난공불락 수막구균 B형 정복한 '벡세로'…비결은 유전체 분석[약전약후]

인체 조직과 구조 유사…기존 기술로 백신 개발 어려운 문제 발생
유전체 분석 기술로 수막구균 B형 항원성 성분 발굴

(서울=뉴스1) 김태환 기자 = 국내에서도 수막구균B를 막을 수 있는 백신이 이달 출시됐다. 주인공은 다국적제약회사 글락소스미스앤클라인(GSK)의 '벡세로'다. 벡세로는 지금까지 4가 백신만 존재한 국내 수막구균 백신 선택에 B형 예방이라는 새로운 장을 열었다.

수막구균은 'Hib'(B형 헤모필루스 인플루엔자), 폐렴구균과 함께 세균성 뇌수막염의 3대 원인 중 하나인데 침습성 수막구균 감염증은 증상 발생 후 24시간 내 빠르게 진행하여 사망에 이를 수 있다.

사람에게서 침습성 수막구균 감염증을 일으키는 수막구균 혈청군은 'A, B, C, W, X, Y'이다. 이 중에서도 B형의 경우 다른 혈청군과 달리 백신 개발이 어려워 난공불락(難攻不落)의 성처럼 예방 사각지대로 존재해 왔다.

B형 백신 개발이 어려웠던 이유는 수막구균 B형의 다당질 피막(polysaccharide capsule)이 인체조직과 구조적으로 유사해 항체 생성 등 예방력을 의미하는 면역원성이 낮았기 때문이다.

낮은 면역원성으로 인해 수막구균 B형은 기존의 다당류 백신 개발 기술을 쉽게 적용할 수 없었다. 이러한 이유로 외막 소포(OMV) 기술을 활용한 수막구균 B형 백신이 나오기도 했다.

그러나 외막 소포 기술을 활용한 수막구균 B형 백신은 단일한 균주에 대해서만 면역성을 갖는다는 한계가 존재했다. 다양한 변종이 발생하는 균종의 특성상 물백신 논란을 가져올 수 있었던 셈이다.

GSK는 수막구균 B형 백신 개발의 어려움을 극복하기 위해 유전체 시퀀싱을 활용한 '리버스 백신놀로지'(reverse vaccinology)를 도입했다. 수막구균 B의 전체 유전자 정보를 분석해 수막구균에 대한 항체를 유도할 수 있는 목표 항원을 발굴하는 기술이다.

전통적인 백신 개발 방법은 항원이 될 수 있는 성분을 한 번에 하나씩 확인한다. 이 과정에서 시간과 비용이 소요될 수 있다. 반면, 리버스 백시놀로지는 전통적인 백신 개발 방법과 반대의 개념에 해당한다.

이 기술은 병원체의 전체 유전자 정보를 분석하여 백신 항원이 될 수 있는 단백질을 식별한다. 이러한 접근법은 면역 반응을 유도할 수 있는 항원을 신속하게 찾는 데 도움이 된다.

벡세로 개발 과정에서는 수막구균 B에 대한 유전체(게놈·genome) 해독을 통해 수막구균 표면 노출 단백질의 특징을 가질 수 있는 2158개의 개방형 해독틀(ORF·open reading frames)이 예측됐다.

연구팀은 이 중 바이러스 표면에서 발현되는 600개의 잠재적인 백신 후보를 식별했으며, 그중 350개가 일관되게 발현됨을 확인했다. 이후 항체 유도를 테스트해 좁혀진 91개의 후보군 중 28개에서 살균 항체를 유도했으며, 이 중 3가지의 항원 성분 'NHBA, NadA, fHbp'을 선발해 벡세로를 만드는 데 성공한다.

벡세로는 선발된 3가지 재조합 단백질에 외막소포 분절인 'PorA P1.4'의 4가지 성분을 혼합하고 있다. 2013년 유럽 최초 승인 이후 세계 52개국에서 승인받으며 10년 이상 수막구균B 감염증 예방효과를 입증해 왔다.

한편 최근 국내에서 우세하게 확인되는 수막구균 혈청군은 B형이다. 2002~2003년 수집된 환자 분리균에서는 Y 7명, B 1명, 29E 1명으로 B 혈청군의 비중이 작았으나, 2010년~2016년에 확인된 25개의 검체에서 28%(7명)가 B 혈청군으로 나타났다.

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