スキンフローラ

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優勢な人体とバクテリアの描写

皮膚微生物とも呼ばれる皮膚フローラは、皮膚、通常は人間の皮膚に存在する微生物微生物のコミュニティ)を指します

それらの多くは細菌であり、19のから人間の皮膚に約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見られます。

皮膚フローラは通常、非病原性であり、共生(宿主に有害ではない)または相利共生(利益を提供)のいずれかです。バクテリアが提供できる利点には、栄養素を奪い合う、それらに対して化学物質を分泌する、または皮膚の免疫系を刺激することによって、一過性の病原性生物が皮膚表面に定着するのを防ぐことが含まれます。[3]しかし、常在微生物は皮膚病を引き起こし、血液系に侵入し、特に免疫抑制された人々に生命を脅かす病気を引き起こす可能性があります。[3]

主要な非ヒト皮膚フローラは、両生類の個体数の減少の原因であると考えられている感染症であるキトリジオマイコシスを引き起こすキトリドおよび非菌糸性遊走子菌であるBatrachochytriumdendrobatidisです[4]

種の多様性

バクテリア

表皮ブドウ球菌の走査型電子顕微鏡画像は、人間の皮膚に存在するおよそ千の細菌種の1つです。通常は病原性ではありませんが、免疫不全の人には皮膚感染症や生命を脅かす病気を引き起こす可能性があります。

皮膚細菌に存在する種の数の推定値は、 16SリボソームRNAを使用して、遺伝物質から直接皮膚サンプルに存在する細菌種を特定することにより、根本的に変更されました。以前は、そのような識別は、多くの種類の細菌が増殖せず、科学に隠されていた微生物培養に依存していました。[1]

表皮ブドウ球菌と黄色ブドウ球菌は、文化に基づいた研究から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、一般的ではありますが、これらの種は皮膚細菌の5%しか占めていないことがわかりました。[5]しかし、皮膚の多様性はバクテリアに豊かで多様な生息地を提供しますほとんどは、放線菌(51.8%)、ファーミキューテス(24.4%)、プロテオバクテリア(16.5%)、およびバクテロイデス門(6.3%) の4つの門に由来し

ヒトマイクロバイオームプロジェクトで研究された皮膚の20部位の生態学

皮脂腺、湿性、乾燥性の3つの主要な生態学的領域があります。PropionibacteriaStaphylococci種は、皮脂腺領域の主な種でした。体の湿った場所では、ブドウ球菌と一緒にコリネバクテリアが優勢です。乾燥した地域では、種の混合物がありますが、b-プロテオバクテリアフラボバクテリアが優勢です。生態学的に、皮脂腺は湿ったものや乾燥したものよりも種の豊富さが大きかった。種の人々の間で最も類似性が低い領域は、の間のスペース、つま先の間のスペース、腋窩、および臍帯でした。切り株。最も同様に、鼻孔の横、鼻孔鼻孔の内側)、および背中にありました。[1]

最もよく研​​究された皮膚微生物の頻度[3]
生命体 観察 病原性
表皮ブドウ球菌 一般 時々病原性
黄色ブドウ球菌 まれです 通常は病原性
ブドウ球菌warneri まれです 時々病原性
化膿レンサ球菌 まれです 通常は病原性
ストレプトコッカスミティス 頻繁 時々病原性
アクネ菌アクネ菌 頻繁 時々病原性
コリネバクテリウム 頻繁 時々病原性
アシネトバクター・ジョンソニ 頻繁 時々病原性
緑膿菌 まれです 時々病原性

