폐렴구균 감염 억제 입증…Nature Communications 게재로 세계적 주목 받아
전남대학교 이준행 교수(의과대학 미생물학교실)와 이시은 교수(치의학전문대학원 치과약리학교실) 공동 연구팀이 자가조립 단백질 나노케이지를 기반으로 한 차세대 점막 백신 플랫폼을 개발하고, 해당 연구 성과를 세계적인 과학 학술지 『Nature Communications』에 발표했다. 이번 백신 기술은 코로나19 이후 중요성이 부각된 점막 면역 전략에 새로운 돌파구를 제시하며 감염병 예방 분야에 혁신적 진전을 이끌었다.
연구팀은 대표적 호흡기 감염균인 폐렴구균(Streptococcus pneumoniae)을 타깃으로, 항원(tPspA)과 강력한 점막 면역보조제인 플라젤린(Flagellin, FlaB)을 동시에 탑재한 ‘페리틴 기반 단백질 나노케이지 백신’을 설계하였다. 해당 백신은 항체 생성 B세포 자극, 항원 전달, 면역증강 작용이라는 백신 설계의 세 가지 핵심 요소를 단일 플랫폼에서 구현함으로써, 점막 백신의 상용화를 가로막아온 주요 기술적 난제를 해결했다.
생쥐 모델에서 이 백신을 비강으로 투여한 결과, 기존 항원-보조제 융합 백신보다 점막 면역반응과 체액성 및 세포성 면역 균형이 유의미하게 향상되었고, 기억 B세포 형성과 항체 결합력도 뛰어난 결과를 보였다. 특히 치명적인 폐렴구균 감염으로부터 생존율이 크게 향상되었으며, 폐 조직 손상도 현저히 감소했다. 또한 다른 혈청형 폐렴구균에 대해서도 교차방어 효과가 높게 나타났다.
안전성과 정밀성 모두 잡은 단백질 서브유닛 기반 백신
이번 연구에서 제안된 백신은 살아있는 약독화 균이나 불활화 균을 사용하는 기존 상용 점막 백신과 달리, 단백질 서브유닛 기반 백신으로 안전성과 정밀성을 모두 갖췄다는 점에서 주목을 받는다. 나노케이지는 전달체로서 항원을 효율적으로 면역조직에 도달시킬 뿐 아니라, 플라젤린의 발현을 안정화해 면역 효과를 극대화한다.
연구 책임자인 이준행 교수와 이시은 교수는 “이번 연구는 점막 면역을 통해 다양한 감염병을 예방할 수 있는 차세대 백신 개발의 핵심 기술이 될 것”이라며 “향후 단백질 나노케이지 기반 백신 플랫폼을 다양한 감염성 및 비감염성 질환으로 확대 적용할 계획”이라고 밝혔다.
이번 논문은 Nguyen Tien Duc 박사를 제1저자로 하여 발표되었으며, 전남대 의학과 정현석 학생과 최윤주 교수도 백신 구조 예측 분석 등에서 기여했다. 논문은 『Nature Communications』 2025년 16권 2871호에 게재되었으며, DOI는 https://doi.org/10.1038/s41467-025-58115-8이다.
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