연구동향
청개구리 장내 박테리아의 놀라운 항암효과
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관리자
작성일
2026-07-28 14:26
조회
162
인간의 장 속에는 약 500~1,000종의 미생물이 공생하고 있으며, 이러한 미생물군(Gut Microbiota)은 인체의 항상성 유지에 중요한 역할을 한다. 특히, 장내 미생물군과 이들이 생산하는 여러 가지 지방산(fatty acids), 이차 담즙산(bile acids) 등의 생리활성물질은 인체의 소화 과정과 대사 조절, 염증 반응 및 면역 체계 조절을 조율하고, 병원체 침입에 대한 필수적인 방어 기전을 제공하는 등 인체 건강에 커다란 영향을 미친다. 그러므로 장내 미생물의 구성과 분포를 조절하여 건강을 개선하거나 질병을 치료하려는 연구가 많이 진행되고 있다.
마이크로바이옴(Microbiome) 치료제는 인체에 공생하는 미생물 군집, 특히 장내 미생물(대부분 박테리아)의 구성과 분포의 균형을 조절하여 건강을 개선하거나 질병을 치료하는 약제를 의미한다. 이러한 치료제는 특정 미생물의 성장을 촉진하거나 억제하는 물질로, 공생하는 미생물군의 구성을 변경, 유익균의 보충 또는 유해균의 성장 억제를 통하여 장내 미생물의 균형을 유지하고, 장내 미생물과 상호작용하여 면역 체계를 조절하고 염증 반응을 감소시킬 수 있다.
초기 마이크로바이옴 치료제 연구에서는, 건강한 사람의 분변에서 미생물군을 채취하여 환자의 직장으로 주입하여 장내 미생물군의 회복을 촉진하는 분변이식술(Fecal Microbiota Transplantation)과 같은 연구가 시도 되었다. 일례로, 항생제 남용으로 장내 미생물 생태계가 파괴되어 발생하는 난치성 질환인 재발성 클로스트리디움 디피실 감염(CDI: Clostridium difficile Infection)의 재발 방지를 위하여 건강한 사람의 분변에서 채취하여 정제한 살아있는 장내 미생물군(fecal microbiota, live-jslm) 용액을 환자의 직장을 통하여 주입하는 생균 기반 치료제인 레비오타(Rebyota)가 마이크로바이옴 치료제로 2022년 FDA의 승인을 받았다 (바로가기). 또한 장내 미생물 중에서 Firmicutes(Bacillota)문에 속하는 박테리아만으로도 CDI 감염을 예방할 수 있다는 연구 결과에 따라 Firmicutes 박테리아 포자만을 선택적으로 정제하여 캡슐에 담은 경구용 약제인 보우스트(Vowst)도 2023년 FDA의 판매 허가를 받은 바 있다 (바로가기).
이외에도 장내 미생물 복합 균주 또는 분리된 단일 균주를 이용한 다양한 약제 개발 연구가 현재에도 활발하게 진행되고 있다.
장내 미생물군의 구성과 다양성은 공생 숙주의 종에 따라 변화가 많고, 섭식 및 서식 환경 등 다양한 요인이 미생물 군집의 구조와 기능에 영향을 미치기도 한다. 계통발생적으로 포유류와는 다르게 진화한 양서류와 파충류에는 포유동물의 장내 미생물군과는 다른 독특한 특징(새로운 대사 능력, 항균 활성, 숙주 상호작용 등)을 갖는 미생물종이 존재할 수 있기 때문에 이에 대한 연구도 많이 진행되고 있다.
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최근에는 장내 미생물군의 구성과 암 발생 간에 밀접한 연관성이 있으며, 특정 박테리아 종이 암의 시작과 진행 경로에 상당한 영향을 미칠 수 있음을 보여주는 연구 결과가 다수 보고되고 있다 (바로가기). 마이크로바이옴-암 상호작용의 기전은 매우 다양하며 다양한 암종에서 면역 억제제 등의 치료 효능을 크게 향상시키는 특정 장내 미생물 종이 확인되어 보고되고 있다. 이에 따라 장내 미생물군을 이용한 항암치료 연구도 많이 진행되고 있다.
2025년 12월, 일본과학기술원(JAIST) 에이지로 미야코 교수 연구팀은 일본 청개구리(Dryophytes japonicus)의 장에 자연적으로 존재하는 박테리아가 쥐에게서 놀라운 항암효과를 나타낸다는 사실을 발견하고 그 결과를 국제 저명 학술지인 ‘Gut Microbes’에 발표하였다. (논문 바로가기)
이번 연구 결과는 단순히 장내 미생물군(박테리아)을 조절하는 것이 아니라, 살아있는 박테리아를 이용하여 종양을 직접 표적 치료하는 새로운 암 치료법을 제시하였다.
