정상적인 장내 곰팡이, 항체의 생산 유도로 장내 백신으로 작용
웨일 코넬 메디컬 대학의 과학자들이 실시한 최근의 연구에 의하면 장에 흔히 존재하는 일반적인 곰팡이들이 면역체계에게 (자기네 친척인) 더 위험한 곰팡이들에 대해 어떻게 반응할지를 가르쳐준다고 한다.

그 교육 과정에 이상이 생기면 사람들은 치명적인 곰팡이 감염에 걸리기 쉽게 된다. 이 연구는 인간과 관계가 있는 미생물들과 인간 간의 복잡한 관계에 새로운 사태의 반전을 들추어내고, 밀물처럼 불어나는 약물 내성 병원균들과 싸우는 데 도움을 줄 수 있는 새로운 치료법을 개발할 수 있는 길을 제시해준다.

이 새로운 발견은 흔히 환자들이 장에 정상보다 더 큰 곰팡이 군집들을 갖도록 만드는 염증성 장질환에 대한 연구로부터 나왔다. 그런 환자들은 흔히 광범한 곰팡이류에 일반적인 분자인 만난에 대한 강력한 항체 반응을 갖게 된다.

그러나 웨일 코넬 메디컬 대학의 위장병학 및 간장학과의 면역학 부교수인 일리얀 일리에브 박사는 그 연구들에서 건강한 대조군도 약간의 항곰팡이 항체를 갖고 있는 것을 알아차렸다. 우리가 조사한 건강한 사람들이 곰팡이에 감염된 실제적인 증거가 없었고 그래서 우리는 이들 항체의 가능한 기능에 대해 생각해보게 되었다고 질 로버츠 염증성 장질환 연구소의 연구원으로 논문의 책임저자인 일리에브 박사는 말했다.

연구진은 개별적인 환자들의 혈액 속에 있는 항체가 어떤 장내 곰팡이를 표적으로 삼는지를 밝히도록 해주는 플랫폼을 개발했다. 그들은 곰팡이인 칸디다 알비칸스에 대해 강력한 반응을 보이는 것을 발견했다.

일리에브 박사와 웨일 코넬 메디컬 대학 의학 대학원의 박사과정 학생으로 논문의 제1 저자인 이타이 도론은 칸디다균을 생쥐의 장에 이식하면, 혈액 매개 곰팡이 감염이 생기지 않았는데도 불구하고, 생쥐의 혈액에 이 곰팡이에 대한 항체가 생기는 것을 발견했다. 곰팡이 감염이 생기는 대신에 생쥐의 면역세포가 비장으로 곰팡이 항체를 운반해서 혈류에 순환하는 항체의 생산을 촉진하는 듯했다. 그 곰팡이들이 바로 면역반응을 교육시킨 것이라고 일리에브 박사가 말했다.

장기이식을 받은 사람이나 일부 암 환자와 같이 면역체계가 억제된 환자들은 장내 곰팡이가 혈관으로 침입해서 생명을 위협하는 감염을 일으킬 수 있다. 일리에브 박사와 그의 동료들은 생쥐를 면역억제 약물로 치료해서 그런 과정을 흉내내어 보았다. 이들 생쥐의 장에 칸디다균이 자리를 잡자 이 곰팡이가 혈관으로 들어가서 치명적인 감염을 야기했다.

항곰팡이 항체 생산 촉진하거나 혈관에 고순도 항체 주입
공여 동물의 고순도 항곰팡이 항체로 생쥐를 치료하는 것이 면역이 억제된 생쥐가 그런 감염에 걸리는 것을 막아주었다. 동일한 전략이 칸디다 알비칸스나 - 면역이 억제된 환자나 노인들에게 생기는 곰팡이 질환의 주요한 원인이 되어 - 최근에 문제가 된 병원성 곰팡이인 칸디다 아우리스에 감염되는 것도 막아주었다.

웨일 코넬 메디컬 대학 연구진은 프랑스 파리의 국립 보건 의료 연구원(INSERM)과 공동으로 연구해서 CARD9이라는 유전자에 돌연변이가 있는 환자들의 혈청도 살펴보았다. 이 돌연변이는 면역체계에 결정적인 어댑터 단백질에 영향을 미쳐서 그런 사람은 심한 곰팡이 감염에 쉽게 걸리게 된다. 일리에브 박사의 연구진은 그런 환자들의 혈청에는 돌연변이가 없는 환자들의 혈청에서 보통 발견되는 항곰팡이 항체가 없는 것을 발견했다. 생쥐를 이용한 실험은 CARD9이 항곰팡이 항체의 생산을 자극하는데 있어서 필수적이고 구체적인 역할을 하는 것을 확인했다.

연구 결과는 칸디다 알비칸스와 같은 정상적인 장내 곰팡이들은, 다수의 잠재적인 병원성 곰팡이 종류를 표적으로 할 수 있는 혈액 매개 항체의 생산을 유도해서 건강한 사람들에게는 곰팡이 감염에 대한 일종의 장내 백신으로 작용하는 것을 시사한다. 그런 곰팡이들이 혈관으로 들어가면 항체가 그 곰팡이들을 묶어서 표적으로 삼아 면역체계의 세포들이 파괴하도록 해버린다.

면역이 억제된 환자들은 항곰팡이 항체가 감소해서 곰팡이 감염에 취약해지게 된다. 항곰팡이 항체의 생산을 촉진하거나 혹은 환자들의 혈관에 고순도 항체를 바로 주입하는 새로운 치료법들이 갈수록 흔해지는 이런 감염과 싸우는 데 잠재적으로 도움을 줄 수가 있을 것이다.

만약 그런 접근법이 효과가 있다면 이는 환영할만한 사태 발전일 것이다. 면역이 억제된 환자들이나 노인 환자들이 걸리는 많은 곰팡이 감염은 병원성칸디다 종이 위장관으로부터 이동해서 새로 자리를 잡아서 생기고, 몸 전체로 퍼지는 경우 생존율은 놀랄 정도로 낮다고 일리에브 박사가 말했다.

참조:
I. Doron et al. “Human gut mycobiota tune immunity via CARD9-dependent induction of anti-fungal IgG antibodies” Cell. 2021 Feb 1;S0092-8674(21)00059-3. doi: 10.1016/j.cell.2021.01.016.