[일간투데이 최종걸 주필 대담 권희진 기자 정리] 학계에 따르면 현대인의 서구화된 식단은 고지방 식품과 단순당인 시럽, 설탕 등과 각종 화학 식품첨가물을 가미한 식품 위주로 바뀌었고, 다양한 음식의 풍요로운 섭취의 대가와 함께 비만, 고혈압, 인슐린저항성과 제2형 당뇨병, 암, 염증성 장 질환, 음식 알레르기, 만성적인 대사질환 및 면역질환 등 서구형 질병들이 급격하게 증가했다.

최근 이러한 질병의 원인이 장내 마이크로바이옴의 불균형에 의한 것이라는 증거가 연구자들에 의해 속속 밝혀지면서 마이크로바이옴이 건강관리에 중요한 논점으로 등장했다. 

현재 학계는 건강한 삶을 위해서는 자신의 장내 미생물과 건전한 공생관계를 유지해야 한다는 것에 주목하고 있는 것으로 알려지면서 일반인이 대한 관심도 증가했다. 

마이크로바이옴 관련 논문을 검색해 보면 지난 2000년에는 78편에 불과했던 논문이 2016년 약 8000편으로 100배가량 늘었고, 그 가운데 휴먼 마이크로바이옴을 다룬 논문이 6000편에 이른다.

최근 마이크로바이옴에 관한 새로운 연구 결과가 세계적인 저널에 발표되고 있는 만큼 앞으로 매년 2만여 편의 논문이 발표될 것이라고 학계는 전망했다.

이처럼 마이크로바이옴 연구에 전 세계가 적극적으로 뛰어들고 있는 만큼 어느 나라가 산업화를 선도하느냐에 따라 이 시장의 주도권의 향배가 달라질 전망이다.

'미생물의 재발견'이라고 불리는 마이크로바이옴 연구는 미국과 유럽, 일본, 중국 등에서는 정부 차원의 대규모 연구 프로젝트가 진행되고 있고, 우리나라도 뒤지지 않으려면 장내 미생물 제제의 개발과 임상 적용을 위해 분야별 전문가들의 논의가 필요한 시점이다.

국가적으로 어떤 정책과 방향성을 갖을 것인지에 대한 집중적인 논의와 합의가 필요하다.

글로벌 시장에 비하면 국내 마이크로바이옴 시장은 아직 시작 단계이지만, 우리나라도 기술 후발국으로서 마이크로바이옴 연구를 적극 추진하고 있다.

우리나라에서의 마이크로바이옴 시장은 사실상 식품 산업에서 건강기능식품 중에 유산균 시장을 보면 프로바이오틱스, 프리바이오틱스, 신바이오틱스, 포스트바이오틱스로 점차 세분화되어 단계적으로 발전하고 있는 추세이다.

국내에서는 개인 연구자들 차원에서 연구가 진행되어 왔으나 지난 2014년과 2015년 농림축산식품부와 미래창조과학부에서 다부처 사업으로 마이크로바이옴 연구의 시작점을 마련했고, 일부 선도적인 개인 연구자들은 국제 공동연구에도 참여하고 있고 세계적인 수준의 성과도 내고 있다.

마이크로바이옴 관련 분야의 무한한 잠재력과 범용성을 생각할 때 국내에서도 연구 경쟁력을 갖추기 위한 과감한 투자가 필요하고, 특히 연구 분야 특성상 연구자들의 국제적인 연구교류와 협력도 중요하다.

현재 우리나라 마이크로바이옴 시장은 점차 확대되고 있고, 난치성 질환을 해결할 대안으로 많은 사람들에게 주목을 받고 있으며, 앞으로도 마이크로바이옴의 시장성과 발전 가능성은 무궁무진할 것으로 기대된다.

이렇게 다양한 분야에서 마이크로바이옴과 아직까지 우리에게 조금은 생소한 식의학(ND) 관련 이야기를 풀어줄 ‘윤복근 교수의 마이크로바이옴 TV개국에 맞춰, 마이크로바이옴 세계에 대한 윤복근 교수의 이야기를 들어봤다. 편집자주 

'윤복근 교수의 마이크로바이옴 TV'는 4차 산업혁명 시대에 핫이슈로 떠오르고 있고, 우리나라뿐만 아니라 전 세계가 주목하는 마이크로바이옴에 대한 정책 및 투자 현황을 소개한다고 한다.

윤복근 교수는 현재 광운대학교 경영대학원 바이오의료경영학과 책임지도교수로 활동 중이다.

