HMOの科学に関する新たな知見 第3部：HMOが免疫にもたらす可能性のある効果

乳幼児栄養は将来の健康に影響を及ぼす：専門家が見解を述べる

• 『 』誌に掲載された、ヒト乳オリゴ糖（HMO）が人間の健康に与える影響に関する3回シリーズの第3弾となる本記事（ ）では、免疫系の発達と機能におけるHMOの潜在的な役割について考察します。さらに、HMOが腸・脳・免疫軸にどのような影響を与える可能性があるかについて、最新の科学的知見も取り上げます。 
• HMOは、脂肪や乳糖に次いで母乳（水分を除く）の3番目に多い成分であり、前臨床研究において、 新生児の免疫を調節する可能性があることが示されています。^1-5 さらに、乳児に対する 免疫面での 潜在的な恩恵に関する臨床データも明らかになりつつあります。^6,7 科学者たちは、HMOがどのように 免疫に良い影響を与え、 人間の健康に寄与するのかについて、さらなる詳細を解明しようと熱心に取り組んでいます。^8,9 
• 本記事では、dsm-firmenichの生物学部門責任者であるルイーズ・クリスティン・ヴィグスネース博士（ 、 、 ）と、dsm-firmenichの研究員であるスティネ・ダム・イェプセン氏（ ）が、HMOが免疫にどのような影響を与えるかについて、現時点で知られている知見の概要を解説し、  現時点で入手可能なエビデンスをどのように解釈すべきかについて説明しています。 

科学者たちは   HMOが 免疫に及ぼす可能性のある影響について研究している

HMOは母乳の組成の大部分を占め、母乳と牛乳を明確に区別する要素であることから、^1,2 科学者たちは、HMOがヒトの発達においてどのような役割を果たしているのかを理解することに強い関心を寄せてきた。 さらに、母乳で育てられた乳児には、数多くの独特で好ましい健康上の効果が認められており 、 これらは 潜在的に   HMOsに起因する可能性があり 、 粉ミルクで育てられた乳児 と比較して、 一般的にHMOを摂取しない傾向にある。¹⁰ 母乳に含まれる多くの生物活性分子の中でも、HMOは最も豊富に存在しており、それが人体にどのような恩恵をもたらすのかという好奇心をさらに掻き立てている。^11,12  

HMOと免疫系への影響に関する証拠が明らかになりつつあり、その多くは前臨床研究によるものである。  のデータによると、HMOは、 で提唱されている いくつかのメカニズムを通じて免疫系に影響を与える可能性がある。具体的には、腸内細菌叢の改変を通じて^1,13,14 、望ましくない微生物が細胞壁に付着するのを防ぐ可能性を通じて ^5,15,16 、および  免疫応答を支援することによって^{である。 1,17,18} HMOが免疫系にどのような影響を与えるかを明確に理解するには、さらなる研究と追加の臨床データが必要ですが、現時点で得られているデータは有望です。^8,9

「Early Life」は、 免疫系 の形成において 重要な時期であり、  

dsm-firmenichの 生物学部門責任者であるルイーズ・ヴィグスネス（ 、 ）、 、および のスティネ・ダム・イェプセン（dsm-firmenichの科学者、 ）は、以下のQ&Aを通じて、HMOと免疫に関する理解を深めることに貢献しています。&A. まず、 生後早期における免疫系の発達について論じられています：    

Q： 健康な正期産児における 典型的な免疫系の発達 がどのように進行するかを説明してください 。 また、 の免疫システム の「 」機能は、いつ頃 「成熟」したとみなされるのでしょうか？

