코로나19 팬데믹이 잦아들었지만, 바이러스 변이는 계속해서 출현하고 있어 기존 백신의 효과가 감소할 가능성이 제기되고 있다. 이에 따라, 변이에도 강한 백신 개발이 글로벌 보건의 핵심 과제로 떠오르고 있다.

최근 아주대 의대 생리학교실 우현구 교수 연구팀은 변이에 강한 범용(pan-variant) 백신 전략을 제시하며, B세포 및 T세포 면역 반응을 동시에 유도하는 차세대 백신 후보 물질을 발굴했다고 발표했다.

연구팀은 단백질의 구조를 분석하는 기술을 사용하여 B세포가 인식하는 특정부위인 에피토프를 예측하고, 항체와 단백질이 어떻게 결합하는지 도킹분석을 통해 백신 접종자와 회복기 환자의 항체 수치를 비교함으로써 면역 반응을 가장 잘 유도할 수 있는 최적의 백신 후보 펩타이드를 찾았다고 밝혔다.

특히 연구팀이 발굴한 백신 후보 물질은 기존 백신의 효과를 낮추는 주요 변이 바이러스(Alpha, Beta, Gamma, Delta, Omicron 등)에서도 강력한 중화 효과를 보였으며, 신종 변이에도 대응할 수 있는 범용(pan-variant) 백신으로의 활용 가능성이 크다고 설명했다.

연구팀은 펩타이드와 MHC(Major Histocompatibility Complex) 단백질의 구조를 분석하여, 보다 광범위한 T세포 기반 면역 반응을 유도할 수 있는 T세포 에피토프를 발굴했다. 이로 인해 CD4+ 및 CD8+ T세포가 활성화되며, 교차면역 효과가 나타남을 확인했다. T세포 에피토프는 우리 몸의 면역세포(T세포)가 바이러스를 정확히 인식하고 공격할 수 있도록 하는 ‘신호 역할’을 하는 단백질 조각을 의미한다.

교신저자인 우현구 교수는 "펩타이드 기반의 범용 B세포 및 T세포 백신 개발 전략을 가지고 SARS-CoV-2와 같이 빠르게 변이가 출현하는 바이러스에 신속하게 대응할 수 있는 백신 개발이 가능하며, B세포 및 T세포 면역을 동시에 유도함으로써 지속 가능하고 효과적인 백신 개발의 핵심 전략이 될 수 있다"고 말했다.

이번 연구는 최근 오픈 액세스 다학제적 국제 학술지 < Advanced Science>에 ‘Pan-Variant SARS-CoV-2 Vaccines Induce Protective Immunity by Targeting Conserved Epitopes (모든변이에 대응 가능한 점용 COVID-19 백신 개발)’ 이란 제목으로 게재되었다.

아주대 연구진이 개발한 백신 후보 물질이 실용화된다면, 새로운 변이 바이러스가 등장하더라도 예방 효과를 유지할 수 있는 차세대 백신 개발이 가능할 것으로 기대된다. 연구팀은 향후 임상 연구를 통해 실용화 가능성을 높여갈 계획이다.