배경: 같은 항원으로 백신 플랫폼 비교

톡소플라스마의 세 가지 항원 절편을 결합한 mRNA 백신이 마우스 실험에서 재조합 단백질 백신보다 강한 면역반응을 유도했다. ME49 균주 감염 실험에서는 mRNA 백신군의 생존율이 100%였지만, 고병원성 RH 균주에서는 생존 기간 연장에 그쳤다. 사람의 예방효과를 평가한 연구는 아니다.

톡소플라스마 곤디(Toxoplasma gondii)는 세포 안에서 증식하는 원충이다. 면역기능이 정상인 사람에서는 감염이 무증상이거나 가볍게 지나가기도 하지만, 면역저하자에게는 중증 질환을 일으킬 수 있다. 임신 중 첫 감염은 태아 감염으로 이어질 위험도 있어 예방 백신 개발이 연구되고 있다.

단일 항원만으로는 기생충의 여러 발달 단계와 균주를 폭넓게 겨냥하기 어렵다는 문제가 있다. 연구진은 면역계가 인식하는 항원 부위인 에피토프를 여러 단백질에서 골라 결합하는 전략을 택했다. 이번 연구에서는 동일한 다중 에피토프 항원 T-SGR을 사용하는 두 백신 제형을 비교했다.

핵심 발견: ME49와 RH에서 달랐던 보호 결과

T-SGR은 표면 항원 SAG1, 고밀도 과립 단백질 GRA7, 로프트리 단백질 ROP16의 면역우세 절편을 연결한 키메라 항원이다. 연구진은 이를 암호화하는 메신저 RNA(mRNA)를 지질나노입자(LNP)에 넣은 백신과 대장균에서 생산·정제한 재조합 단백질 백신을 만들었다.

6주령 암컷 C57BL/6 마우스 45마리를 mRNA 백신군, 단백질 백신군, 인산완충식염수 대조군에 각각 15마리씩 무작위 배정했다. 백신은 회당 10 μg을 2주 간격으로 두 차례 근육주사했다. mRNA-LNP의 평균 수화직경은 94.33 nm, mRNA 봉입효율은 92.99%로 보고됐다.

마지막 접종 4주 뒤 측정한 항원 특이 면역글로불린 G(IgG) 항체가는 mRNA군에서 단백질군보다 높았다(P<0.05). 연구진은 두 백신군 모두에서 IgG2a가 IgG1보다 높았다는 결과를 제1형 보조 T세포(Th1) 편향 반응의 지표로 해석했다. 항체 아형의 차이를 관찰한 결과이며, 중화능을 직접 비교한 실험은 아니다.

두 백신군의 비장 림프구 증식은 대조군보다 증가했다. 분리한 비장세포를 항원으로 다시 자극했을 때 배양액의 인터페론 감마(IFN-γ)와 인터루킨(IL)-10·IL-2·IL-12 농도도 mRNA군에서 단백질군보다 높게 측정됐다. IFN-γ를 생성하는 CD8 양성 T세포의 비율 역시 mRNA군에서 더 높았다.

방어효과는 마지막 접종 4주 후 RH 속증식소체 100개 또는 ME49 속증식소체 200개를 복강에 투여해 평가했다. 공격 실험은 군당 5마리로 두 차례 독립 반복했으며, 생존과 체중을 30일간 관찰했다. ME49 공격 후 대조군 사망률은 80%였고 mRNA군은 전부 생존했다. 반면 RH 공격에서는 두 백신 모두 생존 기간을 다소 늘렸으나 완전 보호에 이르지 못했다.

의미와 전망: 생존 보호와 감염 제거는 별개

ME49 공격 45일 뒤 생존 개체에서 조사한 뇌 기생충 부담은 두 백신군 모두 대조군보다 낮았다. 다만 부담 감소만으로 기생충이 제거됐거나 감염 자체가 차단됐다고 판단할 수는 없다. ME49에서 관찰한 100% 생존도 해당 실험 조건의 결과로 한정해야 한다.

이번 연구는 같은 T-SGR 항원을 사용하더라도 백신 제형에 따라 면역반응과 보호 결과가 달라질 수 있다는 전임상 근거를 제시한다. 소규모 암컷 마우스 실험이고 복강 공격 조건을 사용했으므로, 사람의 예방효과나 자연 감염 경로에서의 보호를 확정할 단계는 아니다. 장기 안전성과 보호 지속성도 후속 평가 과제로 남는다.

연구는 Parasites & Vectors에 게재됐다. 논문 원문에 실험 방법과 결과가 제시돼 있다.