免疫系は動的なものであり、生涯を通じて変化し、適応していきます。 出生時、  の乳児 は、 ほぼ無菌の状態から、 抗原に満ちた環境へと移行します。その多くは 有益な 腸内細菌叢 に関連していますが、一部は病原体と関連している可能性もあります。  この変化により、乳児の 免疫系は、 脅威となる抗原とそうでない抗原を 区別し、危険をもたらす抗原に対して適切に反応するよう^19,21  なるよう迫られます。しかし、 新生児の 先天性および獲得性 免疫系 は、 より年長の子供や成人の 免疫系 と比較して 未熟であり、 そのため、乳児は感染症にかかりやすい状態にあります。 生後間もない時期は免疫系を形成する重要な時期であり、分娩方法（すなわち、経膣分娩対帝王切開）、出生時の在胎週数、授乳方法 （例：母乳、粉ミルク、またはその両方）、さらには 地理的要因  といった環境的影響を含め、複数の要因が その 発達に寄与している。^19,40 生後数年の間に  免疫系が成熟するにつれて、病原性細菌やウイルスに対するより効果的な第一防衛線として機能するようになります。¹⁹

免疫系の成熟は動的かつ複雑なプロセスですが、その機能は、 思春期 および若年成人期に達したときにピークに達すると考えられています。 高齢期になると、免疫系の機能が低下し、その働きが鈍くなります。^21,23

Q: 免疫系の細胞の約70％は腸内に存在しており、 これが示すように 、消化管は免疫において重要な役割を果たしています。腸が  私たちの免疫系の機能においていかに中心的な役割を果たしているかを説明してください。

腸は驚くべき 器官であり、 は免疫系 の中で最大の構成要素をなしています。  腸壁は、栄養素を吸収するという重要な役割を担うと同時に、望ましくない微生物が血流に侵入するのを防ぐ役割も果たしています。 実際、 腸 は、 異物 や微生物にさらされる体内で最大の表面積を有しています。²⁴ さらに、腸は数え切れないほどの微生物の生息地となっており、その大部分は 無害であり、  実際には宿主に利益をもたらすこともでき、 例えば 免疫系 の教育を助け、適切な免疫反応を支えるといった役割を果たしています。²⁵ しかし、腸には感染性病原体や問題となる異物が潜んでいることもあります。 

腸 は、 私たちの健康に対する ほぼ 無限に存在する潜在的な脅威 を、 体内の最も優れた防御機構のいくつかによって軽減することができます。これらには、物理的なバリアとして機能する 腸壁  や、 共生細菌が含まれます。これらは 病原体にとって不利な環境を作り出し、病原体が消化管に侵入・定着するのを防ぐとともに、宿主の免疫系の最適な機能をサポートする細菌です。^26,27 これらの防御因子に加え、さまざまな種類の免疫細胞が、免疫機能全体にとって極めて重要な役割を果たしています。これらには、1) 「貪食性」の自然免疫 細胞（異物や有害な微生物を取り込んで除去することで第一線の防御を担う）と、2) 抗原特異的な リンパ球性 免疫細胞（自然免疫系が突破された際に、外来の侵入者 に対抗する）が含まれます。²⁸ しかし、バランスの取れた免疫反応が鍵となります！ 体の防御機構が侵入者を排除できなければ、感染症が発生する可能性があります。一方、体が 無害な抗原に対して免疫反応を起こすと、持続的な炎症や自己免疫（自身の細胞への攻撃）を引き起こす可能性があります。²⁹

前臨床および 臨床 研究 により、 HMO が 免疫 系をどのようにサポートしているかが明らかになった。

Q：HMOが免疫に影響を与える可能性を示唆する、興味深い細胞および動物実験がいくつかあります。その理由について、ご説明いただけますか？

前臨床研究から得られた最新のデータによると、HMOは、 望ましくない病原体そのものの増殖を阻害すること（ ）、マイクロバイオームをサポートして有益な微生物の増殖に適した腸内環境を作り出すこと、あるいは免疫細胞そのものを調節することなど、さまざまな形で免疫系に影響を及ぼすことが示されています。 in vitro 試験では、HMO が有害な微生物の腸細胞への付着を阻害すること^5,30,31 、および B 群連鎖球菌による増殖とバイオフィルムの形成を抑制することが示されています。^4,3  また、in vitro 試験では、HMO が特定の腸内細菌によって利用されると、短鎖脂肪酸（SCFA）などの生体分子が生成されることも示されています。 これらの生体分子は、 による への定着を阻害する生態学的ニッチの形成に寄与する。³³

