다양한 바이러스 백신 플랫폼 개발

KIST-가톨릭대 공동연구진,

다양한 바이러스에 적용 가능한 백신 플랫폼 개발

RNA 면역증강제를 활용한 메르스 바이러스 백신 개발, 영장류 효과 확인

동일 계열인‘코로나 19’바이러스에 대한 안전한 백신 조기개발 기대

가톨릭대학교 남재환 교수(좌)와 박효정 연구교수(우), 와 곽혜원 연구원(박사과정)이 RNA가 들어간 백신의 T 세포 면역 효능에 대해서 논의하고 있다

2015년 우리나라 전역을 공포로 뒤덮은 메르스는 2019년 발생한 코로나 19 (질환: COVID-19, 바이러스: SARS-CoV2)와 같은 계열의 코로나 바이러스(메르스 코로나 바이러스, MERS-CoV)에 의해 발병했다. 최근 국내 연구진이 메르스 코로나 바이러스에 대해 RNA 기반의 면역증강제를 활용한 새로운 백신 플랫폼을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 영장류 실험을 마쳤으며, 현재 전 세계에 걸쳐 시급한 백신 개발이 요구되는 코로나 19에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

한국과학기술연구원(KIST) 뇌의약연구단 금교창 단장, 방은경 박사 연구팀은 가톨릭대학교(가톨릭대, 총장 원종철) 남재환 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 메르스 코로나바이러스(MERS-CoV)에 대한 RNA 기반의 백신 플랫폼에 대한 연구결과를 발표했다. 이 백신 플랫폼은 RNA를 면역증강제로 활용하고, 이 RNA를 안정적으로 유지시키는 화합물 및 코로나 바이러스가 숙주에 침투하는 스파이크 단백질(spike, 침투돌기 단백질)로 구성되어 있다. 이번 새로운 백신 플랫폼을 통해 동일한 바이러스 계열인 코로나 19 치료용 백신 개발에 활용될 것으로 기대된다.

최근, 우수한 안전성을 지녔다고 평가받는 단백질 기반 백신이 주로 개발되고 있다. 그러나 이러한 단백질 기반의 백신은 항체 생산의 세포에 대한 면역유도가 약하여 균형 잡힌 면역반응을 위해 반드시 안정성 높은 면역증강제를 사용해야 한다.

공동연구진은 가톨릭대학교 연구팀에서 면역증강제로 개발한 귀뚜라미 마비증세를 유발하는 바이러스의 RNA와 KIST 연구진이 개발한 아연 금속을 활용한 RNA 안정제를 혼합한 후, 코로나 바이러스 스파이크 단백질과 함께 면역하였다. 그 결과 실험 쥐를 대상으로 1회 접종만으로도 충분한 방어 면역 효능(치사량 바이러스 공격에 100% 방어효능을 보임)을 보였으며, 영장류인 마카큐 원숭이에서도 높은 중화항체(80% 억제 기준으로 1:2,560 희석배수)를 유도하여 코로나바이러스의 감염을 억제할 수 있음을 확인하였다. 이렇게 RNA 면역증강제와 안정제를 함께 면역하면 기존에 활용되고 있는 단백질 기반 백신이나 불활화 백신 등 대부분의 백신 타입에 적용할 수 있기 때문에 넓은 활용 가능성을 보여주고 있다.

공동연구진은 국제백신연구소 송만기 박사팀에서 코로나바이러스 스파이크 단백질을 제공받았고, 전북대학교 이상명 교수팀에서 바이러스 감염을 막을 수 있는 항체량(중화항체가) 측정 및 바이러스 공격 실험을 진행했으며, 한국생명공학연구원 국가영장류센터 홍정주 박사팀에서 영장류(원숭이) 면역을 조사하였다.

KIST 금교창 단장은 “메르스 바이러스에서 효과를 보인 이번 RNA를 활용한 단백질 기반 백신은 동일 계열인 코로나 19의 백신 개발에 신속히 적용할 수 있다는 장점이 있다.”라고 밝혔으며, 가톨릭대 남재환 교수는 “최근에 보고되는 핵산(DNA 혹은 RNA) 기반 백신은 실제 백신 제품으로 생산되어 대규모로 임상에 적용되어 본적이 없다. 그러나 본 연구에서 개발된 백신은 이미 안전성이 검증된 단백질 백신을 기반으로 하여 RNA를 면역증강제로 첨가한 새로운 백신 플랫폼이기 때문에 좀 더 안전한 백신 개발이 가능할 것으로 전망한다.”라고 밝혔다.

현재, 가톨릭대학교 연구팀은 동일한 백신 플랫폼을 활용하여 코로나 19 치료용 백신과 중증열성혈소판감소증후군 예방용 백신을 개발 중(연구비 지원 : ㈜삼광랩트리)이며, 공동 연구팀과 함께 SK 바이오사이언스와 컨소시엄을 구성하여 코로나 19 예방용 백신 개발을 진행 중이다.

이 연구는 보건복지부 지원으로 감염병위기대응백신기술개발 사업, 과기정통부(장관 최기영) 지원의 KIST 주요사업, 차세대신약기반기술개발사업 등으로 수행되었다. 이 연구 결과는 화학분야 저명 저널인 ‘Angewandte Chemie’ (IF : 12.257, JCR 분야 상위 9.593%) 최신호에 게재되었다.