프로바이오틱스의 개념

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Pharmacy guide – 2015년 2호

Basic Principle

장내 미생물총의 이해

사람의 장에는 수많은 미생물이 서식하고 있으며 주로 대장에 존재한다[표1]. 태아는 엄마 뱃속에 있을 때 무균 상태로

유지되다가 출생 이후 신생아 상태에서 미생물의 집락화(colonization)가 시작된다. 건강한 사람의 경우 2세 이상부터는

미생물총이 상대적으로 안정화되지만, 다양한 생활방식에 노출됨에 따라 장내 미생물총에 변화가 생길 수 있다.

따라서 각 사람마다 자신만의 미생물총 구성을 가지고 있다.

표 1. 위장관계 부위에 따른 장내 미생물총 특징  CFU: colony forming unit

위	매우 적은 수의 세균이 존재( < 103 CFU/g) 낮은 pH와 빠른 통과로 집락을 형성하기 어려움 주로 lactobacilli, enterococci, bacilli가 존재
십이지장	총 102~104 CFU/g 정도의 세균이 존재 위산, 담즙, 췌장액에 의해 대부분의 미생물이 분해됨 주로 lactobacilli, streptococci가 존재
공장&회장	세균 수가 점차 증가(공장: 104 CFU/g, 회장: 107 CFU/g)
대장	대부분의 장내 미생물이 존재(1011~1012 CFU/g)

 

장내 미생물총은 소화 및 대사작용, 장벽기능, 병원균의 집락화 억제에 중요하다. 또한 장은 면역기능과 관련된 중요한

장기로서, 체내 면역세포의 약 60%가 장 점막에 존재한다. 따라서 장내 미생물총은 선천적(innate) 및 후천척(adaptive)

면역의 발생과 유지에 중요하다. 그러나 스트레스, 특정 질환이나 건강상태의 변화, 노화 등에 의해 정상 미생물총의

균형이 깨질 수 있다. 예를 들어, 모유를 먹는 건강한 아기의 경우 대변 균 중 90% 이상이 bifidobacteria로 이루어져

있으나 나이가 들면서 점차 bifidobacteria는 감소하고 장내 유해균이 증가하게 된다.

References

제품허가정보, 2015

• Guarner F, Khan AG, Garisch J, Eliakim R, Gangl A, Thomson A et al. World Gastroenterology Organisation Global Guidelines: Probiotics and prebiotics. J Clin Gastroenterol. 2012;46:468-81.
• Binns N. Probiotics, Prebiotics and the Gut Microbiota. ILSI Europe Concise Monograph Series. 2013:1-32.
• UpToDate(www.uptodate.com)

프로바이오틱스의 개념

‘프로바이오틱스(probiotics)’는 1965년 Lilly & Stillwell에 의해 처음 소개된 용어로서, ‘~을 위한’이라는 뜻의 ‘pro’와 ‘생명’을 의미하는 ‘bios’라는 그리스어에서 유래되었다. 2001년 FAO/WHO (Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization)에서는 프로바이오틱스를 ‘적당량을 섭취했을 때 숙주에게 건강상의 유익을 주는 살아있는 미생물’로 정의했으며, 현재 이 개념이 가장 널리 통용 되고 있다.

※ 프로바이오틱스가 되기 위한 요건

-위산과 담즙산으로부터 생존하여 충분한 양이 장에 도달해야 함

-장에서 증식하고 정착해야 함

-사람 대조연구에서 유익한 효과를 나타내야 함

-독성이 없고 비병원성이어야 함

장내 미생물총 중 일부는 우리 몸의 건강에 필수적인 유익균(good bacteria)으로 구성되어 있는데 프로바이오틱스의

개념은 이로부터 나왔다. 많은 프로바이오틱스 균이 인체의 장내에서 발견되는 유익균과 같거나 유사하다.

<관련용어>

프리바이오틱스 (Prebiotics)

프리바이오틱스는 ‘선택적으로 발효되는 성분으로서, 장내 미생물총의 구성과 성장에 특정 변화를 일으켜 숙주의 건강에

유익을 주는 물질’로 정의된다. 장내 유익균, 특히 bifidobacteria의 성장 및/또는 활성을 선택적으로 촉진한다.

※ 프리바이오틱스가 되기 위한 요건

-사람 소화효소에 의해 분해되지 않는 난소화성 물질이어야 함

-미생물에 의해 발효되어야 함

-장내 유익균의 성장 및/또는 활성을 선택적으로 촉진해야 함

프리바이오틱스는 적정량 섭취했을 때 소화기능(규칙적인 장 운동, 위장염 억제, 병원균 억제 등)을 향상시키고 항염증

작용 등 면역기능에도 긍정적 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 가장 널리 사용되는 프리바이오틱스는

 fructooligosaccharides (FOS), inulin (FOS의 한 유형), galactooligosaccharides (GOS), TOS (trans GOS)이다.

그 밖에 polydextrose, isomalto-oligosaccharides, xylo-oligosaccharides 등 다른 성분들도 가능성이 제시되고 있다.

※ 프리바이오틱스와 섬유소(fiber)는 동일하다?

-그렇지 않다. 둘 다 난소화성 탄수화물로서 장내 세균에 의해 발효된다는 공통점이 있으나, 프리바이오틱스는 장내

   유익균에 의해서만 선택적으로 발효된다는 점에서 섬유소와 다르다고 볼 수 있다.

신바이오틱스 (Synbiotics)

신바이오틱스는 프로바이오틱스와 프리바이오틱스의 혼합물을 의미한다. 이 용어는 시너지효과의 의미를 내포하고 있기

때문에 엄밀하게는 프로바이오틱스에 긍정적인 영향을 미치는 프리바이오틱스가 조합된 경우에만 사용되어야 한다.

대표적인 프로바이오틱스 균주 프로바이오틱스의 균주(strain)는 속(genus), 종(species), 그리고 영문/숫자로 구성된 그 균주만의

명칭(strain designation)으로 표현된다. 균주 명칭은 표준화된 분류학으로서, 같은 종에 속하는 균주여도

다른 효과를 나타낼 수 있기 때문에 이 명칭을 유지하는 것이 중요하다.

