소알호) SARS-CoV-2 면역 특성 및 3상을 통과한 백신에 대하여 | |||
작성일 | 2021-01-11 | 조회수 | 676 |
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SARS-CoV-2 면역 특성 및 3상을 통과한 백신에 대하여
2019년 12월 중국 우한 지역에서 코로나바이러스가 급성 호흡 증후군을 일으킨 이후 팬데믹을 초래하여 2020년 10월 현재 SARS-CoV-2에 대한 연구들이 이루어졌다. 다른 코로나 바이러스와 비교하여 특징적인 SARS-CoV-2의 면역 특성을 이해하게 되었으나 여전히 그 정보가 충분하지는 않다. 그동안 계절성 코로나 바이러스 감염에 대한 면역력은 비교적 짧은 기간에 지속되었고 환자 4명 가운데 3명은 재감염을 겪곤 했다. SARS-CoV-2 또한 재감염 환자들이 나타나고 있다. SARS-CoV-1 감염에 의한 Middle East Respiratory Syndrome 환자에서도 체액면역의 지표들도 2-3년 정도 지속되다가 5-6년 후에는 사라진다. 이런 면역 특성의 기전을 이해하는 것이 백신을 개발하는 데 있어 중요하다.
SARS-CoV-2 체액 면역은 바이러스 표면의 글라이코프로틴에 의해 매개된다. 특히 스파이크 글라이코프로틴은 두개의 subunit로 구성되고 그 가운데 N-terminal S1 subunit이 표적 기관 세포의 ACE2 receptor에 바이러스가 결합하는 것을 매개하는 receptor-binding domain(RBD)를 갖고 있다. 중화 항체란 감염, 백신 접종에 의해 생성되는 anti-spike glycoprotein과 anti-RBD를 포함하는데 이들이 얼마나 지속되는지, 재감염을 막는 정도는 어떤지에 대해서는 COVID-19에 대한 코호트 연구 등을 통해 추가 연구가 필요하다. 대개 COVID-19에 감염되면 첫 1주 내에 바이러스 특이 IgA가 생성되고 20일경 최고 농도에 이른다. 반면 IgM은 10-12일경 고농도에 이른다. IgG는 감염 3주차까지 상승하여 8주차까지 감소한다. 한편 IgG 농도는 증상이 심한 환자에서 더 높다는 보고가 있다(Fig 1).
정상인 중 약 35%의 환자는 스파이크 글라이코프로틴에 대해 이미 T 세포 매개 면역계를 갖고 있다는 연구보고가 있다. 이러한 차이가 환자에 따라 임상적 특성과 중증도가 달랐던 원인 중 하나로 생각되고 있다. 감염 되지 않아도 SARS-CoV-2에 대한 특이 세포 면역이 관찰되는 점은 다수의 사람들은 SARS-CoV-2에 대하여 T 세포 매개 면역반응을 활성화할 수 있고 체액성 면역반응 없이도 세포 면역반응을 갖출 수 있음을 의미한다. SARS-Cov-2 감염은 CD4+ T, CD8+ T세포 반응을 모두 유발하며 특히 증상이 있고 1-2주 사이에는 주로 Th1 매개 사이토카인 발현이 증가하였다.
SARS-CoV-2에 대한 백신은 적어도 50% 이상의 사람에서 방어 효과가 나타날 때 허가함을 원칙으로 한다. 현재까지 임상 면역은 임산부에 대해서는 시행한 바 없으며 제조사별 백신은 다음의 특성을 가진다.
1) 아스트라제네카 침팬지 아데노바이러스-벡터 주입 백신으로 SARS-CoV2에 대한 스파이크 글라이코프로틴을 인코딩한다. 한달 간격으로 2차 접종하며, 체액 면역반응 유도를 입증했다. 3상은 transverse myelitis가 나타나 중단되었다가 영국에서는 임상이 재개되었으나 10월 5일 기준 미국에서는 임상이 재개되고 있지 않다. 냉장보관을 필요로 한다. 2) 모더나 m-RNA 기반의 백신으로 스파이크 글라이코프로틴을 인코딩하는 mRNA가 lipid nanoparticle 속에 캡슐화 되어있다. 한달 간격으로 2차 접종하며 체액성 면역반응이 실제 COVID-19 감염자와 유사한 정도로 나타날 뿐만 아니라 세포면역 활성화, 특히 Th1 반응이 유도된다. 영하 20도에서 냉동보관을 해야한다 3) 화이자와 바이오엔테크 화이자와 바이오엔테크 역시 mRNA 기반의 lipid nanoparticle 속에 캡슐화 되어있는 COVID-19 백신을 개발했다. 두 백신 모두 RBD 특이 IgG를 비롯한 중화 항체를 생성했으며 부작용은 크지 않았다. 4) 존슨앤존슨 2020년 9월 23일 3상 연구 시작함. 섭씨 2-8도 보관하는 adenovirus serotype 26-vector 백신으로 중화항체 생성이 입증되었다.
SARS-CoV2 감염 중 항체 반응은 중요한 방어 면역 체계이다. Fc receptor에 의해 매개되는 항체의존성 반응에 의해 SARS-CoV-2 스파이크 글라이코프로틴의 변이가 나타난다면 오히려 숙주의 일차 항체반응이 약화될 수 있다. 이는 SARS-CoV1 백신을 이용한 동물실험 단계에서 알려진 바 있다. SARS-CoV2 혹은 SARS-CoV1에 대해서 이미 B세포 매개 항체를 갖고 있는 경우에 항체 의존성 반응이나 중증도에 미치는 영향에 대해서는 동물실험과 3상임상시험에서 보고된 바 없다.
결론. 일반적인 코로나바이러스 및 SARS-CoV-2의 면역학적 특성, 특별히 백신에 유도되는 방어 면역과 지속 여부에 대해서는 더 연구가 필요하다. 또한 면역력이 미성숙한 신생아, 어린이와 임산부, 면역저하 상태의 환자들, 노인 등 다양한 인구 집단에 적합한 백신의 개발이 요구된다. 후천면역 외에 선천면역의 증진도 코로나19에 대한 방어 능력을 유도할 수 있다. 따라서 SARS-CoV-2 감염에 대한 유전적인 감수성과 감염 또는 백신에 대한 체액면역과 세포면역을 이해하여 감염이나 백신접종 후 지속적인 방어능력을 획득할 수 있어야 할 것이다.
Figure 1. SARS-CoV-2 proteins targeted by adaptive immune responses The four structural proteins are shown in the red boxes. Non-structural proteins and accessory factors are shown in the blue boxes. Arrows link antibodies to the viral proteins they target and identify viral proteins shown to contain epitopes targeted by CD4+ T cells or CD8+ T cells. SARS-CoV-2=severe acute respiratory syndrome coronavirus 2
출처: Gregory A Poland, et al. SARS-CoV-2 immunity: review and applications to phase 3 vaccine candidates. Lancet; 2020;396:1595-606
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