코에 뿌리면 코로나·세균 다 막는다…'만능 백신' 훈련소 나왔다

스탠포드대 연구팀이 코에 뿌리는 것만으로 다양한 호흡기 병원체에 대한 광범위한 면역력을 형성하는 신개념 백신을 개발했다.

26일 중국 바이오 전문매체 바이오온에 따르면 스탠포드대 발리 풀렌드란 교수 연구팀은 이 같은 내용의 연구 결과를 국제학술지 '사이언스(Science)'에 발표했다. 연구팀이 개발한 리포솜 점막 백신은 쥐 모델에서 폐의 선천 면역 세포를 재프로그래밍해 수개월간 지속되는 보호 효과를 입증했다.

기존 백신은 특정 병원체의 항원을 이용해 면역 반응을 유도하는 '일대일' 방식으로, 변이 바이러스나 신종 병원체에 대응하기 어려웠다. 과학계는 특정 항원에 의존하지 않고 광범위한 보호 효과를 내는 '만능 백신' 개발을 목표로 해왔다.

연구팀은 '통합 장기 면역'이라는 새로운 개념에 착안했다. 이는 특정 장기 내에서 적응 면역 세포와 선천 면역 세포가 협력해 기억을 형성할 때 광범위한 보호가 가능하다는 이론이다. 이를 구현하기 위해 두 종류의 톨유사수용체(TLR) 작용제인 'GLA'와 '3M-052'를 리포솜에 탑재한 신규 백신 플랫폼을 설계했다.

해당 백신을 코를 통해 1회 접종한 쥐는 최소 3개월간 강력한 보호 효과를 보였다. 보호 범위는 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2), 사스(SARS-CoV) 등 바이러스는 물론 황색포도상구균, 아시네토박터 바우마니 같은 세균까지 포함됐다. 집먼지 진드기로 인한 알레르기성 천식 예방 효과도 확인됐다.

연구의 핵심은 보호 기전 규명에 있다. 백신은 먼저 폐에서 항원 특이적 CD4+, CD8+ 기억 T세포를 대량으로 유도한다. 이 T세포들은 직접 병원체를 공격하는 대신 'RANKL'이라는 사이토카인을 분비해 폐의 '파수꾼' 세포인 폐포 대식세포를 지속적으로 재프로그래밍한다.

이러한 재프로그래밍은 유전자 발현을 조절하는 후성유전학적 변화를 통해 이뤄진다. '훈련'받은 대식세포는 항원 제시, 포식, 인터페론 반응 능력이 지속적으로 향상된 '고경계' 상태를 유지하며 광범위한 보호 효과의 중심 역할을 수행한다.

이번 연구는 점막 접종을 통해 '통합 장기 면역'을 유도, 광범위하고 지속적인 보호 효과를 얻을 수 있음을 증명했다. 비침습적인 비강 접종 방식은 대규모 접종에 유리해, 향후 신종 호흡기 감염병에 대응할 새로운 백신 설계의 청사진을 제시했다는 평가다.