가장 흔히 사용되는 프로바이오틱스 균은 Lactobacillus속과 Bifidobacterium속에 해당하는 종이며, 효모

(yeast)인 Saccharomyces cerevisiae를 비롯해 일부 비병원성 Escherichia coli와 Bacillus속도 사용된다.

Lactobacillus속은 흔히 알고 있는 유산균(lactic acid bacteria)에 해당되는데, 유산균은 음식의 발효에

사용되는 균으로서 탄수화물로부터 유산을 생성한다. 많은 프로바이오틱스가 유산균에 해당되지만, 모든

유산균이 프로바이오틱스가 될 수 있는 것은 아니다. 프로바이오틱스는 엄밀하게 사람 대상의 연구에서

건강상의 유익이 입증된 균으로 제한되기 때문이다.

한국식품의약품안전처(KFDA)에서는 건강기능식품에 사용 가능한 프로바이오틱스 균주를 다음과 같이

제시하고 있다[표2].

표 2. 건강기능식품에 사용 가능한 프로바이오틱스 균주(KFDA)

속명	종류
Lactobacillus	L. acidophilus L. casei L. gasseri L. delbrueckii ssp bulgaricus L. helveticus L. fermentum	L. paracasei L. plantarum L. reuteri L. rhamnosus L. salivarius
Bifidobacterium	B. bifidum B. breve	B. longum B. animalis ssp. lactis
Lactococcus	Lc. lactis
Enterococcus	E. faecium	E. faecalis
Streptococcus	S. thermophilus

References

• Guarner F, Khan AG, Garisch J, Eliakim R, Gangl A, Thomson A et al. World Gastroenterology Organisation Global Guidelines: Probiotics and prebiotics. J Clin Gastroenterol. 2012;46:468-81.
• Binns N. Probiotics, Prebiotics and the Gut Microbiota. ILSI Europe Concise Monograph Series. 2013:1-32.
• International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) (http://www.isapp.net)
• American Gastroenterological Association (AGA) (https://www.gastro.org)
• 식품의약품안전처 건강기능식품(http://www.foodnara.go.kr/hfoodi)

프로바이오틱스의 작용기전

프로바이오틱스는 크게 면역적 기전과 비면역적 기전을 통해 숙주에게 유익한 효과를 나타낸다. 프로바이오틱스의

기전에 대해서 아직 완전하게 밝혀지지는 않았지만, 일부 입증된 기전을 정리하였다[표3].

표 3. 프로바이오틱스의 면역적·비면역적 작용기전

면역적 작용	-국소적으로 대식세포(macrophage)를 활성화시켜 항원 발현을 증가시키고 항체(IgA) 생성을 증가시킴 -사이토카인(cytokine)을 조절하여 염증반응을 감소시킴 (IL-10, TGF-β와 같은 보호성 사이토카인 유도 / TNF와 같은 염증성 사이토카인 억제)
비면역적 작용	병원균 부착/성장 억제 -음식물 대사에 필수적인 비타민 B 생성 -음식물을 소화시켜 병원균과 영양소를 두고 경쟁 -국소 pH를 변화시켜 병원균에 좋지 않은 국소환경 형성 -병원균을 억제할 수 있는 박테리오신(bacteriocin) 생성 -병원균이 장내 상피에 부착하지 못하도록 경쟁하며 자신이 부착하여 성장 -병원균에서 유래된 독소물질을 파괴하여 질병 유발을 억제
	장관의 장벽(barrier) 기능 향상 -장의 뮤신(mucin) 생성을 증가시키고 장 투과성을 안정화시켜 장관의 장벽 기능을 증진시킴
	통증자각 조절 -Lactobacillus속의 일부 균주는 장의 상피세포에서 μ-opioid 수용체와 cannabinoid 수용체의 발현을 유도하여 morphine과 유사한 방식으로 장내에서 진통작용을 나타냄

IgA: immunoglobulin A; IL-10: interleukin-10; TGF-β: transforming growth factor-β; TNF: tumor necrosis factor

References

• Guarner F, Khan AG, Garisch J, Eliakim R, Gangl A, Thomson A et al. World Gastroenterology Organisation Global Guidelines: Probiotics and prebiotics. J Clin Gastroenterol. 2012;46:468-81.
• American Gastroenterological Association (AGA) (https://www.gastro.org)
• UpToDate (www.uptodate.com)

프로바이오틱스의 임상적 효과

프로바이오틱스는 다양한 질환의 예방 및 치료에 사용된다. 가장 대표적으로 위장관계 건강을 위해 사용되며 아토피성 습진과 같은 알레르기 질환에도 사용될 수 있다. 최근에는 프로바이오틱스의 항염증 작용을 기반으로 심혈관계 질환, 비만, 대사증후군 등에 대해서도 연구가 이뤄지고 있다. 프로바이오틱스는 일시적으로 장에 정착하고 복용을 중단하면 수일 내로 사라지기 때문에 이러한 효과를 적절히 나타내기 위해서는 정기적으로 복용하는 것이 필요하다. 그러나 프로바이오틱스는 보충제로서 역할을 할 뿐, 질병의 치료를 대체할 수는 없음을 기억해야 한다.

1. 위장관계 질환 (Gastrointestinal Disease)

프로바이오틱스는 장내 유익균을 증가시키고 유해균을 감소시킨다. 장내 미생물총 구성에 있어서 bifidobacteria와 lactobacilli의 비중이 증가할 때 보다 건강한 상태라고 볼 수 있는데, 적정량의 Lactobacillus속 균주를 섭취할 경우  변에서 lactobacilli가 유의하게 증가하고 staphylococci와 같은 유해균은 감소한다. 또한 일반적으로 bifidobacteria 수가 적은 미숙아는 해당 균주를 섭취할 경우 bifidobacteria의 수가 증가하고 유해균인 clostridia는 감소한다.

