암 예방과 프로바이오틱스

지난 번 포스트바이오틱스 (사균) 얘기를 잠깐 하면서 NK세포와 포스트바이오틱스, NK세포와 암에 대해 잠깐 언급했었는데, 암과 유산균(프로바이오틱스)에 대해 궁금해서 조금 더 찾아봣어요
 
암은 유전력이 강하다고 하죠.
저는 가족 중에 암으로 돌아가신 분이 있어서 평소에도 아주 관심이 없는 분야는 아닙니다.
그리고 신약개발 연구할 때 항암제 연구했었는데, 그 때 임상시험에 사용할 제제 만들고 품질관리 하는 업무하면서 인허가까지 같이 했던 경험이 있어서 암에 대해 조금 관심이 많아요. 
그 당시 개발 중이던 항암제는 음.. 세포와 동물시험에서는 암 세포의 성장을 막아주고, 암을 예방하는 효과가 뛰어났었는데 식약처와 몇 번을 회의하고도 암을 예방하는 것을 임상에서는 윤리적 사유로 볼 수 없다. 이미 암이 진행된 환자의 암세포가 줄어드는 연구는 가능하지만 암이 생길 수 있는 조건에서 암이 안 생기는 것을 임상에서는 볼 수 없지 않느냐는 답변을 들었기 때문에 이미 생긴 암을 없애는 연구는 많이 하겠지만, 암이 안생기도록 하는 연구는 제한이 많아서 기업에서 진행하지는 않겠구나 하는 생각을 많이 했어서 암 예방에 더 관심이 많아요. 
 

프로바이오틱스의 항암효과

 
이번에 포스팅하고 자료 조금 더 찾아보니까, 암 예방에서 프로바이오틱스의 역할에 대한 고찰논문이 있더라고요.
오늘 리뷰할 논문은 2021년 Cancers에 게제된 논문입니다. Cancers는 SCI이고, 영향력 지수인 Impact factor는 6.639로 영향력이 매우 높은 논문입니다. 
어렵지 않게 중요한 논문의 내용만 간단하게 요약할게요. 

