ビオチンは、ビタミンB7(かつてはビタミンH)とも呼ばれる水溶性のビタミンB群です。体は、脂肪酸の合成、グルコースの合成、一部のアミノ酸の分解に関わる少数のカルボキシラーゼ酵素の補酵素としてビオチンを必要とします。成人に必要な量はごくわずかで、米国の目安量は30 µg/日であり、通常の食事をとっている人では真の欠乏はまれです。
ビオチンは、髪、肌、爪のためのサプリメントとして盛んに宣伝されており、その目安量の数百倍もの用量が使われることもよくあります。血液検査を記録している人にとって最も重要な事実は、利点ではなく検査上の問題です。FDAは(2017年に警告し、2019年に更新)、血液中のビオチンが、トロポニン、甲状腺検査、テストステロンなどのホルモン検査を含む多くの一般的なイムノアッセイで、見かけ上の高値または低値を引き起こしうると警告しています。
このページは、全米アカデミーズの食事摂取基準の報告書、臨床試験、検査室での研究、およびFDAの報告をまとめたものです。教育目的のみの情報であり、医学的助言ではありません。
| 項目 | 詳細 |
|---|---|
| 分類 | 水溶性ビタミンB群(ビタミンB7) |
| 化学式 | C₁₀H₁₆N₂O₃S、244.31 g/mol |
| 成人の目安量(AI) | 30 µg/日;授乳期は35 µg/日 |
| 耐容上限量(UL) | 設定なし;データが不十分 |
| 一般的なサプリメントの含有量 | FDAは、20 mgを含む多くの製品、錠剤あたり最大100 mgを含む一部の製品を把握している |
| 吸収 | 薬理学的な経口用量でも、ほぼ完全 |
| 半減期(公表された報告) | 600 µg摂取後は約1.8 h;300 mgの単回投与後は最大18.8 h |
| 高用量のMS治療薬(MD1003) | EUでの申請は2017年に取り下げ;第3相試験(SPI2)は2020年に失敗 |
| 主な安全性の問題 | ビオチン-ストレプトアビジン系の検査への干渉(FDAの安全性情報、2017年および2019年) |
概要
ビオチンは硫黄を含む小さな分子で、5-[(3aS,4S,6aR)-2-oxo-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrothieno[3,4-d]imidazol-4-yl]pentanoic acid、化学式はC₁₀H₁₆N₂O₃Sです(PubChem)。1927年に初めて記載されましたが、ビタミンとして完全に認められるまでには、その後40年近くかかりました(IOM 1998)。
その役割は、カルボキシラーゼの共有結合型の補酵素として働くことです。ホロカルボキシラーゼ合成酵素が各カルボキシラーゼにビオチンを結合させ、不活性な酵素を活性型の酵素に変えます(Mock, J Nutr 2017)。主な酵素は次のとおりです。
| 酵素 | 主な役割 |
|---|---|
| アセチルCoAカルボキシラーゼ(ACC1およびACC2) | 脂肪酸合成の出発点であるマロニルCoAをつくる |
| ピルビン酸カルボキシラーゼ | グルコースの合成(糖新生)に必要なオキサロ酢酸をつくる |
| メチルクロトノイルCoAカルボキシラーゼ | アミノ酸であるロイシンの分解 |
| プロピオニルCoAカルボキシラーゼ | 一部のアミノ酸と奇数鎖脂肪酸の分解 |
これらの酵素が分解されると、ビオチニダーゼという酵素がビオチンを遊離させ、再利用できるようにします(IOM 1998)。
体内での動態
食品中のビオチンの大部分はタンパク質と結合しています。ビオチンは食品に広く含まれていますが、濃度は大きく異なります。肝臓には100 gあたり約100 µg含まれる一方、果物やほとんどの肉類には100 gあたり約1 µg含まれます(IOM 1998)。生卵白に含まれるタンパク質であるアビジンは、小腸でビオチンと結合し、その吸収を妨げます。
経口のビオチンは非常によく吸収されます。クロスオーバー試験では、健康な成人6人がいくつかの用量で経口または静脈内のビオチンを摂取し、尿中回収率から、最大の経口用量でも**生物学的利用能は約100%**であることが示唆されました(Zempleni & Mock, AJCN 1999)。ビオチンとその主な代謝物であるビスノルビオチンおよびビオチンスルホキシドは、尿と血漿中に約3:2:1の比率で現れます(IOM 1998)。
ビオチンが血液中にとどまる時間は、用量に大きく左右されます。
| 知見 | 出典 |
|---|---|
| 半減期は、600 µg摂取後は約1.8 h、300 mgの単回投与後は最大18.8 h | Li et al., JAMA 2017がまとめた研究 |
