몸속 미생물 게놈집합인 마이크로바이옴

최근 연구결과 대부분 질병과 연관성 높아

유전자조합 기술 결합 '치료제 연구' 활발

지난해 마이크로바이옴 기반 치료제로

첫 美FDA 승인…치료효과 등 중요성 인정

질환치료제 넘어 환경·생태계 확대 활용

폐기물 감량·재활용 가능한 바이오차 주목

치료제 개발 허가까지 가이드라인 미비

제품화 어려움은 과제…정부 R&D등 지원

마이크로바이옴이 미래 의학의 패러다임을 바꿀 '열쇠'로 주목받고 있다. 

마이크로바이옴이란 인체에 서식하는 미생물(microbe)과 생태계(biome)를 합친 용어로 사람의 몸속에 존재하는 미생물과 유전자들을 의미한다. 

최근 자가면역질환, 역류성 식도염, 대장염, 비만, 심혈관계 질환 등 대부분의 질병이 마이크로바이옴과 관련성이 높다는 연구 결과가 발표되며 치료제 시장이 들썩이고 있다.

25일 오후 2시 국회도서관 대강당에서 '한국 사회 마이크로바이옴 현황과 미래 전망 포럼'이 열렸다.

강기갑 한국마이크로바이옴협회 대표는 "미래사회를 이끌어갈 재료로서 마이크로바이옴의 가능성과 잠재력을 살펴보는 자리가 될 것"이라고 밝혔다.

오민규 한국연구재단 국책연구본부 차세대바이오단장과 서동철 경상국립대학교 농업생명과학대학 환경생명화학과 교수가   각각 '마이크로바이옴 기반 차세대 치료 원천기술개발 현황 및 전망, '탄소중립 실현을 위한 바이오차와 토양 마이크로바이옴의 상호연계 및 활용방안'을 주제로 발표했다.

마이크로바이옴은 ‘마이크로바이오타(microbiota)’와 ‘게놈(genome)’의 합성어로 우리가 살아가는 환경에 존재하는 모든 미생물의 총합을 의미한다.

인간 마이크로바이옴은 인간 안에 살고 있는 모든 미생물 게놈의 집합을 의미한다. 여기에는 박테리아, 원시세포, 곰팡이를 포함하며, 이중 박테리아는 인간 마이크로바이옴에서 가장 많은 구성원이다. 박테리아는 세포수만 해도 약 100조개로 약 10조개의 인간 전체 체세포보다 많을 것으로 추정된다. 인간과 미생물이 공생관계라고 봐도 무방하다는 얘기가 나오는 까닭이다. 

마이크로바이옴의 약 95%는 장에 존재하기 때문에 마이크로바이옴 연구는 인간의 분변을 연구하는 데서 시작됐다. 건강한 일반인의 대변을 활용한 대변이식술을 넘어 최근 김치·된장·젓갈과 같은 발효음식이나 피부·질 등에서 유래한 유산균에서 마이크로바이옴을 확보한 뒤 유전자조합 기술을 결합한 방식의 치료제 연구가 활발히 진행되고 있다

오민규 교수는 "마이크로바이옴 기반 치료제가 2022년 11월 처음으로 미국 FDA로부터 승인 받으면서, 마이크로바이옴을 활용한 치료 효과 등 그 중요성을 인정받고 있다"고 말했다.

이어 "최근 10년간은 인체 마이크로바이옴과 면역질환, 암, 대사질환, 치매, 자폐증 등과의 연관성을 확인한 다수의 논문이 출간되면서 다양한 질환 치료제로써 주목받고 있다"며 "현재는 그 연구범위가 인간 질병을 넘어서 환경 및 생태계와의 상관관계에까지 확대되고 있다"고 설명했다. 

다만, "마이크로바이옴기반 치료제 개발은 허가 단계에서 가이드라인의 미비, 효과 및 기전의 불명확성 등으로 인해 제품화에 어려움을 겪는 경우가 매우 많은 것으로 파악되고 있다"며 "과기정통부, 보건복지부, 질병청, 산업통상자원부 등은 마이크로바이옴 기반 의약품 치료제 개발을 촉진하는 다양한 R&D 프로그램과 마이크로바이옴 연구의 인프라 기반 확충, 기초기전연구 등 R&D 체계화, 전문인력 양성 등을 지원하고 있다"고 밝혔다.

서동철 센터장은 "폐기물 감량 및 재활용 확대가 가능한 바이오차가 최근 이슈화되고 있다"며 "바이오차는 바이오매스를 열분해한 고형물인데 우수한 탄소격리 효과로 IPCC에 의해 온실가스 감축량을 인정받고 있으며, 더불어 메탄과 아산화질소와 같은 온실가스 배출량을 감소시키는 효과도 있다"고 설명했다.

아울러 "바이오차의 시용은 작물생육 증진효과와 병해충 저감 등의 다양한 부수적인 효과가 있는 것으로 알려져 있지만, 아직까지 바이오차에 의한 토양 미생물의 다양성과 기능을 규명할 수 있는 자료는 매우 부족한 실정이라며, 향후 바이오차와 토양 마이크로바이옴의 연계방법과 활용방안 연구가 체계적으로 진행될 필요가 있을 것으로 판단된다"고 말했다.

한편, 한국 사회 마이크로바이옴 현황과 미래 전망 포럼은  한국마이크로바이옴협회, 마이크로바이옴 국회의원 연구모임, 국회의원 김두관, 경상국립대학교 산학연협력 선도대학 육성사업단(LINC 3.0) 탄소중립 ICC가 공동주최했다.