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소아 감염병 예방 및 개선과 포스트바이오틱스
  • 일간투데이
  • 승인 2020.05.08 16:02
  • 19면
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▲ 사진=윤복근 교수

호흡기감염 및 위장관 감염은 중요한 보건 문제와 관련되어 있고, 특히 5세 미만의 영유아들이 감염에 취약한 연령대이다.

그 이유는 면역반응 및 장기능의 미성숙함과 관련하여 복잡한 조절인자들이 작용하기 때문인 것으로 여겨진다.

1980년 초부터 어린이들과 영유아들의 흔한 감염병을 줄이기 위해 프로바이오틱스를 사용할 것이 제안되었다.하지만, 과학계의 상당수가 영유아들에 대한 프로바이오틱스섭취를 지지하지 않고 있다.

왜냐하면 병원체가 신체 한 부분의 1차 병소에서 2차적 혈액 속으로 이동하는 균혈증(bacteremia), 주로 생후 1주 이내의 미숙아나 저체중아의 결장 부위에 많이 나타나는괴사성 염증인 신생아괴사성장염, 폐렴, 뇌척수막에 염증이 생기는 수막염과 같은 프로바이오틱스 관련 감염에 대한 보고 사례가 드물기 때문이다.

또한, 특정 프로바이오틱스 종류가 병원성 요인을 발생시킬 수 있는 것으로 추정되고, 이로 인해 세포 독성작용을 증가시키거나 독소의 침입과 발생을 증가시킬 수 있다고 언급되어 왔다.

또 다른 사항으로는 이것들이 장내 병원균에 항생제 내성 유전자를 전달할 수 있다는 점이다. 이러한 부정적인 사항들 때문에 살아있는 생균인 프로바이오틱스 보다는 포스트바이오틱스를 보충하는 것이 아이들의 감염병 발생을 줄이기 위한 대안적 전략으로 제안되어 왔다.

독자 생존 가능하거나 독자 생존이 불가능한 (열로 비활성화된) 락토바실러스 람노서스 GG가 급성 로타바이러스 설사가 있는 환자들의 설사 지속 기간에 유사한 영향을 미칠 수 있는 것으로 제안되어 왔다

현재 전 세계적으로 받아들여지고 있는 포스트바이오틱스에 대한 정확한 정의는 아직 없지만, 이번 검토에서는 용인되는 정의가 부족하다는 점에서 다음과 같은 잠정적인 정의를 사용하여 포스트바이오틱스를 언급하고자 한다.

포스트바이오틱스는 건강을 돕는 발효 과정 가운데 생산되는 생물체에 작용하는 복합대사물이다 (미생물 균체, 세포 구성물질, 대사물질 포함).포스트바이오틱스 작용 메커니즘의 특징은 잘 파악되어 있지 않다.

비활성화된 프로바이오틱스 또는 그 성분은 숙주의 면역반응을 조정할 수 있는 것으로 상정되어 왔다. 면역 체계의 자극은 박테리아 박막, 협막, 펩티도글리칸, 리포폴리사카라이드, 표층 단백질과 같은 세포벽 구성 성분의 구조 요소에 의해 유발될 수 있다.

초기 숙주반응은 일련의 패턴 인식 수용체를 갖추고 있다. 이러한 PRRs는 병원체 관련 분자 패턴(pathogen-associated molecular patterns, PAMP)이라고 불리는 미생물 분자를 인식하는 선천적인 면역체계의 세포에 의해 대개 생성되는 단백질이다.

두 가지 유형의 PRRs가 숙주의 선천적인 면역 반응의 통제에 있어서 주된 역할을 하는 것으로 제안되어 왔는데 그 두 가지는 톨 유사 수용체와 뉴클레오타이드 결합 올리고머화도메인 유사 수용체이다.

서로 다른 유형의 TLRs는 특정 미생물 구조에 결합될 수 있는데 여기에는 박테리아 탄수화물, 박테리아 핵산, 박테리아 펩티드, 리포단백질, 리포테이코산, 그리고 펩티도글리칸 등이 포함된다.

