암, 비만, 아토피 등.. 질병의 열쇠! 장내미생물분석(검사)_한국의과학연구원 마이크로바이옴분석센터

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암, 비만, 아토피 등.. 질병의 열쇠! 장내미생물분석(검사)_한국의과학연구원 마이크로바이옴분석센터

크립스

2020. 3. 6. 15:02

 

미국, 유럽 중심으로 진행된 '휴먼 마이크로바이옴 프로젝트'는 우리 몸의 중요 부위에 분포하는 미생물의 유전체 정보를 밝혀내겠다는 계획인데, 현재 1단계가 끝난 상태다. 인간 게놈 프로젝트에서 유전체를 연구하면 건강을 제어할 수 있다고 생각했던 것처럼, 휴먼 마이크로바이옴 프로젝트는 미생물을 이해하면 우리 건강을 제어할 수 있을 것이라는 생각에서 시작됐다. 과거에는 질환 발병 요인 중 유전적 요인을 50~60%로 추정했지만, 요즘은 비유전적(환경적) 요인이 60% 이상을 차지하며, 그 중에서도 장내미생물이 중요시되고 있다. 미생물의 양, 수, 다양성을 포함해 균의 전체적인 분포도를 균총(microbiota)이라고 한다. 질환과 장내 균총의 상관관계에 대해 세계적으로 많이 연구되고 있는데, 장내미생물에 따라 항암제 투여 효과가 달라진다는 연구 결과도 있으며 장내 균총이 바뀌면 면역계와 신경계가 가장 큰 영향을 받는다.

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평생의 건강을 좌우하는 영유아의 장내미생물구성은 아이가 태어낸 순간에 섭취하는 수유가 어느것이냐에 따라 크게 좌우되기도 한다. 자료출처 - 한국의과학연구원 마이크로바이옴분석센터

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유아 아토피 원인의 50%가 장내미생물 ?

아토피 면역작용에 장내미생물이 관여한다

장내미생물이 건강에야 인체와 정신이 건강해진다는 논문들이 끊임없이 쏟아져 나오고 있다. 아직 아토피 피부염의 원인이 명확하게 밝혀지진 않았지만, 국내 연구진이 영아 장(腸) 내에 존재하는 미생물 중 특정 미생물이 적어지면 아토피 질환 위험이 증가할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 연구진은 마이크로바이옴에 영향을 주는 요인을 최대한 통제하기 위해 생후 6개월 영아 중 항생제를 추여한 적이 없는 영어들의 분변을 이용해 마이크로바이옴을 분석했다. 그 결과 특정 유전자가 적으면 아토피피부염 발달이 활발해지는 것으로 나타났다. 특정 유전자가 적다는 것은 마이크로바이옴에서 특정 미생물이 적다는 것을 뜻한다. 연구진은 모유-분유 혼합 수유 집단 내의 아토피피부염 영아들의 경우 장내 점막에 있는 뮤신이라는 당단백질을 분해하는 미생물3종(Akkermansia muciniphila, Ruminococcus gnavus, Lachnospiraceae bacterium 2_1_58FAA)이 적다는 사실을 밝혀냈다. 영아 장내미생물은 뮤신 분해 미생물이 만들어내는 당을 섭취해 생장하는데 뮤신 분해 미생물이 감소하면 장내미생물이 감소하고 이에따라 영아의 면역 발달을 돕는 미생물도 적어지면서 아토피 질환 위험이 커지는 것으로 연구진은 분석했다. 아토피는 유익균으로 알려진 유산균을 꾸준히 섭취해주면 방어 효과가 있는데, 특히 비피더스 균들이 아토피에 효과가 좋은 것으로 알려져 있다.

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점점 증가하는 비만관련 질환의 유병률

마우스를 이용한 비만에 영향을 주는 장내미생물 기전 연구

지난 수천 년간 농작물의 수확과 공급의 획기적 발전은 인체에 과도한 양의 에너지를 가져다 주었다. 에너지원의 확보는 초과에너지를 지방에 저장하여 비만을 발생시키게 되었다. 이제 비만은 질병으로 분류되고 있으며, 제2형 당뇨병, 심혈관 질환, 골관절염, 일부 암, 수면무호흡증, 천식과 비알콜성 지방간과 연관성이 보고되고 있다. 우리나라 비만 인구는 아직 선진국에 비해서는 우려할 수준에 이르지 않았는지 몰라도 건강유지 목적이 아니라 외모 관리를 위해 무리하게 체중을 감량하는 젊은 여성들이 많고 이에 편승하려 건강을 해칠 수도 있는 비과학적인 방법들이 성행되고 있어 국민 건강에 심각한 위협이 되고 있는 현실이다.