| 5–150 mgの単回投与後2–4 hで血中濃度が最高値に(ボランティア8人、各用量2人) | Kabiri et al., J Clin Lab Anal 2021 |
| 単回投与後24 hの時点でも、ボランティア8人のうち5人でビオチンが50 ng/mLを上回っていた | Kabiri et al. 2021 |
| 10 mg/日を7日間摂取した後、ビオチンの平均値は3,600 pg/mL(測定法の上限)を超え、中止後7日でベースラインに戻った | Li et al., JAMA 2017 |
これらの数値が重要になるのは主に臨床検査においてで、後述します。
食事摂取基準値
米国医学研究所(IOM、現在の全米医学アカデミー)は、平均必要量を推定するにはエビデンスが乏しすぎたため、推奨量(RDA)ではなく**目安量(AI)**を設定しました。成人のAIである30 µg/日は、母乳栄養の乳児の摂取量から外挿されたものです(IOM 1998)。
| ライフステージ | AI(µg/日) |
|---|---|
| 0–6か月 | 5 |
| 7–12か月 | 6 |
| 1–3歳 | 8 |
| 4–8歳 | 12 |
| 9–13歳 | 20 |
| 14–18歳 | 25 |
| 19歳以上の成人(男性および女性) | 30 |
| 妊娠期 | 30 |
| 授乳期 | 35 |
報告書は、ヒトでも動物でもビオチンによる有害作用の報告はないとし、耐容上限量は設定しませんでした。また、ビオチン反応性の遺伝性疾患のある人で、毎日200 mgまでの経口用量が、毒性の報告なく用いられてきたことにも触れています(IOM 1998)。この報告書は、検査への干渉が認識される前のものであり、検査への干渉こそ、現在では高用量の主な実際上のリスクです。
食事からの摂取量の推定値は、欧米の集団では35–70 µg/日前後で、AIを上回っています(Patel et al., Skin Appendage Disord 2017)。米国国立衛生研究所(NIH)の栄養補助食品局のビオチンに関するファクトシートも同じ基準値を扱っていますが、ここでは元となる全米アカデミーズの報告書を引用しています。
欠乏症
明らかなビオチン欠乏はまれです。十分に記録されている症例は、いくつかのグループに分かれます(Mock, J Nutr 2017;IOM 1998)。
- ビオチンを添加しない長期の静脈栄養(経静脈栄養)。
- 生卵白を長期間、大量に食べること。
- ビオチンを失う遺伝性疾患、主にビオチニダーゼ欠損症とホロカルボキシラーゼ合成酵素欠損症。
透析を受けている人も、より多くのビオチンが必要になることがあります(IOM 1998)。
成人での典型的な徴候は次のとおりです。
- 髪が薄くなり、しばしば髪の色が失われる。
- 目、鼻、口の周りの赤く鱗屑を伴う発疹。
- うつ、無気力、幻覚、手足のしびれ感などの神経症状。
ビオチンを含まない静脈栄養を受けた乳児では、3–6か月以内に症状が現れました。生卵白を与える研究では、ビオチン依存性の酵素の一つが働きを落とすと蓄積するロイシンの分解産物である尿中の3-ヒドロキシイソ吉草酸が、ボランティア10人全員で14日目までに異常に上昇しました(IOM 1998)。
妊娠は、軽度の欠乏が多い可能性がある唯一の状況です。Mockが引用した研究では、健康な妊婦のかなりの割合で、3-ヒドロキシイソ吉草酸の排泄量の増加が認められました。管理された食事(約60 µg/日、AIの二倍)をとっている妊娠後期の女性でも、排泄量は対照群より高いままでした。軽度の欠乏はマウスでは催奇形性がありますが、ヒトで先天異常を引き起こすかどうかは証明されていません(Mock, J Nutr 2017)。
研究でわかっていること
欠乏のない人における髪と爪
髪や爪に対するビオチンの評判は、主に、欠乏すると脱毛や発疹が起きるという事実に由来しています。しかし、そのことは、すでに十分な量をとっている人にビオチンを追加しても役立つという意味ではありません。
系統的レビューでは、髪や爪の変化に対するビオチンの使用が報告された症例は18件でした(Patel et al., Skin Appendage Disord 2017)。
- すべての患者に、 髪や爪の成長不良の基礎的な原因がありました。
- 18人のうち10人は、遺伝性の酵素欠損症(ビオチニダーゼまたはホロカルボキシラーゼ合成酵素)でした。
- 3人は櫛不能毛症候群、3人は脆弱爪症候群でした。
- 健康な人を対象としたランダム化比較試験はありませんでした。
著者らは、健康な人の髪と爪の成長に対するビオチンの有効性は証明されていないと結論づけました。
