단백질 나노구조체를 새로운 백신 플랫폼으로 활용
동물실험서 감염 예방 효과 확인
[라포르시안] KAIS는 생명과학과 전상용, 송지준 교수 연구팀이 인플루엔자(독감)와 같은 감염성 질병의 효과적인 예방을 위한 자기조립 단백질 기반 나노구조체 백신 개발에 성공했다고 29일 밝혔다.
연구팀은 인수공통 감염을 일으키는 브루셀라 세균의 외막 단백질을 인플루엔자 바이러스 항원 전달체로 활용해 인플루엔자에 대항하는 새로운 백신 플랫폼을 개발했다. 바이러스 항원-특이적인 체액성항체 생성을 유도해 여러 종의 인플루엔자 바이러스에 대해 감염을 효과적으로 예방할 수 있음을 증명했다.
한국연구재단의 리더 연구사업 및 KAIST Grand Challege 30 Project의 지원을 받아 수행한 이번 연구 결과는 미국 화학회 나노분야 저명학술지 'ACS 나노' 11일자 온라인판에 실렸다. 논문명은 'Antigen-Presenting, Self-Assembled Protein Nanobarrels as an Adjuvant-Free Vaccine Platform against Influenza Virus)'이다.
자연에 존재하는 몇몇 단백질 기반 나노구조체는 바이러스 유사 입자를 모방해 백신용 항원 전달체로 활용할 수 있으나 항원에 대한 면역원성을 증가시키기 위해 면역증강제를 반드시 사용해야 한다. 문제는 종종 면역증강제에 의한 부작용이 나타난다는 것이다.
연구팀은 이런 한계를 극복하기 위해 자체 면역원성 및 면역 증강 효과를 가지는 브루셀라 병원균의 외막 단백질 BP26 기반 '술통' 모양 나노구조체에 기반한 인플루엔자 바이러스 백신을 새롭게 개발했다.
인플루엔자 바이러스는 이미 백신이 개발됐음에도 높은 변이율로 인한 백신 불일치로 계절성 인플루엔자가 매년 유행하고 있다. 이에 따라 백신을 매년 새로 예측하고 생산 및 접종해야 하는 복잡한 과정이 따른다.
연구팀은 인플루엔자 바이러스 아형에 상관없이 서열이 유사하게 보존돼 있어 범용성을 가지나 낮은 면역원성으로 인해 단독 사용이 제한돼온 인플루엔자 바이러스 항원 M2e와 BP26 단백질의 융합을 진행했고, 단량체들의 자기조립으로 형성된 단백질 나노구조체를 인플루엔자 바이러스에 대한 새로운 백신 플랫폼으로 활용했다.
술통 모양 나노구조체 백신은 면역증강제 사용 여부에 상관없이 M2e 항원 단백질 대비 훨씬 더 강력한 M2e 항원에 대한 특이적인 체액성 면역 반응을 유도했다. 동물을 다양한 인플루엔자 바이러스 감염으로부터 효과적으로 보호할 수 있음을 확인했다고 연구팀은 밝혔다.
전상용 교수는 "세균 유래 단백질 나노구조체 기반 범용성 인플루엔자 백신을 최초로 개발했다ˮ며 "인플루엔자뿐만 아니라 다양한 감염성 병원체 감염에 대응할 수 있는 다목적 백신 플랫폼으로써 사용을 기대해볼 수 있다"고 말했다.
연구팀은 이를 기반으로 코로나19 범유행에 대항하기 위한 새로운 백신 후보군을 개발하는 후속 연구를 수행 중이다.