[슬론 케터링 암센터] 암, 면역, 장내 미생물

여러분은 '장내 마이크로바이오타'와 '마이크로바이옴'이라는 용어를 듣고 그것들이 무엇을 의미하는지 그리고 왜 그것들이 중요한지 궁금해 했을 것이다. 슬론 케터링 암센터(MSK)에서는 이 두 가지가 암 환자와 일반인의 건강에 어떻게 영향을 미치는지 연구하고 있다.

종양 전문의 마르셀 반 덴 브링크 박사는 장내 마이크로바이오타가 건강에 어떤 영향을 미치는지, 어떻게 건강을 보호하는지, 암과 같은 질병에 미치는 영향을 포함한 일반적인 질문에 답한다. 반 덴 브링크 박사는 MSK 혈액종양학과를 이끌고 있으며, 또한 슬론 케터링 연구소(SKI)의 면역학 프로그램의 연구실을 이끌고 있다.

마이크로바이오타은 무엇이고, 마이크로바이옴과 어떻게 다른가?

마이크로바이오타(장내 미생물군)는 사람의 몸 안에 사는 모든 미생물들의 집합이다. 이 미생물들은 바이러스와 박테리아 그리고 다른 미생물들을 포함한다.

마이크로바이옴(미생물군 유전체)은 이러한 미생물을 구성하는 모든 유전자들을 의미한다. 마이크로바이옴은 당신이 생각하는 것보다 더 광범위한 시스템이다. 사실, 마이크로바이옴에 있는 유전자의 수는 당신의 몸에 있는 세포에서 나오는 유전자의 수보다 훨씬 더 많다.

장내 미생물군이 면역 체계와 전반적인 건강에 어떤 영향을 미치나?

장내 미생물군을 연구하는 사람들은 종종 장내 미생물군을 '잊혀진 장기'라고 부른다. 그것은 사람의 건강에 큰 영향을 미칠 수 있다. 어떤 미생물들은 질병과 관련이 있고, 다른 것들은 건강에 필수적이다.

지난 10년간 DNA 염기서열 분석 기술과 컴퓨터 생물학의 발전은 장내 ‘미생물군’과 전체 ’미생물군 유전체’의 변화를 분석하고 관찰하는 과학자들의 능력을 극적으로 향상시켰다. 이 기술은 연구진에게 몸 안에서 일어나는 일들을 훨씬 더 잘 보여준다. 그리고 연구진은 미생물군에 대한 이해를 바탕으로 치료법을 만들 수 있는 방법을 연구하기 시작했다.

마이크로바이옴이 암을 포함한 질병의 발병에 어떤 영향을 미치나?

질병과 싸우는 인체의 자연적인 방법인 마이크로바이옴과 면역 체계 사이에는 강한 연계가 있다. 마이크로바이옴은 면역 체계를 훈련시키는데 근본적인 역할을 하며, 마찬가지로 면역 체계는 마이크로바이옴의 균형을 유지한다.

일부 연구자들은 미생물군이 암 형성에 어떻게 직접적인 영향을 미치는지를 연구하고 있다. 연구자들은 이미 특정 미생물이 암을 유발한다는 것을 알고 있다. 예를 들어, 인간 유두종 바이러스(HPV)는 자궁경부, 항문 그리고 머리와 목의 많은 암을 유발한다. 헬리코박터균(H. pylori)은 많은 위암에 관련되어 있다. 아직 모르는 다른 연결고리가 있을 수도 있다.

어떻게 하면 건강한 마이크로바이옴을 개선하고 유지할 수 있을까?

건강한 식단을 먹는 것은 여러분의 미생물군(마이크로바이오타)을 향상시키는데 도움을 줄 수 있다. 이것은 과일과 야채 그리고 섬유질이 있는 식단을 많이 먹는 것을 의미한다. 섬유질은 내장에서 많은 유익한 종의 성장을 지원한다.

생균제(프로바이오틱스)를 복용하는 것이 자신의 미생물군을 향상시킬 수 있나?

많은 기업들은 당신의 미생물을 치유하거나 회복시킨다고 주장하는 생균제를 판매한다. 하지만 우리는 건강한 균형을 위해 필요한 모든 종들을 알 만큼 미생물군에 대해 충분히 알지 못한다. 또한 현재 시판되고 있는 생균제 보충제는 혐기성 세균이라고 불리는 장내 미생물군에 가장 중요한 공헌을 하는 종류의 균주를 포함하고 있지 않다.

