새로운 멸종 위기종: 인간 장내 마이크로바이옴

한눈에 보는 정보

• 영화 ‘보이지 않는 멸종’은 인간 마이크로바이옴이 위험에 처했고 인간을 위험에 빠뜨린다고 경고합니다
• 이 영화는 미생물학자 마틴 블레이저 박사와 글로리아 도밍게즈-벨로 박사 부부 팀의 연구를 강조합니다. 그들은 미생물 다양성을 해결하기 위해 문제와 잠재적인 해결책을 모두 조사하고 있습니다
• 영화에 따르면 항생제, 선택적 제왕절개 및 가공식품의 남용은 “우리 내부 생태계의 파괴를 주도하고 있습니다”
• 제1형 당뇨병, 천식, 비만, 위식도 역류 질환 및 염증성 장 질환을 포함한 만성 질환의 급격한 증가는 장내 세균 다양성의 상실과 관련이 있을 수 있습니다
• 도밍게즈-벨로 박사는 미생물군 샘플 및 컬렉션을 저장하고 보존함으로써 '인류의 장기적인 건강을 보존'하려는 글로벌 비영리 이니셔티브인 미생물 저장고(The Microbiota Vault)의 회장입니다

Dr. Mercola

다큐멘터리 영화 ‘보이지 않는 멸종(The Invisible Extinction)’은 인간 마이크로바이옴이 위험에 처해 인간을 위험에 빠뜨린다고 경고합니다. “박테리아는 지구상에서 지배적인 생명체였습니다. 인간의 생명에 관한 모든 것은 박테리아에 달려 있습니다.”라는 말과 함께 영화가 시작됩니다.

연구진은 미생물이 인간의 건강 및 질병과 갖는 복잡한 관계를 밝히는 것에 관해 이제 겨우 표면을 두드리기 시작했습니다. 그러나 장내 미생물의 다양성은 좋은 것인 반면, 장내 마이크로바이옴의 다양성 감소는 비만 및 제2형 당뇨병과 같은 만성 질환과 관련이 있는 것으로 알려져 있습니다.

일반적으로 장내 미생물의 다양성은 나이가 들면서 감소하지만, 더 젊은 사람들도 영향을 받고 있습니다. 이 다큐멘터리는 항생제 남용, 선택적 제왕절개, 가공식품 등 세 가지 가능한 이유로 곧장 나가고, 이는 “우리의 내부 생태계의 파괴를 주도하고 있다”고 말합니다.

미생물 다양성을 엉망으로 만드는 것

이 영화는 미생물학자 마틴 블레이저(Martin Blaser) 박사와 글로리아 도밍게즈-벨로(Gloria Dominguez-Bello) 박사 부부 팀의 연구를 강조합니다. 그들은 미생물 다양성을 해결하기 위해 문제와 잠재적인 해결책을 모두 조사하고 있습니다.

공동 감독이자 프로듀서인 스티븐 로렌스(Steven Lawrence)는 많은 미생물학자들과 이야기를 나눈 후 블레이저 박사와 도밍게즈-벨로 박사의 연구에 영화의 초점을 맞추기로 선택한 이유를 설명하면서 슬로안 과학과 영화(Sloan Science and Film)에 다음과 같이 설명했습니다.

“꽤 광범위한 마틴의 연구가 문제를 정의하는 반면, 글로리아의 연구는 해결책을 찾고 있습니다. 고유의 미생물을 보존하는 것이든, 선택적 제왕절개를 덜 옹호하는 것 외에도 장기적으로 제왕절개 출산을 덜 해로운 것으로 만들 수 있는 방법에 대해 생각합니다.

전 세계적으로 중요하고 기초적인 연구를 수행하는 사람들이 있으며, 이는 건강하다는 것이 무엇을 의미하는지에 대한 훨씬 더 미묘한 관점으로 걸러지기기를 바랍니다. 우리 모두는 신체적으로 건강하면서 매우 다른 마이크로바이옴을 가질 수 있습니다. 우리 자신뿐만 아니라 우리 종 안에 다양성에 대한 보호가 있습니다. 그리고 저는 그것이 [아래에서 논의된] 미생물 저장고에 관한 글로리아의 작업이라고 생각합니다.”

