고양이 방광에도 미생물총 있다‥만성신장병에 요로감염 병발 원인 제시

고양이의 방광에 상재하는 미생물총(microbiome)이 베일을 벗었다.

만성신장병으로 소변의 성상이 변하면 방광 미생물총에 불균형이 일어나고, 이는 특정 세균에 의한 요로감염(UTI) 위험을 증가시키는 것으로 나타났다.

홍콩시립대 수의과대학 김연중 박사와 영국 왕립수의과대학 연구진은 ‘만성신장병 고양이의 방광미생물총 불균형(Dysbiosis of the Urinary Bladder Microbiome in Cats with Chronic Kidney Disease)’에 대한 연구결과를 이달 미국미생물학회가 발생하는 오믹스전문학술지 mSystems(바로가기)에 발표했다.

사람과 개에 이어 고양이의 방광 미생물총을 규명하고 질병과의 연관성을 밝힌 것은 이번이 처음이다.

고양이 방광 미생물총, 4자기 유형으로 분류..개·사람과는 달라

연구진은 2020년 4~9월 홍콩시내 동물병원에서 수집한 고양이 108마리의 소변 검체를 대상으로 방광 내 세균 구성을 분석했다.

채취과정에서의 오염 가능성이 적은 방광천자 샘플에 세균종을 분석하기 위한 16s rRNA 유전자 분석을 실시했다.

그 결과 48마리에서 일정 규모 이상의 방광 미생물총이 확인됐다. 건강한 대조군 14마리와 만성신장병(17), 특발성방광염(9), 양성배양세균뇨(positive urine culture, 8) 환자가 포함됐다.

이들 고양이의 방광 미생물총은 다양한 미생물로 구성된 1형·2형과 대장균-시겔라 우세형(Escherichia-Shigella), 창자알세균 우세형(Enterococcus) 등 4가지 유형(urotype)으로 분류됐다.

고양이 방광 미생물총의 양상은 사람이나 개와 달랐다. 개의 소변에서는 암수 모두 녹농균(Pseudomonas)이 우세했지만, 고양이에서는 비교적 적게 검출됐다.

연구진은 “숙주와 환경이 미생물총 구성에 결정적인 역할을 한다”며 “잡식성인 사람·개와 달리 육식동물인 고양이의 식단이 영향을 끼쳤을 수 있다”고 설명했다.

만성신장병 환자의 방광 미생물총 대장균-시겔라 우세..요로감염 영향 가능성

방광 미생물총의 유형은 질병과도 연관성을 보였다.

이번 연구에서 만성신장병 실험군의 절반이 대장균만 분리된 양성배양세균뇨 환자와 함께 대장균-시겔라 우세형의 방광 미생물총을 보유한 것으로 확인됐다.

특히 만성신장병 실험군은 건강한 대조군에 비해 이들 양성배양세균뇨 환자와 구조적으로 매우 유사한 방광 미생물총을 지니고 있었다.

연구진은 “만성신장병을 앓는 고양이에서 대장균의 요로감염이 호발하는 원인을 미생물총 관점에서 확인할 수 있었다”며 “대장균-시겔라가 건강한 고양이의 비뇨기계에도 통상적으로 존재하지만, 만성신장병으로 인해 방광 내 환경이 이들 세균의 증식에 유리해지고 면역저하 등 다른 요인과 결합하면 요로감염을 일으킬 수 있음을 제시한다”고 설명했다.

만성신장병이 진행되면 소변농축능력이 저하되면서 요비중이 감소한다. 대사성산증으로 인해 소변의 pH도 내려간다. 이 같은 방광환경의 변화가 방광 미생물총의 불균형으로 이어져 대장균-시겔라의 증식이 우세해졌을 수 있다는 것이다.

대장균만 분리된 양성배양세균뇨 환자가 기저 단계의 만성신장병을 보유했거나 소변 농축능력이 저하되는 양상을 보인 점도 이 같은 분석을 뒷받침한다.

반면 건강한 대조군과 특발성방광염 환자의 경우, 특정 세균이 우세하지 않고 다양하게 구성된 1형·2형에 해당됐다.

연구진은 “세균이 특발성방광염 발생에 큰 역할을 하지 않는다는 점을 시사한다”고 덧붙였다.

다만 연구대상 고양이들의 생식기 미생물총을 비교분석하지 못해 방광 미생물총의 유래를 더 깊게 연구하지 못했고, 만성신장병이 노령묘에서 주로 발생하는 만큼 나이의 영향을 배제할 수 없다는 점 등은 이번 연구의 한계로 지목했다.

연구진은 “양성배양세균뇨 환자 8마리를 제외하면 실험대상 고양이들 모두 뇨배양검사에서 음성 판정을 받았다”며 “임상적인 요로감염이 발생하기 전에도 방광 미생물총이 근본적으로 변화할 수 있다”고 지목했다.

그러면서 “고양이 비뇨기계 질환에 대해 미생물총 관점에서 접근할 필요가 있다”고 강조했다.