최근 사회․환경의 변화에 따라 미세먼지의 심각성과 국민들의 체감도가 계속 증가하고 있는 가운데 미세먼지의 농도가 높은 기간에는 호흡기 기저질환자들의 증상악화 및 병원 내원일수가 증가하고 있다.

특히 호흡기 질환의 대표적인 천식과 만성폐쇄성폐질환 (COPD)은 미세먼지 노출 시 증상악화 및 폐기능 (호흡기능) 저하를 발생시킬 수 있는데, 미세먼지 노출이 7 ug/m3 증가할 때마다 COPD 발생은 33% , 천식의 경우 10 ug/m3 증가 시 천식악화 및 입원도가 29% 씩 각각  증가하는 것으로 알려져  이에 대한 대책마련이 요구된다.

이런 상황에서 한국식품연구원 (원장 백형희, 이하 식품(연))은 호흡기 건강에 도움을 줄 수 있는 기능성 소재들을 개발했다고 밝혀 주목을 받고 있다.

식품(연) 신희순 박사팀은 호흡기 건강에 도움을 줄 수 있는 기능성 천연물 소재 4종에 대해 ㈜네추럴에프앤피 (대표 이현직)와 기술이전 계약을 체결했다. 향후 ㈜네추럴에프앤피와 공동연구를 통해 식약처 개별인정형 건강기능식품 인정 및 상용화를 추진할 계획이다.

㈜네추럴에프앤피는 국내 건강기능식품 GMP 1호 인증을 받은 중소벤처기업으로, 건강기능식품을 개발하기 위한 인력 및 R&D 시스템, 생산기술을 보유하고 있다.

호흡기 건강 관련 건강기능식품의 수요가 증가함에 따라 식약처에서는 2020년 8월 ‘호흡기 (기관․기관지) 건강에 도움을 줄 수 있음’이란 신규 기능성 평가 가이드라인을 배포했다.

현재 호흡기 건강 관련 건강기능식품 시장은 형성되지 않았지만, 국내 호흡기 질환은 당뇨병이나 뇌졸중보다 많이 발생하며, 65세 이상 남성의 경우 COPD와 고혈압의 유병률이 비슷한 수치를 나타내고 있다.

이에 따른 사회 경제적 비용도 당뇨와 고혈압에 비해 5-10배 이상 높은 것으로 추정되고 있어, 향후 호흡기 건강 기능성 식품 시장은 급격히 성장할 것으로 예측된다.

식품(연)은 2017년부터 만성면역질환 개선을 위한 식․의약 소재 개발 등의 사업을 통해 호흡기 질환 및 미세먼지에 대응한 기능성 소재 개발 연구를 진행하고 있다.

신희순 박사 연구팀은 흡연 및 미세먼지에 의해 발생하는 호흡기 질환 발병 기전을 중심으로 5가지의 세포기반 평가모델을 구축하고, 식품 및 천연물, 미생물 소재들을 평가했다.  1차 선별 후보소재에 대해서는 천식, 비염, COPD, 미세먼지에 의한 질환 악화 동물 모델에서 효능을 재검증하여, 최종적으로 천연물 10종, 미생물 2종, 단일성분 1종의 소재를 선별했다.

대표적인 소재인 NPKF3076은 기관지 상피세포에서 염증성 사이토카인인 IL-6 및 IL-8, 과분비된 MUC5AC를 억제하며, 호중구에서 NETosis의 억제, 폐 대식세포에서 HO-1증가를 통한 염증인자의 발현을 억제하는 것으로 나타났다. CES와 PPE로 유도한 COPD 동물 모델에서는 BALF 내 호중구 등의 침윤과 염증성 사이토카인/케모카인(MIP-2, TNF-α, IL-1β, IL-6, KC, MCP-1, IFN-γ, TARC, MDC, GM-CSF, IL-17)을 감소시킬 수 있는 우수한 활성이 확인되었다.

또한, NPKF3076은 호중구성 염증반응뿐만 아니라 호산구성 염증반응인 비염/천식 동물모델에서도 그 효과가 검증되어 호흡기 건강 개선에 도움을 줄 수 있는 기능성 소재로의 사용 가능성을 확인했다.

한편 식품연은  향후 연구 계획과 관련,  이번 기술이전 및 업무협약을 통해 ㈜네추럴에프앤피는 공동으로 호흡기 건강 기능성 식품을 상용화하기 위한 산업화 연구를 진행할 예정이며, 추후 식약처의 개별인정형 건강기능식품 원료로 신청할 계획이다고 밝혔다. 

(농업환경뉴스 = 윤준희 기자)