전문가에게 물어보세요: 모유 올리고당(HMO) 조합이 유아 건강에 어떻게 도움이 되는지 알려주는 새로운 모유 올리고당(HMO) 리뷰를 살펴보세요.

• 이제 영유아 영양의 표준인 모유의 핵심 성분인 모유 올리고당(HMO)을 엄선하여 제조하고 조합하여 영유아 영양 솔루션을 강화할 수 있게 되었습니다.
• 점점 더 많은 전임상 및 임상 증거가 HMO 혼합물이 유아에게 어떤 건강상의 이점을 제공할 수 있는지 밝혀지고 있습니다.
• 이 블로그에서는 구조적으로 다양한 HMO 조합의 생물학적 효과에 대한 새로운 리뷰 논문( )의 수석 저자이자 dsm-firmenich의 유아 영양 및 의료 영양 규제 담당 수석 전문가인 Anita Wichmann 박사가 다양한 HMO의 구조가 건강에 미치는 영향과 HMO 조합으로 유아의 영양을 개선하는 방법을 설명합니다(¹ ).

탄수화물은 유아 건강과 발달에 크게 기여하는 다양한 탄수화물 그룹으로, 특히 유아 미생물군 형성.² 최근의 증거에 따르면 HMO는 병원균으로부터 보호하고 면역 체계를 지원하며 잠재적으로 뇌 및 인지 발달에 영향을 미치는 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다.^3,4,5

최근까지 이러한 기본 화합물은 모유 수유를 하는 유아에게만 제공되었습니다. 그러나 지난 10년간의 기술 발전으로 유아 영양을 강화하기 위해 특정 HMO를 대규모로 생산할 수 있게 되었으며, 임상 연구에 따르면 이러한 솔루션이 유아 건강에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.⁶

대규모로 제조할 수 있는 HMO의 수가 증가함에 따라 개별 HMO와 HMO 혼합물의 고유하고 차별적인 효과를 더 잘 이해해야 할 필요성이 커졌습니다. 아니타 비히만 박사는 최근 다양한 구조의 여러 HMO를 결합할 경우의 현재 증거와 잠재적인 건강상의 이점을 조사한 리뷰 논문을 Frontiers in Pediatrics에 발표했습니다.¹ 우리는 비히만 박사와 함께 그녀의 연구 결과에 대해 논의하고 초기 생애 영양 HMO 혁신의 미래에 대해 알아보는 시간을 가졌습니다.

1. 다양한 HMO 구조에 대해 알려진 것은 무엇이며, 이것이 기능에 어떤 영향을 미치나요?

"인간 모유에서 200가지가 넘는 HMO가 검출되었습니다. 이러한 탄수화물은 각각 포도당과 갈락토스라는 두 가지 당 단위로 이루어진 유당 코어와 푸코스, N-아세틸글루코사민 또는 시알산과 같은 추가 당 분자가 서로 다른 구조로 배열된 것으로 구성되어 있습니다. HMO는 크기가 매우 다양하며, 가장 작은 것은 단 3개의 당 단위(유당과 포도당, 예: 2'-푸코실락토스 또는 유당과 시알산, 예: 3'-시알릴락토스)로 구성되어 있고 가장 큰 것은 최대 14개까지 포함되어 있습니다(그림 1). 중요한 것은 이러한 구조가 각 HMO의 기능 및 제공하는 혜택에 영향을 미친다는 것입니다.

"HMO는 일반적으로 당 성분에 따라 세 가지 주요 구조 등급 중 하나에 속하는 것으로 분류됩니다:

• 푸코실화 함유 푸코오스
• 중성 코어 함유 N-아세틸글루코사민
• 시알릴화 함유 시알산

그림 1. (A) 모든 HMO는 유당, 시알산 또는 N-아세틸글루코사민 및 갈락토오스 단위로 확장할 수 있는 유당 백본을 가지고 있습니다. (B) 2'-푸코실락토스(2'-FL)는 푸코실화된 HMO의 한 예입니다. (C) 복합 HMO는 퓨코스, 시알산 및/또는 N-아세틸글루코사민으로 분지 및 변형될 수 있습니다.

"인간 모유에서 다양한 HMO 구조의 유형과 수준은 영아의 필요에 따라 개인마다 그리고 수유 기간 내내 다양하지만, 푸코실화 HMO가 HMO 풀의 가장 큰 비율(60~70%)을 차지하는 경향이 있습니다."^7,8

"HMO는 유아의 장내 박테리아에 의해 분해되어 장내 미생물을 '먹이'로 삼고 다양한 당 단위를 방출합니다. 장내 박테리아 중 일부는 구조적으로 다양한 HMO를 광범위하게 활용할 수 있는 반면, 다른 박테리아는 그 용량이 제한되어 있습니다. 그런 다음 방출된 당 단위는 특정 구조에 따라 다른 장내 세균의 성장 기질로 기능하거나(즉, 교차 먹이) 염증과 같은 장내 과정을 조절하거나 흡수되어 뇌를 포함한 다른 신체 부위에 영향을 미칠 수 있습니다." 라고 설명합니다.

2. 영유아 영양 솔루션에서 HMO의 수를 늘리면 어떻게 건강을 더 잘 지원할 수 있을까요?

