항생제만으론 막기 어려운 폐렴막대균 ···계명대 동산병원, 새 치료 표적 찾았다

[프라임경제] 폐렴막대균에 감염됐을 때 환자의 상태가 심각한 폐렴이나 패혈증으로 진행되는 과정에 면역세포의 지방 대사가 관여한다는 연구 결과가 나왔다.

계명대학교 동산병원 감염내과와 의과대학 미생물학교실 공동 연구진은 폐렴막대균 감염 과정에서 면역세포인 대식세포 내부의 대사 환경이 달라지고, 이 변화가 과도한 염증 반응과 세포 손상으로 이어질 수 있다는 사실을 확인했다고 밝혔다.

연구는 동산병원 감염내과에서 확보한 폐렴막대균 임상 분리주를 활용해 진행됐다. 연구진은 세균에 대한 면역세포의 반응을 관찰하는 과정에서 대식세포 안에 지방 성분을 저장하는 구조물인 지질방울이 증가하는 현상에 주목했다.

추가 분석에서는 DGAT1이라는 지질대사 관련 효소가 이 현상에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

DGAT1의 활성은 감염된 대식세포에서 지질방울이 늘어나는 현상과 연관됐으며, 이후 세포 내 활성산소(ROS)가 증가하는 양상이 관찰됐다. 

활성산소가 늘어나면서 염증 반응을 유도하는 NLRP3 inflammasome이 작동했고, 결과적으로 대식세포가 파이롭토시스(pyroptosis)라는 염증성 세포사멸 과정에 들어가는 것으로 분석됐다.

연구진은 DGAT1의 역할을 보다 명확하게 확인하기 위해 해당 효소의 기능을 차단하는 실험도 실시했다. 

그 결과 대식세포 안에서 나타났던 지질방울 증가 현상이 감소했고, 활성산소 생성과 NLRP3 inflammasome의 활성도 낮아졌다. 염증성 세포사멸 역시 같은 방향으로 억제됐다.

이는 폐렴막대균 감염으로 인한 조직 손상과 과도한 염증을 줄이는 데 있어 세균을 직접 공격하는 방법 외에도 숙주 세포의 대사 과정을 조절하는 접근법이 활용될 수 있음을 보여주는 결과다.

기존 감염 치료가 항균제를 이용해 원인균을 제거하는 데 초점을 맞췄다면, 이번 연구는 감염에 대응하는 과정에서 발생하는 인체 면역세포의 대사 변화를 조절하는 방식으로 치료 전략을 넓힐 수 있다는 가능성을 제시했다.

이번 성과는 특히 실제 의료현장에서 얻은 임상 자료와 기초의학 실험을 연결했다는 점에서도 의미가 있다. 

감염내과에서 확보한 폐렴막대균을 연구 대상으로 삼아 미생물학적 분석과 세포 수준의 실험을 이어가면서 감염이 중증으로 진행되는 과정에 대한 새로운 단서를 찾아냈기 때문이다.

연구에는 김현아 계명대 동산병원 감염내과 교수와 백원기·김진경 계명대 의과대학 미생물학교실 교수가 공동 교신저자로 참여했다. 정희정 박사후연구원은 제1저자로 연구를 수행했다.

연구팀은 향후에도 임상 현장에서 확보되는 감염 관련 검체를 활용해 중증 감염질환의 발생 및 악화 과정에 대한 공동연구를 확대할 계획이다.

연구 결과를 담은 논문은 세포생물학 분야 국제학술지 'Cell Death Discovery'에 실렸다. 이 학술지는 2025년 JCR 기준 영향력지수 10.4, 분야 상위 14.5%에 해당하는 Q1 저널이다.

이번 연구 성과는 학술적 성과를 인정받아 생물학연구정보센터(BRIC)의 '한국을 빛내는 사람들(한빛사)' 선정 명단에도 포함됐다.