한림대학교춘천성심병원 소화기내과 석기태 교수 연구팀이 장내 미생물 변화를 분석해 간질환의 진행 단계와 환자 예후를 예측할 가능성을 확인했다.

연구팀은 건강인과 지방간, 간염, 간경변, 간암 환자 등 1천168명의 대변 표본과 전 세계 공공 데이터베이스에 저장된 장내 미생물 유전체 데이터 2천376건을 통합한 총 3천544건 규모의 데이터를 분석했다고 18일 밝혔다.

분석 결과 간질환이 진행될수록 장내 미생물의 다양성이 감소하는 것으로 나타났다.

건강한 장내 환경이 무너지면서 특정 세균 중심으로 미생물 생태계가 재편되는 현상이 확인됐다.

질환 단계에 따라 장내 미생물의 기능도 달라졌다.

간염 단계에서는 특정 세균의 활동이 증가했고, 간경변 단계에서는 독성 물질 생성 기능이 늘어났다. 간암 단계에서는 세포 손상과 관련된 물질 생성이 증가한 것으로 분석됐다.

특히 연구팀은 간경변·간암 환자에서 베이요넬라(Veillonella), 리길락토바실러스(Ligilactobacillus) 등 구강 유래 세균이 공통으로 증가한 사실을 확인했다.

타액과 대변 표본을 함께 확보한 120명을 대상으로 분석한 결과 입안에서 발견된 베이요넬라가 장에서도 동일하게 검출돼 구강 세균이 실제 장으로 이동해 정착할 수 있음을 보여줬다.

간경변·간암 환자 183명을 대상으로 한 생존율 분석에서는 장내 베이요넬라 수치가 높은 환자군의 생존율이 20% 초반에 그쳤지만, 수치가 낮은 환자군은 약 60%의 생존율을 보였다.

또 장내 미생물 다양성이 많이 감소한 환자군 역시 예후가 좋지 않은 것으로 나타나 구강 유래 세균의 장내 정착 여부와 장내 미생물 균형 상태가 간질환 환자의 예후를 예측하는 지표가 될 수 있음을 시사했다.

연구팀은 장내 미생물 구성과 기능 정보를 활용한 기계학습 기반 질환 분류 모델도 구축했다.

해당 모델은 간경변·간암 등 진행성 간질환 단계에서 AUC 0.8 이상의 정확도를 기록해 향후 대변 기반 비침습 검사와 고위험군 선별 도구 개발 가능성을 제시했다.

이번 연구는 영국 소화기학회 국제학술지인 GUT에 지난 3월 게재됐다.

석 교수는 "간질환 진행 과정에서 장내 미생물 생태계 변화 양상을 대규모로 규명했다는 데 의미가 있다"며 "향후 대변 기반 진단법과 미생물을 표적으로 한 맞춤형 예방·치료 전략 개발에 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.