마이크로바이옴은 몸 안팎에 사는 모든 미생물을 말합니다. 이는 소화에 역할을 할 뿐만 아니라 면역 체계 기능의 기초이기도 합니다. 사실 장내 마이크로바이옴은 거의 모든 생리적 시스템에 영향을 미칩니다.

코넬 대학(Cornell University)의 면역독성학 명예교수인 로드니 디터트(Rodney Dietert)와 필자의 인터뷰에서 그는 "여러분 유전자의99% 이상이 염색체가 아니라 미생물에서 나온다"고 말하며, 우리는 미생물로 구성된 존재라고 설명합니다. 여러분은 대략 330만 개의 미생물 유전자, 주로 박테리아를 갖고 있습니다. 인간의 전체 인구에 걸쳐 천만 미만의 서로 다른 미생물 유전자가 있으므로 반드시 모든 유전자를 갖고 있지는 않습니다.

또한 22,000~25,000개의 염색체 유전자(이 유전자는 인간 게놈 프로젝트를 통해 분석된 것입니다)를 가지고 있고 이는 지렁이보다 약 2,000개 더 많은 염색체 유전자가 있다는 의미입니다. 디터트 교수가 언급한 바와 같이 우리는 약 330만 개의 미생물 유전자를 가지고 있기 때문에 유전적으로 99% 이상 미생물입니다.

미생물학적으로 가장 다양한 야노마미 원주민

도밍게즈-벨로 박사와 블레이저 박사의 연구에는 아마존 열대우림에 사는 고립된 원주민 집단인 야노마미족의 배설물, 구강 및 피부 박테리아 마이크로바이옴을 특성화하는 것이 포함되었습니다. 2015년 사이언스 어드밴스(Science Advances)에 발표된 연구에서 그들은 다음과 같이 썼습니다.

"야노마미족은 인간 그룹에서 보고된 것 중 가장 다양한 박테리아와 유전적 기능을 가진 마이크로바이옴을 보유하고 있습니다.

그들의 조상이 남미에 도착한 이래로 추정되는 11,000년이 넘는 고립과 항생제에 대한 알려진 노출이 없었음에도 불구하고, 그들은 합성 항생제에 내성을 부여하고 동원 요소와 합성인 것을 포함하는 기능성 항생제 내성(AR) 유전자를 지니는 박테리아를 가지고 있습니다. 이러한 결과는 서구화가 인간의 마이크로바이옴 다양성에 상당한 영향을 미친다는 것을 시사합니다..."

도밍게즈-벨로 박사는 이 원주민의 마이크로바이옴을 연구함으로써, 현대 생활 방식이 미생물 군집을 위험에 빠뜨리고 있는 도시 지역에서 어떤 기능이 상실되는지에 대한 단서를 얻을 수 있다고 믿습니다. 피플(People)과의 인터뷰에서 그녀는 다음과 같이 설명했습니다.

“이들은 이제야 도시 관행과 의학에 노출되기 시작한 사람들입니다. 그래서 이들은 생존자입니다. 약이 없는 곳에서는 죽음을 상상할 수 있기 때문입니다. 나무에서 떨어지면 죽습니다. 다리가 부러지면 죽습니다.

진통 중인 산모 10명 중 1명은 산모 또는 아기가 사망합니다. 그래서 살아남는다면, 정말로 생존자입니다. 건강하지 못한 사람들이 죽었기 때문에 이들은 건강한 사람들입니다. 그래서 우리는 그들의 마이크로바이옴을 이해하는 데 매우 관심이 있습니다. 그리고 우리가 발견한 것은 그들이 훨씬 더 높은 다양성을 가지고 있다는 것입니다. 일반적으로 다양성은 건강의 표지자입니다. 마이크로바이옴이 다양할수록 생태계는 더 건강해집니다.”

제왕절개가 아기의 미생물을 강탈할 수도 있는 이유

이 영화는 또한 출생 시 어머니의 질 미생물에 노출되지 않기 때문에 유아의 미생물을 변화시키는 제왕절개도 다룹니다. 제왕절개 출산은 아마도 변경된 미생물로 인해 면역 체계 및 대사 장애의 위험 증가와 관련이 있습니다.

그러나 도밍게즈-벨로 박사와 동료들의 연구에 따르면 제왕절개로 태어난 아기의 '질 파종'은 출생 직후 아기의 모체 미생물을 성공적으로 복원하여 미생물군을 자연화하는 것으로 나타났습니다.

