HMO 과학에 대한 새로운 인사이트 파트 3: 면역에 대한 HMO의 잠재적 이점

초기 생애 영양은 미래 건강에 영향을 미칩니다: 전문가들의 의견

• 인간 모유 올리고당(HMO)이 인간 건강에 미치는 영향에 관한 3부작 시리즈의 세 번째 기사에서 우리는 면역 체계의 발달과 기능에서 HMO의 잠재적 역할을 살펴봅니다. 또한 HMO가 장-뇌-면역 축에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대한 최신 과학도 다룹니다. 
• 모유올리고당(HMOs)은 지방과 유당 다음으로 모유에서 세 번째로 큰 구성 성분으로, 전임상 연구에서 신생아 면역을 조절할 수 있는 잠재력을 보여주었습니다.^1-5 또한 영아에게 미칠 수 있는 면역 상의 이점에 대한 임상 데이터도 나타나고 있습니다.^6,7 과학자들은 HMOs가 면역에 어떻게 긍정적인 영향을 미치고 인체 건강에 기여할 수 있는지에 대해 더 많은 세부 정보를 밝히고자 합니다.^8,9 
• 이 글에서 dsm-firmenich의 생물학 책임자 드 루이즈 크리스티네 비그스네스 박사와 dsm-firmenich의 과학자 스틴 다무 예프센은 HMOs가 면역에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대해 알려진 내용을 개괄하고, 현재까지 उपलब्ध된 증거를 어떻게 해석해야 하는지 설명합니다. 

과학자들은 탐구합니다 의 잠재적 영향을 HMOs가 면역에 미치는

HMOs는 모유 구성의 큰 비중을 차지하고 있으며 인간의 모유와 소젖을 구분하는 명확한 차별점이기 때문에,^1,2 과학자들은 그것들이 인간 발달에서 어떤 역할을 하는지 이해하고자 해 왔습니다. 더 나아가, 모유 수유 영아는 여러 가지 독특하고 긍정적인 건강 결과를 경험하는데 이는 아마도 잠재적으로 HMOs에 기인할 수 있으며, 분유를 먹는 영아와 비교할 때 이들은 일반적으로 HMOs를 섭취하지 않는다.¹⁰ 인간 모유에 존재하는 수많은 생리활성 분자 중 HMOs는 가장 풍부하며, 이는 이들이 인체에 어떻게 이로운지에 대한 호기심을 더한다.^11,12  

HMOs와 면역계에 대한 그 영향에 관한 근거는 축적되고 있으며, 그 많은 부분은 전임상 연구에서 나온 것이다. 이 데이터는 HMOs가 여러 제안된 기전을 통해 면역계에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다: 장내 미생물군의 변화,^1,13,14 원치 않는 미생물이 세포벽에 부착하는 것을 차단할 잠재력, ^5,15,16 그리고 면역 반응을 지원함으로써.^1,17,18 HMOs가 면역계에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 명확한 이해에 도달하기 전에는 추가 연구와 더 많은 임상 데이터가 필요하지만, 현재의 데이터는 유망하다.^8,9

초기 생애는 면역계 발달에 중요한 시기이다

Louise Vigsnaes, dsm-firmenich 생물학 부문 총괄과 Stine Dam Jepsen, dsm-firmenich 연구원은 다음 Q&A를 통해 HMOs와 면역에 대한 우리의 이해에 기여한다. 먼저, 초기 생애에서의 면역계 면역계 발달에 대한 탐구를 살펴본다: 

Q: 건강한 만삭 영아에서 전형적인 면역 발달이 어떻게 진행되는지 설명해 주세요.  또한,  면역 시스템의 기능은 언제 “성숙”한 것으로 간주되나요?

면역 시스템은 역동적이며 생애 전반에 걸쳐 변화하고 적응합니다. 출생 시,  영아는 거의 무균 상태의 환경에서 항원으로 가득한 환경으로 전환되며, 그중 많은 항원은 유익한 장내 미생물군과 관련이 있지만 일부는 병원체와 연관될 수 있습니다.  이러한 변화는 영아의 면역 시스템이 위협적이지 않은 항원과 위협적인 항원을 구분하기 시작하고, 위험을 나타내는 것에 적절히 반응하도록 만듭니다.^19,21  그러나, 신생아의 선천성 및 적응성 면역 시스템은 성인 및 나이가 더 많은 아동의 면역 시스템에 비해 미성숙하며, 이는 영아를 감염에 취약하게 만듭니다.  초기 생애는 면역 시스템을 형성하는 중요한 시기이며, 분만 방식(즉, 질식 분만 대 제왕절개), 출생 시 재태 연령, 수유 형태 (예: 모유, 분유 또는 둘 다), 그리고 지리와 같은 환경적 영향까지도 을 포함해 여러 요인이 그 발달에 기여합니다.^19,40 생애 초기에  면역 시스템이 성숙하면서, 병원성 박테리아나 바이러스에 대한 더 효과적인 1차 방어선이 되도록 발달합니다.¹⁹

