皮膚フローラ

皮膚フローラは皮膚微生物叢とも呼ばれ、皮膚、通常は人間の皮膚に生息する微生物叢（微生物の集団）を指します。

それらの多くは細菌であり、人間の皮膚には19の門から約1,000種が存在します。^{[1] [2]ほとんどは}表皮 の表層と毛包の上部に存在します。

皮膚の細菌叢は通常、非病原性であり、共生（宿主に害を与えない）または相利共生（有益である）のいずれかである。細菌がもたらす利益には、栄養素をめぐって競合したり、それらに対抗する化学物質を分泌したり、皮膚の免疫系を刺激したりすることで、一時的な病原体が皮膚表面に定着するのを防ぐことが含まれる。^{[3]しかし、常在微生物は}皮膚疾患を引き起こし、特に免疫抑制状態の人では血液系に入り込んで生命を脅かす疾患を引き起こす可能性がある。^[3]

ヒト以外の主要な皮膚常在菌叢は、ツボカビと非菌糸遊走子菌類であるバトラコキトリウム・デンドロバティディスであり、両生類の個体数の減少の原因と考えられている感染症であるツボカビ症を引き起こす。^[4]

皮膚に存在する細菌種の数の推定は、 16SリボソームRNAを使用して皮膚サンプルに存在する細菌種を遺伝物質から直接特定することで根本的に変化しました。以前は、このような特定は微生物学的培養に依存していましたが、多くの種類の細菌は培養できず、科学には隠されていました。^[1]

培養に基づく研究から、表皮ブドウ球菌と黄色ブドウ球菌が優勢であると考えられていました。しかし、16SリボソームRNAの研究では、これらの種は一般的ではあるものの、皮膚細菌のわずか5％を占めるに過ぎないことがわかりました。しかし、皮膚の多様性は細菌にとって豊かで多様な生息地を提供します。そのほとんどは、放線菌門（51.8％）、バチルス門（24.4％）、シュードモナス門（16.5％）、バクテロイデス門（6.3％）の4つの門に属しています。 ^[5]

生態学的には、皮脂腺、湿潤、乾燥の3つの主要な領域がある。皮脂腺領域の主な種はプロピオニバクテリア属とブドウ球菌属であった。体の湿潤した場所では、コリネバクテリア属とブドウ球菌属が優勢である。乾燥地域では種が混在しているが、ベータプロテオバクテリア属とフラボバクテリア属が優勢である。生態学的には、皮脂腺領域は湿潤領域や乾燥領域よりも種の豊富さが高かった。種に関して人々の間で最も類似性が低い領域は、指の間、足指の間、腋窩、臍の緒の断端であった。最も類似性が高いのは、鼻孔の横、鼻孔（鼻孔の内側）、背中であった。^[1]

100人の若者の足指の間を調べたところ、14の異なる属の真菌が見つかった。これには、カンジダ・アルビカンス、ロドトルラ・ルブラ、トルロプシス、トリコスポロン・クタネウムなどの酵母、ミクロスポルム・ジプセウム、トリコフィトン・ルブルムなどの皮膚糸状菌（皮膚に生息する真菌）、リゾープス・ストロニファー、トリコスポロン・クタネウム、フザリウム、スコプラリオプシス・ブレヴィカウリス、カーブラリア、アルテルナリア・アルテルナタ、パエシロミセス、アスペルギルス・フラバス、ペニシリウム属などの非皮膚糸状菌（皮膚に生息する日和見菌）が含まれる。^[6]

メリーランド州ベセスダにある国立ヒトゲノム研究所による研究では、人間の皮膚真菌の DNA を 14 か所で調査しました。調査場所は、外耳道、眉間、後頭部、耳の後ろ、かかと、足指の爪、足指の間、前腕、背中、股間、鼻孔、胸、手のひら、肘の曲げ部分です。調査では、体全体で真菌の多様性が示され、最も豊富な生息地はかかとで、約 80 種の真菌が生息しています。対照的に、足指の爪切りには約 60 種、足指の間には 40 種が生息しています。その他の豊富な場所は、手のひら、前腕、肘の内側で、18 種から 32 種が生息しています。頭部と胴体にはそれぞれ 2 種から 10 種が生息しています。^[7]

