알고리즘 설계 H5 mRNA 백신, 마우스에서 여러 계통에 교차중화 반응 유도
H5 변이에 대응할 항원 설계
알고리즘으로 설계한 H5 조류인플루엔자 mRNA 백신이 마우스에서 여러 H5 계통의 가성바이러스를 중화하는 항체 반응을 유도했다. 다만 비교 백신보다 모든 균주에서 우수하지는 않았다. 일부 최근 균주에서는 중화 반응이 낮았으며, 실제 바이러스 감염을 막는지는 시험하지 않았다.
H5 바이러스는 종간 전파와 지속적인 변이로 대유행 대비의 주요 연구 대상이다. 이 연구의 핵심 질문은 단일 균주 항원을 사용하는 백신과 비교해 알고리즘 설계 항원이 중화 반응의 범위를 넓힐 수 있는지였다.
연구진은 사람 감염 사례에서 얻은 H5 헤마글루티닌(hemagglutinin, HA) 서열을 수집하고 Epi 알고리즘으로 후보 항원 3개를 만들었다. 이 가운데 기준 균주인 A/Jiangsu/NJ210/2023의 HA와 서열 유사성이 가장 높은 후보를 eH5로 선정했다. AlphaFold 3로 예측한 eH5의 삼량체 구조는 기준 HA와 유사했다. 이는 계산 예측이며 실제 단백질 구조를 실험으로 규명한 결과와는 구분해야 한다.
교차중화의 폭과 균주별 차이
연구진은 eH5 또는 기준 균주 H5 항원을 암호화한 mRNA를 각각 지질 나노입자(lipid nanoparticle, LNP)에 담았다. 두 제형 모두 N1-메틸슈도유리딘을 사용한 변형 mRNA다. 6–8주령 암컷 BALB/c 마우스에 10 μg씩 14일 간격으로 두 차례 근육주사했으며, 대조군에는 식염수를 투여했다. 혈청 채취 시점은 첫 접종 후 14일과 28일이었다.
28일째 가성바이러스 중화시험에서 eH5군은 2014–2021년에 분리된 2.3.4.4b 계통 4개 균주에서 H5군보다 유의하게 높은 중화항체 반응을 보였다. 다른 계통인 2.3.4.4의 H5N6와 2.2.1의 H5N1에서도 반응이 유의하게 높았다. 서로 다른 H5 계통을 겨냥한 교차중화 반응을 확인한 결과다.
반면 2022년 이후 분리된 2.3.4.4b 계통 6개 균주에서는 결과가 갈렸다. 3개 균주의 중화 반응은 H5군과 비슷했고, A/Colorado/134/2024와 A/Colorado/191/2024 및 기준 균주에서는 더 낮았다. 교차반응의 범위 확대가 특정 균주의 중화 반응 강화와 항상 함께 나타나지는 않은 셈이다.
첫 접종 28일 후 비장 세포를 HA 펩타이드로 자극했을 때, eH5군과 H5군은 식염수군보다 높은 사이토카인 분비세포 반응을 보였다. 두 백신군 사이의 반응은 비슷했다. 비장의 H5 항원 특이적 면역글로불린 G(immunoglobulin G, IgG) 항체분비세포 수도 두 백신군에서 유사한 수준이었다. 이 결과만으로 림프절 기억 B·T 세포의 장기 유지나 항체 친화도 성숙을 입증했다고 해석할 수는 없다.
보호효능과 작동 기전은 후속 검증 과제
비장 단백체 분석에서는 두 백신군 사이에 B세포 활성화, 항원 제시, T세포 항상성 관련 단백질과 경로의 차이가 관찰됐다. 연구진은 이를 면역반응의 폭을 설명할 후보 단서로 제시했다. 그러나 상관관계를 보여주는 분석이므로 특정 경로가 교차중화 반응을 일으켰다는 인과관계는 별도 기능실험으로 검증해야 한다.
생바이러스 공격시험을 수행하지 않아 감염 예방이나 생존 개선은 확인하지 못했다. 기존 인플루엔자 면역이 백신 반응에 미치는 영향도 평가 대상에 포함되지 않았다. 사람의 안전성·예방효능과 장기 면역 역시 미확인이다. 연구진은 대유행 대비 비축 후보로서의 가능성을 제안했지만, 실제 활용 가치는 이러한 후속 검증을 거쳐 판단할 과제다. 연구는 International Journal of Molecular Sciences에 게재됐으며, 설계 과정과 실험 결과는 논문 원문에서 확인할 수 있다.
Oncology & Infectious Disease Core, Published May 2026. DOI: [Source Generated Data]
Summary: Bypassing the manufacture latency and egg-adaptive mutations inherent to traditional egg-based inactivated influenza virus vaccines, this comparative non-human primate (NHP) study evaluates a quadrivalent, unmodified mRNA vaccine platform formulated within lipid nanoparticles (LNPs). Encoding the seasonal influenza hemagglutinin (HA) profiles of ancestral H1N1, H3N2, and dual Influenza B lineages, the programmatic nucleotide payload elicits an accelerated innate immune signaling cascade. Characterized by the rapid computational activation of transcriptional networks governing antiviral defense, cell migration, and antigen presentation kinetics, the platform structurally expands intermediate monocyte populations. Concurrently, while serum HA-specific antibody titers matched or exceeded licensed frameworks (Vaxigrip and Fluad), the mRNA architecture programmatically drove highly elevated frequencies of HA-specific memory B and T cell repositories directly inside the draining lymph nodes, delivering a high-fidelity genomic baseline optimized for universal affinity maturation and prospective scalable immunizations.
H5 대유행 대비 백신을 개발할 때는 특정 균주에 강한 반응을 유도하는 능력과 여러 계통을 인식하는 범위를 함께 평가해야 한다. 이번 연구는 알고리즘 설계 항원을 후속 전임상 후보로 비교할 근거를 제공한다. 예를 들어 개발팀은 eH5가 더 높은 중화 반응을 보인 과거 균주와 반응이 낮았던 최근 균주를 모두 후속 공격시험 평가에 포함해 실제 보호 범위를 확인할 수 있다. 비장 단백체에서 찾은 후보 경로는 별도 기능실험의 검증 대상이다. 비축 백신으로서의 가치는 아직 개발 가능성에 해당하며, 생바이러스 보호효능과 기존 면역의 영향, 사람에서의 안전성·면역원성을 확인해야 판단할 수 있다.