초기 항생제 노출이 당뇨병 위험을 높이는 방식

📝 한눈에 보는 정보

미국 어린이 1,000명 중 약 4명은 제1형 당뇨병을 앓고 있으며, 이 질환은 특히 초기 항생제 노출로 인한 장내 미생물 불균형과 관련
‘콜로라도대학교 볼더캠퍼스(University of Colorado Boulder)’ 연구에 따르면, 생후 초기에 췌장의 베타세포가 정상적으로 발달하기 위해 특정 장내 미생물이 필요한 10일간의 결정적 시기가 존재
이 10일의 시기에 항생제를 투여하면 인슐린을 생성하는 세포의 성장이 방해받아, 훗날 제1형 당뇨병 발병에 영향을 미침
또 다른 연구에서는 임신 전후에 특정 항생제를 복용한 여성의 자녀가 제1형 당뇨병에 걸릴 위험이 현저히 높아지는 것으로 나타나
아이의 장 건강을 보호하고 당뇨병 위험을 줄이기 위해서는 임신 중과 영아기 항생제 사용을 최소화하고, 모유 수유를 장려하며, 프로바이오틱스를 전략적으로 활용하고, 영양가 있는 식단을 제공해야

🩺 Dr. Mercola

제1형 당뇨병은 미국 어린이에게 가장 흔한 만성 질환 중 하나로, 약 1,000명 중 4명에게 영향을 미친다. 이 자가면역 질환은 신체의 면역 체계가 실수로 췌장의 인슐린 생성 세포를 공격하도록 만든다. 그 결과 평생 인슐린 주사에 의존해야 하고, 혈당을 자주 측정해야 하며, 심각한 합병증 위험이 높아진다.

유전적 요인이 발병에 관여하지만, 장내 미생물군의 교란 또한 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 특히 어린 시절 항생제에 노출되면 중요한 발달 시기에 장내 세균의 구성과 기능이 변화하는 것으로 나타났다. 이러한 변화는 면역 조절을 방해하고 제1형 당뇨병으로 이어지는 자가면역 반응의 연쇄를 촉발한다.

‘유타대학교 보건대학(University of Utah Health)’ 연구진이 수행한 새로운 연구는 이러한 연관성을 뒷받침하는 추가 증거를 제시했다. 연구진은 생후 특정 10일간의 항생제 노출이 장내 미생물총을 교란시켜 췌장의 인슐린 생성 베타세포 발달을 방해한다는 사실을 발견했으며, 이를 통해 항생제의 조기 사용이 증상 발현 이전에 대사 건강을 어떻게 바꾸는지를 밝혔다.

미생물이 췌장 발달과 당뇨병 위험에 미치는 영향

‘사이언스(Science)’에 게재된 해당 연구는 미생물이 췌장의 인슐린 생성 세포인 베타세포의 초기 발달에 어떤 영향을 미치는지를 조사했다. 연구진은 생쥐를 이용해 젖떼기 직전 10일 동안 유익한 미생물이 존재해야만 이 세포의 성장을 촉진할 수 있는 결정적 시기가 있다는 사실을 발견했다.

• 세균과 곰팡이 모두 베타세포 발달을 촉진했다 — 연구진은 이 10일 동안 세균을 제거하기 위해 항생제를, 곰팡이를 제거하기 위해 항진균제를 각각 사용했다. 두 경우 모두 생쥐는 정상적인 베타세포 집단을 형성하지 못했다. 이는 이 짧은 시기에 세균과 곰팡이가 존재해야 훗날 췌장이 인슐린을 제대로 생산할 수 있음을 의미한다.

• 특정 미생물은 일정 시기에만 작용했다 — 연구진은 이 시점이 인간에게도 적용되는지 확인하기 위해 사람의 영아에게서 얻은 장내 미생물을 무균 생쥐에 이식했다. 그 결과 생후 7~12개월 영아에게서 채취한 미생물만이 생쥐의 베타세포 발달을 유도했다. 그보다 어린 혹은 더 나이 든 영아의 미생물은 아무런 영향을 주지 않았다. 이는 인간 아기 역시 적절한 장내 미생물 조합이 췌장 발달을 돕는 짧은 시기를 겪는다는 것을 시사한다.