真菌

100人の若い成人のつま先の間の領域の研究は、14の異なる属の真菌を発見しました。これらには、 Candida albicansRhodotorula rubraTorulopsisおよびTrichosporon cutaneumなど酵母 Microsporum gypseumなどの皮膚真菌(皮膚に生息する真菌)、およびRhizopusstoなどのTrichophytonrubrumおよび非皮膚植物菌(皮膚に生息できる日和見真菌)が含まれますFusariumScopulariopsis brevicaulisCurvulariaAlternaria alternata Paecilomyces Aspergillus flavus、およびPenicillium種。[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、体の14の異なる場所でヒト皮膚真菌のDNAが研究されました。これらは、外耳道、眉間、後頭部、耳の後ろ、かかと、足指の爪、つま先の間、前腕、背中、鼠径部、鼻腔、胸、手のひら、および肘の曲がり角でした。この研究では、体全体に大きな真菌の多様性が見られ、最も豊かな生息地はかかとであり、約80種の真菌が生息しています。対照的に、足指の爪の切り抜きには約60種、つま先の間には40種があります。他の豊かな地域は、手のひら、前腕、ひじの内側で、18〜32種が生息しています。頭と体幹はそれぞれ2から10の間でホストされました。[7]

臍帯微生物叢

臍、またはへそは、紫外線、石鹸、または体の分泌物にほとんどさらされない体の領域です[8](へそは分泌物や油を生成しません)[9]そしてそれはほとんど邪魔されていないコミュニティであるためバクテリアの[10]それは研究する皮膚のマイクロバイオームの優れた部分です。[11] へそ、またはブドウ球菌は、体の湿った微生物叢であり[12] (湿度と温度が高い)、[13] 大量の細菌を含み、[14] 特にコリネバクテリウムなどの湿った状態を好む細菌です[ 11]。 15] およびブドウ球菌。[13]

ベリーボタン生物多様性プロジェクトは、2011年初め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つの初期グループで始まりました。[10] ボランティアは滅菌綿棒を与えられ、綿棒をへそに挿入し、綿棒を3回回転させてから、0.5ml10を含むバイアル[16]で綿棒を研究者に返却するように求められまし%リン酸緩衝生理食塩水。[10] JiriHulcrが率いるノースカロライナ州立大学の研究者[17] 次に、細菌のコロニーが写真を撮るのに十分な大きさになるまで培養でサンプルを成長させ、次にこれらの写真をBelly Button Biodiversity ProjectのWebサイトに投稿しました(ボランティアは自分のサンプルをオンラインで表示できるようにサンプル番号を与えられました)。[16] 次に、これらのサンプルを16S rDNAライブラリーを使用して分析し、培養で十分に増殖しなかった株を特定できるようにしました。[10]

ノースカロライナ州立大学の研究者は、へその微生物叢に含まれるすべての細菌株を予測することは困難でしたが、微生物叢ではどの菌株が蔓延し、どの菌株が非常にまれであるかを予測できることを発見しました。[10] へそ微生物叢には、少数の一般的な種類の細菌(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、および桿菌)と多くの異なる種類の希少細菌しか含まれていないことがわかりました。[10]ボランティアのへその中から、3種類の古細菌を含む他の種類の希少生物が発見されました。そのうち2種類は、長年入浴またはシャワーを浴びていないと主張した1人のボランティアで発見されました。[10]

ブドウ球菌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に見られる最も一般的な種類の細菌の1つであり、これらの種類の細菌は、皮膚微生物叢の大規模な研究で人間の皮膚に見られる最も一般的な種類の細菌であることがわかっています[18]。(その中のへそ生物多様性プロジェクトはその一部です)。[10](これらの大規模な研究では、女性は一般に皮膚微生物叢に多くのブドウ球菌が生息していることがわかっています[18](通常は表皮ブドウ球菌[16] 、男性は皮膚微生物叢に多くのコリネバクテリウムが生息しています。)[18]

ノースカロライナ州立大学のベリーボタン生物多様性プロジェクト[10]によると、へそとその周辺で2種類の微生物が見つかっています。一過性細菌(繁殖しない細菌)[12] は、へそに見られる生物の大部分を形成し、研究の参加者の95%で推定1400のさまざまな菌株が見つかりました。[19]

