Potential Role of the Microbiome in Acne: A Comprehensive Review
Lee, Y. B., Byun, E. J., & Kim, H. S. (2019).
Journal of clinical medicine, 8(7), 987.
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Acne is a highly prevalent inflammatory skin condition involving sebaceous sties. Although it clearly develops from an interplay of multiple factors, the exact cause of acne remains elusive. It is increasingly believed that the interaction between skin microbes and host immunity plays an important role in this disease, with perturbed microbial composition and activity found in acne patients. Cutibacterium acnes (C. acnes; formerly called Propionibacterium acnes) is commonly found in sebum-rich areas and its over-proliferation has long been thought to contribute to the disease. However, information provided by advanced metagenomic sequencing has indicated that the cutaneous microbiota in acne patients and acne-free individuals differ at the virulent-specific lineage level. Acne also has close connections with the gastrointestinal tract, and many argue that the gut microbiota could be involved in the pathogenic process of acne. The emotions of stress (e.g., depression and anxiety), for instance, have been hypothesized to aggravate acne by altering the gut microbiota and increasing intestinal permeability, potentially contributing to skin inflammation. Over the years, an expanding body of research has highlighted the presence of a gut–brain–skin axis that connects gut microbes, oral probiotics, and diet, currently an area of intense scrutiny, to acne severity. This review concentrates on the skin and gut microbes in acne, the role that the gut–brain–skin axis plays in the immunobiology of acne, and newly emerging microbiome-based therapies that can be applied to treat acne. ニキビは、皮脂腺を含む非常に一般的な炎症性皮膚疾患です。それは明らかに複数の要因の相互作用から発生しますが、ニキビの正確な原因はとらえどころのないままです。皮膚微生物と宿主の免疫との間の相互作用がこの病気において重要な役割を果たし、ニキビ患者に見られる微生物の組成と活動が混乱しているとますます信じられています。 Cutibacterium acnes（C。acnes;以前はPropionibacteriumacnesと呼ばれていました）は皮脂が豊富な地域で一般的に見られ、その過剰増殖がこの病気の原因であると長い間考えられてきました。ただし、高度なメタゲノムシーケンスによって提供される情報は、ニキビ患者とニキビのない個人の皮膚の微生物相が病原性固有の系統レベルで異なることを示しています。ニキビは胃腸管とも密接な関係があり、腸内細菌叢がニキビの病原性プロセスに関与している可能性があると多くの人が主張しています。たとえば、ストレスの感情（うつ病や不安など）は、腸内細菌叢を変化させ、腸透過性を高め、皮膚の炎症に寄与する可能性があるため、湿疹を悪化させると仮定されています。何年にもわたって、拡大する一連の研究は、腸内微生物、経口プロバイオティクス、および現在厳しく精査されている食事をニキビの重症度に結び付ける腸-脳-皮膚軸の存在を強調しています。このレビューでは、ニキビの皮膚と腸内微生物、ニキビの免疫生物学において腸-脳-皮膚軸が果たす役割、およびニキビの治療に適用できる新たに出現したマイクロバイオームベースの治療法に焦点を当てています。 Keywords:
Gut Microbiota and the Skin