프로바이오틱스는 장 기능도 개선시킨다. 특정 균주를 이용한 연구에서 장 통과시간 정상화, 소화기증상 감소와 같은 효과가 확인되었으며, 배변조절 작용을 통해 변비 위험을 낮춘다.다양한 위장관계 질환에서 프로바이오틱스의 효과가 입증되었다. 본 원고에서는 잘 설계되고 적절한 검정력을 갖춘 임상시험이 최소 1개 이상 존재하는 질환을 선정하여 정리하였다. 또한 2011년 발표된 WGO (World Gastroenterology Organisation) 가이드라인에 기반하여 각 질환에 대한 균주별 근거수준(1a, 1b, 2b)¹을 제시하였다.

¹ 1a - 동질성이 높은 무작위 대조연구를 통합 분석한 체계적 문헌고찰; 1b - 신뢰구간이 좁은 무작위 대조연구;

2b - 코호트 연구(연구 질이 낮은 무작위 대조연구 포함)

급성 감염성 설사 (Acute Infectious Diarrhea)

다양한 프로바이오틱스 균주가 소아에서 급성 감염성 설사의 중증도와 기간을 감소시키는 데 유용한 것으로 확인되었다. 소아가 프로바이오틱스를 경구로 섭취할 경우 급성 설사 기간을 약 1일 단축시킬 수 있다. 세균성이나 원충성 감염보다는 바이러스성 위장염에 효과가 더 확실한 것으로 나타났다.

효과	균주	소아	성인
급성 감염성 설사 치료	L. rhamnosus (GG)	1a	2b
	L. paracasei (B 21060)	-	2b
	E. faecium (LAB SF68)	-	1b
	Saccharomyces boulardii	1a	1b

항생제-유발 설사 (Antibiotic-Associated Diarrhea)

항생제 치료를 받는 성인 또는 소아의 항생제-유발 설사에 Saccharomyces boulardii (Saccharomyces cerevisiae 의 한 균주) 또는 L. rhamnosus GG가 효과적이라는 강력한 근거가 있다. 또한 한 연구에서는 L. casei DN-114 001이 입원한 성인 환자의 항생제-유발 설사를 예방하는 데 효과적인 것으로 보고되었다. 처음 항생제를 복용하기 시작할 때 프로바이오틱스를 복용하면 항생제-유발 설사가 애초에 발생하지 않도록 예방하는 데 도움이 된다고 알려져 있다.

효과	균주	소아	성인
항생제-유발 설사 예방	L. rhamnosus (GG)	1b	1b
	L. casei (DN-114 001)	-	1b
	L. acidophilus (CL1285) + L. casei (LBC80R)	-	1b
	B. lactis (Bb12) + S. thermophilus	1b	-
	E. faecium (LAB SF68)	-	1b
	Saccharomyces boulardii	1a	1b
	Bacillus clausii	-	1b

• Clostridium difficile -관련 설사

항생제유발 설사의 가장 심각한 유형 중 하나는 Clostridium difficile -관련 설사(C. difficile -associated diarrhea,CDAD)

이다. 항생제를 복용하면 장내 유익균이 감소하여 C. difficile 균의 증식이 가능해지며, CDAD는 입원 환자 및 장기간 요양

기관에 있는 환자에서 가장 흔하게 발생한다. CDAD의 예방 및 치료(중증이 아닌 경우) 목적으로 프로바이오틱스를 투여

할 수 있으며, 1일 10¹⁰ CFU (colony forming unit) 이상 복용하는 것이 저용량 복용보다 효과적인 것으로 알려져 있다.

효과	균주	소아	성인
CDAD 예방	L. casei (DN-114 001)	-	1b
	L. acidophilus (CL1285) + L. casei (LBC80R)	-	1b
	L. acidophilus + B. bifidum	-	1b
	L. acidophilus (NCFM) + L. rhamnosus (HN001)	-	2b
	Saccharomyces boulardii	-	1b

염증성 장질환 (Inflammatory Bowel Disease, IBD)

IBD는 주로 소장에 영향을 미치는 ‘크론씨병(Crohn’s disease)’ 과 보통 대장에 국한되는 ‘궤양성대장염(ulcerative

colitis)’ 으로 나뉜다. IBD는 장의 정상적인 장벽 기능이 깨졌을 때 발생할 수 있으며, 또한 최근에는 IBD (특히 궤양성 대장염) 발생에 장내 미생물총이 기여하는 것으로 밝혀졌다. 일부 연구에서 프로바이오틱스가 IBD 환자의 염증을 감소시키고 질병 재발까지의 시간을 연장시키는 데 도움이 된다고 밝혀졌다. 또한 크론씨병보다 궤양성대장염에 더 효과가 좋은 것으로 확인되었다.

• 궤양성대장염

Escherichia coli Nissle은 궤양성대장염의 관해(remission) 유지에 mesalazine 만큼 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 또한 Lactobacillus + Bifidobacterium + Streptococcus 균주 혼합물²이 경도~중등도 궤양성대장염이 있는 소아 및 성인에서 관해를 유도하고 유지하는 데 효과를 보였다.

효과	균주	소아	성인
궤양성 대장염	Lactobacillus + Bifidobacterium + Streptococcus 균주 혼합물2	1b	1b
	Escherichia coli (Nissle 1917)	-	1b

² B. breve + B. longum + Bifidobacterium infantis + L. acidophilus + L. plantarum + L. paracasei + L. bulgaricus + S. thermophilus

• 크론씨병

크론씨병에 대한 프로바이오틱스 연구들은 일관된 결과를 보이지 못했으며 전반적으로 유효성이 입증되지 못했다. Cochrane 체계적 문헌고찰에서는 크론씨병의 관해 유지에 대한 프로바이오틱스의 효과를 입증할 만한 근거가 부족하다고 결론지었다.

과민성 대장증후군 (Irritable Bowel Syndrome, IBS)

IBS는 복통, 복부팽만, 배변습관 변화 등의 증상이 나타나는 기능성 장 질환이다. IBS의 잠재적 원인으로 염증, 이전의 장 감염력 등이 제기되고 있으며 일부 연구에서는 IBS 환자가 건강한 사람에 비해 bifidobacteria 수가 적다고 보고하였다.IBS에 대한 프로바이오틱스의 효과를 연구한 결과 유의한 치료효과가 확인되었는데 복부팽만감 및 고창을 감소시켰으며Bifidobacterium infantis 35624와 같은 일부 균주는 추가적으로 통증개선 및 전반적인 완화 효과를 보였다.영·유아 산통(colic, 배앓이)에도 프로바이오틱스가 효과를 보이는 것으로 확인되었다. 90명의 아기를 대상으로 진행된 연구에서 L. reuteri가 치료 1주 이내에 산통 증상을 개선시켰다.

