비강 스프레이 백신, 초기 연구에서 호흡기 감염에 효과 가능성 시사

스탠퍼드 대학교 팀이 모든 기침, 감기 및 독감, 세균성 폐 감염으로부터 보호하고 심지어 알레르기를 완화할 수도 있는 비강 스프레이 백신을 동물에서 테스트했다. 연구자들은 아직 "범용 백신"의 인간 임상시험을 수행해야 한다.

학술지 Science에 기술된 이 접근법은 면역 시스템을 훈련시키지 않는다. 대신 면역 세포가 서로 소통하는 방식을 모방한다. 비강 스프레이로 투여되며, 대식세포라 불리는 폐의 백혈구를 "경계 상태"에 두어 어떤 감염이 침입하더라도 즉시 행동에 나설 준비를 갖추게 한다.

동물 실험에서 효과는 약 3개월간 지속되었다. 연구자들은 이 강화된 준비 상태가 폐를 통과하여 체내로 들어오는 바이러스를 100배에서 1,000배 감소시키는 것을 보여주었다. 통과한 바이러스에 대해서는 면역 시스템의 나머지가 "초고속으로 이를 격퇴할 준비가 된" 자세를 취했다.

팀은 이 백신이 두 종의 세균—황색포도상구균(Staphylococcus aureus)과 아시네토박터 바우마니(Acinetobacter baumannii)—에 대해서도 보호한다는 것을 보여주었다. 면역 시스템을 감염과 싸우는 방향으로 유도하는 방식이 알레르기성 천식의 유발 요인인 집먼지 진드기 알레르겐에 대한 반응도 줄이는 것으로 보였다.

이 접근법은 200년 이상 백신이 설계되어 온 방식에서 "급진적 이탈"을 나타낸다. 현재 백신은 하나의 단일 감염과 싸우도록 신체를 훈련시킨다. 홍역 백신은 홍역에만, 수두 백신은 수두에만 보호한다. 이것이 18세기 후반 Edward Jenner가 백신을 개척한 이래 예방접종이 작동해온 방식이다.

실험에서 백신은 비강 스프레이로 투여되었지만, 인간 폐의 깊은 곳까지 도달하기 위해 네뷸라이저를 통해 흡입해야 할 수도 있다. 사람에서 동일한 효과를 달성할 수 있는지 또는 면역 시스템이 얼마나 오래 경계 상태를 유지할지는 알려져 있지 않다. 수십 년간의 감염에 의해 형성되는 면역을 포함하여 쥐와 인간의 면역 시스템 사이에 차이가 있다.

연구자들은 한 사람에게 백신을 접종한 후 의도적으로 감염시켜 신체가 어떻게 대처하는지 관찰하는 시험을 계획하고 있다. 면역 시스템을 정상 상태 이상으로 올리는 데 따른 결과가 있을 수도 있어 면역 장애에 대한 의문이 제기된다.

연구팀은 면역 시스템이 영구적으로 강화되어서는 안 된다고 생각하며, 이러한 백신이 현재 백신을 대체하기보다 보완하는 데 사용되어야 한다고 본다. COVID-19으로 인한 2020년 초와 같은 팬데믹 초기 단계에서 범용 백신은 전문 백신이 개발되는 동안 시간을 벌고 생명을 구할 수 있다. 다른 시나리오는 통상적으로 다양한 겨울 병원체가 퍼지기 시작하는 겨울 초입이다.

별도로 하버드 연구자들이 인플루엔자 바이러스 특이성 단일 클론 항체를 포함하는 비강 스프레이의 두 건의 1상 임상시험을 완료하여 안전하다는 결론을 내렸다—다만 코에 몇 시간만 머무르기 때문에 독감 백신을 대체하지는 않을 것이다. Science Translational Medicine에 발표된 시험 결과는 사람에서의 효능 연구의 기반을 형성하며, 이 스프레이가 독감 팬데믹에서 특히 의료 종사자와 같은 고위험 인구에게 빠르게 단기 보호를 제공함으로써 격차를 메울 수 있음을 시사한다.

팀은 네덜란드 Leyden Laboratories에서 Johnson & Johnson의 라이선스 하에 개발된 CR9114 비강 스프레이를 평가했다. 팀은 먼저 쥐와 마카크에서 스프레이의 효능을 평가하여, 모든 테스트 용량과 스케줄에서 안전성을 입증했다. 마카크에서 CR9114의 반감기는 약 3시간으로, 1일 2회 투여가 필요했다.

투여 후 비강 샘플은 인플루엔자 A 및 B 균주의 헤마글루티닌에 결합했으며, 기준 샘플보다 A(H1N1), A(H5N1), A(H3N2)를 더 잘 중화했다. 1일 2회 투여는 마카크를 인플루엔자 바이러스 공격으로부터 보호했다.

총 143명의 건강한 사람을 대상으로 한 1상 시험에서 배양에서 인플루엔자 A 및 B에 결합할 수 있는 코의 항체 축적이 나타났으며, 이는 중화 잠재력을 시사한다. 비강 내 전달은 정맥 내 항체 치료보다 훨씬 적은 용량으로 높은 항체 농도를 생성한다.