MEDI:GATE NEWS 오미크론 등 모든 코로나19 변이바이러스에 효과 있는 중화항체 개발

기사입력시간 22.02.04 10:22최종 업데이트 22.02.04 10:22

사진=계산적 단백질 디자인 기법을 이용한 항원 특정 부위를 인식하는 항체 발굴 개념도(카이스트 제공). KAIST(카이스트)는 생명과학과 오병하 교수 연구팀이 계산적 항체 디자인을 고안, 이를 통해 오미크론을 비롯한 모든 코로나19 변이바이러스에 효과를 나타내는 중화항체를 개발했다고 4일 밝혔다. 중화항체는 병원체가 신체에 침투했을 때 생화학적으로 미치는 영향을 중화해 세포를 방어하는 치료용 항체다. 코로나19 감염을 유발하는 바이러스로 알려진 SARS-CoV-2 바이러스는 스파이크 당단백질 부위에 있는 수용체 결합 부위(항원)를 인간 세포막에 붙어있는 hACE2(human Angiotensin Converting Enzyme2) 수용체에 결합시켜 세포 내로 침입하는 기전을 보인다. 해당 기전을 착안해 세계 유수의 제약회사들의 연구진은 수용체 결합 부위에 붙는 중화항체 에테세비맙(Etesevimab), 밤라니비맙(Bamlanivimab) 등을 개발했다. 그러나 이들 항체는 최초에 유행한 코로나바이러스에 효과적인 것과 다르게 알파, 베타, 델타 등과 같은 변이에는 중화능이 없거나 떨어지는 것으로 보고됐다. 변이 바이러스의 등장으로 기존 항체들의 중화능이 떨어지는 이유는 바이러스의 항체 인식부위 서열에 변이가 생겨 항체가 더 이상 제대로 결합하지 못하게 되기 때문이다. 이에 연구진은 계산적 단백질 디자인 방법으로 바이러스 항원에서 변이가 생기지 않는 부분에 강력하게 결합하는 항체를 개발했다. 이는 알려진 SARS-CoV-2의 모든 변이 바이러스뿐만 아니라 SARS-CoV-1, 천산갑 코로나 바이러스에도 강력한 결합력을 보이며 우수한 중화 능력 지표도 확인했다. 카이스트 오병하 교수는 "아미노산 서열이 거의 바뀌지 않는 표면에 결합하기 때문에 향후 신·변종 코로나바이러스에 즉각 대응할 수 있는 치료 물질이 될 수 있다는 데 큰 의의가 있다"며 "이번 연구를 통해 개발한 계산적 항체 디자인 방법은 실험적으로는 얻기 어려운 항체를 개발하는데 널리 이용될 것"이라고 밝혔다. 변이는 물론 미래에 출현할지 모르는 새로운 중증호흡기증후군 유발 코로나바이러스에 대응할 수 있는 범용 코로나 치료항체 후보로 활용될 전망이다. 또한 이번에 개발된 계산적 항체 디자인 기술은 항원의 특정 부위에 결합하는 항체를 발굴하는 새로운 방법으로 응용성이 넓고 기술적 가치가 높다고 설명했다. 카이스트 생명과학과 정보성 박사과정이 제1저자로 참여한 이번 연구 결과를 담은 논문(논문명: Computational design of a neutralizing antibody with picomolar binding affinity for all concerning SARS-CoV-2 variants)은 항체 전문 학술지 ‘mAbs’에 게재됐다. 연세대학교 조현수 교수 연구팀과 한국화학연구소 김균도 박사 연구팀도 이번 연구에 참여했다. 논문 발표 후 오미크론이 새롭게 출현했으며, 연구진은 개발한 중화항체가 이 변종에도 효과가 있음을 실험적으로 입증했다. 한편 이번 연구는 KAIST 코로나대응 과학기술뉴딜사업단과 한국과학재단 기초과학연구실 사업의 지원을 받아 수행됐다.

