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신이 하고 시간은 와게티이미지뱅크 제공


○ 미생물로 병 고친다 
●국내 최초 대변 은행에 방문하다
"이게 다 대변이라고요?"
우리나라에서 가장 큰 규모의 대변 은행에 들어서자마자 입이 떡 벌어졌습니다. 냉동고 안에 갈색 액체가 담긴 통 수천 개가 늘어서 있었기 때문입니다. 대변 은행은 건강한 사람의 대변을 보관하는 곳입니다.
대변 속의 장내 미생물을 추출해 대변 이식액을 만듭니다. 이식액은 영하 80℃ 냉동고에 보관됩니다. 급속으로 냉동시켜야 미생물이 제 기능을 할 수 있기 때문이에요. 이식액은 상온에 놔두거나 20~30℃의 물에 중탕해 사용합니다. 


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대변 이식액이 담긴 냉동고. 어린이과학동아 제공


대변 이식액은 대변 미생물총 이식(FMT) 시술에 쓰입니다. FMT는 건강한 사람의 대변 속 장내 미생물을 건강하지 않은 장에 넣는 치료법이에요. 우리나라에선 2012년 가톨릭대 서울성모병원 의료진이 환자 두 펀드슈퍼마켓 명에게 처음으로 FMT 시술을 했어요. 두 환자 모두 장 질환을 앓았지만 시술 이틀 차에 일주일 차에 각각 설사가 멈추는 등 증상이 나아졌습니다. 
FMT 시술을 받기 위해서는 먼저 대변을 기증할 기증자가 있어야합니다. 대변 기증자는 3단계의 철저한 검사를 받아야 합니다. 첫 번째로 키, 몸무게, 앓고 있는 질환, 평소 먹는 약이 있는지 항공사 지상직 등 기본적인 건강 상태를 확인해요. 다음으로는 혈액과 소변, 대변 검사를 한 뒤 마지막으로 대변 내 미생물 분석을 통해 기증을 해도 될 대변인지 판단합니다.



FMT 시술을 하는 모습. 계명대 동산의료원 제공


이 검사 시흥보금자리 는 100명 중 4명만 통과할 정도로 까다로워요. 대변 은행이 설립된 2016년부터 지금까지 기증자가 20~30명 정도밖에 안 될 정도로 적은 수치입니다.
까다로운 과정을 거쳐 기증자가 정해지면 장 질환을 앓는 환자가 대변을 기증받을 수 있습니다. 하지만 모든 환자가 대변을 기증받을 수 있는 것은 아니에요. 장내 미생물의 구성과 앓고 있 119머니 는 질병 등이 고려돼야 합니다. 남성과 여성의 장내 미생물이 다르기 때문에 성별도 중요한 요소입니다. 
장내 미생물 신약 개발 회사 바이오뱅크힐링 이원석 이사는 "FMT 시술의 이식 성공률은 70~90% 정도 된다"고 말했습니다. 
○ 장의 미생물 
● 장내 미생물의 핵심, 장내 세균
장내 미생물은 장 안에 살고 있는 다양한 미생물입니다. 세균과 바이러스, 곰팡이 등이 있어요. 우리 몸속에는 약 1조~10조 개의 장내 미생물이 있는데 그중 세균이 가장 많습니다. 장에 사는 장내 세균은 유익균, 유해균, 우세균으로 나뉩니다.
유익균은 사람이 분해하기 어려운 고분자 탄수화물인 다당류를 분해해 소화를 도와주고 면역을 높여 각종 질병으로부터 우리 몸을 지켜줍니다. 대표적으로 락토바실러스속 세균, 박테로이데스목 세균 등이 있어요. 유해균은 몸 안에 암을 유발하는 물질을 발생시켜 각종 질병을 일으켜요. 병원성 대장균, 살모넬라가 대표적입니다. 
나머지 비율을 차지하는 우세균은 상황에 따라 어떤 균으로 활동할지 기회를 엿보는 세균이에요. 유익균이 많으면 유익균으로 유해균이 많으면 유해균으로 가세합니다. 서울아산병원에 따르면 건강한 성인의 평균적인 장내 세균 구성은 유익균 약 30%, 유해균은 약 5~10%, 우세균은 60~65%를 차지합니다.