臍は、紫外線、石鹸、または体液にさらされることがほとんどない体の部位です^[8]（臍は分泌物や油を生成しません）^[9]。また、ほとんど乱されていない細菌群集であるため^[10]、皮膚マイクロバイオームの研究に最適な部分です。^[11] 臍は、体内の湿ったマイクロバイオーム（湿度と温度が高い）^{[12] 、 [13]}多量の細菌、^{[14]特に、}コリネバクテリウム^[15]やブドウ球菌^[13]などの湿った条件を好む細菌を含んでいます。

へそ生物多様性プロジェクトは、 2011年初頭にノースカロライナ州立大学で、 35人と25人のボランティアからなる2つのグループから始まりました。^[10] ボランティアには滅菌綿棒が渡され、へそに綿棒を挿入し、綿棒を3回回してから、綿棒を0.5mlの10%リン酸緩衝液が入った小瓶^[16]に 入れて研究者に返却するよう求められました。 ^[10] ノースカロライナ州立大学の研究者は、Jiri Hulcr氏率いる^[17] が、細菌のコロニーが写真撮影できる大きさになるまで培養し、これらの写真をへそ生物多様性プロジェクトのウェブサイトに掲載しました（ボランティアにはサンプル番号が与えられ、自分のサンプルをオンラインで閲覧できました）。^[16] これらのサンプルは、培養でうまく成長しなかった株を特定できるように、16S rDNAライブラリを使用して分析されました。^[10] 

ノースカロライナ州立大学の研究者らは、へそのマイクロバイオームに存在するすべての細菌株を予測することは難しいものの、どの株がマイクロバイオーム内で一般的で、どの株が極めて稀であるかを予測することは可能であること を発見した。 ^{[10]へそのマイクロバイオームには、一般的な細菌の種類（}ブドウ球菌、コリネバクテリウム、放線菌、クロストリジウム、バチルス）がわずかしか含まれておらず、稀な細菌の種類は多岐にわたることがわかった。^[10]ボランティアのへそからは、3種類の古細菌を含む他の種類の稀な生物が発見され、そのうち2種類は、何年も入浴もシャワーもしていないと主張する1人のボランティアから発見された。^[10]

ブドウ球菌とコリネバクテリウムは、このプロジェクトのボランティアのへそで見つかった最も一般的な細菌の一種であり、これらの細菌は、皮膚マイクロバイオームのより大規模な研究^[18]（へそ生物多様性プロジェクトもその一部）において、人間の皮膚で見つかる最も一般的な細菌の一種であることがわかっています。^[10]（これらの大規模な研究では、一般的に女性の皮膚マイクロバイオームにはブドウ球菌が多く生息しており^[18]（通常は表皮ブドウ球菌）^{[16] 、男性の皮膚マイクロバイオームには}コリネバクテリウム が多く生息していることがわかっています。）^[18]

ノースカロライナ州立大学のへそ生物多様性プロジェクト^[10]によると 、へそとその周辺には2種類の微生物が生息している。へそに生息する微生物の大部分は一過性細菌（増殖しない細菌）^[12]で、研究参加者の95％から推定1400種の菌株が見つかった。^[19]

へそ生物多様性プロジェクトは現在も進行中で、これまでに500人以上から綿棒で検体を採取している。^[10]このプロジェクトは、細菌は常に人間に有害であり^[20]、人間は細菌と戦っているという誤解に対抗することを目的として設計された。^[21]実際には、ほとんどの菌株は 人体に有益でなくても無害である^{[13] 。 [22]}このプロジェクトのもう一つの目標は、微生物学に対する一般の関心を高めることである。^{[17]へそ生物多様性プロジェクトは、ヒトマイクロバイオームプロジェクトと連携して、ヒトマイクロバイオームと年齢、性別、民族、場所[17]}、全体的な健康状態^[23]の要因との関係も研究している。

