコーゲン代謝（glycogen metabolism） glycogen metabolism（グリコーゲン代謝） による低pH——「なぜその菌が優勢か」を環境要因から説明できるようにしておくと、丸暗記に頼らずに済む。

まとめ

• 常在細菌叢microbiota 常在細菌叢（microbiota）microbiota（常在細菌叢） は200種を超える細菌からなり、ビタミン合成・病原体定着阻止（定着抵抗性colonization resistance定着抵抗性（colonization resistance）colonization resistance（定着抵抗性） colonization resistance）³・拮抗物質産生・組織発達促進・自然抗体natural antibody 自然抗体（natural antibody）natural antibody（自然抗体） 産生刺激という5つの機序で宿主を保護する。
• 「細菌はヒト細胞の10倍」は撤回済みで、細菌3.8×10¹³個 対 ヒト細胞3.0×10¹³個とほぼ同数（細菌の総質量約0.2 kg）¹。部位別の古典的な記述は培養法に基づくもので、16S rRNA・メタゲノム解析 genome sequencing ゲノム解析（genome sequencing） genome sequencing（ゲノム解析） への転換により「無菌」とされた下気道や胃にも細菌群集が見つかっている²⁴。
• 皮膚・結膜conjunctiva結膜（conjunctiva）conjunctiva（結膜）・上気道はブドウ球菌・コリネバクテリアCorynebacteria コリネバクテリア（Corynebacteria）Corynebacteria（コリネバクテリア） 主体で比較的単純だが、下気道は線毛によるクリアランスのため無菌に保たれる。
• 口腔・消化管フローラgut flora 消化管フローラ（gut flora）gut flora（消化管フローラ） は年齢とともに複雑化し（無歯期のS. salivarius→萌出 tooth eruption 萌出（tooth eruption） tooth eruption（萌出） 後のS. mutans/S. sanguis→思春期のBacteroides・スピロヘータ）、大腸では嫌気性のBacteroidesと嫌気性乳酸菌 lactic acid bacteria 乳酸菌（lactic acid bacteria） lactic acid bacteria（乳酸菌） が優勢になる。
• 出生時は無菌の消化管も初回哺乳後にビフィズス菌 Bifidobacteria ビフィズス菌（Bifidobacteria） Bifidobacteria（ビフィズス菌） が急速に優勢となり（母乳栄養児breastfed infant 母乳栄養児（breastfed infant）breastfed infant（母乳栄養児） で特に顕著）、病原体の定着を防ぐ「善玉菌beneficial gut bacteria善玉菌（beneficial gut bacteria）beneficial gut bacteria（善玉菌）」として働く。
• 腟は性成熟期にLactobacillus acidophilusがグリコーゲンを乳酸に代謝し、低pHによって他の細菌の定着を防ぐ保護的な環境（デーデルラインDöderlein デーデルライン（Döderlein）Döderlein（デーデルライン） 桿菌叢）を作る。