[기고] 대변으로 미생물 이식, 효과·부작용 연구는?

• 김석진좋은균연구소 이동완 박사

'FMT'는 대변 이식 혹은 장내미생물 이식이라고 알려져 있으며 건강한 사람에게서 얻은 대변의 세균을 수여자에게 이식하는 과정을 일컫는다.

뉴질랜드 오클랜드대학 리긴스연구소 저스틴 M. 오설리반 연구팀이 최근 발표한 논문에 따르면, 대변 이식에서 슈퍼 공여자(Super-donor)는 다른 공여자 보다도 실질적으로 임상적인 호전을 이끌 수 있다.

이 슈퍼 공여자는 염증성 장질환이나 당뇨병에 의해 저하된 장내 화학물질 회복에 필요한 세균을 제공할 수 있다. 슈퍼 공여자의 대변은 장내균총의 변화와 관련된 알츠하이머병, 다발성경화증, 암, 천식, 알레르기 및 심장병 치료에 있어서 새로운 만병통치약이 될 수 있다.

슈퍼-공여자의 대변이식은 높은 성공율을 갖는다.

여러 임상연구에 따르면, 대변 이식은 클로스트로디움 디피실 감염(Clostridium difficile Infection) 치료에 90% 이상 효과를 보이고 있다. 그러나 염증성 장질환과 제2형 당뇨와 같은 치료에 있어서는 더 복잡한 결과를 나타내며, 20% 정도의 치료 효과를 보인다. 특히, 슈퍼 공여자의 대변은 수여자의 장내세균총에 영향을 미쳐 임상적인 개선을 가져온다.

공여자가 지닌 미생물의 다양성은 FMT의 성공을 결정하는 데 중요한 변수가 된다. 출처: Brooke C. Wilson, Tommi Vatanen, Wayne S. Cutfield, Justin M. O

슈퍼-공여자의 대변은 장내세균들이 풍부해 대사를 향상시킬 수 있다.

응답자들의 장내미생물은 대체로 비응답자들에 비해 큰 다양성을 나타낸다. 공여자의 대변에 존재하는 다수의 종들은 대변 이식 결과에 영향을 주는 가장 중요한 요인들로 보인다.

특히 슈퍼 공여자의 대변은 특정한 핵심종(keystone species)이 높은 비율을 보이는데, 이들은 장내에서 질병치료에 기여하는 화학물질을 생산하는 세균들이다. 핵심종들은 특정 세균들이 풍부한 공여자를 선발하거나, 프로바이오틱스와 같은 유익균들을 혼합해 정확한 대변 이식을 설계하는 데 사용된다.

예를 들어 핵심종은 염증성 장질환, 당뇨병과 관련해 장기적으로는 임상적인 완화와 연관되며 낙산염(butyrate)을 생성한다. 낙산염은 면역체계와 에너지 대사를 조절하는 데 특화된 기능을 지닌 대사물이다.

이러한 접근은 장질환 환자 치료에서 합병증을 예방하는 데 성공적으로 적용된다. 그러나, 이번 연구는 공여자의 미생물 풍부도가 수여자의 풍부도를 완전하게 보장하지 않는다는 것을 보여준다.

바이러스, 면역 및 음식 또한 대변 이식 성공에 영향을 미친다.

슈퍼 공여자들의 대변에 존재하는 다수의 핵심종들은 이미 존재하는 다른 세균들과 균형과 상호작용을 이루며 스스로를 유지한다. 몇몇 연구에서 대변 이식의 성공은 다른 장내 미생물에 영향을 줄 수 있는 바이러스의 전파와 관련되어 있다고 알려졌다. 재발되는 설사 전염병의 경우, 대변 이식을 통해 치료된 후에도 DNA, 바이러스 및 다른 잔해물들이 여전히 남아 있다. 이러한 바이러스들은 이식된 세균과, 다른 미생물의 생존과 대사적 기능에 영향을 줄 수 있다.

논문에 교신저자인 저스틴 오설리반(Justin O'Sullivan) 박사는 대변 이식에 있어서 수요자의 유전적 배경과 식사 섭취에 대한 정보를 일상적으로 기록해야, 대변 이식이 증상 완화에 영향을 주는지 보다 잘 이해할 수 있다고 강조하기도 했다.

이처럼 슈퍼 공여자를 통한 FMT는 장내미생물의 구성 변화와 관련된 질병의 치료 방법으로 각광받으며 많은 연구가 수행되고 있다. 질병과 관련된 특정한 세균들의 분자적 기전을 규명함으로써 구체적인 치료약이나 진단 도구에도 응용할 수 있을 것이다. 하지만 FMT을 다양한 질병을 치료하는 데 일반적인 표준 치료법으로 이용하기에는 아직 검증된 증거들이 부족하다.

FMT 치료를 받은 환자들을 대상으로 더 오랜 기간 추적관찰을 실시해 면역성질병이나 기타 심각한 부작용이 없는지 세심하게 지켜볼 필요가 있다.