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- 땅콩 알레르기 환자는 극소량의 땅콩 섭취에 심각한 아나필락시스 반응 보일 수 있어
- 땅콩 알레르기 환자 15명을 대상으로 대변 미생물 이식(FMT)을 시행
- 단 한 번의 치료로 알레르겐 내성 증가
- 적절한 박테리아가 담즙산 대사산물을 통해 내성을 유지하는 면역 세포 촉진

대변 미생물 ​​이식이 땅콩 알레르기 치료에 도움이 될 수 있다

땅콩이나 다른 식품에 대한 알레르기는 때때로 생명을 위협하는 면역 반응을 일으킬 수 있다. 최근 연구진은 알레르기 환자의 알레르기 항원에 대한 내성을 높이는 새로운 방법인 대변 이식을 시험했다. 건강한 기증자의 유익한 장내 세균을 이식받은 일부 땅콩 알레르기 환자는 부작용 없이 여러 개의 땅콩을 섭취할 수 있었다.  

▲ 땅콩 알레르기가 있는 사람은 아주 소량의 땅콩이라도 생명을 위협하는 아나필락시스 쇼크를 일으킬 수 있습니다. 장내 미생물총의 변화가 알레르기 반응 역치를 높일 수 있다.

땅콩 알레르기 환자는 극소량의 땅콩을 섭취해도 심각한 아나필락시스 반응을 보이는 경우가 많다. 특정 항체 약물이나 면역 요법이 땅콩에 대한 내성을 높이는 데 도움이 될 수 있지만, 장기간 무기한 복용해야 한다. 매사추세츠주 보스턴 아동 병원의 리마 라시드(Rima Rachid) 는 "환자들은 무기한 복용해야 하는 치료법 대신 질병의 경과를 영구적으로 바꾸거나 완치하기를 원한다"고 말했다.

기증받은 장내 미생물군을 통한 알레르기 환자 치료

라시드와 연구팀은 잠재적인 대안 치료법을 모색해 왔다. 장내 미생물군이 식품 알레르기에 중요한 역할을 한다는 점에 착안하여, 연구팀은 땅콩 알레르기 환자 15명을 대상으로 대변 미생물 이식(FMT:fecal microbiome transplantation)을 시행하는 예비 연구를 진행했다. 참가자들은 유익한 장내 세균이 함유된 알약 36개를 몇 시간에 걸쳐 복용했다. 이 세균들은 건강하고 알레르기가 없는 기증자의 정제된 대변에서 추출하여 냉동 보관한 것이다.

참가자 10명은 사전 준비 없이 대변 알약을 복용했고, 나머지 5명은 시술 전 며칠 동안 항생제를 복용하여 자신의 장내 세균총을 약화시키고 이식된 세균의 확산을 촉진했다. 연구팀은 단 한 번의 치료 후 1개월과 4개월 후에 참가자들이 알레르기 반응 없이 견딜 수 있는 땅콩 단백질의 양을 측정했다. 치료 전 모든 참가자는 블라인드 유발 검사에서 100mg 미만의 알레르겐에 반응을 보였다.

단 한 번의 치료로 알레르겐 내성 증가

결과:
총 15명의 참가자 중 6명이 치료에 반응해 추적 관찰 시점에서 이전보다 유의미하게 더 많은 양의 땅콩 단백질을 섭취할 수 있게 되었다. 최소 300mg, 한 명은 1000mg 이상을 섭취해도 알레르기 증상이 나타나지 않았다. 이들은 여전히 ​​많은 양의 땅콩을 간식으로 먹는 것은 위험하지만, 내성 역치가 높아짐에 따라 의도치 않게 땅콩을 섭취하여 알레르기 반응을 일으킬 가능성이 줄어들었다. 따라서 이 치료법은 15명의 참가자 중 최소 6명에게 효과를 나타냈다.

또한, 항생제 치료 이력이 있는 경우 치료 효과가 더 좋은 것으로 나타났다. 항생제를 복용한 적이 있는 참가자 5명 중 3명에서 치료 효과가 나타난 반면, 항생제를 복용하지 않은 참가자 10명 중에서는 3명에서만 효과가 있었다. 변비약의 부작용으로는 복통, 두통, 메스꺼움, 설사, 피로 등이 있었지만 모두 자연적으로 사라졌다. 심각한 부작용은 발생하지 않았다. 따라서 연구진은 이 치료법이 내약성이 우수하다고 분류했다.

박테리아가 면역 체계를 조절하는 방식

이식된 장내 미생물이 알레르기 내성을 촉진하는 기전을 이해하기 위해 연구팀은 참가자들의 혈액 샘플을 분석했다. 그 결과, 치료에 반응한 참가자들에게서 특정 유형의 조절 T 세포가 더 많이 나타나는 것을 확인했다. 이른바 RORγt+ 조절 T 세포는 면역 억제 효과를 가지며 음식 내성에 중요한 역할을 한다. 쥐를 대상으로 한 추가 실험에서도 유익한 장내 세균이 이러한 면역 세포에 미치는 영향이 확인되었다. 치료받은 참가자의 대변 샘플을 이식한 후, 쥐에서도 RORγt+ Treg 세포의 비율이 증가했다.

그렇다면 박테리아는 어떻게 이러한 효과를 내는 것일까? 연구팀은 "인간과 쥐 모두에서 분변 미생물 이식을 통해 얻은 보호 효과는 담즙산 대사산물 수치 증가와 관련이 있었다"고 보고했다. 이식된 박테리아는 알레르기 환자의 원래 미생물군보다 담즙산을 더 잘 대사하는 것으로 보인다. 특정 담즙산은 조절 T 세포 생성을 촉진하는 것으로 알려져 있기 때문에, 연구진은 박테리아가 이러한 경로를 통해 면역 체계에 영향을 미치고 궁극적으로 알레르기를 완화한다고 추정한다.

프로바이오틱 치료법의 발전

라시드의 동료인 탈랄 차틸라(Talal Chatila)는 "음식 알레르기는 구강 내성, 즉 장 면역 체계가 음식을 받아들이는 과정을 학습하는 과정의 실패를 반영한다"며, "이번 연구는 적절한 박테리아가 담즙산 대사산물을 통해 내성을 유지하는 면역 세포를 촉진함으로써 이 과정을 회복하는 데 도움을 줄 수 있음을 보여준다”고 설명했다.

이러한 지식을 바탕으로 알레르기 환자의 장내 미생물군을 표적으로 하는 새로운 음식 알레르기 치료법이 개발될 수 있을 것이다. "이제 대변 및 미생물 이식에 대한 더 큰 규모의 연구를 통해 이러한 결과를 확인하고, 혜택을 받을 가능성이 가장 높은 환자를 파악하며, 식품 알레르기에 대한 표적 프로바이오틱스 치료법으로 개발될 수 있는 유익균을 발견해야 한다"고 라시드 박사는 말했다.

출처:
Rima Rachid (Boston Children’s Hospital, Massachusetts, USA) et al., Science Translational Medicine, doi: 10.1126/scitranslmed.aee3263

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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