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바이오/의료 장내 미생물의 불균형과 코로나 연관성

  • 관리자 (irsglobal1)
  • 2021-02-15 22:32:00
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▣ 최근 많은 연구의 결과로 다양성이 낮을수록 대장암 발병위험이 높아진다거나, 장내 미생물 균형이 깨지면 당뇨, 장염 등 대사질환에 걸릴 확률이 높아지는 등 장내 미생물에 대한 베일이 하나씩 벗겨지면서 의료계에서는 장내 미생물 균총이 인체 생리현상과 면역 등에 큰 영향을 준다고 보고 있다.

 

○ 특히 2019년 말부터 현재까지 전세계를 공포로 몰아넣은 코로나 펜데믹을 거치면서 면역에 대한 관심이 어느 때보다 높아지고 있는 상황에서 수많은 질병의 근본적인 원인을 찾을 수 있는 열쇠로 마이크로바이옴이 주목받고 있는 가운데, 장내 미생물 균형이 깨지면서 장 건강이 악화하고, 이때 바이러스가 장의 표피와 내부 장기에 접근하면서 코로나19 감염이 중증으로 진행될 수 있다는 연구 결과가 발표되면서 추가 연구를 통해 상관관계가 확증되면 코로나 중증 환자 치료에 새로운 길이 열릴 것으로 기대를 모으고 있음

 

○ 이미 장내 미생물이 면역과 거의 절대적인 상관관계를 이뤄, 면역의 약 70%는 미생물에 달려 있고, 나머지 30%는 개인적인 유전 등의 영향을 받는 것으로 알려짐에 따라 미생물들 사이 균형이 깨지면 다양한 만성질환을 유발한다는 사실이 잘 알려져 있음

 

○ 특히 미생물은 인간이 건강하게 살아가기 위한 면역 기능에 결정적인 역할을 하는 것으로 밝혀지고 있는 상황에서 고혈압, 당뇨병, 비만 등 만성질환을 앓거나 고령일 때, 코로나19 감염이 중증으로 이어질 확률이 높을 뿐 아니라, 이들은 모두 장내 미생물이 건강하지 않은 것으로 분석되는 등 장내 미생물과 코로나19 연관성이 하나둘씩 밝혀지면서 추후 연구 결과에 대한 관심이 집중되고 있음

 

○ 이는 특히 코로나19 RNA 바이러스 특성상 향후 변동 출현이 거듭될 가능성을 배제할 수 없는 뉴노멀 시대를 앞두고 전염병이 인류 최대의 화두로 떠오르고 있는 가운데, 코로나 19 바이러스는 인간 세포에 침투하기 위한 경로로 'ACE2' 수용체를 이용하는 것으로 알려지고 있음

 

○ 'ACE2' 수용체는 폐에서 폐렴을 유발할 뿐 아니라, 장에도 존재하는데, 이와 같은 장 표피와 내부 장기 표면에 코로나 바이러스가 결합하는 ACE-2 수용체 단백질이 널리 퍼져 있어 바이러스와 접촉하면 쉽게 감염될 수 있다는 연구 결과가 국내 연구진에 의해 발표됨으로써 마이크로바이옴이 post-covid의 핵심 열쇠가 될 수 있다는 가능성이 제기되면서 이목을 집중시키고 있음

 

○ 즉 장에 있는 ACE2 수용체와 코로나19 바이러스가 결합했을 때, 장내 유익균이 많다면 바이러스와 맞서 싸워 감염률이나 중증도를 낮출 수 있으나, 유익균이 별로 없고, 유해균이 많다면, 장내 미생물 불균형이 장 벽의 항상성에 영향을 미치면서 코로나 바이러스가 장벽을 쉽게 통과하고, 혈액을 통해 온몸으로 퍼져 코로나19에 감염될 확률이 높은 것으로 알려짐

 

○ 다시 말해 장내 유익균이 발생시키는 대사 물질들은 혈액이나 임파선을 타고 폐로 이동하는데, 코로나19 바이러스가 장의 내벽 세포에 접근하고, 심한 경우 장벽을 통과해 핏속으로 침투할 경우, 장뿐 아니라 전신에 존재하면서 바깥에서 들어오는 병원체로부터 우리 몸을 보호해주는 장내 유익 미생물이 감소하고, 누수가 발생해 바이러스가 인체 방어체계를 넘어설 수 있을 것으로 분석하고 있음

 

○ 또 장은 신체 모든 기관과 연결돼 있고, 또 코로나 바이러스는 장내에 들어오는 바이러스 중 하나로 인간이 코로나19 바이러스에 감염되는 기본적인 원인은 코로나19가 포함된 비말이 빠르게 비강의 끝과 목구멍의 점막으로 이동한 후, 수용체 세포와 바이러스를 연결, 이를 통해 장에서 코로나 바이러스가 증식할 경우, 림프선을 따라 바이러스가 폐로 이동할 수 있다는 연구 결과가 나왔음

 

○ 아울러 이러한 인간이 코로나19 바이러스에 감염되는 메카니즘을 이해함으로써 추후 연구를 통해 장내 마이크로바이옴이 코로나 바이러스 증식을 막을 수 있게 된다면, 폐로 공급되는 코로나 바이러스도 막을 수 있을 것으로 전망하고 있음

 