皮膚と腸は、血管が多く、神経内分泌と免疫機能が重要な、神経支配が豊富な臓器ですが、やや似ています。興味深いことに、証拠が増えていることは、2つの臓器が双方向に接続していることを示唆しており、多くの研究が腸の健康を皮膚の恒常性とアロスタシスに関連付けています。 腸には、細菌、真菌、ウイルス、および原生動物の広範なコレクションが含まれており、宿主細胞の数を10倍上回っています。メタゲノミクスの最近の進歩により、腸内細菌叢とその人間の健康と病気への影響についての理解が広がりました。腸内細菌叢は代謝機能と免疫機能を果たし、生理学的恒常性の維持に不可欠な役割を果たします。腸内細菌叢は食物と難消化性の複雑な多糖類を分解し、必須ビタミン（ビタミンKとビオチン）を合成し、それによって宿主に栄養上の利益を提供します。腸内細菌叢はまた、宿主の免疫系を複雑に調節し、食事および環境抗原に対する耐性と潜在的な病原体に対する防御の両方を可能にします。 現在、強力な証拠は、腸内微生物が皮膚の炎症と感情の間の仲介的な役割を果たしていることを示しています。 1930年、ストークスとピルズベリーは、感情的および神経的状態によって皮膚が変化する「胃腸メカニズムの理論的および実際的な考察」を発表しました。それらの著者は、心配、不安、うつ病などの感情を腸内微生物の変化に関連付け、それらは限局性および全身性炎症を促進すると提案しました（脳-腸-皮膚理論）。 まだ完全には知られていませんが、腸内細菌叢が皮膚の恒常性に影響を与えるメカニズムは、全身性免疫に対するその調節効果に由来するようです。さらに、証拠は、腸内細菌叢が腸内細菌叢を皮膚に輸送することにより、より直接的に皮膚に影響を与える可能性があることを示唆しています。腸のバリアが破壊されると、腸内細菌叢とその代謝物はすぐに血流に入り、皮膚に蓄積し、皮膚の平衡を乱します。腸内細菌叢は、腸内での繊維発酵中に短鎖脂肪酸（SCFA）を生成することにより、皮膚微生物叢にも影響を与える可能性があります。プロピオン酸などのSCFAは、コミュニティで最も普及しているメチシリン耐性黄色ブドウ球菌であるUSA 300に対して強力な抗菌効果を示すことが示され、皮膚の免疫に影響を与える可能性のある皮膚微生物叢の形成に役割を果たすことが示唆されています。表皮ブドウ球菌とアクネ菌は、他の皮膚微生物よりも広いSCFAシフトに耐える皮膚共生菌の例です。 Gut Microbiota and Acne
腸内細菌叢は、おそらくmTOR経路と相互作用することにより、ニキビに影響を与えると考えられています。腸内細菌叢からの代謝物は、mTOR経路を介して、細胞増殖、脂肪代謝、およびその他の代謝機能を構成的に制御する可能性があります。 mTOR経路自体も、腸のバリアを制御することによって腸内細菌叢に影響を与える可能性があります。腸内毒素症と腸内バリア障害の場合、正のフィードバックループが形成され、宿主の代謝と炎症を増幅する可能性があります。ニキビの病態生理学におけるmTORC1の役割の可能性を考慮すると、mTORと腸内細菌叢との相互作用は、腸内細菌叢がニキビを悪化させるメカニズムとして機能する可能性があります。 近年、ニキビの病因において、環境要因、特に西洋型食生活の役割が高まっています。西洋型食生活には、乳製品、精製炭水化物、チョコレート、飽和脂肪が含まれ、栄養素由来の代謝シグナルを活性化することでニキビを悪化させる可能性があります。証拠はまた、西洋型食生活に関連する腸内細菌叢が炎症性皮膚疾患に寄与することを示しています。たとえば、高脂肪食は腸内細菌叢のレベルを低下させ、リポ多糖の濃度を増加させ、結腸上皮の完全性とバリア機能を損ない、粘液層の厚さを減少させ、炎症誘発性サイトカインの分泌を増加させることによって全身性炎症を引き起こします。 1930年、ストークスとピルズベリーは、ニキビ患者の大部分が無酸症であったと報告しました。酸性度が低いと、結腸細菌が小腸の遠位部に再配置され、腸内毒素症と小腸細菌異常増殖の状態が生じ、腸透過性が高まり、皮膚の炎症を引き起こします（図5）。 Gut Microbiota in Acne
ニキビ患者の腸内細菌叢を調べた研究者はごくわずかです。最初のそのような研究は1955年に実施され、10人のニキビ患者の潜在的な病原菌の存在をニキビのない個人のそれと比較しました。ストレス条件下で増加するバクテロイデス種がニキビ患者から頻繁に分離されたことは注目に値します。ロシアの研究によると、ニキビのある人は、ニキビのない対照と比較して、著しく異なる腸内細菌叢を示します。 Deng et alによる研究では、ニキビ患者は腸内細菌叢の多様性が低く、西洋型食生活のエンテロタイプであるバクテロイデス門とフィルミクテス門の比率が高いことを示しました。さらに、Yanらは、コントロールと比較して、ニキビ患者のラクトバチルス、ビフィズス菌、ブチリシコッカス、コプロバチルス、およびアロバチルスの減少を発見しました。これは、ニキビと腸内細菌叢の変化との関連についての新しい理解を提供します。ラクトバチルス菌とビフィズス菌は、上部腸内の吸収されていないオリゴ糖を発酵させることによって腸内細菌叢のバランスをとる一般的なプロバイオティクス種です。それらはまた、透過性を低下させ、腸の上皮抵抗を高めることによって腸のバリアを強化します。さらに、BifidobacteriumとLactobacillusは、CD4 + Foxp3 + T細胞（制御性T細胞）と制御性樹状細胞の産生を促進し、ヘルパーT細胞とB細胞の応答およびサイトカイン産生を抑制します。 Butyricicoccusは酪酸を生成し、細胞にエネルギーを供給し、粘膜バリアの損傷と炎症を防ぎます。 ニキビ患者の経腸内細菌叢を特定し、ニキビ治療（すなわち、経口抗生物質とイソトレチノイン）後の腸内細菌叢の変化を見つけるために、さらなる研究を実施する必要があります。マウスの研究では、ドキシサイクリンは腸内微生物に長期的な変化を引き起こしました。イソトレチノインは糞便中の微生物に有意な影響を及ぼしませんでした。一方、イソトレチノインはマウスの糞便微生物に有意な影響を及ぼしませんでした。
Conclusions
技術の進歩を利用して、研究者たちはヒトマイクロバイオームについて知られていることを増やしてきました。一人一人の微生物環境は複雑で個別化されています。研究者たちは、過去100年間、マイクロバイオータとアクネ菌の関係を模索してきました。最近のメタゲノム研究は、尋常性ニキビがC. acnesの毒性株の優勢を特徴とすることを示していますが、現在の皮膚サンプリング法の限界と偏りは、より良いアプローチの必要性を示しています。また、治療抵抗性の患者数が増加していることを考えると、イソトレチノインと抗生物質治療による皮膚ミクロビオームの表現型の変化について長期的な評価が必要です。最近まで、食事療法と心理的ストレスはニキビの病態生理とはほとんど関係がないと考えられていました。しかし、脳腸皮膚軸が存在することを理解することで、腸内微生物がニキビに重大な影響を与えることが明らかになりました。健康な皮膚のマイクロバイオームとニキビの病態生理学の理解が深まるにつれて、新しい治療標的が生まれています。微生物叢に影響を与える新しい全身的および局所的介入（すなわち、プロバイオティクス、プレバイオティクス）は、独自の微生物の「指紋」に従って各患者に合わせてカスタマイズされており、徹底的な研究に値します。