사스에서 오미크론까지 효과…美 연구팀 ‘범 코로나 항체’ 개발

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 변이는 물론 다른 코로나바이러스에도 중화효과가 있는 단일클론항체를 개발해 동물실험에서 효과를 확인했다는 연구 결과가 미국에서 나왔다. 현재 미국 바이오기업 아리디스가 이를 이전받아 흡입 형태의 코로나19 치료제로 개발 중이다.

25일 미국 알라바마대학교버밍엄(UAB) 홈페이지에 따르면 대학 연구팀은 베타, 감마, 델타, 엡실론, 오미크론을 포함해 모든 코로나19 변이를 포함해 사스(중증급성호흡기증후군), 메르스(중동호흡기증후군) 및 몇몇 감기 코로나바이러스 등 범 코로나바이러스에 효과가 있는 항체요법을 개발했다.

연구팀은 해당 연구 결과를 지난 21일 국제학술지 ‘플로스패소전스(PLOS Pathogens)’에 게재했다.

연구팀은 베타코로나바이러스에 보편적으로 활성을 갖기 위해서 숙주세포를 감염시키는 스파이크 단백질의 S2 줄기 영역을 표적으로 한 항체를 만들었다고 설명했다. 베타코로나바이러스는 코로나바이러스에 속하는 4가지 속(屬) 중 하나다. 코로나19와 사스, 메르스가 포함된 사베코바이러스가 베타코로나바이러스의 아속이다.

◇변이발생 거의 없는 S2 표적 ‘1249A8’, 면역반응 높은 S1 표적 ‘1213H7’ 조합

연구팀은 “새로운 변이가 나타나면 백신접종이나 이전 감염으로 생성된 코로나19 항체도 회피할 위험이 있다. 또 유전적으로 다른 코로나바이러스가 새로 유행할 가능성도 있다”고 말했다.

연구팀은 코로나19 회복기 환자로부터 혈액을 채취해 식별한 스파이크 단백질 S2 부위와 유사한 맞춤형 S2 단백질을 만들어 인체단일클론항체(hmAb) ‘1249A8’을 만들었다.

대부분 코로나19 항체는 스파이크 단백질에 있는 수용체결합도메인(RBD)을 표적으로 한다. 특히 스파이크 단백질에 있는 S1 부위는 숙주세포 수용체와 결합하는 역할을 해 면역반응을 유도하기에 매우 좋다. 하지만 변이가 자주 일어나 바이러스가 항체와의 면역반응을 피하도록 하는 원인도 된다.

S2 부위는 숙주세포에 결합하고 숙주 세포 안으로 들어가는 역할을 한다. 연구팀에 따르면 S2 영역은 바이러스 생존에 중요한 역할을 담당하고 있어 변이를 거치면서도 잘 보존돼 있고 돌연변이가 거의 일어나지 않는다.

연구팀이 여러 hmAb를 대상으로 실험을 진행한 결과, 항체 17개가 S2 단백질과 결합했다. 그중 4종이 베타와 오미크론 등 코로나19 바이러스에 중화 효과가 나타났다.

4개 항체 가운데 1249A8이 가장 우수한 중화능력을 보였다. 1249A8은 중국 우한에서 발견된 원 코로나19 바이러스뿐 아니라 베타, 감마, 델타, 엡실론, 오미크론 변이에도 중화효과를 보였다. 또 사스와 메르스, 그리고 두 종의 감기 코로나바이러스에도 중화효과가 있었다.

연구팀은 이후 동물실험에서 이 항체가 코로나19에 보호효과를 제공하는 것도 확인했다. 바이러스에 감염된 지 4일이 지난 생쥐를 대상으로 복강내 주사 또는 비강(콧속)을 통해 투약했을 때 체중을 유지시켰을 뿐 아니라 폐에서도 바이러스가 효과적으로 제거됐다.

또 연구팀은 1249A8와 다른 항체인 ‘1213H7’을 조합했을 때 효과가 더 올라간 것을 확인했다. 1213H7는 스파이크 단백질의 RBD를 표적으로 한다.

◇아리디스에 기술이전…흡입형 범 코로나치료제 AR-701 개발 중

연구팀은 1249A8와 1213H7을 미국 캘리포니아주에 있는 바이오기업 아리디스 파마수티컬스에 기술이전했다. 아리디스는 해당 항체를 이용해 두 항체를 조합한 코로나19 칵테일 항체치료제 후보 ‘AR-701’을 개발 중이다.

연구팀과 아리디스는 이전에도 동물실험에서 호흡기를 통해 1213H7을 투약하는 흡입형 치료제가 적은 용량으로도 충분한 효과를 낼 수 있다는 사실을 확인했다. 연구팀은 AR-701이 코로나19 델타 변이와 사스 바이러스에서 치료 효과를 나타낸 것도 확인했다.

아리디스는 AR-701 또한 주사 없이 바로 비강으로 투약하도록 흡입형 제제로 개발 중이다. 또 이 항체가 체내에서 장기간 약효를 유지할 수 있어 사람에게 AR-701을 한 번 투약해도 약효가 1년간 지속할 것으로 기대하고 있다. 아리디스는 현재 AR-701에 대한 전임상을 마치고 임상시험승인계획(IND) 제출을 준비하는 단계다.

연구팀은 “여러 코로나바이러스의 S1과 S2 단백질에 대한 중화능력이 확인돼 잠재적인 치료능력이 있음을 확인했다. 향후 사람에서도 범 코로나바이러스 백신·치료제 개발로 이어질 수 있음을 나타낸다”고 말했다.

(서울=뉴스1)