(Shown at far left, the vaccine consists of a portion of the spike protein’s receptor-binding domain (RBD), shown in dark blue, attached to a single domain antibody-fragment that recognizes class II major histocompatibility complex (MHC) proteins, shown as orange ovals. These conjugates home to antigen-presenting cells (APCs), which then process and display the RBD to T and B cells. This leads to a robust immune response, eliciting both T cells and high titers of neutralizing antibodies that are protective across SARS-CoV-2 variants. Credit: Children's Hospital Boston)
현재 나와 있는 코로나 19 백신은 델타 변이 때문에 보호 효과가 감소하기는 했지만, 여전히 코로나 19의 예방과 중증/사망 방지에 가장 효과적인 방법입니다. 그러나 mRNA 백신처럼 유통 및 보관에 콜드 체인이 반드시 필요한 백신이 대부분이고 생산 공정도 복잡한 경우가 많아 제때에 대량으로 생산해 빠르게 전 세계적으로 보급하기가 어렵습니다. 대유행을 끝내기 위해서는 모든 사람에게 백신을 접종해야 한다는 사실을 생각하면 돌파감염 보다 더 큰 문제입니다.
보스턴 소아 병원 (Boston Children's Hospital)의 연구팀은 차세대 코로나 19 백신의 디자인을 제안했습니다. 연구팀이 개발한 차세대 코로나 19 백신은 백신 효과를 높이는 것은 물론 생산과 유통을 매우 쉽게 해서 빠른 속도로 전 세계 인구가 접종 가능한 것으로 목표로 하고 있습니다.
이를 위해서 연구팀은 단백질 기반 백신을 제안했습니다. 단백질은 상온에서 장기 보존이 가능하고 콜드 체인이 필요하지 않기 때문에 보급과 유통이 매우 쉽습니다. 또 제조 역시 mRNA처럼 복잡한 기술을 필요로 하지 않아 상대적으로 쉬워 라이선스만 확보하면 여러 나라에서 동시 제조가 가능해 훨씬 많은 물량을 공급할 수 있습니다.
하지만 이렇게 제조와 유통이 쉽다고 해도 정작 효과가 낮다면 큰 의미가 없을 수 있습니다. 현재도 가장 제조와 유통이 까다로운 mRNA 백신이 가장 잘 나가는 이유가 그래도 효과면에서 가장 우수하기 때문입니다. 연구팀은 차세대 단백질 백신이 두 가지 기전을 통해 효과를 더 높일 수 있다고 제안했습니다.
연구팀이 개발한 차세대 백신 디자인은 크게 두 가지 성분으로 되어 있습니다. 하나는 SARS-CoV-2의 돌기 단백질의 수용체 결합 부위 (Spike protein RBD)의 일부로 항원 역할을 하고 다른 하나는 알파카에서 추출한 나노 항체 (nanobodies)로 인체 면역 시스템을 자극하는 역할을 합니다. 전자는 백신에서 흔히 볼 수 있는 요소이지만, 후자는 새로운 시도입니다.
항체는 항원과 결합해서 무력화시키거나 이를 제거하는 역할을 할 뿐 아니라 인체 면역 시스템을 자극하는 기능도 있습니다. 연구팀에 따르면 알파카에서 나온 나노 항체는 class II major histocompatibility complex (MHC)를 자극해 항원을 더 잘 인식하게 합니다. 그래서 결과적으로 항원을 면역 시스템에 전달하는 APC (antigen-presenting cells) 세포가 T세포와 B 세포에 더 항원을 효과적으로 전달할 수 있다는 것입니다.
물론 실제 사람에서 진짜 효과적일지는 임상 시험을 진행해보기 전까지는 알 수 없습니다. 현재는 전임상 단계의 연구로 앞으로 실제 임상 시험을 진행하고 상용화하기 위해서는 제약 회사의 적극적인 투자와 연구가 필요할 것으로 보입니다. 아무튼 지금보다 더 생산하기 쉽고 유통이 편리한 백신 개발은 반드시 필요할 것입니다.
참고
https://medicalxpress.com/news/2021-11-covid-vaccine-easier-doesnt-cold.html
Novalia Pishesha et al, A class II MHC-targeted vaccine elicits immunity against SARS-CoV-2 and its variants, Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). DOI: 10.1073/pnas.2116147118
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