윤 교수는 마이크로바이옴 관련 활동으로 지난 2018년 ‘제1회 마이크로바이옴 산업화 포럼’을 개최한 이래 2019년 ‘제7회 마이크로바이옴 산업화 포럼’까지 총 일곱 차례의 마이크로바이옴 산업화 포럼을 개최하여, 미래 성장 동력산업으로 주목받는 마이크로바이옴과 연관된 의료·식품·제약·농축수산·환경·화훼·출산 등 다양한 분야의 미래 마이크로바이옴을 적용할 수 있는 산업을 알리고 있다.

◇'윤복근교수의 마이크로바이옴 TV' 개국을 축하합니다. 윤 교수님은 우리나라 마이크로바이옴이 무엇인지를 알리고 이를 산업화로 이어지도록 누구보다도 먼저 개척해온 장본인으로 알고 있다. 이렇게 생을 걸만큼 마이크로바이옴에 집중해서 유튜브 채널까지 시작하면서 ‘마이크로바이옴 TV’ 라는 이름을 사용한 특별한 사연이 있는지? 

▶ 마이크로바이옴 (Microbiome)은 마이크로비오타(Bicrobiota)와 지놈(Genome)의 합성어로, 마이크로비오타는 인간의 몸에 서식하며 서로 유익을 주는 공생관계의 미생물이고, 이들 미생물의 유전정보 전체, 또는 우리 몸에 사는 미생물 자체를 말한다.

인체 미생물 중 장내 미생물은 4000여종으로서 약100조개 정도이며 무게는 약1.5Kg 정도인데, 소장과 대장의 상피세포 점막에 어떤 미생물이 형성되어 살고 있느냐가 건강과 직결되어 있고, 건강한 사람은 장속에 유익균과 유해균이 적절한 균형을 이루고 있어야 한다.

그러나 이 순간에도 사람들은 장내 미생물의 균형을 무너뜨리는 수많은 물질들을 무감각하게 먹고 있고 장내 미생물들은 계속 유해균이 우점하는 상황 속에서 다양한 장 질환을 앓고 있는 환자들은 증가하고 있다.

또한 화장품과 샴푸, 치약, 비누와 세제 등에 들어있는 환경독소인 제노바이오틱스가 우리 몸에 들어와 유익균을 공격하고 다양한 질환을 유발시키며 장내 유익균까지 무차별로 죽여서 장 건강을 악화시킨다는 사실도 모르고 살고 있다.

이와 같은 사실이 안타까워 전 국민에게 장내 미생물의 중요성을 알리고, 많은 사람들이 이 마이크로바이옴에 관심을 가졌으면 하는 바램으로 ‘마이크로바이옴 TV'라는 이름으로 개국시켰다.

◇ 우리는 왜 이렇게 중요한 마이크로바이옴에 대해 모르고 있었나.

▶ 그동안 의학과 과학의 연구 초점이 나쁜 세균, 즉 병원균 연구와 사멸에만 집중되어 있었기 때문이다.

나쁜 세균은 여러 질병을 일으키는 주요 원인이 되기 때문에 나쁜 세균을 무조건 죽여야만 병을 치료할 수 있다는 논리에 따라, 우리는 병원균을 죽이기 위해 사람의 장속에 생명유지에 필요한 엄청난 규모의 미생물유전자 집단이 살고 있다는 사실을 모르고, 병원균으로 인한 감염성을 차단하는 목적으로 항생제를 습관처럼 먹어 장내 유익한 미생물들까지 무차별하게 사멸시켰기 때문이다.

항생제의 장기 복용은 장내미생물 균형을 파괴하고, ‘클로스트리디움 디피실’과 같은 특정병원균의 과다 성장을 유도해 염증반응과 설사를 유발한다.

장내 마이크로바이옴의 불균형이 심해지면 장내 방어벽 기능이 약해지고, 장관 점막이 손상되어 결국, 장관 내에 존재하던 병원균과 독소, 항원 등이 혈류로 유입되어 면역체계를 자극함으로써, 감염성질환이나 자가면역질환까지 초래한다.

◇ 마이크로바이옴 역할의 중요성은 또 어떤 것이 있는지 구체적으로 말씀해주시라.