효과	균주	소아	성인
IBS 증상 완화	L. rhamnosus (GG)	1a	1b
	L. reuteri (DSM 17938)	1b	-
	L. acidophilus (SDC 2012, 2013)	-	2b
	L. rhamnosus (LC705), B. breve (Bb99)	-	1b
	B. lactis (DN-173 010)	-	1b
	B. infantis (35624)	-	1b
	Bacillus coagulans (GBI-30, 6086)	-	2b
영·유아 산통	L. reuteri (DSM 17938)	1b	-

Helicobacter pylori 제균요법의 보조치료

일부 lactobacilli 균주와 Bacillus clausii 가 H. pylori 제균요법에서 항생제 이상반응을 감소시키고 환자 순응도를 향상시키는 것으로 확인되었다. 최근 한 메타분석에서는 Saccharomyces boulardii 를 H. pylori 제균요법에 병용했을 때 제균율도 상승했다고 보고하였다.

효과	균주	소아	성인
H. pylori 제균요법의 보조치료	L. casei (DN-114 001)	1b	-
	L. rhamnosus (GG)	-	1b
	L. reuteri (ATCC 55730)	-	1b
	Saccharomyces boulardii	-	1b
	Bacillus clausii	-	1b

유당불내성 (Lactose Intolerance)

S. thermophilus, L. bulgaricus는 유당 소화를 향상시키고 유당불내성과 관련된 증상을 감소시킨다. 이는 생균 함유 요구르트를 이용한 다수의 사람 대조연구에서도 확인되었다.

알레르기 질환 (Allergic Disease)

여러 연구에서 장내 미생물총이 면역반응 및 염증반응 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀지고 있어, 장내 미생물총과 알레르기 질환의 발생 간 연관성에 관심이 모아지고 있다. 출생 후 영아시기에 획득된 정상 미생물총이 면역체계의 성숙에 중요한 역할을 한다. 알레르기 질환이 발생한 영아의 경우 bifidobacteria 수는 적고 C. difficile이나 Staphylococcus aureus와 같은 병원성 균이 집락을 형성하고 있어 초기 미생물총 양상이 다른 것으로 나타났다. 그러나 특정 균이 알레르기 발생과 관련이 있는 것이 아니라 영아 시기에 장내 미생물총의 ‘다양성’이 감소할 경우 이후 알레르기가 발생한다는 견해에 더욱 무게가 실리고 있다.

알레르기 질환의 치료 및 예방에 있어서 프로바이오틱스의 효과에 대한 많은 연구가 이뤄졌다. 그러나 현재까지 알레르기 질환의 치료에 있어서 프로바이오틱스가 효과를 보인다는 명백한 근거는 없으며, 확실한 결론을 도출하기 위해서는 추가적인 연구가 필요한 상황이다. 알레르기 질환의 예방에 있어서는 일부 메타분석에서 아토피피부염(습진) 예방에 프로바이오틱스가 효과가 있다고 결론을 내렸으나, 다른 알레르기 질환에 대해서는 그렇지 않았다. 2015년 World Allergy Organization (WAO)에서 발표한 가이드라인에서는 다음과 같이 권고하고 있다.

WAO 권고사항

다음 경우에 프로바이오틱스가 습진 예방에 유익을 나타내므로 사용을 제안한다.

(conditional recommendation; very low quality evidence)

① 태어날 아기가 알레르기 위험이 높은 임신부
② 알레르기 발생 위험이 높은 영아에게 모유수유를 하는 산모
③ 알레르기 발생 위험이 높은 영아

* 대부분의 연구에서 임신부는 출산 전 마지막 3개월간 프로바이오틱스를 복용했다. 또한 알레르기 위험이 높은 영아는 부모 또는 형제가 알레르기 비염, 천식, 습진, 음식 알레르기를 가지고 있거나 병력이 있는 경우를 의미한다.

References

• Guarner F, Khan AG, Garisch J, Eliakim R, Gangl A, Thomson A et al. World Gastroenterology Organisation Global Guidelines: Probiotics and prebiotics. J Clin Gastroenterol. 2012;46:468-81.
• Binns N. Probiotics, Prebiotics and the Gut Microbiota. ILSI Europe Concise Monograph Series. 2013:1-32.
• International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP)(http://www.isapp.net)
• American Gastroenterological Association (AGA) (https://www.gastro.org)
• Fiocchi A, Pawankar R, Cuello-Garcia C, Ahn K, Al-Hammadi S, Agarwal A et al. World Allergy Organization-McMaster University Guidelines for Allergic Disease Prevention (GLAD-P): Probiotics. World Allergy Organ J. 2015;8:4.
• UpToDate(www.uptodate.com)

프로바이오틱스의 안전성

일반적으로 대부분의 프로바이오틱스는 안전하다. 프로바이오틱스 중 가장 많이 사용되는 lactobacilli와 bifidobacteria 균주 중 일부는 장내에 정상 서식하거나 통과하는 균으로 감염성이나 독성을 나타내지 않는다. 또한 전통적인 유산균은 요구르트와 같은 발효음식을 통해 오랜 기간 섭취되어 왔기 때문에 이러한 점 또한 프로바이오틱스의 안전성을 뒷받침한다.

이상반응

프로바이오틱스의 가장 흔한 이상반응은 가스와 복부팽만이다. 그러나 보통 경미하며 일시적이다. 보다 심각한 이상반응 으로 프로바이오틱스 자체 또는 다른 첨가물에 의한 알레르기 반응이 발생할 수 있다. 2011년 Agency for Healthcare Research and Quality (AHRQ)에서는 622개의 단기연구를 검토한 결과, 대조군과 프로바이오틱스군 간 이상반응 위험에 차이가 없다고 보고하였다. 그러나 프로바이오틱스의 장기 사용에 대한 안전성은 아직 제한적이다.

