질병관리청은 신개념 입자인 '온도반응성 나노입자'를 활용한 결핵 백신이 기존 백신(BCG)보다 더 나은 예방 효과를 보였다고 1일 밝혔다.

온도반응성 나노입자란 상온에서는 입자 형태를 유지하고 체온에서는 그 형태를 변화해 항원(면역 반응을 유도해 항체를 형성하게 하는 물질)을 천천히 방출시키는 입자다.

질병청 국립보건연구원과 이 기술을 보유한 한국세라믹기술원의 공동 연구진은 결핵의 대표 항원인 Ag85B를 정제한 후 온도반응성 나노입자를 활용한 전달체에 전기적 반응을 이용해 탑재했다.

이후 연구진이 세포실험을 수행한 결과 나노입자 백신은 장기적으로 안정성을 유지하며 세포 내에서 체온에 맞춰 점진적으로 항원을 방출했다. 또한 독성 반응 없이 세포 생존율이 유지됐으며, 기존 백신보다 더 효과적으로 면역 세포(항원제시세포)에 항원을 전달했다.

연구진은 영유아 대상 백신으로서의 효능을 평가하기 위해 이 나노입자 백신을 쥐에게 접종했다.

또 이미 어린이 대상 기존 결핵 백신인 BCG를 접종한 청소년·성인에게도 추가 효과가 있는지 보기 위해 BCG를 맞은지 6주가 지난 쥐에게도 나노입자 백신을 주입했다.

이후 이 그룹들을 BCG 백신 또는 항원 자체만을 접종한 쥐 그룹과 비교한 결과 영유아용 백신 실험에서 나노입자 백신 접종 그룹은 BCG 접종 그룹보다 결핵균 공기 감염에 따른 폐 속 균의 수와 염증성 폐 병변이 적게 나타났다.

청소년·성인용 백신 실험에서는 나노입자 백신 접종 쥐의 T세포 면역반응과 염증성 사이토카인·케모카인(면역 반응 조절 단백질) 생성량이 BCG 접종 그룹보다 더 많이 증가했다.

연구진은 "이번 연구를 통해 새로운 백신 후보 물질을 개발하고 결핵 예방 효과를 향상시킬 수 있을 것"이라며 "나아가 이러한 신기술 기반의 전달체를 결핵 외 감염병 백신이나 다양한 플랫폼에도 적용해볼 수 있다"고 기대했다.

연구 결과는 생물학 분야 학술지 '세포 소통과 신호전달(Cell Communication and Signaling)' 최근 호에 게재됐다.