장내 폐렴 막대균 변종, 다량의 알코올 만들어
지방간 나타나고 간 손상까지
비알코올성 지방간(NAFLD)은 알코올이 아닌 다른 요인들 때문에 간에 지방이 축적되는 것이다. 세계적으로 성인의 약 4분의 1이 지방간을 앓고 있지만 그 원인은 여전히 알지 못한다. 이제 연구가들이 비알코올성 지방간 환자의 60% 이상에서 장내 박테리아가 있는 것을 발견해서 비알코올성 지방간을 장내 박테리아와의 연관을 확인했다.

이번 연구결과는 비알코올성 지방간의 조기 검진 방법과 치료제 개발에 도움을 줄 수가 있을 것이다.

우리는 박테리아가 그렇게 많은 알코올을 생산할 수 있는 것을 알고 놀랐다고 주저자로 (중국의) 수도 소아과 연구소의 징 유안이 말했다. 인체가 과부화가 되어 박테리아가 만들어내는 알코올을 분해할 수 없을 때 술을 마시지 않아도 지방간이 생길 수가 있다고 그녀는 덧붙여 말했다.

유안과 그녀의 연구팀은 간이 심하게 손상되었고 ‘자동 양조장 증후군(ABS)’이라는 희귀한 질병을 앓고 있는 환자를 우연히 만나서 장내 박테리아와 비알코올성 지방간의 연관성을 발견했다. 자동 양조장 증후군 환자는 알코올은 없지만 설탕이 많은 식품을 먹으면 취해버린다. 이 질병은 장에서 알코올을 생산해서 취하게 할 수 있는 효모 감염과 관련지었었다. 처음에 우리는 그것이 효모 때문으로 생각했는데 이 환자에 대한 테스트 결과는 음성으로 나왔다고 유안은 말했다. 항효모제도 효과가 없어서 우리는 무언가 다른 것에 의해 유발되었을지도 모른다는 의심을 하게 되었다고 유안은 부언했다.

환자의 대변을 분석해보고 연구진은 환자의 장에 몇 가지 폐렴 막대균 변종이 있고, 그 박테리아들이 다량의 알코올을 만들어내는 것을 발견했다. 폐렴 막대균은 장내 공생 박테리아의 흔한 일종이다. 그러나 환자의 장에서 분리한 그 변종들은 건강한 사람에게서 발견되는 변종들보다 약 4~6배 정도 더 많은 알코올을 생산할 수가 있다. 더욱이 연구진이 비알코올성 지방간 환자 43명과 건강한 사람 48명의 장내 미생물의 표본을 추출했는데, 비알코올성 지방간 환자는 약 60%가 장에 알코올을 생산하는 폐렴 막대균이 대량혹은 중량 정도로 있는 반면에 건강한 사람에게서는 6%만 그런 박테리아 변종이 있는 것으로 드러났다.

연구진은 폐렴 막대균이 지방간을 유발할 수 있는지를 조사했다. 연구진은 무균 생쥐에게 3개월 동안 자동 양조장 증후군 환자로부터 분리한 다량의 알코올을 생산하는 폐렴 막대균을 먹였다. 생쥐들은 첫 달이 지나자 지방간이 생기기 시작했고 둘째 달에는 간에 흉터의 흔적이 나타났는데 이는 장기간 간이 손상된 것을 의미한다. 이는 알코올을 먹인 생쥐의 지방간이 진행하는 것과 유사했다.
연구진이 박테리아를 먹이던 생쥐에게 항생제를 먹여 폐렴 막대균을 죽이자 상태가 반전되었다.

박테리아 관련 비알코올성 지방간, 치료와 예방까지
비알콜성 지방간은 이질적인 질병으로 원인이 많을지도 모른다고 유안은 말했다. 우리 연구는 폐렴 막대균이 그런 원인 중 하나일 가능성이 매우 큰 것을 보여주며, 이들 박테리아가 알코올과 똑같이 간을 손상시키는데 선택의 여지가 없는 것은 아니라고 그녀는 부언했다. 그러나 왜 어떤 사람은 장에 다량의 알코올을 생산하는 폐렴 막대균이 있고 다른 사람은 그렇지 않는지는 여전히 알 수 없다.

논문의 공저자인 중국 과학원의 디 류는 다음과 같이 말했다. “이들 특정한 박테리아가 음식과 같은 어떤 환경적인 매개물을 통해 인체로 침입할 수도 있다. 그러나 나는 매개물이 흔한 것이라고는 생각하지 않는다. 그렇지 않으면 비알콜성 지방간의 비율이 훨씬 더 높았을 것이다. 또 어떤 사람은 유전자 때문에 다른 사람들보다 폐렴 막대균의 성장과 정착에 더 적합한 장 환경을 갖고 있는 듯하다. 우리는 어떤 요인들 때문에 어떤 사람들이 이들 특정한 폐렴 막대균에 더 잘 감염되는지 이해하지 못하는데, 바로 그것이 우리가 다음에 찾아내려고 하는 것이다.”

이번 연구결과는 또 박테리아와 관련된 비알콜성 지방간을 진단하고 치료하는 데 도움을 줄 수가 있다고 유안이 말했다. 폐렴 막대균이 설탕을 이용해서 알코올을 만들어내기 때문에 이런 박테리아를 갖고 있는 환자들은 단순한 포도당 용액을 마셔도 혈액에서 알코올이 검출된다. 초기 단계에서는 지방간이 반전이 되지만, 만약 원인을 더 빨리 찾아낸다면 우리는 간 손상을 치료하고 심지어 예방까지 할 수도 있을 것이라고 유안은 말했다.

류는 이렇게 말했다. “이런 박테리아를 장에 갖고 있는 것은 몸이 알코올에 끝없이 노출되는 것을 의미한다. 그렇다면 이런 균을 갖고 있는 것이 알코올에 대한 내성이 더 큰 것을 의미할까? 나는 정말로 알고 싶다.”

참조:
J. Yuan et al., "Fatty Liver Disease Caused by High-Alcohol-Producing Klebsiella pneumoniae" Cell Metab. 2019 Oct 1;30(4):675-688.