연구성과

생명 황인환 교수 공동연구팀, 면역증강제 필요 없는 조류독감 백신 나온다

2021-06-10 915

[POSTECH 황인환 교수 外, 식물 생산 재조합 단백질 이용한
조류 인플루엔자 백신 개발]

닭이나 오리, 철새와 같은 가금류에서 발생하는 급성 바이러스성 전염병인 조류독감이 사람에게도 전염된다는 연구가 보고되고 있다. 조류독감 바이러스는 중국, 유럽 등 여기저기 옮겨 다니는 철새를 따라 전파되기 때문에 통제하기도 어렵다. 그래서 한번 전파되면 급속도로 번져나간다. 또, 이를 살처분 하기 위해서는 막대한 비용이 들뿐만 아니라 심각한 환경오염도 초래한다. 감염병에 대비한 백신이 필수다. 최근 국내 연구팀이 식물을 이용해 면역증가제 없이도 인플루엔자 바이러스에 강한 면역 반응을 유도하는 재조합 단백질 백신을 개발했다.

생명과학과 황인환 교수, 통합과정 송시진씨 연구팀은 건국대 송찬선 교수, 경상대 김외연 교수, 바이오앱㈜ 손은주 대표와 공동연구를 통해 그린백신 기술을 기반으로 효능이 우수하고 면역보조제가 필요 없는 다양한 조류독감에 대한 다가의 백신을 개발했다. 이 연구성과는 국제 학술지 ‘통합식물생물학저널(Journal of Integrative Plant Biology)’에 최근 게재됐다.

인플루엔자 바이러스에 의한 사람이나 동물의 감염병은 전 세계적으로 예측할 수 없이 발생하고 있어 인류의 건강과 축산업 등 경제 활동에 심각한 영향을 미치고 있다. 지금까지 다양한 백신이 개발, 사용되고 있지만 생물학적 안전성에 대하여 여러 가지 우려가 제기되고 있다. 특히, 재조합 단백질 백신은 높은 생물학적 안전성과 특이성을 갖는 장점이 있지만, 불활화 또는 생백신 비해 낮은 면역원성과 생산비가 높다는 약점이 있다.

이에 연구팀에서는 그린백신 기술을 바탕으로 다양한 조류독감에 대한 다가백신*1 개발에 주목했다. 연구팀은 인플루엔자 바이러스에 붙어있는 항원성 돌기(헤마글루티닌, HA)에서 면역 자극 약물을 만들어내는 것과 같이 식물세포를 이용해 단백질 삼량체(tHA)를 만들었다. 이 식물 생산 tHA를 분리정제 과정 없이 바로 불활성화된 유산구균 표면에 코팅하여 항원을 운반하는 박테리아 유사입자(bacteria-like particle, BLP)를 제조하는 데 성공했다.

이렇게 만들어진 BLP(tHAs)는 면역 증강 보조제 없이 생쥐와 닭에서 강력한 면역 반응을 보였다. 또한, 서로 다른 두 가지 조합*2으로 2가의 백신을 제조해도 두 항원 모두에 대해 강한 면역 반응을 유도하는 것을 확인했다.

이 방법을 활용하면 백신을 신속하고 경제적으로 또한 안전하게 생산할 수 있을 것으로 기대된다. 한편, 이 연구를 통한 백신은 특허 출원 이후 바이오앱㈜로 기술이전이 완료돼 국내는 물론 중국과 동남아 진출을 목표로 상용화를 추진하고 있다.

연구를 주도한 황인환 교수는 “그린 백신 기술을 활용하여 바이러스의 노출 등에 있어서 안전한 재조합 단백질 기반의 백신을 개발했다”며, “인플루엔자의 경우 다양한 변종이 동시에 나타나기도 하는데, 여러 종의 바이러스에 대응할 수 있는 다가의 백신이다”라며 자신감을 보였다.

이 연구는 산업통상자원부, 한국연구재단의 지원으로 수행됐다.
 


1. 다가백신
같은 종의 바이러스나 세균이라도 여러 형이 있는데, 이들 여러 형의 항원을 섞어서 만든 혼합백신

2. 서로 다른 두 가지 조합
BLP(tHAH5N6+H9N2)와 BLP(tHAH5N6)+ BLP(tHAH9N2)