연구진은 야생 양서류 개체군에서 종양 발생이 다른 종에 비해 현저히 낮다는 것에 주목하여 양서류의 장내 박테리아 연구를 시작하였다. 연구팀은 두 종의 양서류(일본 청개구리, Dryophytes japonicus & 일본 붉은배 도롱뇽, Cynops pyrrhogaster)와 한 종의 파충류(일본 풀도마뱀, Takydromus tachydromoides)의 장에서 총 45종의 박테리아 균주를 분리하여 실험실에서 배양한 후 쥐의 종양에 정맥 주사로 투여하여 항종양 효과를 평가하였다. 체계적인 스크리닝을 통해 9종의 균주에서 항종양 효과가 나타났으며 그중 일본 청개구리(Dryophytes japonicus)에서 분리된 Ewingella americana 라는 균이 가장 강한 항종양 활성을 보였다.
면역 능력을 유지하면서도 인간 대장암의 주요 특징을 재현하는 잘 확립된 마우스 Colon-26 대장암 모델(Colon26-bearing BALB/c mice)에 E. americana 균주를 정맥 주사로 단 1회만 투여 했는데도 종양이 완전히 제거되어 100% 완전 관해율(CR)을 보였다. 이 치료법은 대조 약제로 사용한 면역 체크포인트 억제제(anti-PD-L1 Antibody)와 화학요법 약물인 독소루비신(Liposomal Doxorubicin) 등 비교용 표준 치료법보다 훨씬 우수한 항종양 효과를 보였다.
연구진은 기전 연구를 통해 E. americana 균이 두 가지 상호보완적인 기전을 통해 종양을 치료한다는 것을 밝혀냈다.
첫째, E. americana는 종양을 직접 공격한다 (종양 세포막 파괴). 이 균주는 통성 혐기성 박테리아(facultative anaerobic bacterium)로서 산소가 풍부한 환경과 산소가 부족한 환경 모두에서 번성하며, 종양 내 흔히 발견되는 산소 부족 영역 내에서 증식하여 종양의 세포막을 파괴하였다. 투여 후 24시간 만에 박테리아 개체 수가 약 3,000배 증가하여 암세포를 직접적으로 파괴하였다.
둘째, E. americana는 면역 체계를 활성화한다. E. americana는 면역 체계를 자극하여 T 세포, B 세포, 호중구 등의 면역 세포들을 종양으로 끌어들이며 이 면역 세포들은 TNF-α와 IFN-γ 등 염증성 신호 분자를 방출하여 면역 반응을 강화하고 암세포 사멸을 촉진하였다.
본 연구에서 가장 특징적인 점의 하나는 E. americana가 거의 종양 내부에만 축적되고 건강한 장기에는 전혀 정착되지 않는다는 점이었다.
연구팀은 E. americana균을 이용한 치료의 안전성 연구도 진행했는데, 박테리아가 혈류에서 24시간 이내에 빠르게 제거되며 (반감기: 1.2시간), 간, 비장, 폐, 신장, 심장 등 건강한 장기에서는 박테리아 정착이 발견되지 않았으며 오로지 종양에만 선택적으로 정착하는 것으로 나타났다.
또한, 치료 초기 가벼운 일시적인 염증만 있었으나 72시간 이내에 정상으로 돌아왔고, 60일간의 관찰기간 동안 만성 독성 및 재발의 증거는 발견되지 않았다.
E. americana로 치료된 마우스에서는 항종양 면역학적 기억이 60일 이상 지속되어 종양 재접종 실험에서 완전한 종양 거부 반응이 확인되었다.
연구진은 E. americana 치료법이 다른 고형암(유방암, 췌장암, 흑색종)으로도 확장될 수 있는지 연구할 예정이라고 밝혔다.
본 연구는 비록 동물에서만 확인된 결과며 인간에게 적용하기 위해서는 앞으로 많은 추가적인 연구가 필요하지만, 자연에 존재하는 비병원성 박테리아 치료제 개발의 기초를 마련하며, 암 치료 전략 발전에 있어 미생물 다양성의 중요성을 보여주는 연구 결과로 평가되고 있다.
