식이섬유는 면역요법 효과 높이고, 프로바이오틱스는 낮춰

연구자들은 과일, 채소, 콩류를 포함한 섬유질이 풍부한 식단의 영향과 면역항암제(면역 체크포인트 차단제)에 반응하는 프로바이오틱스 보충제의 사용을 연구했다.

미국립암연구소(NCI)와 MD 앤더슨 암센터의 연구진이 주도한 이 연구에 따르면 섬유질이 풍부한 식단은 장내 미생물군에 영향을 줌으로써 일부 사람들이 면역요법 치료에 반응하는데 도움을 줄 수 있는 것으로 밝혀졌다. 흑색종 환자와 쥐 모델을 모두 분석한 이번 연구 결과는 12월 24일자 국제 학술지 ‘사이언스지'에 실렸다.

식이섬유는 면역요법 효과↑, 프로바이오틱스는 ↓

연구에서 면역 체크포인트 차단제로 면역요법을 받은 중증 흑색종 환자 중 하루 20g 이상 식이섬유를 섭취한 사람이 질병의 진행이 없이 가장 오래 생존했다. 대조적으로, 프로바이오틱스 보충제의 사용은 면역 체크포인트 차단제 요법의 효과를 다소 감소시키는 것으로 나타났다. 

조르지오 트린치에리 NCI 암 연구센터 통합 암 면역학 연구소장은 "이번 연구 결과는 장내 미생물군의 구성을 표적으로 삼을 수 있고 면역요법에 반응하는 환자의 능력에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 과일, 채소, 콩류처럼 섬유질이 풍부한 식단을 섭취하는 것은 면역 요법에 반응하는 능력을 향상시킬 수 있다"고 말했다.

면역 체크포인트 차단제를 이용한 면역요법은 종양세포를 인지하고 죽이는 면역체계의 자연스러운 능력을 회복하는데 도움을 준다. 이 약들은 흑색종에서 변형을 일으켜 일부 진행성 질병을 가진 사람들의 수명을 개선시켜왔다. 그러나 많은 환자들에게 면역 체크포인트 차단제는 종양이 자라는 것을 막지 못했다. 몇몇 연구는 장내 세균의 구성이 면역요법에 대한 반응에 영향을 줄 수 있다고 시사했다.

의문점은 "우리가 장에 있는 박테리아의 종류에 대한 구성을 바꿀 수 있으며, 환자의 반응 능력을 향상시킬 수 있는가하는 것"이라고 트린치에리 박사가 말했다.

면역항암제 반응없던 환자군, 대변이식으로 효과 나타나 

이전의 연구에서, 트린치에리 박사와 다른 협력자들은 처음에 면역 체크포인트 차단제로 치료에 반응하지 않았던 흑색종 환자들 중 일부가 약물에 반응한 환자로부터 대변 이식을 받은 후 반응했다는 것을 보여주었다. 그들은 배설물 이식이 면역세포가 종양을 침범하고 죽이는 것을 쉽게 만드는데 도움을 준 다른 내장 박테리아를 도입했다고 결론지었다.

식이섬유 섭취와 프로바이오틱스 보충제 사용도 장내 세균의 구성에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

그는 "더 많은 암 환자들이 장 건강을 개선하기 위한 노력으로 프로바이오틱스 보조제를 복용하고 있지만 기본적으로 장내세균의 생태를 바꾸는 프로바이오틱스가 면역요법 반응에 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없다"고 말했다.

섬유질 섭취와 면역요법 반응 사이의 연관성도 불분명하다. 하지만, 같은 NCI 암 연구 센터의 로미나 골드스미트 박사가 이끈 최근의 연구는 사과에 풍부한 섬유질인 펙틴이 풍부한 식단을 먹인 쥐가 면역 세포를 활성화하고 종양 미세 환경을 재 프로그래밍 함으로써 종양 성장을 막을 수 있다는 것을 보여주었다.

식이섬유 섭취량 50g 증가때마다 암 진행위험 30% 낮아져 

새로운 연구에서, 연구진은 면역 체크포인트 차단제로 진행 중인 흑색종 환자들을 대상으로 배설물 미생물(장내 미생물)의 성분과 식습관, 생균제 보충제 사용 등을 조사했다.

