一般社団法人化学物質過敏症・対策情報センター

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土の微生物と腸の健康 論文翻訳


以下、土に棲む微生物と腸内細菌との関係性についてまとめた Scoping review on soil microbiome and gut health—Are soil microorganisms missing from the planetary health plate?  2024     という科学論文を、わかりやすい言葉に置き換えた要約版です。

翻訳文責:
一社)化学物質過敏症・対策情報センター
代表理事 上岡みやえ

 

土壌微生物と腸の健康に関する調査:
私たちの食事に「土の微生物」は足りているか?

要約(Abstract)

🔵人間が進化の歴史を通じて触れてきた「土の微生物」は、人間の腸内環境の進化や、病気に負けない体(免疫の回復力)を作るために不可欠であったことが、これまでの証拠から示唆されています。

🔵ここ数十年の間に、都市化が進み、世界中で自然の豊かさが失われるとともに、腸内に住む微生物の種類(多様性)は減ってしまいました。それと同時に、都市化された社会では、アレルギーなどの長引く炎症性の病気が増え続けています。

🔵本レビューでは、「土の微生物を取り込むことが、免疫の回復力を高める」という仮説が、これまでの科学論文で支持されているかどうかを調査しました。

🔵人間やネズミなどの哺乳類を直接「土」に触れさせ、腸内の微生物や体の反応を測定した論文12本(人間4件、マウス6件、その他の哺乳類2件)と、土を食べることによる健康へのリスク(危険性)に関する論文7本を精査しました。

🔵一連の研究は、土に含まれる微生物を体内にとり込むことが、免疫の回復力を支えることを示しています。

1. はじめに(Introduction)

人間は長い進化の歴史の中で、常に「土」と共に生きてきました。土の中の微生物は、私たちの腸内環境を形作り、健康を守るための「古い友達」のような存在です。

しかし現代では、都市化や生活の変化によって土に触れる機会が激減しました。その結果、腸内の微生物の種類(多様性)が減り、アレルギーや糖尿病といった免疫の病気が増えています。かつて人間は、野菜についた泥などを通じて自然に土の菌を取り込んでいましたが、現代の清潔な生活ではそれが失われています。

2. 調査の方法(Methods)

この論文は、過去に行われたたくさんの研究を整理した「レビュー論文」です。

  • 「土の微生物」と「腸内の微生物」、そして「免疫力」の関係を調べた研究を探しました。

  • ネズミなどの動物を使った実験だけでなく、人間を対象にした調査も含まれています。

  • 同時に、土を食べることによる健康へのリスク(毒や寄草など)についての研究も合わせて確認しました。

3. 研究の結果(Results)

調査の結果、以下のことが分かりました。

  • 腸への影響: 土に直接触れたり、土の菌を体に取り入れたりすると、腸内の微生物の種類が豊かになります。これは、免疫のバランスを整えるのに役立ちます。

  • 心の健康: 面白いことに、土の中の特定の菌(マイコバクテリウムなど)は、脳に働きかけて不安を減らす効果があるという研究もありました。

  • 人間での実例: 完全に「土を食べる」実験は少ないですが、農家の人や、自然の中で遊ぶ子供たちは、都会の人よりも健康な免疫システムを持っていることが示されています。

4. 議論と課題(Discussion)

土の微生物が体に良いことは分かりましたが、現代の生活でそのまま「土を食べる」ことには問題もあります。

  • 安全性の問題: 土には有害な重金属、殺虫剤、悪い細菌(破傷風など)が含まれていることがあります。

  • 質のばらつき: どこにある土かによって、住んでいる菌の種類が全く違います。

  • これからの方向性: 「どの土でもいい」わけではありません。体に良い菌だけを安全に取り出す技術や、それを活用した新しい健康法が必要です。

5. 結論(Conclusions)

土の微生物は、私たちが健康に生きていくために「欠けている栄養素」のようなものかもしれません。

かつては当たり前だった「土との触れ合い」を、安全な形で現代の生活に取り戻すことが、多くの現代病を解決する鍵になる可能性があります。研究者たちは、これからも「土と人間の健康」についてもっと詳しく調べていく必要があると結論づけています。

 

 

 


