배경

현대 의학의 가장 어두운 그림자로 불리는 항생제 내성(Antimicrobial Resistance, AMR)은 세계 공중보건을 위협하는 핵심 요인으로 꼽힌다. 매년 수백만 명이 내성균 감염증으로 목숨을 잃음에도 신약 개발 속도가 이를 따라잡지 못하는 실정이다. 세균이 새로운 항생제에 맞서 빠르게 우회 경로를 찾아내며 내성을 획득하는 악순환이 되풀이되는 탓이다. 이로 인해 치료제 개발에만 의존하던 기존 보건 정책을 예방 중심으로 전환해야 한다는 목소리가 커지고 있다.

지금까지 백신 개발은 주로 바이러스를 표적으로 삼아 이루어졌다. 세균은 바이러스에 비해 유전체 크기가 훨씬 크고 구조가 복잡하여 적절한 예방 항원을 발굴하기가 까다로운 까닭이다. 메신저리보핵산(mRNA) 백신 기술이 코로나19 대유행을 거치며 빠르게 성숙했음에도 세균성 질환을 대상으로 한 연구가 드물었던 이유가 여기에 있다. 특히 중동 지역을 비롯한 개발도상국에서는 기술 장벽과 인프라 한계로 독자적인 차세대 백신 플랫폼을 구축하기가 사실상 불가능에 가까웠다.

핵심 발견

이러한 한계를 극복하기 위해 이란 연구진은 체액성 면역과 세포성 적응 면역을 동시에 유도할 수 있는 세균 유래 면역원성 항원을 규명해냈다. 연구진은 선별한 항원 정보를 담은 mRNA를 지질나노입자(Lipid Nanoparticle, LNP)로 감싸 체내 전달 효율을 극대화한 백신 후보물질을 설계했다. 바이러스가 아닌 미생물을 표적으로 개발한 이란 최초의 mRNA 백신 연구 성과다.

동물 실험을 활용한 검증 과정에서 해당 후보물질은 고무적인 결과를 보여주었다. 백신을 투여받은 실험군에서 표적 세균에 특이적으로 반응하는 항체가 대량으로 형성되었음이 확인됐다. 연구진은 백신이 유도한 체액성 면역 반응이 세균 감염을 차단하기에 충분한 수준임을 실험 데이터로 입증했다. 기존 단백질 기반 백신보다 생산 공정이 간단하고 설계 변경이 용이한 mRNA 기술의 장점을 세균 분야에 성공적으로 이식한 사례로 평가받는다.

의미와 전망

이번 연구는 비바이러스성 병원체, 특히 다제내성 세균을 예방할 수 있는 mRNA 백신 플랫폼의 첫 디딤돌을 놓았다. 세균 감염 예방 백신이 상용화된다면 무분별한 항생제 처방을 원천적으로 차단하여 내성균 출현 빈도 자체를 떨어뜨릴 수 있다. 백신이 항생제를 대체하는 방어선 역할을 수행하게 되는 셈이다.

다만 실제 임상 적용을 위해서는 해결해야 할 과제가 여전히 존재한다. 동물 실험에서 확인된 면역원성이 실제 인체에서도 동일하게 발현되는지 확인하는 대규모 임상시험을 거쳐야 한다. 세균의 다양한 변이에 유연하게 대응할 수 있도록 항원 설계를 최적화하는 후속 연구도 필수적이다. 초저온 유통망에 의존하지 않는 건조 제형 개발 등 LNP 플랫폼의 안정성을 확보하는 작업 역시 해결해야 할 실질적인 기술 장벽으로 꼽힌다.