모유 올리고당에 대한 중요한 인사이트

• 모유 올리고당(HMO)은 모유에 매우 풍부한 비소화성 복합 탄수화물입니다. 모유의 생물학적 활성 성분의 다양성을 반영하듯 200여 가지가 넘는 HMO가 확인되었습니다. _^1,2

•  dsm-firmenich 과학자들이 주도한 최근 연구( )는 HMO 구성의 역동적이고 가변적인 특성에 대한 독특한 관점을 제시합니다. 3
• dsm-firmenich의 연구팀은 수유 기간 동안 전 세계적으로 모유에서 가장 많이 관찰되는 HMO를 파악하기 위해 혁신적인 접근 방식을 활용했습니다. 이를 통해 얻은 교훈은 영유아 영양 분야에서 HMO 혁신에 대한 중요한 관점을 제공합니다. 

모유는 생애 초기 영양의 표준이며, 모유 올리고당(HMO)은 모유에서 세 번째로 큰 고형 성분입니다. 유아의 건강과 발달에 대한 HMO의 중요성이 점점 더 인식되고 있습니다.^4,5

균형 잡힌 미생물 군집과 면역 체계를 지원하는 HMO의 능력에 대한 임상적 증거가 있는^6,7 이러한 올리고당은 최근 유아용 조제분유에 첨가되어 분유를 먹는 유아에게 모유의 일부 이점을 제공하고 있습니다. 유아 영양에 대한 이러한 혁신이 전개됨에 따라 과학자들은 HMO가 모유의 중요한 성분인 이유와 초기 인간 발달에 미치는 역할을 더 완벽하게 이해하기 위해 계속 연구하고 있습니다.

모유 성분은 유아용 조제분유에 영감을 주기 때문에, 유아를 대상으로 한 HMO 혁신은 모유 내 HMO 수준과 농도에 따라 결정되어야 합니다. 이를 위해 최근 건강한 산모의 수유 기간 동안의 HMO 농도를 전 세계 수준에서 평가하고 순위를 매기는 연구( dsm-firmenich 과학자 그룹)를 완료했습니다. 이 팀은 부과학자 부켓 소일마즈(Buket Soyyilmaz) 박사가 이끌었으며, 수석 규제 및 과학 업무 관리자 마르타 한나 미크스(Marta Hanna Miks) 박사, 규제 및 과학 업무 책임자 크리스토프 로리그 박사, HMO 규제 업무 책임자 크리스토프 로리그 박사 등이 연구 조교로 참여했습니다.

연구팀은 수유 전반에 걸친 HMO의 상당한 변동성과 역동적인 특성을 설명하는 것을 목표로 했습니다. 로리그 박사는 "HMO는 고정된 성분이 아니며 수유 기간 동안 농도가 변합니다. 또한, 모유에는 200개 이상의 HMO가 존재하기 때문에 개별 HMO가 변화함에 따라 전체 HMO 구성은 지속적으로 유연하고 변화하며 매우 역동적입니다."라고 설명합니다.

 소일마즈가 그 예입니다: "전체 및 대부분의 개별 HMO의 농도는 출생 직후 최고조에 달하지만 수유가 계속되면서 감소합니다. 예를 들어, 2-푸코실락토스(2'FL)와 같은 HMO는 초유에 가장 풍부하지만 시간이 지날수록 꾸준히 감소합니다.^3,8,9 반대로 비슷한 구조를 가진 3-푸코실락토스(3-FL)는 시간이 지나면서 꾸준히 증가하여 24개월에는 1개월보다 10배 높은 농도에 도달하는 것으로 나타났습니다." ^8,9 위에서 설명한 감소 이후에도 2'FL은 대부분의 산모에게 수유 후기 단계에서 모유에서 가장 풍부한 HMO로 남아 있을 가능성이 높습니다.^3,8 이 통찰은 유아의 성장과 발달에서 2'FL이 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다.¹⁰

시간의 영향 외에도 개별 유전학은 산모의 HMO 프로필의 구성과 변동성에 중요한 역할을 합니다. 미크스 박사는 "산모 간 HMO 구성의 차이는 주로 유전학, 특히 푸코실전달효소라고 불리는 두 가지 중요한 효소(FUT2와 FUT3)의 발현에 의해 결정된다"고 설명합니다. ^4,11,12 참고로, 일반 인구에서 이러한 효소의 발현에 대한 다형성이 존재하는데, 이는 일부 산모는 이러한 효소 중 하나 또는 두 가지의 활성 유전자를 보유하고 있는 반면 다른 산모는 그렇지 않다는 것을 의미합니다." 그 결과 네 가지 우유 표현형이 나타나며, 이는 네 가지 범주의 전형적인 HMO 구성을 제공합니다.^4,12

표 1: 혈액형 및 분비물 상태에 따른 우유 그룹 ^3,4,12,13

네 가지 우유 표현형은 집단 전체에서 서로 다른 빈도로 관찰됩니다. 전 세계 인구의 약 80%가 분비물 유전자를 가지고 있으며, 이 그룹을 '분비자'라고 부르는 반면, 약 20%는 그렇지 않으며 '비분비자'라고 부른다는 사실은 잘 알려져 있습니다.^3,4

네 가지 우유 표현형 또는 그룹은 각각 다소 특징적인 HMO 구성을 가지고 있습니다. 분비물 유전자를 가진 여성의 빈도를 고려할 때, 분비물 표현형과 관련된 HMO 프로필이 가장 풍부합니다.

