母乳マイクロバイオーム

母乳微生物叢は母乳プロバイオティクス（HMP ）としても知られ、ヒトの乳腺と母乳内に存在する微生物叢（微生物群）を包含する。^[1]母乳は無菌であるという従来の考えに反して、^{[1] [2]}微生物培養と培養に依存しない方法の両方の進歩により、母乳には多様な細菌群が存在することが確認されている。これらの群は、ヒトの体内で見つかるヒトマイクロバイオームを構成する他の微生物集団とは組成が異なっている。^{[3] [4] [5]}

母乳中の微生物叢は、乳児の腸内微生物叢にとって、共生細菌、共生細菌、潜在的にプロバイオティクス細菌の供給源となる可能性がある。^[2]世界保健機関（WHO）は、プロバイオティクスを「適切な量を投与すると宿主に健康上の利益をもたらす生きた生物」と定義している。^[6]

母乳は、授乳を通じて新生児にとって乳酸菌の自然な供給源となり、共生食品とみなすことができます。^[7]健康な女性の母乳中の細菌の正常濃度は、1ミリリットルあたり約103コロニー形成単位（CFU）でした。^[8]母乳中の細菌群集は一般的に複雑でした。^[8]すべての女性の母乳で検出された数百の操作分類単位のうち、すべての女性のすべてのサンプルに存在していたのはわずか9つ（連鎖球菌、ブドウ球菌、セラチア、シュードモナス、コリネバクテリウム、ラルストニア、プロピオニバクテリウム、スフィンゴモナス、およびニトロバクター科）でしたが、個人の母乳中の細菌群集は一般的に時間の経過とともに安定していました。^[9]母乳は、乳児の腸にとって生きたブドウ球菌、連鎖球菌、乳酸菌、ビフィズス菌、プロピオニバクテリア、コリネバクテリア、および近縁のグラム陽性菌の供給源です。 ^[2]

母乳には細菌が存在しないと考えられていたが、2000 年代初頭、健康な女性から衛生的に採取された母乳に乳酸菌が初めて含まれていることが報告された。^[7]いくつかの研究では、母乳を通じて少なくともラクトバチルス属、ブドウ球菌属、腸球菌属、ビフィズス菌属に属する細菌株が母子間で伝播することが示されており、母乳で育った乳児の腸内細菌叢の細菌組成がそれぞれの母親の母乳の細菌組成と密接な関係にあることが説明できる。^[2]研究では、母乳と乳児の腸内微生物叢に類似点があることも判明しており、母乳に含まれるプロバイオティクスなどの食事による摂取が乳児の腸内細菌叢と免疫発達の促進に寄与している可能性が示唆されている。^[10]

母乳サンプルで一般的に分離される細菌には、ビフィズス菌、乳酸菌、ブドウ球菌、連鎖球菌、バクテロイデス、クロストリジウム、ミクロコッカス、腸球菌、大腸菌などがあります。^{[3] [5]母乳の} メタゲノム解析では、ブドウ球菌、シュードモナス、エドワーズシエラが優勢であることがわかりました。^{[11] [12]}母乳のマイクロバイオームは、人口や個々の女性によって異なる可能性がありますが、^[13]米国の女性グループを対象とした研究では、すべての参加者のすべてのサンプルで同じ9つの細菌分類群が観察され、少なくともその人口では母乳のマイクロバイオームに共通の「コア」があることを示唆しています。^[8]ヒト初乳の細菌群は、成熟乳よりも多様であると報告されています。^{[1] [14]}

母乳から分離されたプロバイオティクス特性を持つ乳酸菌の3つの株は、 L. fermentum CECT5716、L. gasseri CECT5714、およびL. salivarius CECT5713であり、 ^[15] L. fermentumは最も豊富な株の1つです。^[9] L. fermentum CECT5716を乳児用調製粉乳に早期に投与することは、生後1〜6か月の乳児にとって安全で忍容性が高く、^[16]長期使用でも安全であると主張されています。^[17]