以下、原文に忠実な翻訳です。

1. 導入 (INTRODUCTION)

土壌はヒトの腸内マイクロバイオームの進化において不可欠であり、有益な腸内微生物の供給源となります。特に、土壌細菌とヒトの腸内細菌の間には機能的な類似性が存在します。

ここ数十年の間に、世界的な比較によって、自然な土壌との接触の喪失、欧米型の食事、高度な衛生水準、生物多様性の喪失、そして帝王切開や抗生物質の使用、粉ミルクによる育児といったライフスタイルや医療慣行に起因する、腸内微生物多様性の減少が明らかになっています。

食物繊維に含まれる「マイクロバイオータ利用可能炭水化物(MAC)」が少ない欧米型の食事は、腸内における多様性の進行的な喪失をもたらしました。

この多様性の喪失は、単に食事に炭水化物を再導入するだけでは回復できません。

失われた腸内細菌の多様性を回復するには、MACの摂取と組み合わせて、欠落した分類群を投与する必要があります。

また、都市居住者の腸内微生物コミュニティは、現在の環境とは適合しているものの、ゆっくりとしか適応できないヒトゲノムとは不適合である可能性もあります。

私たちのヒトゲノムは、進化の過程で多様な腸内微生物コミュニティが提供する幅広い分子信号に適応してきました。

これらの微生物信号の喪失は、免疫系、内分泌シグナル経路、神経免疫相互作用など、人体における重要な経路を乱す可能性があります。

実際、都市化や生物多様性の喪失に伴い腸内微生物の多様性が減少する一方で、炎症性腸疾患、1型糖尿病、アレルギー、喘息などの慢性炎症性疾患の発症率が、西欧化された社会で上昇しています。

マイクロバイオータは免疫の回復力に影響を与えるため、微生物への曝露は、腸内マイクロバイオータの多様性を回復させ、疾患への感受性パターンを決定する重要な要因となる可能性があります。

先住民は、少なくとも数世紀、おそらく数千年にわたって日常的に土壌を食べる習慣(土食:geophagy)を持っていました。

多くの社会で最も一般的なのは妊娠中の土食です。

妊娠中の地食に関するレビューにおいて、地食による腸内の免疫化が、地域固有の病原体やその他の微生物抗原に対する高レベルの免疫グロブリンA(IgA)を生成する可能性が提案されています。

さらに、定期的な土壌摂取が母親の分泌免疫系を強化し、土壌が多くの地域固有の病原体に対する予防療法として機能し得ると結論づけられています。

土を食べることは、大多数の人々にとって馴染みがなく、不快に感じられるものでしょう。

特に先進的な都市社会の住民にとって、人間が意図的に土を食べることを受け入れるのは困難かもしれません。

しかし、多くの文化において、野菜の塊茎や根に付着した土壌などを通じて、無視できない量の土壌を日常的かつ付随的に摂取することは正常なことでした。

したがって、付随的な土壌摂取は、土壌微生物を取り込むための重要な経路であった可能性があります。

しかし、ここ数十年で加工食品の消費が世界的に増加し、土壌および土壌に結合した微生物を意図せずに摂取する機会が減少しています。

歴史的に、土壌摂取に関する研究の重点は、毒素、病原微生物、寄生虫への曝露など、ヒトの健康に対する悪影響に置かれてきました。

しかし、ここ数十年の間に、環境、特に土壌に結合した微生物が、腸内マイクロバイオータのホメオスタシス(恒常性)、免疫調節、そして精神的健康にとって重要である可能性が発見されました。

私たちが共に進化してきた土の微生物は「旧友(old friends)」とも呼ばれます。

これらの旧友は、現代の先進社会の都市居住者と比較して、狩猟採集民や伝統的な農業環境の人口集団においてより多く見られます。

旧友には、抗炎症および免疫調節特性を持つ土壌由来の腐生性マイコバクテリウムなどが含まれます。

土壌は非常に多様な環境であり、1グラムの土壌には数千から数万の細菌分類群が含まれています。

土壌に結合した微生物は、空気、水、食物、または直接的な皮膚接触を介してヒトのマイクロバイオームに入り込み、多様性を豊かにすることができます。

先行研究では、多様な環境微生物への曝露が、免疫調節に関わる経路を活性化することが示されています。

しかし、土壌微生物の「経口摂取」が腸内マイクロバイオータや免疫の回復力に及ぼす影響を包括的に調査したレビューはこれまで存在しませんでした。

本レビューの目的は、土壌マイクロバイオータの摂取が免疫回復力を提供するという仮説を、既存の文献が支持しているかどうかを調査することです。

特に、土壌微生物の摂取が免疫回復力に及ぼす影響を理解するために克服すべき研究の空白(ギャップ)と課題を特定することに焦点を当てます。

 


