코 속에 뿌리는 점막백신 기술 개발

고분자 나노마이셀 기반 점막면역 백신 개념도.

아주경제 이한선 기자= 주사를 놓지 않고 코 속에 뿌릴 수 있는 점막백신 기술이 개발됐다.

미래창조과학부와 한국연구재단은 충남대학교 임용택 교수팀(임 교수, 노영욱 박사, 홍지현 연구원)과 한국생명공학연구원 부하령 박사팀(부 박사, 심상무 박사)이 점막을 이용해 백신을 효과적으로 전달하면서 효능을 높이는 비주사형 점막백신 전달기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

이번 연구결과는 독일화학회가 발간하는 앙게반테 케미지 14일자 온라인판에 게재됐다.

상위 5% 이내 논문에만 수여하는 VIP에 선정되고 7월호 연구 하이라이트로도 소개될 예정이다.

이 기술은 바이러스의 체내 침입관문인 점막에 대한 효과적인 백신에 응용될 것으로 기대되고 특히 비강에 분무하는 방식으로 주사형 접종방식에 대한 거부감을 피할 수 있어 접종률 향상에도 기여할 전망이다.

점막은 바이러스가 침입하면서 처음 통과하는 곳으로 점막면역을 강화하는 것이 감염성 질환에 대한 예방법이 될 수 있어 백신의 전달과 면역반응 유도를 도울 항원보강제를 개발하는 것이 과제였다.

점막의 생체방어로 인해 백신을 전달하는데 어려움이 있었기 때문이다.

연구팀은 생체친화적인 천연고분자, 폴리감마글루탐산을 이용해 면역세포가 모여 있는 점막 내로 백신을 효과적으로 전달할 수 있는 항원전달용 나노마이셀을 만들었다.

폴리감마글루탐산(γ-PGA)은 청국장의 발효과정에서 만들어지는 점액성 물질의 주성분으로 식용 아미노산의 한 종류인 글루탐산이 길게 연결된 음이온성 폴리머다.

나노마이셀은 친수성 화학구조와 소수성 화학구조를 갖는 고분자 물질이 자기 조립된 나노크기의 복합체로 주로 약물전달체 등으로 이용된다.

직경 20nm 크기의 나노마이셀은 점막 투과성과 부착력이 뛰어나 비강에 분무하는 방식으로도 점막 내로 효과적으로 전달된다.

생쥐에 바이러스 항원만 주입한 경우 6시간 내에 사라졌지만 나노마이셀과 함께 주입된 항원은 12시간이 지나도 비강에 남아 있었다.

투과성과 부착력은 나노마이셀 표면으로 노출되는 폴리감마글루탐산의 특정 기능기가 점막의 단백질과 달라붙기 때문이다.

여기에 점막 상피세포의 세포막과 결합하는 기능기를 추가해 점막 세포와의 결합력도 높였다.

연구팀은 나노마이셀이 면역세포의 활성화에도 영향을 미쳐 항원보강제 없이도 면역반응을 유도할 수 있다고 설명했다.

생쥐에 인플루엔자 항원이 들어있는 나노마이셀을 분무한 결과 점막 면역반응으로 분비되는 면역물질의 항체가가 27~28배 이상 높아졌다.

항체가는 특정 항원에 대응하는 항체의 역가로 백신 및 혈액제제와 같은 의약품의 활성을 측정한 값이다. 수치가 높을수록 백신효과가 높음을 의미한다.

연구팀은 이번 연구를 통해 개발한 분무형 점막 백신이 점막 주위로 항원을 효과적으로 전달하는 한편 면역세포의 활성화를 돕는 항원보강제 기능까지 맡아 백신의 효과를 높일 수 있을 것이라고 밝혔다.