研究記事

パーキンソン病患者における腸内細菌叢移植が腸内微生物学的特性および臨床的表現型に及ぼす影響

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DOI：

10.3791/72702

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2026年8月14日

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1Department of Neurology, The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University, 2Department of Geriatrics, The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University

この記事について

サマリー

便微生物叢移植を受けたパーキンソン病患者6名を対象としたこの探索的研究では、運動症状および非運動症状の改善とともに、腸内微生物の多様性、分類学的組成、および予測機能プロファイルの経時的な変化が観察されました。これらの知見は、微生物叢に基づいた介入法のさらなる検討を支持する予備的な根拠となるものです。

要約

腸内細菌叢の変化はパーキンソン病（PD）との関連が指摘されていますが、便微生物移植（FMT）後の微生物の経時的変化およびその臨床的関連については、まだ十分に解明されていません。この単施設後方視的観察研究では、疾患期間に基づいて高重症度群（>6年）と低重症度群（≤6年）に層別化した6名のPD患者を対象としました。FMT前およびその後5ヶ月間にわたって毎月、計36検体の便サンプルを採取しました。16SリボソームRNA遺伝子配列解析を用いて、微生物の多様性、コミュニティ構造、分類学的組成、および予測機能プロファイルを評価しました。解析には、α多様性とβ多様性、分類学的アバンダンス、線形判別分析（LEfSe）、Tax4Fun2に基づく機能予測、および微生物学的特徴と臨床指標との間のスペアマン順位相関が含まれます。記述的解析により、重症度サブグループ間およびFMT後の各時点間で、微生物の豊富さ、多様性、コミュニティ構造、および予測機能に差異があることが示されました。ベースラインにおいて、低重症度群は高重症度群よりも微生物の豊富さと多様性が高く、BifidobacteriumやLactobacillusを含む分類群の相対的アバンダンスが高い傾向にありました。FMTの1ヶ月後、高重症度群ではベースラインから豊富さと多様性が増加し、それに伴い分類学的組成も変化しました。両サブグループにおいて、FMT後の微生物多様性と予測されるKEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）パスウェイの濃縮度に時間的な変動が認められました。予測された機能には、糖質およびアミノ酸代謝、二次代謝産物生合成、膜輸送、および信号伝達が含まれていました。いくつかの操作的分類単位（OTU）は、運動機能障害、便秘、睡眠の質、機能的状態、および神経精神症状の指標と相関していました。したがって、FMTは腸内微生物の多様性、組成、および予測機能の経時的変化に関連しており、特定の微生物学的特徴が運動および非運動指標と関連していることが示唆されました。本研究は小規模な後方視的コホートであるため、これらの知見は予備的なものであり、より大規模な対照研究による確認が必要です。今後の研究では、これらの微生物学的変化が再現可能であるか、5ヶ月以降も持続するか、ドナー由来の定着を反映しているか、そしてPDにおける移植後の測定可能な臨床的改善に対応しているかを明らかにする必要があります。

概要

パーキンソン病（PD）は、緩慢運動、筋強剛、安静時振戦、および姿勢不安定性を特徴とする、一般的な進行性神経変性疾患である1。その病態生理は完全には解明されていないが、神経炎症、環境曝露、遺伝的感受性を含む複数の要因が、疾患の発症および進行に関与していると考えられている2。疫学的根拠によれば、PDは高齢者において最も一般的な神経疾患の一つであり、加齢とともに有病率が増加し、深刻な機能障害を伴う3。現在の治療法、特にドパミン補充療法は、運動症状をある程度軽減させることができるが、疾患の進行や多くの非運動症状に対する効果は限定的であり、治療反応には個人差がある4。したがって、PDに関連する生物学的変化および潜在的な治療ターゲットのさらなる研究は、臨床的に重要である。

腸内細菌叢は、腸管バリアの完全性の維持、免疫応答の調節、および代謝恒常性のサポートにおいて重要な役割を果たしています5。糞便微生物移植（FMT）は、腸内細菌叢のバランスを回復させるために、健康なドナーからレシピエントへ糞便微生物を移植する手法です6,7。多くの動物研究により、腸内細菌叢の移植が神経行動表現型に影響を与える可能性が示唆されています8,9。うつ病や不安症の患者由来の微生物叢がマウスに相応の行動変化を誘発することから、健康なドナー由来の微生物叢は行動学的アウトカムを改善させる可能性があります10。さらに、一部のPD（パーキンソン病）および自閉症の患者において、FMT後の症状改善が予備的な臨床観察で報告されており、微生物ベースの介入が神経疾患および神経精神疾患において潜在的な関連性を有することが示唆されています11,12。それにもかかわらず、これらの効果の根底にあるメカニズムは依然として不明であり、PDにおけるFMTの安全性と有効性を確立するための臨床研究が必要です。

腸内細菌叢とパーキンソン病（PD）との関連性は先行研究で示唆されていますが、糞便微生物移植（FMT）後の腸内細菌組成の経時的変化およびそれらと臨床的特性との関連については、まだ十分には解明されていません。また、臨床的な重症度が異なる患者において、FMT後に異なる微生物学的反応を示すかどうかも不明なままです。

この単施設レトロスペクティブ観察研究では、日常的な臨床診療においてFMTを受けたPD患者をレビューしました。FMT前後の臨床スコアを分析し、利用可能な糞便サンプルを用いて16S rRNA遺伝子シークエンシングを行い、腸内細菌叢の多様性、分類学的組成、予測機能プロファイル、および臨床指標との相関を探索しました。本研究は、PDにおけるFMT後の臨床転帰と腸内細菌叢プロファイルを特徴づけ、将来的な前向き対照研究に向けた予備的なエビデンスを提供することを目的としました。

プロトコル

本研究はヘルシンキ宣言に準拠して実施され、プロトコルは南京医科大学第二附属病院の倫理委員会によって承認されました（承認番号：2021-KY-100-01）。すべての参加者から書面によるインフォームドコンセントを得ました。

この単施設レトロスペクティブ観察研究は、南京医科大学第二附属病院神経内科にて実施されました。2022年1月から2023年12月まで、パーキンソン病診断基準（2020年版）を満たす原発性PD患者計32名を組み入れました。最終的に、厳格な選択基準を満たし、すべての研究手順を完了した6名の患者を後続の解析対象としました。スクリーニング、除外、およびフォローアップの詳細は、付随図1に示されています。

糞便サンプルの採取および微生物コミュニティ解析

健康なボランティアから糞便微生物叢を採取した。ドナーのスクリーニングプロセスは、「糞便微生物叢移植の臨床応用に関する中国専門家コンセンサス」に従って厳格に実施した。ドナーの組み入れ基準は以下の通りである：年齢18–40歳で慢性疾患の既往がないこと。胃腸疾患、代謝性疾患、自己免疫疾患、または精神疾患の既往がないこと。過去3ヶ月間に抗生物質、プロバイオティクス、免疫抑制剤、またはプロトンポンプ阻害薬の使用がないこと。過去6ヶ月間に流行地域への渡航、輸血、または手術歴がないこと。感染症および病原体を排除するための血液および糞便のスクリーニング項目は以下の通りである：ヒト免疫不全ウイルス（HIV）、B型肝炎ウイルス（HBV）、C型肝炎ウイルス（HCV）、梅毒トレポネーマ（Treponema pallidum）、Clostridium difficile、Salmonella、Shigella、Campylobacter、病原性Escherichia coli、腸管ウイルス、および寄生虫。有効な1回あたりの糞便検体量は少なくとも 50 g とした。自動糞便微生物叢精製システム（Table of Materialsを参照）を用い、新鮮な糞便 100 g ごとに 500 mL の滅菌生理食塩水を加え、標準化された遠心分離と洗浄（700 × g、3 min）を3回繰り返し、滅菌生理食塩水で 1:2 の容量比で懸濁液を調製した後、直ちに接種した。被験者に、約 5 × 10^13 の生存細菌を含む懸濁液 150 mL を1回注入した13。

