Medical Microbiology · 1/37
ヒトの常在細菌叢とその意義
Normal microbial flora of humans and its significance
🧠 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。
常在細菌叢の有益な作用
- 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）
- 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
- 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）
- 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
- 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
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%）
- 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
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
| 解剖学的部位 | 優勢な菌 |
|---|---|
| 皮膚 | 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） |
| 結膜conjunctiva結膜（conjunctiva）conjunctiva（結膜） | わずかな菌数bacterial count (colony count)菌数（bacterial count (colony count)）bacterial count (colony count)（菌数）、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 |
| 口腔（歯） | レンサ球菌、乳酸桿菌Lactobacillus乳酸桿菌（Lactobacillus）Lactobacillus（乳酸桿菌） |
| 口腔（粘膜） | レンサ球菌、乳酸菌lactic acid bacteria乳酸菌（lactic acid bacteria）lactic acid bacteria（乳酸菌） |
| 上気道（鼻腔） | 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） |
| 上気道（咽頭） | レンサ球菌、ナイセリア属Neisseria (genus)ナイセリア属（Neisseria (genus)）Neisseria (genus)（ナイセリア属）、グラム陰性桿菌・球菌 |
| 下気道 | なし（無菌） |
| 消化管（胃） | ピロリHelicobacter pyloriピロリ（Helicobacter pylori）Helicobacter pylori（ピロリ）（最大50%） |
| 消化管（小腸） | 乳酸菌lactic acid bacteria乳酸菌（lactic acid bacteria）lactic acid bacteria（乳酸菌）、腸内細菌、腸球菌、ビフィズス菌Bifidobacteriaビフィズス菌（Bifidobacteria）Bifidobacteria（ビフィズス菌） |
| 消化管（大腸） | Bacteroides、乳酸菌lactic acid bacteria乳酸菌（lactic acid bacteria）lactic acid bacteria（乳酸菌）、腸内細菌、腸球菌、クロストリジウム、メタン産生菌 |
| 泌尿生殖器（前部尿道） | わずかな菌数bacterial count (colony count)菌数（bacterial count (colony count)）bacterial count (colony count)（菌数）、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）、腸内細菌 |
| 泌尿生殖器（腟） | 性成熟期は乳酸菌lactic acid bacteria乳酸菌（lactic acid bacteria）lactic acid bacteria（乳酸菌）が優勢、それ以外は混合性mixed混合性（mixed）mixed（混合性） |
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。
| 部位 | 主な菌属 |
|---|---|
| 皮膚 | Staphylococcus epidermidis、他のコアグラーゼ陰性ブドウ球菌coagulase-negative staphylococci (CoNS)コアグラーゼ陰性ブドウ球菌（coagulase-negative staphylococci (CoNS)）coagulase-negative staphylococci (CoNS)（コアグラーゼ陰性ブドウ球菌）、Propionibacterium acnes、非病原性apathogenic非病原性（apathogenic）apathogenic（非病原性）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）など |
| 口腔・咽頭 | Viridans群レンサ球菌、Lactobacillus、Actinomyces、Veillonella、Porphyromonas、非病原性apathogenic非病原性（apathogenic）apathogenic（非病原性）ナイセリア、非病原性apathogenic非病原性（apathogenic）apathogenic（非病原性）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）など |
| 腟 | Lactobacillus、Gardnerella、Streptococcus、カンジダなど |
| 大腸（99%が偏性嫌気性菌obligate anaerobes偏性嫌気性菌（obligate anaerobes）obligate anaerobes（偏性嫌気性菌）） | Bacteroides fragilis、Porphyromonas、Fusobacterium、大腸菌、Klebsiella、Enterobacter、Serratia、Streptococcus、Bifidobacterium（乳児の腸内細菌叢gut microbiota腸内細菌叢（gut microbiota）gut microbiota（腸内細菌叢）で最初に定着する菌）、Lactobacillus、Veillonella、Prevotella、Proteus、カンジダ、Enterococcus、Ruminococcaceaeなど |
💡 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・拮抗物質産生・組織発達促進・自然抗体産生刺激という5つの機序で宿主を保護する。
- 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。