[2000신년]새로운 시대 의학/각종 백신의 보편화-안창남
[2000신년]새로운 시대 의학/각종 백신의 보편화-안창남
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  • 승인 2000.01.02 14:22
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안창남(녹십자중앙연구소 수석연구원)

<천연두 박멸 ... 백신의 위력>

1980년 5월 8일 WTO는 ‘지구상에서 천연두가 완전히 박멸됐다’고 선언했다. 이는 1789년 에드워드 제네에 의해 천연두 예방이 시도되고 1885년 파스퇴르에 의해 백신의 개념이 정립된 후 질병에서 해방되고자 하는 인류의 꿈이 조금씩 이루어지고 있음을 보여 준 것이다. 여기서 그치지 않고 2000까지 소아마비도 근절될 것 이라고 했다. 그리고 이러한 성과는 백신이 있었기 때문에 가능했다는 것은 재론의 여지가 없다.

앞으로는 실험실의 기초연구와 공정개발. 생산기술 연구. 임상 역학 등 다양한 분야의 기술이 발전함에 따라 효과는 더욱 우수하고 가격을 더 싸고 부작용이 적은, 즉 안전선이 향상된 개량백신의 사용이 보편화 될 것이다. 또한 20세기 후반에 급속히 발달한 분자생물학.생화학. 생물공학. 면역학 등은 과거에는 불가능했던 많은 종류의 질병에 대한 새로운 백신의 개발을 가능하게 할 것이다.

아직까지 치료 방법이 없는 전염성 성병을 포함한 바이러스성 감염. 박테리아성 질환의 예방이나 유방암. 결직장암 치료백신 등도 10년 이내에 모습을 드러낼 것으로 보인다. 이로 인해 세계 백신시장도 향후 10년 동안 현재의 3배로 성장해 2010년 이며 약 140억 달러 규모를 형성할 것으로 보인다.

▲유전자재조합 기술 이용 백신   

유전자 재조합기술은 B형 간염 백신개발에 처음으로 적용됐으며 백신으로 사용될 수 있는 항원을 안전하게 대량생산 할 수 있는 길을 열었고 병원체를 무독화. 약독화 시키는 기술로도 사용되고 있다. 또한 백신주로서의 사용이 가능한 특정한 항원을 발현시킬 수 있는 유전자를 가지는 유전자 재조합체를 합성할 수도 있게 했다.

유전자재조합 기술은 영 유아에서 심한 탈수를 유발하여 개발도상국에서 매년 60만명 이상이 사망하는 것으로 보이는 로타바이러스성 설사질환에 대한 예방백신가 미국에서만도 2.000만명 이상이 감염되는 것으로 추정되는 성기에 사마귀를 일으키거나 여성에게 발생하는 거의 모든 자궁경부암의 원인이 되는 파필로마바이러스에 대한 예방백신 연구에도 적용됐다.

이 경우는 바이러스의 외피단백질 즉 캡시드를 만들어 내는 유전자를 클로닝하고 다량의 virus-like particle을 만들어내기 위해 곤충에서 얻은 세포를 이용한다.  유전자재조합 기술은 이처럼 지금까지의 기술로는 개발이 어려웠던 말라리아나 나병의 연구에도 커다란 희망을 주고 있다.

▲혼합백신

현재도 사용하고 있고 앞으로도 활발히 연구될 것으로 예상되는 백신 분야는 기존에 개발돼 사용되고 있는 여러 종류의 백신을 혼합하여 한 번의 접종으로 여러 가지 질병을 동시에 예방하는 혼합백신이다. 하지만 혼합백신은 각 백신마다 접종시기, 방법 등이 다르기 때문에 문제가 결코 간단하지 않다.

99년 영국의 스미스클라인비챰社는 디프테리아. 백일해. 파상풍. 소아마비. B형간염 등 5가지 질병을 단 하나의 백신으로 예방할 수 있는 혼합백신을 개발하고 판매여부를 심의 결정해 주도록 美 FDA에 요청했다. 아직은 신생아가 이들 질병을 모두 예방하기 위해서 생후 12개월 동안 모두 9차례의 백신을 접종해야만 하는데 이 백신이 허가될 경우 그 횟수가 3회로 크게 줄게 될 것이다.

▲점막면역 유도 백신

백신개발의 또 다른 주류의 하나는 다양한 adjuvant와 immunostimulant를 개발, 백신의 효율성을 높여 예방접종을 1회로 하거나 경구용 또는 비강용으로 편리한 제품을 생산하기 위한 기술 개발이다.

현재 많은 감염성 질병이 점막상피세포가 감염경로라는데 착안하여 sIgA 등을 유도하여 일차방어선에서 감염을 효율적으로 억제하기 우하여 점막면역을 높이는 백신기술이 개발되고 있다.

에비런社의 스프레이 백신을 예로 들 수 있는데 이 백신은 임상시험이 거의 완료되서 조만간 실용화될 전망이다. 이 백신은 임상시험이 거의 완료되어 조만간 실용화될 전망이다. 이 백신은 독감 예방 성공률도 놓은 것으로 보고 되고 있는데 주사를 무서워하는 사람들에게 유용하게 사용될 수 있다.

▲DNA백신

DNA 백신 기술은 우전공학과 면역학이 접목된 기술로 광범위한 면역질환 치료제로도 이용될 수 있다. 즉 , 원하는 유전자가 포함된 플라스미드 DNA자체를 직접 인체에 주입하여 플라스미드 내의 유전자에서 발현된 단백질을 항원으로 사용하여 특이적인 면역 반응을 유도하고 조절하는 기술이다.