すべてのレシピエントに対し、大腸内視鏡を用いてFMTを実施し、スコープを盲腸および上行結腸まで挿入した。右側結腸への優先的な定着を促進するため、懸濁液を生検チャンネルを通じてゆっくりと均一に注入した。注入後、患者は少なくとも2時間、右側臥位を維持した。処置前の準備として、3日間の低残渣食の後、処置前24時間は全液食とし、注入前6時間は固形物を、2時間は液体を絶食させた。移植前夜には、ポリエチレングリコール電解質溶液を用いて、便の混じらない透明な排液が得られるまで標準的な全結腸洗浄を行った。薬剤の制限として、FMTの少なくとも72時間前から全身性抗菌薬の使用を中止し、移植後1週間は回避させた。プロトンポンプ阻害薬（PPI）は処置の24–48時間前に中止し、下剤およびプロバイオティクスは移植当日に投与を停止した。

処置中は、心拍数、血圧、および酸素飽和度を継続的にモニタリングし、腹部膨満感、疼痛、または悪心などの症状を確認しました。激しい腹痛または低血圧が発生した場合は、直ちに注入を停止しました。移植後の最初の7日間は、排便回数、便の形状、および腹痛、下痢、発熱、血便を含むすべての有害事象を記録するため、毎日のフォローアップを実施しました。長期的なフォローアップは5か月まで継続し、腸内細菌叢解析のための定期的な便サンプリング、およびUnified Parkinson’s Disease Rating Scale (UPDRS) とWexner Constipation Scoreを用いた臨床評価を実施するとともに、有効性と安全性の両方を包括的に評価するため、症状の変化および併用薬の使用状況を記録しました。

糞便サンプルは、FMT前およびFMT後1、2、3、4、5ヶ月目の計6つの時点で採取した。すべての参加者に、糞便サンプルの採取に関する標準化された指示を提供した。滅菌鉗子を用いて、糞便の中間部を約10–20 g採取し、滅菌採取容器に入れた。サンプルは採取後2–3 h以内にラボに搬送し、訓練を受けた研究者が無菌条件下で滅菌済みの1.5 mLマイクロ遠心チューブ（Table of Materials参照）に分注した。すべての分注サンプルは、さらなる解析まで直ちに−80 °Cで保存した。

糞便サンプルの採取後、すべての検体は16S rRNA遺伝子シーケンシングのため、ドライアイスを用いて商業シーケンシングプロバイダー（Materials表を参照）に輸送されました。ライブラリ調製、シーケンシング、および初期品質管理は、プロバイダーの標準プロトコルに従って実施されました。各糞便サンプルからゲノムDNAを抽出し、プライマー341Fおよび805Rを用いて、細菌16S rRNA遺伝子のV3–V4ハイパーバリアブル領域をポリメラーゼ連鎖反応（PCR）により増幅しました。FMT前およびFMT後の異なる追跡時点における患者の腸内細菌叢プロファイルを特徴付けるため、2 × 300 bpペアエンド法を用いたベンチトップ型のショートリードシーケンシングプラットフォーム（Materials表を参照）でシーケンシングを実施しました。シーケンシング後、後続の微生物解析に使用する高品質な配列を得るために、生リードの処理を行いました。分類学的分類は、商業用16S分類割り当てパッケージおよびその関連微生物同定データベース（Materials表を参照）を用いて行いました。得られた分類学的プロファイルは、その後の微生物多様性、コミュニティ組成、相対存在量の差、および予測微生物機能の解析に使用されました。

臨床評価および分析ラベル

PD患者は、疾患期間に基づいて2つの重症度グループに層別化されました。高重症度群（>6年、「_H」と定義）と低重症度群（≤6年、「_L」と定義）です。FMT前に採取された糞便サンプルはベースラインサンプルと定義され、対応する重症度グループに応じてFB_HまたはFB_Lとラベル付けされました。FMT後1、2、3、4、5か月目に採取されたサンプルは、高重症度群ではFP1M_H、FP2M_H、FP3M_H、FP4M_H、FP5M_H、低重症度群ではFP1M_L、FP2M_L、FP3M_L、FP4M_L、FP5M_Lとラベル付けされました。評価した臨床パラメータには、Wexner便秘スコア、非運動症状尺度（NMSS）、非運動症状質問票（NMSQ）、神経精神機能検査（NPI）、Hoehn–Yahr重症度、日常生活動作（ADL）尺度、ピッツバーグ睡眠尺度（PSQI）、元の（UPDRS I–VI）、および合計UPDRSスコアが含まれます。記述統計および推測統計の手法を組み合わせて、高重症度群（_H群）および低重症度群（_L群）のPD患者における6つの時点での臨床指標の変化を分析しました。全時点における群間差を予備的に探索するため、各時点での_H群と_L群の指標の分布をWilcoxon順位和検定を用いて比較し、さらに、患者個別のランダム切片を用いたより厳格な線形混合モデル（LMM）を適用しました。サンプルサイズが限定的であるため、混合効果モデルの結果は探索的な参照としてのみ提示しています。この探索的研究の主要エンドポイントは、ベースラインから糞便微生物移植後の各時点までの腸内細菌の多様性と組成の変化であり、臨床的変化を副次エンドポイントとして評価しました。

OTUクラスタリング、多様性解析、および分類学的存在量

微生物コミュニティ組成を要約するために操作的分類単位（OTU）を用い、類似度が97%以上の配列を同一のOTUとしてクラスター化した。シーケンシング深度はシャノン指数に基づく希薄化曲線を用いて評価し、曲線のプラトー（平坦化）により、後続の多様性解析に十分なカバレッジが一般的に得られていることを確認した。

α多様性は、微生物の豊富さについてはChao1および豊富さに基づくカバー率推定（ACE）指数を用いて評価し、全体の多様性と均一性についてはShannonおよびSimpson指数を用いて評価した。β多様性は、加重および非加重UniFrac距離を用いて評価し、次いで主座標分析（PCoA）を行い、群間における微生物コミュニティ組成の違いを可視化した。α多様性とβ多様性の群間差は、統計解析のセクションに記載されている通り、それぞれノンパラメトリック検定および permutational multivariate analysis of variance（PERMANOVA）を用いて評価した。

16S rRNA遺伝子シーケンシングデータに基づき、門、綱、目、科、属のレベルで分類学的組成をまとめました。Rのコミュニティ生態系解析パッケージ（材料表を参照）を用いて、各分類レベルで最も含有量の多い上位10個のタクサを特定し、可視化します。分類学的プロファイルは棒グラフで表示し、選択したタクサについて群間でのさらなる比較を箱ひげ図を用いて行いました。