特に脆弱爪については、エビデンスは小規模で、対照がありません。走査型電子顕微鏡を用いた研究では、ビオチン使用の前後で測定した脆弱爪の患者8人で爪の厚さが25%増加し、二つ目の群の14人では7%増加したと報告されました(Colombo et al., J Am Acad Dermatol 1990)。その後のレビューは、結果は有望だが、より大規模な対照試験が必要だと判断しました(Lipner & Scher, J Dermatolog Treat 2018)。
「髪の成長のためのビオチン」について。 エビデンスは、欠乏症や特定の髪・爪の疾患のある人での症例報告と、脆弱爪を対象とした小規模な対照のない研究に限られています。ビオチンの状態が正常な人で、ビオチンによって髪が生えることを示したランダム化試験はありません。
進行型多発性硬化症における高用量ビオチン
医薬品グレードの高用量ビオチン製剤MD1003が、進行型多発性硬化症(MS)を対象に、100 mgの一日三回投与(300 mg/日)、つまりAIの約10,000倍で試験されました。損傷した神経線維でのエネルギー産生を高め、ミエリンの修復を支える可能性があると考えられたためです(Mock, J Nutr 2017)。
| 試験 | デザイン | 主要評価項目の結果 |
|---|---|---|
| MS-SPI(Tourbah et al., Mult Scler 2016) | 患者154人、EDSS 4.5–7;MD1003(n = 103)とプラセボ(n = 51)を12か月間 | 障害の改善は12.6%対0%(p = 0.005) |
| SPI2(Cree et al., Lancet Neurol 2020) | 13か国の患者642人、EDSS 3.5–6.5;MD1003(n = 326)とプラセボ(n = 316) | 改善は12%対9%;オッズ比1.35(95%信頼区間 0.81–2.26)、有意ではない |
規模の小さいMS-SPI試験は陽性でした。規模の大きい第3相のSPI2試験は陽性ではありませんでした。その著者らは、利益がないことと、検査への干渉による害のリスクの両方を理由に、MD1003は進行型MSに対して「推奨できない」と結論づけました。SPI2は、製造元のMedDay Pharmaceuticalsの資金提供を受けていました。
メタアナリシスでは、三件のランダム化試験(患者889人)がまとめて解析されました。進行型MS(試験2件、患者796人)では、障害改善の複合評価項目はプラセボと有意には異なりませんでした(相対リスク2.87、95%信頼区間 0.29–28.40)。検査への干渉は、ビオチンを投与された患者の**662人中31人(4.7%)**で起こり、プラセボ群では起こりませんでした(Espiritu & Remalante-Rayco, Mult Scler Relat Disord 2021)。
欧州では、MedDayは2017年11月にMD1003(Qizendayとして)の販売承認申請を取り下げました。EMAの委員会は暫定的に、有効性データが十分に確固たるものではなく、利益がリスクを上回らないと結論づけていました(EMA)。
副作用とリスク
直接的な毒性
ビオチン自体の直接的な毒性は、入手可能なデータでは低いものです。全米アカデミーズは有害作用の報告を見つけませんでした(IOM 1998)。SPI2では、治療下で発現した有害事象はビオチン群の84%、プラセボ群の85%に起こり、重篤な有害事象はそれぞれ26%に起こりました(Cree et al. 2020)。高用量で記録されている主な害は間接的なもので、誤った検査結果です。
検査への干渉に関するFDAの警告
2017年11月28日、FDAは安全性情報を発表し、ビオチンが特定の検査に「大きく干渉する」可能性があり、気づかれないままの誤った結果を引き起こしうると警告しました(FDA 2017)。2019年11月5日には警告が更新されました(FDA 2019)。要点は次のとおりです。
- ビオチンは、検査によって、見かけ上の高値または低値の結果を引き起こしうる。
- FDAは、影響を受けることが知られているトロポニン検査でトロポニンが見かけ上の低値となった後に、高用量のビオチンを摂取していた患者が死亡したという報告を受けた。
- 心血管系の検査やホルモン検査を「含むがこれらに限らない」、多くの検査が影響を受ける可能性がある。
- 髪、肌、爪のためのサプリメントの多くには、毎日の推奨摂取量の最大650倍が含まれている。医師は、MSなどの病態に対して最大300 mg/日を勧めることがある。
