미생물 바뀌면 뇌도 바뀐다…마이크로바이옴 치료제 가능성은?

바이오협회 주관 '마이크로바이옴 산업 세미나'
미생물 변화, 암·비만·뇌질환 일으킬수도
쥐 실험에서 종양 크기, 체형 변화 확인돼

정부도 적극 지원 의지 드러내
'마이크로바이옴 기술개발 사업' 예타 준비 중

미생물로 장 질환을 넘어 피부, 심혈관, 뇌 질환까지 치료할 수 있는 시대가 열릴까. 지난해 최초의 미국 식품의약국(FDA) 승인 마이크로바이옴 치료제가 나온 데 이어 먹는 치료제까지 이달 중 승인될 것으로 기대되면서 이러한 미래가 조만간 열릴 것이란 기대가 나온다.

[이미지출처=픽사베이]

4일 오후 서울 영등포구 여의도 신한투자증권 신한WAY홀에서 열린 '마이크로바이옴 산업 세미나'에서는 이 같은 마이크로바이옴 치료제의 실제 임상적 효과와 개발 트렌드, 정부 정책지원 방향 등이 소개됐다. 이번 세미나는 국내 마이크로바이옴 치료제 기업인 CJ 바이오사이언스 , 지놈앤컴퍼니 , 고바이오랩 , 이뮤노바이옴, HEM파마 등 5개 사가 공동 주최하고 산업통상자원부, 질병관리청, 신한투자증권이 공동 후원하고 한국바이오협회 주관으로 개최됐다.

마이크로바이옴은 미생물총(microbiota)과 유전자(genome)의 합성어로 몸속에 존재하는 수십조개의 미생물과 그 유전자를 뜻한다. 몸무게 70㎏ 성인 한 명이 약 38조개의 미생물을 가진 것으로 알려져 있다. 각자의 마이크로바이옴에 따라 건선, 아토피, 비만, 대장염, 심혈관 질환, 자폐스펙트럼 장애 등 다양한 질환이 연관이 있다는 것으로 밝혀지면서 새로운 모달리티(치료 접근법)로 주목받고 있다.

몸속 미생물 변화, 장부터 뇌까지 질환 유발한다

박진호(서울대병원)·오범조(서울대 보라매병원) 가정의학과 교수는 마이크로바이옴이 실제 질환의 발병에 어떠한 영향을 미치고, 이를 어떻게 치료할 수 있는지에 대해 발표했다.

박 교수는 "건강 문제가 유전자와 환경, 생활 습관 만으로 설명되지 않는 부분이 있다"며 "100년 사이 균에 의한 병이 없어졌다고 좋아했지만 대신 크론병(CD), 다발성경화증, 1형 당뇨, 천식 등 면역 매개성 질환이 급증했다"고 강조했다. 그는 "유전자가 몇십년 만에 바뀔 수는 없다"며 "환경과 생활 습관이 유전자를 바꾸지는 않지만 미생물 환경을 바꾸게 된다"고 마이크로바이옴의 변화가 사망 원인의 변화를 낳았다고 봤다. 인간끼리는 99.9%의 유전자 동질성을 갖고 있지만 서로 극명한 차이를 보이는 이유는 몸속 미생물의 동질성이 10%에 불과하기 때문이라는 설명도 곁들였다.

이어 박 교수는 "세레스 테라퓨틱스에서 개발한 재발성 클로스트리듐 디피실리 감염증(CDI) 치료제가 임상에서 대조군 중 40%가 재발했는데 실험군은 12%가 재발했다"며 "질병을 이제 막을 수 있게 됐다는 것이고, 기능성 소화불량, 과민성 대장염, 염증성 장 질환 등도 미생물의 변화로 발병한다는 게 핵심 기전으로 꼽히고 있다"고 말했다. 현재 미국에서는 지난해 11월 페링제약의 마이크로바이옴 기반 CDI 치료제 '레비요타'가 FDA의 허가를 받은 데 이어 세레스 테라퓨틱스가 같은 적응증으로 개발한 'SER-109'의 승인 여부가 이달 중으로 결정될 전망이다.

박 교수는 암과 비만, 동맥경화 등도 미생물과 밀접한 관계가 있다고 지적했다. 쥐의 경우 같은 공간에 두면 서로의 변을 먹게 되는데 어떤 변을 먹느냐에 따라 종양의 크기가 달라지는가 하면, 체형의 변화가 일어난다는 설명이다. 동맥경화는 고기에 들어있는 콜린 성분이 몸 안에서 트릴메틸아민(TMA)으로 바뀌는 게 원인 중 하나인데 변환을 막는 미생물을 투여했더니 동맥경화가 발생하지 않았다는 연구 결과도 소개했다.

