백신보조제, ‘물리화학적 성질’로 효능 높인다

유제, 리포좀, 소수성 등 면역 세포증식 혹은 항원 내재화 촉진

최근 제약 트렌드에 따라 질병의 치료가 아닌 예방이 대두되면서 백신 개발에 관심이 높아지는 가운데,  백신보조제의 ‘물리 화학적 성질’에 따라 백신을 더욱더 활성화시킬 수 있다는 연구들이 나오고 있어 주목된다.

제약치료연구 저널 5월호에서는 ‘미립자 백신 보조제의 물리화학적 특성: 면역 반응을 조절의 중추적인 역할’이라는 제목의 종설 논문을 통해 백신 보조제의 물리화학적 특성에 따른 백신 활성화 입증 연구들을 소개했다.

백신보조제는 항원의 면역 반응을 향상시켜 백신의 효능을 증가시킨다. 보조제의 크기는 세포 흡수, 사이토카인 프로필, Th1 또는 Th2 반응의 자극 및 항체의 유도에 영향을 줘 면역 반응의 변화를 유도한다. 

논문에 따르면 백신보조제의 특성을 구분할 때 가장 큰 기준이 되는 것으로 ‘입자의 크기’를 들 수 있다.

유제(emulsions)의 경우 80nm가 대형 유제에 비해 더 높은 면역 반응을 보였고  20, 90 및 160nm의 유제 중 160nm 크기의 유제는 면역계를 더욱 강력하게 증폭시켰다(shah et al, 2015). 대표적으로  Novartis사의 MF59와 GSK사의 AS03 백신을 들 수 있다.

리포좀은 연구 결과 크기가 2um보다 큰 리포좀은 가장 높은 세포 증식과 가장 낮은 인터루킨 반응을 증가시키는 반면, 크기가 500nm 인 소포는 주사 부위에서 비장 세포 및 인터루킨-1β로부터의 인터페론 생산을 증가시켰다(Henriksen-lacey et al. 2011).

특히 리포좀은 항원을 캡슐화하는 동시에 백신 전달과 면역보조제로 활동할 수 있는 지질층을 구성하는 합성 구체로서, 지질층의 수‧전하 구성 및 제조방법에 따라 그 활성이 달라진다.

리포좀을 이용한 면역보조제에는 GSK 회사의 ‘AS01B’가 있으며 ‘이팍살 주’는 대표적 A형간염 백신으로 직경이 약 150nm 인 특수 리포좀을 사용했다.

또한 면역보조제는 입자 형상, 소수성, 형태, 구성 등에도 영향을 받는다.

예를 들어 입자 형상의 경우, 양이온성 마이크로 스피어 기반 백신 제형은 알루미늄 흡착 백신 및 유리 항원보다 효율적인 체액 면역 반응 및 사이토카인 방출을 초래한다. 이는 면역 보조제의 표면 전하 또는 항원 결합의 정도 및 백신 제제의 물리적 안정성에 영향을 미친다.

현재 백신 보조제와 세포의 상호 작용을 이루는 개발이 한창인 가운데 새로운 연구와 논문들이 지속적으로 진행되고 있어 향후 백신 개발에 대한 관심이 높아지고 있다.