- 2019年の更新では、一部の検査メーカーは問題を修正したが、そうでないメーカーもあり、FDAはトロポニンの見かけ上の低値の報告を受け続けていると述べた。FDAは、ビオチンの干渉を依然として受けるトロポニン測定法の一覧を公表した。
- 最大300 mg/日を摂取している人の検体には、最大1,200 ng/mLのビオチンが含まれている可能性がある。
- FDAは、検査の何時間前からビオチンを中止すれば誤った結果を防げるかを知るのに十分な情報はないと述べた。
ビオチンがこれらの検査を狂わせる理由
多くの自動化されたイムノアッセイは、ビオチンとタンパク質のストレプトアビジンとの極めて強い結合を利用して、検査の複合体を捕捉します。患者の血液中の余分なビオチンがストレプトアビジンの結合部位を占めてしまいます。その後に何が起こるかは、測定法の形式によって異なります(Mock, J Nutr 2017;Stieglitz et al., J Endocr Soc 2018;Kabiri et al., J Clin Lab Anal 2021)。
| 測定法の形式 | 主な用途 | 過剰なビオチンの影響 |
|---|---|---|
| サンドイッチ法(免疫測定法) | 大きな分子:TSH、トロポニン、FSH、LH、PTH、プロラクチン | 見かけ上の低値 |
| 競合法 | 小さな分子:テストステロン、エストラジオール、コルチゾール、T4、T3 | 見かけ上の高値 |
ある検査が影響を受けるかどうかは、分析対象物質だけでなく、製造元と具体的な測定法の設計によって決まります。質量分析(LC-MS/MS)法はビオチン-ストレプトアビジン系の捕捉を使わないため、影響を受けません(Stieglitz et al. 2018)。
具体例
トロポニン(心臓発作の診断)。 Roche Elecsysの測定法を用いた添加実験では、トロポニンTとTSHが最も感度が高く、ビオチン濃度が15.6–31.3 ng/mLという低さでも干渉が認められました。500 ng/mL以上では、試験したすべての測定法で有意な干渉が見られました(Trambas et al., Ann Clin Biochem 2018)。実際にどのくらいよくあることかは次のとおりです。
| 集団 | 認められたビオチン濃度 | 出典 |
|---|---|---|
| 救急外来の患者1,442人 | 7.4%が10 ng/mL以上(Rocheのイムノアッセイで知られている最も低い干渉閾値) | Katzman et al., Clin Biochem 2018 |
| 調査した外来患者1,944人 | 7.7%がビオチンを摂取していると報告 | Katzman et al. 2018 |
| 急性冠症候群が疑われる救急患者797人 | 0.13%が20 ng/mLを上回った(新しいトロポニンT測定法の干渉閾値) | Mumma et al., Clin Chem Lab Med 2020 |
この新しいトロポニンT測定法について、Mummaらは、ビオチンによって心臓発作が見逃されるリスクを、最初の検体で約0.026%と推定しました。検査ごとのリスクは低いものの、FDAの死亡報告は、何がかかっているのかを示しています。
甲状腺検査。 ビオチンは結果を甲状腺機能亢進症という誤った像の方向に偏らせます。TSH(サンドイッチ法)は低く、T4とT3(競合法)は高く読み取られます。
- 10 mg/日を7日間摂取した健康な成人6人では、ビオチンを用いる測定法23件のうち9件で干渉が認められ、ビオチンを用いない測定法14件ではいずれも認められませんでした。あるTSH測定法は0.15 mU/L未満に低下し、甲状腺機能が正常な人でも甲状腺中毒症を疑わせるほどの低さでした。遊離型および総T3とT4の測定法のいくつかは、見かけ上の高値を示しました(Li et al., JAMA 2017)。
- MS-SPI試験では、高用量のビオチンを摂取した患者6人が甲状腺機能亢進症として記録されました。そのうち5人は、真の疾患ではなく検査の干渉と判断されました(Tourbah et al. 2016)。
テストステロン、FSH、LH。 5 mg/日のビオチンを摂取していた48歳の女性が、テストステロンを産生する腫瘍の可能性について調べられ、外科的処置が予定されました(Stieglitz et al., J Endocr Soc 2018)。
| 検査 | ビオチンの影響を受けるイムノアッセイ | ビオチンを用いない方法 |
|---|---|---|
| 総テストステロン(基準値 6–77 ng/dL) | 初回受診時は232 ng/dL | LC-MS/MSで15 ng/dL(後日、ビオチンを摂取中のまま測定) |
