‘위생가설(hygiene hypothesis)’이라는 이론이 있다. 이 이론은 주위 환경이 위생적이고 청결할수록, 신체가 세균이나 바이러스, 기생충등 면역성을 유발시키는 항원들에게 노출이 되지 못해 면역력을 키워나갈 수 있는 기회를 잃어버리게 된다는 주장을 담고 있다.

'위생가설'은 영국 런던 대학교 임상미생물센터 교수인 ‘그레이엄 루크(Graham Luke)’ 박사가 내세운 이론이었는데 이 이론을 기반으로 미국 위스콘신 대학교의 ‘미첼 그레이슨(Michelle Grayson)’ 박사는 위생가설이 알레르기성 질환이나 천식환자의 증가와 연관되어 있다고 주장했다.

위생가설 이론의 메커니즘

미첼 박사는 자신의 논문을 통해 주장한 "세균과 같은 미생물들이 면역반응이 원할하게 일어날 수 있도록 자극을 주는 역할을 하기 때문에 세균이 없다면 면역성 질환에 걸리기 쉬울 수 있다"는 이론은 여러 가지 실험을 통해 사실로 입증되었지만 왜 그런지에 대한 메커니즘은 그동안 밝혀지지 않았었다.

그런데, 최근 발간된 Science 온라인판에 따르면, 과학자들이 실험쥐를 대상으로 한 연구에서 그 메커니즘을 규명하는데 성공한 것으로 나타났다. 세균에 노출되었던 경험들이 천식과 궤양성 대장염의 발병을 예방하는데 도움이 된 것이다.

이 논문에는 실험쥐들이 태어난 지 얼마 안 된 무렵부터 세균에 대한 노출 빈도가 높을수록 실험쥐의 체내에 있는 ‘불변 자연살해 T세포(iNKT, invariant natural killer T cell)’라는 면역세포의 수가 감소한다고 되어 있다. 이 iNKT는 감염과 싸우는 데는 도움이 되지만, 천식이나 염증성 장질환과 같은 일련의 면역관련 질환을 초래하는 세포로도 알려져 있다.

무균 실험쥐일수록 질환유발 세포 많아

연구진은 우선, 무균 실험쥐와 정상 실험쥐로 하여금 천식이나 궤양성 대장염에 걸리도록 유도한 다음, iNKT 세포의 보유 현황과 증상의 정도를 비교분석했다. 그 결과, 무균 실험쥐는 정상 실험쥐보다 폐 안에 iNKT 세포를 많이 보유하고 있었고, 증상도 보다 심각하게 나타난 것으로 밝혀졌다.

이는 세균에 노출된 적이 있느냐, 없느냐가  iNKT 세포 보유에 영향을 미쳤다는 것을 의미하는데 이런 결과외에도 실험쥐가 자라 어미가 된 후에는 아무리 많이 세균에 노출시키더라도, 새끼 때 세균에 노출되지 않아 결핍된 면역력을 보상할 수는 없는 것이 추가로 밝혀졌다.

연구진은 세균 노출 여부가 면역계에 영향을 미치는 메커니즘을 규명하기 위해, 염증 및 iNKT 세포와 관련되어 있는 신호전달 단백질인 ‘CXCL16’을 집중적으로 연구했다. 연구 결과, 무균 실험쥐의 결장과 폐조직에서는 정상 실험쥐보다 CXCL16의 발현이 높은 것으로 밝혀졌다.

이를 바탕으로 CXCL16의 발현을 차단하고 유전자를 분석하였는데 이 과정을 통해 실험쥐들은 어린 시절부터 세균과 같은 특정 미생물에 노출되지 않으면 유전자의 메틸화가 발생하여 CXCL16의 발현을 증가시키고, 이것이 궁극적으로는 iNKT 세포의 수와 염증을 증가시킨다는 결론을 얻었다.

너무 깨끗한 환경은 면역력 형성에 안 좋아

이번 연구가 ‘개발도상국보다 선진국에서 자가면역질환이 더 자주 발생하는 이유는 항생제로 인해 어린이의 세균노출 기회가 감소되기 때문’이라고 주장하는 위생가설의 성립 메커니즘을 모두 규명했다고는 볼 수는 없지만 시사하는 바는 여러가지가 있다는 것이 전문가들의 의견이다.

우선, 실험 결과에 따른 유추를 통해 ‘iNKT 세포가 증가해 있는 사람은 성인이 된 후에 세균에 노출되어도 iNKT 세포의 수가 감소하지 않는다’라는 점을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 존스홉킨스 연구소 대니얼 피터슨(Daniel Peterson) 박사의 “앞으로의 연구과제는 이러한 상태를 초래하는 미생물이 무엇이며, 그 상태가 얼마동안 지속되는지를 밝혀내는 것이다”란 말처럼 남은 숙제의 목표를 명확하게 정의해 준 것도 이에 포함된다 할 수 있다.

이번 연구와 관련하여 얼마전 영국의 브리스톨대 연구진이 새끼돼지를 가지고 면역과 청결의 직접적 관계를 밝힌 적이 있다. 이 실험을 통해 시골 농장처럼 조금은 위생에 취약한 곳에서 자라는 것이 아이들의 면역력 형성에 더 도움이 된다는 사실을 알게 되었는데 아이가 건강하게 크기를 바란다면 온실속의 화초가 아니라 들판에 있는 잡초처럼 키우라던 옛 선조들의 교훈이 얼마나 현명한 지혜인지를 이번 연구를 통해 잘 깨닫을 수 있을것 같다.