母乳マイクロバイオームの起源は正確にはわかっていないが、^[1]その確立についてはいくつかの仮説が提唱されている。母乳中に存在する細菌は、乳房周囲の皮膚フローラ、^{[18] [19]}または乳児の口腔内微生物叢に由来する可能性がある。^{[8] [12] [20] [21]}授乳中の逆流も乳管内で細菌の定着につながる可能性があり、^[22]赤外線写真を用いた授乳中にある程度の逆流が起こることが示されているという観察によって裏付けられている。^{[23]あるいは、細菌は}樹状細胞によって促進された腸乳管経路を介して母体の消化管から乳管に移行した可能性がある。^{[2] [3] [24]}

母乳中のプロバイオティクスの成分には、母親のBMI（ボディマス指数）、乳児の性別、出産方法、授乳方法など、いくつかの要因が影響している可能性がある。^{[25] [26]} Sotoらによる研究では、妊娠中および授乳中に抗生物質を投与されなかった女性の母乳には、乳酸菌とビフィズス菌がより多く含まれていることも明らかになった。^[9]

母乳の主成分であるヒトミルクオリゴ糖（HMO）は、有益なビフィズス菌とバクテロイデス菌の増殖を促進することが示されているプレバイオティクスです。^{[27] [28] [29]}

母親の健康状態は、母乳の細菌組成の変化と関連している。母親のBMIが高いことと肥満は、ビフィズス菌とブドウ球菌種のレベルの変化と、全体的な細菌多様性の低下と関連している。^{[14] [30]}セリアック病の女性の母乳は、バクテロイデスとビフィズス菌のレベルが低いことが観察されている。 ^[31] HIV陽性の女性は、非HIV陽性の女性よりも、母乳中の細菌多様性が高く、乳酸菌が豊富に含まれていることが示される。 ^[32] 乳腺炎は、門レベルでの母乳微生物叢の変化、微生物多様性の低下、偏性嫌気性菌の減少に関連している。 [ 33 ^{] [34] [12]}

正期産と早産で出産した女性では母乳の微生物叢の構成に違いが見られ、正期産の母親の母乳には早産の母親に比べてエンテロコッカス属菌が少なく、ビフィズス菌属菌が多いことが示されています。^[35]

母親の食事が牛乳のマイクロバイオームに与える影響についての研究はほとんど行われていないが^{[1] 、食事は}脂質プロファイルなど牛乳の組成の他の側面に影響を与えることが知られており^{[36] [ 37]、}それが今度は微生物組成に影響を与える可能性がある。^[1]母親の食事中の脂肪と炭水化物の含有量の変動は、牛乳のマイクロバイオームの分類学的構成に影響を与える可能性がある。^[38]

母乳中に存在する細菌の分類学的構成と多様性は、母親の地理的位置によって異なる可能性が高いが^{[1] [13] [8]}、集団間の差異をよりよく理解するためには、より地理的に多様な参加者を対象とした研究が必要である。^[1]

周産期の母親の抗生物質の使用は、母乳中のラクトバチルス、ビフィズス菌、ブドウ球菌、真正細菌の有病率の変化と関連している。 ^{[9] [39] [40]}

中央アフリカ共和国では、母親と乳児の社会的ネットワーク密度が母親の乳汁マイクロバイオームの細菌多様性の増加と関連していることが判明した。^[41]

出産方法は母乳のマイクロバイオームの構成に影響を及ぼす可能性がある。膣出産はビフィズス菌と乳酸菌の多様性と高い有病率と関連しており、帝王切開による出産では逆の傾向が見られるが^{[14] [35] [42] [9] [43]}、出産方法と母乳のマイクロバイオームの間には関係がないことも観察されている。^[44]

母乳のマイクロバイオームは授乳期を通じて変化し、初乳では成乳よりも微生物の多様性が高いことが観察されています。^{[1] [14]}母乳の分類学的構成も授乳期を通じて変化し、最初はWeissella、Leuconostoc、 Staphylococcus 、 Streptococcus 、 Lactococcus種が優勢でしたが、^{[14]後には}Veillonella、Prevotella、 Leptotrichia 、 Lactobacillus 、 Streptococcus 、 Bifidobacterium 、 Enterococcusが主な構成となりました。^{[14] [35]}

