바이오인

차세대 백신기술 동향

◈ 목차

1. 백신의 정의 및 역사

2. 제조 방법에 따른 백신 분류

2.1. 약독화 생백신(Live attenuated vaccine)

2.2. 불활성화 백신(Inactivated vaccine)

2.3. 톡소이드 백신(Toxoid vaccine)

2.4. mRNA 백신(Messenger RNA vaccine)

2.5. 추출 백신(Subunit vaccine)

2.6. 바이러스 벡터 백신(Virus vector vaccine)

3. 현재 사용되고 있는 백신 기술

3.1. 이종 기초-추가 접종(Heterologous prime-boost)

3.2. 핵산 백신(Nucleic acid vaccine)

4. 차세대 백신 기술 종류

4.1. 자가복제 RNA 백신(Self-amplifying RNA vaccine)

4.2. 백신 기능 증가 첨가물(Vaccine adjuvant)

4.3. 나노 입자 백신(Designed protein nanoparticle vaccine)

4.4. 디지털 백신(Digital vaccine)

4.5. 차세대 백신 기술의 나아갈 방향

5. 결론

6. 참고문헌

◈본문

1. 백신의 정의 및 역사

백신이란 기능을 약화시킨 병원체 또는 인체가 정보를 인식할 수 있도록 처리한 단백질 또는 핵산 등의 의약품을 일컬으며, 백신 분자가 체내에 투여되면 인체는 이를 항원으로 인식하고 T세포와 B세포에 의해 항체가 생성된다. 항원(백신)에 대항하는 항체를 생산한 ‘경험’이 있는 T세포와 B세포는 각각 기억T세포, 기억B세포로 분화하여 체내에 존재하고 있다. 따라서 백신 투여 후에 동일한 항원(질환 유발 물질)이 체내에 침입했을 때 그 항원에 대한 정보가 기억T세포 및 기억B세포에 전달되어 결과적으로 항원 침입 후에 빠르게 항체가 생성될 수 있다. 이러한 후천면역기작을 통해 인간이 해당 질병에 대한 면역을 보유할 수 있도록 하는 것이 백신 치료의 원리이다.

1796년에 영국 에드워드 제너 박사는 소를 사육하는 농가에서 소의 감염병인 우두에 걸리면 천연두에 걸리지 않는다는 것에 착목하여 소젖을 짜는 사람의 손바닥에 발생한 종기에서 고름을 채취해 다른 사람에게 주사하였다. 몇 주 뒤에 고름을 주사한 사람에게 천연두 고름을 주입한 결과 천연두 증상이 나타나지 않았고, 이를 통해 우두의 고름을 이용한 우두법을 고안하여 천연두 예방에 큰 효과를 나타내었다. 이것이 세계 최초의 백신(vaccine)이며 백신이라는 단어는 소를 일컫는 라틴어인 Vacca에서 유래하였다 [1]. 그 후 프랑스 루이 파스퇴르 박사는 닭 콜레라의 원인이 되는 세균을 배양하여 닭에게 주입하였을 때 닭이 면역력을 얻게 되어 콜레라에 걸리지 않음을 밝혔다. 병원성을 감소시킨 결과를 나타낸 그 ‘오래된 배양균’을 백신이라 하여 1881년 탄저병이 유행하였을 때 그 효과를 입증하였고, 1885년에는 광견병 백신 또한 개발하였다 [2].

독일의 생리학자 에밀 아돌프 폰 베링 박사는, 소량의 독소를 동물에게 투여하여 면역력이 생기도록 한 다음에 혈청을 채취한 후 디프테리아균과 혼합하여 동물에 투여하였을 때 동물에게서 질환이 발생하지 않았음을 밝혔다. 이때 대조군으로 독소를 동물에게 투여하지 않아 면역력이 생기지 않은 동물의 혈청을 디프테리아균과 혼합하여 동물에 투여하였을 때는 동물에게서 디프테리아에 의한 질환이 발생함을 확인하였다. 즉, 면역력이 생긴 동물의 혈청에 독소를 중화시키는 물질이 존재함을 알 수 있었고 이를 항독소(antitoxin)라고 명명하였다. 이는 급성 호흡기 전염병인 디프테리아 치료에 기여하였고, 베링 박사는 1901년 노벨 생리의학상을 수상하였다 [3]. 그 후 장티푸스, 콜레라, 페스트, 결핵 예방 백신이 개발되었고, 1949년에 세포배양 법으로 바이러스를 실험실 내에서 증식 가능한 기술이 개발됨에 따라 소아마비, 홍역, 간염 등을 예방 가능한 백신이 개발되었다 [2]. 그리고 2019년 12월에 SARS-CoV-2에 의한 질병인 COVID-19를 예방하기 위한 백신이 현재 활발히 개발되어 사용되고 있으며, SARS-CoV-2의 변이가 발생함에 따라 새로운 변이에 의한 감염을 예방할 수 있는 백신 또한 개발되고 있다.

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