"HMO의 구조가 기능에 미치는 영향을 고려할 때, HMO의 수와 구조적 다양성을 늘리면 더 다양한 건강상의 이점을 제공할 수 있다는 가설이 있으며, 이 가설을 뒷받침하는 과학적 증거가 점점 더 많아지고 있습니다.

"예를 들어, 최근의 시험관 내 연구에 따르면 각 구조 클래스에서 2개씩 총 6개의 HMO를 혼합하면 모유를 먹인 유아의 장내 미생물에서 지배적인 세균 그룹인 비피도박테리아의 풍부성과 다양성이 1~2개의 HMO만 사용하는 것보다 더 증가한다고 합니다.⁹ 이러한 결과는 유아 대상 임상 연구를 통해 더욱 입증되었는데, 5개의 HMO를 혼합하면 장내 미생물 구성이 모유를 먹인 유아에 더 가깝다는 것을 발견했습니다.^10,11

"신생아 면역 건강과 관련하여 HMO 기능은 주요 계층 내에서도 구조에 크게 의존합니다. 흥미롭게도 3'-시알릴락토스(3'-SL)와 6'-시알릴락토스(6'-SL)는 동일한 3개의 당 단위로 구성되어 있지만 3차원 구조 형태가 다르며 시험관 내에서 특정 호흡기 바이러스의 감염성을 감소시키는 능력이 다릅니다.¹² 또한 전임상 연구 데이터에 따르면 푸코실화된 HMO인 2'-푸코실락토스(2'-FL)와 3'-SL 및 6'-SL은 각각 다른 메커니즘을 통해 뇌 발달과 인지 능력에 중요한 역할을 할 수 있습니다(^13).

"이러한 증거를 종합하면, 더 많은 수의 HMO로 영유아 영양 솔루션을 강화하면 더 광범위한 건강상의 이점을 제공할 수 있지만, 이를 더 잘 뒷받침하기 위해서는 더 많은 임상 개입 연구가 필요합니다."

3. 개별 HMO 및 HMO 혼합물의 영향을 조사하는 데 있어 주요 과제는 무엇인가요?

"어린 유아를 대상으로 고품질의 임상시험을 수행하려면 탄탄한 연구 설계, 적절한 표본 크기, 복잡한 물류, 상당한 재정적 자원이 필요합니다. 이러한 복잡성과 비용 때문에 모든 HMO와 모든 조합의 생리적 효과를 비교하는 임상시험을 수행하는 것은 불가능합니다. 따라서 전임상 연구는 HMO의 개별적인 효과와 시너지 효과를 이해하고 유아의 건강과 발달을 지원할 가능성이 가장 큰 혼합물을 선택하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 이는 임상시험의 발판을 마련하고 성공할 수 있는 최고의 기회를 제공합니다."

4. 현재 대규모로 제조할 수 있는 HMO는 무엇이며, 더 많이 제조하기 위한 장벽은 무엇인가요?

"현재 대규모 생산이 가능한 HMO는 7곳입니다:

• 2'-FL
• 3-푸코실락토스(3-FL)
• 2'-FL/디푸코실락토스(DFL)
• 락토-N-테트라오스(LNT)
• 락토-N-네오테트라오스(LNnT)
• 3'-SL
• 6'-SL

"이들은 세 가지 주요 구조 클래스에서 가장 풍부한 HMO 중 일부이며, 모두 3~4개의 당 단위로만 구성된 가장 작은 HMO 구조에 속합니다.

"이 작은 HMO는 유전자 조작 박테리아가 제한된 수의 효소 단계를 거쳐 생산합니다. 그러나 5개 이상의 당 단위로 구성된 대형 HMO를 생산하려면 더 많은 효소 단계가 필요하고 구조가 클수록 박테리아가 배설하기 어렵기 때문에 기술적 어려움이 있습니다. 따라서 이러한 더 크고 복잡한 HMO의 상업적 생산을 지원하려면 대체 기술을 개발하고 최적화해야 합니다. dsm-firmenich에서는 일부 대규모 HMO 구조에 잠재적으로 독특하고 중요한 건강상의 이점을 나타내는 유망한 연구를 기반으로 이 분야를 발전시키고 있습니다."

5. HMO 조합의 이점을 더 잘 이해하기 위해 앞으로 특히 집중해야 할 연구 분야는 무엇인가요?

"HMO의 메커니즘과 건강상의 이점에 대한 현재 지식은 대부분 소규모 HMO 구조에 기반을 두고 있으며, 이는 가용성이 높기 때문입니다. 그러나 HMO 분야는 보다 다양한 구조 및 구조 조합에 대한 전임상 스크리닝을 통해 차별적이고 고유한 역할을 더 잘 매핑할 수 있는 이점이 있습니다. 또한, 면역과 두뇌 발달을 위해 여러 HMO를 결합하는 것의 이점(전임상 데이터로 표시됨)을 검증하기 위한 임상 연구가 필요합니다. 추가 조사를 통해 대사 기능과 같은 다른 건강 영역에 대한 HMO 혼합물의 잠재력도 밝혀낼 수 있습니다.  

"HMO 생산과 연구에 대한 지속적인 투자를 통해 가능한 가장 광범위한 혜택을 제공하는 조합을 찾아 전 세계 영유아의 초기 영양을 변화시킬 수 있습니다."