母乳育児は乳児の腸内細菌叢の確立に重要な要因であると考えられている。^[45]母乳で育った乳児の腸内細菌叢は、粉ミルクで育った乳児の腸内細菌叢よりも多様性が低く、ビフィズス菌と乳酸菌の種が多く含まれ、潜在的な病原性分類群が少ない。^{[46] [ 47] [48]}母乳細菌は、有害な細菌を競合的に排除し、^{[49] [50]}病原菌株を排除する抗菌化合物を生成することで、母乳で育った乳児の感染リスクを軽減する可能性がある。 [51] ^{[52] [53] [49]} HMOによって成長が刺激される特定の乳酸菌とビフィズス菌は、 ^[54]乳児の腸内の健康的な代謝と免疫関連機能に寄与する。^{[55] [56] [2] [57]}

母乳育児は母親の健康に不可欠な要素であり、多くの利点があります。代謝性疾患のリスク低下、免疫機能の改善、月経周期の遅延に関連しています。プロバイオティクス細菌の一種であるラクトバチルス・ファーメンタムは、乳がんのリスクを軽減する手段として特定されています。研究調査では、 L.ファーメンタムが乳腺炎の原因物質であり危険因子であると考えられている連鎖球菌の数を減らすことで、授乳に関連する一般的な炎症性疾患である乳腺炎を改善できることが示されました。^[58]さらに、理論的には、糖尿病や心血管疾患などの代謝性疾患を軽減できるという母乳育児の顕著な利点が維持されています。授乳プロセスには大量のエネルギー消費が必要であり、これらの疾患のリスクを軽減できます。ラクトバチルス・ファーメンタムは、減量を促進し、脂肪量を減らすだけでなく、インスリン感受性を改善し、糖尿病や肥満の予防に役立つことが示されています。^[59]さらに、授乳中のホルモンの変化は代謝とグルコース恒常性をさらに改善し、潜在的な代謝性疾患の減少を示唆している。しかし、妊娠前のBMI、妊娠中の体重増加、社会的支援など、さまざまな交絡因子があるため、出産後の体重変化に影響を与える正確な要因を特定することは困難である。13のコホート研究の最近のメタアナリシスでは、母乳育児はインスリン抵抗性や2型糖尿病に関連するC反応性タンパク質やインターロイキン-6などの炎症マーカーを減少させることが示されていることが明らかになった。^[60]

一方、母乳育児は月経周期を遅らせ、鉄欠乏性貧血や関連する健康問題のリスクを軽減することもできます。授乳中に生成されるホルモンであるプロラクチンは排卵を抑制し、母親の月経を防ぎます。この抑制は出産後最大6か月間続く可能性があり、自然な避妊法として機能します。^[61]

また、身体的な利点に加えて、母乳育児は産後うつ病のリスクを軽減できることも示唆されています。母乳育児をしている母親は、粉ミルク育児をしている母親と比較して、不安、ネガティブな気分、ストレスが少なく、睡眠時間の増加と睡眠障害の減少を報告しています。産後うつ病に関する研究では、母乳育児が母親をこの障害から保護する可能性があることが実証されており、研究者は、この保護を説明する生物学的プロセスを説明しようと努めてきました。たとえば、授乳はストレスに対する神経内分泌反応を弱めますが、これは産後うつ病の症状が少ないことに関係している可能性があります。さらに、早期の母乳育児中止は産後うつ病のリスク増加に関連していました。母乳育児の意図を達成できない母親の産後うつ病の症状の一因となるのは、母乳のみで育てなければならないという心理的プレッシャーです。出産後8週間の前向き追跡調査では、母乳育児の問題（乳腺炎、乳首の痛み、頻繁な搾乳の必要性、母乳の過剰または不足など）を抱える母親は、精神的健康状態が悪いことが示されました。^[62]