ベリーボタン生物多様性プロジェクトは進行中であり、現在500人以上から綿棒を採取しています。[10]このプロジェクトは、バクテリアが常に人間に有害であるという誤解[20]と、人間がバクテリアと戦争をし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ました。[21]実際には、細菌のほとんどの菌株は 、人体に有益でない場合でも無害です[13] 。[22]プロジェクトのもう1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す。[17]ヒトマイクロバイオームプロジェクトと協力して、ベリーボタン生物多様性プロジェクトは、ヒトマイクロバイオームと年齢、性別、民族性、場所[17]および全体的な健康の要因との関係も研究しています。[23]

ホストとの関係

皮膚のミクロフローラは、共生相利共生、または病原体である可能性があります。多くの場合、人の免疫システムの強さに応じて、3つすべてになる可能性があります[3]の免疫系に関する研究は、ミクロフローラが免疫の発達を助けることを示しています:しかし、そのような研究は、これが皮膚の場合であるかどうかに基づいてのみ開始されました。[3] 緑膿菌は、病原菌になり、病気を引き起こす可能性のある相利共生細菌の例です。循環器系に侵入した場合骨、関節、胃腸、呼吸器系に感染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可能性があります。しかし、緑膿菌は、シュードモナス酸(ムピロシンなどの商業的に利用されている)などの抗菌物質を生成します。これはブドウ球菌および連鎖球菌感染症に対して機能します。Pseudomonas aeruginosaは、 Candida kruseiCandida albicans、 Torulopsis glabrataSaccharomyces cerevisiaeAspergillusfumigatus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を阻害する可能性があります。[25]抗菌作用が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緑膿菌を皮膚から除去すると、逆に異常な酵母のコロニー形成と感染が可能になる可能性がある」と指摘されています。[3]

バクテリアのもう一つの側面は、体臭の発生です。は無臭ですが、いくつかのバクテリアがそれを消費し、人間が腐敗していると見なす可能性のある副産物を生成する可能性があります(たとえば、ハエが魅力的/魅力的であると感じる場合とは対照的です)。いくつかの例は次のとおりです。

皮膚の防御

抗菌ペプチド

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、微生物数を直接減少させるだけでなく、炎症血管新生、および再上皮化を誘発するサイトカイン放出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。[28]酒皶では、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作成された自己DNAにリンクされていますカテリシジンを制御する主な要因はビタミンD3です[29]

酸性度

皮膚の表層は、に含まれる乳酸のために自然に酸性( pH 4〜4.5)であり、皮膚のバクテリアによって生成されます。[30]このpHでは、StaphylococciMicrococciCorynebacteriumPropionibacteriaなどの相互作用菌は増殖しますが、 EscherichiaPseudomonasなどのグラム陰性菌Staphylococcusaureusなどのグラム陽性菌は増殖しません[30]病的細菌の増殖に影響を与える別の要因は、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。[30]アルカリ性の状態では、バクテリアは皮膚に付着しなくなり、より簡単に脱落します。皮膚もアルカリ性条件下で膨潤し、開いて表面に移動できることが観察されています。[30]

免疫システム

活性化されると、皮膚の免疫系は、皮膚糸状菌(皮膚真菌)などの微生物に対する細胞性免疫を生み出します。[31] 1つの反応は、角質層の代謝回転を増加させ、皮膚表面から真菌を排出することです。Trichophyton rubrumなどの皮膚真菌は、それらに対する免疫応答を制限する物質を作り出すように進化してきました。[31]皮膚の脱落は、皮膚表面への植物相の蓄積を制御するための一般的な手段です。

皮膚病

微生物は、アトピー性皮膚炎[ 32]酒皶乾癬[33]にきび[34]などの非感染性皮膚疾患に関与します。皮膚の損傷により、非病原性細菌が病原性になる可能性があります[35]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。[36]

