예방중심 의료의 중요성이 대두됨에 따라 백신 분야도 활발한 연구가 진행되는 가운데 새로운 세대의 면역 증강제로 PRR(Pattern Recognition Receptor) 길항제 관련 연구가 빠르게 진행되는 것으로 나타났다.
최근 생물학연구정보센터(BRIC)가 발간한 ‘백신 면역증강제 개발 동향’ 보고서에 따르면 최근에는 기존 인체에서 나타나는 후천 면역 반응(adaptive immune response)의 결과물만을 연구하던 형태에서 벗어나 내재면역시스템(innate immune system)이 어떻게 염증반응을 일으키고, 후천면역반응을 조절하는지에 대해 연구가 가능해졌다.
이 중에서도 Toll-like receptors(TLRs), RIG-I-like receptors(RLRs), NOD-like receptors(NLRs)와 같은 PRR과 그 ligands인 MAMPs의 발견은 미생물에 의해서 면역반응이 어떻게 시작되는지에 관해 결정적인 실마리를 제공했고, PRR들을 효과적으로 자극하는 길항제를 연구함으로써 새로운 세대의 백신 면역증강제 개발이 가능해졌다.
가장 대표적인 PRR 길항제로는 그람 음성 박테리아의 세포벽에 존재하는 독성 물질인 LPS(지방다당질)이 있다. LPS는 TLR4에 작용해 대식세포 등을 자극, 식균작용과 사이토카인 분비를 촉진해 강한 면역반응을 일으키는 것이다.
보고서에 따르면 이러한 PRR을 통해 HIV와 결핵, 말라리아에 대한 효과적인 백신 개발이 기대되고 있다. 이 3가지 전염병들의 경우 항체성 면역반응만으로 백신의 보호 효과를 나타내기에 충분하지 못하다는 공통점이 있는데, 여기에 PRR 길항제나 사포닌 기반 물질 등의 면역증강제와 함께 백신 개발이 진행되고 있다는 설명이다.
HIV나 말라리아는 항원의 다양성이 매우 큰 편으로, 이를 극복하기 위해 면역증강제를 함께 사용하는 방법이 시도되고 있다. 결핵은 잠복결핵에 대해 BCG 백신의 방어능력이 없어 T세포성 면역반응이 보호효과에 필수적인 것으로 보여, 강한 세포성 면역반응을 일으키는 면역증강제와 함께 백신개발이 시도되고 있다.
이에 더해 복합 면역증강제의 개발도 함께 진행되고 있다.
1980년대 HIV 백신의 필요성이 대두되면서, 전통적인 면역증강제에 면역 자극 분자를 첨가해 필요한 면역반응을 유도할 수 있는 복합 면역증강제의 개념이 등장했다.
여기에 1990년대 이후 PRR이 발견되면서 이를 복합 면역증강제의 후보물질로 활발히 연구하고 있다는 설명이다.
대표적으로 GSK가 연구·개발하고 있는 Adjuvant System(AS)를 들 수 있다. AS01은 리포좀에 MPL과 QS-21이 함께 들어간 면역증강제로, 매우 효과적인 CD8 T세포 반응을 유도해 말라리아의 후보 백신인 RTS-S에 포함돼있고, 현재 임상3상 시험이 진행 중이다.
또한 TLR4 길항제인 GLA를 첨가한 면역증강제 GLA-SE는 효과적인 TH1 면역반응을 유도함으로ㅆ 현재 말라리아와 결핵, HIV 백신의 후보 면역증강제로 연구되고 있다.
한편 보고서는 이러한 흐름에 대해 작용기전을 구체적으로 밝혀내는 부분이나 동물실험 또는 임상시험에서 발생하는 백신효과의 차이점을 이해하고 극복하는 부분들을 과제로 꼽았다.
아울러 알려진 면역증강제 물질들을 항원, 적절한 백신 전달방법과 함께 효과적으로 조제하는 과정, 여러가지 면역증강제 물질들을 복합적으로 사용했을 때 백신의 효과에 있어서 상승작용 여부와 부작용 등에 대해서도 지속적인 연구가 필요하다고 지적했다.
보고서는 “지금까지 수많은 백신 면역증강제가 개발돼 임상시험을 거쳤지만, 매우 소수의 면역증강제만 사용허가를 받은 이유는 백신을 접종받게 될 광범위한 그룹의 사람들에게 나타날 수 있는 부작용을 우려하는 관계당국과 대중들의 보수성 때문”이라면서 “이러한 이유로 다른 치료약의 개발에 비해 새로운 백신과 면역증강제의 개발에 더 집중적인 투자와 장기적인 연구개발 과정이 필요한 실정”이라고 밝혔다.
더불어 “백신의 효과와 관련된 부분 외에도 개발된 백신들의 효과적인 전 지구적 보급을 위해 백신 생산의 경제성, 백신 물질 자체의 안정성, 보관의 편의성 등도 고려해야 할 부분”이라며 “인도적인 차원에서 자체적으로 백신을 개발할 수 없는 가난한 국가들의 국민들을 고통 속에 몰아넣는 ‘관심에서 제외된 전염병들’에 대한 백신의 개발을 위해 전 지구적인 많은 관심과 투자, 공동 연구가 필요할 것”이라고 덧붙였다.