母乳で育った子どもは粉ミルクで育った子どもよりも感染症の発生率が低いが、これは母乳成分による腸内細菌叢の調整が一因である可能性がある。^[63]実際、母乳で育った乳児は粉ミルクで育った乳児と比較して、病原菌が少なく、乳酸菌とビフィズス菌に富んだ腸内細菌叢を発達させているようだ。 ^{[64]マルドナドらによる研究では、} L. fermentum を豊富に含むフォローアップ粉ミルクを与えられた乳児は、胃腸および呼吸器感染症が減少することが示されており、このような粉ミルクの投与は乳児の市中感染性胃腸および上気道感染症の予防に有効である可能性がある。^[16]

母乳プロバイオティクスは、 「有益な」細菌の定着を増やし、乳児の未熟な免疫システムをサポートする先駆的な種としても機能する可能性があります。 ^[65]乳酸菌とビフィズス菌は、子供の腸に定着して栄養素を奪い合い、サルモネラチフス菌やウェルシュ菌などの病原性微生物の増殖を抑制して、それらの付着を防ぐことが知られています。常在細菌による腸内定着は、免疫システムの恒常性を維持する上でも重要な役割を果たします。これらの細菌はTヘルパー1応答を刺激し、新生児免疫システムのTヘルパー2応答への傾向に対抗し、その結果、壊死性腸炎などの炎症プロセスの発生率を減らします。^[15]

疝痛の症状がある子供は腸内細菌叢のバランスが崩れている可能性があります。糞便サンプルの分析では、疝痛のない子供と比較して、疝痛の症状がある乳児では大腸菌群の数が多く、乳酸菌の数が少ないことがわかりました。 ^[66]一方、プロバイオティクスは腸の運動性と感覚ニューロン、腸の収縮活動に影響を与え、抗炎症効果を発揮することが示されています。^[65]

母乳中の微生物叢と、HMO、母体細胞、栄養プロファイルなどの他の母乳成分との間には、何らかの関係があることが示唆されている。^{[29] [67]特定の細菌属は、}乳糖、タンパク質、脂肪などの母乳の主要栄養素のレベルの変動と関連していることが示されている。^[67] HMOは、特にビフィズス菌種などの特定の有益な細菌の増殖を選択的に促進する。^{[68] [69]}さらに、ビフィズス菌のゲノムは、乳児の腸の酵素では消化できないHMOを代謝するように独自に備わっているため、^[70] HMOは乳児の消化管の微生物叢に共通する特定の細菌とHMOとの共進化を示唆する人もいる。 ^{[71] [72]}さらに、霊長類の乳などの他の哺乳類の乳と比較して、母乳は、オリゴ糖のレパートリーの複雑さと多様性の点で独特であるように思われる。母乳は、HMOの全体的な多様性が高く、乳児の腸内でビフィズス菌の増殖を促進することが知られているオリゴ糖が優勢であることが特徴である。 ^[73]母乳中の微生物叢は乳児の免疫系のプログラミングに重要な役割を果たしていると考えられており、乳児の健康に悪影響を与えるリスクを軽減する傾向がある。^[57]ヒトと非ヒト霊長類の母乳オリゴ糖の違いは、社会性や集団の規模が大きくなると病原体への曝露に差が出ることを示している可能性がある。^[74]これらの観察結果を総合すると、母乳中の微生物群集がヒト宿主と共進化してきたことを示している可能性がある。 ^[72]これは、宿主の健康を促進する微生物が自身の伝播と増殖を促進するという予想に裏付けられている。^[75]

ヒトの乳とマカクの乳には、どちらもストレプトコッカス属とラクトバチルス属の細菌が豊富に含まれていますが、これらの分類群の相対的な豊富さはそれぞれ異なります。^{[76]健康な}牛乳で最も一般的に見られる細菌には、ラルストニア、シュードモナス、スフィンゴモナス、ステノトロフォモナス、サイクロバクター、ブラディリゾビウム、コリネバクテリウム、ペロモナス、ブドウ球菌、フェカリバクテリウム、ラクノスピラ科、プロピオニバクテリウム、エアリバチルス、バクテロイデス、ストレプトコッカス、アナエロコッカス、ラクトバチルス、ポルフィロモナス、コマモナス、フソバクテリウム、エンテロコッカスなどがあります。[ ^{77] [78] [79] [80]}

• ヒトの微生物叢
• 母乳
• 母乳オリゴ糖