• 암은 전 세계적으로 질병사의 주 원인이 되는 질병이며, 많은 연구의 대상입니다. 
• 암 발명은 유전적 요인과 신체의 면역 상태에 따라 달라집니디.
• 장내 마이크로바이옴(장내 미생물)은 인체의 항상성을 유지하는데 중요한 역할을 합니다.
• 프로바이오틱스는 부작용 없이 암 등 다양한 만성 질환의 예방과 치료에 대해 유익한 효과를 주는 것이 다양한 연구에서 증명되었으므로, 의학적 중요성이 점점 증가하고 있습니다. 
• 장내 미생물의 불균형 (유해 미생물 > 유익균, 유산균)은 전염증성 면역반응과 암을 퐇마한 질병 과정의 시작으로 이어질 수 있습니다.
• 다양한 연구결과에서 장내 미생물은 우리 몸의 면역 반응을 조절하는 것이 확인되었으며, 일부 프로바이오틱스 균주는 암 예방 또는 항암 화학 요법 중 보조 치료로 사용될 수 있음이 입증되었습니다. 
• 소화시스템의 불균형은 전 염증성 면역 반응을 유발할 수 있으며, 암을 포함한 질병 과정을 개시할 수 있습니다. 
• 장내 미생물 불균형은 국소 위장관 암 이외에도 전신에 영향을 미칠 수 있으며 특정 기관 및 조직의 종양 형성의 원인이 될 수있습니다. 
• 프로바이오틱스를 섭취하는 것은 장내 미생물 군집에 유익한 영향을 미칩니다. 
• 프로바이오틱스를 섭취하는 것의 가장 큰 장점은 유기체와 병원체의 정상적인 기능에 필요한 세균들의 적절한 균형을 보장하여 유기체에 서식하는 미생물군의 발달에 영향을 미칠 수 있다는 점입니다. 
• 특히 프로바이오틱스를 섭취하면 유해균의 침입(식중독, 바이러스 감염 등)으로 인한 장내 항상성을 회복할 수 있으며 이를 유용한 상태로 유지할 수 있다는 것입니다.
• 선행연구에서는 락토바실러스가 풍부한 식단은 대장암 발명을 감소시킨다는 것이 다양한 형태로 발표된 바 있습니다. 
• 많은 임상연구에서 프로바이오틱스는 결장직장암, 유방암, 간암, 방광암, 결장암, 자궁경부암 등의 다양한 유형의 암환자에서 암의 진행을 예방, 치료 또는 감소시키는 효과를 보였습니다.
• 또한 프로바이오틱스의 섭취는 수울 후 감염 합병증을 효과적으로 감소시키는 것으로 보고되었습니다
• 암환자들은 복부 개복술을 하는 경우가 많이며, 수술 후 감염으로 인한 다양한 부작용이 발생하는데, 프로바이오틱스는 이 경우 감염을 줄이는데 도움을 줄 수있는 것으로 보고되어 있습니다. 
• 또한 특정 프로바이오틱스는 발열, 수술 후 염증성 질환, 바이러스성 또는 항생제 섭취로 인한 설사, 화학요법과 방사선 요업 부작용으로 인한 설사 등 다양한 장 질환 조절에 유용한 것으로 보고되어 있습니다. 
• 프로바이오틱스의 항암활성은 ①장내 미생물 구성의 변형, ②장내 미생물 대사 활성, ③ 단쇄 지방산 및 공액리놀렌산(침CLA) 등과 같은 항암 활성을 가진 화합물의 생성, ④ 암세포의 세포 증식 억제 및 세포사명 유도, ⑤기타 돌연변이 및 방암 인자 억제 효과, ⑥장 내강에 존재하는 발암성 화합물의 결합 및 분해, ⑦ 면역조절, ⑧장 장벽 개선 (장 누수 예방 등) 등의 잠재적 작용 매커니즘을 가지고 있습니다. 
• 장내 세균 불균형은 만성 염증을 유발하고, 대장암 발병 위험을 증가시키는 발암성 화합물 생성을 촉진합니다. 
• 건강한 사람과 대장암 환자의 대변 샘플을 분석한 결과, 미생물의 구성 비율이 다른 것으로 보고되어 있습니다. 
• 장내 미생물은 특정 세포 표면 수용체에 결합하고, 세포내 신호전달에 영향을 미치는 방식으로 돌연변이를 유발할 수 있으면 이렇게 발생한 돌연변이 세포는 암세포로 발달하게 됩니다. 
• 프로바이오틱스를 섭취하면 병원성 미생물과 경쟁하게 되고, 유익균이 우세하면서 병원성 미생물(유해균)은 영양소 부족(프로바이오틱스 + 장내 유익균이 우세하면서 먼저 영양소를 선점하게 됨), 장 세포 부착 저해(프로바이오틱스와 유익균이 우세하면서 장 세포에 먼저 부착하여 유해균이 장에 부착할 기회를 주지 않음), 집락 형성 저해(유익균과집락 프로바이오틱스가 우세하여 먼저 집락을 이루면서 유해균이 집락을 이루지 못함) 등을 유도하여 장내 유해균의 성장 및 증식을 억제합니다. 
• 프로바이오틱스를 반복적으로 섭취하면 병원성 미생물과 경쟁하는 과정에서 프로바이오틱스와 장내 유익균이 생존을 위해서 생물막(바이오필름, biofilm)이라고 하는 얇은 층을 형성하게 되는데, 유익균과 프로바이오틱스가 장에 생물막을 형성하게 되면 유해균은 이 생물막을 분해한 다음에야 장에 부착하여 유해균의 바이오필름을 생성해야 하므로 프로바이오틱스와 장내 고유의 유익균이 우세하여 더 많은 생물막을 생성해야만 유해균의 역할을 저해할 수 있습니다. 