제품 품질관리

최근에는 프로바이오틱스의 이상반응에 의한 안전성뿐만 아니라 품질관리 측면에서의 중요성이 제기되고 있다. 일부 제품은 기준량보다 적은 균을 함유하고 있거나, 표기된 성분 외의 균주가 혼입된 것으로 확인되기도 했다. 또한 많은 프로바이오틱스 제품이 식품으로 분류되는데 이러한 경우 의약품이나 건강기능식품에 비해 식약처로부터 엄밀한 규제를 받지 않기 때문에 표준화가 이뤄지지 않고 제품, 브랜드, 심지어 배치(batch)마다 제품의 효과와 이상반응이 다를 수 있다. 따라서 고도화된 표준화 및 제조과정을 통해 제품의 품질이 확보되어야 한다.

주의사항

프로바이오틱스는 대부분의 사람에서 안전하며 질병을 진단받지 않은 사람도 복용할 수 있다. 그러나 면역체계가 손상된 사람에서도 안전한지에 대해서는 아직 확인되지 않았다. 최근에는 중증 환자가 고함량의 장 분리 세균을 복용하는 것이 안전한지에 대한 의문도 제기되고 있다. 이미 질병이 있는 환자에게 프로바이오틱스를 사용할 경우에는 효과가 입증된 균주와 적응증에 한하여 사용해야 한다. 따라서 프로바이오스를 복용하기 전 개인의 병력, 기저질환 등을 고려해 복용이 적절한지 의사 또는 약사와 상담하는 것이 필요하다.

※ 프로바이오틱스 복용 시 주의가 필요한 사람

-면역기능이 저하된 사람

-기저질환이 있는 사람

-중증 환자

References

• Guarner F, Khan AG, Garisch J, Eliakim R, Gangl A, Thomson A et al. World Gastroenterology Organisation Global Guidelines: Probiotics and prebiotics. J Clin Gastroenterol. 2012;46:468-81.
• American Gastroenterological Association (AGA) (https://www.gastro.org)
• National Institutes of Health (NIH) - National Center for Complementary and Integrative Health (NCCIH) (https://nccih.nih.gov)
• 식품의약품안전처 건강기능식품(http://www.foodnara.go.kr/hfoodi)

Expert Opinion

알레르기 질환에서 프로바이오틱스의 사용

안강모 교수 성균관의과대학 삼성서울병원 소아청소년과 삼성서울병원 아토피환경보건센터

프로바이오틱스(probiotics)는 우리 몸에 유익한 효과를 보이는 살아있는 균을 말한다. 프로바이오틱스는 인체 내에서 다양한 작용을 나타내는데, 최근에는 알레르기 질환의 예방이나 치료의 목적으로 사용되고 있다. 프리바이오틱스(prebiotics)는 장내균총의 성장 및 증식을 도와주는 성분을 말하며 주로 oligosaccharides와 같은 탄수화물로 이루어져 있다. 최근 프로바이오틱스는 단독제제도 있지만 이러한 프리바이오틱스와 혼합된 형태인 신바이오틱스(synbiotics) 제제로도 출시되어 있다.

장내 세균의 분포가 알레르기 질환의 발생과 관련된 면역학적 변화에 주요한 역할을 한다는 다수의 연구들은 대표적인 알레르기 질환인 아토피피부염의 예방 및 치료에 있어서 프로바이오틱스의 투여가 유익한 효과를 낼 수 있을 것이라는 가능성을 제시하고 있으며, 그동안 많은 임상연구가 진행되었다.

Kalliomaki 등은 알레르기 질환의 가족력이 있는 임산부를 모집하여 출산 4~8주 전부터 Lactobacillus rhamnosus GG (LGG)를 투여하고 아기가 태어나면 출생 후 6개월까지 LGG를 투여하는 무작위 이중맹검 위약대조 시험을 시행하였다. 2세가 되었을 때 LGG 비투여군은 46%에서 아토피 피부염이 발생한 데 비해 LGG 투여군에서는 23%만이 발생하였고(Kalliomaki M et al. 2001), 이러한 예방효과는 4세 및 7세 가 될 때까지도 지속되었다(Kalliomaki M et al. 2003, 2007).

알레르기 질환의 고위험군을 대상으로 출산 전부터 생후 1세까지 추적관찰하였던 출생 코호트에서도 프로바이오틱스 혼합물(Bifidobacterium bifidum BGN4, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus )의 경구투여는 아토피피부염 발생을 예방하는 효과(adjusted odds ratio=0.256)를 보였다(Kim JY et al. 2010). 출산 전후에 프로바이오틱스를 투여했던 5개의 이중맹검 위약대조 시험 결과를 통합하여 메타분석한 결과를 보면 상대위험도가 61%까지 감소하였으며(Lee J et al.2008),

또 다른 메타분석에서도 프로바이오틱스의 아토피피부염 발생 예방효과를 보고하였다(Pelucchi C et al. 2012).World Allergy Organization에서는 이러한 결과를 바탕으로 알레르기 질환의 발생 가능성이 높은 임산부, 모유수유부 및 영아에서 아토피피부염 발생 예방을 위해 프로바이오틱스의 투여를 권장하였다(Fiocchi et al. 2015).

그러나 아토피피부염 발생의 예방을 위해서 어떤 균주가 가장 효과가 좋을지에 대해서는 아직 확인되지 않았고 또한 투여시기, 투여기간, 투여량 등은 연구자마다 조금씩 달랐다. 따라서 아토피피부염의 발생을 가장 효과적으로 예방하기 위한 프로바이오틱스의 투여방법을 확립하기 위해서는 아직 많은 부분에서 연구가 지속되어야 하는 상황이다.

