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[바이오토픽] 100년 전 개발된 BCG 백신, COVID-19 치료 및 예방약으로 거듭날까?
의학약학 양병찬 (2020-03-25)

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▶ 4개국의 연구자들은 조만간 신종 코로나바이러스에 대한 비정통적 접근방법(unorthodox approach)의 임상시험을 시작할 계획이다. 그들의 가설은 "100년의 역사를 가진 「세균성 질환(결핵)에 대항하는 백신」이 인간의 면역계를 광범위하게 활성화함으로써, 「COVID-19을 초래한 바이러스」를 더 잘 무찌르도록 해 주고, 어쩌면 바이러스 감염을 예방해 줄지도 모른다"는 것이다. 이 임상시험은 (일반 대중보다 질병에 노출될 위험이 높은) 의사 및 간호사와 (일단 감염되고 나면 중병에 걸릴 위험이 높은) 노인들을 대상으로 실시될 예정이다.

네덜란드의 한 연구팀은 이번 주에 첫 번째 임상시험을 시작할 계획이다. 그들은 8개 병원에 근무하는 1,000명의 건강한 보건의료근로자들에게 「BCG(bacillus Calmette-Guérin) 백신」이나 위약을 투여하게 된다.

BCG에는 소결핵균(Mycobacterium bovis)의 약독화 균주가 포함되어 있는데, M. bovis는 결핵(TB: tuberculosis)를 초래하는 M. tuberculosis의 사촌뻘 되는 세균이다. [BCG는 20세기 초 이를 개발한 프랑스의 미생물학자 알베르 칼메트(Albert Calmette)와 카미유 게랭(Camille Guérin)의 이름을 따서 명명되었다.] BCG는 대부분의 나라에서 생후 1년 미만의 영아들에게 접종되는데, 안전하고 저렴하지만 완벽함과는 거리가 멀다. 즉, 평균적으로 60%의 어린이들에게 TB 감염을 예방해 주지만, 그 비율은 나라에 따라 천차만별이다.

백신은 일반적으로 '표적 병원체(targeted pathogen)에 특이적인 면역반응'을 촉발한다. 예컨대, 항체는 한 종류의 바이러스에 결합하여 중화시키지만, 다른 바이러스는 건드리지 않는다. 그러나 덴마크의 페테르 아비와 크리스티네 스타벨 벤이 수년간 출판한 임상 및 관찰연구에 따르면, BCG는 면역계를 전반적으로 활성화시킴으로써 결핵균뿐만 아니라 다른 병원체들까지 물리치게 한다. 그들은 "BCG가 접종된 후 1년 동안 모든 병원체들에 대한 감염이 약 30% 예방되며, 그중에는 바이러스도 포함된다"는 결론을 내렸다(참고 1). 이 분야에서 출판된 연구들은 오랫동안 방법론을 비판받아 왔지만, 2014년 세계보건기구(WHO)의 의뢰로 발표된 총설논문에서는(참고 2) "BCG가 어린이의 전반적인 사망률을 감소시키는 것 같다"는 결론을 내리면서도 "발견에 대한 신뢰성이 매우 낮다"는 단서를 달았다. 뒤이어 2016년에 발표된 총설논문(참고 3)은 BCG의 잠재적인 혜택을 더욱 긍정적으로 평가했지만, 역시나 "무작위 임상시험이 필요하다"는 단서를 달았다.

그 이후 임상적 증거가 더욱 강화되었고, 많은 연구팀들이 'BCG가 면역계를 전반적으로 강화하는 메커니즘'을 연구하는 데 진전을 이루었다. 네덜란드 랏바우트 대학병원의 감염병 전문가 미하이 네테아는, BCG가 '면역계의 작용 메커니즘에 대한 교과서 지식'에 도전할 거라고 생각하게 되었다.

▶ 하나의 병원체가 인체에 침입하면 선천성 면역계(innate immune system)에 속하는 백혈구들이 먼저 공격에 나서는데, 감염의 99%까지는 그들 선(線)에서 해결된다. 만약 1차 방어선이 무너진다면, 그들은 후천성 면역계(adaptive immune system)에 SOS 신호를 보낸다. 그러면 T 세포와 (항체를 만드는) B 세포들이 역할분담을 통해 싸움에 가담하기 시작한다. 그런데 후천성 면역의 핵심은 "특정 T 세포나 항체가 특정 병원체에 특이적이며, 후자에 대응하여 전자의 존재가 가장 많이 증폭된다"는 것이다. 그리하여 병원체가 제거되고 나면 그 병원체 특이적 세포들(pathogen-specific cells) 중 일부가 기억세포(memory cell)로 변형됨으로써, 다음번에 동일한 병원체가 침입했을 때 T 세포와 B 세포의 생산속도를 가속화하게 된다. 백신은 바로 이러한 면역 메커니즘에 기반한다.