微生物分類群の特異的存在量解析

事前定義されたグループ間で相対的に豊富に存在する分類群を、線形判別分析エフェクトサイズ（LEfSe）を用いて特定しました。LEfSeは、クルスカル・ウォリス検定、ウィルコクソン検定、および線形判別分析（LDA）を統合し、統計的有意性と判別能の両方を備えた分類群を特定します。P < 0.05かつLDAスコア（log10）が> 3の分類群を、有意に豊富であるとみなしました。判別分類群の相対存在量は、分類学的バープロットを用いて可視化しました。

機能予測および臨床相関分析

腸内細菌叢の予測機能プロファイルは、Tax4Fun2を用いて16S rRNA遺伝子シーケンシングデータから推論され、Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) データベースに従ってアノテーションが行われた。有意に濃縮された予測パスウェイはLEfSeを用いて同定し、閾値を P < 0.05 および LDAスコア (log10) > 3 とした。これらの機能プロファイルは、メタゲノミクスまたはメタボロミクス的手法によって直接測定されたものではなく推論されたものであるため、予測上の機能差として解釈した。微生物学的特徴と臨床指標との関連性を検討するため、Spearmanの順位相関分析を実施した。

統計解析

統計解析はRソフトウェアを用いて行った（Materials Tableを参照）。臨床変数は中央値および範囲（最小値–最大値）として要約した。α多様性指数はWilcoxon順位和検定を用いて群間比較を行い、β多様性は999回の置換を用いたPERMANOVAにより評価した。有意に変動したタクサおよび予測機能経路はLEfSeを用いて同定し、有意性の閾値をP < 0.05かつLDAスコア（log10） > 3とした。縦断的な差分的豊富さの解析には、患者個別のランダム切片を持つ混合効果モデルを適用し、次いでBenjamini-Hochberg法による偽発見率補正を用いたpost-hocのペア比較を行った。腸内細菌叢の特徴と臨床指標との関連性を評価するためにSpearmanの順位相関解析を用い、相関のP値にBenjamini–Hochberg法による偽発見率補正を適用した。両側P < 0.05を統計的に有意とした。相関解析およびタクサの豊富さの解析には多重比較補正を適用した。サンプルサイズが小さく、また縦断的な反復サンプリング設計であるため、統計解析は探索的なものとし、結果の解釈は慎重に行った。

結果

患者の選定およびベースライン特性

最終解析には、男性3名、女性3名を含む計6名のPD患者が組み込まれた。年齢の中央値は69.0歳（範囲：61～75歳）であり、ボディマス指数の中央値は22.6 kg/m2であった。コホートには、剛体優位が2名、振戦優位が2名、混合型の臨床表現型が2名含まれていた。ベースラインの臨床的特徴を表1に示す。

パーキンソン病（PD）の中・高度群と軽度群の間で、臨床的特徴に差異が認められた（表1）。この探索的コホートにおいて、総UPDRSスコアは、事前に定義された重症度分類と一致してFB_L群よりもFB_H群で高く、全体的な運動機能障害がより重度であることが示された。また、UPDRSサブスケール、PSQI、Wexner便秘スコア、ADLスケール、NMSSを含む、いくつかの運動および非運動臨床パラメータにおいても差異が観察された。これらの知見は、事前に定義された重症度サブグループが、運動疾患のステージだけでなく、いくつかの非運動的および機能的な特徴においても異なっていることを示唆している。

個々の患者の経過を、主要な臨床指標の折れ線グラフを用いて可視化した（図1）。図に示されるように、初期の疾患重症度にかかわらず、FMT施行後の全6名の患者において、NMSQ、NMSS、NPI、PSQI、UPDRS Total、およびWexnerスコアの一貫した低下傾向が認められた。特に、_H群の患者は、ベースラインスコアが高かったにもかかわらず、_L群の患者よりも急峻な臨床的改善を示した。臨床的比較では、高重症度群と低重症度群の間で一貫した差が認められた。ほとんどの時点別比較で有意差があり、すべての統合臨床指標において群間に差が見られ、混合効果モデルにより、低重症度群で症状負荷が低く、日常生活機能が良好であることが確認された。

FMT後におけるPD患者の有害事象

FMT後に記録された有害事象を表2にまとめた。最も頻繁に報告された事象は、鼓腸、下痢、便秘の悪化、および吐き気・嘔吐であり、それぞれ2名の患者に認められた。腹痛は1名の患者に報告された。発熱は記録されず、有害事象によりFMTを中止した患者はいなかった。これらの結果は、この小規模なコホートにおいて胃腸症状が最も一般的に記録された有害事象であったことを示唆しているが、サンプルサイズが限られているため、安全性に関する結果の解釈には注意が必要である。

十分な多様性カバレッジおよびグループ特異的OTUの同定

希薄化曲線（Rarefaction curve）分析の結果、シーケンス深度の増加に伴いシャノン指数が徐々にプラトーに達したことから、サンプルの微生物多様性を評価するためのシーケンス深度は概ね十分であることが示唆された（Figure 2A）。全サンプルを通じて、合計80個のOTUが同定された。このOTU数が比較的少ないことは、本探索的研究におけるシーケンス深度および限定的なサンプルサイズと一致している。ベン図分析により、12群間で共有および固有のOTUがそれぞれ特定された（Figure 2B）。合計80個のOTUが検出され、そのうち53個のOTUはすべての群で共有されていた。各群における固有のOTU数は、FB_Hで2個、FB_Lで12個、FP1M_Hで4個、FP1M_Lで0個、FP2M_Hで1個、FP2M_Lで0個、FP3M_Hで4個、FP3M_Lで0個、FP4M_Hで0個、FP4M_Lで1個、FP5M_Hで1個、FP5M_Lで2個であった。これらの群の中で、FB_Lが最も多くの固有OTUを有しており、一方でFP1M_L、FP2M_L、FP3M_L、およびFP4M_Hでは、本分析において固有のOTUは認められなかった。これらの知見は、PDサブグループがコアとなるOTUセットを共有している一方で、一部の群では限定的な群特異的なOTUパターンを示したことを示唆している。

微生物多様性と予測機能プロファイルは、PD重症度のサブグループ間で異なる

Chao1、ACE、Shannon、およびSimpson指数の上昇に示されるように、FB_L群のα多様性はFB_H群よりも高かった（図 3A）。UniFracに基づくPCoAでは、2つの重症度サブグループ間で明確な分離が認められ、腸内微生物叢のコミュニティ構造に違いがあることが示唆された（図 3B）。門レベルでは、FB_LではFirmicutesおよびActinobacteriaの相対存在量が高かったのに対し、FB_HではBacteroidetesおよびProteobacteriaの相対存在量が高いことが特徴であった（図 3C）。属レベルでは、FB_HにおいてBacteroides、Megasphaera、およびEscherichiaが多く認められた一方で、FB_LではBifidobacteriumおよびLactobacillusが多く認められた（図 3D）。

