코로나19 mRNA 백신 면역반응 조절 과정 밝혀낸 질병청

mRNA 백신 접종 부위의 초기 면역반응 모식도 (Biorender 제작)./사진제공=질병관리청

질병관리청이 mRNA(메신저 리보핵산) 백신의 접종부위에서 초기 면역증강 효과를 유도하는 메커니즘을 발견했다. 이번 연구를 바탕으로 차세대 백신기술 사용화로 발전시킬 계획이다.

질병청 국립보건연구원은 mRNA 백신의 접종 부위에서 초기 면역증강 효과를 유도하는 메커니즘을 발견하고, 해당 연구 결과를 세계적인 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈 저널에 게재했다고 1일 밝혔다.

이번 연구는 국립보건연구원 공공백신개발지원센터 감염병백신연구과와 박종은 한국과학기술원 교수 연구팀이 공동으로 수행한 연구다. 실험용 쥐에 코로나19 mRNA 백신을 투여한 후 단일세포 전사체 분석 기술을 활용해 mRNA 백신의 초기 면역반응을 규명했다. 단일세포 전사체 분석이란 세포 한 개 단위에서 수집한 전사체 데이터를 분석해 각 세포 내 유전자 발현도를 측정할 수 있는 최신 분석 기법이다.

mRNA 백신 기술은 코로나19 팬데믹(감염병 대유행)을 거치며 짧은 시간 내에 전 세계적으로 그 가치를 입증했다. 감염병 대응뿐만 아니라 암백신과 같은 치료 전략으로도 개발이 활발히 이루어지고 있지만 좀 더 안전하고 효과적인 백신 개발을 위해서는 mRNA 백신의 초기 면역학적 메커니즘의 깊은 이해가 매우 중요하다.

mRNA 백신은 mRNA 분자와 이를 둘러싼 지질나노입자(LNP)로 구성된다. mRNA는 항원 단백질을 합성할 수 있는 유전정보를 담고 있고, 지질나노입자는 mRNA를 보호해 우리 몸의 세포 안으로 넣어주는 이동장치 역할을 한다. 최근 연구에 따르면 지질나노입자는 단순히 mRNA의 운반체 역할만 하는 것이 아니라 지질나노입자 자체만으로도 백신에 대한 면역반응을 증가시키거나 조절하는 물질인 면역증강제 역할을 하는 것이 보고됐다.

연구진은 주사부위에서 지질나노입자로 인해 염증성 사이토카인과 케모카인 유전자 발현이 증가해 초기 면역증강 효과가 유도되는 것을 확인했다. 주입된 mRNA 분자는 인터페론 베타 유전자 발현을 통해 접종부위, 림프절의 이동성 수지상세포의 활성화를 돕는다. 백신에 의한 세포성 면역반응을 증진하는 것도 확인했다. 이번 연구는 mRNA 분자와 지질나노입자 자체에 의해 활성화되는 초기 면역반응 경로, 작용 메커니즘에 대한 통찰을 얻는데 기여했다는 평가다.

김도근 감염병백신연구과장은 "앞으로 mRNA 백신 성분인 mRNA와 지질나노입자 조절을 통해 초기 면역반응을 제어해 T세포 반응을 활성화하면서 과도한 면역반응을 낮추는 mRNA 백신을 지속적으로 개발하고자 한다"고 말했다.

지영미 질병청장은 "mRNA 백신 기전에 대한 연구를 바탕으로 향후 mRNA 플랫폼의 환자맞춤형 치료제 백신 등 다양하게 활용되고 효과적인 차세대 백신기술 상용화가 이뤄질 수 있도록 힘쓰겠다"고 했다.

구단비 기자 kdb@mt.co.kr