폐혈증 악화시키는 장내 미생물 찾았다…차세대 예측·예방법 제시

생명연-충북대 공동연구

특정 장내 미생물에 의한 치명적 패혈증 유발 기전 설명 그림(한국생명공학연구원 제공) /뉴스1

한국생명공학연구원은 감염병연구센터 서휘원·류충민 박사 연구팀이 충북대학교 김두진 교수팀과 공동연구를 통해 장내 특정 미생물이 패혈증을 치명적으로 만든다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다고 22일 밝혔다.

폐혈증은 세균 감염에 대한 체내 면역 반응이 통제 불능 상태로 폭주해 장기까지 파괴하는 치명적인 질환이다. 중환자실에서 발생하는 다제내성균 감염 시 사망률이 매우 높은 것으로 알려져 있다.

똑같은 세균에 감염되더다도 환자마다 생존 여부가 크게 달라지는데, 이 같은 현상을 결정하는 ‘염증 반응 민감도’가 장내 미생물과 연결돼 있다는 사실은 밝혀졌으나 구체적인 원인과 기전 연구는 부족했다.

연구팀은 유전적으로 똑같은 실험쥐라도 장 속 미생물의 종류가 다르면 감염 결과가 완전히 달라진다는 점에 착안했다.

똑같은 양의 병원세균을 주입했을 때 어떤 쥐들은 건강하게 살아남은 반면, 특정 미생물이 많은 쥐들은 면역계가 과도하게 반응하며 훨씬 더 빠르게 상태가 악화돼 생존율이 떨어졌다.

분석 결과, 생사를 가른 핵심 원인 중 하나는 ‘무리바큘라세아’라는 장내 세균 그룹이었다. 이 중 ‘상게리박터 무리스’라는 특정 세균이 만들어내는 물질은 면역세포를 지나치게 예민한 상태로 바꿔 병원균이 침입했을 때 면역계가 필요 이상으로 강하게 반응하도록 유도했다.

연구팀은 이 현상이 실제 장내 미생물 때문인지 확인하기 위해 대변이식과 같이 장내 미생물을 서로 교환하는 실험도 진행했다.

그 결과, 감염에 강했던 실험쥐에 위험한 장내 미생물을 옮기자 생존율이 낮아졌고, 반대로 상대적으로 건강한 장내 미생물을 옮긴 경우에는 생존율이 개선되는 현상이 나타났다.

이번 연구의 핵심은 특정 장내 미생물이 만들어내는 아주 작은 물질들이 우리 몸의 면역세포를 정상 범위를 넘어 지나치게 예민한 상태로 미리 바꿔놓는다는 점이다.

향후 장내 미생물을 조절해 감염 취약성을 낮추거나, 중증 패혈증 위험을 미리 예측하는 새로운 감염 관리 전략으로 이어질 가능성을 제시했다.

항생제 내성균 감염처럼 치료가 어려운 상황에서도 장내 미생물 기반의 새로운 면역 조절 기술로 확장될 가능성도 기대된다.

연구책임자 서휘원 박사는 “이번 연구는 장내 미생물이 우리 몸의 면역 반응 강도를 조절해 감염 결과를 바꿀 수 있다는 점을 보여준 사례”라며 “향후 장내 미생물 기반의 감염 예측 및 면역 조절 기술 개발로 이어질 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

과학기술정보통신부 바이오·의료기술개발사업, 생명연 주요사업 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재됐다.

(대전=뉴스1)