미국 연구진은 칼슘이 병원내 감염을 유발하는 클로스트리듐 디피실리균(C. diff)과 연관이 있으며 이 감염증에 대항하는데 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 발견했다.
이 연구는 미국 미시건대학교 의과대학과 미국 식품의약국의 연구자들이 진행했으며 국제학술지 플로스 병원체(PLoS Pathogens)에 게재됐다. 이번 연구결과는 무엇 때문에 클로스트리듐 디피실리균 포자(spore)의 잠복 상태가 해제되는지 밝혀내는데 도움이 될 것이라고 예상되고 있다.
연구진은 쥐를 대상으로 실시한 실험결과이기는 하지만 일부 환자들과 요양원 거주자들의 C. diff 감염 위험이 높은 이유를 규명하는데 기여할 수 있을 것이라고 말했다. 이 연구에 따르면 C. diff 감염증 위험이 높은 그룹에는 특정 의약품 또는 보충제 복용으로 인해 장내 칼슘 수치가 과도하게 높지만 비타민 D 수치가 낮거나 장 질환을 앓고 있어 칼슘 흡수가 충분히 이뤄지지 않는 사람이 포함된다.
이 연구결과는 클로스트리듐 디피실리균이 과도한 칼슘과 함께 간에서 생산되는 담즙염을 인식할 수 있으며 이를 통해 활성화되고 포자벽이 깨진다는 이론을 제시한다. 이전에 실시된 연구에서는 글리신이라는 아미노산이 없으면 이 과정이 불가능하다는 의견이 제기됐었지만 새로운 연구에 따르면 칼슘과 타우로콜린산염(taurochlorate)만으로도 충분히 가능하다고 한다. 장내 칼슘이 감소된 쥐의 장에서는 C. diff 포자 발아 비율이 90% 낮은 것으로 나타났다.
연구 수석저자인 미시건 의과대학의 필립 한나 박사는 “이러한 포자가 딱딱한 껍질로 덮인 씨앗과 같아 장내 산성 환경을 온전히 지나칠 수 있다”며 “이 포자의 대부분은 칼슘으로 이뤄져 있는데 장내 칼슘과 담즙염은 포자의 활성화와 발아 과정 시작에 필요한 효소를 촉발시킬 수 있는 것으로 관찰됐다”고 설명했다.
연구진은 역설적이게도 환자들의 장내 칼슘 수치를 더 높이는 것이 C. diff 감염증의 해결책이 될 수 있다고 주장했다. 환자의 장내 잠복 C. diff 포자를 일제히 깨워 발아된 형태만 사멸시킬 수 있는 항생제에 취약하게 만들 수 있다는 것이다. 이는 설사를 통해 더 많은 포자들이 전파되는 것을 막을 수도 있게 해 환자 자신이나 다른 환자들에게 위협이 될 수 있는 전염 사이클을 늦추거나 멈추게 할 가능성이 있다고 한다.
이러한 발견을 가능하게 한 대학원생인 트래비스 코칸은 C. diff 성장을 지속시키는 다른 영양소를 제외하고 칼슘만 제거한 증식배지에서 새로운 포자 발아가 일어나지 않았다고 밝혔다.
이를 토대로 FDA의 생물의약품국(CBER)은 실험 접시와 쥐의 장에 대한 후속 연구를 진행했다. FDA의 폴 칼슨 박사를 비롯한 연구진은 글리신이 영향을 미치지 않도록 변이된 C. diff 포자가 여전히 발아되고 증식할 수 있다는 것을 알아냈다. 변이되거나 일반적인 형태의 세균 모두 포자 내 효소가 활성화되고 포자벽 용해가 일어났는데 이 과정에서 포자 내에 있던 저장된 칼슘이 방출돼 주변 칼슘 수치가 더욱 증가되는 것으로 확인됐다.
한나 박사는 담즙염과 C. diff 포자 발아와의 연관성은 1982년에 켄 윌슨 박사가 주도한 미시건 의대 연구팀에 의해 처음 발견됐다고 전했다.
특정 질환이나 치료제는 칼슘 흡수 결함을 유발하는데 이는 C. diff 감염증의 위험요인이 된다. 비타민 D 결핍증 환자의 경우 장벽을 통한 칼슘 흡수가 저해돼 C. diff 발병 위험이 5배 더 높은 것으로 알려져 있다. 또한 크론병과 대장염 같은 염증성 질환 환자도 칼슘 흡수기능이 떨어질 수 있다. 프로톤 펌프 억제제 같은 위산분비억제제와 스테로이드 의약품은 장내 칼슘의 양을 증가시킬 수 있다.
한나 박사는 환자들에게 의약품이나 의사가 권고한 보충제 복용을 임의로 중단해서는 안 된다고 강조했으며 향후 추가적인 연구가 진행될 예정이라고 덧붙였다.