다른 요인들도 HMO 구성에 영향을 미치지만, 다른 변수의 영향은 아직 잘 알려져 있지 않다고 Miks 박사는 설명합니다. 다른 요소로는 산모의 나이, 건강 상태 및 식단, 출생 시 아기의 재태 연령, 그리고 어느 정도는 지역이 포함됩니다.^3,14

시간과 지역에 따라 HMO가 어떻게 변화하는지를 이해하고자 하는 욕구 외에도, 다른 연구에서는 HMO 프로필에 따라 유아의 건강 결과가 달라지는지 이해하고자 했습니다. 이 질문에 대한 명확한 해답은 아직 나오지 않았지만, 여러 관찰 연구에 따르면 산모의 HMO 구성과 유아의 건강 결과 사이에 실제로 연관성이 있을 수 있다고 합니다.

는 분비자 산모의 영아에서 비피더스균이 더 빠르게 군집한다고 보고했으며, 이는 분비자 표현형과 관련된 HMO 프로파일 때문일 수 있다고 제안했습니다.¹⁵ 이 발견은 분비자 상태와 비피더스균의 풍부함 사이에 긍정적인 연관성을 관찰한 Smith-Brown 등의 연구와 일치합니다.¹⁶ 대조적으로, 다른 연구에서는 Bifidobacterium 속이 비분비 산모의 영아에서 매우 풍부하게 발견되었습니다.¹⁷

마찬가지로, 유아 설사 발생률은 산모의 분비물 상태와 관련이 있습니다.^18,19 또한 산모의 비만은 생후 6개월 동안의 유아 성장과 관련이 있는 HMO 농도와 관련이 있습니다.²⁰ 종합적으로 이러한 연구는 궁극적으로 HMO 구성과 유아의 마이크로바이옴 및 건강 결과를 주도하는 여러 변수의 상호 작용을 시사합니다. 

소일마즈는 이러한 임상 조사 영역에 대한 몇 가지 맥락을 제공합니다: "이러한 연구와 다른 관찰 연구에서 나온 데이터는 HMO 구성에 영향을 미치는 유전적 요인과 유아 건강 결과 사이의 흥미로운 연관성을 시사하지만, 일관되지 않은 결과는 산모의 분비물 상태가 유아 건강에 미치는 영향에 대한 과학이 잘 확립되어 있지 않다는 것을 보여줍니다."

이미 여러 연구에서 HMO의 농도와 변화하는 패턴을 설명하지만, 이러한 평가는 적어도 부분적으로는 산모의 분비물 상태를 중심으로 이루어집니다. ^9,21-24 dsm-firmenich의 연구팀은 다른 접근 방식을 취하여 유전적 및 비유전적 요인으로 인한 변이에 관계없이 수유 기간 동안 전 세계적으로 관찰되는 가장 풍부한 HMO를 결정하고 해당 농도를 모유에서 설명하는 것을 목표로 삼았습니다. 이러한 의미에서 저자는 관련성이 있고 신뢰할 수 있는 모든 HMO 농도 기록의 우유 샘플 데이터를 결합하여 풀링된 방법론을 활용했습니다.

과학계 내에서 논쟁의 여지가 있지만, 소일마즈는 "전유에서 평균 HMO 수치를 평가하는 것의 장점은 전체 인구에 평균적으로 맞는 일반적인 대리인을 제공한다는 점입니다. 우리는 전 세계에서 가장 많은 HMO가 관찰되는 것을 목표로 평균 접근 방식을 선택했습니다." 또한 그녀는 "HMO 데이터의 복잡성을 고려할 때, 우리는 전체적으로 가장 풍부한 HMO를 이해하기 위한 보다 실용적인 접근 방식이 인간 모유의 HMO 수치에 대한 문헌에 가치를 가져올 것이라고 판단했습니다."라고 설명합니다.

dsm-firmenich의 연구 에서 확인된 일반적인 추세는 다른 연구와 일치합니다. 즉, 수유 기간 동안 총 HMO 농도는 전반적으로 감소하고 있으며, 일부 개별 HMO는 같은 기간 동안 증가하는 것을 제외하고는 전반적으로 감소하고 있습니다.