면역 시스템의 성숙은 역동적이고 복잡한 과정이지만, 그 기능성은 우리가 청소년기와 젊은 성인기에 이르렀을 때 정점에 달한다고 여겨집니다. 노년기에는 면역 시스템의 기능이 저하되어 덜 효과적이 됩니다.^21,23

Q: 면역 시스템의 세포 약 70%가 장에 존재하며, 이는 GI tract가 면역에서 수행하는 중요한 역할을 보여줍니다. 장이 어떻게 우리 면역 시스템의 기능에서 핵심적인지 설명해 주세요.

장은 인상적인 기관이며, 면역 시스템의 가장 큰 구획을 차지합니다.  장벽은 영양소 흡수라는 중요한 역할을 수행하는 동시에 바람직하지 않은 미생물이 혈류로 침투하는 것을 막습니다. 사실, 장 은 신체에서 가장 넓은 표면적으로, 외부 물질 과 미생물이 노출되는 곳입니다.²⁴ 또한 장은 무수히 많은 미생물의 서식처를 형성하며, 그 대부분은 무해하고 사실상 숙주에게 유익을 줄 수 있습니다, 예를 들면 면역 시스템을 교육하고 적절한 면역 반응을 지원하는 데 도움을 줍니다. 25 하지만 장은 감염성 병원체와 문제를 일으키는 외부 물질도 품을 수 있습니다. 

장 은 우리 건강에 대한 거의 무한한 수의 가능한 위협을 신체의 가장 강력한 방어 기전 중 일부로 완화할 수 있습니다. 여기에는 장벽 — 이는 물리적 장벽으로서 기능하며 — 과 함께 공생균이 포함됩니다. 이들은 병원체에게 불리한 환경을 조성하여 위장관을 침입하고 집락화하는 능력을 막고, 숙주의 면역 체계가 최적으로 기능하도록 돕는 박테리아입니다.^26,27 이러한 보호 요인 외에도, 다양한 면역 세포 유형이 전체 면역 기능에 중요한 역할을 수행합니다. 여기에는 1) “식세포성” 선천성 면역 세포로서 외부 물질과 바람직하지 않은 미생물을 섭취하고 제거하여 첫 번째 방어선 역할을 하는 세포와, 2) 선천 면역계가 뚫렸을 때 외래 침입자의 침투에 맞서는 항원 특이적 림프구성 면역 세포가 포함됩니다. 28 하지만 균형 잡힌 면역 반응이 핵심입니다! 신체의 방어 기전이 침입자를 제거하지 못하면 감염이 발생할 수 있습니다. 반면, 신체가 무해한 항원에 대해 면역 반응을 일으키면 지속적인 염증 또는 자가면역(자신의 세포를 공격하는 것)을 초래할 수 있습니다.²⁹

전임상 및 임상 연구는 HMOs가 면역 체계를 어떻게 지원하는지 밝힙니다

Q: HMOs가 면역에 영향을 미칠 수 있음을 시사하는 흥미로운 세포 및 동물 연구들이 있습니다. 그 이유가 무엇인지 설명해 주시겠습니까?

전임상 연구에서 나온 새로운 데이터는 HMOs가 원치 않는 병원체 자체를 억제하거나, 미생물군집을 지원하고 장내에 유익한 미생물의 성장을 위한 유리한 환경을 조성하거나, 또는 면역 세포 자체를 조절함으로써 면역 체계에 다양한 방식으로 영향을 줄 수 있음을 보여주었습니다. 시험관 내 연구에서는 HMOs가 장 세포에 대한 원치 않는 미생물의 부착을 방해하고^5,30,31 B군 연쇄상구균의 성장과 바이오필름 생성을 억제할 수 있음을 보여주었습니다.^4,3  또한 시험관 내 연구에서는 HMOs가 특정 장내 세균에 의해 이용될 때 단쇄지방산(SCFAs)과 같은 생체분자가 생성된다는 점도 보여주었습니다. 이러한 생체분자는 원치 않는 미생물의 정착을 저지할 수 있는 생태적 틈새를 만드는 데 도움을 줍니다. by 원치 않는 미생물.³³

