베큘로바이러스 활용한 코로나19·메르스 유전자 백신 개발

［메디컬투데이 김민준 기자］

국내 연구진이 곤충세포에서만 발현되는 베큘로바이러스를 활용해 아데노바이러스 단백질 의한 부작용 가능성 낮춘 유전자 백신을 개발했다.

건국대학교 의생명공학과 김영봉 교수 연구팀에 따르면 베큘로바이러스를 유전자전달체로 활용해 각각 메르스와 코로나19에 대해 유효한 유전자 백신 개발에 성공했다.

백신은 특성상 안전하고 효과적이며 안정적으로 공급돼야 한다.

그러나 DNA 백신은 일반 주사기로 접종할 수 있는 것이 아니며, 더욱이 DNA가 세포안에서 스스로 핵으로 전달돼야만 원하는 단백질을 생산할 수 있는 mRNA가 만들어짐은 물론, 이것이 세포질에서 단백질을 만드는 과정을 거치는 단점을 갖고 있다.

이러한 단점을 극복하고자 mRNA 백신이 개발됐으며, 주사기로 주입하면 세포로 들어가 세포질에서 바로 단백질 생산 과정을 하는 이점을 보여주고 있으나 mRNA 백신은 불안정한 리포좀 형태로 제조돼 초저온 시설이 요구되고 있다.

이처럼 유전자 백신은 결국 유전자를 세포에 전달해 백신 항원을 잘 생산하는 시스템이 무엇이냐가 관건인 문제로, 현재 존재하는 유전자를 세포내 전달하는 최상의 전달체는 조물주가 만든 바이러스라고 할 수 있다.

문제는 유전자 전달체가 병원성을 지닌 바이러스이기에 코로나 백신 유전자만 전달해 발현시키는 것이 아닌 아데노바이러스의 수많은 바이러스 유전자들도 세포안으로 들어와 발현됨으로써 이들 단백질에 의한 부작용이 나타나고 있다는 것이다.

특히 현재 코로나19 예방을 위해 접종이 되고 있는 아스트라제네카 백신의 경우 2차 접종이 이뤄져야 효과가 나타나는데, 두 번째 백신을 주사할때는 이미 아데노바이러스에 대한 항체가 증가돼 해당 항체로 인해 아데노바이러스의 세포 내 진입이 막혀 백신 효과가 줄어들 수 있는 우려가 있는 상황이다.

뿐만 아니라 AZ백신 등 모든 백신의 효과는 2차 접종 이후 나타나게 되는데, 벡터 바이러스의 자체 항체가 생기지 않아야 접종 효과를 기대할 수 있고, 향후 변이종에 대한 추가 접종도 가능한 백신 전달체도 요구되고 있다.

이러한 가운데 연구팀이 곤충세포에서만 작동하는 베큘로바이러스를 활용해 메르스 유전자 백신과 코로나19 유전자 백신 개발에 성공한 것이다.

특히 해당 플랫폼 기술은 사람 세포 수용체를 이용하고, 반복 접종이 가능하도록 사람 게놈에 존재하는 바이러스(HERV) 엔벨로프를 지닌 베큘로바이러스(AcHERV)를 유전자 전달체플랫폼기술로, 미국과 유럽, 중국, 일본 등 국제특허도 등록돼 있다.

AcHERV-MERS 메르스백신과 AcHERV-COVID19 코로나백신은 2회 접종 후 실험동물에서 완벽한 예방 효과를 보인 것으로 나타났으며, 연구 결과는 Nature 자매지인 npj Vaccines에 "Human endogenous retrovirus-enveloped baculoviral DNA vaccines against MERS-CoV and SARS-CoV2" 논문명으로 발표됐다.

한편, 이번 연구는 조한샘 박사와 장유연 박사 수료생이 주저자로 보건산업진흥원 면역백신 연구지원으로 수행됐다.
메디컬투데이 김민준 기자(kmj6339@mdtoday.co.kr)

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