제보 공유

오미크론 등 모든 코로나19 변이바이러스에 효과 있는 중화항체 개발

"범용 코로나 치료항체로 개발 가능…신변종 바이러스 즉각 대응"

사진=계산적 단백질 디자인 기법을 이용한 항원 특정 부위를 인식하는 항체 발굴 개념도(카이스트 제공).

KAIST(카이스트)는 생명과학과 오병하 교수 연구팀이 계산적 항체 디자인을 고안, 이를 통해 오미크론을 비롯한 모든 코로나19 변이바이러스에 효과를 나타내는 중화항체를 개발했다고 4일 밝혔다.

중화항체는 병원체가 신체에 침투했을 때 생화학적으로 미치는 영향을 중화해 세포를 방어하는 치료용 항체다.

코로나19 감염을 유발하는 바이러스로 알려진 SARS-CoV-2 바이러스는 스파이크 당단백질 부위에 있는 수용체 결합 부위(항원)를 인간 세포막에 붙어있는 hACE2(human Angiotensin Converting Enzyme2) 수용체에 결합시켜 세포 내로 침입하는 기전을 보인다. 해당 기전을 착안해 세계 유수의 제약회사들의 연구진은 수용체 결합 부위에 붙는 중화항체 에테세비맙(Etesevimab), 밤라니비맙(Bamlanivimab) 등을 개발했다.

그러나 이들 항체는 최초에 유행한 코로나바이러스에 효과적인 것과 다르게 알파, 베타, 델타 등과 같은 변이에는 중화능이 없거나 떨어지는 것으로 보고됐다. 변이 바이러스의 등장으로 기존 항체들의 중화능이 떨어지는 이유는 바이러스의 항체 인식부위 서열에 변이가 생겨 항체가 더 이상 제대로 결합하지 못하게 되기 때문이다.

이에 연구진은 계산적 단백질 디자인 방법으로 바이러스 항원에서 변이가 생기지 않는 부분에 강력하게 결합하는 항체를 개발했다. 이는 알려진 SARS-CoV-2의 모든 변이 바이러스뿐만 아니라 SARS-CoV-1, 천산갑 코로나 바이러스에도 강력한 결합력을 보이며 우수한 중화 능력 지표도 확인했다.

카이스트 오병하 교수는 "아미노산 서열이 거의 바뀌지 않는 표면에 결합하기 때문에 향후 신·변종 코로나바이러스에 즉각 대응할 수 있는 치료 물질이 될 수 있다는 데 큰 의의가 있다"며 "이번 연구를 통해 개발한 계산적 항체 디자인 방법은 실험적으로는 얻기 어려운 항체를 개발하는데 널리 이용될 것"이라고 밝혔다.

변이는 물론 미래에 출현할지 모르는 새로운 중증호흡기증후군 유발 코로나바이러스에 대응할 수 있는 범용 코로나 치료항체 후보로 활용될 전망이다. 또한 이번에 개발된 계산적 항체 디자인 기술은 항원의 특정 부위에 결합하는 항체를 발굴하는 새로운 방법으로 응용성이 넓고 기술적 가치가 높다고 설명했다.

카이스트 생명과학과 정보성 박사과정이 제1저자로 참여한 이번 연구 결과를 담은 논문(논문명: Computational design of a neutralizing antibody with picomolar binding affinity for all concerning SARS-CoV-2 variants)은 항체 전문 학술지 ‘mAbs’에 게재됐다. 연세대학교 조현수 교수 연구팀과 한국화학연구소 김균도 박사 연구팀도 이번 연구에 참여했다.

논문 발표 후 오미크론이 새롭게 출현했으며, 연구진은 개발한 중화항체가 이 변종에도 효과가 있음을 실험적으로 입증했다.

한편 이번 연구는 KAIST 코로나대응 과학기술뉴딜사업단과 한국과학재단 기초과학연구실 사업의 지원을 받아 수행됐다.

오탈자 신고 스크랩 인쇄 제보 공유

서민지 기자 (mjseo@medigatenews.com)

이 기자의 다른 기사 보기

댓글보기(0)