미 연구팀 “장내 미생물군집 유전체 정보, 영양실조 예측·예방·치료 활용”
유아의 장내 미생물군집 안정성이 성장에도 큰 영향을 준다는 연구 결과가 나왔다. 유아기에 장내 미생물군집이 불안정해 변화가 클 경우 영양실조와 발육부진 위험이 커지는 것으로 나타났다.
미국 소크연구소와 세인트루이스 워싱턴대, 샌디에이고 캘리포니아대(UC San Diego) 공동 연구팀은 10일 과학 저널 셀(Cell)에서 영양실조 문제가 심각한 말라위 유아들의 대변 표본을 1년간 수집해 분석하는 연구에서 장내 미생물 안정성과 영양실조·성장 부진 사이에 이런 연관성을 확인했다며 이같이 밝혔다.
연구팀은 유아 중 장내 미생물 변화가 큰 아이들이 더 안정적인 아이들보다 성장이 부진하고 발육 부진과 급성 영양실조 위험이 더 높은 것으로 나타났다며 이 연구 결과를 어린이 영양실조 예측·예방·치료에 활용할 수 있다고 말했다.
영양실조는 전 세계 5세 미만 어린이 사망 원인의 절반 이상을 차지하며, 생존하더라도 평생에 걸쳐 인지·발달 지연, 학업 성취 저하, 경제적 불안정, 부정적 모성 건강 등을 겪을 수 있다.
연구팀은 이는 세계적으로 해결책이 필요한 큰 공중보건 문제라며 장 속에 사는 다양한 세균, 바이러스, 기타 미생물 등으로 이루어진 장내 미생물군집은 어린이 영양실조 문제를 해결하는 출발점이 될 수 있다고 말했다.
이들은 이 연구에서 전체 어린이의 37%가 발육 부진을 겪을 정도로 영양실조 문제가 심각한 아프리카 말라위의 12~24개월 유아 8명으로부터 약 1년간 대변 표본을 수집, 장내 미생물군집의 전체 유전체(pangenome) 염기서열을 분석했다.
이를 통해 이전의 어린이 장내 미생물군집 연구보다 10~20배 많은 임상 표본을 수집하고, 이를 분석해 최종적으로 986개의 완전한 미생물 유전체가 포함된 유아 영양부족 관련 미생물 라이브러리를 구축했다.
대변 표본의 미생물군집 패턴과 유아의 성장 간 관계를 분석한 결과 시간이 지남에 따라 장내 미생물 유전체에 변화가 더 많은 아이일수록 성장 결과가 좋지 않은 것으로 나타났다.
또 연구 기간에 성장이 개선 아이와 악화한 아이를 비교한 결과 비피도박테리움(Bifidobacterium), 메가스파이라(Megasphaera), 파이칼리박테리움(Faecalibacterium), 프레보텔라(Prevotella) 등 4개 속 미생물 유전체에서 차이가 발견됐다.
연구팀은 이 연구에서 장내 미생물 건강과 어린이 성장 간 연관성을 찾고자 했다며 이 결과는 장내 미생물 안정성이 어린이의 건강한 성장의 중요한 신호일 수 있음을 시사한다고 설명했다.
공동 교신저자인 소크연구소 “이 연구를 통해 처음으로 성장 부진과 연관된 특정 미생물 변화를 정확히 밝혀냈다”며 “이는 세계 1억5천만 이상 어린이들의 영양부족 위기 해결에 기여할 수 있는 새로운 진단·치료법의 문을 연 것”이라고 말했다.
◆ 출처 : Cell, Jeremiah J. Minich et al., ‘Culture-independent meta-pangenomics enabled by long-read metagenomics reveals associations with pediatric undernutrition’, https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00975-4