皮膚の微生物叢は、片利共生、相利共生、病原体のいずれかになります。人の免疫システムの強さに応じて、これら3つすべてになる場合がよくあります。^{[3 ]}腸と肺の免疫システムの研究では、微生物叢が免疫の発達を助けることが示されていますが、皮膚の場合にこれが当てはまるかどうかについては、研究が始まったばかりです。^[3] 緑膿菌は、病原体に変化して病気を引き起こす可能性のある相利共生細菌の例です。循環器系に侵入すると、骨、関節、胃腸、呼吸器系の感染症を引き起こす可能性があります。また、皮膚炎を引き起こすこともあります。しかし、緑膿菌はシュードモニック酸などの抗菌物質を生成します（ムピロシンなど商業的に利用されています）。これは、ブドウ球菌や連鎖球菌による感染症 に有効です。 P. aeruginosa は、カンジダ・クルセイ、カンジダ・アルビカンス、トルロプシス・グラブラータ、サッカロミセス・セレビシエ、アスペルギルス・フミガーツスなどの真菌種の増殖を阻害する物質も生成します。^{[24]また、}ヘリコバクター・ピロリの増殖も阻害します。^[25]その抗菌作用は非常に重要であるため、「経口または局所抗生物質を使用して皮膚から P. aeruginosa を除去すると、逆に異常な酵母のコロニー形成と感染が起こる可能性がある」と指摘されています。[ 3 ^]

細菌のもう一つの側面は、体臭の生成です。汗は無臭ですが、いくつかの細菌がそれを消費し、人間が腐敗臭とみなす副産物を生成します（たとえば、細菌を魅力的/魅力的だと感じるハエとは対照的です）。いくつかの例を以下に示します。

• 思春期および成人の皮脂腺に存在するプロピオニバクテリアは、アミノ酸をプロピオン酸に。 ^[26]
• 表皮ブドウ球菌は汗をイソ吉草酸（3-メチルブタン酸）に分解して体臭を発生させます^{。 [27]}
• 枯草菌は強い足の臭いの原因となる。 ^[28]

皮膚は、皮膚微生物の増殖を制御するカテリシジンなどの抗菌ペプチドを生成します。カテリシジンは微生物の数を直接減らすだけでなく、炎症、血管新生、再上皮化を誘発するサイトカインの分泌を引き起こします。アトピー性皮膚炎などの症状は、カテリシジン産生の抑制に関連しています。^[29]酒さでは、カテリシジンの異常な処理が炎症を引き起こします。乾癬は、自己炎症を引き起こすカテリシジンペプチドから生成された自己DNAに関連しています。カテリシジンを制御する主な要因はビタミンD ₃です。^[30]

皮膚の表層は、汗に含まれる乳酸と皮膚細菌によって生成されるため、自然に酸性（ pH 4～4.5 ）になっています。 ^[31]この pH では、ブドウ球菌、ミクロコッカス、コリネバクテリウム、プロピオニバクテリアなどの相利共生細菌は増殖しますが、大腸菌や緑膿菌などのグラム陰性細菌や黄色ブドウ球菌などのグラム陽性細菌などの一過性細菌は増殖しません。^[31]病原細菌の増殖に影響を与えるもう 1 つの要因は、皮膚から分泌される抗菌物質が酸性条件で強化されることです。^[31]アルカリ性条件では、細菌は皮膚に付着しなくなり、より簡単に剥がれ落ちます。また、アルカリ性条件では皮膚が腫れて開き、細菌が表面に移動できるようになることが観察されています。^[31]

皮膚の免疫系が活性化されると、皮膚糸状菌（皮膚真菌）などの微生物に対する細胞性免疫が生成されます。 ^[32] 1つの反応は、角質層のターンオーバーを増加させ、皮膚表面から真菌を脱落させることです。トリコフィトン・ルブルムなどの皮膚真菌は、免疫反応を制限する物質を作り出すように進化しました。^[32]皮膚の脱落は、皮膚表面の細菌叢の蓄積を制御するための一般的な手段です。^[33]

微生物は、アトピー性皮膚炎^[34]、酒さ、乾癬^[35]、ニキビ^[36]などの非感染性皮膚疾患に関与しています。損傷した皮膚は、非病原性細菌を病原性にする可能性があります。 ^[37]皮膚上の種の多様性は、その後の皮膚炎の発症に関連しています。^[38]

