염증성 장질환 치료기술에서 사균화(死菌化)를 통한 마이크로바이옴 연구가 주목을 받고 있다. 장내 감염이나 혈액 내 감염으로 안전성 문제가 제기된 프로바이오틱스의 단점을 보완하면서도 가공성과 효과성에 탁월한 효능이 기대되고 있어서다. 포스트바이오틱스(유산균 사균체)에 대한 국내외 연구가 활발해지면서 연구를 넘어 상업화 성과에도 관심이 모인다.

염증성 장질환은 자가 면역에 의해 장에 염증이 생겨서 발생한 질병이다. 염증성 장질환의 원인으로 기생충 감염·세균 감염·식이 알레르기·장내 미생물 생태계(휴먼 마이크로바이옴)의 파괴 등이 지목되고 있다.

특히 외부 물질에 노출된 점막이 손상될 경우 유익균이 사라져 자가면역 질환이 발생한다. 문제는 염증성 장질환은 완치가 어려워 병 증상을 줄여주는 대증치료에 의존해야 한다는 점이다. 치료가 제대로 안 되면 사망에도 이를 수 있는 무서운 질병이다.

현재 진행되는 ‘염증성 장질환의 인간 유래 마이크로바이옴 치료기술 개발’ 연구는 유산균 사균체를 활용한 치료법에 주목하고 있다. 인간으로부터 유래 특정 마이크로바이옴을 고농도 배양한 뒤 열처리 사균화 과정을 거친 후 사균체를 환자에 고농도 투여해 궤양성대장염을 완화시키는 과정을 담고 있다.

현재 연세대가 연구를 진행하고 있으며 유산균 사균체를 생산하는 베름이 공동연구기관으로 참여한다. 기관생명윤리위원회(IRB) 심사를 통과한 후, 150여 명 궤양성 대장염 환자들을 대상으로 임상시험이 진행되고 있다. 

이 같은 접근법이 주목받는 이유는 프로바이오틱스의 한계를 뛰어넘어 안전성과 가공성을 보장하는 데 있다. 프로바이오틱스는 살아있는 미생물로서 숙주가 통제하지 못하는 다양한 대사활동을 하는데 장내 감염이라든지 혈액 내로 들어가면 패혈증, 또는 항생제 내성유전자 전이 등과 같은 여러 문제를 일으킬 위험성도 가지고 있다. 최근 식품의약품안전처(KFDA)를 비롯해 국내외에서는 프로바이틱스에 대한 법규가 강화되고 있는 이유다. 

유산균 사균체는 프로바이오틱스와 달리 대사활동과 증식을 하지 않기 때문에 혈액 내 감염에서 프로바이오틱스에 비해 안전하다. 요즘 문제가 되고 있는 항생제 유전자 전이에서도 자유롭다.

영유아에서 장벽이 무너진 중환자까지 안전하게 활용 가능해 일본의 환자식 업체와 국내 제약사에서 중환자 경관유도식에 사균체를 활용한 제품도 출시하고 있다. 살아있는 균이 아니기 때문에 열과 산에 영향이 없어 액상제형에서부터 타블렛·캡슐·멸균제품까지 다양한 제형 제품에 활용되고 있다.

여기에 유산균 사균체에 대한 효능이 여러 연구들을 통해 입증되고 있다. 사균체는 변비나 설사를 예방하는 정장작용뿐 아니라 장내에 흡수되어 대식세포를 활성화 시킴으로써 면역을 조절(Biological Response Modifier)하는 작용이 뛰어나다. 이런 면역을 조절해주는 메커니즘으로 항염작용·아토피 개선·대장염 개선·항암 등 다양한 SCI급 국제 논문들이 발표되었다. 2021년에는 공식적으로 유산균 사균체를 포스트바이오틱스로 정의했다. 

국내에서는 이번 연구에 참여한 베름이 일본 기술을 국산화해 포스트바이오틱스를 생산하고 있다. 베름은 1990년대부터 일본에서 포스트바이오틱스를 연구해왔으며 2016년 원주 생산공장에서 국내외 최고수준인 그램당 7조5000억 쎌(cell)을 함유한 고농도 생산 프로세스를 확립했다. 베름의 포스트바이오틱스는 일본과 유럽, 오스트리아, 미국 등에 환자식과 건강식품 원료로도 수출 중에 있으며 국내 제약사와 식품사 등에서 다양한 제품에 활용하고 있다.

한권일 베름 대표는 “포스트바이오틱스는 안전하며 다양한 제형으로 개발 가능하여 환자들에게 편의성을 제공할 수 있다”라며 “이번 연구과제를 통해 효과성이 확인된다면 국내를 넘어 글로벌 마이크로바이옴 치료제 분야에서 리딩 그룹으로 도약할 수 있을 것”이라고 말했다.

베름 포스트바이오틱스 연구개발 기업

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