アイスマンの胃の虫が人類のヨーロッパへの拡散の手がかりを与える

約 5,300 年前、イタリアのアルプスの高地で、古代の犯罪現場が展開されました。謎の襲撃者から山の高所に逃げ込んだ 40 歳か 50 歳の男性 (当時としてはかなり高齢) が、肩を矢で射抜かれました。尖らせた石の矢じりが男性の鎖骨下動脈を裂き、男性は失血して数分以内に死亡しました。男性の遺体はゆっくりと氷河の側面に折り重なり、雪と氷に覆われました。遺体は数千年後の 1991 年に、2 人のオーストリア人登山家が偶然、保存されたミイラ化した遺体を発見するまで、そのままでした。

アイスマン、別名エッツィは、おそらくこれまでで最も徹底的に研究されたミイラです。彼の内部と外部のすべてが調査されました。このかわいそうな男は、X線検査、突っつき、つつき、検査、切開など、さまざまな検査を受けました。彼は、ゲノムの配列が極めて詳細に解析された数少ない人物の1人です。しかし、彼がすべての秘密を明かしたかに見えたまさにそのとき、彼は新たな秘密を明かします。

イタリアのボルツァーノにあるミイラとアイスマンの研究所の微生物学者フランク・マイクスナー氏と国際的な科学者チームは最近、アイスマンの体内から採取された絶滅した腸内細菌の株を発見し、そのDNAの配列を解析した。しかし、ヘリコバクター・ピロリ菌はありふれた腸内細菌ではなく、エッツィで発見された株は、初期の人類の地理や移動経路に関する興味深い手がかりを与えてくれる。

この研究結果は本日、科学誌「サイエンス」に掲載された。

ヘリコバクター・ピロリとは？

地球上の人間の半分の胃の酸性壁には、 H. pyloriが棲みついています。この細菌は、少なくとも 10 万年にわたってホモサピエンスとともに進化し、特に人間の胃の酸性環境に適応してきました。アフリカから出てきた最初の現代人の体内に存在し、それ以来、世界中でほぼ同じ地理的分布を辿ってきました。その進化の歴史は人間のそれと非常に絡み合っており、 H. pylori の分布パターンとその多くの株は、言語分布パターンと一致しています。その結果、 H. pylori は、世界中の人類の移動と拡散の歴史を示すマーカーとなっています。

ヘリコバクター・ピロリ菌は親子間で感染するが、個人間でも感染し、特に子供の間で感染する。研究の共著者で南アフリカのベンダ大学の生態学者ヨシャン・ムードリー氏は、「過去10万年間の人間の衛生状態は今とは程遠く、抗生物質も今ほどではなかった。だから、子供が土で遊び、土を食べ、お互いに土を食べさせる…まさにこれがこの菌が広がる仕組みだ」と指摘した。

H. ピロリ菌は特に有益というわけではありませんが (腸内環境全体にとって重要な場合もありますが)、有害になることはほとんどありません。少なくとも現代ではそうです。H. ピロリ菌を保有する 50 % の人間のうち、潰瘍や胃がんを引き起こす病気を発症するのはわずか 10 % です。アイスマンにとって残念なことに、彼が保有していたH. ピロリ菌の現在は絶滅した菌株は毒性が強く、彼の体に炎症反応を引き起こした兆候を示していました。

これを彼の病気のリストに加えましょう。殺害当時、彼は足と背中に関節炎を患い、肋骨骨折は治癒し、手に傷があり（おそらく以前の攻撃によるもの）、血管石灰化（つまり最終的には心臓発作）、そして明らかに乳糖不耐症でした。

どうやってH.ピロリ菌を発見したのでしょうか？

アイスマンの胃の中を調べるために、研究チームはまず彼を解凍しなければならなかった。彼は通常、イタリアのボルツァーノにある南チロル考古学博物館で、気温 20 度、湿度 98 パーセントの温暖な環境で眠っている。この博物館で働く共同執筆者のアルバート・ジンク氏は、「このプロジェクトの最初の課題は、アイスマンの胃からミイラにダメージを与えることなくサンプルを採取することだった」と述べた。解凍後、科学者たちは汗をかきながら、以前の調査で作った切開部から慎重に体内に手を伸ばし、エッツィの乾燥した胃から物質をすくい出すことに成功した。

研究者たちは、ヘリコバクター・ピロリ菌を見つけるために、アイスマンの胃の中にあったものすべてから DNA サンプルを収集するという、メタゲノミクスと呼ばれる鳥撃ち法を採用しました。残念ながら、これによって数百ギガバイトのデータが生成され、ヘリコバクター・ピロリ菌を分離するのは非常に困難でした。

「ヘリコバクター・ピロリ菌の配列を、食品、微生物叢、他の病原菌、土壌細菌など、他のすべての遺伝物質から分離するのは、干し草の山から針を探すようなものでした」と、オーストリア大学のバイオインフォマティクス学者で、この研究の共著者であるトーマス・ラッテイ氏は言う。しかし、彼らはそれを発見し、細菌のゲノムには驚くべきものが含まれていた。アイスマンの胃腸炎菌は、現代のヨーロッパのH.ピロリ菌の株に似ているのではなく、現在北インドで発見されている菌に近いものだった。

これらは一体何を意味するのでしょうか?

現代のヨーロッパで発見されたヘリコバクター ピロリ菌株は、北アフリカ由来の菌株と、当時は中央アジアと西ヨーロッパに広がったが現在は北インドにのみ生息する菌株の 2 つの菌株のハイブリッドです。当初、科学者たちは、この混合はおそらく最終氷河期後のヨーロッパへの移住中に 10,000 年から 52,000 年前の旧石器時代に起こったと推測していました。しかし、エッツィの腸内で発見されたこの菌株は、そうではないことを示唆しています。

アイスマンのピロリ菌は、現在北インドでのみ発見されているユーラシア菌株によく似ており、北アフリカ菌株と混ざっていないという事実は、ヨーロッパへの大規模な移住の波が5,300年前にエッツィが死去した後のある時点で起こったことを示唆している。現代ヨーロッパ人の祖先はエッツィの時代にもまだヨーロッパに住んでいたが、その数はまばらだった。

これからどこへ向かうのか？

この研究の最大の発見の一つは、初期の人類の移動に関するあらゆる発見の中でおそらく忘れ去られているが、この種の研究がそもそも可能であるという事実である。科学者チームは、保存された古代人のしわしわになった内臓から、古代の微生物のゲノムをつなぎ合わせることができた。ホモ・サピエンスの形成に関する膨大な秘密を解き明かすことができる微生物である。

「古代のH. pyloriのゲノムのほぼ完全な配列は他に類を見ないものであり、極めて貴重です」と Rattei 氏は説明します。「これは、将来、新興の古微生物学分野に何を期待できるかというヒントを与えてくれます。」このプロセスにより、南米、アジア、ヨーロッパの湿原ミイラ、さらにはシベリアなど、世界の他の地域の保存されたミイラを調査できると Zink 氏は付け加えます。(エジプトのミイラは防腐処理、つまり臓器の除去が行われていたため、 H. pyloriは検出されませんでした。)

古代人類のしわだらけの腸からピロリ菌をこすり取ることで、現代人の進化の軌跡をたどることができ、現代人に関わる健康の秘密を解明できるかもしれない。ピロリ菌の胃の旅が私たち自身について教えてくれることは、現時点では明らかであるように思われる。そしておそらく、ピロリ菌やその他の腸内細菌を通じて、世界中の他のミイラもアイスマンと同じくらい多くの物語を私たちに語ってくれるだろう。