분당서울대병원 소화기내과 김나영 교수팀 “과민성장증후군 동물모델서 성별 따라 치료 반응 달라”…맞춤형 치료 근거 제시

● 복통·설사 등 반복되는 과민성장증후군, 삶의 질과 일상생활에 큰 영향... 미생물 기반 치료법 주목

● 남녀 차이 큰 질환이지만 미생물 기반 치료법에 성차 반영 연구 부족한 실정, 성별 효과 분석 연구 수행

● 수컷 쥐 모델에서 유익한 미생물 투여 시 장내 비만세포 감소 및 프로피온산 증가... 면역 환경 안정화 시사

● 암컷은 면역 안정보다 염증반응 억제 경로 작용 추정, 성별에 따른 차이 드러나

● 인간 대상 임상시험 등 후속 연구 필요, 성차 기반 정밀 치료전략 마련에 기여 전망

   분당서울대병원 소화기내과 김나영 교수·송진희 박사·이동호 교수 연구팀은 과민성장증후군 동물실험을 통해 건강한 성인의 대변으로부터 분리·동결건조한 미생물 제제(이하 ‘대변미생물’)와 프로바이오틱스 ‘비피도박테리움 롱검(B. longum)’이 성별에 따라 서로 다른 미생물·면역 반응을 유도한다는 연구 결과를 발표했다.

▲(사진 왼쪽부터) 분당서울대병원 소화기내과 김나영 교수, 송진희 박사, 이동호 교수

과민성장증후군은 뚜렷한 구조적 이상 없이 복통이나 복부 불편감이 발생하고 설사·변비 등 배변 습관의 변화가 반복되는 증후군으로, 국내 환자만 150만 명 이상으로 보고되는 비교적 흔한 기능성 장 질환이다. 생명을 위협하지는 않지만, 시도 때도 없는 설사나 복통 등으로 삶의 질과 일상생활에 큰 영향을 미쳐 우울증으로 이어지는 등 악순환을 겪는 환자가 많다.

이러한 과민성장증후군은 △스트레스 △장내미생물 불균형 △장 점막의 면역 활성화 △장-뇌 축 이상 등이 복합적으로 관여해 발생하는 것으로 알려져 있다. 식이조절이나 진경제, 항우울제 같은 치료들이 증상을 줄이는 데는 도움이 되지만, 병의 원인이 되는 장내 환경 자체를 근본적으로 바꾸는 데는 한계가 있다. 이에 따라 최근에는 프로바이오틱스나 대변미생물 등 장에 유익한 미생물을 투여해 장내미생물 환경을 조절하는 치료법이 주목받고 있다.

문제는 여성에서 과민성장증후군의 유병률이 더 높고 증상도 두드러지는 등 남녀 차이가 큰 질환임에도 불구하고, 미생물 기반 치료의 효과나 작용 경로 등을 성별에 따라 분석한 연구는 매우 부족하다는 점이다. 과민성장증후군에 영향을 미치는 장내미생물 환경, 면역 반응, 장 투과성, 스트레스 반응은 모두 성별과 성호르몬의 영향을 받아, 같은 치료라도 성별에 따라 결과가 다르게 나타날 가능성이 크다.

이에 연구팀은 반복적인 스트레스로 과민성장증후군과 유사한 상태를 만든 수컷·암컷 실험쥐에 건강한 성인의 대변에서 얻은 동결건조 미생물 제제(대변미생물)와 프로바이오틱스 B. longum을 각각 투여한 뒤, 배변량과 장 점막 비만세포(mast cell)의 변화, 장내미생물 구성, 지방산 변화 등을 비교 분석하는 연구를 수행했다.

연구 결과, 수컷에서는 대변미생물과 B. longum 모두 스트레스로 늘어난 배변량을 줄이고 장 점막의 비만세포를 감소시키는 효과를 보였으며, 단쇄지방산 ‘프로피온산’을 증가시키는 것으로 나타났다. 모두 장내 면역환경의 안정화를 의미하는 결과다. 특히 대변미생물은 투여 후 장내미생물 93종을 변화시켜 단일 균주로 구성된 B. longum 프로바이오틱스(38종 변화)보다 장내미생물 생태계를 폭넓게 재구성하는 효과를 보였다.

반면 암컷 쥐에서는 두 치료 모두 배변량을 줄이는 효과가 있었지만, 비만세포 감소 효과는 수컷만큼 뚜렷하지 않았고 프로피온산의 증가도 관찰되지 않았다. 이에 대해 연구팀은 “수컷에서 나타나는 면역 안정화보다는 염증 반응을 억제하는 경로로 작용한 결과”라고 설명했다. 또한 다양한 균주로 구성된 대변미생물이 장내미생물 32종을 변화시키는데 그친 반면, B. longum 프로바이오틱스는 47종을 변화시키는 등 수컷과 반대되는 양상을 보였다.

▲과민성장증후군 실험쥐에 미생물 기반 치료 시 효과

*수컷 쥐(파란색)에서 비만세포 감소가 암컷(빨간색)보다 두드러진다.

이번 연구는 건강한 성인의 대변에서 유래한 복합 미생물 제제와 단일 균주 프로바이오틱스를 같은 조건에서 비교하고, 그 반응을 성별에 따라 분석했다는 점에서 의미가 크다. 특히 과민성장증후군 치료에서 성별이 단순한 배경정보가 아니라 치료 반응을 가를 수 있는 중요한 생물학적 변수라는 사실을 보여주며, 향후 환자맞춤형 정밀 치료 전략의 근거를 제시했다는 데 의의가 있다.

김나영 교수는 “과민성장증후군에 대한 미생물제제를 투여하는 치료에서 성별에 따라 반응 양상과 치료 효과가 다르게 나타난다는 점을 보여준 연구”라며 “향후 사람을 대상으로 한 추가 임상연구를 통해 이를 정밀하게 재확인하고 남녀 맞춤형 치료 전략을 마련할 필요가 있다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 산업통상자원부 ‘차세대 프로바이오틱스 기반 장관질환 치료제 발굴 및 공공기반 생산공정 고도화 기술개발’ 연구비와 질병관리청 국립보건연구원의 ‘성차기반 소화기계질환 진단·치료기술 개선 및 임상현장 적용 사업’ 연구비 지원을 받아 수행됐으며, 소화기학 분야의 국제학술지 ‘Gut and Liver’에 온라인 게재됐다.