홍역 예방 및 치료 가능성을 지닌 인간 단일클론항체 발견

국립보건원(National Institutes of Health) 의 지원을 받은 연구팀이 홍역 바이러스를 표적으로 하는 최초의 포괄적인 인간 항체 그룹을 분리하고 상세히 매핑하는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 동물 모델에서 바이러스를 검출 불가능한 수준까지 감소시킬 수 있는 특정 항체를 확인했으며, 향후 홍역 감염에 대한 의학적 치료법 개발의 기초가 될 수 있을 것으로 기대된다.

최근 미국과 전 세계적으로 홍역 환자가 증가하고 있다. 2024년에는 전 세계적으로 47만 건 이상의 홍역 사례가 보고되었으며, 2025년 1월 이후 미국에서만 최소 72건의 발병이 기록되었다. 효과적인 예방 수단으로 백신 접종이 가능하지만, 미국에서는 안전하고 효과적인 치료법이 아직 규제 승인을 받지 못한 상태다.

라호야 면역학 연구소(La Jolla Institute for Immunology) 의 과학자들이 주도한 연구팀은 홍역 백신을 세 차례 접종한 기증자로부터 기억 B세포를 분리했다. 연구팀은 이 세포들로부터 각각 홍역 바이러스의 특정 부위를 표적으로 하는 100개 이상의 개별 인간 단일클론항체를 조작하고 정제했다.

연구진은 극저온 전자현미경(cryo-electron microscopy)을 사용하여 홍역 바이러스 단백질에 결합된 인간 항체의 최초 원자 수준 구조 지도를 제작했으며, 바이러스의 두 가지 표면 단백질인 헤마글루티닌(H) 과 융합(F) 단백질에서 항체가 표적으로 삼는 9개의 개별 결합 부위를 확인했다. 이 항체들은 H 및 F 표면 바이러스 단백질의 주요 부위에 결합하여 숙주 세포로의 바이러스 진입을 차단한다.

이번 연구 결과는 해당 분야에서 오랫동안 유지되어 온 가정에 도전장을 던졌다. 과학자들은 그동안 홍역에 대한 보호가 거의 전적으로 H 단백질을 표적으로 하는 항체에 의해 이루어지며, F 단백질에 대한 항체는 미미한 역할만 한다고 믿어왔다. 그러나 이번 연구는 두 단백질 모두에 대한 항체가 강력하고 독립적인 보호 효과를 제공할 수 있음을 밝혀냈다.

가장 주목할 만한 점은 4F09로 명명된 F 단백질 표적 항체가 이번 연구에서 단일 항체로는 가장 강력한 보호 효과를 보였으며, 감염된 쥐의 폐에서 홍역 바이러스 수치를 완전히 검출 불가능한 수준으로 감소시켰다는 것이다. 이 연구에서 해당 항체를 주입한 결과, 설치류 홍역 감염 모델에서 바이러스 부하가 500배 감소했다.

또한 확인된 보호 항체들은 전 세계적으로 유행하는 모든 알려진 홍역 바이러스 균주에서 거의 동일하게 보이는 바이러스 부위를 표적으로 하는데, 이는 바이러스가 이 항체들을 회피하기 위해 충분히 돌연변이를 일으키면서도 생존하기 어려울 수 있음을 시사한다. 연구진은 이러한 완전 인간 단일클론항체의 특성 규명이 재유행하는 홍역 바이러스에 대한 예방적 또는 치료적 개입의 가능성을 제시한다고 결론지었다.

현재 홍역 환자를 돕기 위한 홍역 특이 치료제는 없는 상황이다. 연구진은 이번 발견을 신속한 노출 후 예방제이자 감염자 치료제로 모두 활용할 수 있는 의약품으로 전환하기 위해 필요한 광범위한 연구와 테스트를 진행할 파트너를 찾고 있다.