• 세 가지 미생물이 핵심으로 확인됐다 — 실험에 사용된 모든 종 가운데, 베타세포 발달을 일관되게 촉진한 미생물은 단 세 가지였다. 즉, 장내에서 흔히 발견되는 세균인 대장균(Escherichia coli), 장내에 서식하는 세균종 엔테로코쿠스 갈리나룸(Enterococcus gallinarum), 그리고 효모의 일종인 칸디다 더블리니엔시스(Candida dubliniensis)였다. 이 세균들을 해당 10일 시기에 투입하자, 췌장의 인슐린 생성 세포 수가 증가했다.

• 칸디다 더블리니엔시스가 가장 강력한 면역 효과를 보였다 — 세 가지 미생물 중 칸디다 더블리니엔시스는 특히 두드러진 영향을 보였다. 이 미생물은 췌장 내 대식세포(macrophage) 수를 증가시켰다. 대식세포는 면역 체계의 일부로, 세포 찌꺼기를 청소하고 조직 재생을 돕는 역할을 한다. 이번 연구에서는 대식세포가 베타세포 성장을 돕는 것으로 관찰되었다.

대식세포의 작용을 차단하자 이 곰팡이는 더 이상 베타세포 수를 늘리지 못했으며, 이는 면역 반응이 이러한 효과를 매개한다는 것을 확인시켰다.

• 그 효과는 곰팡이의 세포벽 구조에 달려 있었다 — 칸디다 더블리니엔시스 의 외피 구조, 특히 만난(mannan)과 키틴(chitin)이라는 분자들이 면역 반응을 유도하는 핵심 역할을 했다. 이들 분자는 면역 체계에 의해 인식되어 생물학적 ‘온’ 스위치처럼 작동하며, 면역세포가 성장 또는 수복을 지원하도록 신호를 보낸다. 이러한 구조적 신호가 없다면 해당 곰팡이는 아마도 아무런 효과를 내지 못할 것이다.

• 이 곰팡이는 취약한 생쥐에서 당뇨병 위험을 크게 낮추었다 — 제1형 당뇨병에 유전적으로 취약한 수컷 신생 생쥐에서 칸디다 더블리니엔시스의 조기 정착은 질병 발병 가능성을 낮췄다.

• 유익한 미생물의 건강 잠재력 — 콜로라도대학교(University of Colorado) 바이오프론티어연구소의 제니퍼 힐(Jennifer Hill) 부교수 겸 수석 연구자는 이번 연구 결과의 의미를 다음과 같이 설명했다.

“우리는 전통적으로 세균을 피해야 할 대상으로 여겨왔지만, 실제로는 병원균보다 유익한 미생물이 훨씬 더 많을 것이다. 이들의 힘을 활용한다면 인류 건강에 큰 도움이 될 수 있다.”

항생제 노출의 시기와 종류는 당뇨병 위험에 중요한 영향을 미친다

장내 미생물군과 당뇨병 위험 간의 연관성에 대한 추가적인 통찰을 제시하기 위해, 2025년 1월 ‘소아과 저널(The Journal of Pediatrics)’에 발표된 대규모 등록 기반 연구는 제1형 당뇨병으로 진단받은 핀란드 아동 2,869명의 데이터를, 당뇨병이 없는 74,263명의 기준 집단과 비교 분석했다. 연구진은 임신 전부터 출생 후 2년까지의 기간 동안 사용된 항생제의 종류와 노출 시기를 분석했다.

• 임신 전 모성 마크롤라이드 사용은 위험을 높였다 — 연구에 따르면 임신 전 1년 동안 아지트로마이신이나 에리트로마이신과 같은 마크롤라이드 계열 항생제를 복용한 여성의 자녀는 제1형 당뇨병 발병 위험이 17% 높았다.