尋常性痂皮

尋常性痂皮は、毛包脂腺単位による過剰な皮脂産生と皮膚の炎症を特徴とする一般的な皮膚の状態です。[37]影響を受ける領域は、通常、Propionibacteriumacnesによってコロニー形成されます。にきびのない人でも共生微生物叢のメンバー。[38] P. acnesの高い集団は尋常性痂皮に関連していますが、特定の菌株のみがにきびと強く関連し、他の菌株は健康な皮膚を持っています。P. acnesの相対的な個体数は、にきびのある人とない人の間で類似しています。[37] [38]

現在の治療には、アクネ菌のコロニー形成および/または活性の低下をもたらす局所および全身の抗菌薬が含まれます。[39]潜在的なプロバイオティクス治療には、P。acnesの増殖を阻害するためのStaphylococcusepidermidisの使用が含まれます。表皮ブドウ球菌は、アクネ菌の増殖を阻害することが示されているコハク酸を産生します。[40] Lactobacillus plantarumは、局所的に塗布すると、抗炎症作用があり、皮膚の抗菌特性を改善することも示されています。また、にきび病変のサイズを縮小するのに効果的であることが示されました。[41]

アトピー性皮膚炎

アトピー性皮膚炎の患者は、病変皮膚と非病変皮膚の両方で黄色ブドウ球菌の集団の増加を示しています。[38]アトピー性皮膚炎の発赤は、黄色ブドウ球菌によるコロニー形成による細菌の多様性の低下と関連しており、標準的な治療後、細菌の多様性が増加することが見られています。

現在の治療法には、局所または全身抗生物質、コルチコステロイド、および希釈漂白浴の組み合わせが含まれます。[42]潜在的なプロバイオティクス治療には、黄色ブドウ球菌の増殖を阻害するために、共生皮膚細菌である表皮ブドウ球菌を使用することが含まれます。アトピー性皮膚炎の発赤の間、黄色ブドウ球菌の個体数を制御する試みとして、表皮ブドウ球菌の個体数レベルが増加することが示されています[38] [42]

乳児の腸内微生物の多様性が低いことは、アトピー性皮膚炎のリスクの増加と関連しています。[43]アトピー性湿疹の乳児は、バクテロイデスのレベルが低く、ファーミキューテスのレベルが高いバクテロイデスは、皮膚炎に対して不可欠な抗炎症作用を持っています。[43]腸内細菌叢を参照)

尋常性乾癬

尋常性乾癬は通常、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領域は、皮脂腺の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。[39]綿棒サンプリング技術を使用した研究では、 Firmicutes(主にStreptococcusおよびStaphylococcus)および放線菌(主にCorynebacteriumおよびPropionibacterium )が豊富な領域が乾癬に関連していることが示されています。[44]生検を使用した別の研究では、ファーミキューテスと放線菌のレベルの上昇が健康な皮膚と関連付けられています。[45]しかしながら、ほとんどの研究は、乾癬に冒された個人は、冒された地域でより低い微生物多様性を持っていることを示しています。

乾癬の治療には、外用剤、光線療法、および全身剤が含まれます。[46]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、潜在的なプロバイオティクス治療法はありません。

酒皶

酒皶は通常、皮膚の皮脂腺部位に関連しています。皮膚ダニの ニキビダニは、皮脂を食物源として使用できるようにするリパーゼを生成するため、皮脂腺の皮膚部位に高い親和性を示します。それは共生皮膚微生物叢の一部ですが、酒皶に冒された患者は健康な個人と比較してニキビダニの増加を示し、病原性を示唆しています。[47]

ニキビダニ関連微生物であるバチルスオレロニウスは、通常、共生皮膚微生物叢には見られませんが、その開始メカニズムが酒皶患者と同様の炎症経路を開始します。[38]表皮ブドウ球菌の集団は、酒皶患者の膿疱からも分離されています。ただし、ニキビダニが顔の周りに細菌を輸送することが示されているため、ニキビダニによって成長に有利な領域[48]

現在の治療法には、局所および経口抗生物質とレーザー治療が含まれます。[49]現在の研究では、酒皶におけるニキビダニの影響の明確なメカニズムがまだ示されていないため、潜在的なプロバイオティクス治療法はありません。

