더러운 농장은 어린이 천식에 도움이 된다

박진석 기자 | 기사입력 2015/09/09 [13:28]

더러운 농장은 어린이 천식에 도움이 된다

박진석 기자 | 입력 : 2015/09/09 [13:28]

▲     ©특허뉴스
현재 확산되고 있는 천식의 근본적인 원인을 찾으려는 연구자들에게 한 가지 관찰결과는 특히 흥미롭게 다가온다. 더러운 농장에서 자란 아이들은 일반적인 아이들보다 이 호흡기 질환에 걸릴 확률이 훨씬 적다. 현재 유럽의 연구팀은 실험쥐를 이용해서 가능한 설명을 하려고 한다: 농장의 먼지에서 발견되는 미세한 박테리아가 동물의 폐에서 염증반응을 일으키고 뒤에 천식으로부터 보호하는 작용을 한다. 이러한 방어와 연관되는 효소는 천식을 앓고 있는 사람들에게서는 작동하지 않는다. 그 결과 이 입자를 이용한 치료를 통해서 이 질병을 물리칠 수 있다.
학술지 <사이언스>지에 발표된 이번 연구는 소위 위생가설이라 불리는 이론을 지지하고 있다. 이 가설은 현대적인 청결함에 대한 과도한 집착과 항생제의 광범위한 사용은 어린이들의 면역시스템이 외부의 물질에 대해서 과도하게 반응하지 않도록 가르치는 미생물환경을 파괴한다는 이론으로 26년 전에 발표되었다. 캐나다 뱅쿠버의 브리티시 컬럼비아 대학 (University of British Columbia)의 소아면역학자인 스튜어트 터베이 (Stuart Turvey)는 “이것은 역학적 증거를 이해하기 위해서 입자메커니즘을 제공하고 있다”고 말했다. 하지만 다른 사람들은 이번 발견은 왜 미생물에 노출되면 어린이들이 덜 알레르기에 걸리는가에 대한 이유를 설명할 수 있는 것과는 거리 먼 연구결과라고 조심스럽게 말했다.
유럽과 다른 지역에서 약 20여 가지의 연구를 통해서 농장에서 자란 아이들은 상대적으로 알레르기나 천식에 걸릴 가능성이 적다는 사실을 발견했다. 일부 연구자들은 가장 중요한 이유가 리포다당류 (called lipopolysaccharides)라고 불리는 특정한 박테리아의 세포벽으로부터 입자가 가득한 공기를 아이들이 흡입하기 때문이라고 보고 있다. 또한 내독소 (endotoxin)라고 알려진 이들 파편은 소의 비료나 사료에서 죽은 박테리아의 파편으로 어린이들의 폐에 들어가는 경우에 알레르기원에 대한 면역반응이 일어나면서 약한 상태의 염증반응을 일으키게 된다.
벨기에의 겐트 대학 (Ghent University)과 플랑드르 생명공학연구소 (Flanders Institute for Biotechnology)의 면역학자인 하미다 하마드 (Hamida Hammad)와 호흡연구자인 바트 람브레히트 (Bart Lambrecht)의 연구팀은 내독소의 보호효과에 대한 메커니즘을 조사하기를 원하고 있다. 이들은 이 입자를 매 2주마다 6~12주가 된 실험쥐의 코에 넣었으며 그 결과 먼지 진드기에 대한 천식이 일어나는 것을 보호하고 있다. 내독소에 노출된 실험쥐에서 폐에 존재하는 상피세포는 먼지 진드기와 접촉했을 때 사이토카인(cytokine)이라고 불리는 낮은 수준의 염증유발성 입자를 만든다. 이 실험쥐는 또한 사이토카인에 의해서 활성화되는 면역성 파수꾼인 수지상세포 (dendritic cells)가 적게 나타난다.
상피세포인 A20에 의해 만들어지는 효소는 이러한 염증반응을 줄이는데 중요한 역할을 하는 것처럼 보인다. 폐의 상피세포에서 A20을 만드는 유전자가 부족하도록 만들어진 실험쥐에서 내독성물질은 천식으로부터 이 동물을 보호하지 않는다. 이 연구팀은 내독성물질이 아닌 박테리아나 효묘균 그리고 식물을 포함한 농장의 먼지를 가지고 실험한 실험쥐에게 반복적으로 노출시켰을 때에도 유사한 연구결과를 얻었다. 겐트의 연구팀은 건강한 사람들의 기관지 세포를 테스트했으며 실험쥐를 대상으로 한 연구에서 내독성에 노출되면 동일한 염증성 입자의 수준이 낮아진다. 이 수준은 천식환자의 세포에서 만큼 낮아지지 않으며 이들의 세포는 A20 단백질을 적게 만든다. 그리고 마지막으로 연구자들은 거의 500 농장어린이 가운데에서 A20의 활동성을 줄이는 돌연변이를 담고 있는 경우에 천식에 걸릴 가능성이 다섯 배 증가한다는 사실을 발견했다.
지금까지 람브레히트는 위생가설에 대한 설명은 면역세포의 T세포에 직접적으로 작동한다고 가정한다. 이 새로운 발견을 통해서 내독소와 함께 “면역체계에서 일어나는 것이 아니다. 그것은 기도의 구조적 세포에서 일어난다. 상피를 안정화시키는 환경에 노출시켜야 할 필요가 있으며 무엇이 위험하고 무엇이 위험하지 않은가를 알아낼 수 있다”고 말했다. 그는 A20은 신생아의 내장에서 유사하게 제한적인 역할을 하며 소화를 도와주는 혜택을 줄 수 있는 미생물에 대해서 내성이 생기도록 도울 수 있다. 이번 새로운 연구는 A20의 활동을 증대시키고 천식의 가족력을 가진 어린이들에게 보호효과를 줄 수 있도록 도울 수 있다고 람브레히트는 말했다. .
위생가설을 연구하는 다른 연구자들은 새롭게 발견된 메커니즘은 소농장이 주는 보호효과를 완전히 설명하지 못한다고 조심스럽게 주장한다. 처리되지 않은 우유를 마시는 것은 천식을 물리칠 수 있다고 미시건 대학 앤아버 (University of Michigan, Ann Arbor)의 개리 허프네이글 (Gary Huffnagle)은 지적했으며 이러한 효과는 폐의 상피와는 상관이 없는 것처럼 보인다고 말했다. 또한 내독소 수준은 도시보다 농장에서 훨씬 높은 것은 아니며 “이것은 너무 간단한 해답이다”라고 폐와 내장에 서식하는 미생물군의 변화가 중요하다고 믿고 있는 임페리얼 컬리지 런던 (Imperial College London)의 천식 유전학 연구자인 윌리엄 쿡슨 (William Cookson)은 말했다. 하버드 대학의 면역학자인 리처드 블룸버그 (Richard Blumberg)는 겐트의 연구팀이 보여준 연구에서 태어난 후 어른이 될 때까지 얼마나 이러한 호보효과가 지속되는지를 알고 싶어하고 있다. 이것은 람브레히트의 연구팀이 계획하고 있는 것이다. 현재 이 새로운 연구는 “위생가설 이면에 존재하는 생물학적 이해를 위해 학계에 다른 중요성을 보여준다”고 블룸버그는 말했다.<출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』> 출처: <사이언스> 2015년 9월 5일
 
 
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