전문가에게 물어보세요: 새로운 모유 올리고당(HMO) 리뷰를 통해 HMO 조합이 유아 건강을 어떻게 지원할 수 있는지 알아보세요.

• 이제 유아 영양의 황금 표준인 모유에 함유된 핵심 성분인 모유 올리고당(HMO)을 선택적으로 제조하고 조합하여 유아기 영양 강화 솔루션을 만들 수 있습니다.
• 임상 전과 임상 증거가 늘어나면서 HMO 블렌드가 유아에게 건강상의 이점을 제공할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다.
• 이 블로그에서는 구조적으로 다양한 HMO 조합의 생물학적 효과에 대한 새로운 리뷰 논문( )의 주 저자인¹ dsm-firmenich의 유아 영양 및 의료 영양 규제 업무 담당 수석 전문가인 Anita Wichmann 박사가 다양한 HMO의 구조가 건강에 미치는 영향과 HMO 조합을 통해 유아 영양을 개선할 수 있는 방법에 대해 설명합니다.

HMO는 유아의 건강과 발달에 크게 기여하는 다양한 탄수화물 그룹입니다, 특히 유아의 미생물 군집( )을 형성하는 데 중요한 역할을 합니다.² 최근의 증거에 따르면 HMO는 병원균으로부터 보호하고 면역 체계를 지원하며 잠재적으로 뇌와 인지 발달에 영향을 미치는 중요한 역할을 합니다.^3,4,5

최근까지 이러한 기본 화합물은 모유를 먹는 유아에게만 제공되었습니다. 그러나 지난 10년 동안의 기술 발전으로 유아 영양을 강화하기 위해 특정 HMO를 대규모로 생산할 수 있게 되었고, 임상 연구에 따르면 이러한 솔루션이 유아 건강에 긍정적인 영향을 미친다고 합니다.⁶

대량 생산이 가능한 HMO의 수가 증가함에 따라 개별 HMO와 HMO 혼합물의 고유한 차별적 효과를 더 잘 이해해야 할 필요성이 절실해지고 있습니다. Anita Wichmann 박사는 최근 Frontiers in Pediatrics에 여러 가지 구조의 다중 HMO를 결합하는 것의 현재 증거와 잠재적인 건강상의 이점을 검토한 리뷰 논문을 발표했습니다.¹ 저희는 Wichmann 박사와 함께 그녀의 연구 결과를 논의하고, 유아기 영양 HMO 혁신의 미래에 대해 알아보기 위해 자리를 마련했습니다.

1. 다양한 HMO 구조에 대해 알려진 것은 무엇이며, 이것이 기능에 어떤 영향을 미치나요?

"인간의 모유에서 200개가 넘는 다양한 HMO가 검출되었습니다. 이 탄수화물은 각각 락토스(포도당과 갈락토오스의 두 가지 당 단위로 구성됨)의 핵과 추가 당 분자(푸코오스, N-아세틸글루코사민 또는 시알산 등)로 구성되어 있으며, 서로 다른 구조로 배열되어 있습니다. HMO의 크기는 매우 다양하며, 가장 작은 것은 3개의 당 단위(락토오스와 푸코오스, 예를 들어 2'-푸코실락토오스 또는 락토오스와 시알산, 예를 들어 3'-시아릴락토오스)로 구성되어 있으며, 가장 큰 것은 최대 14개까지 포함되어 있습니다(그림 1). 중요한 것은 이러한 구조가 각 HMO의 기능과 그들이 제공하는 혜택에 영향을 미친다는 것입니다.

"HMO는 일반적으로 당의 조성에 따라 세 가지 주요 구조적 클래스 중 하나에 속하는 것으로 분류됩니다.

• 푸코실화—푸코스를 함유
• 중성 핵산—N-아세틸글루코사민 함유
• 시아릴산 함유

그림 1. (A) 모든 HMO는 락토오스 골격을 가지고 있으며, 이 골격은 푸코오스, 시알산, 또는 N-아세틸글루코사민과 갈락토오스의 단위로 확장될 수 있습니다. (B) 2'-푸코실락토스(2'-FL)는 푸코실화 HMO의 예입니다. (C) 복합 HMO는 푸코스, 시알산 및/또는 N-아세틸글루코사민으로 분지화 및 변형될 수 있습니다.

"인간의 모유에서, 다양한 HMO 구조의 유형과 수준은 개인마다 그리고 수유 기간 동안 아기의 필요에 따라 달라지지만, 푸코실화 HMO가 HMO 풀에서 가장 큰 비율(60-70%)을 차지하는 경향이 있습니다.^7,8

"HMO는 유아의 장내 세균에 의해 분해되어 장내 미생물 군집을 '먹이고' 다양한 당 단위를 방출합니다. 장내의 일부 세균은 구조적으로 다양한 HMO를 활용할 수 있는 반면, 다른 세균은 활용 능력이 제한적입니다. 그런 다음, 그 특정 구조에 따라, 방출된 당 단위는 다른 장내 세균의 성장 기질(즉, 교차 공급)로 작용하거나, 염증과 같은 장내 과정을 조절하거나, 흡수되어 뇌를 포함한 신체의 다른 부위에 영향을 미칠 수 있습니다."

2. 유아 영양 솔루션에 HMO의 수를 늘리는 것이 어떻게 건강을 더 잘 지원할 수 있을까요?

"HMO 구조가 기능에 미치는 영향을 감안할 때, HMO의 수와 구조적 다양성을 늘리면 더 다양한 건강상의 혜택을 제공할 수 있을 것이라는 가설이 제기되고 있으며, 이 이론을 뒷받침하는 과학적 증거가 점점 늘어나고 있습니다.

