장내 미생물이 만들어 내는 물질로 염증성 장질환의 치료 반응을 가늠할 수 있을까요?

상세 설명

점막 면역계와 장내 미생물군 사이의 상호작용 변화는 염증성 장질환(IBD)의 발생에 기여한다. 종양괴사인자 길항제인 항TNF 제제와 같은 사이토카인 억제제가 장내 미생물군에 어떤 영향을 미치는지는 명확하지 않다. 연구진은 IBD 환자를 대상으로 한 종단적 2단계 연구에서 항TNF 제제가 장내 미생물 군집의 구조와 기능에 미치는 영향을 조사했다. 연구 결과와 치료 결과의 관련성을 살펴보고, 항TNF 치료 전후 대변의 대사물 패턴도 조사했다.

독일에서 두 코호트를 대상으로 전향적 연구를 진행했으며, 발견 코호트에는 IBD 환자 12명, 류마티스 질환 환자 17명, 건강한 대조군 19명이 포함됐다. 대변은 기저 시점과 항TNF 치료 시작 후 2주, 6주, 30주에 채취했다. 검증 코호트에는 항TNF 제제 또는 베돌리주맙(항α4β7 인테그린 제제)으로 치료받은 IBD 환자 23명과 건강한 대조군 99명이 포함됐으며, 대변은 기저 시점과 2주, 6주, 14주에 채취했다.

대변 미생물군은 V3–V4 16S 리보솜 RNA 유전자 앰플리콘 시퀀싱으로 분석했다. 임상적 반응과 관해는 임상 질병 활성도 점수로 판정했다. 연구진은 AGORA(Assembly of Gut Organisms through Reconstruction and Analysis) 자원을 이용해 대사 네트워크를 재구성하고 관련 대변 대사물 수준을 컴퓨터상에서 추정했다. 또한 환자 일부의 대변을 대사체 분석해 치료 결과와 관련된 대사물을 검증했다.

항TNF 치료 후 대변 미생물군의 다양성은 IBD 환자에서는 대조군의 다양성에 가까워졌지만, 류마티스 질환 환자에서는 그렇지 않았다. 여러 측정 시점에서 다양성 지수는 치료 후 임상적 관해를 이룬 IBD 환자와 그렇지 않은 환자 사이에 유의한 차이가 없었다. 반면 장내 미생물 간 대사 상호작용을 컴퓨터로 모델링한 결과, IBD 환자의 대변에서는 기저 시점의 대사물 교환이 유의하게 감소해 있었고, 이는 이후 임상적 관해와 관련이 있었다. 예측된 부티르산과 그 합성에 관여하는 기질인 에탄올 또는 아세트알데히드의 수준은 항TNF 치료 후 임상적 관해와 유의하게 관련됐으며, 대변 대사체 분석으로 이 관련성이 확인됐다.

연구진은 대사 네트워크 재구성과 대변 대사 프로필 평가가 항TNF 치료 후 임상적 관해를 이룰 가능성이 높은 IBD 환자를 식별하고 IBD의 이질성을 이해하는 데 도움이 될 수 있다고 결론지었다.