▶ 장내 마이크로바이옴은 비만, 심혈관 질환, 제2형 당뇨와도 깊은 관련성을 가지고 있다. 대장성 크론병(Crohn disease)과 궤양성 대장염(ulcerative colitis) 등 염증성 장질환(inflammatory bowel disease, IBD)은 유전적 요인과 환경적 요인뿐 아니라 마이크로바이옴의 불균형이 중요 원인 중 하나로 추정된다.

하지만 최근 제2게놈 프로젝트를 통하여 우리 장속에 있는 100조개의 미생물유전자가 생명유지 기능을 하고 있고, 이 장내 미생물은 음식물의 분해와 흡수, 소화효소와 호르몬 조절, 독소배출, 생리적대사와 면역기능조절, 신경조절물질, 비타민 생성 등 인체 항상성유지와 생명유지 기능에 다양하게 관여하고 있으며, 특정 질병치료에도 관여하고 있는 것으로 속속 밝혀지고 있다.

그러므로 우리가 건강한 삶을 살아가기 위해서는 장내 미생물 유전자, 즉 마이크로바이옴 유전자의 균형을 유지하는 것이 무엇보다 중요하다.

특히 마이크로마이옴은 인류 최대 난제라고 할 수 있는 항생제 내성의 문제를 극복할 수 있는 대안을 제시할 수 있을 것이라는 점에서 그 중요성이 크다고 할 수 있는데요. 항생제 때문에 환자의 장내미생물 생태계가 파괴되면 특정 미생물이 급증해 세력이 커지면서 각종 심각한 장 질환이 생길 수 있기 때문이다.

사람마다 그 지문이 다르듯이 각 사람마다 개인의 미생물 유전체도 다르다. 각 사람의 휴먼마이크로바이옴 정보를 분석하면 그 사람의 질병을 사전에 예측하고 미리 예방할 수도 있다는 이야기다. 

지금까지 인체 질병과 건강에 영향력이 가장 큰 것이 휴먼마이크로바이옴이라는 사실이 최근 연구결과를 통하여 속속 밝혀지면서 전 세계는 이에 대한 연구가 더 활발해지고 있다.
 

◇ 그러면 인간과 공존하며 살고 있는 인체속의 모든 미생물과 유전체인 휴먼마이크로바이옴(Human microbiome)은 어디에서 온 것인가.

때문에 좋은 미생물을 물려주기 위해서는 아기를 갖기 전부터 엄마의 장내미생물 관리가 중요하다. 이렇게 엄마의 산도를 통해 물려받은 유익한 미생물들이 신생아의 장속에 도달하여 평생 함께 살아갈 상주균으로 정착하여 앞으로 닥쳐올 이 세상의 모든 유해한 세균들과 맞서 이겨낼 수 있는 든든한 주인균이 된다.

◇‘건강을 잃으면 모든 것을 잃는다’는 말이 있을 정도로 건강의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 하지만 과도한 경쟁사회 속에서 하루하루 바쁘게 살아가는 현대인들에게 생활 속에서 올바른 식생활과 생활습관을 통해 건강을 지키는 일은 쉬운 일이 아니다. 그래도 건강을 지키는 일을 포기할 수는 없기 때문에 현대인들은 짬을 내서 운동을 하거나 건강보조식품을 섭취하는 방법을 통해 건강을 지키려는 노력을 한다. 최근에는 장 건강이 몸 전체의 건강에 큰 영향을 미친다는 사실이 널리 알려지면서 유산균(프로바이오틱스)를 챙겨 먹는 현대인들이 늘고 있는데 유산균에 대해 말해 달라. 

▶ 현대인들은 쫓기는 생활 속에서 과도한 스트레스를 받을 뿐만 아니라 화학첨가제가 들어간 가공식품, 인스턴트식품, 패스트푸드 등 고탄수화물, 고지방 음식을 자주 섭취하기 때문에 장 건강이 급격히 떨어지는 만큼 꾸준하게 프로바이오틱스를 섭취하는 것이 중요하다.

우리 장내에는 유익균과 중간균, 유해균 등 세 종류의 미생물이 있는데, 중간균이 유익균쪽으로 가서 결과적으로 장내에 85%의 유익균과 15%의 유해균이 균형을 이루는 것이 가장 적절한 미생물 비율이라는 것이 많은 연구들을 통해 밝혀진 바 있고, 이 균형이 깨지는 것을 디스바이오시스(Dysbiosis)라고 한다.

그런데 문제는 대부분의 현대인들이 디스바이오시스 상태임에도 조금 불편한 정도로 거의 무감각상태로 지내다보면 장이 새는 ‘장누수증후군’으로 발전해서 심각한 장질환은 물론 건강을 해치는 원인이 된다.

