대변 속 ‘지방 성분’ 분석했더니…크론병·궤양성 대장염 구분 가능성 확인

- 부산백병원 소화기내과 이홍섭·김동우 교수팀, 대변 속 719개 지질 분석 

- “크론병과 궤양성 대장염에서 서로 다른 ‘지질 지문’ 확인”

인제대학교 부산백병원 소화기내과 이홍섭·김동우 교수 연구팀이 염증성 장질환 환자의 대변 속 지질을 분석해 크론병과 궤양성 대장염을 구분할 수 있는 분자적 특징을 확인했다. 

서로 다른 지질 패턴을 이용해 염증성 장질환의 유형을 구분하는 새로운 가능성을 마련한 것이다. 이번 연구 결과는 SCIE급 국제학술지 ‘Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis’ 온라인판 최근호에 게재됐다.

염증성 장질환(IBD)은 장에 만성적인 염증이 발생하는 질환으로, 대표적으로 궤양성 대장염​과 크론병​이 있다. 두 질환은 복통, 설사, 혈변 등 비슷한 증상을 보이지만 염증이 발생하는 위치와 양상, 치료 방법 등이 달라 정확하게 구분하는 것이 중요하다. 현재는 내시경과 조직검사, 영상검사, 혈액검사 등을 종합해 진단하지만, 이홍섭·김동우 교수연구팀은 대변을 이용해 질환의 특징을 확인하는 방법에 주목했다.

대변에는 음식물 찌꺼기뿐 아니라 장에서 만들어지거나 흡수되지 않은 다양한 대사산물과 장내 미생물이 만들어낸 물질이 포함돼 있다. 특히 ‘지질’은 다양한 지방 성분으로서 세포의 기능과 염증, 면역반응 등에 관여하기 때문에, 장에 염증이 생기면 그 구성에도 변화가 나타날 수 있다.

이에 연구팀은 염증성 장질환 환자 65명의 대변 검체를 분석했으며, 총 719개의 지질을 확인하고 질환별 특징을 비교했다. 그 결과 크론병과 궤양성 대장염 환자 사이에서 세라마이드, 지방산, 중성지방, 에테르 결합 디아실글리세롤 등의 지질군에서 유의한 차이가 나타났다. 특히 장내 미생물과 관련된 지질로 알려진 FAHFA도 두 질환에서 서로 다른 양상을 보이는 것을 확인했다. 

연구팀은 “크론병과 궤양성 대장염 환자의 대변에서 발견되는 지방 성분의 구성이 서로 달랐고, 이를 하나의 ‘지질 지문’처럼 활용할 가능성을 확인했다.”라며 “다만 질병 활성도, 대변 칼프로텍틴 수치, 체질량지수 등과는 유의한 연관성을 보이지 않았다. 대변검사만으로 크론병이나 궤양성 대장염을 확진할 수 있는 것은 아니라는 것”이라고 설명했다. 

이어 연구팀은 AI 머신러닝을 이용해 대변 속 지질 정보로 두 질환을 구분할 수 있는지 분석에 들어갔다. 그 결과 두 질환을 얼마나 잘 구분하는지를 나타내는 지표인 ROC-AUC가 0.80 이상을 나타내며 유의미한 결과를 보였다. 향후 대변 검체가 염증성 장질환을 진단하는 비침습적 바이오마커로 발전할 가능성을 보여준 것이다.

교신저자를 맡은 이홍섭 교수는 “이번 연구는 대변 속 지질을 정밀하게 분석함으로써 크론병과 궤양성 대장염에서 서로 다른 분자적 특징을 확인했다는 데 의미가 있다.”라며 “향후 추가 연구를 통해 비침습적 검체인 대변을 활용한 염증성 장질환의 진단 및 질환 분류 방법으로 발전할 수 있기를 기대한다.”고 전했다.