비만의 치료는 다른 만성질환의 치료보다 더욱 어렵고 재발이 쉬워 비만 치료 전에 환자 및 치료자가 충분히 준비를 해야하며 치료 목표 또한 개개인의 건강 상태와 조건에 맞게 현실적으로 설정하는 것이 바람직하다. 체중 감량을 시도하면서 환자가 기대하는 것보다 체중이 잘 줄어들지 않는 경우가 있는데, 이는 운동을 하면서 체지방이 근육이나 수분으로 대치되는 경우에 나타날 수 있는 현상이다. 또한 체중은 많이 줄어들지 않았지만 운동을 하는 경우 허리둘레가 줄어들 수 있으므로 단순히 체중만 측정하기보다는 체지방과 허리둘레 등을 정기적으로 측정하는 것이 바람직하다. 비록 체중이 감량되지 않는다 하더라도 혈압, 혈당, 혈청, 지질 등의 대사 지표가 개선되는 경우가 많다. 비만치료에 가장 효과적인 방법은 행동치료를 포함한 식사 조절과 운동치료의 병합치료이지만 어려울 경우 약물이나 수술적 방법을 통한 개선을 기대하는 추세이다.

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장내미생물은 암의 발현과 예방에 직·간접으로 영향을 준다

장내미생물은 단순 건강유지를 넘어 암의 발현과 예방에 직.간접으로 영향을 주고 있는 것이 확인되고 있다.

현재까지도 가장 무서운 질병 1위인 암. 암세포에도 장내미생물이 영향을 준다는 연구 결과들이 있다. 우리 몸의 면역체계를 강화시켜 암을 치료하는 3세대 면역항암제는 치료 효과가 높고 부작용 적다. 의료계에서는 이 같은 이유로 항암제 시장에서 면역치료가 차지하는 비중이 갈수록 높아질 것으로 예측한다. 과학저널 '사이언스'에는 장내미생물 구성이 면역요법에 대한 환자의 반응에 어떤 영향을 미치는지를 보여주는 두 개의 새로운 연구가 소개됐다. 한 연구에서는 항생제가 장내미생물군에 영향을 미쳐 면역치료의 효과를 떨어뜨리는 것으로 나타났다. 다른 연구에서는 면역요법에 잘 반응하는 환자는 그렇지 않은 환자들에 비해 장내에 '좋은 장내미생물(유익균)'이 더 풍부하게 존재하는 것으로 밝혀졌다. 이들 연구는 모두 건강한 장내미생물군을 유지하는 것이 암과 싸우는데 도움을 준다는 사실을 보여준다.

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장에서 변이를 일으킨 알파-시누클레인 단백질이 미주신경을 타고 뇌로 이동하는것이 가능하며, 이 경로를 차단하면 파킨슨병의 여러 증상을 방지할 수도 있다.

최근에는 마이크로바이옴에 의해 Parkinson(파킨슨병)이 창자에서 시작된다는 연구 발표도 있었다. 실험쥐 실험을 통해 장내 유해균이 파킨스병을 유발시킨다는 사실이 2016 년 12 월 Parkinson 논문저자 Rob Knight, Sarkis K. Mazmanian, Ali Keshavarzian, Kathleen M. Shannon이 밝혔졌다. 또한 캘리포니아 공대(Cal Tech: California Institute Technology) 연구자들이 동물 실험에서의 결과를 근거로 장내 미생물이 파킨슨병과 밀접한 관련이 있음을 보고했다.(Sampson et al., Gut Microbiota Regulate Motor Deficits and Neuroinflammation in a Model of Parkinson’s Disease., Cell, 2016) 파킨슨병 환자에서 나타는 전형적인 뇌손상은 알파-시누클레인(αS: α-synuclein)이라는 단백질이 뇌세포 사이에서 감염병처럼 번져나가는 것이라고 한다. 연구진들은 만성적인 세균성 장염에 걸린 환자의 경우 장벽의 신경에 세균을 처치하려고 몰려든 αS단백질이 종국에는 그것들이 뇌로 이동하여 파킨슨 병을 일으킬 수 있다고 한다. 이렇기 때문에 장-뇌 면역축(gut-brain immune axis)에 대한 논문도 끊임없이 연구되고 있다.

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한국의과학연구원 차세대염기서열(Next Generation Sequencing) 장내미생물분석 프리미엄서비스

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우리는 매일 섭취하는 식이에 의해 장내미생물의 구성과 다양성이 결정지어지고 이로 인해 숙주의 면역체계가 조절된다. 건강한 상태를 유지하기 위해 중요한 이 세가지 요소의 상호 조절 작용을 이해하고 조절 기전을 밝히는 것이 다양한 질병을 이해하는 근간이 될 것이다. 한국의과학연구원 마이크로바이옴분석센터는 기존 장내세균분석 방식과 차세대염기서열분석(Next Generation Sequencing)방식이 적절히 구성된 차세대 장내미생물분석(프리미엄서비스)을 진행한다고 밝혔다. 기존 방식은 정량분석의 장점을 가지고 있었으나, 장내미생물 분석이 속(Genus)개념에서 단순히 이뤄지면서 많은 정보를 확인하는데는 한계가 있었다. 프리미엄장내미생물분석의 경우, 기존의 정량분석과 Metagenome분석을 병행함으로써 보다 많은 건강 정보를 줄 수 있게 되었다.​ 장내미생물분석(장내세균분석)검사 서비스는 한국의과학연구원 협력 의료기관에 신청하여 이용이 가능하다.

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