‘장누수증후군’은 우리의 잘못된 식생활로 인하여 유해균이 우점하는 장내 미생물 불균형으로 장 점막의 손상과 융모와 융모를 연결하는 밀착결합이 벌어지고, 그 벌어진 틈으로 외독소와 내독소, 박테리아, 곰팡이, 바이러스, 음식물 찌거기와 중금속 등이 그대로 혈액으로 흘러들어가 염증을 일으키거나 혈액을 끈적끈적하게 만들고, 몸에 지방이 쌓이게 하는 등 ‘대사증후군’과 연결되기 때문에 85 대 15의 균형을 유지하는 것은 너무나 중요하다.

체내에 음식물이 들어가면 완전히 분해돼서 에너지원으로 쓰여야 하는데, 이런 음식물과 함께 들어오는 화학 식품첨가제는 체내에서 외독소가 되고, 장내 환경을 악화시켜 유해균 증식을 돕는 한편, 장 점막을 공격하여 만성 장염이나 설사, 가스, 복통, 비만, 피부질환, 장 질환 등을 일으키기 때문에 먹는 음식을 완전히 바꿀 수 없다면 유산균을 꾸준히 섭취해 장내 미생물 균형을 유지하는 것이 필요하다.

일반적으로 말하는 유산균에는 크게 4가지(4세대) 종류가 있다.

이를 들면 ‘1세대 프로바이오틱스’는 인체에 유익한 부산물을 만들어 내는 유산균을 포함한 유익균 전체를 말한다.

프리바이오틱스를 2세대 유산균이라 한다. 프로바이오틱스의 증식 및 대사 활동에 필요한 영양소, 즉 ‘프로바이오틱스의 먹이’를 의미한다. 

프로바이오틱스는 위산이나 담즙산 등 산도가 높은 신체 장기를 통과하면서 죽는 경우가 많은데, 프리바이오틱스 섭취가 체내 프로바이오틱스의 증식을 돕는다는 연구결과가 나옴에 따라 등장했다.

3세대 유산균이라 불리는 ‘신바이오틱스’는 프로바이오틱스와 프리바이오틱스가 함께 들어가 있는 유산균이다. 프로바이오틱스와 프리바이오틱스 중 어떤 것을 섭취하는 것이 효과적이냐는 논쟁이 계속됨에 따라 둘을 섞은 제품이 출시됐다.

4세대 또는 차세대 유산균은 ‘포스트바이오틱스’인데, 외독소 차단이나 장 점막의 건강, pH 유지 등 장내 환경을 지키는 데 실질적인 역할을 하는 것이 유익균들이 만들어 내는 대사산물 이라는 것이 밝혀짐에 따라 등장한 것이다.

포스트바이오틱스는 유산균과 유산균 먹이, 유산균이 만들어 낸 대사산물이 다 들어있는 복합 유산균으로, 유산균의 대사산물은 장내 유해균을 억제시키는 기능한다.

이들은 위산이나 담즙산에 파괴되지 않기 때문에 장까지 내려가서 장을 보호하는 역할을 하는데, 질병 예방 차원이나 치료개념에 가까운 쪽은 포스트바이오틱스가 더 효과적이다.

사실 4차 산업혁명이 일어나기 전에 우리는 프로바이오틱스를 섭취하는 데 만족하고 있었으나, 이것이 더 발전하고 연구됨에 따라 이제 유산균 대사산물을 직접 먹는 시대로 바뀌는 상황이다.

우리나라에는 아직 손꼽을 만큼의 적은 수의 제품만 나와 있지만, 유럽이나 미국에서는 이미 차세대, 미래의 유산균으로 포스트바이오틱스가 상품화되어서 많은 사람들이 섭취하고 있다. 우리나라도 앞으로는 유산균 시장이 포스트바이오틱스 시장으로 바뀌게 될 것이다.

◇ 지난 2018년 기준으로 건강기능식품 시장이 27조원에 달하고 그 중 32%가 유산균 시장이라고 한다. 그런데 출시 제품 대부분이 수입 균주를 사용하는 것으로 나타났는데, 우리 고유의 토종 미생물 연구와 ‘국회 산업화 포럼’을 열면서 관련 업계의 기술과 정보를 공유해 오고 있다고 들었다. 구체적으로 말해 달라. 