식이섬유를 섭취하는 것으로 알려진 환자 128명 중 하루 최소 20g(연구자가 이번 연구를 위해 '충분량'으로 지정한 양) 이상 식이섬유를 섭취한다고 보고한 사람은 식이섬유를 적게 섭취한 환자보다 암이 진행되지 않고 더 오래 살았다. 일일 식이섬유 섭취량이 5g 증가할 때마다 질병 진행 위험이 30% 낮아진다.

연구진은 또 흑색종 쥐 모델에서 식이섬유가 면역 체크포인트 차단제의 일종인 항PD-1 약물로 치료 반응에 미치는 영향을 조사했다. 흑색종 환자들의 다른 식단을 모방하기 위해, 그들은 섬유질이 풍부한 식단이나 섬유질이 적은 식단을 쥐들에게 먹이고, 흑색종 세포를 주사한 다음, 항-PD-1 치료법으로 쥐들을 치료했다. 섬유질이 풍부한 식단을 섭취한 쥐는 저 섬유 식단을 섭취한 쥐에 비해 항PD-1 치료 후 종양 성장을 지연시켰다.

그 후 연구원들은 세균이 없는 쥐, 즉 내장에 박테리아가 없는 쥐에 대한 실험을 반복했다.

트린치에리 박사는 "무균 생쥐의 경우 식단은 면역요법 반응에 아무런 차이가 없었다"고 말했다. "그것은 식단이 장내 미생물총의 구성을 변화시킴으로써 면역 체크포인트 치료에 대한 반응에 영향을 미치고 있다는 것을 암시한다"고 결론지었다. 

트린치에리 박사는 식이섬유가 유익한 효과를 발휘하는 한 가지 가능한 메커니즘은 항종양제 효과가 있는 특정 단일 사슬 지방산을 많이 생산하는 루미노코쿠스과와 같은 장내 세균의 종류를 늘리는 것이라고 언급했다.

그는 "우리는 고 섬유 식단을 먹인 쥐에서 이러한 짧은 사슬 지방산 중 하나인 프로피온산이 증가하는 것을 봤다"고 밝혔다. 더군다나 면역치료에 암이 반응한 환자는 치료에 반응하지 않은 환자에 비해 장내 미생물군에 루미노코쿠스과 세균이 더 풍부했다.

프로바이오틱스 섭취 쥐, 대조군 쥐보다 더 큰 종양 생겨 

연구원들은 또한 흑색종의 쥐 모델에서 프로바이오틱스가 장내 박테리아에 미치는 영향을 살펴봤다. 프로바이오틱스를 먹인 생쥐는 항-PD-L1 약물로 치료에 대한 반응이 낮았고 대조군 생쥐보다 더 큰 종양이 생겼다. 추가적인 분석은 프로바이오틱스를 먹인 쥐가 더 낮은 수준의 종양을 죽이는 면역세포를 가지고 있다는 것을 보여주었고, 이것은 약해진 면역반응을 암시했다.

프로바이오틱스보다 식이섬유 섭취한 암환자가 더 오래 살아 

인간 연구에서 환자의 거의 3분의 1이 지난 한 달 동안 생균제(프로바이오틱스)를 복용했다고 보고했다. 비록 연구원들은 작은 샘플 크기와 환자들이 사용하는 다양한 프로바이오틱스가 프로바이오틱스 사용과 면역 체크포인트 차단제에 대한 반응 사이의 연관성에 대한 결정적인 결론을 도출하는 것을 어렵게 했지만, 그들은 프로바이오틱스가 없는 가장 많은 양의 식이섬유를 섭취한 환자들이 가장 오래 산 것을 관찰했다.

트린치에리 박사는 "식이섬유와 프로바이오틱스가 장내 미생물총에 미치는 영향은 더 큰 그림의 일부에 불과하다"고 경고했다. "많은 요인들이 흑색종 환자의 면역치료에 반응하는 능력에 영향을 미칠 수 있다. 그러나 이 데이터로부터 미생물총은 지배적인 요인들 중 하나로 보인다. 이 자료는 또한 면역요법을 받는 암 환자들은 상업적으로 이용 가능한 프로바이오틱스를 사용하지 않는 것이 더 나을 수 있음을 시사한다"고 밝혔다.