Japan Advanced Institute of Science and Technology. "This frog bacterium wiped out cancer tumors in mice with a single dose." ScienceDaily. Science News, 10 July 2026. (바로가기)
“Discovery and characterization of antitumor gut microbiota from amphibians and reptiles: Ewingella americana as a novel therapeutic agent with dual cytotoxic and immunomodulatory properties.” GUT MICROBES 2025, VOL. 17, NO. 1, 2599562. (바로가기)
“Bacterial-Based Methods for Cancer Treatment: What We Know and Where We Are.“ Oncol Ther 10, 23–54 (2022). (바로가기)
마이크로바이옴(Microbiome) 치료제는 인체에 공생하는 미생물 군집, 특히 장내 미생물(대부분 박테리아)의 구성과 분포의 균형을 조절하여 건강을 개선하거나 질병을 치료하는 약제를 의미한다. 이러한 치료제는 특정 미생물의 성장을 촉진하거나 억제하는 물질로, 공생하는 미생물군의 구성을 변경, 유익균의 보충 또는 유해균의 성장 억제를 통하여 장내 미생물의 균형을 유지하고, 장내 미생물과 상호작용하여 면역 체계를 조절하고 염증 반응을 감소시킬 수 있다.
초기 마이크로바이옴 치료제 연구에서는, 건강한 사람의 분변에서 미생물군을 채취하여 환자의 직장으로 주입하여 장내 미생물군의 회복을 촉진하는 분변이식술(Fecal Microbiota Transplantation)과 같은 연구가 시도 되었다. 일례로, 항생제 남용으로 장내 미생물 생태계가 파괴되어 발생하는 난치성 질환인 재발성 클로스트리디움 디피실 감염(CDI: Clostridium difficile Infection)의 재발 방지를 위하여 건강한 사람의 분변에서 채취하여 정제한 살아있는 장내 미생물군(fecal microbiota, live-jslm) 용액을 환자의 직장을 통하여 주입하는 생균 기반 치료제인 레비오타(Rebyota)가 마이크로바이옴 치료제로 2022년 FDA의 승인을 받았다 (바로가기). 또한 장내 미생물 중에서 Firmicutes(Bacillota)문에 속하는 박테리아만으로도 CDI 감염을 예방할 수 있다는 연구 결과에 따라 Firmicutes 박테리아 포자만을 선택적으로 정제하여 캡슐에 담은 경구용 약제인 보우스트(Vowst)도 2023년 FDA의 판매 허가를 받은 바 있다 (바로가기).
이외에도 장내 미생물 복합 균주 또는 분리된 단일 균주를 이용한 다양한 약제 개발 연구가 현재에도 활발하게 진행되고 있다.
장내 미생물군의 구성과 다양성은 공생 숙주의 종에 따라 변화가 많고, 섭식 및 서식 환경 등 다양한 요인이 미생물 군집의 구조와 기능에 영향을 미치기도 한다. 계통발생적으로 포유류와는 다르게 진화한 양서류와 파충류에는 포유동물의 장내 미생물군과는 다른 독특한 특징(새로운 대사 능력, 항균 활성, 숙주 상호작용 등)을 갖는 미생물종이 존재할 수 있기 때문에 이에 대한 연구도 많이 진행되고 있다.
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최근에는 장내 미생물군의 구성과 암 발생 간에 밀접한 연관성이 있으며, 특정 박테리아 종이 암의 시작과 진행 경로에 상당한 영향을 미칠 수 있음을 보여주는 연구 결과가 다수 보고되고 있다 (바로가기). 마이크로바이옴-암 상호작용의 기전은 매우 다양하며 다양한 암종에서 면역 억제제 등의 치료 효능을 크게 향상시키는 특정 장내 미생물 종이 확인되어 보고되고 있다. 이에 따라 장내 미생물군을 이용한 항암치료 연구도 많이 진행되고 있다.
2025년 12월, 일본과학기술원(JAIST) 에이지로 미야코 교수 연구팀은 일본 청개구리(Dryophytes japonicus)의 장에 자연적으로 존재하는 박테리아가 쥐에게서 놀라운 항암효과를 나타낸다는 사실을 발견하고 그 결과를 국제 저명 학술지인 ‘Gut Microbes’에 발표하였다. (논문 바로가기)
이번 연구 결과는 단순히 장내 미생물군(박테리아)을 조절하는 것이 아니라, 살아있는 박테리아를 이용하여 종양을 직접 표적 치료하는 새로운 암 치료법을 제시하였다.