99년 6월 美위스콘신州 메디슨에 있는 Powder Vaccines Inc.는 Glaxo Welcome이 HIV치료제를 포함하여 두 가지 감염 질환용 DNA백신 라이선스를 추가로 매입했다고 발효했다. 이 두 회사는 분말 DNA백신을 개발, 상업화하기 위해 제휴했는데 항체와 세포 중재 면역방응을 유도하는 이 백신은 바늘을 사용하지 않고 Dernal Powder Ject System을 사용하여 통증없이 피부를 뚫고 인체에 집입한다.

이처럼 DNA백신은 안전하고 저렴한 백신을 개발하는데 활용되어 사람의 면역강화에 혁명을 가져올 것으로 예상되는데 실제로 동물실험으로 얻어진 DNA백신에 대한 결과는 인간 백신기술을 획기적으로 향상시킬 수 있다는 것으로 보여주고 있다.

전통적인 방법으로 만들어진 백신들이 몇 가지 특정한 감염병에는 잘 적용되지 않는 것도 있는데 DNA백신이 그러한 문제를 해결할 수도 있을 것이다. 현재 개발하고 있는 DNA백신은 에이즈. 허피스. 결핵. 말라리아 등을 포함한 많은 질병을 예방할 것이다.

▲먹는 백신

감자. 바나나. 콩 등 우리에게 친숙한 과일이나 야채를 먹으며 홍역이나 콜레라, 디프테리아. 파상풍 같은 질병을 자연스럽게 예방할 수 있는 시대가 머지않아 열릴 것으로 보인다.

설사백신을 지는 날감자를 먹은 사람들이 면역반응을 보임으로써 최초의 인간실험에서 합리성이 입증된 식용백신에 대한 연구는 최근 콜레라 항체를 지닌 감자를 의학적 특성을 파괴하지 않으면서도 조리할 수 있는 방법이 발표돼 가속화 되고 있다.

영국의 엑시스 유전회사는 현재 아기용 바나나퓌레 또는 건조시킨 토마토와 바나나칩 같은 보존식품으로 판매할 수 있는 설사백신과 B형감염 백신을 연구 중이다.

현재 사용되고 있는 백신들은 값이 비쌀 뿐만 아니라 이를 배포하고 투여하는데 많은 문제점을 안고 있다. 그래서 농작물을 통해 먹는 백신을 개발하면 개발도상국의 전염병 문제를 해결하는데 크게 기여할 것이다.

▲펩타이드 백신

70년대 중반부터 화학적으로 합성한 polypeptide를 이용하여 submit vaccine생산이 시도되었다. 일반적으로 peptide vaccine을 개발하기 위해서 virus의 genome중 면역원성이 있는 단백질을 cording하는 유전자의 염기서열에 근거하여 아미노산 서열의 자료를 얻고 이를 기초로 하여 합성peptide vaccine의 연구가 진행된다.

즉, 복잡한 바이러스 단백질의 구조에서 바이러스를 중화시킬 수 있는 중화항체를 생산하게 할 수 있는 면역원 결정기를 찾아야 한다. 이 방법은 사람의 B형감염백신에 처음으로 응용되었으나 아직 실용화된 백신은 없다.

이 백신은 최적의 adjuvant를 선정하고 여러 종의 peptide 혼합하고 또 운반단백질에 결합하는 방법을 개선한다면 실용화 될 수 있다.

▲anti-idiotype antibody vaccine

백신개발의 새로운 방법의 하나는 N. Jerne이 1985년에 면역반응의 조절에 있어 그 가능성과 기능을 처음 발표한 anti-idiotype antibody(anti-antibody)이다.

항체는 항원결합(idiotype)에 원래 항원과 구조적으로 유사한 항원 결합부위를 갖게 된다. 따라서 항체에 대한 항체를 접종하면 원칙적으로 첫 번WO의 항체와 동일한 항테를 생산하게 되어 항체에 대한 항체가 백신의 기능을 하게 되는 것이다. 이 방법은 B형감염 백신의 개발에 적용됐다.

▲에이즈백신

전 세계적으로 감염자가 3,000만명에 이르며 국내 감염자도 공식적으로 1,000명을 넘는 에이즈는 불치의 병으로 여겨졌지만 최근 ‘칵테일 요법’이 등장함으로써 약을 계속 복용하면 사망에는 이르지 않는 방법까지 도달했다.      

에이즈 백신도 향후 10년 이내에 는 백신접종이 현실화 될 전망이다.

<꿈의 백신시대>

이제 새천년이 시작됐다. 새 천년에는 지난 세기의 사고와 관행으로는 이해할 수 없는 세상이 전개될 것이고 기술은 빠르게 발전할 것이다.

과거의 관념으로는 상상조차 할 수 없는 신기술이 등장하고 그 덕분에 불가능할 것이라고 여겨진 일들이 현실로 나타날 것이다. 이러한 기술의 발전은 아직 정복되지 못한 질병에 대한 백신의 사용을 보편화할 것이다. 한번 투약으로 20가지 이상의 질병을 예방하는 백신, 즉 꿈의 백신도 언젠가는 가능할 것이다. 21세기는 우리에게 이러한 모든 가능성을 약속하고 있다.

                                                     

                                                                     


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