장내 미생물 헤치면 코로나19 중증 유발한다
김희남 교수, 코로나19 예방과 치료에 새로운 길 제시

▲ 보건과학대학 바이오시스템의과학부 김희남 교수

코로나19(COVID-19)에 감염된 사람들은 다양한 증상을 경험하지만 가장 일반적으로 겪는 것은 고열과 호흡기 문제이다. 그러나 호흡기 문제로 입원한 환자의 많은 수가 설사, 메스꺼움, 구토를 겪으며, 이들은 보통 장 증상이 없는 환자들에 비해 좀 더 위중한 증상을 보인다. 또한, 부검과 기타 연구에 의하면 코로나19는 간, 신장, 심장, 비장, 뇌, 장과 같은 다른 장기에도 영향을 미친다.

이번 주(1월 12일) 미국 미생물학회(The American Society for Microbiology)의 mBio에 게재된 논문에서 보건과학대학 바이오시스템의과학부 김희남 교수는 균형이 깨진 장내 미생물(마이크로바이옴)과 그로 인한 장 누수(leaky gut)가 코로나19 예후에 매우 부정적인 영향을 미친다는 새로운 가설을 제시했다. 지난 1년간의 펜데믹 기간 동안 축적된 연구 논문들의 분석을 기반으로, 김교수는 건강하지 않은 장 상태에 의해 바이러스가 인체의 방어체계를 넘어 장 표피와 내부 장기에 접근할 수 있게 됨으로써, 감염이 급격히 악화될 수 있다고 설명했다. 장 표피와 내부 장기들은 세포 표면에ACE2 (SARS-CoV-2의 단백질 표적)가 널리 퍼져 있기 때문에 바이러스와 접촉할 때 쉽게 감염될 수 있다.

김 교수는 “균형이 깨진 장내 미생물과, 그로 인한 장의 누수, 그리고 중증 COVID-19 사이에 분명하고 깊은 연관성이 있다.”고 말했다.

많은 연구에 의하면 고혈압, 당뇨병, 비만과 같은 만성 질환이 있는 사람들은 코로나 19가 중증으로 진행할 위험이 크다.

위험도는 나이가 들면서 증가하여 노인들은 더욱 심각한 증상과 함께 입원할 가능성이 높다. 그러나 이 두 가지 요인 (고령 및 만성 질환) 모두 균형이 깨진 장내 미생물과 관련되어 있다는 것이 잘 알려져 있다. 이러한 장내 미생물의 불균형은 장 벽의 항상성에 영향을 미칠 수 있으며, 이로 인해 코로나 바이러스(SARS-CoV-2)와 같은 병원체가 장의 내벽 세포에까지 접근할 수 있고, 심지어는 장벽을 통과해서 온몸을 도는 핏속으로 들어 갈 수도 있다고 김 교수는 말했다.

아직까지 장 건강과 코로나 19 예후 사이의 연관성은 확실히 입증되어 있지는 않다. 그러나 많은 연구 결과는 이들 사이에 깊은 관계가 있음을 시사한다. 예를 들어 싱가포르의 한 연구에 의하면 코로나 19 환자의 약 절반이 분변에서 바이러스가 검출되었지만 이 들 중 장 증상을 경험한 환자들은 또 그 절반에 불과했다. 이 연구는 코로나 바이러스가 장에 도달하더라도 장이 건강한 사람들의 경우 문제가 되지 않는다는 것을 보여준다.

김 교수는 최근 몇몇 연구에서 보고한 코로나 19 환자의 장내 미생물이 건강한 사람의 것에 비해 다양성이 감소한 사실에 주목했다. 또한, 동시에 유익한 세균 종들이 감소한 것과 병원성 세균들이 증가한 것도 주목했다. 코로나 19 감염과 함께 감소한 세균 중에는 장벽 항상성을 증진시켜 장 건강에 중추적인 역할을 하는 단쇄 지방산 뷰티레이트(butyrate)를 생산하는 균들이 두드러졌다. 이러한 연관성은 코로나 바이러스 감염과 장내 미생물을 연결 짓는 메커니즘을 더 잘 이해할 필요가 있음을 시사한다.

김 교수는 미국과 서유럽 국가를 포함하는 의료 인프라가 좋은 부유한 국가들이 아이러니하게 바이러스에 가장 큰 피해를 입었다는 사실을 보고 연구를 하기 시작했다고 말했다. 이들 국가에서 흔히 볼 수 있는 섬유질 함량이 매우 낮은, 소위, “서구식 식단”이 장내 미생물 균형을 깨뜨린 주요 원인 중 하나이다. 이러한 불균형 장내 미생물 군집이 다양한 만성 질환을 유발한다는 사실은 이미 잘 알려져 있다.

코로나 19가 중증으로 이르는 기전은 아직 완전히 밝혀져 있지 않다. 그러나, 장 건강이 코로나 19 예후에 결정적인 영향을 미친다면, 임상의와 연구자들은 더 효과적인 질병 예방 및 관리를 위해 그 연관성을 활용해야 한다. 김교수는 단순히 매일 섬유질을 더 많이 섭취하는 것으로 유익한 장내 미생물을 자극하여 장 건강에 좋은 뷰티레이트(butyrate)의 생산이 늘어나게 할 수 있으며, 이를 통해 코로나 19에 걸리더라도 중증으로 이어질 위험도를 낮출 수 있을것이라고 말했다. 또한, 분변 미생물 총 이식(FMT, fecal microbiota transplantation)도 위중한 코로나 19 환자에게 시도해 볼만한 가치가 있는 치료법이라고 덧붙였다.

김 교수는 현재 전 세계가 코로나 19 펜데믹으로 고통받고 있지만, 불균형 장내 미생물 펜데믹이 훨씬 더 심각하다는 것을 많은 사람들이 깨닫지 못하고 있다고 말했다. 코로나 19 펜데믹은 언젠가 끝날 것이나, 장내 미생물과 연계된 만성 질환 문제는 계속 남고, 또 해마나 더욱 심각해질 것이기 때문이다.

* 논문: Kim HS. 2021. Do an altered gut microbiota and an associated leaky gut affect COVID-19 severity? mBio 12:e03022-20. https://doi.org/10.1128/mBio.03022-20.

커뮤니케이션팀 서민경(smk920@korea.ac.kr)