臨床

感染したデバイス

皮膚微生物は、カテーテルなどの感染した医療機器の潜在的な発生源です[50]

衛生

人間の皮膚には多くの細菌や真菌の種が生息していることに注意することが重要です。そのうちのいくつかは有害であることが知られており、いくつかは有益であることが知られており、大部分は研究されていません。殺菌性および殺菌性の石鹸を使用すると、必然的に、使用する化学物質に耐性のある細菌および真菌の集団が発生します(薬剤耐性を参照)。

伝染

皮膚の植物相は人の間を容易に通過しません。30秒間の適度な摩擦と乾いた手の接触により、裸からの自然な手の植物相のわずか0.07%が移動し、手袋からの移動率が高くなります。[51]

削除

最も効果的な(60〜80%の削減)抗菌洗浄は、エタノールイソプロパノール、およびn-プロパノールを使用することです。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、バクテリアはn-プロパノールの影響をより受けます。[52]

次のデータに示されているように、薬用でない石鹸はあまり効果的ではありません。医療従事者は、薬用でない液体石鹸で30秒間手を1回洗いました。20回の学生/技術者。[53]

1mlあたりのコロニー形成単位での2つの病院グループの皮膚フローラ
グループと手の肌の状態 洗っていない 洗った
健康な医療従事者 3.47 3.15
医療従事者が被害を受けた 3.33 3.29
健康な学生/技術者 4.39 3.54
学生/技術者が破損 4.58 4.43

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フローラの伝播防ぐことです。そのような植物相は抗生物質のために抗生物質耐性になりましたが、推奨される消毒剤または消毒剤が手洗いで使用されるときに抗生物質耐性生物を選択するという証拠はありません。[54] しかしながら、生物の多くの菌株は、トリクロサンなどの抗菌石鹸に使用される物質のいくつかに耐性があります。[54]

歯科医院での固形石鹸のある調査では、それらはすべて独自の植物相を持ち、平均して2〜5種類の微生物があり、使用されたものはより多くの種の品種を持っている可能性が高いことがわかりました。[55]公衆トイレの固形石鹸の別の調査では、さらに多くの植物相が見つかりました。[56]別の研究によると、非常に乾燥した石鹸は感染していないが、すべてが水たまりに残っている。[57] しかし、特別に感染した石鹸に関する研究では、石鹸の植物相が手に伝わらないことがわかりました。[58]

傷んだ肌

皮膚を繰り返し洗うと、保護外層が損傷し、表皮を越えて水分が失われる可能性があります。これは、鱗屑と乾燥、かゆみ、角膜層に浸透する微生物とアレルゲンによって引き起こされる皮膚炎と発赤​​を特徴とする粗さで見ることができます。手袋を着用すると、微生物の増殖に有利な湿度の高い環境が生成され、ラテックスタルカムパウダーなどの刺激物も含まれるため、さらに問題が発生する可能性があります。[59]

手洗いは、角質層の皮膚の最上層が15〜20層のケラチンディスク、角質細胞で構成され、それぞれがアルコール洗剤で除去できる皮膚脂質の薄膜に囲まれているため、皮膚に損傷を与える可能性があります。[60]

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、または時折の出血によって定義される損傷した皮膚も、スタフィロコッカス・ホミニスによってより頻繁にコロニー形成されることが見出されており、これらはメチシリン耐性である可能性が高かった。[59]抗生物質耐性の増加とは関係ありませんが、損傷した皮膚は黄色ブドウ球菌グラム陰性菌腸球菌カンジダ菌が定着する傾向がありました。[59]

他の植物相との比較

皮膚の植物相は、主にFirmicutesBacteroidetesである腸の植物相とは異なります。[61]腸の研究では見られない、人々の間の変動のレベルも低い。[5]しかしながら、腸と皮膚の両方の植物相は、土壌の植物相に見られる多様性を欠いています。[1]

も参照してください

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外部リンク