디피실리균이 특정 대장암을 유발할 수 있어
최근의 연구는 클로스트리디오이데스 디피실리균이 특정한 대장암을 일으킬 수 있는 것을 시사한다. 블룸버그-킴멜 암 면역치료 연구소와 죤스 홉킨스 킴멜 암 센터의 과학자들이 수집한 데이터에 의하면 심각한 설사 감염을 유발하는 것으로 잘 알려진 세균 종인 클로스트리디오이데스 디피실리가 대장암도 유발하는 듯하다고 한다.

이 세균은 미국에서 매년 50만 건이 넘는 감염을 유발하고 그중 다수는 치료하기 몹시 어려운데, 이 연구는 이 세균의 또 다른 미심쩍은 역할을 들추어내는 듯하다. 블룸버그-킴멜의 암 면역치료 교수 겸 죤스 홉킨스 대학교 의대의 의학 교수인 신시아 시어즈는 다음과 같이 말했다. “50세 미만 사람들이 근년에 대장암 진단을 받는 것이 증가하는 것은 충격적이었다. 우리는 이 박테리아가 정상적인 세포가 암으로 변하는 과정인 대장 악성화에 기여하는 아주 뜻밖의 원인인 듯한 것을 발견했다.”

시어즈의 실험실의 연구진은 몇 년 전에 대장암 환자의 과반 이상이 박테리아 생물막 즉 대장 표면의 밀집한 박테리아 군체를 갖고 있지만, 종양이 없는 건강한 사람들은 10~15%만 생물막을 갖고 있다고 보고했다. 그러나 특유의 대장암 환자들로부터 채취한 생물막 표본으로 생쥐를 감염시켰을 때 1개 표본이 연구진의 눈에 띄었다. 그게 생쥐에게서 대장암을 심하게 증가시켰기 때문이었다.

그 생물막이 생쥐의 85%에서 암을 유발했지만, 대부분의 대조군에서는 종양 발생이 5% 미만이었다. 추가적인 연구에서 연구진은 생쥐에서 비슷하게 대장 종양을 증가시킨 생물막이 없는 환자 표본을 확인했다. 비록 장 독소를 분비하는 ETBF, 푸소박테리움 누클레아툼, 특유한 대장균 변종을 포함한 몇 가지 종의 박테리아가 대장암과 연관 지어졌지만 그런 세균들이 이 2명 환자의 종양에서는 없거나 아니면 생쥐에 성공적으로 자리를 잡지 못했고, 이는 또 다른 박테리아가 대장암을 촉진하는 것을 시사한다.

어떤 박테리아가 생쥐에서 종양을 유발하는지를 밝히기 위해 시어즈는 동료들과 함께 단 1개 종의 박테리아나 혹은 박테리아 군집이 생쥐에서 종양 형성을 촉진하는지를 알아보는 추가적인 실험을 실시했다. 그들은 설사를 유발하는 유형의 세균인 독소 유전 클로스트리디오이데스 디피실리균이 종양을 유발하지 않은 표본들에는 없지만, 생쥐에서 종양을 유발하는 표본들에는 존재하는 것을 알아차렸다. 연구진이 이 박테리아를 원래 종양을 유발하지 않은 표본들에 추가하자 생쥐에 대장 종양들이 생겼다. 추가적인 검사는 클로스트리디오이데스 디피실리균이 단독으로 동물 모델에서 종양 형성을 촉진하기에 충분한 것을 보여주었다.

추가적인 실험들은 클로스트리디오이데스 디피실리균이 대장 세포들에 여러 가지 변화를 초래하고 그런 변화들이 대장 세포들을 암에 취약하게 만드는 것을 보여주었다. 이 박테리아에 노출된 세포들은 암을 추동하는 유전자들을 켜고 암을 막아주는 유전자들은 꺼버렸다. 그 세포들은 DNA를 손상할 수 있는 불안정한 분자들인 활성산소종을 생산했고 또 해로운 염증과 관련이 있는 면역 활동도 촉진했다. 그런 활동 대부분은 TcdB로 알려진 이 박테리아가 생산하는 독소가 유발하는 듯하다고 연구진은 말했다.

비활성화된 독소 유전자들을 포함하고 혹은 TcdA라는 클로스트리디오이데스 디피실리균과 관련된 독소를 방출하는, 유전자를 조작한 클로스트리디오이데스 디피실리균 변종을 그들이 사용하자 TcdB를 비활성화한 박테리아에 감염된 생쥐들은 TcdB가 활성화된 박테리아에 감염된 생쥐들보다 훨씬 더 적은 수의 종양을 만들었고 클로스트리디오이데스 디피실리균이 만든 TcdA가 종양을 유발할 정도로 충분하지 않았다.

지금까지는 인간에게서 클로스트리디오이데스 디피실리균과 대장암을 연결 짓는 역학적 데이터는 제한적이지만 만약 추가적인 연구가 연관성이 있는 것을 입증한다면, 그것이 잠복 중인 클로스트리디오이데스 디피실리균이나 이전의 감염을 암의 위험요인으로 선별검사하게 되는 일이 생길 수가 있을 것이라고 의학 조교수인 쥴리아 드류즈는 말했다.

TcdB에 오래 노출되는 것이 대장암 위험을 높이는 듯하여서 중요한 예방책에는 - 소아 환자들을 포함한 감염된 환자들은 처음 치료를 받은 이후에도 15~30%는 흔히 반복해서 재발하는 - 이 병균을 신속하고 효과적으로 박멸하는 노력을 강화하는 것이 포함될 수가 있다. 드류즈는 다음과 같이 말했다. “클로스트리디오이데스 디피실리균과 대장암 간의 이런 연관성은 전향적이고 장기적인 코호트를 통해 확증될 필요가 있지만, 1차적인 클로스트리디오이데스 디피실리균 감염과 재발의 위험을 줄이는 더 좋은 전략과 치료법을 개발하는 것이 환자들이 심각한 설사의 직접적인 영향을 피하고 이후에 대장암이 발생할 위험을 잠재적으로 줄여주도록 해줄 수가 있을 것이다.“

참조:
J. L. Drewes et al., "Human Colon Cancer–Derived Clostridioides difficile Strains Drive Colonic Tumorigenesis in Mice" 7 June 2022, Cancer Discovery. DOI: 10.1158/2159-8290.CD-21-1273