▶ 사람 몸속의 미생물은 태어날 때 엄마로부터 물려받은 것이고, 엄마 몸속의 미생물은 식습관이나 음식 문화에 따라서 만들어진 것이기 때문에 결과적으로 우리나라 음식에서 나온 균주가 훨씬 더 우리나라 사람들에게 잘 맞는다.

그럼에도 불구하고 안타깝게도 우리나라 토착 미생물이 상품화돼 나온 것이 없고 대부분 외국 균주여서 아쉬움이 크다.

우리나라는 전통적으로 ‘발효식품’을 만들어 먹어왔던 발효 강국인 만큼 다양한 종류의 우수한 유산균을 보유하고 있는 ‘유산균 보유국가’라 할 수 있지만 정확히 어떤 종류의 유산균을 갖고 있는지, 그것이 우리 몸에서 어떤 효과를 내는지 등에 대해서는 그동안 많은 연구가 이뤄지지 않았다.

우리나라가 발효식품의 강국이고, 그것이 생활화돼 있지만, 이것을 산업화 할 생각을 안 했던 것이 사실이며, 지금 우리나라에서 쓰고 있는 균주의 대부분이 수입균주인데, 사실 그 균주에 대한 명확성이나 정보 등이 소비자에게 정확하게 전달되지 않고 있다.

또한 우리 몸속의 유익균들은 김치나 된장 등 한국음식에서 만들어진 균주라는 점을 감안할 때 외국균주보다는 우리의 토착균주를 섭취하는 것이 장내 생존율에서 더 효과적이며, 균주가 몸속에 들어와 장내에서 얼마만큼 생존하느냐가 중요한데, 외국균주보다 우리나라 균주가 생존율이 두 배 정도 더 높다.

고추, 마늘, 양파, 생강 등 강한 항염작용을 하는 향신료를 섭취하는 우리나라 사람에게는 외국균주보다 토착균주가 생존율이 더 뛰어나다는 것이 여러 연구들을 통해 밝혀진 바 있다. 이처럼 우리나라 균주가 다른 어떤 나라보다도 더 강력한 생존력을 갖고 있는 만큼, 이 균주들의 특성을 잘 활용하면 세계 시장에서 크게 성장할 수 있다.

유산균 시장은 지금 전 세계적으로도 급성장하는 시장으로, 자원이 부족한 우리나라 토착균주는 우리만 갖고 있는 ‘원자재’이기 때문에 미래의 좋은 먹거리가 될 수 있고, 글로벌 시장에서 경쟁력을 키울 수 있다고 본다.

유산균 시장은 미래 산업의 가장 큰 산업·먹거리 생태계가 될 것이고, 균주 하나가 삼성의 반도체, 휴대폰 시장과 같은 거대시장으로 성장할 것으로 기대되기 때문에 결국 우리나라의 균주를 잘 개발하고 발전시키기 위해서는 정부 기관의 연구자금 지원과 과감한 규제개혁으로 세계 시장 진출을 도와야 한다고 생각된다.

◇ 그 동안 윤복근 교수가 마이크로바이옴을 널리 알리고, 마이크로바이옴을 산업화해야 한다는 당위성에 대해서 얼마나 많은 노력을 했는지 잘 알게 됐다. 마지막으로 ‘윤복근교수의 마이크로바이옴 TV’에 대해 이야기 해 주시라. 앞으로 어떤 방향으로 운영해 나갈 것인지 등등.

▶'윤복근 교수의 마이크로바이옴 TV'는 4차 산업혁명 시대에 핫이슈로 떠오르고 있는 마이크로바이옴을 널리 알리기 위한 방송이다. 지난 3월 24일 우리나라뿐만 아니라 전 세계가 주목하는 마이크로바이옴에 대한 정책 및 투자 현황을 해외와 국내 편으로 나누어 6차에 걸쳐 알아보는 것으로 시작을 했다.

마이크로바이옴이 현재 어느 정도 연구되고 있는지, 어떤 분야에 산업화가 이루어졌는지, 우리 생활에는 어떤 영향을 미치는지에 대한 국내외 현황을 매주 화요일 업로드 되는 ‘마이크로바이옴 TV’는 카카오 채널 또는 유튜브 채널을 통해 접할 수 있다. 향후에도 마이크로바이옴 관련 의사, 한의사, 교수, 전문인들을 초대해서 마이크로바이옴과 건강에 대한 많은 정보들을 시청자들에게 전달할 계획이다.

각 분야의 전문가들과 다양한 패널들을 활용해 재미있고 유익한 방송을 만들 것을 약속드린다.