• 설폰아마이드와 트리메토프림은 위험을 크게 높였다 — 임신 중 (주로 요로감염 치료에 사용됨) 설폰아마이드와 트리메토프림을 처방받은 여성의 자녀는 제1형 당뇨병 발병 위험이 91% 높았다. 이는 연구에서 확인된 가장 강력한 연관성 중 하나로, 태아기가 미생물 교란에 특히 취약한 시기임을 보여준다.

• 트리메토프림은 엽산 대사를 방해할 수 있다 — 임신 중 위험이 높아지는 이유 중 하나로, 트리메토프림이 태아의 장기 발달, 특히 췌장 형성에 필수적인 엽산 대사를 방해한다는 점이 제시되었다. 연구진은 이러한 기전을 임신 중 항생제 노출로 인한 위험 증가의 생물학적으로 개연성 있는 설명으로 언급했다.

• 마크롤라이드 이중 노출은 위험을 더욱 높였다 — 임신 전·중의 모성 복용과 영아기 본인 복용을 통해 마크롤라이드에 모두 노출된 아동은 두 시기 모두 노출되지 않은 아동보다 제1형 당뇨병 위험이 29% 높았다. 이는 동일한 계열의 항생제가 면역 체계 발달의 여러 단계에서 반복적으로 투입될 경우 누적적인 효과가 발생함을 시사한다.

• 항생제의 영향은 남아와 여아에서 달랐다 — 연구에 따르면 생후 첫해에 항생제를 투여받은 남아는 제1형 당뇨병 위험이 높았으나, 여아에서는 이러한 위험 증가가 나타나지 않았다. 이는 항생제가 당뇨병 위험에 미치는 영향이 아동의 성별에 따라 다를 수 있음을 보여준다.

• 총 처방 횟수는 위험에 영향을 주지 않았다 — 임신 전·중의 모성 처방이든 출생 후 아동 처방이든, 항생제 처방 총 횟수는 당뇨병 위험의 증가나 감소와 상관이 없었다. 이는 항생제 사용 횟수보다 어떤 항생제를 언제 사용했는지가 더 중요함을 의미한다.

• 미생물군 교란은 여전히 가능한 주요 기전이다 — 저자들은 조기 항생제 사용이 산모와 아이 모두의 장내 미생물군을 변화시킨다고 지적했다. 제1형 당뇨병이 자가면역 질환인 만큼, 면역 체계가 형성되는 시기에 미생물 환경이 교란되면 질병 발병에 기여할 수 있다.

항생제가 아이에게 미치는 다른 부작용은 무엇인가?

항생제는 감염 치료에 필요한 경우도 있지만, 제1형 당뇨병 외에도 아이의 건강에 영향을 미칠 수 있는 다양한 부작용을 동반한다. 조기 항생제 노출은 다음과 같은 여러 위험 요인과 연관되어 있다.

• 알레르기 질환과 천식 — 연구에 따르면 영유아기에 항생제를 투여받은 아이들은 성장 후 아토피피부염, 천식, 알레르기 비염 등 알레르기성 질환을 겪을 가능성이 더 높다. 이때 변화된 장내 미생물군이 면역 체계를 염증성·과민성 상태로 이끄는 것으로 보인다.

• 반복 감염과 면역 약화 — 항생제는 장내 미생물의 ‘면역 훈련’을 방해해 아이가 강하고 유연한 면역 체계를 형성하는 능력을 떨어뜨린다. 아이러니하게도, 이는 항생제가 원래 치료하려던 바로 그 감염에 더 취약하게 만든다.

• 비만 및 대사질환 위험 증가 — 여러 연구는 조기 항생제 사용이 소아 비만과 대사 이상 발생률 증가와 관련된다고 보고했다. 그 이유 중 하나는 장내 세균이 음식으로부터 에너지를 생성하고 지방 저장 호르몬을 조절하는 방식을 결정하기 때문이다. 이러한 세균이 교란되면 대사 균형이 잘못된 방향으로 이동한다.

• 행동 및 신경 발달의 변화 — 생애 초기에 장-뇌 축이 교란되면 신경 발달에도 영향을 미치는 것으로 보인다. 연구에 따르면 조기 항생제 노출은 ADHD와 행동 장애의 위험 증가와 관련이 있다.

