장내 미생물 을 분석 하 면 , 특정 미생물 이나 효소 의 존재 가 ' 일부 약물 이 특정 한 사람 들 에게 듣 지 않 는 이유 ' 를 설명 할 수 있 다 . 장내 미생물 이 약물 의 작용 에 직간접 적 으로 미치 는 영향 / © Pharmaceutical Journal 개인 화 된 치료 ( personalized therapy ) 를 위해 , 대부분 의 연구 는 ' 개인 의 유전체 가 인체 의 약물 반응 을 제어 하 는 방법 ' 에 집중 해 왔 다 . 그러나 " 개인 의 유전체 말 고도 , 독특 한 마이크 로 바이옴 ( microbiome ) 이 ' 특정 약물 이 그 사람 의 질병 치료 에 효과 적 인지 ' 여부 를 결정 하 는 열쇠 가 될 수 있 다 " 는 주장 이 힘 을 얻 고 있 다 . 이제 연구자 들 은 " 건강 한 사람 들 이 자신 의 미생물 구성 ( microbial make - up ) 에 따라 일부 약물 들 을 다른 방식 으로 대사 시킨다 " 는 증거 를 제시 했 다 . 그 들 은 지난 6 월 4 일 루이지애나 주 뉴올리언스 에서 열린 미국 미생물 학회 회의 에서 관련 데이터 를 공개 했 다 . 숙주 의 식사 에 포함 된 식품 에서 유래 하 든 숙주 가 복용 한 약물 에서 유래 하 든 , 인체 내 에 서식 하 는 세균 들 은 자신 의 발길 에 걷어채 는 영양소 를 가리 지 않 고 먹 어 치운다 . 그러나 미생 물총 이 특정 약물 을 쓸모없 거나 독성 이 있 는 화합물 로 대사 할 경우 , 이 같 은 식이 적 유연 성 ( dietary flexibility ) 이 문제 를 야기 할 수 있 다 . 이번 회의 에서 , 앨버트 아인슈타인 의대 의 리 거스리 박사 ( 계산 생물학 ) 는 이리노 테칸 ( irinotecan ) 이 라는 화학 요법 제 에 관한 데이터 를 제시 했 는데 , 그 내용 인즉 " 그 항암제 가 일부 환자 들 에게 심각 한 설사 를 초래 한다 " 는 것 이 었 다 . 그게 당최 무슨 소리 일까 ? 내용 을 자세히 설명 하 면 이렇 다 . 마우스 를 대상 으로 한 선행 연구 에서 는 , 세균 이 보유 한 베타 클 루쿠 로 니 다 아제 ( β - glucuronidase ) 라는 효소 가 이리노 테칸 등 의 화학 구조 를 변형 시킬 수 있 다고 보 고 한 적 이 있 다 ( B . D . Wallace et al . Science 330 , 831 – 835 ; 2010 , 참고 1 ) . 일반 적 으로 는 간 ( 肝 ) 이 글 루쿠 로니 데이트 ( glucuronidate ) 라는 화학 그룹 을 추가 함 으로써 이런 약물 들 을 해독 하 는 것 으로 알려져 있 는데 , 세균 의 효소 가 이 화학 그룹 을 제거 한다면 약물 이 독성 화학 물 로 전환 될 수 밖에 없 지 않 겠 는가 . 장 ( 腸 ) 속 에 답 ( 答 ) 이 있 다 특정인 의 마이크 로 바이옴 이 약물 대사 에 영향 을 미치 는지 확인 하 기 위해 , 거스리 박사 와 동료 들 은 20 명 의 건강 한 지원자 들 에게서 대변 샘플 을 수집 했 다 . 그리고 는 대변 샘플 을 이리노 테 칸 으로 처리 한 후 , 세균 이 이리노 테칸 과 상호 작용 할 때 생성 되 는 화합물 을 측정 했 다 . 그 결과 네 명 의 대변 샘플 에 고농도 의 독성 이리노 테칸 이 들 어 있 는 것 으로 확인 되 었 지만 , 모든 샘플 에 존재 하 는 미생 물종 에 는 유의 한 차이 가 없 는 것 으로 밝혀졌 다 . 이상 하 게 여긴 연구 진 은 대변 샘플 에서 생성 된 단백질 을 분석 해 봤 다 . 그랬 더니 고농도 의 독성 이리노 테칸 이 들 어 있 던 대변 에 는 베타 글 루쿠 로 니 다 아제 를 많이 생성 하 는 미생물 이 포함 되 어 있 는 것 으로 나타났 다 . 이 대변 의 임자 들 은 당 ( 糖 ) 을 세포 안 으로 수송 하 는 단백질 도 많이 갖 고 있 었 는데 , 이 는 독성 화합물 이 세포 속 으로 흡수 되 어 위장관 문제 를 초래 할 가능 성 이 높 음 을 시사 한다 . " 연구자 들 은 이번 연구 결과 가 사실 인지 확인 하 기 위해 , 이리노 테칸 을 투여 받 고 있 는 암 환자 들 에게서 대변 샘플 을 수집 하 여 분석 할 계획 이 다 " 라고 이번 연구 를 지휘 한 앨버트 아인슈타인 의대 의 리부 샤 켈리 박사 ( 미생물학 ) 는 말 했 다 . " 이번 연구 는 장내 미생물 의 효소 가 약물 과 상호 작용 하 는 메커니즘 을 이해 하 기 위해 첫 걸음 을 내디뎠 다 . 장내 미생물 의 효소 를 인간 의 효소 와 똑같 은 방법 으로 바라보 고 분석 해야 한다는 것 이 우리 의 생각 이 다 " 라고 노스캐롤라이나 채플힐 캠퍼스 의 매튜 레딘 보 박사 ( 구조 생물학 ) 는 말 했 다 . 