질병관리청 국립보건연구원은 코로나19 팬데믹을 거치며 대중에 알려진 메신저 리보핵산(mRNA) 백신이 접종 부위에서 초기 면역증강 효과를 유도하는 메커니즘 규명에 성공했다고 1일 밝혔다.

질병청은 박종은 한국과학기술원 교수 연구팀과 공동으로 연구를 진행한 결과를 세계적 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스 저널(8월27일자)’에 게재했다며 이같이 밝혔다. mRNA 백신은 바이러스와 동일한 스파이크(돌기) 단백질이 체내 세포 표면에 돋아나도록 하는 mRNA를 주입해 면역을 형성하는 방식이다. 코로나19 팬데믹 기간 동안 가치를 입증한 방식으로 모더나∙화이자 등 글로벌 제약사가 이 방식으로 코로나19 백신을 개발했다. 최근에는 암 백신과 같은 치료 전략으로도 활발히 개발되고 있다.

연구팀은 실험용 쥐에 코로나19 mRNA 백신을 접종한 다음 해당 부위 근육 조직에서 세포를 분리해서 분석하는 ‘단일세포 전사체 분석’ 방식으로 초기 면역반응을 규명했다. mRNA 백신은 항원 단백질을 합성할 수 있는 유전정보를 담는 ‘mRNA 분자’, 이 mRNA를 보호해 우리 몸의 세포 안으로 넣어주는 이동장치인 ‘지질나노입자’로 구성된다. 최근 연구에 따르면 지질나노입자는 그 자체만으로 강한 면역증강제 역할을 한다는 사실이 입증됐는데, 연구팀은 주사부위의 근육조직에서 세포를 분리한 뒤 면역세포의 발현을 관찰했다.

연구 결과 주사 부위에서 지질나노입자로 인해 염증성 면역단백질인 사이토카인과 케모카인의 유전자 발현이 증가돼 초기 면역증강 효과가 유도되는 것을 확인했다. 또 주입된 mRNA 분자는 항바이러스성 단백질인 인터페론의 베타 유전자 발현을 통해 접종부위와 림프절의 이동성 수지상세수지 활성화되는 것을 돕는다. 백신에 의한 세포성 면역반응을 증진시키는 것도 파악했다.

질병청은 “이번 연구가 백신 초기 면역 메커니즘에 대한 통찰을 얻는 데 기여했다고 평가한다”고 말했다. 지영미 질병청장은 “mRNA 백신 기전에 대한 연구를 바탕으로 향후 mRNA 플랫폼의 환자맞춤형 치료제 백신 등 다양한 활용 및 효과적인 차세대 백신기술 상용화가 이루어질수 있도록 힘쓰겠다”고 밝혔다.