김희남 고려대 바이오시스템의과학부 교수

 비만과 제2형 당뇨병 등 대사질환의 세계적 확산을 항생제 사용과 연결 짓는 새로운 해석이 나왔다. 고려대학교 바이오시스템의과학부 김희남 교수는 항생제가 장내 유익균의 수를 줄이는 데 그치지 않고, 기능이 손상된 돌연변이 형태로 바꿔놓았을 가능성을 제시하며 대사질환 유행의 원인을 새롭게 설명했다.

 김 교수의 연구 성과는 의과학 분야의 국제 학술지 ‘Gut Microbes’에 지난 1월 7일 온라인으로 게재됐다. 연구는 제2차 세계대전 이후 항생제가 대규모로 사용되기 시작한 시점과 대사질환 증가 시기가 겹친다는 기존 문제의식에서 출발했다. 그동안 항생제가 장내 미생물 균형을 일시적으로 무너뜨린다는 점은 알려졌지만, 임신 중이나 영유아기의 항생제 노출이 장기적으로 대사질환 위험을 높이는 이유를 설명하기에는 한계가 있었다.

 연구팀은 장 점막 보호와 대사 균형 유지에 중요한 역할을 하는 대표적 유익균 아커만시아에 주목했다. 동물 모델을 활용한 선행 연구에서 정상 아커만시아는 대사질환에 대한 보호 효과를 보인 반면, 항생제 노출로 내성을 획득한 균주는 이러한 기능을 상실한 것으로 나타났다. 특히 이 변이 균주는 체내에서 안정적으로 유지되며 개체 간, 세대 간 전파도 가능한 것으로 확인됐다.

 김 교수는 항생제가 유익균을 제거하는 것이 아니라 기능적으로 결함이 있는 형태로 변화시킬 수 있다는 점을 강조했다. 장내 미생물 구성이 겉보기에는 회복된 것처럼 보여도 실제로는 유익 기능이 손상된 균이 남아 있을 수 있다는 의미다.

 김희남 교수는 “동물 모델 연구 결과에 따르면 유익 기능이 손상된 아커만시아가 장내에 존재할 경우 대사질환 위험이 증가할 수 있다”며 “이러한 현상이 인간 집단 연구에서도 확인된다면 항생제로 유도된 아커만시아 돌연변이는 새로운 주요 질병 위험 인자로 자리 잡을 수 있을 것”이라고 말했다.

 이번 연구는 한국연구재단의 바이오의료기술개발사업과 중견연구지원사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구진은 향후 인간 코호트 연구를 통해 항생제 사용과 장내 유익균 기능 변화, 대사질환 사이의 인과관계를 보다 정밀하게 규명할 계획이다.