피부에 붙이면 끝.. 통증 없고 효과 큰 코로나 백신 나온다

[사이언스카페] 상온보관 가능하고 집에서도 사용 가능, 의료 인프라 부족 지역에 도움줄 듯

피부에 붙이는 패치형 코로나 백신. 가로, 세로 1㎝ 크기에 높이 0.25㎜인 바늘이 5000개 돋아 있는 형태다. 주사형 백신보다 통증이 없는 것은 물론이고 항체도 더 많이 유도하는 것으로 나타났다./호주 퀸즐랜드대

피부에 붙이는 패치형 코로나 백신이 기존 주사형 백신보다 바이러스 예방 효과가 더 크다는 연구 결과가 나왔다. 특히 상온 보관이 가능하고 누구나 직접 사용할 수 있어 임상시험을 거쳐 상용화되면 의료 인프라가 부족한 국가들의 방역에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.

호주 퀸즐랜드대의 데이비드 뮬러 교수 연구진은 지난 29일(현지 시각) 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴스’에 “패치형 백신으로 코로나 백신을 실험동물에 전달해 더 강력한 면역반응을 유도하는 데 성공했다”고 밝혔다.

◇주사보다 항체 더 많이 유도

패치형 백신은 가로, 세로 1㎝ 크기에 높이 0.25㎜인 바늘이 5000개 돋아 있는 형태다. 연구진은 패치의 미세 바늘에 미국 텍사스대가 개발 중인 헥사프로(HexaPro)라는 코로나 백신을 건조시켜 코팅했다.

헥사프로는 코로나 바이러스의 스파이크 단백질로 만든 백신이다. 스파이크는 코로나 바이러스의 표면에 돌기처럼 돋아 있다. 바이러스는 스파이크를 사람의 호흡기 세포 표면의 수용체에 결합시켜 침투한다. 스파이크 단백질만 골라 인체에 주입하면 이에 결합하는 항체가 유도돼 실제 바이러스가 침입하면 무력화시킬 수 있다.

참고로 화이자와 모더나의 mRNA 코로나 백신은 스파이크를 만드는 유전물질인 mRNA를 직접 인체에 전달하고, 아스트라제네카는 스파이크 유전자를 인체에 무해한 다른 바이러스를 통해 인체에 전달하는 방식이다.

연구진은 패치형 백신을 생쥐의 피부에 붙이자 한 번만에 코로나 감염을 완벽하게 예방할 수 있었다고 밝혔다. 항체는 페치를 붙인 생쥐에서 기존 주사형 백신을 접종한 생쥐보다 더 많이 생성됐다.

특히 치명적인 양의 코로나 바이러스에 감염된 생쥐도 패치형 백신을 붙이자 6일 뒤 폐와 뇌에서 바이러스의 복제가 멈추는 것을 확인했다. 연구진은 패치형 백신은 영국발 알파 변이 바이러스와 남아프리카공화국발 베타 변이 바이러스도 막아냈다고 밝혔다.

패치형 백신의 바늘은 피부 상층에 백신을 전달한다. 근육에 놓는 주사형 백신보다 더 강한 면역반응을 유도한 것은 피부에 면역세포가 많기 때문이다. 실제로 앞서 독감 백신을 패치로 전달했을 때 기존 주사형보다 6분의 1 양으로도 충분한 면역반응을 유발했다고 연구진은 밝혔다.

패치형 코로나 백신을 피부에 붙이기 전(왼쪽)과 후(오른쪽). 화살표는 미세 바늘에 코팅된 백신이 피부에 전달된 양을 보여준다. 위 패치는 코로나 바이러스의 스파이크 단백질만 코팅한 것이고 아래 패치는 스파이크와 사포닌 성분의 면역증강제(QS21)를 같이 코팅한 것이다./호주 퀸즐랜드대

◇의료 인프라 부족한 국가에 도움

현재 전 세계에서 코로나 백신이 접종되고 있다. 대부분 냉장이나 냉동 상태로 수송되고 보관된다. 뮬러 교수는 “우리는 특히 자원이 부족한 곳에서 백신이 최종 접종될 때까지 오랫동안 안정된 상태로 보관할 수 있는 대안의 백신을 개발하려고 했다”고 밝혔다.

뮬러 교수는 수년 간 독감과 소아마비, 댕기열 등 여러 전염병을 막는 백신을 냉장, 냉동 보관이나 바늘 없이 전달하는 패치를 개발해왔다. 연구진은 같은 기술이 코로나 백신에도 적용될 수 있다고 봤다. 이번에 개발한 패치형 코로나 백신은 섭씨 25도에서 1달간 안정된 상태를 유지하며, 40도에서도 1주일 보관이 가능하다고 연구진은 밝혔다.

택스사대와 퀸즐랜드대 연구진은 이번 패치형 코로나 백신을 내년부터 인체 대상 임상시험할 계획이다. 헥사프로 백신 자체도 생산이 쉽고 바이러스의 변이에 빠르게 대응할 수 있는 장점이 있다고 연구진은 밝혔다. 뮬러 교수는 “패치형 헥사프로 백신이 상용화되면 기존 백신 접종자의 면역력을 강화해줄 부스터샷(추가접종) 백신이나 새로운 변이 바이러스에 대한 예방 백신으로 쓸 수 있다”라고 밝혔다.