박진호 서울대병원 가정의학과 교수가 4일 오후 서울 영등포구 여의도 신한투자증권에서 열린 '마이크로바이옴 산업 세미나'에서 관련 내용을 발표하고 있다. [사진=이춘희 기자]

이어 발표를 맡은 오범조 교수는 본인의 경험을 예로 들며 마이크로바이옴 치료제의 가능성을 제시했다. 오 교수는 "저는 특정 항생제를 먹으면 반드시 설사한다"며 "같은 증상이 있는 이들에게 프로바이오틱스를 투여했더니 다소 개인 차이가 컸지만 보호 효과를 어느 정도 기대할 수 있었다"고 전했다. 이어 "달리기를 하려고만 하면 배가 아파진다"면서 "이 역시 우울증, 조현병, 자폐스펙트럼장애, 파킨슨병 등 머리와 관련한 질환이 장내 미생물의 영향을 받고 있을 것으로 본다"고도 전했다. 특히 파킨슨병의 경우 신경전달물질의 변화로 생기는 운동신경 장애인만큼 마이크로바이옴을 통한 치료제 개발 가능성이 높다고도 덧붙였다.

정부도 '범부처 지원 사업' 준비… 산업계 "글로벌 리딩할 수 있어"

한편 이날 세미나에서는 산업계 주요 대표들이 일제히 모인 가운데 마이크로바이옴 치료제 시장의 성장 가능성을 제시하고, 정부에서도 연구·개발(R&D)을 적극적으로 지원하겠다는 의지가 드러나기도 했다. 배지수 지놈앤컴퍼니 대표는 개회사에서 "국내 바이오산업이 후발 주자이기는 하지만 바이오로직스 산업은 과감한 투자로 선두에 자리 잡고 있다"며 "마이크로바이옴 산업 역시 한국이 세계에서 주도권을 쥘 수 있는 산업"이라고 강조했다.

송영진 산업통상자원부 바이오융합산업과장은 "인체, 동·식물 등 다양한 분야에 대한 연구가 이어져 왔고 최근 의약품에서는 처음으로 신약이 승인되면서 관심도 높아지고 있다"며 "치료에서도 기존에는 장 질환 치료에 집중됐지만 면역, 항암, 뇌 질환 등으로 확대되고 있다"고 말했다. 그는 이어 "정부도 지원을 계속 확대해나갈 계획"이라며 "(기존의 지원 사업에 더해) 범부처로 마이크로바이옴 사업의 예비타당성 심사를 준비하고 있는 만큼 잘 진행될 수 있도록 최선의 노력을 다하겠다"고 덧붙였다.

현재 산자부를 비롯해 과학기술정보통신부, 보건복지부 등은 기존의 '국가 마이크로바이옴 이니셔티브'가 예타를 통과하지 못하면 '인체 질환 극복 마이크로바이옴 기술개발 사업'으로 이를 전환해 다시 예타 심사를 거치기 위한 노력을 진행하고 있다.

배지수 지놈앤컴퍼니 대표가 4일 오후 서울 영등포구 여의도 신한투자증권에서 열린 '마이크로바이옴 산업 세미나'에서 개회사를 하고 있다. [사진제공=한국바이오협회]

이광준 질병관리청 감염병연구센터 인수공통감염연구과장은 "유전자는 바꿀 수 없지만 생활 습관과 마이크로바이옴은 바꿀 수 있다"며 "이를 바꿔 질병의 한계를 넘어가는 게 마이크로바이옴 연구의 중요한 부분"이라고 짚었다. 타깃 질환 면에서는 R&D 투자 추이로 봤을 때 "내분비, 영양 및 대사질환에 관한 연구가 꾸준히 이어지고 있다"며 "감염성 기생충 질환은 코로나19 이후에 많아지는 부분들도 있다"고 말했다. 다만 "의료분야에 대한 투자는 아직 미흡하다"며 "임상 기관이 데이터를 확보하고 연구를 추진·지원할 수 있도록 표준 프로토콜 구축, 다학제 네트워크를 구축하는 등의 지원방안을 마련할 예정"이라고 덧붙였다.

이춘희 기자 spring@asiae.co.kr