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[바이오토픽] 범용(汎用) 인플루엔자 백신: 라마의 항체에서 힌트를 얻은 비강분무제
의학약학 양병찬 (2018-11-02 09:19)


@ Everyday Health

네 개의 라마(llama) 항체와 하나의 무해한 바이러스! 이 신기한 레시피가 모든 인플루엔자 바이러스로 인한 감염을 저지하도록 설계된 비강분무제(nasal spray)의 골격이 될 수 있다고 한다. 라마 항체에서 유래하는 단백질을 만들도록 조작된 바이러스를 포함하는 분무제는 1차 동물실험에서(참고 1), 인간을 감염시키는 것으로 알려진 모든 인플루엔자 바이러스로부터 생쥐를 보호하는 것으로 밝혀졌다.

인간을 대상으로 한 임상시험이 시작되려면 많은 테스트를 거쳐야 하지만, 고변이성 인플루엔자 바이러스(highly mutable flu virus)에 대항하는 범용 백신(universal vaccine)을 개발하려고 애쓰는 연구자들은 "주목할 만한 가치가 있다"고 말하고 있다. 새로운 비강분무제는 (인플루엔자의 가장 큰 피해자로서, 기존 백신의 보호효과가 미미한) 노인들에게 요긴할 것으로 보인다. 그리고 (인플루엔자 시즌 때마다 유행할 것으로 예상되는 바이러스에 맞춰 주문 생산되는) 전통적인 인플루엔자 백신과 달리, 범유행성 인플루엔자(flu pandemic)에 대비하여 대규모로 비축될 수 있다는 장점이 있다. "그것은 멋진 시나리오로, 항체공학(antibody engineering)의 가공할 만한 위력을 보여준다"라고 스위스 벨린조나 소재 생의학연구소(IRB: Institute for Research in Biomedicine)에서 인플루엔자 백신 연구를 지휘하는 안토니오 란자베키아(면역학)는 말했다.

벨기에 비어스에 있는 얀센 감염병연구소(Janssen Infectious Diseases)의 항체공학자 요스트 콜크만은 "라마와 그 사촌인 낙타가 만들어내는 특이한 항체가 인플루엔자에 대항하는 무기가 될 수 있을 것"이라고 생각했다. 문제의 항체는 크기가 유난히 작은데, 그 이유는 (Y자형 항체의 양쪽 팔 크기를 키우는) 경쇄(light chain)가 없기 때문이다. 콜크만이 이끄는 연구진은 잔존하는 중쇄(heavy chain)의 크기를 더욱 줄여, 소위 나노바디(nanobody)를 만들었다(참고 2). 나노바디는, 풀사이즈 항체가 도달할 수 없는 바이러스의 틈새(crevice)를 비집고 들어갈 수 있다.

인플루엔자에 대항하는 나노바디를 만들기 위해, 얀센의 연구진은 먼저 라마에게 백신을 주입했다. [이 백신에는 '3가지 상이한 인플루엔자 바이러스'와 '다른 2가지 인플루엔자의 표면단백질(헤마글루티닌)'이 포함되어 있다.] 그 다음, 연구진은 (각각 수많은 인플루엔자 바이러스株를 중화할 수 있는) 네 개의 항체를 수확했다. 마지막으로, 연구진은 네 가지 항체에서 유래하는 나노바디로 구성된 단백질을 발현하는 유전자를 설계했다. "네 개의 도메인을 연결하여 하나의 분자로 만드는 것은 매우 쉽다"라고 콜크만은 말했다. 연구진은 그 유전자를 (유전자요법 실험에서 흔히 사용되는) 무해한 아데노부속바이러스(AAV: adenovirus-associated virus)에 적재했다.

A flu-fighting antibody targets four sites (colored areas) on the virus’s hemagglutinin surface protein. XUEYONG ZHU AND IAN WILSON, SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE

In vitro 실험에서, 4중항체(four-in-one antibody)는 (사람을 감염시키는 A형과 B형에 해당하는) 60가지 상이한 인플루엔자 바이러스의 감염을 억제하는 것으로 나타났다. "A형과 B형을 모두 중화하는 항체를 발견하기는 매우 어려웠었다"라고 스크립스 연구소의 이언 윌슨(구조생물학)은 말했다. 그는 이번 연구에서 나노바디가 바이러스에 결합하는 메커니즘을 밝히는 데 기여했다.

In vivo 실험에서, 치료군 생쥐들은 - AAV 바이러스를 코에 분무하든, 단백질을 순환계에 직접 주입하든 - 대조군 생쥐들보다 다양한 인플루엔자 바이러스에 노출된 이후의 생존율이 유의하게 높은 것으로 나타났다. 인플루엔자 항체에 대한 논문을 50편 이상 발표한 윌슨이지만, 그렇게 폭넓고 강력한 항체를 본 적이 없었다. AAV는 수개월 동안 생존할 수 있으므로, 이러한 전략은 장기적인 효과를 거둘 수 있을 것으로 기대된다. "바라건대, 그 효과는 인플루엔자 시즌 내내 지속될 것으로 보인다"라고 윌슨은 말했다.

그러나 밴더빌트 대학교의 제임스 크로(인플루엔자 바이러스 전문가, 백신 개발자)는 "인간의 면역계가 '라마에서 유래하는 단백질'을 이물질로 간주하여 항체를 형성할 수 있다"고 경고했다. 또한 그는 다음과 같이 지적했다. "AAV 기반 치료(AAV-based treatment)가 생명을 위협하는 질병에 대한 대책으로 개발되고 있지만, 바이러스를 이용하여 인플루엔자를 예방하는 방법은 규제당국의 까다로운 심사에 직면하게 될 것이다. 'AAV를 건강한 사람에게 투여하는 방법'에 대한 장벽은 매우 높을 것으로 예상된다."

※ 참고문헌
1. http://science.sciencemag.org/content/362/6414/598
2. http://science.sciencemag.org/content/360/6389/594.summary

※ 출처: Science http://www.sciencemag.org/news/2018/11/nasal-gene-spray-inspired-llama-antibodies-could-prevent-all-types-flu

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양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로 활발하게 활동하...
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