HMOが免疫細胞と相互作用したり、免疫細胞を活性化したりする能力については現在研究が進められており、このメカニズムを完全に解明するにはさらなる研究が必要である。 この分野における初期の研究には、in vitroモデルにおいて、3’SLのような酸性HMOが炎症のマーカーである を減少させたと報告した研究が含まれる。 ³⁴ 子豚を用いた モデルでは、 HMOの2’FL、LNnT、および6’SLが下痢の持続期間を短縮することが判明した。³⁵また、 3’ SLと併用することで、感染した動物の全身および消化管の免疫細胞の両方に変化をもたらすことが示された。³⁶

前述の前臨床研究から、HMOの種類によって免疫系への影響が異なることが分かっており、HMOの構造がその機能性に影響を与えることが明らかになってきました。 フコシル化されたHMOは、短鎖脂肪酸（SCFA）に分解され、消化管内に健康な微生物叢を形成し、免疫の健康を支えることが示されている。³³ しかし、HMOの異なる構造が免疫調節特性にどのような影響を与えるかを完全に理解するには、この分野におけるさらなる調査が必要である。

Q:  に関連するHMOと 生後早期の免疫機能に関する証拠 について、現在の科学 は、  HMO が、乳児 の免疫系 の発達および／または機能  に果たす役割 について、どのような知見を 示しているのでしょうか？  

臨床試験の結果（ ）によると、HMOは乳児期の免疫機能の維持に役立つ可能性があることが示唆されている。 Puccioらは 、標準的な乳児用粉ミルクに2’FLおよびLNnT を添加した が、  保護者による報告に基づく気管支炎や下気道感染症の発症率の低下、 および 解熱剤や抗生物質の使用量の減少につながったと報告している。6 注目すべき点は、乳児が生後6か月間はHMOを添加した粉ミルクを摂取していたにもかかわらず、 これらの 有益な免疫効果のいくつかは生後12か月まで観察されたことである。  興味深いことに、同じ研究に基づく別の論文では、2’FLおよびLNnTの補給により、乳児の糞便微生物叢におけるビフィズス菌が増加し、 これが 母乳で育てられた乳児のそれにより近いことが報告されている。 さらに、ビフィズス菌の保有量が多い乳児は、生後1年間を通じて、親から報告された抗生物質の使用量が有意に 低く 、 抗生物質の使用量が少なかった。⁷

別の臨床研究 によると、標準的な乳児用調製乳に2’FLを添加した は、対照群の調製乳³⁷ と比較して、「感染性」事象の発生率が低下したことが報告されており、さらなる事後解析では、呼吸器感染症の有意な減少が明らかになった。³⁸ 同じ研究に基づく別の の論文では、2’FLを添加した調製乳を摂取した乳児のサイトカイン発現が、2’FLを含まない対照群の調製乳を摂取した乳児と比較して、母乳育児群のそれに近いことが判明した。³⁹ 現時点で入手可能な臨床的証拠から、2’FLおよびLNnT が乳児の免疫系の発達および／または機能に影響を与える役割を果たしている可能性があるが、 将来的には、他のHMO構造が免疫に与える影響を検証することも興味深いだろう。

dsm-firmenich：乳幼児栄養（Early Life Nutrition）向けの革新的なソリューション（ ）において、 のリーダー的存在である 

dsm-firmenichは、乳幼児栄養および栄養補助食品業界向けの世界有数のソリューションプロバイダーであり、栄養脂質、 ビタミン、 、およびカスタム栄養素プレミックスなど、独自の製品ポートフォリオを有しています。HMOを製品ポートフォリオに組み込むことで、 dsm-firmenichは、乳幼児が長く健康的な人生を送れるよう支援する有意義なソリューションの提供において、そのリーダーシップをさらに強化しています。これは、世界の人口増加に伴い、人々の健康維持を支援するという当社の約束の一環です。 次世代HMOは、dsm-firmenichの刺激的なイノベーションロードマップの一部であり、すでに急成長しているHMO市場をさらに活性化させるものと期待されています。

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