thinkpool

면역력 오래가는 백신, B세포에 이 효소 없으면 못 만든다
B세포 '면역 기억' 훈련과 강한 항체 형성에 필수적
항바이러스 면역 TBK 1 효소, 새로운 역할 최초 확인
일본 도쿄대 연구진, '실험 의학 저널'에 논문



 백신 접종의 목적은 기능이 뛰어난 '기억 B세포(memory B cells)'의 생성을 유도해 힘 좋고 오래가는 항체를 만드는 것이다.
코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 백신을 맞아도 '돌파 감염'이 생기는 건 변이 코로나의 출현으로 B세포의 면역 기억이 제대로 작동하지 않기 때문이다.
면역계가 면역 기억을 유지하는 데 핵심 역할을 하는 유전자 활성 조절 효소를 일본 도쿄대 과학자들이 발견했다.
TBK 1으로 불리는 이 효소는 원래 항바이러스 면역에 관여하는 것으로만 알려졌다.
그런데 B세포가 배중심(胚中心)에서 면역 기억을 훈련받을 때 이 효소가 깊숙이 관여한다는 사실이 새롭게 밝혀졌다.
B세포 내에 이 효소가 발현해야 배중심이 형성되고 중화 기능이 강한 항체도 생성되는 것으로 나타났다.
도쿄대 의학 연구소의 제바이르 조반 교수팀이 수행한 이 연구 결과는 15일(현지 시간) '실험 의학 저널(Journal of Experimental Medicine)'에 논문으로 실렸다.



인간의 면역계는 많은 유형의 세포로 구성돼 있다.
조반 교수팀은 면역 기억 형성에 관여하는 'CD+ 여포성 헬퍼 T세포'와 B세포에 초점을 맞췄다. CD4는 헬퍼 T세포 등의 표면에 존재하는 항원을 말한다.
우리 몸이 병원체의 감염을 인지하면 먼저 헬퍼 T세포에서 화학신호 물질이 분비돼, 미성숙 상태의 B세포가 표적 병원체를 학습하고 기억하게 유도한다.
헬퍼 T세포의 신호를 받은 B세포가 '표적 식별' 훈련을 받는 곳이 바로 '배중심'이다.
배중심은 감염 경보가 울렸을 때 지라, 림프절, 편도선 등에 생기는 일종의 임시 훈련센터다.
배중심 훈련을 거친 기억 B세포는 침입한 병원체를 기억했다가 같은 병원체가 다시 들어오면 즉각 항체를 만들어 공격한다.
성숙한 B세포는 배중심 훈련을 다시 받을 필요가 없기 때문에 신속한 대응으로 병원체의 체내 증식을 막을 수 있다.
감염이나 백신 접종으로 면역력이 생기면 같은 병원체의 재감염이 차단되는 이유가 여기에 있다.
논문의 제1 저자를 맡은 미셸 S. J. 리 조교수는 "면역력이 오래가는 백신을 디자인하려면 배중심에만 초점을 맞춰선 안 된다"라면서 "하지만 배중심이 제 기능을 못 하면 재감염에 매우 취약해진다"라고 지적했다.
연구팀은 기억 B세포를 회피하는 능력이 있는 말라리아 원충에 주목했다.
터키 출신인 조반 교수는 말라리아 면역 전문가이다.
논문의 교신저자인 그는 "코로나19 팬데믹으로 전 세계의 관심이 감염질환과 백신 디자인에 쏠려 있다"라면서 "별로 주목받지 못했던 말라리아 같은 질환에 다시 연구의 초점을 맞출 기회가 생겼다"라고 말했다.



연구팀은 생쥐 모델의 유전자를 조작해 B세포 또는 CD+ 헬퍼 T세포에서 TBK 1 효소가 제 기능을 못 하게 했다.
그런 다음 유전자 조작 생쥐와 정상 생쥐를 두 그룹으로 나눠 말라리아 기생충에 노출한 뒤 지라와 림프절 샘플을 검사했다.
전자현미경으로 관찰한 결과, B세포에서 TBK 1 효소가 정상 기능을 하는 생쥐에게만 배중심이 형성됐다.
반대로 B세포의 TBK 1이 차단된 생쥐는 정상 생쥐보다 말라리아로 더 많이 죽거나 더 빨리 죽는 경향을 보였다.
소수의 생쥐는 B세포의 TBK 1이 기능하지 않는 상태에서 다른 유형의 면역 반응을 이용해 살아남긴 했지만 결국 말라리아에 다시 걸렸다.
그러나 CD+ 헬퍼 T세포에서 TBK 1을 제거한 생쥐는 배중심을 형성하거나 말라리아 감염을 견뎌내는 데 별다른 영향을 받지 않았다.
TBK 1이 결여되면 B세포의 많은 단백질에 비정상적인 인산화(phosphorylation) 꼬리표가 붙는 것으로 확인됐다.
이런 경우 유전자의 활성도가 비정상적으로 높아지거나 낮아질 수 있다고 한다.
B세포에선 TBK 1 효소의 활성화가 특정 유전자를 끄는 스위치 역할을 할 거로 과학자들은 추정한다.
B세포를 미성숙 상태로 묶는 유전자의 발현을 근원적으로 차단한다는 것이다.
조반 교수는 "확실한 사실은, B세포의 TBK 1 활성도를 떨어뜨려서는 면역력이 오래가는 백신을 만들 수 없다는 것"이라고 강조했다.