해마다 세계적으로 약 10억 명이 인플루엔자에 감염된다. 인플루엔자 바이러스는 ‘항원 변이(antigenic drift)’를 일으키기 때문에 매년 백신을 새로 접종해야 한다. 인플루엔자 백신은 긴 제조 기간 때문에 유행 수개월 전에 생산되는데, 예측한 균주와 실제 유행 균주가 어긋날 경우 백신 효과는 약 19~60%까지 떨어질 수 있다.
또한 기존의 달걀 기반 분할백신(Fluarix)은 유도하는 항체 반응의 폭이 상대적으로 좁아 백신 균주와 다른 변이주에 대한 방어력이 제한적이라는 한계가 있다. 이러한 이유로 다양한 변이주에 광범위하게 대응할 수 있는 ‘범용 독감 백신(universal influenza vaccine)’ 개발이 전 세계적인 화두이다.
고려대 의대 이지원 교수 연구팀은 건강한 성인 75명을 대상으로 두 차례 인플루엔자 시즌(2022년~2023년, 2023년 ~2024년)에 걸쳐 mRNA 백신(mRNA- 1010)과 기존 분할백신을 비교했다. 참가자의 절반가량은 mRNA 백신을, 나머지는 기존 백신을 접종받았으며, 두 백신 모두 WHO가 해당 시즌에 권고한 동일한 독감 균주를 표적으로 했다.
그 결과, mRNA 백신은 기존 백신보다 전반적으로 더 강한 항체 반응을 이끌어 냈다. 혈액 검사에서 mRNA 백신 접종자는 더 높은 항체 수치와 더 많은 기억 B세포(과거 감염을 기억해 빠르게 항체를 만들어내는 면역세포)를 보였고, 백신 균주뿐 아니라 수십 년에 걸쳐 진화해 온 다양한 변이 인플루엔자 바이러스에까지 폭넓게 결합해, 여러 변이주를 두루 막는 ‘교차 방어’ 가능성을 보였다. 반면 기존 백신 접종자의 항체는 결합하는 변이주의 범위가 상대적으로 좁았다.
연구팀은 이러한 차이의 원인을 확인하기 위해, 일부 참가자(mRNA 백신 13명, 기존 백신 15명)에서 초음파 유도 미세침흡인(FNA) 기법으로 겨드랑이 림프절의 배중심(GERMINAL CENTER)을 직접 채취해 접종 후 B세포가 어떻게 진화하는지 추적했다. 배중심은 림프절 안에 생기는 일종의 ‘면역 훈련소’로, 이곳에서 B세포들이 바이러스를 더 정교하게 인식하도록 훈련받고, 점차 더 다양한 형태의 항체를 만들어 낸다.
분석 결과, mRNA 백신 접종자는 13명 중 5명에서 림프절 배중심 반응이 연구 종료 시점인 26주(약 6개월)까지 지속된 반면, 기존 백신 접종자 15명 에서는 이러한 지속 반응이 나타나지 않았다.
나아가 연구팀은 혈액 속에 실제로 만들어져 돌아다니는 항체가 얼마나 여러 종류인지를, 항체 단백질을 하나하나 해독하는 기법(Ig-Seq)으로 정밀하게 분석했다. 그 결과 오래 유지된 배중심 덕분에 새로운 항체가 더 많이 생성되고 기존 항체도 더 다양하게 진화하면서, 결국 더 폭넓게 결합하는 항체로 이어진 것을 확인했다.
공동교신저자 고려대 의대 이지원 교수는 “이번 연구는 mRNA 백신이 림프절 면역반응을 더 오래 지속시켜 더 광범위한 항체를 만들어낸다는 사실을 사람에게서 직접 입증한 것”이라며 “매년 변이하는 인플루엔자에 광범위하게 대응하는 차세대·범용 인플루엔자 백신 개발에 중요한 근거가 될 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구는 미국 세인트루이스 워싱턴 대학교 의과대학(Washington University School of Medicine in St. Louis) Ali Ellebedy 교수 연구팀과 공동연구를 통해 진행됐으며, 세계적 국제학술지인
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