경희대 생물학과 배진우 교수 연구팀, 장내 미생물 활용 차세대 치료법 문헌 연구 수행

경희대학교(총장 김진상) 생물학과 배진우 교수 연구팀이 대표적인 장내 미생물 치료법인 ‘분변 미생물 이식(Fecal Microbiota Transplantation, FMT)’과 ‘생균 치료제(Live Biotherapeutic Products, LBPs)’의 효능과 한계점을 다룬 리뷰 논문을 발표했다. 이 연구에서는 최신 연구 개발 동향과 장내 미생물을 활용한 치료법 개발 과정에서 직면한 주요 문제들을 논의했다. 연구 결과는 국제 학술지인 〈Gut Microbes〉(IF=12.2)의 온라인판에 게재됐다.

최근 5년간 관련 연구 집대성해 향후 보완 과제 제시

연구팀은 최근 5년간 발표된 연구를 중심으로 다수의 문헌을 조사·분석해 관련 분야의 최신 연구 동향을 종합적으로 정리했다. 미생물 기반의 치료법이 활발히 적용된 질환군을 중심으로 검토했고, 위장관 질환을 비롯해 대사 질환 및 암 등 다양한 질환까지 폭넓게 다뤘다. 이를 통해 각 질환에서의 임상적 적용 사례 및 치료 효과, 한계점을 비교·분석하고 향후 연구 방향을 제시했다.

‘장내 미생물’은 소화기관에 상주하는 세균, 바이러스, 균류와 같은 각종 미생물을 총체를 이르는 말이다. 지금까지 연구된 바에 따르면 인간의 장내 미생물은 위장관내 대사작용과 체내 면역 작용뿐 아니라 간이나 뇌 등에서 발생하는 여러 질환에도 영향을 미친다고 알려져 있다. 장내 미생물과 다양한 장기를 이어 부르는 ‘장-뇌 축(Gut-Brain axis)’, ‘장-간 축(Gut-Liver axis)’ 등의 용어도 생겨나는 추세다.

이런 장내 미생물군의 불균형은 클로스트리디움 디피실 감염(Clostridioides Difficile Infection)이나 염증성 장질환(Inflammatory Bowel Disease, IDB), 그리고 다양한 대사 질환과 신경학적 질환, 암 등 여러 질환과 연관돼 있다. 장내 미생물 균형을 회복시키는 치료법이 차세대 치료법으로 주목받는 이유다. 대표적인 치료법인 분변 미생물 이식법과 생균 치료제다.

분변 미생물 이식은 건강한 기증자의 분변을 환자의 장에 전달해 장내 미생물 생태계를 회복시키는 방식이다. 주로 재발성 클로스트리디움 디피실 감염 치료에 효과적이다. 일부 염증성 장질환과 대사 질환에도 적용 가능성이 확인되고 있다. 생균 치료제는 특정 박테리아 종이나 혼합체를 이용해 맞춤형 치료제를 제공하며, 약리학적으로 설계된 생균제다. 분변 미생물 이식과 비교해 특정 질환의 치료를 위해 설계된 경우가 많고, 다양한 질환에서의 효능과 안정성을 확인하기 위한 임상시험 단계에 있는 경우가 많다.

배진우 교수 연구팀은 이번 연구에서 분변 미생물 이식과 생균 치료제 연구의 흐름과 현황을 세세하게 설명한 후 치료법 별로 연구자들이 해결하지 못한 과제도 제시한다. 분변 미생물 이식의 주요 도전 과제는 올바른 기증자 선택과 잠재적 감염 위험 등이다. 생균 치료제의 경우는 신체에 좋은 영향을 끼칠 수 있는 다른 미생물이나 대사체와의 상호작용이 부족한 점을 꼽았다. 두 치료법의 공통 과제는 표준화와 장기적 안정성 평가의 필요성이 있다.

배진우 교수는 “기존의 연구들이 분변 미생물 이식과 생균 치료제의 개발적 효능과 적용 사례를 다룬 경우가 많았고, 두 치료법을 비교·분석한 사례가 부족한 것이 사실이었다”라며 “이번 연구에서는 이런 연구의 공백을 보완하기 위해 분변 미생물 이식과 생균 치료제의 임상적 적용을 비교해 각각의 효능과 한계를 종합적으로 분석했다”라며 연구의 의의를 설명했다.

이번 논문의 제1저자인 일반대학원 생물학과 김도연 학생은 “처음 논문을 작성하는 것이라 연구 내용을 정리하고 흐름을 구성하는 것이 어려웠다. 방대한 문헌을 검토하고 정리하는 과정에서 자료 간의 일관성을 유지하기 위해 노력했다. 흐름 속에서 전달력을 높이기 위한 포현 방식을 고심했다”라고 말했다. 이어 “단순한 나열이 아니라 주어진 자료를 비판적으로 해석하고 기존 연구와의 연관성을 명확히 설명하는 것의 중요성을 배웠다. 쉽진 않았지만, 이번 경험을 바탕으로 더 발전된 연구를 수행할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한편 이번 연구는 식품의약품안전처의 장내 마이크로바이옴 약효 표준화 연구의 일환으로 수행됐다.