LEfSe解析により、重症度に関連して相対的に豊富さが異なる分類群が特定された。FB_HではBacteroidetes/Bacteroides関連分類群およびProteobacteria関連分類群が濃縮されていた一方、FB_LではBifidobacterium、Actinobacteria、Firmicutes、Clostridia、およびParabacteroides関連分類群が濃縮されていた（図3E）。予測KEGGパスウェイ解析においても、群間で異なる機能プロファイルが示された。FB_Hでは主に、全般的代謝、炭水化物およびエネルギー代謝、信号伝達、二成分制御系、およびリポポリサッカライド生合成に関連する予測パスウェイが濃縮されていた。対照的に、FB_Lでは二次代謝産物生合成、アミノ酸代謝、ヌクレオチド代謝、複製および修復、クオラムセンシング、膜輸送、およびABCトランスポーターに関連する予測パスウェイが濃縮されていた（図3F）。これらの知見は、PDの重症度サブグループ間で、微生物の多様性、分類学的組成、および予測される機能的ポテンシャルが異なることを示している。

FMTの1か月後、FP1M_Hサブグループでは微生物多様性が高く、予測される機能プロファイルに明確な差異が認められた

FB_Hと比較して、FP1M_HはChao1、ACE、Shannon、およびSimpson指数の上昇が示す通り、より高いα多様性を示した(Figure 4A)。UniFracに基づくPCoAでは、FB_HとFP1M_Hの間に明確な分離が見られ、FMTから1か月後に腸内細菌叢の構造が変化したことが示唆された(Figure 4B)。門レベルでは、FP1M_HはFirmicutes、Actinobacteria、およびVerrucomicrobiaの相対的な存在量が高かった一方、FB_HはBacteroidetesおよびProteobacteriaの存在量が高かった(Figure 4C)。属レベルでは、FP1M_HにおいてBifidobacterium、Akkermansia、Enterococcus、およびLactobacillusの存在量が多く、FB_HではBacteroides、Megasphaera、およびEscherichiaの存在量が多かった(Figure 4D)。

LEfSe解析により、グループに関連する差有的に豊富に存在する分類群が特定された。FB_HではBacteroidetes/Bacteroides関連の分類群が濃縮されていた一方、FP1M_HではFirmicutes、Actinobacteria、Clostridia、Bifidobacterium、およびAcidaminococcus関連の分類群が濃縮されていた（図 4E）。予測KEGGパスウェイ解析では、FB_Hにおいて信号伝達、二成分制御系、糖質代謝、脂質代謝、エネルギー代謝、および補酵素/ビタミン代謝に関連するパスウェイが濃縮されていた。対照的に、FP1M_Hではアミノ酸代謝、ヌクレオチド代謝、デンプンおよびショ糖代謝、複製および修復、翻訳、二次代謝産物生合成、クォラムセンシング、ABCトランスポーター、および膜輸送に関連する予測パスウェイが濃縮されていた（図 4F）。これらの知見は、重症度が高いサブグループにおいて、FMTが微生物多様性の増加ならびに分類学的組成および予測機能ポテンシャルの変化に関連していたことを示唆している。

微生物の豊富さ、分類学的組成、および予測機能プロファイルは、FB_L群とFP1M_L群の間で異なっていた

FB_Lと比較して、FP1M_LではChao1指数およびACE指数の上昇が示され、微生物の豊富性がより高いことが明らかになった一方、Shannon指数およびSimpson指数については群間に有意な差は認められなかった（図5A）。UniFracに基づくPCoAでは、FB_LとFP1M_Lの間に明確な分離が見られ、FMT後に微生物コミュニティの組成に違いがあることが示唆された（図5B）。門レベルでは、FP1M_LにおいてActinobacteria、Verrucomicrobia、Synergistetes、およびEuryarchaeotaの相対的に高い存在比が認められた一方、FB_LではFirmicutesとBacteroidetesの存在比が高かった（図5C）。属レベルでは、FP1M_LにおいてBifidobacterium、Akkermansia、およびParabacteroidesの存在比が高く、FB_LではBacteroidesおよびLactobacillusの存在比が高かった（図5D）。

LEfSe解析の結果、FB_LではFirmicutes門、Clostridia綱、およびRuminococcaceae科に関連するタクサが濃縮していたのに対し、FP1M_LではBacteroidetes門、Bacteroidales目、Parabacteroides属、Porphyromonadaceae科、Synergistetes門、Alistipes属、およびRikenellaceae科に関連するタクサが濃縮していた（Figure 5E）。予測KEGGパスウェイ解析では、FB_Lにおいて信号伝達、二成分制御系、糖質代謝、脂質代謝、アミノ糖およびヌクレオチド糖代謝、デンプンおよびショ糖代謝、およびホスホトランスフェラーゼ系に関連するパスウェイが濃縮していた。一方、FP1M_Lでは、グローバル代謝パスウェイ、アミノ酸代謝、翻訳、アミノ酸生合成、二次代謝産物生合成、および遺伝情報処理に関連する予測パスウェイが濃縮していた（Figure 5F）。これらの結果は、低重症度サブグループにおいて、FMTが主に微生物多様性の増加ならびに分類学的組成および予測機能ポテンシャルの変化に関連していたことを示している。

腸内細菌叢の多様性、分類学的組成、および予測機能プロファイルは、FMT後の異なる時点において、重症度の高いPDサブグループ間で異なっていた

5つの重症PDサブグループ（FP1M_HからFP5M_H）におけるα多様性解析の結果、微生物の豊富さと多様性にタイムポイントごとの変動が認められました（Figure 6A）。これらのサブグループの中で、FP2M_HはChao1、ACE、Shannon、Simpson指数のいずれにおいても最低値を示した一方、FP1M_H、FP3M_H、FP4M_H、およびFP5M_Hは相対的に高い値を示しました。weightedおよびunweighted UniFrac距離を用いたβ多様性解析によるPCoAプロットでは、5つのサブグループ間で分離が認められ、FMT後のタイムポイント間で腸内細菌叢のコミュニティ組成に差があることが示されました（Figure 6B）。門レベルにおける上位10個の最豊富タクサをFigure 6Cに示します。BacteroidetesはFP3M_H、FP4M_H、FP5M_Hでより豊富であり、一方FirmicutesとActinobacteriaはFP1M_Hでより豊富でした。VerrucomicrobiaはFP2M_Hで相対的に濃縮されていることが分かりました。属レベルでは、BacteroidesはFP3M_H、FP4M_H、FP5M_Hで相対的に豊富であり、一方でAkkermansiaおよびEscherichiaはFP2M_Hでより豊富でした。BifidobacteriumはFP1M_Hで相対的に濃縮されていました（Figure 6D）。LEfSe解析により、複数の重症サブグループ間で有意に豊富さが異なるタクサが同定されました（Figure 6E）。具体的には、FP1M_HではFirmicutes、Actinobacteria、Bifidobacterium、およびClostridiaに関連するタクサが、FP2M_HではProteobacteriaおよびEnterobacteriaceaeに関連するタクサが、FP3M_HではBacteroidetesおよびBacteroidesに関連するタクサが、そしてFP4M_HではSynergistetesに関連するタクサが同定されました。KEGGパスウェイアノテーションに基づく機能プロファイルの予測では、サブグループ特異的な濃縮パターンが示されました（Figure 6F）。FP1M_Hではデンプンおよびショ糖代謝およびその他の二次代謝産物の生合成、FP2M_Hでは補酵素およびビタミンの代謝およびエネルギー代謝、FP5M_Hでは信号伝達および二成分制御系において予測的な濃縮が認められました。以上の結果は、重症PDサブグループにおいて、FMT後の微生物多様性、分類学的組成、および予測機能プロファイルに時間的な変動があることを示唆しています。

