[RESEARCH PROJECT 1]

독감을 유발하는 인플루엔자 바이러스는 Orthomyxoviridae family에 속하는 RNA 바이러스이다. 주로 호흡기를 통해 전파되며, 전염성이 강하고 조각으로 된 유전체의 재조합(genetic reassortment)으로 항원 대변이(antigenic shift)를 일으킨 새로운 변종이 출현해 주기적으로 pandemic을 일으키기도 하며, 소아, 노인 그리고 만성 질환자 등 면역기능이 저해된 사람의 경우에는 폐렴, 급성신염, 심근염 등의 합병증을 유발하고 사망에 이르게 한다. 통계에 따르면 매년 전체 인구 중 최대 500만 명이 감염되고, 최대 50만 명이 사망하고 있는 것으로 나타난다.

현재 사용되는 불활성화 인플루엔자 백신은 WHO에서 미리 예상한 strain을 백신 제조에 이용하고 있어, 유행하는 바이러스 strain이 다르거나 유전적 소변이(antigenic drift)가 생기면 백신의 효능이 떨어지고, 백신이 유도하는 방어면역의 효력이 지속되는 기간이 길지 않아 매년 다시 접종해야 한다. 그 이유는 지금의 인플루엔자 백신은 인플루엔자 바이러스의 표면에 있는 hemagglutinin(HA)이나 neuraminidase(NA) 항원을 주로 인식하는 중화항체를 유도하는데, 인플루엔자 바이러스는 주로 HA/NA 항원에 대한 변이를 많이 일으키기 때문이다. 이같은 불활성화 인플루엔자 백신의 단점을 극복하기 위해서는 변이가 비교적 적은 항원에 대한 항체나 T 세포면역을 유도해, 유전적 변이가 일어난 바이러스에 대해서도 장기간 방어면역을 제공할 수 있는 범용성 인플루엔자 백신의 개발이 필요하다.

우리 실험실에서는 인플루엔자 바이러스에 대해 폭넓은 방어를 제공하고, 기억면역이 오랫동안 지속되며, 접종이 간편한 범용성 예방백신을 개발하기 위해 주로 연구하고 있다. 이를 위해, 인플루엔자 단백질 중 보존성이 높은 핵단백질 항원 NP (nucleoprotein)을 대상으로, 넓은 범위의 방어능을 제공하는 Tissue-resident memory T cell (TRM) 반응을 유도하는 백신 후보물질을 다양한 유전공학기법을 통해 제작하고, 그 효능을 생쥐모델에서 확인하고 개선하여, 실제 사람에 사용할 수 있는 백신으로 개발하기 위해 노력하고 있다.

[RESEARCH PROJECT 2]

Respiratory syncytial virus(RSV)는 영아나 유아군에 감염되었을 때 기관지염이나 폐렴과 같은 하부 호흡기 질환 (lower respiratory tract diseases)를 일으키는 가장 중요한 원인 바이러스이며 WHO에서 발표한 세계적인 통계를 보았을 때 5세 이하의 어린이 사망률에서 7위를 차지할 정도로 심각한 병원체이다. 우리나라에서의 역학 통계자료를 봐도 급성 호흡기 감염으로 입원한 어린이 환자의 41.8%가 RSV에 감염된 것으로 나타날 만큼 심각한 질병의 원인자이다 (Kim et al., 2000). 또한 최근의 연구결과에 따르면 유아에서 뿐만 아니라 면역기능이 저하된 노인들도 RSV 감염에 의해 심각한 하부 호흡기 질환을 앓게 되고 감염에 의한 사망률도 인플루엔자보다 높다는 사실이 보고되고 있다 (Falsey and Walsh, 1998).

그러나 아직까지는 RSV에 효과적인 승인된 백신이나 치료제가 개발되고 있지 않고 있는데 백신의 개발이 늦어지고 있는 이유는 다음과 같다. 첫째, 백신의 접종 대상이 갓 태어난 영유아이기 때문에 안전성이 확실히 보장되어야 한다는 점이다. 둘째, 영유아는 면역체계가 성인에 비해 완전히 성숙되어 있지 않기 때문에 백신에 대한 면역반응 정도가 더 낮고 편향되기 때문에, 바이러스 방어에 필요한 면역반응을 유도할 수 있는 좋은 면역원성immunogenicity을 가지고 있는 백신이 사용되어야 한다는 점이다. 또한 RSV 감염에 가장 취약한 시기가 생후 1~6개월 사이이므로 초기 접종에 의해 신속하게 방어면역이 생성되어야 한다는 점도 백신의 중요한 요소로 생각되고 있다. 셋째는, 약독화한 생백신의 경우 모체에서 유래한 항RSV 항체에 의해 중화되어 효력을 상실할 수 있다는 점이다. 대부분의 성인들이 항RSV 항체를 가지고 있기 때문에, RSV 백신은 이러한 모체 유래 항체maternal Antibody의 중화작용을 피할 수 있어야 한다. 마지막으로 1970년대에 실패한 사백신Formalin-Inactivated RSV처럼 Th2로 편향된 면역반응을 유도하여 실제 바이러스 감염 시 면역병리immunopathology를 통해 숙주에 해를 주는 잘못된 면역반응이 유도되지 않아야 한다는 점이다.

우리 실험실에서는 RSV의 표면에 존재하여 면역원성과 중화능력이 높은 G 당단백질glycoprotein과 F 융합단백질fusion protein을 주요 타겟으로 하여 면역병리가 없는 새롭고 안전한 백신후보물질을 개발하고 있다. 특히 다양한 유전공학기법을 통해 항원을 가공하고 면역원성을 크게 향상시킨 rAD/3xG (PCT 및 대한민국 특허출원), 재조합 G glycoprotein core fragment를 함유한 Virus-like particle(VLP), 설하sublingual 투여 방법 등 주사기 없이needle-free 최소접종으로 신속하게 방어면역력을 유도하는 RSV 백신을 개발하기 위해 매진하고 있다.