母乳中のオリゴ糖とマイクロバイオームが新生児ロタウイルス感染に影響していることが判明
学際的なアプローチにより、テキサス州のベイラー医科大学を含むいくつかの機関から成る国際研究チームは、人乳中のオリゴ糖とマイクロバイオームとの間の複雑な相互作用が新生児ロタウイルス感染に影響を及ぼすことを明らかにした。Nature Communications誌にオンラインで報告されたこの研究は、新生児におけるロタウイルス感染症についての新しい理解を提供し、生弱毒化ロタウイルスワクチンの性能を改善することができる母性成分の同定に役立つ。
2018年11月27日に掲載されたこのオープンアクセスの論文は、「ヒト乳オリゴ糖、乳マイクロバイオームおよび乳児腸マイクロバイオームは新生児ロタウイルス感染を調節する（Human Milk Oligosaccharides, Milk Microbiome and Infant Gut Microbiome Modulate Neonatal Rotavirus Infection.）」と題されている。
「ロタウイルス感染症は生後28日未満の子供を除き、主に5歳未満の子供に下痢と嘔吐を引き起こすが、通常は症状はない。しかし、新生児の感染症は深刻な胃腸障害に関連することがある。症状の有無にかかわらず、どの要因が新生児の違いを示すかははっきりと分かっていない。」とベイラー医科大学分子ウイルス学・微生物学の助教授で筆頭著者であるSasirekha Ramani博士（写真）は語った。
「我々は何年も前にこの調査をロタウイルスの特定の株が新生児の無症候性感染症と臨床症状の両方に関連していることを決定するために開始した。」
Ramani博士とその同僚は、ウイルスの観点から最初の答えを探し始めた。
彼女らは、新生児のウイルス量やウイルスのゲノムなどの因子が新生児の症状の存在と関連しているかどうかを調査したが、それらの因子間に関連性は見いだされなかった。
その後、新生児の観点から問いを投げかけた。 このウイルスが新生児に感染する理由と臨床症状に違いがある理由を説明できる他の要因はあるか？
研究室では、研究者らは、母親の母乳成分がロタウイルス研究用に確立されたモデルであるMA104細胞の感染を、彼らがインドの新生児保育所で確認したロタウイルスの特定の株で抑制できるかどうか調べた。 意外なことに、母乳中に存在する特定の糖が新生児ロタウイルス株と培養中の細胞との感染を増強することを発見した。
「これらの結果に驚いた。母乳はロタウイルス感染に対する新生児防御を強化することが知られており、母乳中の糖は他のロタウイルスの感染力を低下させる可能性があるが、我々は特定のウイルス株で反対のことを見出した。」とRamani博士は述べた。
研究者らはその後、研究室で見つかった結果を母子ペアのコホートで検証できるかどうかを判断するためフィールドに戻った。
「我々は、培養中の細胞の感染力を増加させる母乳中の同じ特定の糖のいくつかが、症候性感染症の新生児の母親の乳汁中に存在することを見出した」とRamani博士は述べた。
さらに、研究者らは、母乳中のマイクロバイオームと新生児の胃腸症状との間の関連性を見出し、それがマイクロバイオームはどのようにして消化管の症状の違いに関与するか？という新たな疑問を引き起こした、とRamani博士は説明した。
「我々にとって最も興味深いのは、これらの糖が、我々の研究している新生児ウイルスに似た、ロタウイルス弱毒化生ワクチンの複製も増加させることだ」とRamani博士は述べた。
「増強されたウイルス複製は潜在的にウイルスに対するより効果的な免疫反応につながる可能性があり、それは幼児に対するより良い防御につながるだろう。これはロタウイルスワクチンの有効性を改善する戦略を明らかにする可能性があるので、将来探求したいテーマだ。」「我々にとって最も重要なことの1つは、これらの予想外の発見が公衆衛生に密接に関連していることだ。私たちの研究者チームの学際的な性質により、このユニークなロタウイルス株がどのように新生児に感染するかについての疑問に答え、フィールドでの発見を確認し、そして最も必要とされるロタウイルスワクチンの有効性を改善する可能性を開くことができた。」と共著者のMary K. Estes博士（カレン財団）は語っている。
「これらの発見は母乳成分の組成と変動についての理解を深めるための喫緊の必要性への第一歩だ。ロタウイルスおよび他の病原体が母乳成分をどのように利用できるかを理解することは、宿主 - 病原体の武器競争において先を行くための新しいワクチン接種戦略の開発を導く。」と共著者のLars Bode博士（カリフォルニア大学サンディエゴ校にあるLarsson-Rosenquist Foundation 母乳・乳児研究センター）は述べた。
この研究に貢献したメンバーには、Christopher J. Stewart、Daniel R. Laucirica、Nadim J. Ajami、Bianca Robertson、Chloe A. Autran、Dhairyasheel Shinge、Sandya Rani、Sasirekha Anandan、Liya Hu、Josephine C. Ferreon、Kurien A. Kuruvilla、Joseph F. Petrosino、B. V. Venkataram Prasadそして Gagandeep Kangが含まれる。著者は次の一つ以上の機関に所属している：ベイラー医科大学、ニューカッスル大学、カリフォルニア大学サンディエゴ校、Christian Medical College（インド）、Translational Health and Science Technology Institute（インド）。
（写真提供: ベイラー医科大学）
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