과민성장증후군 미생물 치료, 성별에 따라 효과 다르다

분당서울대병원 소화기내과 김나영 교수, 송진희 박사, 이동호 교수 연구팀은 과민성장증후군 동물실험을 통해 건강한 성인의 대변으로부터 분리 및 동결건조한 미생물 제제와 프로바이오틱스인 비피도박테리움 롱검이 성별에 따라 서로 다른 미생물 및 면역 반응을 유도한다는 연구 결과를 발표했다.

과민성장증후군은 뚜렷한 구조적 이상 없이 복통이나 복부 불편감이 발생하고 설사와 변비 등 배변 습관의 변화가 반복되는 질환이다. 국내 환자만 150만 명 이상으로 보고되는 비교적 흔한 기능성 장 질환으로, 생명을 위협하지는 않지만 시도 때도 없는 증상으로 인해 환자의 삶의 질과 일상생활에 큰 영향을 미치며 우울증 등 악순환으로 이어지기도 한다.

이러한 질환은 스트레스, 장내미생물 불균형, 장 점막의 면역 활성화, 장-뇌 축 이상 등이 복합적으로 관여해 발생하는 것으로 알려져 있다. 기존의 식이조절이나 진경제, 항우울제 등의 치료는 증상 완화에 도움이 되지만 병의 원인이 되는 장내 환경 자체를 근본적으로 바꾸는 데는 한계가 있었다. 이에 최근에는 프로바이오틱스나 대변미생물 등 장에 유익한 미생물을 투여해 장내미생물 환경을 조절하는 치료법이 새롭게 주목받고 있다.

연구팀은 여성에서 과민성장증후군의 유병률이 더 높고 증상도 두드러지는 등 남녀 간 차이가 큰 질환임에도 불구하고, 미생물 기반 치료의 효과나 작용 경로를 성별에 따라 분석한 연구가 매우 부족하다는 점에 주목했다. 과민성장증후군에 영향을 미치는 장내미생물 환경, 면역 반응, 장 투과성, 스트레스 반응은 모두 성별과 성호르몬의 영향을 받기 때문에 동일한 치료라도 성별에 따라 결과가 다르게 나타날 가능성이 크다.

이에 연구팀은 반복적인 스트레스로 과민성장증후군과 유사한 상태를 유도한 수컷 및 암컷 실험쥐 모델을 활용했다. 건강한 성인의 대변에서 얻은 동결건조 미생물 제제와 비피도박테리움 롱검을 각각 투여한 뒤, 배변량과 장 점막 비만세포의 변화, 장내미생물 구성, 지방산 변화 등을 비교 분석했다.

연구 결과, 수컷 쥐에서는 대변미생물과 비피도박테리움 롱검 모두 스트레스로 늘어난 배변량을 줄이고 장 점막의 비만세포를 감소시키는 효과를 보였으며, 단쇄지방산인 프로피온산을 증가시키는 것으로 확인됐다. 이는 모두 장내 면역환경의 안정화를 의미한다. 특히 대변미생물은 투여 후 장내미생물 93종을 변화시켜, 38종을 변화시킨 단일 균주 비피도박테리움 롱검보다 장내미생물 생태계를 더욱 폭넓게 재구성하는 효과를 나타냈다.

반면 암컷 쥐에서는 두 치료 모두 배변량을 줄이는 효과가 있었으나, 비만세포 감소 효과는 수컷만큼 뚜렷하게 나타나지 않았고 프로피온산의 증가도 관찰되지 않았다. 연구팀은 암컷의 경우 수컷에서 나타나는 면역 안정화 기전보다는 염증 반응을 억제하는 경로로 작용한 결과라고 분석했다. 또한 다양한 균주로 구성된 대변미생물이 장내미생물 32종을 변화시키는 데 그친 반면, 비피도박테리움 롱검은 47종을 변화시키는 등 수컷과는 반대되는 양상을 보였다.

이번 연구는 건강한 성인의 대변에서 유래한 복합 미생물 제제와 단일 균주 프로바이오틱스를 동일한 조건에서 비교하고 그 반응을 성별에 따라 심층적으로 분석했다는 점에서 큰 의미를 지닌다. 과민성장증후군 치료에서 성별이 단순한 배경 정보가 아니라 치료 반응을 결정지을 수 있는 중요한 생물학적 변수임을 입증하며, 향후 환자 맞춤형 정밀 치료 전략을 수립하기 위한 과학적 근거를 제시했다.

김나영 교수는 과민성장증후군에 대한 미생물제제 투여 치료에서 성별에 따라 반응 양상과 치료 효과가 다르게 나타난다는 점을 확인했다며, 향후 사람을 대상으로 한 추가 임상연구를 통해 이를 정밀하게 재확인하고 남녀 맞춤형 치료 전략을 마련할 필요가 있다고 강조했다.

한편, 이번 연구는 산업통상자원부 차세대 프로바이오틱스 기반 장관질환 치료제 발굴 및 공공기반 생산공정 고도화 기술개발 사업과 질병관리청 국립보건연구원의 성차기반 소화기계질환 진단 및 치료기술 개선 및 임상현장 적용 사업의 지원을 받아 수행되었으며, 소화기학 분야 국제학술지인 거트 앤 리버에 온라인 게재됐다.