장내 유익균이 ‘백신 효능’ 키운다⋯포스텍, 면역 조절 물질 규명

연구 이미지. /포스텍 제공

우리 몸속 장내 미생물이 만들어내는 물질이 백신의 효능을 결정짓는 핵심 열쇠라는 사실이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 

포스텍(POSTECH) 생명과학과·융합대학원 임신혁 교수 연구팀은 장내 미생물의 대사산물인 ‘부티르산(butyrate)’이 점막 면역 체계를 활성화해 항체 생성을 획기적으로 높인다는 메커니즘을 규명했다고 27일 밝혔다. 

일반적으로 감염병은 입이나 호흡기 같은 ‘점막’을 통해 침투한다. 이를 방어하기 위한 점막 백신이 차세대 기술로 꼽히지만, 점막 특유의 둔감한 반응 탓에 면역 효과를 끌어내기가 쉽지 않았다. 

연구팀은 여기서 ‘면역 지휘관’이라 불리는 ‘T 여포 보조 세포(Tfh)’에 주목했다. Tfh 세포는 항체를 만드는 B세포를 도와 전체 면역 반응의 강도를 조절하는 역할을 한다.

연구팀은 실험을 통해 특정 장내 미생물이 사라지면 Tfh 세포와 점막 항체(IgA)가 함께 감소한다는 사실을 확인했다. 

분석 결과, 이 과정을 조절하는 핵심 물질은 유익균이 분비하는 대사산물인 ‘부티르산’이었다. 부티르산이 면역세포 표면의 수용체(GPR43)를 자극해 항체 생성을 촉진하는 신호 전달 축을 형성한다는 것이다.

실제로 살모넬라균에 감염된 쥐에게 부티르산 전구체를 투여하자 점막 항체 생성이 눈에 띄게 늘어나며 감염 방어력이 크게 향상됐다. 장내 환경을 조절하는 것만으로도 백신의 효능을 극대화할 수 있음을 입증한 것이다.

임신혁 교수는 “이번 연구는 장내 미생물이 소화를 돕는 조연을 넘어 면역계의 핵심 기능을 직접 지휘한다는 사실을 밝혀낸 것”이라며 “앞으로 부티르산 등 대사산물을 활용한 차세대 점막 백신과 면역 치료제 개발이 가능해질 것”이라고 말했다.

이번 연구는 국제 학술지 ‘마이크로바이옴(Microbiome)’에 게재됐다.

/단정민기자 [e-mail]