나노항체에 '분해 스위치'…독감 16종 잡고 90% 보호율

중국 연구진이 16종의 인플루엔자 A 바이러스 아형을 모두 무력화할 수 있는 새로운 나노항체 기술을 개발해 치명적인 바이러스 감염으로부터 90%의 보호 효과를 입증했다.

28일 중국 바이오 전문매체 바이오온(bioon)에 따르면, 중국 농업과학원 하얼빈수의연구소 천화란, 콩후이후이 연구팀은 나노항체 기반 단백질 분해 기술(PROTAC)을 이용해 광범위한 항바이러스 효과를 내는 기술을 개발했다. 이 연구 결과는 국제학술지 '신호전달 및 표적치료(Signal Transduction and Targeted Therapy)'에 게재됐다.

연구팀은 변이가 잦은 바이러스 표면 단백질 대신, 16개 인플루엔자 A 아형에 걸쳐 구조가 거의 변하지 않는 내부의 '핵단백질(NP)'을 표적으로 삼았다. 핵단백질은 바이러스 생존에 필수적이지만 기존 약물로는 공략하기 어려웠다.

연구팀은 핵단백질에 결합하는 나노항체 'Nb170'과 단백질 분해를 유도하는 E3 유비퀴틴 리가아제 'VHL'을 결합한 융합 분자 'VHL-Nb170'을 만들었다. 이 분자는 바이러스의 핵단백질에 달라붙어 '분해' 표식을 남기고, 세포의 자체적인 단백질 처리 시스템을 통해 핵단백질을 제거하도록 유도한다.

실제로 연구팀은 H1부터 H16까지 총 16종의 인플루엔자 A 바이러스 아형의 핵단백질이 VHL-Nb170에 의해 분해되는 것을 확인했다. 사람 계절성 독감(H1N1, H3N2)과 고병원성 조류인플루엔자(H5N1, H7N9, H9N2) 바이러스를 감염시킨 인체 폐세포에서도 바이러스 증식이 현저히 억제됐다.

동물실험 결과는 더욱 고무적이었다. VHL-Nb170을 아데노부속바이러스(AAV) 벡터에 담아 쥐의 폐에 한 차례 투여한 결과, 치사량의 H1N1 바이러스에 감염된 쥐의 90%, H5N1 바이러스에 감염된 쥐의 80%가 생존했다. 반면 대조군은 모두 사망했다.

특히 이번 연구에서 VHL-Nb170이 유도한 핵단백질 분해는 일반적인 프로탁 약물과 달리 '프로테아좀'이 아닌 '자가포식-리소좀' 경로를 통하는 것으로 밝혀졌다. 이는 향후 약물 최적화에 새로운 단서를 제공하는 발견이다.

연구팀은 이 기술이 기존 약물에 내성을 보이는 변이 바이러스에도 효과를 보일 잠재력이 크다고 설명했다. 향후 흡입형 mRNA 등 새로운 전달 기술과 결합하면 코로나19나 아프리카돼지열병 등 다른 바이러스 질환에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.