大腸炎患者は毒素産生細菌クロストリジウム・ディフィシルによる感染に特にかかりやすいが、その理由は不明のままだった。現在、研究者らは、免疫系の変化、すなわちTh17免疫細胞の高レベルが感染を悪化させる主な要因であることを発見した。
さらに、インターロイキン（IL）-6と呼ばれるサイトカインのレベルは、重度の感染リスクが高い人を特定するのに役立ちます。
「細菌の増殖量や毒素産生量を見ると、多くの場合、直接的な相関関係はありません」と、研究の筆頭著者であるマフムード・サレ氏はプレスリリースで述べた。「現在、違いを生み出しているのはこの免疫反応であることがわかっています。」
「大腸炎誘発性Th17細胞は、その後の重度のクロストリジウム・ディフィシル感染のリスクを高める」という研究は、Cell Host & Microbe誌に掲載されました。
クロストリジウム・ディフィシル感染症は現在、最も一般的な院内感染ですが、炎症性腸疾患 (IBD) の患者、特に大腸炎の患者ではより一般的で重症です。
しかし、IBD 患者の感染率と重症度が上昇する原因は不明でした。
科学者は長い間、クロストリジウム・ディフィシル感染症の重症度は、細菌が体にダメージを与える毒素を分泌する能力と単純に関連していると信じていました。したがって、細菌の数が増えれば毒素が増え、ダメージも増えることになります。
しかし、バージニア大学医学部の研究者は、IBD で見られる異常な腸の炎症がクロストリジウム・ディフィシル感染症の重症度を高める可能性があるという仮説を立てました。
「我々が研究室としてこの研究を始めたとき、クロストリジウム・ディフィシルの研究を積極的に思いとどまらせられました。なぜなら、この分野の一部の人々は『ああ、これは毒素媒介疾患だ。細菌が毒素を作るという事実以上のことは理解する必要はない』と考えていたからです」と、この研究の筆頭著者であるウィリアム・A・ペトリ・ジュニア氏は述べた。
彼らの研究は、大腸炎患者は細菌に対して過剰な免疫反応を示し、それが実際に組織損傷を引き起こしていることを示しています。
「これは我々にとって素晴らしい機会でした。なぜなら、我々はこの研究に取り組んで、ある意味、一般的な見解に反論したからです。確かに毒素は重要ですが、毒素が重要なのは、それが免疫系に劇的な影響を与えるからです」と彼は述べた。
研究者らは、大腸炎のマウスモデルを使用し、動物をデキストラン硫酸ナトリウム（DSS）で治療し、2週間回復させた後、クロストリジウム・ディフィシルに感染させました。
彼らは、DSS治療が動物の免疫系を変化させたことを確認しました。具体的には、Th17と呼ばれるタイプの免疫細胞が過剰に活性化し、その後のクロストリジウム・ディフィシル感染症で重篤な反応を引き起こす準備が整った。
「1か月後に[マウス]に感染させると、これらの[Tヘルパー細胞]だけで重篤な感染症を引き起こすことができることがわかります」とサレ氏は述べた。「[これらの]細胞は、クロストリジウム・ディフィシル感染症の重篤度を増大させるのに十分です。」
クロストリジウム・ディフィシルが感染の重症度を高める前に、Th17細胞を分離してマウスに移植した。
これらの発見が人間にも当てはまるかどうかを知るために、研究者らはTh17細胞の活動を媒介するIL-6とIL-23と呼ばれる2つのサイトカイン（免疫シグナル伝達分子）のレベルを分析した。
血液サンプルの分析により、重度の感染患者は軽度の感染患者と比較してIL-6とIL-23のレベルが著しく高いことがわかった。
IL-6レベルが高い患者は、レベルが低い患者と比較してクロストリジウム・ディフィシル感染に関連する死亡リスクがほぼ8倍であった。
「マフムードの研究から、医師として炎症性腸疾患の患者の1人でIL-6を測定すれば、その人の病気の重症度がわかり、入院が必要かどうか、あるいは集中治療室に行く必要があるかどうかの判断ができることがわかった」とペトリ氏は述べた。
これらの結果は、Th17 細胞を標的とすることで、クロストリジウム ディフィシルに感染した大腸炎患者に治療の可能性があることを示唆しています。
「これらの発見は、大腸炎後の [クロストリジウム ディフィシル感染症の発症] における Th17 細胞の中心的な役割を確立し、重篤な疾患を予防するための潜在的な標的として Th17 細胞を特定します」と研究者らは述べています。
「マウスでは、T 細胞を標的とすることで疾患から保護できることがわかっています。これは、人間に同様のことを行って、より優れた治療を提供できるかどうかという疑問につながります」とペトリ氏は述べました。
「現在、クロストリジウム ディフィシルは抗生物質耐性ではありませんが、治療耐性があるという状況は興味深く、恐ろしいものです。そのため、この細菌には非常に優れた抗生物質がありますが、[体の] 反応は非常に深刻であるため、抗生物質で細菌を殺しているにもかかわらず、患者は自身の免疫反応に苦しんでいます」と同氏は付け加えました。
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