HMOs가 면역 세포와 상호작용하거나 이를 활성화할 수 있는 능력은 현재 연구 중이며, 이 기전을 완전히 이해하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다. 이 분야의 초기 연구에는 시험관 내 모델에서 3’SL 같은 산성 HMO가 염증 표지자를 감소시켰다고 보고한 연구가 포함됩니다. 34 ^{돼지 새끼 모델에서는 HMOs 2’FL, LNnT, 6’SL이 설사 지속 시간을 줄이는 것으로 나타났고,35감염된 동물에서 3’SL과 함께 사용했을 때 전신 및 위장관 면역 세포 모두를 변화시키는 것으로 나타났습니다.36}

위에서 언급한 전임상 연구들로부터, 서로 다른 HMOs가 면역 체계에 서로 다른 방식으로 영향을 미칠 수 있으며, 따라서 HMO의 구조가 기능성에 영향을 준다는 점을 알 수 있습니다. 푸코실화된 HMO는 단쇄지방산(SCFA)으로 분해되어 위장관 내 건강한 미생물 군집을 형성하고 면역 건강을 지원하는 것으로 나타났다..³³ 그러나 HMO의 다양한 구조가 면역 조절 특성에 어떤 영향을 미치는지 완전히 이해하기 전까지는 이 분야에 대한 추가 연구가 필요하다.

Q: HMOs와 초기 생애의 면역과 관련된 증거에 관해 현재 과학은 영아의 면역계 발달 및/또는 기능에서 HMOs가 수행하는 역할에 대해 무엇을  말해주는가? in the   

임상시험 근거는 HMO가 영아기 동안 면역을 지원하는 데 도움이 될 수 있음을 시사한다. Puccio와 공동연구자들은 표준 유아용 조제분유에 2’FL과 LNnT를 첨가하면 기관지염, 하기도 감염의 부모 보고 발생률과 해열제 및 항생제 사용이 감소했다고 보고했다.6 중요한 점은, 영아들이 생후 첫 6개월 동안 HMO가 보강된 조제분유를 섭취했지만, 이러한 유익한 면역 효과의 여러 가지는 생후 12개월까지 관찰되었다는 것이다.    흥미롭게도, 같은 연구의 두 번째 논문에서는 2’FL과 LNnT의 보충이 영아 대변 미생물군에서 비피도박테리아를 증가시켰으며, 이는 모유 수유 영아의 것과 더 가깝다고 보고했다. 또한 비피도박테리아가 더 많은 영아는 생후 첫 1년 동안 부모가 보고한 항생제 사용량이 유의하게 더 적었다.⁷

또 다른 임상 연구 에서는 표준 영아용 조제분유에 2’FL을 첨가했을 때 대조군 조제분유에 비해 “감염성” 사건의 발생률이 감소한 것으로 보고했으며³⁷ 추가 사후 분석에서는 호흡기 감염이 유의하게 감소한 것으로 나타났다.³⁸ 같은 연구의 또 다른 발표에서는 2’FL이 첨가된 조제분유를 먹인 영아의 사이토카인 발현이 2’FL이 없는 대조군 조제분유를 먹인 영아보다 모유 수유군의 양상에 더 가까웠음을 밝혔다.³⁹ 현재 이용 가능한 임상 근거로 볼 때 2’FL과 LNnT 는 영아의 면역계 발달 및/또는 기능에 영향을 미치는 역할을 할 수 있는 것으로 보이지만,  향후 다른 HMO 구조가 면역에 미치는 영향을 살펴보는 것이 흥미로울 것이다.

dsm-firmenich: 영유아 영양을 위한 혁신적인 솔루션을 제공하는 선도 기업

dsm-firmenich는 영양 지질, 비타민 및 맞춤형 영양 프리믹스를 포함한 독보적인 포트폴리오를 갖춘 영유아 영양 및 건강보조식품 산업 분야의 선도적인 글로벌 솔루션 제공업체입니다. 포트폴리오에 HMO를 통합함으로써,  dsm-firmenich는 영아들이 길고 건강한 삶을 살아갈 수 있도록 돕는 의미 있는 솔루션을 제공하는 데 있어 리더십을 더욱 강화하고 있으며, 이는 세계의 증가하는 인구를 건강하게 유지하도록 돕겠다는 우리의 약속의 일부입니다. 차세대 HMO는 dsm-firmenich의 흥미로운 혁신 로드맵의 일부로, 이미 빠르게 성장하고 있는 HMO 시장을 더욱 촉진할 준비가 되어 있습니다.

dsm-firmenich 는 과학에 기반한 영양 및 건강 제품과 고품질의 맞춤형 솔루션을 제공하기 위해 전문 서비스를 기반으로 하는 신뢰할 수 있고, 엔드투엔드이며, 혁신적이고, 목적 지향적인 파트너입니다.