| 朝のコルチゾール | 115 µg/dL(非常に高い) | LC-MS/MSで尿中・唾液中コルチゾールは正常 |
| TSH | 0.06 mIU/mL(低い) | ビオチンを用いない測定法で1.1 mIU/mL |
| FSHとLH | 更年期移行期の状態から予想されるより低い | — |
測定された血中ビオチンは38 ng/mLで、ビオチンの摂取をやめた後に異常な結果は解消しました。TSHのイムノアッセイは、中止から2週間後もまだ異常でした。
高用量のビオチンを摂取しているMS患者とボランティアの血漿検体23件(ビオチン 31.7–1,160 µg/L)では、FSHやLHを含むRocheのホルモン測定法の結果の大半が異常でした。検査室で検体からビオチンを除去した後は、正常になりました(Piketty et al., Clin Chem Lab Med 2017)。干渉を抑制したと表示されているRocheの測定法59件を調べた研究では、テストステロン、エストラジオール、プロゲステロンを含む競合法の測定法は、全体として、わずか10 ng/mLのビオチンを添加しただけで平均20.8%高く読み取られました。その研究のサンドイッチ法の測定法(FSH、LH、SHBGを含む)は、予測どおりに振る舞うとは限りませんでした(Kabiri et al., J Clin Lab Anal 2021)。
血液検査を記録している人にとってこれが重要な理由
テストステロン療法やその他のホルモンの使用をモニタリングするための検査項目には、テストステロン、エストラジオール、LH、FSH、TSHが含まれることがあり、これらはすべて上記の研究に登場しています。影響を受ける測定法では、髪、肌、爪のための製品によって、もっともらしく見えるのに誤った結果が出ることがあります。たとえば次のようなものです。
- テストステロンやエストラジオールが、実際よりも高く読み取られる。
- LHとFSHが実際よりも低く読み取られ、抑制されているように見えることがある。
- TSHが低く、T3とT4が高く、甲状腺機能亢進症のように見えることがある。
- 胸痛の際に、トロポニンが見かけ上の低値になる。
FDAは、患者に対し、マルチビタミンや、髪、肌、爪のための製品に含まれるものも含めて、ビオチンについて医療者に伝えるよう勧めています。また、医療者に対しては、検査室に伝えること、結果が臨床像と合わないときにはビオチンを考慮することを勧めています(FDA 2019)。検査の前にどのくらいの期間やめるべきかについての指針は、一致していません。
- FDAは、安全な待機期間を定めるにはデータが不十分だと述べています。
- Liらは、研究と同じく約一週間やめることが望ましい可能性があると示唆しました(Li et al., JAMA 2017)。
- 単回投与のボランティアでは、24 h後もビオチンは高いままで、Rocheの一部の測定法に記載されている最低8 hより長く続きました(Kabiri et al. 2021)。
もう一つの選択肢は、利用できる場合に、テストステロンに対するLC-MS/MSのような、ビオチンを用いない方法を使うことです。
関連する微量栄養素のページとして、ビタミンB12と亜鉛も参照してください。
要点
- ごく少量で足りる必須のビタミンB群です。 成人の目安量は30 µg/日(授乳中は35 µg/日)で、ほとんどの食事でまかなえます。
- 欠乏はまれです。 主に、ビオチンを含まない静脈栄養、生卵白の長期摂取、ビオチニダーゼ欠損症などの遺伝性疾患で起こります。妊娠では軽度の欠乏が起こることがあります。
- 健康な人の髪や爪に対する良好なエビデンスはありません。 報告されている利益は、欠乏症や特定の疾患のある人でのもの、および小規模で対照のない脆弱爪の研究によるものです。
- 高用量のビオチンは進行型MSで失敗しました。 第3相のSPI2試験(患者642人、300 mg/日)は有意な利益を示さず、EUでの申請は取り下げられました。
- 主なリスクは誤った検査結果です。 FDAは、ビオチンがイムノアッセイを見かけ上の高値または低値にしうると警告しており、これにはトロポニン、甲状腺検査、テストステロン、エストラジオール、FSH、LHが含まれます。トロポニンが見かけ上の低値となった後の死亡が一例報告されています。
- ビオチンの使用は検査依頼書に記載すべきです。 FDAは、患者にはビオチンを含む製品について医療者に伝えるよう、医療者には検査室に伝え、結果が臨床像と合わないときにはビオチンを疑うよう求めています。
出典
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