장내 세균 구성. 어린이과학동아 제공


● 건강을 좌우하는 장내 미생물
장내 미생물은 여러 질병과 연관이 있습니다. 유해균이 많으면 장에 염증이 생기고 심한 경우 장에서 피가 나거나 장이 딱딱해져요. 장 안의 유익균이 파괴되고 유해균이 번성해 염증성 장 질환 등이 발생할수 있습니다. 
장내 미생물은 신경계, 면역체계에도 영향을 미쳐요. 장과 뇌는 신경계, 호르몬 등을 통해 서로 영향을 주고 받는다는 '장-뇌 축' 이론도 있습니다. 뇌에서 스트레스를 받으면 장내 미생물 균형이 무너져, 이로 인해 복통이나 설사가 일어날 수 있습니다.



장내 미생물은 피부 질환에도 영향을 미친다. 게티이미지뱅크 제공


2021년 연세대 의대등 공동 연구팀은 피부 질환이 장내 미생물과 관련 있다는 연구를 발표했습니다. 쥐에 피부 염증을 줄이는 락토바실러스속 세균을 넣었더니 염증이 다른 쥐보다 50% 이상 줄었어요. 또, 비만인 사람은 퍼미큐테스문 세균을 많이 갖고 있어요. 이 세균이 지방을 잘 흡수해 비만을 유도한 것입니다. 



우주 비행사들이 섭취하는 음식. 퍼블릭 도메인 제공 


○ 소제 장내 미생물, 깨끗하면 위험해?!
● 장내 미생물, 적당한 더러움이 좋아!
많은 사람은 깨끗한 환경이 건강에 좋다고 생각합니다. 하지만 오히려 너무 깨끗하면 장내 미생물의 균형이 깨져 건강에 좋지 않을 수있다는 연구 결과가 발표됐습니다. 롭 나이트 미국 샌디에이고 캘리포니아대 교수팀은 우주 비행사들이 건강 이상 증상을 자주 겪는 것이 미생물의 다양성과 관련 있을 수 있다는 연구 결과를 지난 2월 28일 과학 저널 셀에 발표했습니다.
연구팀은 국제우주정거장(ISS)의 식사 공간, 화장실 등 다양한 장소의 표면에서 803개의 미생물 표본을 수집해 특성을 분석했어요. 그 결과 ISS에서는 지구에 비해 토양, 물 등에서 발견되는 환경 미생물이 부족했습니다. 
반면 ISS 내부를 청결하게 관리하기 위해 사용된 많은 양의 화학 물질이 검출됐습니다. 화학 물질은 미생물의 성장을 억제해요. 연구팀은 "다양한 미생물의 성장이 제한된 환경은 오히려 우주 비행사의 면역에 나쁜 영향을 줄 수 있다"고 우려했습니다.



장내 유익균인 비피도박테리움과 세균. Li Zhao et al. 제공


농장에서 자라거나 반려동물과 함께 생활하는 등 우리가 덜 위생적이라고 여기는 곳에 있을 때 장내 미생물 환경이 오히려 좋을 수 있다는 연구 결과도 2024년 11월 발표됐습니다. 안니카 융 스웨덴 예테보리대 교수팀은 각기 다른 환경에 있는 생후 3일부터 18개월 유아 28명의 대변을 분석했습니다.
먼저 농장에서 자란 유아의 대변에는 1g 당 약 1억~10억 CFU의 대장균이 있었지만 농장에서 자라지 않은 유아의 대변에는 10억~100억 CFU의 대장균이 있었어요. 연구팀은 "대장균이 많아져 장내 미생물 균형이 깨지면 알레르기가 발생할 확률이 높아질 수 있다"고 설명했습니다.
연구팀은 반려동물이 장내에 미치는 영향도 조사했어요. 반려동물과 생활한 유아 40명의 장에는 비피도박테리움과 세균 등 유익균이 80~100% 비율로 정착했습니다. 반려동물과 지내지 않은 유아와 비교해 10~20% 높았어요.
유익균 차이가 나는 이유는 반려동물과 생활했을 때 더 많은 미생물에 노출될 수 있기 때문입니다. 연구팀은 "장에 유익균이 많을수록 알레르기도 적게 발생할 수 있다"고 전했습니다. 
※관련기사 어린이과학동아 4월 15일, 뱃속에 세균이 우글우글…장내 미생물
[박연정 기자 yjyj0829@donga.com]