바이오필름으로 대장암을 진단할 수 있을까

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-12-22

박테리아 군체가 일부 대장암과 연관되어 있다는 연구 결과가 나왔다. 소규모 연구 결과에 의하면 바이오필름(biofilms)이라는 것이 암의 위험성을 증가시키는 것으로 나타났다. 존스홉킨스 연구진은 바이오필름이라는 상호작용하는 밀도 높은 매트와 같은 박테리아 군체가 대장 특히 오른 쪽 부위의 암과 폴립에 대부분 존재한다는 것을 발견하였다. 이러한 박테리아 군체의 존재는 새로운 진단 검사 및 대장암의 발생 위험을 나타낼 수 있을지 모른다고 연구진은 말한다. 치석이나 연못의 돌에 있는 점액처럼 박테리아 바이오필름은 대장을 감싸는 점액성 세포를 코팅하여 염증을 유발하고 일부 비암성 장 질환을 일으킬지도 모른다. 박테리아는 이 부분에 존재하는 상피 세포를 보호하는 점액층을 침투하고 생체 전 시스템을 교란시킨다."고 존스홉킨스 의대 의학 및 종양학 교수이자 블룸버그 보건 학교의 신시아 엘 시어스(Cynthia L. Sears) 박사가 말한다. 존스홉킨스 병원(Johns Hopkins Hospital)과 말레이시아 말라야 의학 센터(Malaya Medical Centre)의 118명의 외과 혹은 대장 내시경에서 확보한 건강한 환자 또는 암 환자 조직 시료를 검사한 결과 시어스와 동료 연구진은 바이오필름이 종양의 89%에 존재하며 15개의 암 중 13개에서 오른쪽 상층부 대장에서 제거한 4개의 폴립 모두에서 바이오필름이 존재한다는 것을 발견하였다. 반대로 잘 알려져 있지 않은 이유로 대장의 왼편에 존재하는 종양의 12%에서 바이오필름이 발견되었으며, 15개의 암 중 2개 및 폴립에서는 보이지 않았다. 전반적으로 이번 데이터에 의하면 바이오필름이 없는 환자에 비해 대장의 오른쪽에 바이오필름을 가진 환자에서 대장암의 발병 위험이 5배 더 높을 것이라고 연구진은 말한다. 이 연구 결과는 12월 8일, 국립 과학 아카데미 연보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재되었다. "더욱 놀라운 것은 이러한 바이오필름 양성 시료는 모두 대장의 오른쪽에 집중되어 있다는 점이다. 사실 원인은 알 수 없지만 대장 종양의 보편적인 특징이 그 부분에 나타나고 있기 때문이다."라고 시어스가 말한다.시어스와 동료 연구진은 이 새로운 연구 결과를 비침습적인 검사 개발에 응용할 수 있기를 기대하고 있다. 이 방법으로 바이오필름을 감지하고 개인의 암 발병을 예측하기 위해 이를 이용하는 것이다. 대장암 대부분은 5년에서 10년에 걸처 서서히 진행되는 것으로 알려져 있으며 초기에 진단한다면 치료할 수 있는 질병이다."라고 시어스는 말한다. 대장내시경은 현재 대장암을 검사하는 표준 방법이지만 미국의 약 60%만이 이 검사를 실시한다. 동시에 미국 밖의 자원이 적은 국가에서는 특히 이 검사를 자주 수행할 수 없다고 시어스가 말한다. "우리는 대장암을 진단할 수 있는 더 나은 방법을 모색해야 할 의무가 있다. 대장내시경은 세계 다른 지역에서 일상적으로 이루어지지 않으며 이 질병을 막기위한 좀 더 나은 도구가 필요하기 때문이다." 연구진은 또한 프로바이오틱(probiotic) 치료가 바이오필름을 감소시킬 수 있는 하나의 전략이 될 수 있지만 그러나 이 방법을 대중에 권장할 정도로 암 발병을 줄일 수 있는지에 대한 증거는 없는 실정이다. 시어스와 그녀의 연구진은 바이오필름이 염증을 유발하여 이것이 암이 되기 쉬운 상피 세포의 유전자 돌연변이를 증가시킬 수 있을 것이라고 추측하였다. 본 연구에서 이들은 생검 조직에서 증가한 세포의 증식과 바이오필름의 존재 및 생물학적 변화가 연관이 있다는 관련성을 발견하였다. 연구진은 또한 유전자 서열 분석으로 대장 조작에서 발견한 박테리아의 유형을 규명하였다. 그들은 바이오필름이 있거나 없는 환자의 종양에서 동일한 종(species)의 박테리아가 존재한다는 것을 발견하였다. 이것은 바이오필름이 특정한 유형의 박테리아가 아니며 그 자체로서 암을 유발하는 요인으로 작용할 것임을 시사한다고 존스홉킨스 키멜 암센터(Johns Hopkins Kimmel Cancer Center)의 일원이기도 한 시어스가 덧붙여 말한다. 시어스가 초기에 수행한 연구에서 그들은 박테리아의 역할과 설사병을 조사하였지만 시간이 지나면서 우리는 이들 박테리아가 세포를 변화시켜 종양을 일으킬 수 있도록 한다는 것을 알게 되었다. "그리고 우리는 이러한 유기체의 집단화가 대장암의 장기적인 유발자일 것인지가 궁금했다." 그녀가 말한다. 이들 연구진은 조사 대상에서 최소 5년동안 바이오필름을 추적하여 이들의 형성에 관한 역학 및 지속성과 초기 암 발생 사이의 관계를 이해하는 것이라고 시어스는 말한다. 참고 문헌: Microbiota organization is a distinct feature of proximal colorectal cancers (http://www.pnas.org/content/early/2014/12/04/1406199111) http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-12/jhm-bl121614.php