출생 후 아기의 마이크로바이옴을 복원하는 것이 장기적인 건강 결과로 이어지는지는 알 수 없지만 도밍게즈-벨로 박사는 알아내고자 합니다. 그녀는 피플에 다음과 같이 말했습니다.

“아기가 제왕절개를 통해 양수 없이 태어나면 질에 있는 어머니의 마이크로바이옴에 노출되지 않습니다. 그러나 만약 선택적 제왕절개로 태어난 아기의 마이크로바이옴을 적어도 부분적으로 모체 마이크로바이옴으로 액체에 적신 거즈로 문질러 정상화한다면, 생후 1년 안에 아기의 구강 마이크로바이옴을 정상화할 수 있음을 보여주었습니다.

우리는 이렇게 함으로써 천식, 제1형 당뇨병, 체강 질병, 알레르기, 비만으로부터 아이들을 보호하고 있습니까? 저희는 5년의 임상시험을 진행하고 있습니다.”

어린 시절의 노출은 질병 예방의 열쇠가 될 수 있습니다

생애 초기 노출과 관련하여, 생애 초기에 장내 마이크로바이옴의 이상이 자폐증에 영향을 미칠 수 있다는 제안도 있습니다. 블레이저 박사는 피플에 다음과 같이 말했습니다.

“우리는 지난 80년 동안 자폐증의 비율이 극적으로 증가했다는 것을 알고 있습니다. 그리고 그것은 어릴 때의 질병입니다. 처음 몇 년 안에 나타납니다. 그래서 우리는 생애 초기 마이크로바이옴이 형성되면서 뇌와 연결되어 있다는 생각에 관심이 있습니다.

우리는 마이크로바이옴이 뇌와 대화하고 있다는 것을 압니다. 그래서 많은 연구진이 비정상적인 초기 장내 마이크로바이옴이 뇌와 변경된 대화를 나누고 있으며 이것이 뇌 발달을 변화시키고 있다는 생각에 관심을 가져왔습니다.”

영국 런던 암 연구소(Institute of Cancer Research)의 멜빈 그리브스(Melvin Greaves)에 따르면 가장 흔한 유형의 소아암인 급성 림프구성 백혈병(ALL)도 미생물과 관련이 있을 수 있다고 합니다. 그리브스의 연구는 생애 초기의 미생물에 대한 노출이 다음을 통해 수행될 수 있는 급성 림프구성 백혈병을 예방하는 티켓일 수 있다고 제안합니다.

• 자연분만(제왕절개와 비교했을 때)
• 모유 수유
• 아기 때 어린이집 다니기
• 형제자매에게 노출

과거 연구는 어린이집에서 더 많은 시간을 보낸 어린이가 급성 림프구성 백혈병의 위험이 상당히 감소했다는 2002년 연구를 포함하여 이러한 제안을 뒷받침합니다.

모유 수유는 또한 급성 림프구성 백혈병의 위험 감소와 관련이 있는 반면, 생후 14일 이내에 조제분유를 도입하는 것은 급성 림프구성 백혈병과 긍정적인 관련이 있었고, 6개월까지만 조제분유만 먹인 경우도 마찬가지였습니다.

항생제가 인간 마이크로바이옴을 죽이고 있습니다

매년 지구상의 모든 사람에게 약 10회 분량의 항생제가 처방됩니다. 어린이도 2세까지는 평균 2.7코스, 10세까지는 10.9코스의 항생제를 복용합니다. 그러나 여성의 절반 이상이 임신 중이나 출산 직후에 항생제를 투여받기 때문에 노출은 더 일찍 시작되는 경우가 많습니다.

블레이저 박사는 2018년 클리블랜드 클리닉 저널 오브 메디슨(Cleveland Clinic Journal of Medicine)에서 "이것은 항생제의 농업적 사용으로 인한 알려지지 않은 노출 수준에 추가된 것입니다”라고 설명했습니다.

그는 제1형 당뇨병, 천식, 비만, 위식도 역류 질환 및 염증성 장 질환을 포함한 만성 질환의 극적인 증가는 항생제의 남용으로 인한 우리 내장의 박테리아 다양성 상실과 다음과 같이 관련이 있다고 믿습니다.

“현대 이전에는 미생물은 자연 분만 시 어머니에게서 아이에게, 모유 수유 시 어머니의 젖가슴에서, 피부 접촉을 통해, 어머니의 입에서 입맞춤을 통해 옮겨졌습니다.

