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보편적인 독감 백신을 위한 새로운 경로를 발견했다는 연구 결과가 발표되었다.

독감 백신은 어둠 속 총알이 될 수 있다. 매년 맞아야 할 뿐만 아니라 계절이 돌아올 때마다 여러 변종이 나타나기 때문이다. 록펠러 대학(Rockefeller University)의 과학자들과 동료 연구진이 수행한 새로운 연구 결과에 의하면 이전에 밝혀지지 않은 면역계의 기전을 활용하여 끈임없이 돌연변이를 일으키는 바이러스에 대항하여 좀 더 효과적이고 효율적인 백신을 만들 수 있다고 제시하고 있다.

"기존의 독감 바이러스는 대개 3종 정도의 특정 변종에 대항할 수 있는 반면, 우리의 실험은 백신의 변형된 항체를 유도하여 여러 변종에 대해 동시에 광범위하게 보호할 수 있을 것임을 보여주고 있다"고 교신 저자인 Jeffrey Ravetch가 말한다. "우리는 이번 결과가 하나의 백신으로 넓은 범위의 독감 바이러스에 효과적인 보편적인 독감 백신을 향한 예비 단계라고 생각한다"고 Ravetch가 덧붙였다.

7월 2일 `Cell`에 게재된 논문에서 연구진은 항원이라는 특정 외부 단백질을 표적으로 하는 면역 단백질인 항체를 중심으로 한 새로운 전략을 제시하고 있다. 항체의 한 쪽 말단은 항원을 걸고 Fc 영역이라는 다른 말단은 면역 세포에 결합하여 면역 반응을 돕도록 한다. 항체의 Fc 영역을 화학적으로 변형시키면 항체를 생산하는 B 세포를 포함하여 면역 세포의 결합을 바꿀 수 있다는 것은 이미 알려져 있다. 임상 시험에서 Taia Wang과 Jad Maamary가 주도한 연구진은 이러한 영역 변화로 어떻게 면역 반응-즉 독감 바이러스에 대항하여 좀 더 강력한 항체를 생산하는 과정을 강화할 수 있는지 조사하였다.

미국에서 매년 인플루엔자로 65세 이상의 노인이 수 천 명이 사망하는 것으로 알려져 있으며 많은 사람에게 심각한 질병을 일으킨다. 그러나 바이러스의 변종이 매우 다양하고 새로운 바이이러스가 지속적으로 발생하기 때문에 백신을 만들기가 어려운 실정이다. A및 B형 바이러스는 계절성 독감을 일으킨다. 인플루엔자 A형 바이러스는 적혈구 응집소(hemagglutinin)라는 H를 포함하여 표면 단백질을 기본으로 예를 들면 H1N1과 같이 몇 개의 아형으로 분류된다. 이러한 아형은 더 많은 변종으로 분류된다.

현재 미국의 대부분의 독감 백신은 총 3종 또는 4종의 변종을 표적으로 만들어진다: H1과 H3 인플루엔자 A형 바이러스와 인플루엔자 B형 바이러스. 이러한 변종은 국립 보건 전문가의 그해 다가오는 계절성 독감 예측을 바탕으로 선정된다. 따라서 보편적인 독감 백신은 일종의 `성배`와 같은 것으로 간주되어 이를 만들기 위해 다양한 전략이 제안되어 왔다. Ravetch 연구실은 새로운 대안, 항체의 Fc 영역의 화학적으로 변형하는 것을 제시하였다. 이러한 영역은 백신 항원과 복합체를 형성하며 진화하는 것처럼 항원에 의한 백신 반응을 조절할 수 있다.

연구진은 먼저 건강한 지원자에게 H1N1 바이러스를 불활성화시킨 변종을 포함하는 계절성 독감 백신을 접종하였다. 다음으로 혈액 시료를 통해 면역 반응을 추적하였다. 접종 약 7일 후 연구진은 시알산을 의미하는 시알릴화 항체의 증가를 관찰하였다. 이것은 Fc 영역에 특정 지점에 첨가된 중요한 신호 분자이다. 시알릴화가 클수록 사람의 백신 반응이 더 좋아진다.

이러한 화학적 변형이 어떻게 면역 반응을 개선하는지를 알아보기 위해 연구진은 세포 배양과 마우스를 사용하여 시알릴화 Fc 영역이 B 세포에 결합하는 효과를 조사하였다. 이 실험으로 복잡한 상호작용을 보여 주며 결국 B 세포가 항원과 더 높은 친화력을 가진 항체를 생산하도록 한다는 것을 증명하였다. 시알릴화 Fc 영역이 B 세포의 CD23이라는 수용체 단백질에 결합하여 CD23이 2차 수용체인 FcγRIIB를 활성화시키고 이는 B 세포가 낮은 친화력을 가진 항체를 생산하지 못하도록 한다. 이러한 방식으로 Fc 영역의 시알릴화는 높은 면역 반응을 일으켜 가장 높은 친화력을 가진 항체를 생산하는 B 세포만이 활성화되도록 한다. 좀 더 높은 친화력을 가진 경우 H1 아형 인플루엔자 바이러스에 광범위하게 보호하는 것으로 나타났다. 다음으로 이러한 기술을 사용하여 백신 자체를 개선하고자 하였다. 연구진은 H1N1을 변형시켜 백신 자체의 단백질을 포함시킬 뿐만 아니라 그 단백질에 대한 시일릴화 항체를 포함시켰다.

"하나의 변종에서 얻은 H1 단백질 혹은 동일한 바이러스 단백질을 포함한 시일릴화 복합체를 마우스에 접종하였을 때 동일한 변종에 대해 동일한 보호 효과를 관찰하였다. 그러나 우리다 다른 버전의 H1 단백질들을 접종하였을 때 시알릴화 복합체를 접종한 경우만 보호하였다. 이것은 지대한 성과라고 할 수 있다. 왜냐하면 H1 바이러스는 서로 상당히 다르기 때문"이라고 Maamary가 말한다.

"새로운 기전을 통하여 시알릴화 항체를 포함하는 백신이 광범위성 보호 효과가 있는 항체를 유도하여 잠재적으로 계절성 인플루엔자 바이러스 감염에 의한 엄청난 질병을 낮출 수 있을 것이다. 우리는 현재 이러한 전략을 기존의 백신에 적용하여 연구하고 있으며 이상적으로 이를 통해 독감 감염에 대해 평생 동안 면역력을 제공하는 백신을 말들 수 있을 것"이라고 Wang이 말한다.

사진. 항체는 다양한 영역 (파란색)으로 독감 바이러스 단백질 (회색)에 결합하여 면역 복합체를 형성한다. 항체의 Fc (빨간색) 영역은 면역 세포에 결합한다.

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
원문: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-07/ru-dpt070215.php