原発性硬化性胆管炎(Primary sclerosing cholangitis: PSC)は大胆管周囲の炎症浸潤、胆管狭窄による胆汁鬱滞をきたし肝硬変や肝不全に至る疾患であり、肝移植以外に根本的な治療法が存在しない。高率に炎症性腸疾患(Inflammatory bowel disease: IBD)を合併することから、要因の一つとして腸内細菌の関与が注目されている。私達はIBDを合併したPSC患者便を無菌マウスに移植したヒトフローラ化マウスを用いた検討を行い、マウスの腸間膜リンパ節からKlebsiella pneumoniae (Kp)、Enterococcus gallinarum (Eg), Proteus mirabilisの3菌を分離同定した。これらの3菌はPSC患者の便中に高率に検出されること、特にKpは大腸上皮傷害能を有しbacterial translocationを介した肝臓Th17免疫応答に寄与することを報告した。本研究において、当院通院中のPSC患者45名の腸内細菌を解析したところ、KpとEgの両菌を保菌する患者は保菌しない患者と比較して血清ALPが有意に高く、さらに診断時を起点としたtransplant-free survivalが劣っており、本菌が予後予測バイオマーカー、および治療標的として有用性である可能性が示された。国際共同研究のもと、自然環境に存在するKpを標的とするファージを複数組み合わせることにより、in vitro環境下で長期間PSC患者由来Kpの増殖を抑制し続けるファージカクテルの作製に成功した。次にKpを定着させたマウスへのファージカクテルの投与により、便中のKp量は劇的に減少し、その効果が28日目まで持続することを確認した。さらに、Kpを定着させた後に肝線維化を惹起したPSCモデルマウスへのファージカクテルの投与により、Kpにより誘導された肝臓内TH17細胞数、および肝線維化の程度が50%程度改善することが確認された。以上の結果から、Kpを選択的に排除するファージカクテルがPSCに対する有効な新規治療法となる可能性が示され、今後の臨床応用への展開が期待される。
Primary sclerosing cholangitis (PSC) is an idiopathic chronic cholestatic liver disease characterized by the development of large bile duct strictures and the destruction of biliary trees that lead to end-stage liver cirrhosis. To date, there remains no definitive medical treatment for this condition other than liver transplantation. Since a high percentage of patients suffer from Inflammatory bowel disease (IBD), the involvement of intestinal bacteria has attracted attention as one of the factors. We have isolated and identified Klebsiella pneumoniae (Kp), Enterococcus gallinarum (Eg), and Proteus mirabilis from the mesenteric lymph nodes (MLN) of mice inoculated with human fecal samples derived from a patient with PSC. We found that these three bacteria were frequently detected in the fecal samples of patients with PSC, and that Kp directly damage colonic epithelial cells and contributes to liver Th17 immune responses via translocation to MLN. In this study, we analyzed the intestinal bacteria of 45 patients with PSC attending our hospital, and found that patients harboring both Kp and Eg had significantly higher disease activity and poorer transplant-free survival than those without Kp and Eg, suggesting that these bacteria are useful as prognostic biomarkers and therapeutic targets for PSC. In an international collaborative study, we succeeded in creating a phage cocktail that can suppress the proliferation of Kp derived from patients with PSC for a long period of time in vitro. We confirmed that administration of the phage cocktail to Kp-colonized mice dramatically reduced the amount of Kp in their feces, and the effect was sustained for 28 days. Furthermore, administration of the phage cocktail to PSC model mice, in which liver fibrosis was induced by Kp inoculation, improved the number of TH17 cells in the liver and the severity of liver inflammation and fibrosis by about 50%. These results indicate that a phage cocktail that selectively eliminates Kp may be an effective new treatment for PSC and is expected to be used for clinical application in the future.
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