니슬(Nissle)이라는 이름의 대장균이 유해한 대장균으로부터 사람을 보호하고 있다는 연구 결과가 최근 발표됐다.

신시내티대학 연구팀이 줄기세포 추출 배양기법을 사용해 대장균을 조사한 결과, 니슬이라는 유형이 위장을 병원성 대장균으로부터 보호하고 있었다. 다시 말해, 인간 친화적인 니슬은 해로운 대장균이 위장 조직을 파괴하는 것을 막고 있었다.

대장균(Escherichia coli)은 환경과 식품, 체내, 특히 장에서 주로 서식하는 박테리아의 일종이다. 대장균에 속하는 하위 유형이 다수 확인됐는데 이는 박테리아 세계가 다양하다는 것을 의미한다. 대부분 대장균은 인체에 유해하게 작용하며, 소화계를 자극해 질병을 유발한다. 이 같은 대장균 유형이 소화계 외부의 장기에 도달하면 폐렴 같은 호흡계 질환과 요로감염을 유발할 수 있다.

신시내티대학 연구팀은 인간 위장에 친화적인 대장균의 한 유형을 발견했다. 연구팀은 줄기세포 유도 인간기관 유사 조직에서 추출한 줄기세포를 사용해 일련의 실험을 실시하고 이 같은 사실을 확인할 수 있었다. 연구 결과, 니슬이라는 유형이 인간 위장에 유익한 것으로 나타났다. 하지만 연구팀은 가능성 발생 시 니슬이 병원성으로 변할 수 있는지 확인할 수는 없었다.

니슬은 병원성 대장균을 제거하지는 못했다. 하지만 장 반응을 촉진해 병원균이 장을 공격하는 것에 대비하게 만들었다. 니슬의 작용 원리는 아직 파악하지 못했지만, 인간 세포에 미치는 효과는 확인할 수 있었다. 연구팀은 니슬의 메커니즘을 파악할 수 있길 바라고 있다고 앨리슨 웨이스 교수는 말했다.

연구팀은 니슬의 기능 방법을 확인하기 위해 3가지 유형의 대장균을 활용했다. 쉬가독소 생성 장출혈성 대장균(EHEC) 0157:H7과 다양한 요로감염을 유발하는 요로병원균 대장균(UPEC) CFT 073, 그리고 니슬을 사용했다. 혼합 배양에서 각 유형을 확인하기 위해 항생제 내성 지표를 도입했다. 이 지표는 니슬의 카나마이신 내성과 UPEC의 젠타마이신 내성, EHEC의 스트렙토마이신 내성이다.

연구팀은 유익한 대장균과 유해한 대장균에 한 가지 차이점이 있다는 것을 알게 됐다. 모든 대장균은 환경 및 다른 병원균 유전자에서 채취할 수 있었고, 이 유전자들은 대장균 유형의 특징을 변형시킬 수 있었고 진화를 촉진했다. 또한 병원균성 유전자는 해로운 인간 세포를 만드는 추가 유전자를 다량 보유하고 있었다. 하지만 유익한 대장균은 이 같은 유해한 유전자가 제거돼 인간 세포가 해롭게 변하는 것을 방지하고 있었다.

실험 결과, 니슬은 인간 상피막을 파괴하는 다른 유형에 비해 인간 장 조직에 어떤 위해도 끼치지 않았다. 니슬을 처음 주입하자 악성 유형으로부터 장 조직을 보호했다. , 니슬이 인간 위장에 유익한 기능을 한다는 의미다.

대장균 유형 사이의 상호작용을 자세히 조사한 결과 또 한 가지 흥미로운 사실을 알게 됐다. 니슬이 EHEC UPED와 간접적으로 싸우고 있었다. 니슬은 유해한 대장균에 어떤 위해도 가하지 못했지만, 침입자에 대한 장 반응을 강화했다. 니슬은 세포에 신호를 보내 박테리아 침입 전에 준비하게 만들었다. 그 결과 유해한 대장균은 장 조직 공격에 실패했다.

 

20169CDC 보고서에 따르면, 미국에서만 매년 약 265,000명의 STEC 감염자가 발생하고 있다. 미국의 모든 STEC 감염자 중 36%STEC 0157 유형이 차지했다. 미국에서는 매년 STEC 감염으로 3,600명이 입원 치료를 받았으며 30명가량 사망하고 있다. STEC 0157에 감염된 사람 중 5~10%는 신장 질환의 하나인 용혈요독증후군이라는 치명적인 합병증이 나타났다. STEC 감염에서 회복되는 징후는 보통 5~7일에 나타난다.

학자들은 니슬 대장균을 활용해 대장균 감염 치료제 개발을 고려하고 있다.

저작권자 © 리서치페이퍼 무단전재 및 재배포 금지