Firmicutes는 살찌는 균이 아니다

대변 검사 결과를 막대그래프로 받아 본 적이 있다면, 가장 긴 막대에는 아마 Firmicutes라고 적혀 있었을 겁니다. 그 보고서는 당신이 "살찌도록 설계되어 있다"는 뜻이라고 말했을지도 모릅니다. 그 막대에 대해, 그리고 이제 새 이름을 쓰는 그 문에 대해 실제 연구가 무엇을 말하는지 여기 적어 둡니다.

Bacillota란 무엇인가

Bacillota는 세균의 문입니다. 세균 계통수의 최상위 가지이고, 동물에서 "척삭동물"이 앉는 것과 같은 계급입니다. 구성원 대부분은 한 겹의 두꺼운 세포벽을 지녀 그람양성으로 염색되고 — 그람음성으로 염색되는 Negativicutes가 늘 그러한 예외입니다 — 유전체에 DNA 글자 G와 C가 비교적 적습니다. 옛 교과서가 이들을 "저GC 그람양성균"이라 부르는 이유입니다.

이름은 새것입니다. 수십 년 동안 이 문은 "질긴 껍질"을 뜻하는 라틴어에서 온 Firmicutes였습니다. 2021년 ¹ 국제원핵생물계통위원회가 문이라는 계급을 명명 규약 아래로 들였고, Oren과 Garrity가 각각 기준속 위에 세운 42개 문의 표준 이름을 유효하게 발표했습니다 ¹. Firmicutes는 기준속 Bacillus 위에 세운 새 이름 Bacillota가 되었습니다. 생물에 관해 달라진 것은 없고 이름표만 달라졌습니다. 소비자용 검사 거의 전부와 전환 이전에 쓰인 모든 논문에서 옛 이름을 여전히 만나게 되므로, 이 항목은 두 이름을 함께 씁니다.

내 몸 어디에 사는가

주로 대장입니다. 스탠퍼드의 Eckburg 연구진이 2005년 ² 건강한 성인의 대장 점막과 대변에서 리보솜 유전자 서열 13,355개 ² 를 해독했을 때 두 지배 문은 Firmicutes와 Bacteroidetes였고, 서열 대부분은 누구도 실험실에서 키워 본 적 없는 종의 것이었습니다 ². 그 그림은 그대로 유지되었습니다. 여러 신체 부위에서 건강한 성인을 표집한 인간 마이크로바이옴 프로젝트는 건강한 사람들끼리도 어떤 미생물을 지니는지가 놀랄 만큼 다르며, 부위마다 서식지 특화가 뚜렷하다는 것을 찾아냈습니다 ³. MetaHIT 카탈로그는 그 규모에 숫자를 붙였습니다. 유럽인 124명 ⁴ 의 대변에서 중복 없는 미생물 유전자 3.3백만 개 ⁴, 사람 유전자 수의 약 150배 ⁴, 그리고 한 사람도 빠짐없이 최소 160종 ⁴ 의 흔한 세균이었습니다.

Bacillota는 장에서 멈추지 않습니다. 이 문에 속하는 젖산간균은 Ravel 연구진이 증상 없는 여성 396명 ⁸ 의 질 미생물을 해독했을 때 찾아낸 다섯 군집 유형 가운데 넷 ⁸ 을 지배했습니다. 또 다른 구성원인 Staphylococcus aureus는 주로 코에 삽니다. The Lancet Infectious Diseases에 실린 Wertheim의 리뷰는 코를 이 균이 사람에서 차지하는 주된 생태적 자리라고 부릅니다 ¹³.

우리에게 해주는 일

기전에서 시작합시다. 이점이 거기서 따라 나오기 때문입니다. 식이섬유와 저항성 전분은 소화되지 않은 채 대장에 닿습니다. 장내 세균이 그것을 발효해 짧은사슬지방산으로 만들고, 그중 둘인 부티르산과 프로피온산에 Louis와 Flint의 리뷰가 여러 건강 증진 기능을 돌립니다. 부티르산은 대장을 덮은 세포들이 가장 선호하는 연료입니다 ⁵. 리뷰가 설명하는 주요 부티르산 생산균 — Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium rectale, Roseburia 무리 — 은 모두 Bacillota이고, 서로 먹여주기에 기대어 삽니다. 한 종의 젖산이나 숙신산이 다른 종의 원료가 됩니다 ⁵.

