ヒトウイロム

ヒトビロームは、人体の中や表面に存在するウイルスの総体です。^{[1] [2] [3]}人体のウイルスは、ヒト細胞と細菌などの他の微生物（バクテリオファージなど）の両方に感染する可能性があります。^[4]ウイルスの中には病気を引き起こすものもあれば、無症状のものもあります。特定のウイルスは、プロウイルスまたは内因性ウイルス要素としてヒトゲノムに組み込まれることもあります。^[1]

ウイルスは急速に進化するため、ヒトのウイルス叢は絶えず変化します。^[5]すべての人間は、独自の種のバランスを持つ独自のウイルス叢を持っています。^{[2] [6]}ライフスタイル、年齢、地理的な場所、さらには季節さえも、個人のウイルスへの曝露に影響を与える可能性があり、それらのウイルスによって引き起こされる可能性のある病気に対する感受性は、既存の免疫とウイルスとヒトの遺伝学の両方によっても影響を受けます。^[7]

ヒトのウイルス叢はまだ完全には解明されておらず、新しいウイルスが頻繁に発見されています。典型的なヒトのマイクロバイオームには約40兆個の細菌が存在しますが、^[8]健康な成人の体内のウイルス粒子の数の推定値はまだ得られていませんが、自然界ではウイルス粒子の数は個々の細菌の10倍に上ります。^[9]ウイルス叢の研究は、微生物全般とそれが人間の健康や病気にどのように影響するかについての理解を深めるのに役立つと考えられています。

2024年1月、生物学者はヒトのマイクロバイオームで、ウイロイドのような要素の新しいクラスである「オベリスク」と、それに関連するタンパク質のグループである「オブリン」を発見したと報告した。^{[10] [11]}

ヒトウイルスの分離と研究には複数の方法があります。

• ディープシーケンシングは、迅速なDNAシーケンシング技術であり、ウイルス群集の豊富さ、安定性、遺伝子機能、および疾患表現型との関連性を特徴付けるのに役立ちます。^{[1] [3]}この技術は、大量の配列情報を作成し、微生物群集の希少成分を検出することができます。サンプルからのヒトおよび細菌のDNAの除去、大規模なシーケンシング、およびバイオインフォマティクスを組み合わせた現在の方法は、未知のウイルスの特定に非常に効率的です。^[12]他の発見方法とは異なり、ウイルスを細胞培養で増殖させる必要はありません。ゲノム配列や増殖方法に関する事前の知識がなくても、新しいウイルスを発見できます。したがって、ディープシーケンシングは、疾患の発生に関与している、またはウイルスによって引き起こされると考えられていない状態に関連する、未知または予期しないウイルスの迅速な特定に適しています。ディープシーケンシングでは、最小限の労力で大規模なスクリーニングも可能になります。^[13]ヒトに感染するウイルス（ヒトウイルス群）の体系的な調査は重要であり、これらの方法で実現可能です。
• ポリメラーゼ連鎖反応は、特定の DNA 配列を増幅して検出するためのツールです。これは、ウイルス配列の特性を明らかにするのに役立ちますが、少なくとも部分的な DNA 配列情報が必要であるという制限があります。
• ヒトメタゲノムには、ヒトの体内または体表に生息するすべての生物が含まれます。ウイルスはメタゲノムに寄与し、染色体に感染する慢性感染症を引き起こします。この方法により、特定のウイルスに対する感受性を付与する遺伝子の数を新たに推定し、一部のウイルスの対立遺伝子を特定することができます。^{[14] [15]}
• 献血を用いたELISAによる大規模な抗体研究は、異なる地理的地域における特定のウイルスへの人間の曝露を決定するのに役立つ可能性がある。 ^[7]

ヒトウイルスの多様性は広大で、拡大を続けています。現在、ヒトに感染するウイルスの種類は 219 種知られています。この数は増え続けており、毎年 3 ～ 4 種の新しいウイルスが発見されています。

ヒトのウイルス叢は安定しておらず、時間の経過とともに変化する可能性があります。実際、新しいウイルスが絶えず発見されています。^{[7] [17] [18]}既知のウイルスの数が増えるにつれて、新しいウイルス関連疾患の診断と治療も容易になります。^{[19] [20]}ウイルス叢の研究は、医薬品開発の改善や抗生物質の使用制限に役立つ可能性があります。^{[2] [18] [21]}

正常な個人における真核生物dsDNAウイルスの多様性を説明するためにハイスループットDNAシーケンシングを使用した最初の研究の1つには、102人の被験者からの706のサンプルが含まれていました。^[16]この研究では、各個人で平均5.5のウイルス属が検出され、これらのウイルスにはヘルペスウイルス、パピローマウイルス、ポリオーマウイルス、アデノウイルス、アネロウイルス、パルボウイルス、サーコウイルスが含まれていました。^[16]

各個人はそれぞれ異なるウイルスプロファイルを示しており、個人間のウイルス群の多様性が高いことを示しています。102人のサンプルのうち92%で1～15のウイルス属（平均5.5）が検出されました（図2）。^[16]図3は、最大5つの主要な体の生息地をサンプリングして定義された102人のウイルス群を示しており、健康な人から幅広い範囲のウイルスが検出されたことを示しています（図3）。^[16]