줄기세포와 골수 이식으로부터 회복하는 사람들을 포함하여 면역 체계가 억제된 사람들에게, 이러한 생균제 제품들은 실제로 해로울 수 있다. 생균제를 복용하기 전에 항상 의사와 상의해야 한다.

장내 미생물군이 암 환자들에게 어떤 영향을 미치는가?

브링크 박사는 골수이식(BMT) 받는 환자들의 결과를 개선하는 데 관심이 있는 혈액 암 전문의사다. 이러한 이식이 기증자 세포를 사용할 때, 때때로 기증자 세포는 환자의 건강한 조직을 공격한다. 이것은 이식편 대 숙주병(GVHD)이라고 부른다. 그의 연구는 이식 환자의 장내 미생물을 보호하는 것이 GVHD를 예방할 수 있고 따라서 그들의 건강을 향상시킬 수 있다는 것을 발견했다.

2009년, 그는 이식을 받은 환자로부터 대변 샘플을 수집하는 프로젝트를 시작하기 위해 SKI의 임상 연구원과 과학자를 포함한 MSK 전역의 조사자 그룹을 연합했다. 이 샘플들은 사람의 몸에 들어가는 음식과 약 사이의 연관성과 어떻게 그것들이 미생물을 변화시키는지, 그리고 그것들이 GVHD와 다른 임상적으로 관련된 결과에 기여하는지를 연구할 수 있게 해준다. 현재 MSK에서 약 100명의 과학자들이 이 프로젝트와 다른 마이크로바이옴 연구를 하고 있다.

그는 또한 장내 마이크로바이옴이 CAR T요법과 면역 체크포인트 약물을 포함한 면역 치료에 대한 환자의 반응에 어떤 영향을 미치는지 연구하기 위해 이 프로젝트를 확장하고 있다.

MSK는 암 환자들의 장내 미생물군을 보호하는 것에 대해 무엇을 배웠나?

• 항생제는 신중하게 처방되어야 한다. 골수이식 환자들은 항생제를 많이 받는데, 이는 내장에 있는 무해한 미생물 종을 손상시키고 전체적으로 미생물의 다양성을 떨어뜨려 더 위험한 균주가 인수할 수 있게 한다. 연구는 더 다양한 미생물을 가진 환자들이 이식 후에 더 잘 하고 GVHD의 비율이 더 낮다는 것을 보여주었다.

• 식단은 환자의 마이크로바이옴에 한 가지 역할을 한다. 쥐를 대상으로 한 한 연구는 유당을 섭취하는 동물들이 장내에 해로운 박테리아인 장내 구균을 더 많이 갖고 있다는 것을 발견했고, 이것은 GVHD의 위험을 증가시키는 결과를 낳았다.

• 우리는 현재 ‘분변 미생물군 이식’이 골수 이식을 받은 환자들에게 도움이 될 수 있는지 연구하고 있다.

항생제 외에도, 다른 약들도 장내 마이크로바이옴에 영향을 주나?

그렇다. 2023년 6월 8일 ‘Cell’에 발표된 연구에 따르면 마이크로바이옴에 영향을 미치는 다른 약물에는 설사약과 메스꺼움에 대한 약 그리고 오피오이드(합성 진통제의 일종)가 포함된다.

특정한 약을 받은 사람들이 장내 구균과 같은 해로운 미생물을 더 많이 보유하고 있다는 것을 발견했다. 그들은 이식 후에 그렇게 잘 회복되지 못했다. 이 연구는 일반적인 약물의 모든 효과를 연구하는 것이 골수이식 이후 환자의 결과를 개선하는 데 중요한 또 다른 이유다.

암이 없는 사람들은 항생제가 장내 미생물에 어떻게 영향을 미치는지 걱정해야 하나?

장내 세균의 다양성을 보존하기 위해 여러분이 할 수 있는 가장 중요한 일 중 하나가 불필요한 항생제를 피하는 것이라는 것을 배웠다. 항생제는 내장에 살고 있는 필수적이거나 무해한 박테리아의 대부분 죽일 수 있기 때문이다. 그러나 이식 환자와 일반적으로 암에 걸린 사람들은 특히 면역력이 저하될 때 때때로 광범위한 항생제로 치료해야 할 것이다. 현재 광범위한 항생제를 비교하고, 어떤 것이 당신의 건강한 장내 세균에 덜 또는 더 많은 피해를 입히는지를 알아내기 위해 이식 환자들을 대상으로 연구를 수행하고 있다.