腸内細菌叢の多様性、分類学的組成、および予測機能プロファイルは、低重症度のPDサブグループ間において、FMT後の異なる時点である変動を示した

5つの低重症度PDサブグループ（FP1M_LからFP5M_L）間でのα多様性分析により、時点間で微生物の豊かさと多様性に変動があることが示されました（Figure 7A）。FP2M_LではChao1指数およびACE指数が比較的低く、一方でFP4M_LおよびFP5M_LではShannon指数およびSimpson指数が比較的高く、低重症度サブグループ間で豊かさと均等性に変動があることが示されました。加重および非加重UniFrac距離を用いたβ多様性分析によるPCoAプロットでは、5つのサブグループ間で分離が認められ、FMT後の各時点において腸内微生物コミュニティの組成に差があることが示されました（Figure 7B）。門レベルにおける相対的に存在量の多い上位10分類群をFigure 7Cに示します。すべてのグループでBacteroidetes門とFirmicutes門が優占していましたが、FP1M_LではActinobacteria門とVerrucomicrobia門が相対的に濃縮しており、FP3M_LではFirmicutes門が相対的に多く認められました。属レベルでは、FP1M_LでBifidobacterium属およびAkkermansia属が相対的に多く、FP2M_LではBacteroides属が相対的に多く認められました（Figure 7D）。LEfSe分析により、いくつかの低重症度サブグループにおいて、サブグループに関連した変動のある分類群が同定されました（Figure 7E）。具体的には、FP1M_LではRuminococcaceae関連分類群、FP2M_LではFirmicutesおよびClostridiales関連分類群、FP3M_LではSynergistetes関連分類群、そしてFP4M_LではBacteroidetes、Parabacteroides、Actinobacteria、およびBifidobacterium関連分類群が同定されました。KEGGパスウェイアノテーションに基づく機能予測プロファイリングでは、サブグループ特異的な濃縮パターンが示されました（Figure 7F）。FP1M_Lでは二次代謝産物の生合成、FP2M_Lでは信号伝達、二成分制御系、環境情報処理、細胞コミュニティ-原核生物、および糖代謝に関連するパスウェイ、FP3M_Lでは膜輸送、クオラムセンシング、複製および修復、およびホスホトランスフェラーゼ系、FP4M_Lでは遺伝情報処理、そしてFP5M_Lでは代謝および代謝パスウェイにおける濃縮が予測されました。これらの結果は、低重症度PDサブグループにおいて、FMT後に微生物の多様性、分類学的組成、および予測機能プロファイルに時間的な変動が生じることを示唆しています。

PDにおける特定のOTUと臨床指標との関連性

PDにおける腸内細菌叢の変化と臨床的特徴との関連性を探索するため、多重比較補正を適用後、上位50個のOTU-臨床パラメータ相関を可視化したところ、23個のユニークなOTUに対応していた（Figure 8）。いくつかのOTUは、複数の臨床指標において類似した相関パターンを示した。例えば、OTU165、OTU67、OTU230、OTU154、OTU72およびその他のいくつかのOTUは、Wexnerスコア、Hoehn–Yahrステージ、PSQI、および複数のUPDRS関連指標と正の相関を示し、一方でADLスケールおよびNPIとは負の相関を示した。対照的に、OTU10 (Parabacteroides) およびOTU45 (Fusobacterium) は、いくつかの臨床変数に対して逆の相関パターンを示した。門レベルでFirmicutesと注釈付けされたOTU165は、便秘の重症度、疾患ステージ、睡眠障害、およびいくつかのUPDRS項目と正の相関を示し、一方でADLスケールおよびNPIとは負の相関を示した。同様に、OTU67 (Porphyromonadaceae) も、複数の運動および非運動臨床指標と相関していた。全体として、これらの知見は、PDにおいて特定のOTUが複数の臨床指標と関連していることを示唆しているが、これらの相関は慎重に解釈されるべきであり、因果関係の証拠ではなく、仮説生成として捉えるべきである。

データの利用可能性：

本研究の補足資料は DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.21620775 で入手可能です。

縦断的なスコアの比較。NMSQ、NMSS、NPI、PSQI、UPDRS、Wexnerスコアの経時的変化を示すグラフ。
図1: PD患者における便微生物叢移植後の臨床スコアの縦断的変化。折れ線グラフは、高重症度群（H）および低重症度群（L）における、FMT前のベースライン（FB）からFMT後1、2、3、4、5ヶ月（FP1M–FP5M）までのNMSQ、NMSS、NPI、PSQI、UPDRS合計、およびWexner便秘スコアの変化を示している。データポイントは群レベルの要約値を表し、エラーバーは対応する変動/範囲を示す。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

シャノン多様性指数のチャート、シーケンシング深度の解析比較、実験データ。
図 2: 各群における希釈曲線およびOTUの比較。(A) シーケンシング深度と微生物多様性の関係を示すシャノン希釈曲線。x軸はシーケンシング深度を、y軸はシャノン多様性指数を表す。曲線が緩やかにプラトーに達していることは、多様性を評価するためのシーケンシング深度が概ね十分であったことを示唆している。(B) 12群間で共有および固有のOTUを示すベン図。中央の数値はすべての群で共有されるOTUを表し、外縁部の数値は各群に固有のOTUを表す。こちらのリンクをクリックして、この図の拡大版を表示してください。

Chao1、Shannon指数、PCoAプロットによる微生物多様性解析および門・属レベルの相対存在量チャート。
図 3: FB_H群とFB_L群における微生物多様性、分類学的組成、および予測機能の差異。 (A) Chao1、ACE、Shannon、Simpson指数に基づくα多様性解析。 (B) 加重および非加重UniFrac距離に基づく主座標分析（PCoA）。 (C,D) 積み上げ棒グラフおよび箱ひげ図で示した、門 (C) および属 (D) レベルにおける上位10種の腸内微生物タクサの相対存在量。 (E) FB_H群とFB_L群の間で存在量に有意差のあるタクサを示すLEfSe解析。 (F) 予測KEGG機能パスウェイのLEfSe解析。正および負のLDAスコアは、それぞれ異なる群で濃縮しているパスウェイを示す。 *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001. この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

微生物多様性解析：Shannon/Simpson指数、PCoAプロット、分類分布、LDAスコア。
図 4: FP1M_H群とFB_H群の間における微生物多様性、分類学的組成、および予測機能差。(A) Chao1、ACE、Shannon、およびSimpson指数に基づくα多様性解析。 (B) 加重および非加重UniFrac距離に基づく主座標分析（PCoA）。 (C,D) 門レベル(C)および属レベル(D)における上位10種の腸内微生物タクサの相対存在量（積層棒グラフおよび箱ひげ図で表示）。 (E) FP1M_H群とFB_H群の間で存在量に有意差があるタクサを示すLEfSe解析。 (F) 予測KEGG機能パスウェイのLEfSe解析。正および負のLDAスコアは、それぞれ異なる群で濃縮されているパスウェイを示す。 *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001. こちらのリンクから、この図の拡大版をご覧いただけます。

