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백신 이야기 : 면역증강제

백신과 면역 그리고 면역증강제
효과 이면에 존재하는 이상반응의 한계
이상반응 없고 면역력만 증강시키는 ‘면역증강제’ 과제

김경호 SK케미칼 고문

2018-05-28 페이스북 트윗터 kakao 목록 보기

백신은 예방하고자 하는 병원체를 약독화 시켜 만드는 생백신과 완전히 죽이거나 불활화 시켜서 만드는 사백신 두 종류로 분류된다.

 

백신의 원리는 백신의 종류에 상관없이 병원체인 항원을 접종하면 체내에 면역물질인 항체를 생성시켜 살아있는 병원체가 침투할 때 이를 막아 병에 걸리지 않도록 하는 것으로 요약할 수 있다.

 

이상적인 백신은 가급적이면 최소의 접종을 통해 접종 후 면역이 신속하게 형성되고 평생 이 면역효과가 유지되면서 혹시 변이주가 나타나도 충분한 교차방어효과(cross protection)가 나타나는 백신이다.

 

그러나 현재 우리나라 정부가 국내에서 생산을 목표로 하는 백신의 종류는 28종이며 전세계적으로 사용되는 백신은 40여종에 달하지만 앞에서 언급한 이상적인 백신의 요건에 해당하는 백신은 디프테리아, 파상풍, A형, B형간염백신 등 소수에 불과한 수준이다.

 

백신 효과 이면의 이상반응

 

20세기 이후 백신접종이 정책적으로 시행되면서 나타난 아이러니가 두 가지가 있다.

 

다양한 백신이 개발되고 국가의 방역정책에 의해 대상자들에 대한 백신접종률이 크게 높아지면서 나타난 첫 번째 아이러니는 질환의 발생자 수는 현격히 줄거나 심지어는 발생자가 아예 없어지는 괄목할 만한 실적이 나타나기도 했다. 그런데 백신접종의 숫자가 증가하면서 불가피하게 나타난 현상이 이상반응의 증가였다.

 

현대의학과 의약품기술의 한계이지만 백신 역시 여기에서 예외가 될 수 없었으므로 백신접종의 증가에 비례해서 발생하는 이상반응의 증가 때문에 백신접종을 기피하는 일이 생기면서 어느 나라든지 역사적으로 이 이상반응 이슈가 터지면 접종률이 떨어지기도 했다.

 

또 다른 아이러니는 백신의 안전성을 높여 이상반응을 최소화시킬 목적의 백신의 제조기술은 지속적으로 향상됐다. 그 결과로 단백질의 정제기술은 과거에 비해 놀라울 정도로 향상됐다 정제도를 높이는 것이 백신 품질개선의 중요한 척도였던 것이다. 국제기구나 각국의 규제기관들 역시 정제도와 순도가 높은 백신의 생산과 품질관리를 권장했다.

 

면역증강제 등장의 필요성

 

그러자 이번에는 안전성은 해결이 됐지만 항체형성이 잘 안 되는 백신들이 나타났고 특정 연령층에서 주로 노인들에서 문제가 발생했다. 이를 해결하기 위한 일환으로 항원량을 많이 넣거나 강력한 면역증강제의 사용 등이 권장되기 시작했다.

 

그런데 여기서 전형적인 형용모순이 발생한다. 엄밀한 의미에서 면역증강제는 면역효과를 높이기 위해 불순물을 일부러 집어넣어 주는 것이다.

 

영유아나 노인은 면역시스템의 미성숙 또는 노화로 정상 성인에서와 같은 면역반응을 기대하기 어려운 것이 사실이다. 특히 노인에서는 백신종류와 상관없이 백신접종 후 항체형성 또는 항체의 지속이라는 측면에서 양적으로 질적으로 면역능력이 떨

어지는 현상이 나타난다.

 

구체적으로 말하자면 전체 T림프구 중에서 새로운 항원자극에 반응할 림프구의 수가 적어지는 것이다.

