고려대학교(총장 김동원) 바이오시스템의과학부 김희남 교수는 항생제가 장내 유익균의 기능을 변화시켜 전 세계적인 대사질환 유행을 촉발했을 가능성을 제시했다.

 

이번 연구 성과는 의과학 분야의 세계적인 학술지 ‘Gut Microbes(IF=11.0)’ 온라인에 1월 7일 게재됐다.

 

비만과 제2형 당뇨병 등 대사질환은 지난 수십 년간 전 세계적으로 꾸준히 증가해 왔다. 특히 이러한 증가 시점이 제2차 세계대전 이후 항생제가 대규모로 사용되기 시작한 시기와 겹친다는 점이 오래전부터 주목돼 왔지만, 항생제 사용과 대사질환의 세계적 유행을 직접적으로 연결하는 과학적 근거는 명확하지 않았다.

 

 ▲고려대학교 바이오시스템의과학부 김희남 교수

 

또한 지금까지 항생제의 문제는 장내 미생물을 일시적으로 파괴하고 균형을 무너뜨린다는 측면에서 주로 논의돼 왔다. 하지만 이러한 설명만으로는 임신 중이나 영유아 시기의 항생제 노출이 장기간 대사질환 위험을 높이는 이유나, 저용량 항생제가 가축의 체중 증가를 유도하는 현상을 충분히 설명하기 어렵다.

 

 김희남 교수는 이 공백을 메울 수 있는 새로운 해석을 제시했다. 항생제가 장내 핵심 유익균인 ‘아커만시아(Akkermansia)’를 단순히 감소시키는데 그치지 않고, 그 유익 기능을 손상된 돌연변이 형태로 바꿔 놓았을 가능성에 주목했다. 이러한 변이 균주들이 세계적으로 확산되면서 인류 전반의 대사질환 위험을 높였을 수 있다는 것이다.

*아커만시아(Akkermansia): 장 점막 보호와 대사 균형 유지에 중요한 역할을 하는 대표적인 유익균

 

 연구팀은 동물 모델을 활용한 선행 연구를 통해, 정상 아커만시아가 대사질환에 대한 보호 효과를 보인 반면, 항생제 노출로 내성을 획득한 균주는 이러한 기능을 상실한 것을 확인했다. 특히 이러한 변이 균주는 체내에서 안정적으로 유지되며 개체 간 및 세대 간 전파도 가능한 것으로 나타났다.

 

김 교수는 항생제가 유익균을 단순히 제거하는 데 그치지 않고, ‘기능적으로 결함이 있는 형태로 변화시킬 수 있다’는 점을 강조한다. 장내 미생물 구성이 회복된 것처럼 보이더라도, 실제로는 유익 기능이 손상된 균이 잔존할 수 있다는 의미다.

 

 김희남 교수는 “동물 모델 연구 결과에 의하면 유익 기능이 손상된 아커만시아가 장내에 존재할 경우 대사질환 위험이 증가할 수 있다”라며 “이러한 현상이 인간 코호트 연구를 통해서도 확인된다면, 항생제로 유도된 아커만시아 돌연변이는 새로운 주요 질병 위험 인자로 자리매김할 수 있을 것”이라고 설명했다.

 

 본 연구는 한국연구재단의 바이오의료기술개발사업과 중견연구지원사업 지원을 받아 수행됐다.

 

▲연구 논문 이미지.