微生物多様性解析。ボックスプロット、PCoAチャート、棒グラフ。群間の統計的比較。
図 5: FB_L群とFP1M_L群における微生物および機能的な差異。(A) FB_L群およびFP1M_L群のα多様性解析。(B) FB_L群およびFP1M_L群のβ多様性解析。(C, D) FB_L群およびFP1M_L群における腸内微生物タクサの相対存在量：門レベル(C)および属レベル(D)。(E) FB_L群とFP1M_L群の間の種の違いの比較解析。(F) FB_L群およびFP1M_L群における予測微生物機能。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

微生物多様性分析チャート。Chao1、ACE、Shannon、Simpson指数、およびPCoAプロットを含む。
図 6: FP1M_H、FP2M_H、FP3M_H、FP4M_H、およびFP5M_H群間における微生物多様性、分類学的組成、および予測される機能的差異。 (A) Chao1、ACE、Shannon、およびSimpson指数に基づくα多様性分析。 (B) 加重および非加重UniFrac距離に基づく主座標分析（PCoA）。 (C,D) 門レベル (C) および属レベル (D) における腸内微生物の主要10分類群の相対存在量。積層棒グラフおよび箱ひげ図で表示。 (E) 5つの高重症度FMT後サブグループ間で差がある分類群を示すLEfSe分析。 (F) 予測されるKEGG機能経路のLEfSe分析。正のLDAスコアは、対応するグループで濃縮されている経路を示す。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

マイクロバイオーム多様性解析；ボックスプロット、PCA、相対存在量チャート、LDAスコア；データの比較。
図 7: FP1M_L、FP2M_L、FP3M_L、FP4M_L、および FP5M_L 群における微生物多様性、分類学的組成、および予測機能差。 (A>) Chao1、ACE、Shannon、および Simpson 指数に基づくアルファ多様性解析。 (B>) 加重および非加重 UniFrac 距離に基づく主座標分析 (PCoA)。 (C,D>) 門レベル (C>) および 属レベル (D>) における上位 10 種の腸内細菌叢の相対存在量を、積層棒グラフおよびボックスプロットで表示。 (E>) 5 つの低重症度 FMT 後サブグループ間における、有意に存在量が異なる分類群を示す LEfSe 解析。 (F>) 予測 KEGG 機能パスウェイの LEfSe 解析。正の LDA スコアは、対応する群で濃縮されているパスウェイを示す。 こちらのリンクをクリックして、この図の拡大版を表示してください。

OTUと臨床的特徴のSpearman相関ヒートマップ。有意水準を強調表示。
図 8: OTUと臨床指標のSpearman相関分析。行はOTUを、列は臨床的特徴を表す。各セルは、特定のOTUと臨床指標の間のSpearman相関係数を示す。赤色は正の相関を、青色は負の相関を示し、色の強度は関連性の強さを反映している。セル内の数値は相関係数を表す。*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001; ns: 有意差なし。こちらのリンクをクリックして、この図の拡大版を表示してください。

患者123456
性別（女/男）MFMFMF
年齢（歳）657268756170
BMI（ボディマス指数）23.521.824.220.522.123
PDサブタイプ剛性振戦ハイブリッド剛性振戦ハイブリッド
疾患経過5861037
ウェクスナー・スコア12151018813
UPDRS合計点456149723655
NMSS合計456250703855
NMSQ10141116812
ピッツバーグ睡眠質問票 (PSQI)811913610
日常生活動作907585709565
非薬物介入5961237
便秘の持続期間475926
LEDD (mg/日)600800700900400750
下剤の使用いいえ間欠的使用いいえ長期使用いいえ間欠的使用
プロバイオティクスの使用いいえはいいいえはいいいえいいえ
抗生物質の使用いいえいいえはいいいえいいえいいえ
Hoehn–Yahrステージ232.53.51.53
重症度グループ低高低高低高

表 1：疾患期間で層別化したパーキンソン病患者のベースラインの人口統計学的および臨床的特性患者は、高期間群（>6年; FB_H）または低期間群（≤6年; FB_L）に分類された。データは、連続変数については中央値（範囲）、カテゴリ変数については数（%）で提示すること。 略語： ADL：日常生活動作、BMI：体格指数、NMSS：非運動症状尺度、NMSQ：非運動症状質問票、NPI：神経精神症状インベントリ、PD：パーキンソン病、PSQI：ピッツバーグ睡眠質問票、UPDRS：統合パーキンソン病評価尺度。

有害事象患者数 (n, %)
鼓腸（ガス溜まり）2 (33.3%)
腹痛1 (16.7%)
下痢2 (33.3%)
悪化したが便秘2 (33.3%)
発熱0
吐き気／嘔吐2 (33.3%)
有害事象によるFMTの中止0

表2：パーキンソン病患者における便微生物叢移植後の有害事象。本表は、便微生物叢移植後のフォローアップ期間中に各有害事象を経験した患者数およびその割合を示している。発熱、および有害事象による治療の中断は報告されなかった。略語： FMT：便微生物叢移植、PD：パーキンソン病。

補足図 1： 参加者の選択および患者フロー。FMTを受け、16S rRNAシーケンシングに参加したパーキンソン病患者のサンプルスクリーニングプロセスのフローチャート。nは参加者数を示す。こちらをクリックしてファイルをダウンロードしてください。

ディスカッション

FMTは、健康なドナーの糞便微生物叢をレシピエントの腸内に移植することで、腸内微生物のバランスを回復させる微生物叢ベースの介入法である14。腸内微生物叢が神経系の恒常性維持に重要な役割を果たしていることを示す根拠が増えている15。双方向の腸脳軸からの知見は、腸内微生物叢がPDにおける中枢神経系の炎症、神経伝達物質の代謝、および行動応答に影響を及ぼす可能性を示唆している16,17。そのため、微生物叢移植は潜在的な介入策として注目されているが、神経精神疾患および神経変性疾患への臨床応用は依然として探索的な段階にある18。本単施設レトロスペクティブ観察研究では、通常の臨床診療において糞便微生物叢移植（FMT）を受けたPD患者を対象に、臨床結果、安全性、および腸内微生物叢の探索的プロファイルを評価した。その結果、PDの重症度サブグループ間およびFMT後の経過時間において、腸内微生物の豊富さ、多様性、コミュニティ構造、および予測機能プロファイルに差が認められた。これらの知見は、腸内微生物プロファイルが疾患の重症度によって異なり、FMT介入後に動的に変化する可能性を示唆している。したがって、これらの結果はあくまで仮説を提示するものとして捉えられるべきであり、十分な検出力を持つより大規模な研究による検証が必要である。

便秘は、パーキンソン病（PD）における非運動症状の中で最も一般的かつ負担の大きい症状の一つです19。便秘は、生活の質（QOL）を低下させ、下剤の必要性を高め、ドパミン作動薬の吸収を妨げる可能性があります。本コホートにおいて、Wexner便秘スコアは、両方の分析サブグループにおいてFMT後に低下しましたが、改善の程度と持続性は、フォローアップの時点によって異なっていました。このパターンは、FMTと腸症状の改善との間に時間的な関連があることを示唆しています。