• 일부 임상에서는 프로바이오틱스를 섭취하면 유해균의 총량이 감소하고 유익균의 총량이 증가한다는 것을 보고하기도 했습니다 
• 프로바이오틱스 및 장내 유산균은 젖산(lactic acid)를 생성하며, 그 외에도 다양한 대사산물을 생성하여 장내 미생물을 조절하는데 중요한 역할을 하고, 건강 증진에 기여합니다. 
• 프로바이오틱스와 장내 유익균이 생성하는 물질 중, 병원성 미생물(유해균)의 생육을 억제하는데 가장 큰 영향을 주는 대사산물은 유기산이며, 젖산, 아세트산, 과산화수소 및 박테리오신 등이 이에 속합니다 
• 프로바이오틱스와 장내 유익균이 생성하는 단쇄지방산(Short chain fatty acid, SCFA)는 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산 및 카프로산 등이 있으며, 이들은 결장 세포의 에너지원이며 암세포를 조절할 수 있는 능력이 있습니다. 
• 일반적으로는 장내 미생물이 생성하는 SCFA로 암세포를 억제하여 암을 예방할 수 있으나, 특정 조건에서는 장내 미생물이 생성하는 SCFA가 충분하지 않을 수 있으므로 프로바이오틱스를 섭취하여 이들이 장에서 SCFA를 생성하도록 하는 것은 암 예방에 도움이 될 수 있습니다. 
• 암세포 증식과 세포사멸은 암의 발생 속도를 조절합니다. 프로바이오틱스(프로바이오틱스가 생성하는 대사산물과 균체 그 자체의 효과)는 세포증식과 사멸을 조절할 수 있으며, 프로바이오틱스는 세포 사멸과정에서 정상세포는 사멸하지 않고 돌연변이세포 또는 암세포만 사멸할 수 있도록 조절할 수 있는 것으로 알려져셔 많은 관심을 받고 있음 
• 프로바이오틱스에 의한 항암효과는 프로바이오틱스가 장에서 생존하여 생성하는 SCFA 이 중에서도 특시 부티레이트에 기인하는 것으로 알려져 있습니다. 
• 프로바이오틱스는 발암을 유도할 수 있는 효소활성을 조절하고, 이를 통해 자유라디칼 및 발암 물질의 활동을 조절할 수 있으므로 암세포가 생성되는 것을 지연시킬 수 있습니다. 
• 프로바이오틱스의 균체는 일부 발암성 화합물과 결합할 수 있느며, 이 과정을 통해 발암성 화합물이 우리 몸에서 작용하지 못하도록 프로바이오틱스의 균체에 결합시킨 후 대변을 통해 체외로 배출하는 효과를 낼 수 있습니다. 
•  일부 락토바실러스 속 미생물들은 발암성 물질인 디메틸-니트로사민 등을 분해할 수 있습니다. 
• 일부 프로바이오틱스는 발암 특성이 있는 마이코톡신을 해독할 수 있습니다. 
• 암은 면역과도 깊은 상관관계가 있는데, 프로바이오틱스는 면역글로빈 생성 증가, 대식세포와 림프구의 활성 증가, 감마 이터페론의 생성 자극 등을 통해 신체 면역력을 증가시킬 수 잇으며, 프로바이오틱스는 선천면역과 적응 면역 모두에 작용하여 면역력을 향상시킬 수 있음 
• 프로바이오틱스는 자연살해세포(natural killer cell, NK cell)의 활동을 조절할 수 있으며, 이는 NK 세포에 중요한 영향을 미치는 사이토카인인 IL-15의 장상피세포 생성과 관련이 있을 수 있음 
• 장내 유익균은 장의 장벽과 투과성을 변화시킬 수 있으며, 장 투과성을 감소시켜 장 누수로 인한 면역력 저하와 질병 발생을 예방할 수 있다 
• 더 많은 임상에서 연구결과가 발표되어야겠지만, 프로바이오틱스 섭취는 발암세포의 생성 억제, 암세포 사멸 촉진, 암세포 성장 억제 등의 기전을 통해 암을 예방할 수 있는 충분한 가능성이 보고되어 있다 . 

프로바이오틱스의 암예방 및 항암효과 작용기전

그 외 논문에서 언급된 장내 마이크로바이옴에 대한 중요한 내용 

• 장내 미생물군은 인간의 생애 첫 3년 동안 발달하고 성숙합니다. 
• 그러나 장내 마이크로바이옴의 구성은 식습관, 스트레스, 위장병, 비만, 약물 복용 등 다양한 요인에 의해서 수시로 변화될 수 있습니다. 
• 장내 유익균과 프로바이오틱스가 생성하는 SCFA는 면역 조절 기능을 가지고 있습니다. ㅊ

 
참고자료 
https://www.mdpi.com/2072-6694/13/1/20?ref=healthdecider.com
Śliżewska, Katarzyna, Paulina Markowiak-Kopeć, and Weronika Śliżewska. "The role of probiotics in cancer prevention." Cancers 13.1 (2021): 20.
https://academic.oup.com/cei/article/143/1/103/6440068