이제 광범위한 제왕절개 분만, 젖병 수유, 광범위한 목욕(특히 항균 비누 사용), 특히 항생제 사용은 인간 생태계를 변화시켰고 미생물군 구성에 영향을 미치는 조상 미생물의 전파 및 유지를 변경시켰습니다.

좋은 미생물이든 나쁜 미생물이든 일반적으로 생애 초기에 획득되는 미생물은 발달적으로 중요한 단계에 영향을 미치기 때문에 특히 중요합니다.”

박테리아 다양성이 높은 아마존 정글의 야노마미족과 비교하면 미국 사람들은 이미 미생물 다양성의 50%를 잃었습니다. 이것이 항생제 사용 전에 위험과 이점을 신중하게 비교해야 하는 이유입니다. 그리고 식품 공급에서 항생제의 사용 또한 상당히 감소되어야 합니다.

가공식품은 마이크로바이옴을 파괴합니다

미생물에 대한 또 다른 공격은 가공식품의 형태로 나타납니다. 도밍게즈-벨로 박사는 섬유질이 '마이크로바이옴을 먹이는 식단에서 가장 중요한 단일 성분'이라고 말하지만, 가공식품에는 섬유질이 거의 없습니다. 제초제 글리포세이트와 같은 식품 공급 시의 화학 물질도 미생물을 교란시킵니다.

자연식품의 소비는 허브와 향신료를 소비하는 것과 마찬가지로 더 높은 장내 미생물 다양성과 관련이 있습니다. 향신료 캡슐, 특히 계피, 오레가노, 생강, 후추, 카이엔 고추를 섭취하면 단 2주 만에 장내 세균 구성에 유리한 영향을 미쳤습니다.

또 다른 연구에서는 허브와 향신료를 매일 3/4 티스푼 또는 1.5 티스푼으로 섭취한 지 4주 후에 장내 세균의 다양성이 증가했습니다.

허브와 향신료 외에도 발효 식품을 섭취하는 것은 장내 마이크로바이옴의 건강을 최적화하는 또 다른 확실한 전략입니다. 한 연구에서는 36명의 성인을 대상으로 10주 동안 발효 식품 또는 섬유질이 많은 식품이 많이 함유된 식단을 섭취하도록 했습니다. 발효 식품을 섭취한 사람들은 마이크로바이옴의 다양성이 증가하고 염증 지표가 감소했습니다.

문제는 많은 미국인들이 정기적으로 이러한 건강한 자연식품을 섭취하지 않고 대신 섬유질과 영양소가 없고 첨가물이 들어 있는 가공된 정크푸드를 섭취한다는 것입니다. 인공 감미료 또한 장 박테리아를 부정적으로 변형시키는 것으로 밝혀졌습니다.

미생물군 저장고

도밍게즈-벨로 박사는 미생물군 샘플 및 컬렉션을 저장하고 보존함으로써 '인류의 장기적인 건강을 보존'하려는 글로벌 비영리 이니셔티브인 미생물 저장고(The Microbiota Vault)의 회장입니다. 목적은 인간의 미생물이 점차 덜 다양해짐에 따라 또는 본질적으로 멸종되는 경우 인간 마이크로바이옴을 복원하는 데 사용할 수 있는 미생물 은행을 유지하는 것입니다. 도밍게즈-벨로 박사는 피플에 다음과 같이 설명했습니다.

“우리는 모든 인간의 현재의 미생물 생물다양성을 보존해야 합니다. 그리고 이것은 환경에도 해당됩니다. 우리는 미생물을 포함하여 생물다양성을 완전히 엉망으로 만들고 있습니다. 미생물은 인간이나 동물, 식물뿐만 아니라 바다에도 모든 생태계에 필수적입니다. 모든 것은 인간 활동의 영향으로 함께 연결됩니다.

우리는 미생물을 보존해야 합니다. 미생물은 실제로 지구의 기능을 조절하기 때문입니다... 미생물은 모든 것을 조절합니다. 그들은 우리의 유전자 발현을 조절합니다. 따라서 복원이 필요하기 때문에 미생물 생물다양성을 보존하고 복원하기 위해 더 많은 노력이 필요합니다.”

즉시 제왕절개를 피하는 것 외에도 마이크로바이옴을 최대한 보호하기 위해 다음 사항을 고려하세요.