홍역 백신은 효과가 평생 가지만 독감 백신은 몇 달 만에 약해진다. 이처럼 백신 효과가 다른 것은 혈소판 전구 세포로 혈액 응고에 관여하는 거대핵세포 작용 때문이라는 연구 결과가 나왔다.
미국 스탠퍼드대 발리 풀렌드란 교수팀은 지난 2022년 백신에 대한 초기 항체 반응을 예측할 수 있는 '보편적 특징'을 발견했으나, 항체 반응의 지속성을 예측할 수 있는 요인은 찾지 못했다. 이에 조류 인플루엔자(H5N1) 백신과 보조제 접종 실험 등을 통해 항체 반응 강도와 관련된 분자적 특징을 발견하기 위한 연구를 진행했다.
연구팀은 이 연구에서 건강한 지원자 50명에게 H5N1 백신과 처음에는 면역 반응을 향상하지만 그 자체로는 면역 반응을 유도하지 않는 보조제를 함께 투여했다. 이후 100일간 12차례 혈액을 채취해 정밀 분석했다. 각 혈액 표본의 유전자, 단백질, 항체를 심층 분석한 다음 기계학습 프로그램으로 결과 데이터 세트를 평가하고 그 안에서 패턴을 찾았다.
연구 결과, 백신 접종 후 며칠 내 혈액에 몇 달 후의 항체 반응 강도를 예측할 수 있는 분자적 특징이 나타나는 것으로 밝혀졌다. 이 특징은 혈전을 형성하는 혈소판 내 작은 RNA 조각에 반영돼 있었다. 이 RNA 조각은 거대핵세포에서 혈소판이 분리돼 혈류로 들어갈 때 함께 떨어져 나온 것으로, 이를 통해 거대핵세포의 변화를 알 수 있다고 연구팀은 설명했다.
이어 거대핵세포가 백신 지속성에 미치는 영향을 알아보기 위해 쥐에게 H5N1 백신과 거대핵세포 증식을 돕는 약물(트롬보포이에틴)을 투여한 결과 약물 투여 쥐는 두 달 후 H5N1 항체 수치가 6배나 증가했다.
추가 실험에서는 활성화된 거대핵세포가 항체를 만드는 골수 세포 또는 원형질 세포의 생존을 돕는 핵심 분자를 생성하는 것으로 확인됐다.
또 계절성 인플루엔자·황열병·말라리아·코로나19(COVID-19) 등 7가지 백신에 대한 244명의 반응 데이터를 조사한 결과, 거대핵세포 활성화 징후인 혈소판 RNA 분자가 더 오래 지속되는 항체 생산과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다.
연구팀은 거대핵세포가 골수에서 혈장 세포의 생존을 촉진하는 환경을 만드는 것으로 보인다며 혈소판 RNA를 통해 어떤 백신이 더 오래 지속되는지, 어떤 접종자의 면역반응이 더 오래가는지 예측할 수 있다고 말했다.
연구 저자 풀렌드 교수는 "앞으로 일부 백신이 왜 거대핵세포 활성화를 더 강하게 촉진하는지 연구할 계획"이라며 "이런 연구가 거대핵세포를 더 효과적으로 활성화하고 더 오래 면역 반응을 유도하는 백신을 개발하는 데 도움이 될 것이다"고 말했다.
이번 연구 결과는 과학 저널 '네이처 면역학(Nature Immunology)'에 최근 게재됐다.
미국 스탠퍼드대 발리 풀렌드란 교수팀은 지난 2022년 백신에 대한 초기 항체 반응을 예측할 수 있는 '보편적 특징'을 발견했으나, 항체 반응의 지속성을 예측할 수 있는 요인은 찾지 못했다. 이에 조류 인플루엔자(H5N1) 백신과 보조제 접종 실험 등을 통해 항체 반응 강도와 관련된 분자적 특징을 발견하기 위한 연구를 진행했다.
연구팀은 이 연구에서 건강한 지원자 50명에게 H5N1 백신과 처음에는 면역 반응을 향상하지만 그 자체로는 면역 반응을 유도하지 않는 보조제를 함께 투여했다. 이후 100일간 12차례 혈액을 채취해 정밀 분석했다. 각 혈액 표본의 유전자, 단백질, 항체를 심층 분석한 다음 기계학습 프로그램으로 결과 데이터 세트를 평가하고 그 안에서 패턴을 찾았다.
연구 결과, 백신 접종 후 며칠 내 혈액에 몇 달 후의 항체 반응 강도를 예측할 수 있는 분자적 특징이 나타나는 것으로 밝혀졌다. 이 특징은 혈전을 형성하는 혈소판 내 작은 RNA 조각에 반영돼 있었다. 이 RNA 조각은 거대핵세포에서 혈소판이 분리돼 혈류로 들어갈 때 함께 떨어져 나온 것으로, 이를 통해 거대핵세포의 변화를 알 수 있다고 연구팀은 설명했다.
이어 거대핵세포가 백신 지속성에 미치는 영향을 알아보기 위해 쥐에게 H5N1 백신과 거대핵세포 증식을 돕는 약물(트롬보포이에틴)을 투여한 결과 약물 투여 쥐는 두 달 후 H5N1 항체 수치가 6배나 증가했다.
추가 실험에서는 활성화된 거대핵세포가 항체를 만드는 골수 세포 또는 원형질 세포의 생존을 돕는 핵심 분자를 생성하는 것으로 확인됐다.
또 계절성 인플루엔자·황열병·말라리아·코로나19(COVID-19) 등 7가지 백신에 대한 244명의 반응 데이터를 조사한 결과, 거대핵세포 활성화 징후인 혈소판 RNA 분자가 더 오래 지속되는 항체 생산과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다.
연구팀은 거대핵세포가 골수에서 혈장 세포의 생존을 촉진하는 환경을 만드는 것으로 보인다며 혈소판 RNA를 통해 어떤 백신이 더 오래 지속되는지, 어떤 접종자의 면역반응이 더 오래가는지 예측할 수 있다고 말했다.
연구 저자 풀렌드 교수는 "앞으로 일부 백신이 왜 거대핵세포 활성화를 더 강하게 촉진하는지 연구할 계획"이라며 "이런 연구가 거대핵세포를 더 효과적으로 활성화하고 더 오래 면역 반응을 유도하는 백신을 개발하는 데 도움이 될 것이다"고 말했다.
이번 연구 결과는 과학 저널 '네이처 면역학(Nature Immunology)'에 최근 게재됐다.
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