다회 접종 시 체세포 과돌연변이 발생 항체, 여러 항원 결합…다양한 변종 대응 가능
서울의대·서울대·한국파스퇴르연구소 공동연구팀 [Nature Communications] 발표
국내 연구진이 코로나19 백신 다회 접종 시 발생하는 오미크론 변종의 면역반응 발달 원리를 규명, 접종 전략을 설계하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 전망된다.
서울의대 박완범(서울대병원 감염내과)·오명돈 명예교수·정준호(생화학교실)·박서령(생화학교실 연구원)와 서울대 권성훈(전기정보공학부)·최재원(전기정보공학부 연구원), 김승택 한국파스퇴르연구소 박사 공동연구팀은 코로나19 mRNA 백신 3차 접종이 체세포 과돌연변이 증가를 유도해 코로나19 항체의 특이성이 확대되고, 이로써 야생형 바이러스뿐만 아니라 다양한 변종에도 대응할 수 있다는 연구 결과를 Nature 자매지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 16.6)'에 게재했다고 27일 발표했다.
mRNA 백신 접종은 코로나19 바이러스 표면에 있는 것과 동일한 스파이크 단백질의 유전정보를 체내로 전달한다. 이후 체내 면역세포가 스파이크 단백질에 노출되면 항원(바이러스)과 결합, 감염을 중화(무력화)시키는 항체를 만든다.
최근 연구에 따르면 코로나19 원형 백신 3차 접종이 오미크론 변종 감염 예방에도 효과적이라고 알려졌다. 하지만 오미크론 변종에 노출된 적이 없는 면역세포에서 다회 접종 후 항체가 만들어지는 원리는 불분명했다.
공동연구팀은 화이자 mRNA 백신 3차 접종자 41명의 혈액을 총 6회(1차 접종 전 1회, 2차 접종 전 1회, 3차 접종 전 3회, 3차 접종 후 1회) 채취한 후, 차세대 염기서열 분석(NGS) 방법으로 백신 접종에 따른 코로나 항체의 변화를 추적했다.
추적 결과, 코로나19 백신 반복 접종 후 형성된 항체에서는 항원과 결합하는 부위의 유전자 구조에 발생하는 돌연변이인 '체세포 과돌연변이'가 유의미하게 증가하는 것으로 나타났다. 항체는 특정 항원에만 결합하는 특이성이 있는 것으로 밝혀졌다. 공동연구팀은 체세포 과돌연변이가 발생한 항체는 여러 항원과 결합할 수 있어서 다양한 변종에 대응이 가능하다고 설명했다.
실제 백신 접종 횟수가 늘어날수록 코로나19 항체가 대응할 수 있는 바이러스 종류도 다양해졌다. 2차 접종 후 항체는 야생형 바이러스 및 주요변이(알파·베타·감마 등)에 대항할 수 있었으며, 3차 접종 후에는 오미크론 하위 변종에도 대항하는 것으로 나타났다.
공동연구팀은 "백신 다회 접종으로 유발된 체세포 과돌연변이가 바이러스 항원에 대한 항체의 특이성을 확대시키는 것으로 밝혀졌다"면서 "이런 변화가 오미크론 변종 감염에 대응하는 메커니즘의 핵심"이라고 설명했다. 공동연구팀은 "이번 연구결과가 향후 팬데믹 발생 시 감염 예방을 위한 백신 접종 전략을 마련하는 데 도움을 줄 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구는 한국치매연구센터·한국보건산업진흥원·4단계 BK21 사업·한국연구재단·서울대병원의 지원을 받아 이뤄졌다.