연구진은 야생 양서류 개체군에서 종양 발생이 다른 종에 비해 현저히 낮다는 것에 주목하여 양서류의 장내 박테리아 연구를 시작하였다. 연구팀은 두 종의 양서류(일본 청개구리, Dryophytes japonicus & 일본 붉은배 도롱뇽, Cynops pyrrhogaster)와 한 종의 파충류(일본 풀도마뱀, Takydromus tachydromoides)의 장에서 총 45종의 박테리아 균주를 분리하여 실험실에서 배양한 후 쥐의 종양에 정맥 주사로 투여하여 항종양 효과를 평가하였다. 체계적인 스크리닝을 통해 9종의 균주에서 항종양 효과가 나타났으며 그중 일본 청개구리(Dryophytes japonicus)에서 분리된 Ewingella americana 라는 균이 가장 강한 항종양 활성을 보였다.
면역 능력을 유지하면서도 인간 대장암의 주요 특징을 재현하는 잘 확립된 마우스 Colon-26 대장암 모델(Colon26-bearing BALB/c mice)에 E. americana 균주를 정맥 주사로 단 1회만 투여 했는데도 종양이 완전히 제거되어 100% 완전 관해율(CR)을 보였다. 이 치료법은 대조 약제로 사용한 면역 체크포인트 억제제(anti-PD-L1 Antibody)와 화학요법 약물인 독소루비신(Liposomal Doxorubicin) 등 비교용 표준 치료법보다 훨씬 우수한 항종양 효과를 보였다.
연구진은 기전 연구를 통해 E. americana 균이 두 가지 상호보완적인 기전을 통해 종양을 치료한다는 것을 밝혀냈다.
첫째, E. americana는 종양을 직접 공격한다 (종양 세포막 파괴). 이 균주는 통성 혐기성 박테리아(facultative anaerobic bacterium)로서 산소가 풍부한 환경과 산소가 부족한 환경 모두에서 번성하며, 종양 내 흔히 발견되는 산소 부족 영역 내에서 증식하여 종양의 세포막을 파괴하였다. 투여 후 24시간 만에 박테리아 개체 수가 약 3,000배 증가하여 암세포를 직접적으로 파괴하였다.
둘째, E. americana는 면역 체계를 활성화한다. E. americana는 면역 체계를 자극하여 T 세포, B 세포, 호중구 등의 면역 세포들을 종양으로 끌어들이며 이 면역 세포들은 TNF-α와 IFN-γ 등 염증성 신호 분자를 방출하여 면역 반응을 강화하고 암세포 사멸을 촉진하였다.
본 연구에서 가장 특징적인 점의 하나는 E. americana가 거의 종양 내부에만 축적되고 건강한 장기에는 전혀 정착되지 않는다는 점이었다.
연구팀은 E. americana균을 이용한 치료의 안전성 연구도 진행했는데, 박테리아가 혈류에서 24시간 이내에 빠르게 제거되며 (반감기: 1.2시간), 간, 비장, 폐, 신장, 심장 등 건강한 장기에서는 박테리아 정착이 발견되지 않았으며 오로지 종양에만 선택적으로 정착하는 것으로 나타났다.
또한, 치료 초기 가벼운 일시적인 염증만 있었으나 72시간 이내에 정상으로 돌아왔고, 60일간의 관찰기간 동안 만성 독성 및 재발의 증거는 발견되지 않았다.
E. americana로 치료된 마우스에서는 항종양 면역학적 기억이 60일 이상 지속되어 종양 재접종 실험에서 완전한 종양 거부 반응이 확인되었다.
연구진은 E. americana 치료법이 다른 고형암(유방암, 췌장암, 흑색종)으로도 확장될 수 있는지 연구할 예정이라고 밝혔다.
본 연구는 비록 동물에서만 확인된 결과며 인간에게 적용하기 위해서는 앞으로 많은 추가적인 연구가 필요하지만, 자연에 존재하는 비병원성 박테리아 치료제 개발의 기초를 마련하며, 암 치료 전략 발전에 있어 미생물 다양성의 중요성을 보여주는 연구 결과로 평가되고 있다.
작성: 이현규(한국화합물은행)
<참고자료>Japan Advanced Institute of Science and Technology. "This frog bacterium wiped out cancer tumors in mice with a single dose." ScienceDaily. Science News, 10 July 2026. (바로가기)
“Discovery and characterization of antitumor gut microbiota from amphibians and reptiles: Ewingella americana as a novel therapeutic agent with dual cytotoxic and immunomodulatory properties.” GUT MICROBES 2025, VOL. 17, NO. 1, 2599562. (바로가기)
“Bacterial-Based Methods for Cancer Treatment: What We Know and Where We Are.“ Oncol Ther 10, 23–54 (2022). (바로가기)