대식세포(macrophage), NK 세포(natural killer cell), 호중구(neutrophile) 등으로 구성된 선천성 면역계는 그런 기억을 갖고 있지 않은 것으로 여겨져 왔다. 그러나 네테아가 이끄는 연구팀은 "BCG가 최대 몇 달 동안 피부에 살아남아, 미크로박테륨 특이적인 기억 B 세포와 T 세포(Mycobacterium-specific memory B and T cell)뿐만 아니라, 선천성 백혈구들까지도 오랫동안 자극한다"는 사실을 발견하고, 그것을 훈련된 면역성(trained immunity)이라고 명명했다(참고 4). 그들은 2018년 발표한 무작위·위약대조연구에서(참고 5), "BCG 백신접종이 (백신으로 사용되는) 약독화된 황열바이러스(yellow fever virus)의 실험적 감염을 예방한다"고 보고했다.

BCG가 노인의 '감염에 대한 저항성'을 전반적으로 향상시킬 수 있는지 여부를 연구하기 위해, 네테아는 그리스 아테네 대학교의 에방겔로스 기아마렐로스와 함께 그리스에서 연구팀을 꾸렸다. 그는 조만간 네덜란드에서도 그와 유사한 임상연구를 시작할 예정이다. "그 연구는 신종 코로나바이러스가 등장하기 전에 설계되었지만, 팬데믹으로 말미암아 BCG의 광범위한 효과가 더욱 명확하게 드러날 것이다"라고 네테아는 말했다.

▶ 보건의료근로자를 대상으로 한 연구를 위해, 네테아는 위트레흐트 대학교의 마르코 본텐(역학, 미생물학)과 함께 연구팀을 구성했다. "근로자들 사이에 이번 연구에 참여하려는 열기가 높다"라고 본덴은 말했다. 연구팀은 '코로나바이러스 실제 감염' 대신 뜻밖의 결근(unplanned absenteeism)을 종말점(end point)으로 사용하기로 결정했다. "우리는 예산이 빠듯하므로, 유행병에 걸려 결근한 참가자들을 집으로 방문하는 것은 실행가능성이 낮다"라고 보텐은 말했다. "그러나 결근율을 비교하는 것은, BCG 백신이 인플루엔자나 기타 감염병을 예방하는 효과를 확인할 수 있다는 이점이 있다"라고 그는 말했다.

이번 연구는 무작위적이지만, 참가자들은 자신이 위약 대신 백신을 접종받았다는 사실을 알게 될 가능성이 높다. BCG는 접종 부위에 종종 농포(pustule)를 초래하는데, 이것이 몇 달 동안 지속될 수 있으며 통상적으로 흉터를 남기게 되기 때문이다. 그러나 연구자는 참가자가 백신투여군과 위약투여군 중 어느 쪽에 속하는지 알지 못한다.

호주 멜버른대학교의 한 연구팀은 네테아와 동일한 프로토콜을 이용하여, 보건의료근로자들을 대상으로 BCG 연구를 설계하고 있다. 영국 넥세터 대학교의 또 다른 연구팀은, 노인들을 대상으로 유사한 연구를 수행할 예정이다. 마지막으로, 독일 막스 플랑크 감염생물학연구소의 연구팀은 지난주 네테아의 연구에서 영감을 얻어, "노인과 보건의료근로자들을 대상으로 VPM1002(BCG의 GM 버전이지만, 아직 TB 백신으로 승인받지는 않았다)에 대한 유사한 임상시험에 착수할 것"이라고 발표했다(참고 6).

"BCG는 신종 코로나바이러스 감염을 완전히 제거하지는 못하지만, 바이러스가 개인에게 미치는 영향을 감소시킬 가능성이 있다"라고 캐나다 토론토 대학교의 엘러노어 피시(면역학)는 말했다. "만약 BCG를 얻을 수 있다면 직접 접종하고 싶지만, 위약투여군에 속한 참가자의 잠재적인 혜택을 박탈하는 것이 과연 윤리적인지 의문이다."

그러나 네테아에 의하면, 피시와 같은 발상은 어림도 없다. "무작위 임상시험이 아니라면, BCG가 사람들에게 정말로 유익한지 여부를 알 수 없다." 네테아가 이끄는 연구팀은 몇 달 내에 결과를 발표하게 될 것이다.

※ 참고문헌
1. https://www.bandim.org/research
2. https://www.who.int/immunization/sage/meetings/2014/april/3_NSE_Epidemiology_review_Report_to_SAGE_14_Mar_FINAL.pdf
3. http://www.bmj.com/content/355/bmj.i5170
4. http://dx.doi.org/10.1126/science.aaf1098
5. http://doi.org/10.1016/j.chom.2017.12.010
6. https://www.mpg.de/14608782/corona-virus-studie

※ 출처: Science http://www.sciencemag.org/news/2020/03/can-century-old-tb-vaccine-steel-immune-system-against-new-coronavirus

 

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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...
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