이미 아토피피부염이 발생한 환자를 대상으로 프로바이오틱스의 치료효과를 조사하는 연구도 시도되었다. 우유 알레르기와 아토피피부염이 있는 환자에서 완전가수분해 조제유를 섭취하도록 하고 LGG를 동시에 투여했던 연구에서 LGG를 투여한 군이 투여하지 않은 군에 비해 아토피피부염의 중증도가 의미 있게 감소하였고, 대변에서 α1 -antitrypsin과 TNF-α (tumor necrosis factor-α) 농도가 감소하였다(Majamaa H et al. 1997).27명의 아토피피부염 환자를 대상으로 위약군, B. lactis Bb-12 투여군 및 LGG 투여군을 비교했던 연구에서는 2개월 후 프로바이오틱스를 투여하지 않은 군에 비해 프로바이오틱스를 투여한 군의 아토피피부염 중증도가 감소하였다

(Isolauri E et al. 2000). 그러나 이 환자들을 6개월간 추적관찰한 결과에서는 세 군 간 아토피피부염의 중증도에 차이가 없었다.
1~13세의 중등증 또는 중증의 아토피피부염 환자를 대상으로 6주간 L. rhamnosus 19070-2와 Lactobacillus reuteri DSM 12246을 투여한 연구에서는 프로바이오틱스를 투여한 경우에 위약을 투여한 경우보다 증상이 호전되는 비율이 높았지만(56% vs. 15%) 임상적 호전 정도는 크지 않았다(Rosenfeldt V et al. 2003).

또 다른 연구에서는 230명의 아토피피부염을 가진 영아를 무작위로 위약군, LGG 투여군, 혼합 프로바이오틱스 투여군(LGG, L. rhamnosus LC705, Bifidobacterium breve Bbi99, Propionibacterium freudenreichii spp. shermanii JS)으로 나누어 4주간 위약 또는 프로바이오틱스를 투여한 후 아토피피부염 증상의 호전 여부를 관찰하였다. 대상군 중 적어도 하나 이상의 알레르겐(allergen)에 감작되어 있는 환자들을 비교한 결과, LGG 투여군은 위약군에 비해 증상이 호전되고 있음을 볼 수 있었으나 혼합 프로바이오틱스 투여군은 이러한 차이를 보여주지 못하였다(Viljanen M et al. 2005).

Lactobacillus fermentum VRI-003 PCC (Weston S et al. 2005)와 Lactobacillus sakei KCTC 10755BP (Woo SI et al. 2010)도 아토피피부염에 치료효과를 보였다. 최근 1~13세의 아토피피부염 환자를 대상으로 김치로부터 추출한 Lactobacillus plantarum CJLP133를 12주간 투여했던 무작위 이중맹검 위약대조 연구에서는 프로바이오틱스의 투여에 의해 아토피피부염의 중증도가 감소하고 말초혈액 호산구 수, IL-4 (interleukin-4) 및 IFN-γ (interferon-γ) RNA 발현이 감소하였다(Han Y et al. 2012).

그러나 이미 아토피피부염이 발생한 환자를 대상으로 프로바이오틱스에 의한 치료효과를 보기 위해 4개의 무작위 이중맹검 위약대조 연구를 모아 시행했던 메타분석에서는 통계적 유의성을 관찰할 수 없었다(Lee J et al. 2008; Tang ML et al. 2010). 따라서 현재로서는 프로바이오틱스 투여를 통한 아토피피부염 치료효과를 기대하기는 어렵다고 하겠다.

천식, 식품 알레르기 등에 대한 프로바이오틱스의 예방 및 치료효과에 대해서는 아직 긍정적이지 않다. 임산부 혹은 1세 이하의 영아에서 프로바이오틱스를 투여한 후 천식 혹은 천명음 발생 예방효과를 조사한 연구들을 모아 메타분석한 결과,위험비(risk ratio)가 천식은 0.99 (95% confidence interval [CI] 0.81-1.21), 천명음은 0.97 (95% CI 0.87-1.09)로 나와 통계적 유의성이 없음을 확인하였다. 즉, 프로바이오틱스 투여에 의한 천식 혹은 천명음 발생의 예방효과는 없다고 할 수있다(Azad MB et al. 2013).

식품 알레르기에서의 치료효과에 대한 연구에서도 프로바이오틱스의 투여가 식품 알레르기의 자연경과를 변화시키지 못하였다(Hol J et al. 2008; Flinterman AE et al. 2007). 천식이나 알레르기 비염 환자를 대상으로 프로바이오틱스를 투여했던 임상시험에서는 아직 결과들이 일관성이 없고 증거도 불충분한 상태이다(Tang ML et al. 2010).

알레르기 질환의 유병률이 높아지고 이들 질환에 대한 효과적인 대처방법이 아직 확립되어 있지 않은 가운데 예방 및 치료방법으로서 비용이 적게 들고 비교적 안전하게 이용될 수 있는 프로바이오틱스가 도움이 된다는 연구결과들은 상당히 긍정적이라고 할 수 있다. 그러나 최근까지의 연구결과를 종합해보면 아토피피부염의 발생 예방효과 이외에는 아직 알레르기 질환에서의 임상적 유용성에 대해서 결론을 내리기 힘들어 보이며, 보다 많은 연구가 필요한 상태라고 할 수 있겠다.