"예를 들어, 최근의 체외 연구에 따르면, 각 구조적 클래스에서 2개씩 총 6개의 HMO를 혼합한 것이 HMO 1~2개를 혼합한 것에 비해 비피도박테리아(모유 수유 유아의 장내 미생물 군집에서 우세한 박테리아 그룹)의 풍부함과 다양성을 증진시키는 것으로 보고되었습니다.⁹ 이러한 결과는 유아를 대상으로 한 임상 연구에서 더욱 확증되었으며, 이 연구에 따르면 5개의 HMO를 혼합한 것이 장내 미생물 군집 구성을 모유 수유 유아의 장내 미생물 군집 구성에 더 가깝게 만들었습니다.^{10, 11}

"신생아의 면역 건강과 관련하여, HMO 기능은 주요 클래스 내에서도 구조에 크게 의존합니다. 흥미롭게도, 3'-시알릴락토스(3'-SL)와 6'-시알릴락토스(6'-SL)는 동일한 3개의 당 단위로 구성되어 있지만 3D 구조적 형태가 다르기 때문에 시험관 내에서 특정 호흡기 바이러스의 감염성을 감소시키는 능력이 다릅니다.¹² 또한, 전임상 연구 데이터에 따르면 2'-푸코실락토오스(2'-FL)와 3'-SL, 6'-SL과 같은 시알릴화 HMO가 뇌 발달과 인지 기능에 중요한 역할을 할 수 있지만, 그 메커니즘은 다르다는 사실이 밝혀졌습니다.¹³

"이 증거를 종합해 볼 때, 영유아 영양 솔루션에 더 많은 수의 HMO를 첨가하면 더 광범위한 건강상의 이점을 제공할 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 이를 뒷받침하기 위해서는 더 많은 임상 중재 연구가 필요합니다."

3. 개별 HMO와 HMO 혼합제의 효과를 조사하는 데 있어 주요 과제는 무엇입니까?

"영유아를 대상으로 고품질의 임상시험을 수행하려면 견고한 연구 설계, 적절한 표본 크기, 복잡한 물류, 상당한 재정적 자원이 필요합니다. 이러한 복잡성과 비용 때문에 모든 HMO와 모든 조합의 생리적 효과를 비교하는 임상 시험을 수행하는 것은 불가능합니다. 따라서, HMO의 개별적, 시너지적 효과를 이해하고 유아의 건강과 발달을 가장 잘 지원할 수 있는 혼합물을 선택하기 위해서는 전임상 연구가 핵심입니다. 이것이 임상 시험의 무대를 마련해 주고 우리에게 성공할 수 있는 최고의 기회를 제공합니다."

4. 현재 어떤 HMO가 대규모로 제조될 수 있으며, 더 많은 제조를 가로막는 장애물은 무엇입니까?

"현재, 대규모 생산을 위한 7개의 HMO가 있습니다:

• 2'-FL
• 3-푸코실락토스(3-FL)
• 2'-FL/디퓨코실락토스(DFL)
• 락토-N-테트라오스(LNT)
• 락토-N-네오테트라오스(LNnT)
• 3'-SL
• 6'-SL

"이것들은 세 가지 주요 구조적 클래스 각각에서 가장 풍부한 HMO를 나타내며, 또한 가장 작은 HMO 구조 중 하나이기도 합니다. 모두 3~4개의 당 단위로만 구성되어 있습니다.

"이 작은 HMO는 제한된 수의 효소적 단계를 거쳐 유전자 조작 박테리아에 의해 생산됩니다. 그러나 5개 이상의 당 단위로 구성된 더 큰 HMO의 생산은 더 많은 효소 단계가 필요하고, 더 큰 구조는 박테리아가 배설하기 어렵기 때문에 기술적 어려움을 야기합니다. 따라서, 이러한 더 크고 복잡한 HMO의 상업적 생산을 지원하기 위해서는 대체 기술을 개발하고 최적화해야 합니다. DSM-Firmenich에서는 이 분야를 발전시켜 일부 대형 HMO 구조에 잠재적으로 독특하고 중요한 건강상의 이점을 가져다줄 수 있는 유망한 연구를 구축하고 있습니다."

5. HMO 조합의 이점을 더 잘 이해하기 위해 향후 어떤 연구 분야에 특히 집중해야 할까요?

"현재 HMO의 메커니즘과 건강상의 이점에 대한 지식은 주로 이용 가능성이 더 높기 때문에 규모가 작은 HMO 구조에 기반하고 있습니다. 그러나 HMO 분야는 더 다양한 구조와 구조의 조합에 대한 전임상 검사를 통해 그들의 차별적이고 독특한 역할을 더 잘 파악할 수 있다면 큰 이점을 얻을 수 있을 것입니다. 또한 면역과 두뇌 발달을 위해 여러 가지 HMO를 결합하는 것의 이점을 입증하기 위한 임상 연구가 필요합니다(임상 전 데이터로 입증). 추가적인 연구가 이루어지면 대사 기능과 같은 다른 건강 영역에 대한 HMO 혼합물의 잠재력도 밝혀질 수 있을 것입니다.  

"HMO 생산과 연구에 대한 지속적인 투자를 통해, 우리는 가능한 한 가장 광범위한 혜택을 제공하는 조합을 찾아 전 세계 유아들의 초기 영양 상태를 변화시킬 수 있습니다."