그 생산균 가운데 가장 잘 연구된 것에는 자기 몫의 근거가 있습니다. Sokol 연구진은 수술로 장을 잘라낸 크론병 환자들을 추적해, 장 점막에서 F. prausnitzii의 몫이 적을수록 6개월 ⁶ 뒤 재발이 예측된다는 것을 찾아냈습니다. 실험실에서 이 세균은 사람 혈액세포가 IL‑12와 IFN-감마를 유의하게 덜 만들고 IL‑10을 더 만들게 했으며, 배양 상등액은 염증의 중심 스위치인 NF-카파B 활성화를 막았습니다 ⁶. 단서는 소리 내어 말하겠습니다. 그 연구의 치료 부문은 사람이 아니라 화학적으로 대장염을 일으킨 생쥐였습니다. 그럴듯한 기전을 보여줄 뿐 입증된 치료법은 아닙니다.

생존 기술도 하나 있습니다. 생어 연구소의 Browne 연구진은 배양 불가로 여겨지던 건강한 사람 대변 속 137종 ⁷ 을 키워내는 데 성공했고, 그 유전체들은 장내 세균 속의 최소 50–60 % ⁷ 가 질긴 포자를 만든다는 것을 시사했습니다. 그 포자 형성균 대부분이 Bacillota입니다. 포자는 산소를 싫어하는 장내 세균이 한 사람에게서 다음 사람에게로 옮겨 가는 여정을 견디게 해주고, 이 군집의 많은 부분이 애초에 공유되는 방식도 아마 그것일 것입니다 ⁷.

우리를 상대로 하는 일

같은 문이 우리가 지닌 가장 심각한 병원균 몇을 품고 있습니다. Clostridioides difficile은 항생제가 경쟁자를 쓸어간 뒤 대장을 차지하는, 포자를 만드는 Bacillota 구성원입니다. 미국 10개 ¹² 권역의 능동 감시에서 Lessa 연구진은 2011년 ¹² 한 해에만 감염 453,000건 ¹² 과 약 29,000명 ¹² 의 사망을 추정했습니다. 사례의 65.8 % ¹² 가 의료 관련이었고, 65세 ¹² 이상인 사람은 더 젊은 성인 대비 발생률비가 8.65 ¹² 였습니다. Staphylococcus aureus는 또 하나의 일상적 예입니다. Wertheim의 리뷰는 코에 이 균을 지닌 사람이 자기 균주로 감염될 위험이 더 높고, 이 병원균의 항생제 내성이 높아지면서 세계 어디서나 치료가 까다로워지고 있다고 적습니다 ¹³.

이 둘이 위에 나온 이로운 구성원들과 무엇을 공유하는지 보십시오. 포자, 두꺼운 벽, 끈질김입니다. Bacillota를 든든한 동맹으로 만드는 바로 그 형질이 이 문의 병원균을 쫓아내기 어렵게도 만듭니다.

비만 비율, 정직하게

이제 막대그래프 이야기입니다. 2006년 ⁹ Ley와 Turnbaugh, Klein, Gordon은 비만한 자원자 12명 ⁹ 이 마른 사람보다 Bacteroidetes 비중이 낮았고, 두 ⁹ 가지 저열량 식단으로 체중을 줄이는 동안 그 비중이 올라갔다고 Nature에 보고했습니다. 함께 실린 생쥐 연구는 "비만" 미생물상이 음식에서 더 많은 에너지를 뽑아내며 그 형질이 무균 생쥐로 옮겨간다는 것을 찾아냈습니다 ¹⁰. 그 논문들에서 Firmicutes/Bacteroidetes 비율이 뚱뚱함과 날씬함을 가리키는 눈금으로 대중문화에 들어왔습니다.

그 뒤의 근거는 협조하지 않았습니다. Magne 연구진이 2020년 ¹¹ 문헌을 검토해 보니 연구들 사이의 결과가 서로 어긋났고, 그 차이는 체중만큼이나 검체 취급과 시퀀싱 방법, 제대로 기술되지 않은 생활 습관으로도 쉽게 설명되었습니다. 저자들 자신의 표현으로 된 결론은 이렇습니다. 현재로서는 이 비율을 특정 건강 상태와 연결 짓기 어렵고, 더욱이 비만의 표지로 보기는 어렵다 ¹¹. 그러니 검사 보고서의 긴 Bacillota 막대는 진단이 아닙니다. 그것은 대장 점막이 돌아가는 연료를 만드는 부티르산 생산균과 병원이 걱정하는 병원균을 함께 품은 한 문의 스냅숏이고, 그 막대는 당신이 둘 중 무엇을 지녔는지 말해주지 못합니다.