• 아동 장내 미생물군의 항생제 내성 증가 — 내성균주는 수년간 장내에 잔존하면서 미생물 다양성을 변화시키고, 향후 세균 감염 치료의 효과를 제한한다.

아이를 항생제의 부작용으로부터 보호하는 방법

현재 부모이거나 곧 부모가 될 예정이거나, 혹은 미리 준비 중이라면, 임신 전·임신 중·출생 초기의 선택이 아이의 대사, 면역력, 그리고 평생의 만성질환 위험에 직접적인 영향을 미친다는 점을 기억해야 한다.

항생제는 때로 필요하지만, 대부분의 경우 과도하게 처방된다. 지금부터라도 아이의 중요한 발달 시기에 장내 미생물군을 보호하기 위한 조치를 취할 수 있다. 다음은 필자가 권하는 접근 방법이다.

1. 임신 중에는 꼭 필요한 경우가 아니라면 항생제를 피하라 — 처방을 받기 전에 잠시 멈추고 지금 정말 이 약이 꼭 필요한지 스스로에게 물어라. 혹시 더 안전하고 위험이 낮은 대안이 있지는 않을까? 목표는 치료를 피하는 것이 아니라, 산모와 아기 모두에게 도움이 되는 치료를 선택하는 것이다.

2. 급하지 않다면 아기의 항생제 사용을 나중으로 미루어라 — 아이에게 항생제가 필요하다고 들으면, 투여 시기·용량·진단에 대해 반드시 확인하라. 가벼운 귀 통증이나 미열이라면 경과 관찰이나 자연 요법을 우선 고려하라. 생후 첫 몇 달간 아기의 장내 미생물군을 보호하는 것은 가장 강력한 장기 보호 조치 중 하나이다.

3. 출생 첫날부터 아이의 미생물군을 지지하라 — 모유 수유가 가능하다면 꾸준히 지속하라. 모유는 건강한 미생물군 형성에 도움이 되는 유익균과 프리바이오틱스를 자연적으로 전달한다. 분유를 사용한다면 프리바이오틱스나 장내 미생물 친화 성분이 첨가된 제품을 선택하라.

또한 아기의 생활 환경에도 주의를 기울여야 한다. 손 소독제, 항균 비누, 불필요한 약물의 과도한 사용은 아기가 면역력을 키우는 데 필요한 미생물 노출 자체를 방해한다. 약간의 흙과 자연적 접촉은 강한 면역 체계 형성에 크게 도움이 된다.

4. 프로바이오틱스는 무조건이 아니라 전략적으로 사용하라 — 아이가 항생제를 복용했거나 제왕절개로 태어났다면 장내 세균총을 보충하는 것이 좋다. 유아기 면역 발달에 대한 연구 근거가 있는 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis)나 락토바실러스 람노서스 GG(Lactobacillus rhamnosus GG) 같은 균주를 선택하라.

산모의 경우 장벽과 대사 건강을 지지하는 아커만시아 무시니필라(Akkermansia muciniphila) 같은 유익균을 통해 장 건강을 개선하면 아이의 미생물군에도 긍정적인 영향을 미친다. 항생제 복용이 필요한 경우, 프로바이오틱스는 항생제와 경쟁하지 않도록 복용 시점을 분리해 ‘이어서’ 복용해야 한다.

5. 음식으로 장기적인 대사 회복력을 구축하라 — 아이가 이유식을 시작할 때, 이를 평생의 미생물군을 형성할 기회로 삼아라. 유익균의 먹이가 되는 식이섬유가 풍부한 식물성 식품(과일, 익힌 채소, 뿌리채소 등)을 제공하라.

요거트(무가당, 가능하면 생유나 목초사육 유래)나 사우어크라우트 같은 발효 식품을 소량 포함하라. 가공식품, 특히 식물성 기름이 들어간 음식은 염증을 유발하고 장 건강을 해치므로 피해야 한다. 아이의 장내 세균은 포장된 간식이나 멸균식이 아닌 ‘진짜 음식’에서 번성한다.