연구팀은 수유 14~90일 동안 생산된 모유로 정의되는 성숙 모유에서 개별 HMO의 상대적 비율을 전체 HMO 양과 비교하여 설명하는 것을 목표로 분석했습니다. 이 분석 결과는 Soyyilmaz가 설명합니다: "약 200개에 달하는 많은 수의 개별 HMO가 존재하지만, 모유에서 전체 HMO 비율의 대부분을 차지하는 HMO의 수는 상대적으로 적습니다. 특히 상위 6개 HMO가 모유에 포함된 전체 HMO 성분의 50% 이상, 상위 15개 성분이 75% 이상을 차지하는 것으로 나타났습니다. 이러한 데이터는 또한 상대적으로 적은 금액으로 많은 수의 HMO를 찾아야 한다는 것을 알려줍니다."³

dsm-firmenich의 분석 결과 데이터는 유아용 조제분유에 HMO를 추가하는 연구를 위한 의미 있는 목표 수준을 제공합니다. 로리그 박사는 "풀링 접근법은 유아용 조제분유에서 이러한 중요한 올리고당을 테스트하기 위한 보편적인 첨가 타겟을 제공합니다. 엄마의 분비자 또는 비분비자 상태는 엄마와 아기 사이의 관련 혜택의 균형을 맞추는 진화적 생물학적 효과의 결과일 가능성이 높습니다. 따라서 풀링된 데이터는 전체 모집단에서 의미 있는 수준을 보여줍니다. 따라서 이러한 수치는 유아용 조제분유에 HMO를 첨가할 때 유익한 결과를 테스트하는 기준으로 사용됩니다. 또한 HMO의 변동성을 이해하면 일반 대중을 위한 안전한 수준을 설정하는 데 도움이 됩니다."

일반적으로 HMO 구성에 영향을 미치는 요인으로 지리적 요인이 거론됩니다. 이전 연구에서는 지리가 HMO 프로필에 미치는 잠재적 영향에 대해 조명한 바 있습니다. 예를 들어, McGuire 외, 스웨덴 산모의 3-FL 수치가 감비아 시골 산모보다 3배 높다고 보고했습니다.²⁵ Zhou와 동료들은 중국 인구에 특정한 HMO의 동적 변화를 설명하는 데이터를 수집했습니다.²⁶

dsm-firmenich의 과학자들은 HMO 구성에서 지리의 역할에 대한 몇 가지 추가 컨텍스트를 제공합니다. 로리그 박사는 "관찰된 HMO의 지역적 차이는 주로 유전적 유병률의 지역적 차이의 함수이며, 따라서 지리는 HMO 구성에 유전적 영향을 미치는 것으로 생각할 수 있습니다."라고 설명합니다.  소일마즈도 이에 동의하며 "이용 가능한 데이터에 따르면 지역별로 차이가 나타나기는 하지만 그 중요성은 완전히 이해되지 않았습니다. 물론 여러 국가에서 HMO 프로필이 동일하지는 않지만, 전반적으로 가장 풍부한 구조는 동일한 것으로 보입니다."³ 이 그룹은 더 큰 표본 크기를 가진 더 많은 지역별 HMO 정량화 연구가 필요하다는 데 동의합니다. 이는 HMO 프로필에 실제 지리적 차이가 있는지 파악하는 데 필요합니다.

유아기 영양에서 HMO의 역할을 뒷받침하는 증거는 탄탄하지만, 과학계는 HMO의 적용에 대한 보다 맞춤화된 접근 방식을 이끌어낼 수 있는 추가 연구에 관심을 갖고 있습니다.  dsm-firmenich 연구진은 임상 연구를 통해 탐구되기를 바라는 다른 질문들에 대한 관점을 공유했습니다: "전 세계 모유 공동 분유 수준은 유아용 조제분유에서 HMO 혁신이 어떻게 접근해야 하는지에 대한 좋은 근거를 제공합니다. 이 연구를 통해 얻은 지식은 임상시험을 수행하는 사람들이 HMO 보충제의 이점을 평가하는 데 실질적인 가이드 역할을 합니다. 모유는 항상 유아 영양의 표준이지만, 분유에 새로운 성분을 추가하면 유아 건강에 의미 있는 개선을 가져온다는 것을 입증할 책임도 함께 가지고 있습니다."라고 말했습니다. 

지금까지 완료된 HMO 성분에 대한 연구는 모유에 포함된 HMO의 변동성, 다양성 및 복잡성에 대한 충분한 증거를 제공합니다. dsm-firmenich 과학자들은 HMO 수준과 농도의 역학 관계에 대한 몇 가지 질문에 대한 답을 찾기 위해 HMO 수준에 대한 데이터를 계속 수집할 것입니다. 조제분유 혁신은 모유에 성분적, 기능적으로 더 가까운 제품을 만든다는 목표 아래 지속적으로 추진되고 있습니다. 전 세계의 건강한 엄마들을 가장 잘 대변하는 HMO 프로필의 세부 사항을 밝혀내기 위해 끈질기게 노력하는 것은 가치 있는 목표입니다.  

dsm-firmenich 는 과학에 기반한 영양 및 건강 제품과 고품질 맞춤형 솔루션을 제공하는 전문 서비스를 기반으로 하는 신뢰할 수 있는 엔드투엔드 혁신적 목적 주도 파트너입니다.