また、NMSS、PSQI、UPDRS III、およびUPDRS総スコアを含む、いくつかの運動機能および非運動機能の臨床指標に変化が認められました。パーキンソン病（PD）は、胃腸機能不全、睡眠障害、自律神経症状、神経精神症状、および運動機能障害が頻繁に併発する多系統疾患であるため、これらの知見は注目に値します。考えられる理由として、腸内細菌叢の調節が、胃腸の運動性、全身性炎症、腸管バリアの完全性、微生物代謝物、および微生物-腸-脳軸に沿ったシグナル伝達に影響を及ぼした可能性が挙げられます。しかしながら、PDにおける運動および非運動スコアは、病期、ドパミン作動性療法、睡眠の質、気分、自律神経機能不全、リハビリテーションの状態、および日常生活動作など、多くの要因に影響されます。したがって、UPDRS、NMSS、PSQI、およびADL関連指標の変化は、探索的な臨床観察として解釈されるべきです。

我々の知見は、腸内細菌叢をPDに関連する臨床的異質性に結びつけた先行研究とおおむね一致している。最近の研究では、健康なドナーからの便微生物移植が、腸内細菌叢の組成および機能経路の変化を伴い、パーキンソン病患者の運動症状および非運動症状を改善し得ることが報告されている13,20。 ある先行研究において、衝動制御障害はPD患者のα多様性およびβ多様性に有意な影響を及ぼさなかったが、衝動制御障害のある患者では特定の微生物分類群が濃縮されており、異物分解やナイアシン代謝などの経路において潜在的な機能的差異が示された21。別の研究では、不安を抱えるPD患者において腸内細菌叢の組成およびβ多様性の変化が認められたと報告されており、腸内フローラとPDに関連する非運動症状との関連の可能性をさらに支持している22。本研究では、重症度の高いサブグループと低いサブグループの間で微生物の多様性と組成が異なっており、また、FMT後のいくつかのサブグループで異なる微生物パターンが示された。これらの結果は、因果関係の確認は今後の課題であるものの、腸内細菌叢がPDの多面的な臨床症状に関与している可能性を支持するものである。

本研究で同定されたいくつかの分類群は、パーキンソン病（PD）に関連する腸内細菌叢の変化において生物学的な関連を持つ可能性があります。特定の細菌は、免疫および代謝経路を通じてPDの病態生理に影響を与える可能性があります23。Firmicutesはヒトの腸内における主要なグラム陽性細菌門の一つであり、短鎖脂肪酸の産生や腸管バリアの維持に関与するメンバーを含んでいます24。本研究において、門レベルでFirmicutesと注釈付けされたOTU165は、臨床変数と最も頻繁に関連していたOTUの一つでした。しかし、Firmicutesのような広範な分類群には機能的に多様なメンバーが含まれており、その生物学的解釈には注意が必要です。糞便メタゲノム解析により、PD患者ではFirmicutes門のLactobacillusおよびそれに関連する微生物エピトープが濃縮されており、炎症マーカーやプロピオン酸発酵などの代謝経路と関連していることが示されています25。Bifidobacteriumは抗炎症作用を持つ可能性のある細菌属であり、腸内細菌の調節に寄与すると考えられています。一方、Bacteroidesは重要な共生属であり、そのディスバイオーシスは腸管バリア機能の低下および炎症反応の増強と関連しています26,27。本研究では、FP2M_LにおいてBacteroidesが相対的に多く、FP1M_LにおいてBifidobacteriumが相対的に多く認められました。PDのラットモデルにおいて、Bifidobacterium breve Bif11を補充すると、運動および認知機能障害が改善し、中脳における炎症因子と酸化ストレスが減少し、短鎖脂肪酸含有量と腸管バリア機能が回復したことが報告されています28。また、先行研究では、PD患者においてBacteroidesの存在量が変化し、それに伴い短鎖脂肪酸前駆体の代謝が変化し、疾患の重症度と関連することが報告されています29。これらの知見は、本研究で観察された分類群が潜在的な生物学的意義を持つ可能性を示唆していますが、より高解像度の分類学的解析と機能的検証が必要です。

機能予測解析の結果、PDの異なるサブグループ間で、予測されるKEGGパスウェイの濃縮パターンに相違があることが示唆された。FB_H群では、糖質代謝、酸化・還元リン酸化、多様な環境における微生物代謝、およびリポ多糖関連プロセスなどのパスウェイで濃縮が予測されており、これは重症度が高い群における微生物の代謝能の変化を反映している可能性がある。酸化・還元リン酸化は、ミトコンドリアがエネルギーを生成し、正常なニューロン機能を維持するための主要なプロセスである30。酸化・還元リン酸化の乱れは、エネルギー不足、酸化ストレス、および神経炎症を引き起こす可能性があり、これらはうつ病やPDに関与している31。また、腸内細菌叢が神経伝達物質の合成、ミトファジー、および酸化ストレス恒常性を調節することで、ミトコンドリア機能不全に影響を及ぼす可能性が研究により示唆されている32。PD関連遺伝子は、ミトコンドリア複合体Iの機能を損ない、ATP産生を減少させ、さらにAktパスウェイを阻害することで疾患の進行を悪化させる可能性がある33。加えて、グラム陰性菌の重要な構成成分であるリポ多糖（LPS）は、神経炎症反応を誘発する可能性があり、動物実験ではLPSへの曝露がミクログリアを活性化し、炎症因子の放出を促進し、神経構造を損傷させ、パーキンソン病様の行動変化を誘発することが示されている34。本研究において、一部の低重症度およびFMT後のサブグループでも、アミノ酸代謝、二次代謝産物生合成、膜輸送、複製および修復、ならびに短鎖脂肪酸関連代謝に関連するパスウェイで濃縮が予測された。しかし、これらのパスウェイ解析の結果は、メタゲノム解析やメタボローム解析によって直接測定されたものではなく、16S rRNAシーケンシングから推測されたものであるため、探索的な結果として捉えるべきである。

本研究ではまた、腸内細菌叢の特徴と、パーキンソン病（PD）における運動症状および非運動症状を反映する臨床指標との関連性を評価しました。Wexnerスコアは排便機能を反映し、Hoehn–YahrステージとUPDRSは運動障害の重症度を評価し、PSQIとADLはそれぞれ睡眠の質と日常生活動作能を測定し、NPIは不安やうつなどの神経精神症状を評価します35,36,37。いくつかのOTUは、便秘、睡眠障害、運動障害、機能的状態、および神経精神症状に関連する臨床尺度と関連していました。先行するランダム化比較試験では、FMTがPD患者の自律神経機能および胃腸症状を改善し、腸内細菌叢の複雑性を高める可能性が報告されており、FMTが実行可能な補助的介入となり得ることが示唆されています38。別の研究でも、PD患者において腸内細菌の多様性が変化していることが判明しており、FirmicutesおよびActinobacteriaはUPDRS III、NMSS、Wexner、および39項目のパーキンソン病質問票（PDQ-39）のスコアと正の相関を示した一方、Bacteroidetesはこれらの指標と負の相関を示しました39。それにもかかわらず、本研究で観察された相関関係は因果関係を立証するものではなく、これらの関連性の方向性は慎重に解釈されるべきです。