2. 材料および方法 (MATERIALS AND METHODS)

2.1 検索戦略

土壌マイクロバイオータの経口摂取に関連する研究を特定するため、スコーピング・レビューを実施しました。Web of Science、Scopus、PubMedのデータベースを用いて、土壌微生物、腸内マイクロバイオータ、および宿主の免疫応答に関するキーワードを組み合わせて検索を行いました。

2.2 研究の選択

重複を削除した後、タイトルと抄録に基づき、以下の基準でスクリーニングを行いました。

  • 除外基準: 土壌微生物を分析していない研究、腸内マイクロバイオータを分析していない研究、哺乳類を含まない研究、プロバイオティクスの効果のみを分析した研究。

  • 採用基準: 土壌と腸内の両方のマイクロバイオータを含む研究、哺乳類を被験体とした研究、土壌が腸内マイクロバイオータや免疫回復力の指標に及ぼす影響のメカニズムや関連性に焦点を当てた研究。また、土壌摂取に関連する潜在的なヒトの健康リスクに関する研究も追加で含めました。

 

3. 結果 (RESULTS)

文献検索により合計1,430件の文献が抽出され、関連出版物の参考文献レビューからさらに42件が追加されました。重複削除および選択基準によるスクリーニングの結果、最終的に19報の出版物が本レビューに含まれました。これらは、ヒトの健康リスクに関するものが7報、マウスを用いた介入研究が6報、その他の哺乳類(ラム、ワオキツネザル)に関するものが2報、そしてヒトを対象とした介入・観察研究が4報という構成です。

3.1 動物実験における土壌曝露の影響

マウスを用いた複数の研究(Liddicoatら、Foxxら、Kummolaら等)において、土壌への直接的または間接的な曝露が腸内マイクロバイオータおよび免疫系に及ぼす影響が報告されています。

  • ある研究では、多様な微生物を含む土壌に曝露されたマウスは、対照群と比較して、腸内における微生物の多様性が有意に高まり、特定の有益な細菌群(例えば Lactobacillus 属など)の相対存在量が増加することが示されました。

  • 免疫学的側面では、土壌曝露が脾臓や腸間膜リンパ節における制御性T細胞(Treg)の割合を増加させることが確認されました。これは、全身および局所的な炎症反応を抑制する働きを示唆しています。

  • さらに、土壌由来の微生物(Mycobacterium vaccae など)をあらかじめ投与されたマウスでは、ストレス誘発性の結腸炎が軽減され、不安関連行動が減少するという、脳腸相関を介したポジティブな反応も観察されています。

3.2 ヒトを対象とした介入および観察研究

ヒトにおける土壌微生物の影響を調べた4報の研究では、主に環境を通じた曝露が焦点となっています。

  • フィンランドの保育園で行われた介入研究(Roslundら)では、園庭に森林の土壌や草地を導入することで、子供たちの皮膚および腸内の微生物多様性が向上しました。この変化は、血中の免疫調節因子(IL-10など)の増加と、炎症性サイトカイン(IL-6など)の減少に関連しており、短期間(28日間)の曝露でも免疫系の調整が行われることが実証されました。

  • また、伝統的な農業環境で育つ子供たちは、都市部の子供たちと比較して、喘息やアトピー性疾患の発症率が極めて低いことが示されています。これは、家畜や土壌由来の多様な微生物に日常的に曝露されていることが、免疫の成熟に寄与しているためと考えられます。

