전남대학교 미디어포털

전남대학교(총장 이근배)는 의과대학 미생물학교실 이준행 교수 연구팀이 개발한 폐렴구균 비강 백신 기술이 국제학술지 Nature의 특집 기사에 소개됐다고 밝혔다.

Nature는 9월 9일자 'Drug delivery' 특집(Nature 제657권, S8~S9쪽)에서 '비강 백신이 팬데믹을 시작 단계에서 막을 수 있다'는 주제의 기사를 실었다. 이 기사는 코로나19 팬데믹 당시 개발된 주사형 백신이 중증과 사망은 크게 줄였지만 바이러스의 전파 자체를 차단하는 데는 한계가 있었다는 문제의식에서 출발한다. 병원체가 실제로 몸에 들어오는 지점인 호흡기 점막에서 면역 반응을 일으키면, 접종자가 병에 걸리는 것을 막는 동시에 다른 사람에게 옮기는 것까지 막을 수 있다는 것이 점막 백신의 핵심 논리다.

Nature는 영국·미국의 주요 연구그룹과 함께 안전한 비강용 면역증강 백신 개발에 나선 연구자로 이준행 교수를 소개했다. 이 교수팀의 표적은 소아 세균성 폐렴의 가장 큰 원인균인 **폐렴구균(Streptococcus pneumoniae)**이다. 현재 사용 중인 주사형 폐렴구균 백신은 침습성 감염을 막는 데는 효과적이지만, 세균이 코와 상기도에 자리 잡는 '집락 형성'을 차단하는 능력은 제한적이다. 비강으로 투여하는 백신이 이 공백을 메울 수 있다는 것이 연구팀의 판단이다.

연구팀이 설계한 백신은 체내에서 분해되는 철 저장 단백질 페리틴을 24개 조립해 만든 지름 약 25나노미터의 속 빈 구(球) 형태다. 이 구 표면에 폐렴구균의 방어 항원인 PspA 단편과, 비브리오 불니피쿠스균의 편모 단백질에서 유래한 면역증강제 FlaB를 함께 정밀하게 배열했다. 항원과 면역증강제를 각각 따로 투여하는 대신 하나의 입자에 나란히 실어, 병원체의 겉모습을 모방한 형태로 면역세포에 동시에 전달하는 방식이다. 두 단백질을 나노입자에 붙이는 데에는 단백질끼리 자발적으로 공유결합을 이루는 스파이태그-스파이캐처(SpyTag/SpyCatcher) 기술을 활용해, 항원과 면역증강제의 비율을 원하는 대로 조절할 수 있게 했다.

동물실험 결과는 뚜렷했다. 이 나노케이지 백신을 생쥐 코에 투여하자 기관지세척액·비강세척액·타액 등 점막에서 분비형 IgA 항체가 기존 융합단백질 백신보다 크게 증가했고, 항체의 결합력(친화도)과 기억 B세포·장수 형질세포 형성도 우수했다. 세포성 면역 측면에서도 인터페론감마와 IL-17 생산이 함께 늘어나는 균형 잡힌 반응이 확인됐다. IL-17은 상기도에서 폐렴구균 집락을 제거하는 데 핵심 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

방어 효능 시험에서는 치사량의 폐렴구균을 코로 감염시켰을 때 나노케이지 백신 접종군이 동종·이종 혈청형 모두에서 전원 생존했으며, 감염 72시간 뒤 폐 조직에서는 살아있는 세균이 검출되지 않았다. 이는 혈청형 교차 방어 가능성을 시사하는 결과로, 특정 혈청형만을 겨냥해 접종 후 다른 혈청형이 늘어나는 기존 다당류 접합백신의 한계를 보완할 수 있는 지점이다.

이 성과는 2025년 3월 국제학술지 Nature Communications에 게재됐으며, 이번 Nature 특집 기사가 해당 논문을 주요 근거 문헌으로 인용했다.
연구팀은 이 플랫폼이 폐렴구균에 한정되지 않는다는 점에 주목한다. 나노케이지에 올리는 항원만 교체하면 인플루엔자, 호흡기세포융합바이러스(RSV) 등 다양한 호흡기 병원체를 겨냥한 점막 백신으로 확장할 수 있는 플러그 앤 플레이 방식의 범용 플랫폼이기 때문이다.

다만 연구팀은 현재까지의 결과가 생쥐 모델에서 얻어진 것이며, 임상 적용을 위해서는 대형 동물모델 검증과 기존 허가 백신과의 직접 비교 연구가 추가로 필요하다고 설명했다.

관련 링크 : https://www.nature.com/articles/d41586-026-02656-5