최근 여러 해 동안, 연구자들은 사람들을 모든 유형의 인플루엔자 바이러스로부터 보호할 수 있는 기능성 백신을 생산해내지 못했다. 이에 한 연구팀이 라마로 관심을 돌렸다. 동물의 항체가 사람의 항체보다 하고 작아서 프로토타입 독감 치료법을 개발할 수 있다는 사실을 발견한 것이다.

미국 스크립스 연구소(The Scripps Research Institute)가 동물 기반 독감 치료법을 개발했다. 이 독감 치료법은 60여 종의 인플루엔자 바이러스로부터 보호 기능이 있는 라마의 항체로 구성됐다.

독감 바이러스에 대해 인간 항체를 도울 수 있는 라마 항체

질병통제예방센터(CDC)에 따르면, 생물을 감염시킬 수 있는 인플루엔자 바이러스는 네 가지 주요 유형이 있다. 그 중 사람이 감염되는 가장 일반적인 유형은 인플루엔자 A와 B이며, 인플루엔자 C는 경미한 호흡기 감염만 유발한다. 한편, 인플루엔자 D는 주로 소가 감염되며 아직 사람이 감염됐다는 사실은 보고된 바 없다. 인플루엔자 A는 전국적 규모의 유행병을 유발시킬 수 있는 반면, 인플루엔자 B는 유행병을 촉발할 속성이 있다.

독감의 계절이 다가오자 여러 의료 기관과 제약회사는 사람들을 보호하기 위해 새로운 버전의 인플루엔자를 생산하기 시작했다. 그러나 이 백신은 제한된 유형에만 효과가 있다. 그리고 독감 예방주사도 100% 보호 효과를 내지 못한다.

따라서 스크립스의 과학자들은 면역학적 연구, 즉 라마의 항체를 조사하기로 결정했다. 연구팀은 라마의 항체가 속성 측면에서 사람의 항체보다 단순하다는 사실에 착안했다.

먼저, 동물의 항체는 사람의 항체보다 작아 바이러스 표면의 결합 부위에 쉽게 들어맞는다. 둘째, 동물의 항체는 단순한 형태여서 사람의 것보다 조작이 편리하다. 연구팀은 이러한 속성을 사용해 인플루엔자 바이러스에 대항할 수 있는 네 가지 항체를 실험했다.

"우리는 아직도 두 가지 주요 유형의 인플루엔자(A와 B)로부터 보호할 수 있는 백신을 개발하지 못했다. 이번 연구의 핵심은 인플루엔자 A와 B를 교차 중화할 수 있는 다중영역 항체를 조작하는 것이다"라고 연구의 공동 저자인 이안 윌슨 박사는 설명했다.

인플루엔자 바이러스에 대처할 수 있는 네 가지 항체

인플루엔자 바이러스에 대한 새로운 항체를 개발하기 전에 먼저 병원균의 유형과 아형을 이해해야 한다. 인플루엔자 A와 B 바이러스는 사람에게 독감을 유발하는 원인으로 간주되고 있다. 특히, 인플루엔자 A는 전국적 규모의 유행병을 유발할 수 있기 때문에 의료 연구자들은 인플루엔자 B보다 인플루엔자 A에 중점을 두고 있다.

연구에 따르면, 인플루엔자 A는 표면에 있는 두 가지 단백질, 혈구 응집소 바이러스와 뉴라미니다아제를 근거로 아형으로 나뉜다. 그리고 이제까지 18가지 혈구 응집소 바이러스 아형과 11가지 뉴리미니다아제 아형이 확인됐다. 예를 들어, 2009년 봄 인플루엔자A형 H1N1독감이 발생해 수많은 사람들이 독감에 시달려야 했다.

과학자들은 가능한 한 많은 인플루엔자 유형을 다룰 수 있도록 독감 백신과 추가 혈구 응집소 바이러스 분자를 사용해 건강한 라마가 면역력을 갖추도록 했다. 다름으로 라마에서 혈액 샘플을 추출해 항체를 분리했다. 그 후, 샘플에서 네 가지 항체, 인플루엔자 A형 두 가지, 인플루엔자 B형 두 가지를 다시 분리했다.

연구팀은 X레이와 전자 현미경 기술을 사용해 인플루엔자 단백질과 결합되어 있는 부분을 파악하기 위해 항체의 구조를 분석했다. 분석에 따르면, 항체는 인플루엔자 A형과 B형의 여러 부위와 결합할 수 있어 교차 반응 속성을 가지고 있었다. 즉, 라마의 항체는 현재 퍼져 있는 여러 가지 독감 유형을 다룰 수 있으며 향후 새로 나타날 아형도 대처할 수 있을 것으로 전망된다.

프로토타입에는 라마 항체의 네 가지 부분과 인간 항체가 포함되어 있다. 시험관 테스트에서 다중영역 항체는 가장 최신 개발된 백신에 비해 여러 가지 유형의 바이러스를 중화시킬 수 있었다.

실험쥐 모델을 사용한 항체 테스트

과학자들이 직면한 다음 문제점은 항체를 실험쥐 모델로 전달하는 방법이었다. 연구팀은 가능한 모든 방법을 검토한 끝에 유전자 요법을 선택했다.

이를 위해, 연구팀은 조작한 유전자를 실험쥐의 체내로 전달하기 위해 아데노 관련 바이러스 매개체(AAV)를 사용했다. 즉, 다중 영역 항체를 만들어내기 위해 유전자가 세포에 명령을 내려 필요한 단백질을 생산하게 하는 것이다.

한 실험에서, 실험쥐는 1일 1회 정맥 주사로 AAV를 처치 받은 후 인플루엔자 바이러스에 노출시켰다. 그 결과, 실험쥐는 인플루엔자 감염으로부터 보호 기능이 생겼다.

또 다른 실험에서 실험쥐는 바이러스에 노출되기 전에 비강 스프레이 형태로 AAV를 처치 받았다. 이 때에도 독감으로부터 최적의 보호를 할 수 있었다.

실험쥐 모델은 실험 치료법을 통해 60가지 유형의 인플루엔자로부터 보호 기능을 갖게 됐지만 이 새로운 방법을 사람의 독감에 적용할 수 있는 예방 조치로 개발할 수 있을지 확인하기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 연구팀은 밝혔다.

[메디컬리포트=최재은 기자]