3.3 土壌摂取に伴うヒトの健康リスク

土壌の経口摂取(地食)に関連するリスクを調査した7報の論文では、主に以下の懸念が示されています。

  • 化学的リスク: 土壌には、鉛、カドミウム、ヒ素などの重金属や、残留農薬(DDTなど)が含まれている場合があり、これらは神経発達障害や内分泌攪乱を引き起こす可能性があります。

  • 生物学的リスク: 土壌は、破傷風菌(Clostridium tetani)、炭疽菌、あるいはアスカリス(回虫)などの寄生虫の媒介体となる可能性があります。

  • 微細プラスチック: 近年の研究では、土壌中のマイクロプラスチックが腸内細菌叢を乱し、腸管バリア機能を低下させる可能性も指摘されています。

3.4 知識の空白(リサーチ・ギャップ)

レビューの結果、以下の重要なギャップが特定されました。

  1. 直接的な介入試験の不足: 滅菌または調整された安全な土壌微生物をヒトに経口投与し、その効果を検証した臨床試験は存在しませんでした。

  2. 用量反応関係の不明: どの程度の量の土壌、あるいはどの程度の頻度の曝露が、最適な免疫応答を引き出すのかが解明されていません。

  3. 土壌の不均一性: 土壌の微生物組成は地理的、季節的、物理化学的要因によって大きく異なるため、標準化が困難です。

4. 考察 (DISCUSSION)

本レビューの結果は、土壌に結合した微生物の摂取が腸内マイクロバイオータの恒常性を維持し、哺乳類の免疫回復力を高めるという仮説を支持しています。土壌微生物との進化的共生は、ヒトの生理機能、特に免疫系の発達に深く組み込まれてきました。

4.1 進化的背景と「旧友」仮説

ヒトのゲノムは、土壌や自然環境から供給される多様な微生物抗原(「旧友」)が存在する環境下で最適に機能するように選択されてきました。しかし、現代の都市化社会においては、この微生物の供給源が断たれています。本研究で引用された介入研究が示すように、自然由来の多様な微生物への曝露が失われることは、免疫調節機能の不全や慢性炎症性疾患の増加と相関しています。

4.2 土壌摂取のメカニズムとリスクのバランス

地食(土を食べる習慣)は、歴史的には免疫強化の手段であった可能性がありますが、現代において生の土壌を摂取することには重大なリスクが伴います。土壌に含まれる重金属、病原体、寄生虫、そして近年ではマイクロプラスチックといった汚染物質は、健康に悪影響を及ぼす可能性があります。 したがって、土壌の持つ有益な側面(微生物多様性による免疫調整)と、有害な側面(化学的・生物学的汚染)を切り分けることが、研究上の最大の課題です。

4.3 経口摂取によるアプローチの重要性

これまでの介入研究の多くは、皮膚接触や環境を通じた曝露に焦点を当ててきましたが、土壌微生物が腸内マイクロバイオータに直接的な影響を与えるためには、経口的な経路が重要であると考えられます。野菜の洗浄方法の変更や、都市部における「自然との接触」の再設計だけでは、失われた多様性を完全に補うことは困難かもしれません。

4.4 今後の研究課題

本レビューにより、ヒトを対象とした安全な土壌微生物の経口摂取に関する介入試験が決定的に不足していることが明らかになりました。今後の研究では、土壌の生物学的・化学的安全性を確保した上で、どの分類群の微生物が免疫回復力に最も寄与するのか、また、それらをどのように臨床的に応用できるかを解明する必要があります。


5. 結論 (CONCLUSIONS)

本スコーピング・レビューは、土壌微生物への曝露、特に経口的な接触が、腸内マイクロバイオータの多様性を豊かにし、宿主の免疫機能を最適化する上で重要な役割を果たしていることを示唆しています。

私たちは、進化の過程で慣れ親しんできた「土壌」という広大な微生物リポジトリから切り離された結果、多くの現代病に直面している可能性があります。土壌微生物を「地球規模の健康の食卓(planetary health plate)」における不可欠な要素として再定義する必要があります。

結論として、有益な土壌マイクロバイオータを安全に、かつ日常的に摂取・曝露できるような新しい技術やライフスタイルの開発を加速させるべきです。これにより、都市化社会における免疫関連疾患の負担を軽減し、公衆衛生を根本から改善できる可能性があります。