간 이식은 말기 간질환자가 간 기능을 정상화하기 위한 최선의 치료 방법이다. 수술 후 새로 이식 받은 간을 건강하게 유지하는 것이 간 이식 수술만큼 중요한데, 간을 이식받은 환자의 면역 상태와 장내균총(microbiomes)의 상관관계 연구가 국제학술지에 발표되었다.   

 간이식 초기의 장내균총 분석은 일부 있으나, 장기간 지난 뒤 사람의 장에 존재하는 전체 미생물 집단인 장내균총을 분석하고, 이 중 기능성 장내균총이 환자의 면역상태에 영향을 준다는 것을 증명한 첫 연구이다.  

최종영(공동 교신저자) 가톨릭대 서울성모병원 장기이식센터 , 이순규 (공동 제1저자) 인천성모병원 소화기내과 교수팀이 간이식 후 평균 10년이상 지난 환자의 혈액을 분석한 결과 건강한 사람에 비해 간 이식 환자는 기능성 장내균총이 부족하였다. 이는 조미라 의과대학 의생명과학교실 교수(공동 교신저자), 전주연 연구교수(공동 제1저자) 연구팀과의 공동 연구결과이다. 

연구팀은 간이식 후 장기간 지난 환자 27명과 건강한 대조군 20명의 혈액 및 장내균총을 분석하여, 기능성 장내균총을 규명하고자 하였다. 27명의 간이식 환자들은 모두 혈액검사 결과 간 기능이 정상으로 유지되는 환자들이었다. 그 중 22명은 여전히 면역억제제를 복용하는 환자들이었고, 다른 5명은 면역억제제를 중단한 면역관용 환자들이었다. 

혈액 면역세포 분석 결과 간이식환자들은 대조군에 비해 면역항상성(immune homeostasis) 유지에 중요한 조절T세포 (regulatory T cell)가 감소되어 있고, 염증성 세포인 T 도움 17세포 (T helper 17 cell)는 증가되어 있음을 확인하였다. 면역항상성은 면역반응 활성화와 억제력간의 균형을 유지하는 기능이다. 

장내균총 분석에서, 간이식 환자들은 이식 후 장기간 지났음에도 불구하고 대조군에 비해 장내균총의 다양성이 떨어지고, 균총의 구성이 다름을 확인하였다. 

구성에 차이가 나는 세부 균총과 면역상태(면역항상성)에 영향을 주는 균총을 규명하고자 세부분석을 시행하였다. 상세분석을 통해 그중에서도 면역력을 높이는 장내 유익균인 페칼리박테리움 (Faecalibacterium)이 가장 감소되어 있음을 확인하였다. 즉, 간이식환자의 페칼리박테리움 감소와 불안정한 면역상태가 연관되어 있음을 확인하였다. 

또한 간이식환자의 혈액을 이용한 실험을 통해 페칼리박테리움 혹은 그 대사산물 (metabolite)인 부티르산 (butyric acid)을 투여하였을 때 감소되어 있던 조절T세포가 회복(증가) 되는 것을 확인하여, 이를 다시 한 번 증명하였다. 

추가로, 간이식환자들과 면역억제제를 중단하고도 면역상태를 잘 유지하는 면역관용 환자들과 비교하였을 때, 페칼리박테리움과 조절 T세포가 회복되어 규명한 기능성 장내균총의 역할을 다시 한번 확인할 수 있었다. 

이순규 교수는 “본 연구를 통해 기능성 장내균총을 규명할 수 있었고, 이는 간이식 환자의 면역상태를 예측할 수 있는 바이오마커(biomarker) 및 면역상태를 개선할 수 있는 약제개발을 위한 타겟(target)으로의 가능성을 보여준다” 고 말했다. 

최종영 교수는 “간 이식은 이식 수술 후 새로운 간을 잘 관리하는 것이 중요한데, 이번 연구결과로 기능성 장내균총을 이용한 신약이 개발된다면 간 이식 환자가 이식 후 면역상태를 건강하게 유지하는데 도움이 될 것”이라고 희망했다. 

이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘장내 미생물(Gut Microbes)’ (5-year IF: 11.724)에 8월 11일자로 실렸다.