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코로나 변이에서 면역세포 억제 단백질 발견...화이자 모더나 백신 효능저하 우려

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코로나 변이에서 면역세포 억제 단백질 발견...화이자 모더나 백신 효능저하 우려

2021.03.09 07:45
영국에서 발견된 변이 코로나로 프랑스가 영국발 모든 승객과 화물을 막고 있다. EPA/연합뉴스 제공
영국에서 발견된 변이 코로나로 프랑스가 영국발 모든 승객과 화물을 막고 있다. EPA/연합뉴스 제공

신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)을 유발하는 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2) 분리주 747개를 대상으로 한 심층 염기서열 연구에서 바이러스에 감염된 세포를 파괴하는 역할을 하는 면역세포인 T세포 활성화를 억제하는 변이 펩타이드가 발견됐다는 연구결과가 나왔다. 현재 접종이 이뤄지고 있는 미국 화이자와 바이오앤테크가 개발한 mRNA 백신이나 모더나의 mRNA 백신 효능이 저하될 가능성이 있다는 분석이다. 

 

오스트리아과학아카데미 분자의학연구센터 연구진은 스위스, 러시아, 미국 등 연구진과 국제 공동연구를 통해 사스코로나바이러스-2 분리주의 심층 염기서열 분석 결과 바이러스에 감염된 세포 표면 단백질과 결합하지 못하는 변이 펩타이드를 발견하고 국제학술지 ‘사이언스 면역학’ 4일자(현지시간)에 발표했다. 

 

바이러스에 감염된 세포 표면 단백질과 결합하는 아미노산 중합체인 펩타이드는 감염된 세포를 파괴하는 T세포 활성화에 중요한 역할을 한다. 변이로 인해 감염된 세포 표면 단백질과 펩타이드가 결합하지 못한다면 T세포가 이를 타깃팅하는 데 어려움을 겪기 때문에 T세포 활성화를 억제하는 셈이다. 

 

연구진은 코로나19가 인체에 침투할 때 인체 면역 메커니즘을 확인하기 위해 무작위로 2만건 이상의 사스코로나바이러스-2 단일 분리주를 대상으로 심층 유전자 염기서열 분석 연구를 진행했다. 이 중 747개의 분리주를 대상으로 바이오인포매틱스 분석을 결합한 심층 분석을 진행했다. 

 

연구진의 분석결과 일부에서 변이 펩타이드가 발견됐고 감염된 세포를 파괴하는 CD8+ T세포 활성화를 억제하는 것으로 나타났다. 인체 면역시스템 내의 CD4+ T세포는 또다른 면역세포인 B세포가 항체를 생성하는 것을 돕는다. CD8+ T세포는 바이러스에 감염된 세포를 파괴한다. CD4+ T세포와 CD8+ T세포의 유기적인 활동으로 중화항체를 생성해 바이러스 증식을 억제하거나 바이러스 감염된 세포를 파괴해 바이러스 활동을 억제하는 원리다. 

 

CD8+ T세포는 체내 면역세포가 여러 결정기를 가지게 하는 아미노산 서열인 ‘에피토프’를 광범위하게 인식할 수 있으며 이같은 에피토프를 인식하면 감염된 세포를 파괴한다. 바이러스의 에피토프는 백혈구 항원 단백질(HLA)이나 항원 복합체(MHC-I)에 의해 바이러스에 감염된 세포 표면에 표시된다. 만일 이 에피토프 영역에서 변이 펩타이드가 생기면 HLA나 MHC-I와 결합에 문제가 생겨 CD8+ T세포가 바이러스에 감염된 세포를 인식하지 못하는 것이다.

 

연구진은 변이 펩타이드가 실험실 분석에서 HLA 단백질에 효과적으로 결합할 수 없다는 사실을 확인했다. 실제 코로나19 환자로부터 분리된 바이러스 분리주에 변이 펩타이드가 발생했을 경우 HLA와 변이 펩타이드의 결합이 감소됐고 이는 T세포의 증식을 억제하며 전체 감염 세포를 죽이는 T세포의 활동을 방해하는 것으로 분석됐다. 

 

연구진은 “변이 펩타이드는 사스코로나바이러스-2가 T세포를 제거하고 면역력 형성을 방해하는 중요한 방법”이라고 밝혔다. 또 “현재 접종중인 mRNA 백신은 펩타이드에 대한 T세포의 반응을 유도하기 때문에 표적 펩타이드 중 일부가 변이를 일으키면 mRNA 백신의 효능이 저하될 수 있다는 점에서 우려된다”고 밝혔다. 

 

연구진은 향후 서로 다른 HLA 유형을 지닌 개인간 코로나바이러스가 전파될 때 변이가 유지되는 방식과 변이 펩타이드를 지닌 바이러스가 코로나19 중증도에 미치는 영향을 확인할 계획이다. 

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