감염내과 연구진, IF 86 Lancet Microbe에 연구성과 게재

세계 최초 뉴클레오캡시드 단백질 표적하는 COVID-19 DNA 백신 임상 진행

감염내과 연구팀의 COVID-19 DNA 백신 임상 관련 연구가 국제학술지 란셋 마이크로브(Lancet Microbe, IF 86)에 게재됐다.

의대 최준용·안진영(내과학), 송영구·이경화 교수(강남 감염내과) 연구팀이 COVID-19 바이러스(SARS-CoV-2)의 스파이크 단백질과 뉴클레오캡시드 단백질을 함께 표적하는 DNA 백신의 안전성과 면역원성을 확인했다. 연구팀이 진행한 이번 임상은 뉴클레오캡시드 단백질 표적 DNA 백신에 대한 세계 최초 임상이다. 

현재 사용 중인 백신 대부분은 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질을 겨냥한다. 이 단백질이 사람 세포 표면에 있는 수용체인 안지오텐신전환효소(ACE2)와 만나 감염이 발생한다. 스파이크 단백질을 활용한 백신은 스파이크 단백질의 구조를 이용해 바이러스에 대한 항체가 만들어지게 하고 면역을 얻게 한다.

다만 이런 백신의 단점은 변이에 취약하다는 것이다. SARS-CoV-2의 스파이크 단백질 중 사람의 세포와 결합하는 부분인 수용체 결합 도메인(receptor binding domain, RBD)에 잦은 변이가 발생하기 때문이다. 백신을 맞아도 오미크론 등 변이 바이러스를 통해 COVID-19에 재감염되는 이유다.

연구팀이 이번 임상에 활용한 백신과 기존 백신과의 차이는 표적 대상이다. 연구팀이 연구에서 이용한 백신은 COVID-19에 대한 두 DNA 백신인 GX-19와 GX-19N이다. GX-19에는 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질 구조를 체내에서 만들어 낼 수 있는 DNA 플라스미드를, GX-19N에는 스파이크 단백질 구조와 뉴클레오캡시드 단백질 구조를 체내에서 만들어 낼 수 있는 DNA 플라스미드를 주입했다. 플라스미드는 세포 내에 염색체와는 별개로 존재하면서 독자적으로 증식할 수 있는 DNA로 바이러스 중 변이가 일어나지 않는 특정 부분의 단백질 등 항원을 만들어 낼 수 있다는 장점이 있다.

뉴클레오캡시드는 바이러스의 유전자 정보가 들어있는 게놈과 이를 감싸는 단백질 껍질인 캡시드의 복합체이다.

연구팀은 세브란스병원과 강남세브란스병원에서 2020년 6월부터 12월까지 등록된 61명(GX-19 40명, GX-19N 21명)을 대상으로 임상 시험을 진행했다. GX-19은 1.5mg과 3mg를 각 20명씩, GX-19N은 3mg를 21명에게 4주 간격으로 2회 투여했다.

모든 대상자에서 심각한 부작용은 나타나지 않았고 임상을 중단한 사례도 없었다. GX-19 1.5 mg군에서 중등도 피로를 호소하는 대상자가 발생하는 등 부작용은 경미한 수준에 그쳤다.

또 대상자에서는 바이러스에 대한 면역 획득을 뜻하는 백신의 면역원성을 확인했다. 면역원성은 바이러스와 결합해 증식을 막는 항체 반응과 바이러스에 특이적인 세포 반응의 증가 정도로 평가할 수 있었다. GX-19N에서 GX-19보다 높은 항체반응과 세포반응을 보였다. GX-19N 백신을 접종한 참가자의 중화항체의 기하평균 역가는 COVID-19 환자의 회복기 혈청 샘플보다 낮았으나 T세포 반응은 유사한 정도를 보였다. 특히 GX-19N은 COVID-19 변이 바이러스에도 특이적인 광범위한 뉴클레오캡시드 단백질에 대한 T세포 반응을 유도했다.

최준용 교수는 “COVID-19 환자 치료로 감염내과 전체가 바쁜 가운데 강남세브란스병원과 공동 연구를 통해 DNA 백신에 관한 안전성과 효과를 검증했다.”며 “변이로 COVID-19가 재유행하는 시기에 팬데믹 극복을 위해서 가장 중요한 직업인 안전하고 효과적인 백신 개발을 위한 연구와 임상을 이어갈 것”이라고 말했다.