尋常性ざ瘡は、毛包脂腺からの過剰な皮脂分泌と皮膚の炎症を特徴とする一般的な皮膚疾患である。 ^[39]罹患部位には通常、ニキビのない人にも共生微生物叢の一員であるプロピオニバクテリウム・アクネス^{が定着している。 [40]} P. acnesの個体数が多いことが尋常性ざ瘡と関連しているが、特定の菌株のみがニキビと強く関連しているのに対し、他の菌株は健康な皮膚と関連している。P. acnes の相対的な個体数は、ニキビのある人とない人では同様である。^{[39] [40]}

現在の治療には、局所的および全身的な抗菌薬が含まれており、その結果、P. acnesのコロニー形成および/または活性が減少します。[ ^41]プロバイオティクスによる治療の可能性としては、P. acnesの増殖を抑制するためにStaphylococcus epidermidisを使用することが挙げられます。S . epidermidisはコハク酸を生成し、これがP. acnesの増殖を抑制することが示されています。^[42] Lactobacillus plantarumも、局所的に塗布すると抗炎症作用を示し、皮膚の抗菌性を高めることが示されています。また、ニキビの病変のサイズを縮小する効果があることも示されています。^[43]

アトピー性皮膚炎患者では、病変部と非病変部の皮膚の両方で黄色ブドウ球菌の個体数が増加していることが示されています。 ^{[40]アトピー性皮膚炎の再発は、}黄色ブドウ球菌の定着による細菌多様性の低下と関連しており、標準的な治療後、細菌多様性が増加することが確認されています。^[要出典]

現在の治療法には、局所または全身の抗生物質、コルチコステロイド、および希釈した漂白剤浴の組み合わせが含まれます。 ^[44]プロバイオティクスによる治療法としては、皮膚常在細菌であるS. epidermidisを使用してS. aureusの増殖を抑制することが考えられます。アトピー性皮膚炎の発作時には、 S. aureusの個体数を制御する試みとして、S. epidermidisの個体数が増加することが示されている。^{[40] [44]}

乳児の腸内細菌叢の多様性が低いと、アトピー性皮膚炎のリスクが増加するとされています。^{[45]アトピー性湿疹のある乳児は、}バクテロイデス属細菌が少なく、バシロタ属細菌が多いです。バクテロイデス属細菌には、皮膚炎に必須の抗炎症作用があります。^[45]（腸内細菌叢を参照）

尋常性乾癬は、典型的には肘や膝などの乾燥した皮膚部位に影響を及ぼします。皮膚の乾燥した部分は、皮脂分泌部位よりも微生物の多様性が高く、個体数が少ない傾向があります。^[41]綿棒によるサンプリング技術を使用した研究では、バシロタ（主に連鎖球菌とブドウ球菌）と放線菌（主にコリネバクテリウムとプロピオニバクテリウム）が豊富な領域が乾癬と関連していることが示されています。 ^{[46]一方、}生検を使用した別の研究では、バシロタと放線菌のレベルが高いことが健康な皮膚と関連しています。^[47]しかし、ほとんどの研究では、乾癬に罹患した人は罹患部分の微生物の多様性が低いことが示されています。

乾癬の治療には、外用薬、光線療法、全身薬などがあります。^[48]乾癬における皮膚微生物叢の役割に関する現在の研究は一貫していないため、プロバイオティクスによる治療法は存在しません。

酒さは典型的には皮膚の脂腺部位と関連している。皮膚ダニの デモデックス・フォリキュロラムはリパーゼを産生し、皮脂を栄養源として利用できるため、皮脂腺部位との親和性が高い。これは皮膚常在微生物叢の一部であるが、酒さ患者は健康な個人と比較してデモデックス・フォリキュロラムの増加を示し、病原性を示唆している。^[49]

デモデックス関連微生物であるバチルス・オレロニウスは、皮膚常在細菌叢には通常見られませんが、炎症経路を開始し、その開始メカニズムは酒さ患者に似ています。 ^[40] S.エピデルミディスの集団も酒さ患者の膿疱から分離されています。しかし、デモデックスは顔の周りに細菌を運ぶことが示されているため、デモデックスによって成長に適した領域に移動された可能性があります。 ^[50]

現在の治療法には、外用および経口抗生物質とレーザー療法がある。^{[51]現在の研究では、酒さに対する}デモデックスの影響の明確なメカニズムはまだ示されていないため、プロバイオティクスによる治療法は存在しない。