NLRs는 선천적이고 획득된 면역반응과 관련된 TLR과 유사한 PRR이다. NLRs는 다른 것들 사이의 바이러스성 RNA, 펩티도글리칸, 그리고 플라젤린과 같은 미생물 병원체로부터 서로 다른 리간드를 인식할 수 있다.

또한, NLRs는 인터페론을 포함한 다양한 시토카인(Cytokine)에 반응할 수 있을 것이라고 제안되어 왔다. 이와 관련하여 NLRs는포스트바이오틱 자극에 대한 반응으로 T와 B 세포 활성화에 기여할 수 있다.

리포테이코산과 같은 포스트바이오틱 산물의 성분들은 항염효과를 가지고 있을 수 있고, 활성 산소와 IL-2의 생산을 줄일 수 있으며,시토카인 IL-4, IL-6, IL-10의 생산을 증가시킬 수 있다.

대체로 포스트바이오틱스는 프로바이오틱스의 이로운 치료효과를 보여주는 것으로 생각되고 있으며, 5세 미만의 영유아들과 같은 고위험 대상자들에게 살아 있는 미생물을 투입하는 위험을 피할 수 있게 해 준다.

현재 5세 미만 영유아의 감영성질환에 대한 포스트바이오틱스의 체계적 검토의 목표는 흔한 소아 감염병 예방 및 치료를 위한 포스트바이오틱스의 효과에 대한 증거를 업데이트하는 것이다.

포스트바이오틱스는 박테리아의 생존력을 보존할 필요성을 배제하면서 흔한 다수의 소아 감염병을 줄이는 이점을 유지한다.

이러한 포스트바이오틱스는 프로바이오틱스의 주입이 쉽지 않은상태에서 유용한 대안이 될 수 있지만 소아의 설사 치료 및 흔한 소아 감염병을 예방하는데 있어서 특정 포스트바이오틱스를 권장할 수 있는 증거는 제한적이다.

면역력이 형성되는 어린 소아 시기에 포스트바이오틱스의 섭취가 면역 형성에 긍정적인 역할을 할 것을 기대하여 사용하는 것이다.

신생아가 처음 태어나면 장이 무균 상태로 있다가 빠르게 균들이 서식하게 되는데, 이때 여러 가지 요소에 의해서 장에 있는 균들의 종류, 비율이 달라지며, 면역 시스템을 만들어 가는데 이러한 균의 종류와 비율이 중요한 역할을 한다.

따라서 면역이 형성되는 시기에 포스트바이오틱스를 섭취하게 하여 장내에 좋은 균의 비율을 증식시켜준다면 나중에 위장관 관련, 비위장관 관련 질환(아토피 관련 질환, 자가 면역 질환, 당뇨 등)의 발생을 줄일 수 있을 것이라는 이론들이 많다.

5세 미만의 영유아들의 포스트바이오틱스 복용은 장기적인 장내 세균의 변화를 만들 수 있다. 실제로 미숙아나 분유 수유를 하는 경우에 더 큰 이득이 있을 것으로 생각되어 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있지만 아직까지는 실질적인 연구 결과는 많이 부족한 상태이다.

또 장기적인 장내 세균총(intestinal flora)의 변화가 긍정적인 효과를 줄 것으로 기대되는 것은 맞지만 실제로 어떤 효과를 얼마큼 줄지, 혹시 부작용은 있지 않을지에 대한 결론도 아직은 확실하지 않은상태이다.

특히 어떤 포스트바이오틱스를 얼마만큼, 얼마 동안 사용하는 것이 좋은지, 장기 복용했을 때의 효과, 면역, 부작용과 관련된 부분은 더 많은 연구들이 서로 다른 상황에서 이뤄져야 하고, 또 비용 효과 분석도 포함되어야 한다.

포스트바이오틱스에 대한 공식적인 과학적 정의를 만드는 것이 더 나은 미래의 RCT연구를 설계할 수 있게 할 것이다.


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