神経変性疾患に対するFMTを評価する上で、安全性は不可欠な検討事項です。本コホートにおいて報告された有害事象は主に胃腸に関連するものであり、鼓腸、下痢、便秘の悪化、悪心・嘔吐、および腹痛が含まれていました。発熱は記録されず、有害事象によりFMTを中止した患者はいませんでした。これらの結果は、この小規模なコホートにおいてFMTが概して耐容されたことを示唆しています。しかしながら、安全性評価は遡及的な臨床記録および限定的な患者数に基づいています。感染症、誤嚥、ドナー由来の病原体伝播、代謝性合併症、および遅発性有害事象など、稀ではあるが臨床的に重要な合併症を排除することはできません。今後の前向き研究では、有害事象の標準化された定義、能動的な安全性サーベイランス、ドナースクリーニングの文書化、および長期的なフォローアップを含めるべきです。

いくつかの限界を認める必要がある。具体的には、サンプルサイズが小さいこと（n = 6）、対照群がないこと、擬似反復や平均への回帰の可能性がある反復測定デザインであること、および食事、便秘治療、薬剤調整、抗生物質やプロバイオティクスの使用といった潜在的な共変量の記録が不完全であることが挙げられる。参加者は後者の使用を避けるよう指示されていたが、記録にない曝露の可能性を排除できず、それが腸内細菌叢に影響を及ぼした可能性がある。加えて、パーキンソン病やその他の神経疾患の家族歴が体系的に記録されていなかったため、遺伝的または家族的な寄与の評価ができなかった。機能予測は、直接的なメタゲノム解析やメタボローム解析ではなく16S rRNAデータに基づいており、いくつかのOTUは広範な分類レベルでしか注釈付けされていなかったため、生物学的な解釈に制限がある。これらの限界があるため、本知見の解釈には注意が必要である。

それにもかかわらず、この探索的研究は、PD患者においてFMTが便秘関連症状、選択された運動および非運動臨床スコア、胃腸管の有害事象、および探索的な腸内細菌叢プロファイルの変化に関連していたことを示唆しています。これらの知見は、予備的な実臨床データを提供し、便秘を伴うPDに対する微生物叢標的介入のさらなる調査を支持するものです。しかし、サンプルサイズが小さく、回顧的な設計であり、反復測定構造であること、および対照群が存在しないことから、結果の解釈には注意が必要です。PDにおけるFMTの臨床的価値、安全性、および生物学的メカニズムを明らかにするためには、標準化されたFMTプロトコル、事前定義された臨床エンドポイント、厳格な安全性モニタリング、および統合的なマルチオミクス解析を用いた前向き対照研究が必要とされます。

開示事項

利益相反：著者らは利益相反がないことを宣言します。

謝辞

本研究にご協力およびご支援をいただいたすべての共同研究者の皆様に感謝いたします。皆様のご協力と励ましは、私たちの研究にとって非常に貴重なものでした。

資金提供：本研究は、Jiangsu Provincial Key Program for Elderly Health (LKZ2022004) の助成を受けて行われました。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
MiSeqシステムIllumina, Inc.SY-410-100316S rRNA V3に使用されるベンチトップ型ショートリードシーケンシングプラットフォーム–2つの（試薬/サンプル/プライマー等）を用いたV4アンプリコンシーケンス × 300 bp ペアエンド法。
Metagenome@KINWorld Fusion株式会社v2.2.1; https://www.w-fusion.com/metagenome16S rRNAの分類学的割り当ておよび微生物コミュニティ解析に使用される市販ソフトウェア。
微生物同定データベース（細菌）株式会社テクノスルガラボラトリーDB-BA、データベース v10.0; https://www.tecsrg.co.jp/services/enki/微生物同定に使用される細菌16S rDNAリファレンスデータベース。
341FプライマーBGI Genomics Co., Ltd.カスタムオリゴヌクレオチド；カタログ番号なしフォワードプライマー配列：5′-CCTACGGGNGGCWGCAG-3′.
805RプライマーBGI Genomics Co., Ltd.カスタムオリゴヌクレオチド、カタログ番号なしリバースプライマー配列：5'′-GACTACHVGGGTATCTAATCC-3′.
16S rRNA遺伝子シーケンシングサービスBGI Genomics Co., Ltd.（中国、武漢）16S/18S-ITSシーケンシング BGIの16S/18S-ITSシーケンシングサービスは、細菌、古細菌、真菌などの微生物コミュニティの組成および多様性を解析するための包括的なソリューションを提供します。最新のシーケンシング技術を駆使して、環境サンプル、臨床検体、または複雑なバイオームにおける微生物叢の包括的なプロファイリングを可能にします。 サービス内容 16S rRNA遺伝子シーケンシング（細菌および古細菌） 16S rRNA遺伝子の可変領域を標的としたアンプリコンシーケンシングにより、細菌および古細菌の分類学的組成を同定し、多様性を解析します。 18S rRNAおよびITSシーケンシング（真菌および原生動物） 真菌の同定に標準的な内部転写スペーサー（ITS）領域および18S rRNA遺伝子を標的とし、真菌コミュニティおよび原生動物の組成を解析します。 技術的特徴 高精度なシーケンシング：BGIの高度なプラットフォームにより、高精度かつ深層的なリードを提供し、低存在量のタクソン（分類群）の検出を可能にします。 最適化されたパイプライン：サンプルの調製からデータ解析まで、最適化された標準ワークフローを採用し、一貫性と再現性を確保しています。 包括的なデータ解析：分類学的アノテーション、α多様性およびβ多様性の解析、およびコミュニティ構造の視覚化を含む詳細な解析レポートを提供します。 アプリケーション 環境微生物学：土壌、海水、淡水などの環境における微生物群集の変動を調査します。 臨床および医学研究：ヒトの腸内フローラや皮膚微生物叢などのホスト関連微生物叢と疾患の関連性を解析します。 農業および食品科学：作物の根圏微生物や食品の発酵過程における微生物組成の変化を追跡します。 生態学：生物種間の相互作用や、環境変化に伴う微生物コミュニティの遷移を研究します。 ワークフロー サンプル受領および品質チェック DNA抽出（オプション） 標的領域のPCR増幅およびライブラリ調製 高スループットシーケンシング データ処理およびバイオインフォマティクス解析 最終レポートの作成商業的シーケンシングサービスプロバイダー；ライブラリ調製、シーケンシング、および初期品質管理を実施。
Eppendorf Safe-Lock マイクロ遠心チューブ, Biopur, 1.5 mLEppendorf SE'0030121589分注して保存するための、糞便検体用滅菌ポリプロピレンチューブ −80 °C.
LEfSe瀬方研究室/bioBakeryv1.1.2; https://github.com/SegataLab/lefse差分的に存在量が多いタクサおよび予測パスウェイを特定するために使用された、線形判別分析効果量（LEfSe）ソフトウェア。
Tax4Fun2Tax4Fun2開発チームv1.1.5; https://github.com/fjossandon/Tax4Fun216S rRNAデータからKyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG）の機能プロファイルを推定するために使用されるRパッケージ。
microeco RパッケージChi Liu および共同研究者v1.15.0; https://cran.r-project.org/package=microeco微生物の豊度および多様性解析のためのコミュニティ生態学解析および可視化パッケージ。
RソフトウェアR Foundation for Statistical Computingバージョンは未報告；https://www.r-project.org/臨床およびマイクロバイオーム解析に使用された統計計算環境。正確なバージョンについては、著者に確認すること。
GenFMTer自動糞便微生物叢精製システム南京FMTMedical有限公司モデル：GenFMTer; https://en.fmtmed.com/糞便微生物叢懸濁液の標準化された遠心分離、洗浄、および調製に使用される自動化システム。

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