102人は7つの異なるヒトDNAウイルス科を保有していた（図4A）。^[16]配列は主に鼻と皮膚で検出され、17のパピローマウイルス属との類似性が認められた（図4B）。^[16] 口からサンプルを提供した人の98％に、主にHHV-7とそれより少ない割合でHHV-6からなるロゼオロウイルスが存在していた。^[16]

さらに、同じウイルスが個人の体内の複数の場所に蔓延していました。例えば、ベータパピローマウイルスとガンマパピローマウイルスは皮膚と鼻（前鼻孔、図4A、B参照）に最も多く見られるウイルスであり、これはこれらのウイルスの感染を支える微小環境の近接性と類似性を反映している可能性があります。^[16]

明らかな感染症のない8,240人の血液の全ゲノム配列データから、研究参加者の42%で94種類のウイルスが明らかになった。配列には、19種類のヒトDNAウイルス、プロウイルス、RNAウイルス（ヘルペスウイルス、アネロウイルス、パピローマウイルス、3種類のポリオーマウイルス、アデノウイルス、HIV、HTLV、B型肝炎、C型肝炎、パルボウイルスB19、インフルエンザウイルス）が含まれていた。^[22]輸血医学との関連性の可能性があるが、この研究では、 49人の個人でメルケル細胞ポリオーマウイルス、13人の血液でパピローマウイルス、6人の個人でパルボウイルスB19、3人の個人でヘルペスウイルス8の存在が確認された。^[22]

ヒトウイルスは人体の一部であり、必ずしも害を及ぼすわけではありません。^[23]多くの潜在性および無症候性のウイルスが常に人体に存在しています。ウイルスはすべての生命体に感染するため、細菌、植物、動物の細胞や腸内の物質もウイルスを運びます。^[6]ウイルスが体内の細胞に感染して害を及ぼすと、症候性の疾患を発症する可能性があります。

一般に信じられていることとは反対に、人体における有害なウイルスは、良性のウイルスに比べて少数派である可能性がある。細菌を特定するよりもウイルスを特定する方がはるかに難しいため、人体における良性のウイルスに関する理解は非常に初歩的である。^[2]人体における健康な個人に病気を引き起こさないすべてのウイルスの集合は、しばしば「健康なヒトのウイルス群」と呼ばれる。^[23]健康なウイルス群は、3つの異なる構成要素からなる。(i) 主に食物を介して人体に系統的に侵入するが、ヒト内で複製しないウイルス、(ii) 健康なヒトのマイクロバイオームを構成する原核生物およびおそらく単細胞真核生物に感染するウイルス、(iii) 実際にヒト細胞内で複製され、持続するウイルス。^[23]

ウイルスが個人の健康に及ぼす影響は、個人の免疫システムに依存します。^{[1] [20]}

最近の研究では、衛生仮説という新しい考え方がウイルスと関連づけられています。この仮説は、西洋社会における抗生物質や抗ウイルス剤の過剰使用により、西洋世界で喘息^[24]や湿疹^[25]などの病気の発生率が高いことを説明しようとするものです。

この過剰使用は、腸内細菌だけでなく、長い間人体と調和して生き、今では人間の健康の調節に役割を果たしているウイルスも破壊する可能性があります。

この仮説は一般的に微生物を指しているが、現在では空気感染するウイルスや、ますます一般的ではなくなってきている小児期の一般的なウイルス感染症も対象に含められつつある。^[26]

多様なウイルスがヒトの皮膚に定着し、皮膚の部位によって異なります。^[27]この皮膚ウイルスには、ヒトウイルス（ヒトパピローマウイルス）と、ブドウ球菌などの皮膚常在細菌に感染するバクテリオファージ（細菌ウイルス）が含まれます。^[28]

ウイルス群集は水分レベルと外部環境からの保護の程度によって異なります。^[27]

多くの研究により、ヒトの腸内の細菌やウイルス（腸内微生物叢）は食生活の変化によって変化する可能性があることが実証されています。^{[29]腸内の}バクテリオファージと呼ばれる細菌ウイルスに焦点を当てたある研究では、食事と存在するバクテリオファージの種類との間に有意な関係があることがわかりました。^[30]これは、管理された食事を開始する前と開始後の個人のバクテリオファージ腸内コミュニティ間の距離を比較することによって行われました。その結果、同じ食事をしていた個人のバクテリオファージ腸内コミュニティ間の距離は、食事療法の終了時には開始時よりも大幅に小さくなりましたが、異なる食事をしていた個人では時間の経過とともにコミュニティの類似性が増加しませんでした。

• デビッド・プライド、「あなたの体内のウイルス：人間のウイルス叢は数兆個のウイルスで構成されています。私たちに害を及ぼすものもありますが、使い方がわかれば役立つものもあります」、サイエンティフィック・アメリカン、第323巻第6号（2020年12月）、46～53ページ。