국내 연구진이 독감이나 코로나19 등 감염병 백신의 반복 접종 부담을 획기적으로 줄일 수 있는 차세대 백신 전달 기술 개발에 성공했다.
8일 포항공과대학교(POSTECH)는 화학공학과·융합대학원 차형준 교수 연구팀이 인천대학교 생명공학부 황병희 교수 연구팀과 공동으로, 한 번의 접종만으로도 기존보다 면역 효과가 3배 이상 오래 지속되는 백신 플랫폼 기술을 개발했다고 밝혔다.
일반적으로 독감이나 코로나19와 같은 감염병 백신은 충분한 면역력을 형성하고 이를 유지하기 위해 일정한 간격을 두고 여러 차례 추가 접종(부스터 샷)을 해야 한다. 현재 상용화된 대부분의 백신은 안전성을 높이기 위해 바이러스의 일부 성분(항원)만을 분리해 사용하는 방식을 취하는데, 이 방식은 체내에서 성분이 너무 빠르게 소실되고 면역 반응을 유도하는 힘이 상대적으로 약하다는 한계가 있기 때문이다. 그러나 주기적인 추가 접종은 환자들에게 시간적·비용적 부담은 물론 접종 기피로 이어질 수 있다는 지적이 꾸준히 제기돼 왔다.
연구팀은 이러한 난제를 해결하기 위해 자연계의 '홍합'에 주목했다. 거친 파도 속에서도 바위에 단단히 붙어 있는 홍합의 '접착단백질'에 면역 기능을 극대화하는 '면역증강 펩타이드'를 분자생물학적으로 결합하여, 백신 성분을 체내 특정 위치에 장기간 머무르게 할 수 있는 '접착성 보조 단백질'을 최초로 구현해 냈다.
이 접착성 보조 단백질은 백신의 핵심 성분인 항원과 융합하여 미세한 '나노입자' 형태로 뭉치게 된다. 주사를 통해 체내에 주입되면 접착 성분 덕분에 유실되지 않고 표적 위치에 머물면서, 항원과 면역증강제를 아주 일정하고 천천히 체내로 방출(서방형 방출)하게 된다.
연구팀이 동물 실험을 통해 확인한 결과, 이 기술을 적용한 백신은 단 한 번의 투여만으로도 기존 백신 대비 면역 세포 활성화 및 항체 유지 효과가 3배 이상 지속되는 탁월한 효능을 입증했다.
이번 연구 성과는 생체소재 및 바이오메디컬 분야의 세계적 권위의 국제학술지인 '바이오머티리얼즈(Biomaterials)' 온라인판에 정식 게재되며 학술적 가치를 인정받았다.
연구를 주도한 포스텍 차형준 교수는 "이번에 개발한 홍합접착단백질 기반의 백신 전달 시스템은 인체에 해가 없는 뛰어난 생체적합성을 지니고 있을 뿐만 아니라, 유전공학 기술을 통해 대량 생산이 가능하다는 점에서 상용화 및 실용화 가능성이 매우 높은 기술"이라며 "향후 다양한 감염병 백신은 물론 암 백신 등 면역 치료제 분야 전반에 혁신적인 변화를 이끌어낼 것으로 기대한다"고 연구의 의의를 밝혔다.