조기 항생제 사용은 유아의 면역 발달을 방해합니다.

로체스터 대학 의료 센터(URMC) 연구진이 실시한 새로운 연구에 따르면, 유아가 항생제에 일찍 노출되면 면역 체계 발달에 지장을 줄 수 있으며, 천연 대사산물이 이런 손상을 되돌리는 데 중요한 역할을 할 수 있는 것으로 나타났습니다.

Cell 에 발표된 한 연구 에 따르면 임신과 유아기에 항생제에 노출되면 독감과 같은 호흡기 감염에 맞서 싸우는 면역 체계의 능력이 영구적으로 약화될 수 있습니다. 생쥐 모델과 인간 유아의 폐 조직을 모두 분석한 결과, 연구진은 조기 항생제 사용이 장내 미생물총의 이노신 생성 능력을 저해한다는 사실을 발견했습니다. 이노신은 면역 세포 발달에 중요한 신호 역할을 하는 분자입니다.

그러나 과학자들은 쥐에게 이노신을 첨가함으로써 항생제로 인한 면역 체계 문제를 해결할 수 있었고, 취약한 유아의 면역 기억을 강화하는 잠재적인 치료 전략을 개발할 수 있는 문을 열었습니다.

"이노신을 분자 전달 물질이라고 생각해 보세요. 이노신은 장에서 발달 중인 면역 세포로 이동하여 면역 세포가 적절하게 성숙하고 미래 감염에 대비하는 방법을 '가르칩니다'."라고 이 연구의 수석 저자이자 UR 의대 골리사노 어린이 병원(GCH) 신생아과 과장인 히테시 데슈묵 박사(MD, PhD)는 설명했습니다.

이 프로젝트는 천식과 만성 폐질환을 포함한 질병에 대한 평생 위험에 초기 노출이 어떻게 영향을 미치는지 연구하기 위해 NIH R35에서 자금을 지원하여 장기적으로 추진된 이니셔티브의 일환입니다.

데슈묵은 "항생제가 아기의 생명을 구할 수 있다는 것은 알고 있지만, 면역 체계 발달의 중요한 시기에 미생물군집을 교란시키기도 합니다."라고 말했습니다. "이 연구는 이러한 교란이 폐 면역에 영향을 미치는 한 가지 방식을 보여주며, 더 중요한 것은 이를 바로잡을 수 있는 가능성을 제시합니다."

이 질환은 폐에 상주하며 바이러스 감염에 대한 장기적인 방어 기능을 하는 특수 면역 세포 집단인 조직 상주 기억 T 세포의 형성에 영향을 미칩니다. 이러한 세포가 없으면 영아는 성인이 되어서도 심각한 호흡기 질환에 취약할 수 있습니다.

"장내 미생물총이 발달 중인 면역 체계의 교사 역할을 한다는 것을 발견했습니다."라고 데슈묵은 설명했습니다. "항생제가 이러한 자연스러운 학습 과정을 방해하면 마치 교과서에서 핵심 내용을 삭제하는 것과 같습니다. 면역 체계는 호흡기 감염과 싸우는 데 필요한 중요한 교훈을 전혀 배우지 못합니다."

연구의 주요 결과:

이 연구에서는 일반적인 항생제(암피실린, 젠타마이신, 반코마이신 - 임산부와 신생아에게 자주 사용되는 약물)에 노출된 유아 쥐와 천연 미생물 군집이 손상되지 않은 쥐를 비교했습니다.

항생제에 노출된 쥐의 경우:

• 폐에서 보호 CD8+ T 세포의 수가 현저히 감소했습니다.

• 폐에 살면서 재감염을 신속하게 예방하는 특수 면역 세포인 조직 상주 기억 세포를 형성하는 능력이 손상되었습니다.

• 면역 결핍은 성인이 되어서도 지속되었으며, 이는 면역 체계 발달에 지속적인 변화가 있음을 나타냅니다.

NIH가 지원하는 BRINDL 바이오뱅크의 폐 조직 샘플을 이용하여 연구팀은 항생제에 노출된 영유아에게서도 유사한 면역 결핍이 발견되었음을 확인했습니다. 이 영유아들은 기억 세포 수가 적었을 뿐만 아니라, 고령자와 유사한 유전자 발현 패턴을 보였는데, 이는 호흡기 감염 위험 증가와도 관련이 있습니다.

가장 중요한 점은 항생제에 노출된 쥐에게 이노신을 첨가한 결과, 기능성 기억 세포를 발달시키고 효과적인 면역 반응을 일으키는 능력이 크게 회복되어 미래 치료법에 대한 희망적인 전망이 열렸다는 것입니다.

"이는 표적 영양 보충을 통해 위험군에 속하는 영유아를 보호할 수 있음을 시사합니다."라고 데슈묵 박사는 말했습니다. "이 접근법을 임상적으로 적용하기까지는 훨씬 더 많은 연구가 필요하지만, 이제 우리는 앞으로 나아갈 길을 찾았습니다."

이 연구 결과는 신생아가 항생제나 위험한 프로바이오틱스에만 의존하지 않고도 더 강한 면역 기억을 발달시킬 수 있도록 돕는 식이 보충제, 대사 산물 치료, 미생물군 지원 전략 등의 개입을 개발하는 미래 연구에 영향을 미칠 수 있습니다.

데슈묵은 GCH 신생아과 의사인 글로리아 프레이후버 박사가 이 연구에서 중요한 역할을 했다고 언급했습니다. 프레이후버 박사가 NIH 지원 영아 폐 샘플을 15년간 수집한 BRINDL 바이오뱅크를 통해 연구진은 인간 세포에서 연구 결과를 검증할 수 있었습니다.

"이 논문은 프레이후버 박사님의 아낌없는 지원과 전문성이 없었다면 불가능했을 겁니다."라고 데슈묵은 말했다. "마우스 연구 결과와 인간 세포를 비교할 수 있었던 것은 정말 중요했습니다. 제가 (신시내티 어린이병원에서) 로체스터에 온 가장 큰 이유 중 하나는 바로 프레이후버 박사님과 협력하기 위해서였습니다."