○ 다시 말해 장과 폐는 양방향으로 연결되어 장내 미생물 환경은 장 건강에 그치지 않고, 폐, 뇌 등 여러 장기와 밀접하게 커뮤니케이션하기 때문에 코로나19 감염과 장내 미생물을 연결 짓는 메커니즘을 이해함으로써 코로나19를 치료ㆍ예방할 수 있는 해법 또한 나올 수 있을 것으로 예측하고 있음

 

○ 특히 최근 연구에서 코로나19 환자의 경우 장내 유익한 세균은 감소하고 병원성 세균은 증가하는 등 장내 미생물 다양성이 줄어드는 경향을 보인 것으로 알려지고 있는 가운데, 바이러스 공급원으로서 장의 역할을 고려한다면, 장내 마이크로바이옴이 코로나 바이러스를 제거할 경우, 폐로 공급되는 장내 코로나 바이러스의 증식 또한 막을 수 있을 것으로 분석하고 있음

 

▣ 특히 인간 마이크로바이옴이 이러한 질환의 발병, 악화 등에 관여하는 것으로 알려지면서, 의료계 핵심 키워드로 부상하고 있는 가운데, 최근 홍콩 연구팀은 코로나19에 걸리면 장내 미생물 균형이 무너진다는 내용의 연구 결과를 발표해 관심을 모으고 있다.

 

○ 홍콩 중문대 연구팀은 2020년 2월부터 5월까지 코로나19 환자 100명과 코로나19가 유행하기 전에 마이크로바이옴 연구에 참여했던 코로나에 감염되지 않은 성인 78명의 혈액과 대변 표본을 채취해 분석한 결과, 장내 미생물이 코로나19 바이러스 감염 심각도와 면역체계 반응의 강도에 영향을 미칠 수 있다고 전하고 있음

 

○ 연구팀은 274개의 대변 샘플에서 항생제를 포함한 약물을 투여했는지 여부에 관계없이 장내 마이크로바이옴이 코로나19 환자와 감염되지 않은 사람 사이의 미생물을 검사한 결과, 장내 미생물 중에서 유익균으로 알려진 '피칼리박테리움 프로스니치', '비피도박테리움 비피덤'이 적을수록 코로나19에 걸렸을 때 중증으로 이어질 위험이 높게 나타나는 등 장내 마이크로바이옴의 불균형이 코로나와 관련된 지속적인 염증 증상을 일으킬 수 있다고 전하고 있음

 

○ 또한 코로나에 걸리지 않은 사람 78명과 비교한 결과, 박테리아 수 감소는 감염의 심각도와 연관이 있는 것으로 나타나 코로나19 환자는 감염되지 않은 환자보다 '루미노코커스 그나부스' '루미노코쿠스 토크' '박테로이데스 도레이' 등 미생물이 더 많은 반면, '비피오박테리움 아돌레센티스' '피칼리박테리움 프로스니치' '에우박테리움 렉탈레' 등 미생물은 적은 것으로 나타났다고 밝히고 있음

 

○ 연구에 따르면 코로나19 감염 후에도 장내 유익균들의 양이 적어졌는데, 이러한 코로나19는 면역체계를 자극해 염증성 사이토카인을 만들게 하고, 경우에 따라서는 이 반응이 과도해 조직 손상과 패혈성 쇼크, 장기부전을 광범위하게 일으킬 수 있다고 전하고 있음

 

○ 아울러 코로나19 감염으로 인한 유익균 감소 효과는 한 달가량 지속됐다고 전하며, 연구팀은 코로나19 사태를 거치면서 인체 면역에 대한 관심뿐 아니라, 균형잡힌 장내 미생물을 강조하며 장내 미생물 관리의 필요성을 전하고 있음

○ 또 다른 연구에서는 코로나19로 사망한 사람의 폐 속에는 아키네토박터(Acinetobacter), 크리세오박테리움(Chryseobacterium) 그리고 부르콜데리아(Burkholderia) 등의 유해균이 공통으로 검출된데 반해, 폐속 면역체계를 유지해주는 유익균의 비율은 현저히 낮은 것으로 알려지는 등 장내 미생물-인체간의 연결고리가 속속 드러남에 따라 바이러스 역습의 시대를 살고 있는 인류에게 마이크로바이옴은 새로운 솔루션을 제공해 줄 미래의학의 기대주로 떠오르고 있음

 

○ 특히 최근의 연구들을 통해 장내세균이 건강의 바로미터로 인식되어 폐속의 건강한 마이크로바이옴은 바이러스로부터 폐를 지켜주는 막을 형성하고, 이는 궁극적으로 면역체계를 높여줌으로써 바이러스로부터 건강을 지킬 수 있을 것으로 전망하고 있음

 

<그림> 폐 미생물 군집과 그 역할

출처: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S245223172030004X

 

▣ 코로나19 백신 개발이 여전히 험난한 여정 속에 진행되고 있는 가운데, 이처럼 장내 미생물 상태에 따라서 코로나가 우리 몸에 미치는 영향에 대한 논문발표가 많아지면서, 인간-마이크로바이옴 상호작용 관련 연구의 필요성이 대두되고 있다.

 

○ 특히 장내의 유익한 미생물들이 만드는 대사물질이 장뿐만 아니라, 폐와 뇌를 포함, 여러 장기 건강에도 영향을 미치기 때문에 장내 미생물에 관한 연구를 통해 마이크로바이옴이 코로나19 바이러스 침투를 저지하고 바이러스의 공격에 절대적인 방어와 코로나 바이러스를 공격하는 역할이 가능할 것으로 예측하고 있음

 

 

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