[포항=뉴시스]송종욱 기자 = 포스텍은 화학공학과·융합대학원 차형준 교수·시스템생명공학부 박사과정 정석원씨·화학공학과 박사과정 우현택씨 연구팀과 인천대 생명공학부 황병희 교수 연구팀이 홍합의 강한 수중 접착 원리를 응용해, 단 한 번의 접종으로 장기간 면역 효과를 내는 백신기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

독감·코로나19 등 감염병 백신은 한 번 맞아 끝나는 것이 아니라 면역 효과를 얻으려면 일정 간격으로 여러 차례 추가 접종을 받아야 한다. 이는 시간·비용 부담으로 이어져 의료 인프라가 부족한 나라는 아예 접종 자체가 어려운 경우도 많다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 거친 파도에도 바위에 찰싹 잘 달라붙는 홍합에 주목한 것. 홍합이 만드는 접착 단백질에 면역 기능을 강화하는 면역 증강 펩타이드와 결합해 백신 성분을 몸속 특정 위치에 오랫동안 붙잡아 둘 수 있는 '접착성 어주 번트 단백질(AAP)'을 만드는 데 성공했다.

접착성 어주 번트 단백질은 백신의 핵심 성분인 항원과 함께 나노 입자 형태로 뭉쳐, 체내에 붙어 항원과 면역 증강제를 천천히 내보내 면역 세포를 오랫동안 자극해 강력하고 지속적인 면역 반응을 유도한다.
 
그 결과 알루미늄염(Alum) 기반의 애초의 면역 증강제보다 백신 성분이 체내에 오래 머물며, 단 한 번의 접종으로 3배 이상 지속되는 면역 효과가 확인됐다.

연구팀은 면역 증강 펩타이드 'PADRE(Pan HLA-DR binding Epitope)'를 사용해 면역 반응을 한층 강화했다. PADRE는 사람의 면역 유형과 관계없이 폭넓게 작용하는 범용 면역 강화 물질이다. 이를 통해 면역 반응 핵심 경로 활성화로 항체 생성을 돕는 도움 T세포와 장기 면역 기억을 형성하는 기억 T세포가 늘었다.

접종 6주 후에도 면역 반응이 유지됐고, 바이러스나 암세포를 직접 공격하는 세포 독성 T세포 활성도 높게 나타났다. 특히 면역 세포가 지쳐 기능이 떨어지는 '면역 고갈' 현상 없이 건강한 면역 상태가 오래 지속되는 점도 확인했다.

접종 단 한 번으로 충분한 면역 효과를 낼 수 있다면, 이 기술은 많은 사람을 위한 현실적인 해답이 될 수 있다. 연구팀은 이를 '콜드 튜머(cold tumor)'와 같이 치료 효과가 낮았던 난치성 암 백신으로 발전시킬 계획이다.
 
차형준 교수는 "홍합접착단백질 기반 백신 전달 시스템은 생체 적합성이 뛰어나고 대량으로 생산할 수 있어 실용화 가능성이 매우 높다"며 "반복 접종 부담을 줄이고, 세계 백신 접근성 문제 해결에도 이바지할 것으로 기대한다"고 말했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단 글로벌연구네트워크확산사업과 국가 연구실(NRL) 2.0 사업 지원으로 수행했다. 연구 결과는 생체 소재 분야 국제 학술지인 '바이오머티리얼즈' 온라인판에 실렸다.


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