주삿바늘 걱정 없는 예방접종법 개발 [달콤한 사이언스]

바늘 없이 피부를 통해 백신을 체내에 전달할 수 있는 초음파 주사기술이 개발됐다. 이 기술은 DNA 백신에 도움이 될 수 있다. 영국 옥스퍼드대 제공

어린이나 어른이나 주사를 맞는 것은 기분 좋은 일은 아니다. 그렇지만 주사 공포증을 가진 사람은 실제 주사 접종하는 생각만 해도 통증을 느낀다. 단순히 뾰족한 주삿바늘을 무서워하는 것이 아니라 극도의 공포감으로 심할 경우 기절하는 경우도 있다고 한다.

미국 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 성인의 4분의1, 아동 3분의2가 주삿바늘에 대한 공포증이 있다. 그렇지만 백신 대부분이 주사로 투여된다.

이에 영국 옥스퍼드대 의생명공학연구소, 생의학 초음파·바이오테라피·바이오의약품 연구소(BUBBL) 공동 연구팀은 초음파를 이용해 약물을 전달함으로써 주삿바늘의 공포를 덜어낼 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 4~8일 호주 시드니에서 열리는 음향학 분야 국제학술대회인 ‘음향학 2023 시드니’에서 발표됐다.

연구팀은 ‘캐비테이션’(cavitation)이라는 현상을 활용했다. 캐비테이션(공동현상)은 액체 상태 매질에 특정 주파수의 초음파가 가해질 경우 물리적 압력 변화로 기포가 형성되는 원리다.

주사 대체 캐비테이션은 각질층 바깥을 통과하는 통로를 뚫어 백신 분자가 통과할 수 있도록 하고, 약물 분자를 이 통로로 밀어 넣는 펌프 역할을 한다. 그다음 백신 분자가 세포 내부로 들어갈 수 있도록 세포 자체를 둘러싼 막을 통과하도록 한다.

동물 실험을 통해 캐비테이션 방식은 기존 주사와 비교하면 전달되는 백신 분자의 수는 700분의1 수준이지만, 면역력을 더 빠르게 유도하고 더 효과가 높은 것으로 조사됐다. 연구팀은 근육에 놓는 주사보다 피부를 통해 초음파로 약물을 전달하기 때문에 부작용 위험이 거의 없고 접종 양이 줄기 때문에 비용을 절감하지만 효능을 극대화할 수 있다고 설명했다.

연구를 이끈 콘스탄틴 쿠시오스 교수는 “이번에 개발한 캐비테이션 주사는 현재 전달이 쉽지 않은 DNA 백신에 유용하다”라며 “치료제 접근을 막는 세포막에 균열을 내면 면역반응을 집중시킬 수 있고 감염 위험이 낮을 뿐만 아니라 보관 안정성도 높아 DNA 백신의 다른 장점을 더 잘 활용할 수 있다”라고 말했다.

유용하 기자