[스마트경제=복현명 기자] 국민대학교 응용화학부 바이오의약전공 교수 연구팀이 코로나바이러스 치료용 혁신적인 펩타이드 융합 이중기능 항체 원천기술을 개발해 지난 6일 바이러스 감염병 분야의 저명한 국제학술지 ‘Journal of Medical Virology(IF 12.7, JCR 바이러스학 분야 상위 4.2%)’에 연구 논문을 게재했다.
SARS-CoV-2 바이러스의 외피막에 존재하는 스파이크 단백질은 크게 S1과 S2 도메인으로 구성되어 있다. 감염 초기에는 S1 도메인 내 Receptor-Binding Domain(RBD)이 숙주 세포 표면에 존재하는 세포막 수용체와의 상호작용을 통해 코로나바이러스의 숙주세포 부착(viral attachment)이 왕성히 일어나며 감염의 초기 관문으로 작용한다.
이후 바이러스 융합(viral fusion)을 통해 코로나바이러스의 감염이 완성이 되며 이 과정에서 스파이크 단백질의 S2 subunit에 위치한 heptad repeat(HR)1과 HR2가 six-helix bundle(6-HB)을 형성하여 바이러스 융합을 일으키는 것으로 알려졌다.
초기 COVID-19 치료 전략은 SARS-CoV-2의 숙주세포 부착 과정을 효과적으로 차단할 수 있는 RBD 부위를 표적하는 단클론항체들이 전 세계적으로 다양하게 개발됐다.
그러나 SARS-CoV-2 RBD 부위에 빈번하고 지속적인 돌연변이의 발생으로 인해 최근 발생한 변이주에는 중화 효능이 감소하는 치료적 한계를 보였다.
이를 극복하기 위해 본 연구팀은 최신 항체 선별 기술인 파지 디스플레이 기법을 적용해 인간 항체 라이브러리에서 SARS-CoV-2 RBD에 특이적인 인간 항체를 신속하게 발굴하고 이를 기반으로 HR2 펩타이드를 융합한 새로운 형태의 이중기능 항체 플랫폼을 세계 최초로 개발했다.
HR2 펩타이드는 SARS-CoV와 현재까지 발생한 SARS-coV-2의 모든 변이체들에서 100% 서열 상동성을 보이고 있어 이를 기반으로 한 치료 전략은 SARS-CoV 뿐만 아니라 SARS-CoV-2의 다양한 변이에 적용 가능한 범 코로나 치료제로서의 가능성을 보여주고 있다.
또한 개발된 이중기능 항체 플랫폼은 viral attachment와 fusion 두 과정을 모두 동시에 차단할 수 있어 기존 RBD 표적 항체보다 더욱 효과적이며 Omicron 변이와 최근 발생한 하위 변이에도 우수한 효능이 있음을 확인했다.
이석묵 국민대 바이오의약전공 교수는 "이번에 고안한 펩타이드 융합 이중기능 항체 기술은 바이러스 치료의 두 가지 핵심 단계인 viral attachment와 fusion을 동시에 차단할 수 있는 이중 기능을 가지고 있다. 뿐만 아니라 HR2 펩타이드의 모든 변이체에 대한 뛰어난 효능과 Omicron 변이와 같은 최근 변이에도 효과적으로 대응할 수 있는 점이 큰 장점이다. 이 기술은 새로운 바이러스 치료 전략을 열어줄 것으로 기대되며 특히 현재의 팬데믹 상황에서 다양한 바이러스 변이에 대응할 수 있는 유연성을 가지고 있어 이후의 감염병 대응에도 유용하게 활용될 것으로 예상된다”고 말했다
한편 본 연구는 보건복지부 ‘감염병 예방·치료 기술개발 사업’의 지원을 통해 수행됐다.
복현명 기자 hmbok@dailysmart.co.kr
