5년 안에 ‘한 방’에 끝나는 독감 백신? 과학이 만든 만능 백신의 실현 가능성

안녕하세요.

 

띵띵입니다.

 

 매년 가을마다 어김없이 찾아오는 독감 백신 접종 시즌. 그러나 언젠가는 한 번의 접종으로 평생 면역을 얻는 시대가 올 수 있을지도 모릅니다. 최근 발표된 연구에 따르면, 다양한 독감 바이러스에 대응 가능한 ‘범용 독감 백신(Universal Influenza Vaccine)’ 만능 독감 백신의 상용화가 5년 안에 가능하다는 기대가 나오고 있다고 합니다. 이 백신은 기존 백신과 무엇이 다르며, 어떻게 진행되고 있는지 알아보려고 합니다.

만능 범용 독감 백신 ( 출처: Chat gpt 생성)

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1. 독감 백신, 왜 매년 새로 맞아야 할까?

 인플루엔자 바이러스는 RNA 바이러스로, 유전정보가 DNA보다 불안정하고 변이 속도가 빠릅니다. 바이러스 표면에는 헤마글루티닌(HA)과 뉴라미니데이즈(NA)라는 단백질이 존재하는데, 이 부위는 면역체계가 인식하는 주요 표적입니다.

 

 문제는 이 단백질들이 매년 바뀐다는 점입니다. 따라서 현재의 독감 백신은 매년 세계보건기구(WHO)가 예측한 바이러스주에 맞춰 제작됩니다. 하지만 예측이 빗나갈 경우 백신 효과는 급격히 떨어지고, 항체가 바이러스를 제대로 인식하지 못하는 일이 생깁니다.

독감 바이러스 (chat gpt 생성)

2. ‘만능 독감 백신’은 어떻게 다를까?

 범용 백신의 핵심은 "잘 안 변하는 부위", 즉 바이러스의 보존된 영역(conserved region)을 겨냥한다는 데 있습니다. 대표적으로 HA 단백질의 '머리'가 아닌 '줄기(stalk)' 부분, 혹은 바이러스의 내부 단백질(NP, M1 등)을 표적으로 삼아 T세포 면역 반응을 유도하는 방식이 대표적입니다. 즉, 변이 가능성이 낮은 내부 부위를 타깃으로 삼아, 과거 바이러스든 새로 등장한 바이러스든 폭넓게 대응하는 면역력을 형성하는 것이 목표입니다.

  * T세포?
T세포는 적응 면역(adaptive immunity)의 중심적인 역할을 하는 백혈구로, 주로 헬퍼 T세포(다른 면역 세포들을 활성화함)와 세포독성 T세포(감염된 세포를 직접 죽임)가 있습니다. T세포는 항원을 인식해서 감염된 세포나 이물질을 제거하려고 반응합니다.

  

3. 만능 독감 백신 플랫폼 시너지 ( CMV 기반 T세포 + mRNA )

3-1. 백신 플랫폼 1, CMV 기반 T세포 백신

 최근 미국 오리건보건과학대학교(OHSU)의 조나 사샤 교수팀은 새로운 형태의 백신 플랫폼을 개발했습니다. 이들은 인체에 자연 감염되는 거대세포바이러스(CMV)를 활용해, 그 내부에 스페인독감(H1N1)의 내부 단백질 유전자를 삽입한 백신을 만들었습니다.

특이한 점은 이 백신이 항체가 아닌 T세포 면역반응을 유도한다는 것입니다. 특히 폐에 존재하는 주효 기억 T세포(effector memory T cell)는 감염된 세포를 정확히 찾아 제거할 수 있어, 외피 단백질이 변이 되어도 감염을 효과적으로 방어할 수 있습니다.

이 백신을 원숭이에 접종한 뒤 고병원성 조류 인플루엔자(H5 N1)에 노출한 결과, 접종군에서는 강력한 면역 반응이 나타났고, 비접종군은 모두 감염됐습니다. 연구진은 이 플랫폼이 향후 코로나19나 새로운 팬데믹 대응 백신에도 적용 가능하다고 설명했습니다.

3-2. 백신 플랫폼 2, mRNA 백신

 범용 독감 백신 연구에서 또 하나 주목받는 기술이 바로 mRNA 백신 플랫폼입니다. mRNA 백신은 세포에 바이러스 단백질을 만드는 설계도인 mRNA(메신저 RNA)를 전달해, 체내에서 직접 항원을 생성하도록 유도합니다. 2022년, mRNA 기술을 이용한 범용 독감 백신 후보가 20개 이상의 인플루엔자 아형에 대해 면역반응을 유도한 연구 결과가 발표됐습니다. 기존의 계절성 독감뿐 아니라 조류독감 등 신종 바이러스까지 포괄할 수 있는 가능성이 제시된 것입니다. 

 * RNA와 mRNA의 차이는 뭘까요?
- RNA(Ribonucleic Acid): DNA에서 유전 정보를 전달받아 단백질 생성에 관여하는 분자 전체를 말합니다. 형태에 따라 다양한 종류가 있으며, mRNA는 그중 하나입니다.
- mRNA(messenger RNA): ‘전령 RNA’로, 유전 정보를 리보솜으로 전달해 단백질 합성을 지시하는 역할을 합니다. 즉, mRNA는 RNA의 일종이며, 백신에서 사용하는 형태는 병원체의 특정 단백질을 만들도록 설계된 인공 mRNA입니다.

 

참고자료
Nature Communications (2024): CMV-based T cell vaccine platform
사이언스타임스: ‘만능 독감 백신’ 플랫폼 개발 보도
Science Translational Medicine: Multivalent mRNA influenza vaccine study
Nature Reviews Immunology: Toward a universal influenza vaccine

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마무리

 오늘은 ‘범용 독감 백신’인 만능독감 백신 연구에 대해 간단하게 알아보았습니다. 범용 독감 백신은 단지 독감을 예방하는 도구를 넘어, 언제 등장할지 모르는 새로운 감염병 대응하기 위한 열쇠라고 합니다. CMV 기반 T세포 백신 플랫폼과 mRNA 기술의 융합 연구는 미래를 위한 엄청난 연구라고 생각이 듭니다. 하루 빨리 한 번의 백신으로 다양한 바이러스를 막을 수 있는 날이 오면 좋겠습니다.