References

• Kalliomaki M, Salminen S, Arvilommi H, Kero P, Koskinen P, Isolauri E. Probiotics in primary prevention of atopic disease: a randomised placebo-controlled trial. Lancet. 2001;357:1076-9.
• Kalliomaki M, Salminen S, Poussa T, Arvilommi H, Isolauri E. Probiotics and prevention of atopic disease:4-year follow-up of a randomised placebo-controlled trial. Lancet. 2003;361:1869-71.
• Kalliomaki M, Salminen S, Poussa T, Isolauri E. Probiotics during the first 7 years of life: a cumulative risk reduction of eczema in a randomized, placebo-controlled trial. J Allergy Clin Immunol. 2007;119:1019-21.
• Kim JY, Kwon JH, Ahn SH, Lee SI, Han YS, Choi YO et al. Effect of probiotic mix (Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus) in the primary prevention of eczema: a double-blind, randomized, placebo-controlled trial. Pediatr Allergy Immunol. 2010;21:e386-93.
• Lee J, Seto D, Bielory L. Meta-analysis of clinical trials of probiotics for prevention and treatment of pediatric atopic dermatitis. J Allergy Clin Immunol. 2008;121:116-21.e11.
• Pelucchi C, Chatenoud L, Turati F, Galeone C, Moja L, Bach JF et al. Probiotics supplementation during pregnancy or infancy for the prevention of atopic dermatitis: a meta-analysis. Epidemiology. 2012;23:402-14.
• Fiocchi A, Pawankar R, Cuello-Garcia C, Ahn K, Al-Hammadi S, Agarwal A et al. World Allergy Organization-McMaster University Guidelines for Allergic Disease Prevention (GLAD-P): Probiotics. World Allergy Organ J. 2015;8:4.
• Majamaa H, Isolauri E. Probiotics: a novel approach in the management of food allergy. J Allergy Clin Immunol. 1997;99:179-85.
• Isolauri E, Arvola T, Sutas Y, Moilanen E, Salminen S. Probiotics in the management of atopic eczema. Clin Exp Allergy. 2000;30:1604-10.
• Rosenfeldt V, Benfeldt E, Nielsen SD, Michaelsen KF, Jeppesen DL, Valerius NH et al. Effect of probiotic Lactobacillus strains in children with atopic dermatitis. J Allergy Clin Immunol. 2003;111:389-95.
• Viljanen M, Savilahti E, Haahtela T, Juntunen-Backman K, Korpela R, Poussa T et al. Probiotics in the treatment of atopic eczema/dermatitis syndrome in infants: a double-blind placebo-controlled trial. Allergy. 2005;60:494-500.
• Weston S, Halbert A, Richmond P, Prescott SL. Effects of probiotics on atopic dermatitis: a randomised controlled trial. Arch Dis Child. 2005;90:892-7.
• Woo SI, Kim JY, Lee YJ, Kim NS, Hahn YS. Effect of Lactobacillus sakei supplementation in children with atopic eczema-dermatitis syndrome. Ann Allergy Asthma Immunol. 2010;104:343-8.
• Han Y, Kim B, Ban J, Lee J, Kim BJ, Choi BS et al. A randomized trial of Lactobacillus plantarum CJLP133 for the treatment of atopic dermatitis. Pediatr Allergy Immunol. 2012;23:667-73.
• Tang ML, Lahtinen SJ, Boyle RJ. Probiotics and prebiotics: clinical effects in allergic disease. Curr Opin Pediatr. 2010;22:626-34.
• Azad MB, Coneys JG, Kozyrskyj AL, Field CJ, Ramsey CD, Becker AB et al. Probiotic supplementation during pregnancy or infancy for the prevention of asthma and wheeze: systematic review and metaanalysis. BMJ. 2013;347:f6471.
• Hol J, van Leer EH, Elink Schuurman BE, de Ruiter LF, Samsom JN, Hop W et al. The acquisition of tolerance toward cow's milk through probiotic supplementation: a randomized, controlled trial. J Allergy Clin Immunol. 2008;121:1448-54.
• Flinterman AE, Knol EF, van Ieperen-van Dijk AG, Timmerman HM, Knulst AC, Bruijnzeel-Koomen CA et al. Probiotics have a different immunomodulatory potential in vitro versus ex vivo upon oral administration in children with food allergy. Int Arch Allergy Immunol. 2007;143:237-44.

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프로바이오틱스 선택전략 및 섭취가이드

정혜진 약사 정약사의 비타민약국

최근 들어 프로바이오틱스에 대한 관심이 매우 뜨겁다. 건강기능식품 시장에서도 2011년 이후 30% 가까운 높은 성장률을 보이며 가장 주목 받는 건강기능식품 소재 1위로 꼽혔고, 올해도 역시 지속적인 관심을 받을 것으로 예측되고 있다.

현재 수십여 종의 프로바이오틱스 제품들이 출시되어 있다. 다양한 제품들로 인해 소비자의 선택의 폭은 넓어졌으나 제품을 선택하는 데 있어서는 오히려 어려움을 느낄 수 있다. 따라서 내 몸에 맞는 프로바이오틱스를 선택하기 위한 전략과 섭취 시 주의사항에 대해 살펴보고자 한다.

프로바이오틱스와 한국인

우리 몸 속의 장내균총은 사람마다 각각 다르다. 고유의 장내균총은 보통 생후 12개월 이전에 형성되며 분만상태, 모유 수유 여부 등에 의해 영향을 받을 수 있다. 무균 상태였던 태아의 장은 태어나면서 엄마로부터 균을 습득하여 1차적으로 고유한 장내균총을 형성한다.

아기의 분변을 검사했을 때 자연분만으로 태어난 아기가 제왕절개로 태어난 아기보다 유익균인 비피더스균(Bifidobacterium속)이 더 많았다. 또한 일반적으로 모유를 먹은 아기가 분유를 먹은 아기보다 장이 튼튼한데, 이는 모유 속의 올리고당이 비피더스균의 먹이가 되어 유익균의 증식을 돕기 때문이다.

장내균총은 생활습관, 나이, 음식 등에 따라서도 크게 영향을 받는다. 아기가 모유(또는 분유) 대신 새로운 음식을 먹기 시작하는 이유기에는 다양한 세균이 몸 속으로 들어오게 되는데, 이 시기가 2차적으로 새롭게 균총이 형성되는 시기이다.

예로부터 서양인은 육류와 유제품 섭취가 주를 이룬 반면, 한국인은 쌀을 주식으로 하여 김치와 나물 등을 위주로 한 식단을 유지해 왔다. 음식물의 소화 및 흡수에 영향을 미치는 장내균총은 오랜 시간 섭취한 음식에 따라 달라지게 된다. 아직까지 국내에서는 프로바이오틱스 배양에 사용되는 스타터(starter) 균주를 주로 수입에 의존하고 있는데 한국인에게 맞는 균주, 즉 한국인 유래 균주로 된 프로바이오틱스를 선택한다면 더욱 유익한 효과를 얻을 것으로 기대된다.

프로바이오틱스 선택전략

최근 장 건강, 면역력 증진 등 건강에 대한 소비자들의 관심이 높아지면서 온 가족이 함께 프로바이오틱스를 섭취하는 경우가 많아졌다. 제조사마다 앞다투어 신제품을 출시하고 있고 홈쇼핑이나 대형마트에서도 다양한 제품을 접할 수 있는 상황에서, 효과적이고 안전하게 프로바이오틱스를 섭취하기 위해서는 다음과 같은 사항들을 고려하여 제품을 선택해야 한다.

첫 번째, 살아있는 균수가 보장되어야 한다.