皮膚の微生物はカテーテルなどの医療機器の感染源となる可能性がある。^[52]

人間の皮膚には、数多くの細菌や真菌が生息しています。その一部は有害であることが知られており、一部は有益であることが知られていますが、大多数は研究されていません。殺菌・殺菌石鹸を使用すると、必然的に、使用されている化学物質に耐性を持つ細菌や真菌の集団が発生します (薬剤耐性を参照)。

皮膚細菌叢は人から人へ容易には伝染しません。適度な摩擦と乾いた手での30秒間の接触では、裸の場合は天然の手細菌叢のわずか0.07%が伝染しますが、手袋の場合はそれ以上の割合で伝染します。^[53]

最も効果的な（60～80％の減少）抗菌洗浄は、エタノール、イソプロパノール、n-プロパノールを使用したものです。ウイルスは高濃度（95％）のエタノールの影響を最も受けますが、細菌はn-プロパノールの影響をより受けます。^[54]

以下のデータからもわかるように、薬用ではない石鹸はあまり効果的ではありません。医療従事者は薬用ではない液体石鹸で30秒間手を1回洗いました。学生/技術者は20回洗いました。^[55]

手洗いの重要な用途は、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌などの院内感染を引き起こす抗生物質耐性皮膚細菌叢の伝播を防ぐことです。このような細菌叢は抗生物質によって抗生物質耐性になっていますが、推奨されている消毒剤や殺菌剤を手洗いに使用しても抗生物質耐性菌が選択されるという証拠はありません。^{[56]しかし、多くの菌株は}トリクロサン などの抗菌石鹸に使用される物質の一部に耐性があります。^[56]

歯科医院の固形石鹸に関するある研究では、すべての固形石鹸に独自の細菌叢があり、平均して2～5の異なる微生物属が存在し、最も多く使用されている石鹸にはより多くの種の種類が存在する可能性が高いことがわかりました。^[57]公衆トイレの固形石鹸に関する別の研究では、さらに多くの細菌叢が見つかりました。^[58]別の研究では、非常に乾燥した石鹸には細菌叢が形成されないのに対し、水たまりに浸かった石鹸には細菌叢が形成されることがわかりました。^{[59]しかし、}緑膿菌と大腸菌を 接種した石鹸を使用したある実験では、接種した固形石鹸で手を洗っても、参加者の手にこれらの細菌が感染することはありませんでした。^[60]

皮膚を繰り返し洗うことで、保護外層が損傷し、経表皮水分損失を引き起こす可能性があります。これは、鱗屑や乾燥、かゆみ、角質層を貫通する微生物やアレルゲンによって引き起こされる皮膚炎、赤みなどの特徴で表されます。手袋を着用すると、微生物の増殖に適した湿った環境が生まれ、ラテックスやタルクパウダーなどの刺激物も含まれるため、さらなる問題を引き起こす可能性があります。^[61]

手洗いは皮膚にダメージを与える可能性がある。なぜなら、皮膚の最上層の角質層は15～20層のケラチンディスクと角質細胞で構成されており、それぞれの層はアルコールや洗剤で除去できる皮膚脂質の薄い膜に囲まれているからである。^[62]

皮膚表面の広範囲にわたるひび割れ、広範囲にわたる発赤、または時折の出血を特徴とする損傷した皮膚では、ブドウ球菌がより頻繁に定着し、メチシリン耐性である可能性が高いこともわかっています。^{[61]抗生物質耐性の高さとは関係ありませんが、損傷した皮膚では、}黄色ブドウ球菌、グラム陰性細菌、腸球菌、カンジダがより定着する可能性も高くなります。^[61]

皮膚の細菌叢は、主にバシロタ属とバクテロイデス属からなる腸の細菌叢とは異なります。^[63]また、腸の研究では見られない、人によるわずかな差異もあります。^{[5]しかし、腸内細菌叢と皮膚細菌叢は、}土壌細菌叢に見られる多様性に欠けています。^[1]

Wikispeciesには微生物叢に関する情報があります。

• 蜂窩織炎皮膚感染症
• ヒトマイクロバイオームプロジェクト
• トダールの細菌学オンライン教科書
• 皮膚の衛生: 清潔すぎるとどうなるのか?