 

따라서 노인들에게는 한 가지 예로 면역증강제가 포함된 인플루엔자(독감)백신의 접종이 적극 고려되기도 하고 일부 국가들의 경우 인플루엔자백신의 경우 노인용은 면역증강제가 포함된 제품의 사용을 권장하고 있다.

 

면역증강제의 양면성

 

면역증강제는 전혀 새로운 것이 아니다.

이미 우리는 100년 가까이 이를 사용해 왔는데 가장 대표적인 면역증강제는 알루미늄염(aluminium salts)이다. 최근에 언급하는 면역증강제란 기존의 알루미늄염 말고 이보다 훨씬 강력한 효과를 내는 성분을 말한다.

 

언급한 것처럼 면역증강제란 백신에 대한 면역반응을 강화하기 위해 백신의 항원과 백신의 성분을 이루며 함께 투여되는 물질이다. 이 면역증강제의 역할은 항원특이적 면역반응(백신에 들어간 항원에만 하는 면역반응)을 빠르고 강력하게 유도하며 오래 동안 지속되도록 돕는다.

 

아울러 백신에 포함된 항원 이외에도 유사항원에 대한 교차면역을 제공하기도 한다.

 

다시 말해 반드시 해당 균주만이 아닌 유사한 동종 병원체에 대한 균주에 대해서도 교차면역반응을 제공한다.

 

뿐만 아니라 면역증강제는 사(死)백신에 사용되는 것이지만 세포성면역을 함께 유도한다는 점에서 기능은 생(生)백신의 효과를 가지게 한다.

 

최근에 개발된 것들이 ‘MF59’와 같은 스쿠알렌 성분의 면역증강제, 스쿠알렌, 토코페롤, Tween80이 함유된 ‘AS03’, 톨유사수용체(toll-like receptor, TLR4)를 함유한 ‘AS04’, 사포닌 성분을 함유한 면역증강제 등 여러 가지가 개발돼 출시된 바 있는데 모두 항체만 생성하는 것이 아니라 세포성 면역의 효과를 제공하고 있다는 점에서 생백신의 효능과 동일하다는 사실을 알고 많은 학자들이 지대한 관심을 표명해 온 것이다.

 

면역증강제가 면역반응을 강화시키는 메카니즘은 첫째, 림프절로의 항원이동을 촉진시키고, 둘째, 국소염증반응을 증가시켜 소위 위험신호를 더욱 강력하게 보내 면역세포를 더 강하게 자극시키며, 셋째, 항원으로 하여금 좀 더 장시간 면역세포를 자극할 수 있도록 면역세포에의 항원자극 제공시간을 늘려주는 등 여러 기전을 통해 면역반응을 강화시킨다.

 

그러나 안전하고 강력한 면역증강제 개발은 쉽지 않아 보인다. 항원마다 면역증강제에 의해 면역원성이 증가하는 정도가 다르므로 백신에 일률적으로 동일한 면역증강제를 적용하기는 힘들 것으로 판단되기 때문이다. 가령 A라는 백신에서 성공했다고 B라는 백신에 그대로 적용했다가는 낭패를 보기가 십상이다.

 

면역증강제의 가장 큰 문제는 면역원성이 증가하면서 이상반응의 빈도수가 증가할 수가 있다는 점이다. 면역증강제를 포함하는 백신 사용시 생길수 있는 국소이상반응에는 주사부위염증, 무균농양형성 등이 있으며 전신이상반응으로는 발열이나 무력감 등이 일반적이다.

 

그러나 현실은 생각보다 심각해 인유두종바이러스 백신처럼 집단적으로 백신접종 기피현상을 보이기도 한다.

 

결국 면역증강제는 적당한 정도의 이상반응 증가를 감수하면서 면역형성을 증가시키는 역할을 한다. 향후의 관건은 이상반응이 크게 개선된 면역증강제를 누가 먼저 개발하는가에 달려 있다.

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