장 마이크로바이옴에 비해 그 기능에 대한 관심이 낮은 폐 마이크로바이옴에서 다발성경화증 등 뇌신경계 병증 조절 기능을 확인해 주목받고 있다.

한국생명공학연구원 질환표적구조연구센터 이정수 책임연구원은 "폐 마이크로바이옴은 장 마이크로바이옴에 비해 단순하고 적은 수로 존재하지만, 천식, 폐 섬유화, 암 등의 질환과 연관성이 있다"며 "폐 마이크로바이옴에 의한 다발성경화증(MS)의 신규 발병 기전을 확인했다"고 설명했다.

이정수 연구원이 인용한 네이처 논문에 따르면 마우스 EAE 모델에 항생제인 네오마이신(neomycin) 저용량(1mg)을 폐 특이적으로 처리해 폐 마이크로바이옴을 변화시켰을 때 뇌신경계의 EAE 증상이 거의 완화되는 것을 관찰했다.

EAE(자가면역 뇌척수염) 마우스 모델은 수초화 단백질(MBP) 특이적 T 면역세포와 MBP의 각각 정맥 및 폐 주입에 의해 제작하는 마우스의 다발성경화증 모델을 말한다.

네오마이신 처리에 의한 폐 마이크로바이옴의 변화는 폐에 존재하는 T면역세포의 활성화 또는 증식이나 뇌의 침투를 위한 이동 능력에는 영향을 미치지 않으나 뇌신경계 내에서의 T 면역세포의 증식에 영향을 미치는 것으로 조사돼 폐 마이크로바이옴이 EAE에 미치는 영향은 폐 자체가 아닌 뇌신경계 내에서의 면역활성을 조절하는 것으로 파악됐다.

즉 폐의 변화이지만 뇌신경계 내 주요 면역세포 활성을 억제해 이전 연구에서 검증된 뇌신경계 내에서의 신호전달체계 활성화에 의한 EAE 억제 효과와 일치되는 결과를 보여준 것이다.

현재까지 MS 유발의 주요 위험인자로 흡연, 호흡기 감염과 같은 폐의 이상이 손꼽혔지만 폐 마이크로바이옴에 의한 뇌신경계 MS 발병과 연관성은 알려지지 않았다.

하지만 이제 막 발견 단계인 만큼 폐 마이크로바이옴 조절에 의한 뇌신경 염증질환 치료법 개발을 위해서는 지속적인 추가 연구 필요하느는 것이 이 연구원의 입장이다.

이 연구원은 우선 MS 환자의 폐 마이크로바이옴에서 마우스 lung EAE 모델에서와 같은 미생물군 변화를 보이는지에 대한 추가 연구가 필요하다고 밝혔다.

그는 "물론 그동안 관심밖에 있었던 폐 마이크로바이옴 조절에 의한 뇌신경염증 감소를 위한 새로운 기전이 발굴된 점은 주목할만 하다"며 "폐 마이크로바이옴의 중요성을 재인식해 폐 마이크로바이옴 제어에 기반한 신규 EAE 치료법을 도출하고, 더 나아가 다양한 뇌신경질환에 적용할 수 있도록 폐 마이크로바이옴 중심의 새로운 관점을 제공해야 한다"고 말했다.

한편 경구용 질병조절치료제로 오바지오(성분 테리플루노마이드), 피타렉스(성분 핀골리모드), 텍피데라(성분 디메틸푸마르산염), 메이젠트(성분 시포니모드), 마벤클라드(성분 클라드리빈) 등이 사용되고 있다.