최근 출시되고 있는 프로바이오틱스는 대부분 생균이기 때문에 장에 도달하는 생균 수가 중요한 요인이다. 제품 포장에 명시되어 있는 <영양기능정보> 에는 1억~100억 마리(CFU [colony forming unit]/g) 등 유효기간 내에 남아있는 균 수를 표기하도록 되어 있다. 보통 초기 투입되는 균 수는 표기사항의 5~10배 이상이다. 따라서 가능한 한 제조일자가 얼마 되지 않은 제품을 선택하도록 하며, 유통경로가 확실한 약국이나 병원에서 구매하는 것이 좋다.

두 번째, 제품의 균주를 확인한다.

프로바이오틱스가 장내에서 작용하기 위해서는 섭취한 프로바이오틱스가 장까지 잘 도달하여 장에 부착하고 빠르게 증식해야 한다. 따라서 내열성과 내산성, 부착력, 증식력 등이 우수한 균주가 좋다.  프로바이오틱스의 작용기전은 대체로 유사하나 효과는 균주 특이성이 있다.

소아의 급성 설사 치료와 예방, 아토피나 알레르기 반응의 억제, 과민성 대장증후군의증상 완화 등 각각의 경우에 따라 선택되는 균주가 달라질 수 있다. 또한 같은 종의 프로바이오틱스라도 균주에 따라 다른 면역반응을 유도할 수 있으므로 각 균주의 특이성을 잘 이해하는 것이 필요하다. 여러 균주를 혼합하여 쓰는 것이 좋은지에 대해서는 아직 잘 알려져 있지 않으나, 일반적으로 락토바실러스균(Lactobacillus속)과 비피더스균 등이 3종 이상 혼합되어 있는 제품이 선호된다.

세 번째, 이왕이면 믿을만한 회사의 제품이 좋다.

프로바이오틱스는 미생물이다. 미생물은 환경에 따라 민감하게 반응하기 때문에 영향을 미칠 수 있는 변수도 많다. 또한 프로바이오틱스가 인체에 이롭게 작용한다는 점에 있어서는 대부분 동의하지만 임상적 효과에 대해서 아직은 의견이 분분하다. 따라서 과학적으로 잘 설계된 연구와 임상경험이 보다 풍부한 회사의 제품을 선택하는 것이 좋다.

프로바이오틱스 섭취가이드

권장 대상

프로바이오틱스는 면역력이 약한 영·유아나 임신부의 경우 특히 복용을 권장한다. 일찍부터 어린이집에 다니는 0~5세 미만 영·유아의 경우 감기나 바이러스성 장염 등에 취약할 수 있으므로 프로바이오틱스를 섭취하도록 한다.

항생제 복용, 미숙아, 수술 후 등의 경우가 아니라면 이유식을 시작하는 생후 5~6개월부터 섭취를 권장하는 편이다.임신부의 경우 호르몬의 영향으로 장 운동이 저하되어 변비가 잘 생길 수 있다. 또한 임신 후반기에 프로바이오틱스를 섭취하면 아기의 아토피를 줄일 수 있으며 질 감염을 막아 조산을 방지하는 효과가 있어 섭취가 권장된다.

섭취 방법

식약처의 기준에 따르면 프로바이오틱스의 일일 권장 섭취량은 1억~100억 CFU로 연령, 증상에 따라 차이가 있을 수 있다. 무조건 많이 먹는다고 효과가 그만큼 커지는 것은 아니므로 의사 또는 약사와 상의해서 복용하도록 한다.

프로바이오틱스 섭취는 식전·식후 의견이 분분하며 제품에 따라 복용법이 상이하다. 일반적으로 식간이나 식사 1시간 이후 등을 권장하며 뜨겁지 않은 물로 섭취하는 것이 좋다. 항생제와 함께 복용 시 프로바이오틱스의 효과가 떨어질 수 있으므로복용 간격을 띄우도록 한다. 유·소아가 주로 먹는 가루형 제제를 침으로 녹여서 먹는 경우에는 치아에 남지 않도록 복용 후 물로 입 안을 헹구어 주는 것이 좋다.

섭취 기간

장의 상피세포는 손상되어도 2~3일이면 다시 정상으로 회복된다. 따라서 프로바이오틱스를 섭취할 경우 적어도 한 달 안에 빠른 증상 개선을 보이는 편이다. 다만 식이, 스트레스, 환경 등에 따라 영향을 받아 장내 환경이 다시 나빠질 수도 있으므로 필요하다면 의사 또는 약사와 상담하여 장기간 복용을 할 수 있다.

프로바이오틱스 열풍에 따라 약국에 문의하는 사람도 많아졌다. 프로바이오틱스는 건강 증진을 목표로 섭취하는 것이므로 선택 시 좀 더 신중히 접근할 필요가 있다. 자신의 질병이나 복용 중인 약물, 주 섭취 음식, 생활습관 등을 함께 고려하여 의사 또는 약사 등 전문가의 도움을 받아 나에게 가장 이로운 프로바이오틱스를 선택하는 것이 바람직할 것이다.

References

• Mandar R, Mikelsaar M. Transmission of mother's microflora to the newborn at birth. Biol Neonate. 1996;69:30-5.
• Orrhage K, Nord CE. Factors controlling the bacterial colonization of the intestine in breastfed infants. Acta Paediatr Suppl. 1999;88:47-57.
• Reid G. The potential role of probiotics in pediatric urology. J Urol. 2002;168:1512-7.
• Hoyme UB, Saling E. Efficient prematurity prevention is possible by pH-self measurement and immediate therapy of threatening ascending infection. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2004;115:148-53.
• 김지현, 한성호. Probiotics의 임상적 효능과 활용. Korean J Fam Med. 2008;29:467-74.
• 윤성식, 박영서, 최학종. 유산균 유전학 및 최근 연구 혁신: 프로바이오틱스와 면역. Curr. Top. LAB Probiotics. 2013;1:9-19.
• 김동현. 발효식품을 만드는 유산균이 내 몸을 살린다. 한언. 2007.
• 식품의약품안전처 건강기능식품(http://www.foodnara.go.kr/hfoodi)
• 한국건강기능식품협회(http://www.khsa.or.kr)