레딘 보 박사 는 이리노 테칸 을 연구 하 고 있 다 . " 간 ( 肝 ) 은 많 은 환자 가 복용 하 는 약물 들 중 상당수 에 화학 그룹 을 추가 하 는데 , 미생물 들 의 베타 글 루쿠 로 니 다아 제 가 이 화학 그룹 을 제거 한다는 것 은 마이크 로 바이옴 의 영향력 이 지대 함 을 의미 한다 " 라고 레딘 보 박사 는 말 했 다 . 그 는 마우스 를 대상 으로 한 연구 에서 , 일부 글 루쿠 로 니 다아 제 가 이부 프로펜 과 같 은 소염제 를 유사 한 방식 으로 변형 시킨다는 사실 을 확인 했 다 . 따라서 이 부프 로 펜 을 장기 적 으로 투여 할 경우 장독 성 ( gut toxicity ) 을 초래 할 수 있 을 것 으로 보인다 ( A . LoGuidice et al . J . Pharmacol . Exp . Ther . 341 , 447 – 454 ; 2012 , 참고 2 ) 아직 은 블랙박스 다 " 연구자 들 은 지금껏 수십 가지 장내 미생물 사례 들 을 확인 했 다 . 그 미생물 들 은 치료제 를 변형 시키 는 것 으로 보이 는데 , 그 중 에 는 파킨슨병 과 우울증 치료 제도 포함 되 어 있 다 " 라고 하버드 대학교 의 에밀리 밸 스 커스 박사 ( 생화학 ) 는 말 했 다 . " 이 는 동물 모델 이 종종 약물 독성 을 예측 하 지 못하 는 이유 를 설명 해 준다 . 왜냐하면 동물 은 인간 과 다른 미생물 을 보유 하 고 있 기 때문 이 다 " 라고 그녀 는 덧붙였 다 . 그러나 장내 미생물 이 특정 약물 의 효능 에 미치 는 영향 을 분석 하 는 데 는 아직 도 많 은 의문점 이 남 아 있 다 . 약물 을 분해 하 는 효소 들 이 별로 확인 되 지 않 았 으며 , 사람 들 마다 장내 미생물 구성 이 얼마나 다른지 도 확실히 밝혀 지 지 않 았 기 때문 이 다 . 예컨대 지난 6 월 2 일 《 Science 》 에 실린 논문 에서 는 , HIV 예방약 인 테 노포 비어 ( tenofovir : 질 내 에 바르 는 젤 타입 ) 가 가드 네 렐라 ( Gardnerella ) 라는 질 내 미생물 을 보유 한 여성 에게 는 효과 가 없 다고 보 고 했 다 ( N . R . Klattet al . Science 356 , 938 – 945 ; 2017 , 참고 3 ) . 가드 넬레 라는 테 노포 비어 를 신속히 분해 하 여 불활성 화합물 로 만들 지만 , 과학자 들 은 아직 그 메커니즘 을 파악 하 지 못했으며 , 그 문제 를 해결 할 수 있 는지 여부 도 모르 고 있 다 . " 궁극 적 으로 , 임상의 들 은 환자 의 마이크 로 바이옴 을 분석 하 여 특정 약물 이 그 환자 에게 듣 는지 를 결정 하 게 될 것 이 다 . 만약 환자 의 장내 미생물 이 문제 를 야기 할 수 있 다면 , 의사 들 은 ( 미생물 의 효소 를 저해 하 는 ) 효소 저해제 나 ( 미생물 에게 다른 식량 원 을 제공 하 는 ) 식이 요법 을 처방 할 수 있 을 것 이 다 " 라고 레딘 보 박사 는 말 했 다 . 마우스 를 대상 으로 한 식이 요법 ( dietary intervention ) 연구 에 따르 면 , 장내 미생물 이 디 곡신 ( digoxin ) 이 라는 심장 약 을 분해 하 지 못하 도록 하 는 데 성공 했 다고 한다 ( 참고 4 ) . 레딘 보 박사 는 사람 들 에게 그런 기법 을 시도 해 보 고 싶 어 한다 . 이 를 위해 , 그 는 노스 캐롤 라니아 주 더럼 에 심 베 릭스 ( Symberix ) 라는 바이오 업체 를 창업 했 는데 , 장차 임상시험 을 통해 이리노 테칸 과 베타 글 루쿠 로 니 다아 제 저해제 ( β - glucuronidase inhibitor ) 를 암 환자 들 에게 병 용 투여 하 는 방법 을 테스트 할 계획 이 라고 한다 . " 세균 과 약물 간 의 상호 작용 이 자세히 밝혀져 , 의사 들 로 하여금 효소 저해제 를 일상 적 으로 처방 하 게 하 려면 아직 도 많 은 시간 이 필요 하 다 . 왜냐하면 그 메커니즘 이 매우 복잡 하 기 때문 이 다 " 라고 레딘 보 박사 는 말 했 다 . ※ 참고 문헌 1 . http : / / science . sciencemag . org / content / 330 / 6005 / 8312 . http : / / jpet . aspetjournals . org / content / 341 / 2 / 4473 . http : / / science . sciencemag . org / content / 356 / 6341 / 9384 . http : / / science . sciencemag . org / content / 341 / 6143 / 295 ※ 출처 : http : / / www . nature . com / articles / n - 12342922 공유 하 기 글 요소