효과적인 니코틴 백신 개발 “이제부터 좌향 좌”

美 스크립스硏, 기존 백신 맹점 지적..항체 형성 4배로

보다 효과적인 니코틴 백신을 개발하기 위해 유념해야 할 방향지시등이 켜졌다.

미국 캘리포니아州 라졸라에 소재한 스크립스(Scripps) 연구소 화학생물학연구실의 킴 D. 잰더 교수와 조나산 W. 로크너 연구원팀이 학술저널 ‘의약화학誌’ 12월호에 게재한 보고서가 바로 그것.

이 보고서의 제목은 ‘에난티오퓨어 합텐을 사용한 결합백신이 니코틴 결합력을 향상시키는 데 나타낸 효과’이다.

이와 관련, 미국 국립암연구소(NCI)에 따르면 흡연은 폐암과 췌장암을 비롯한 8가지 암들의 발생을 유도하는 주요한 원인으로 손꼽히고 있는 형편이다.

그 동안 니코틴 백신은 니코틴을 외부 침입자로 인식해 면역반응을 유도하는 원리로 개발이 이루어져 왔다. 합텐(haptens: 附着素)이라 불리는 니코틴 유사물질을 크기가 더 큰 운반 단백질과 결합시키는 기전의 백신을 개발하는 데 초점이 맞춰져 왔던 것.

이 과정에서 생성된 항체가 니코틴 분자에 결합하므로 담배를 피우면 항니코틴 항체들이 니코틴 분자들의 중추신경계 진입 및 뇌 도달을 차단하게 되는 것이 지금까지 개발이 시도되었던 니코틴 백신들의 핵심 메커니즘이었다.

하지만 이 같은 기전의 백신은 뇌의 보상체계가 더 이상 니코틴에 반응하지 않도록 함으로써 흡연욕구를 떨어뜨리는 효과가 있음에도 불구, 금단증상들을 수반할 수 있는 관계로 묘책(silver bullet)이라 하기에는 2% 부족했던 것이 현실이다.

특히 이미 개발된 니코틴 백신들의 경우 두가지 형태의 니코틴 가운데 특정한 한가지 유형에 선택적으로 작용하지 못하는 까닭에 전체 사용자들의 30% 정도에서만 효과를 나타낼 수 있다는 한계가 지적되어 왔다.

스크립스 연구소가 12일 공개한 내용에 따르면 킴 D. 잰더 교수와 조나산 W. 로크너 연구원은 바로 이 부분에 주목했다.

니코틴이 마치 거울에 비친 이미지처럼 우형(right-handed version)과 좌형(left-handed version)이 존재하는 데, 이 중 담배에 포함된 니코틴의 99%가 좌형임에도 불구하고 현재까지 개발된 니코틴 백신은 좌‧우형을 구분하지 않고 항체 형성을 유도했다는 것이다.

이에 대해 잰더 교수는 “매우 간단한 부분을 간과했을 뿐 아니라 면역반응을 소모시켰던 셈”이라고 꼬집었다.

잰더 교수와 로크너 연구원은 이에 따라 좌형 니코틴 합텐에만 작용해 훨씬 강력한 항체반응을 이끌어 내는 백신을 개발하기 위한 연구로 방향타를 돌렸다.

이를 위해 연구팀은 좌형 및 우형이 50 대 50으로 복합된 니코틴과 순수 우형 니코틴 또는 순수 좌형 니코틴을 합텐으로 준비했다. 덕분에 연구과정에서 두가지 버전을 함께 사용하거나 개별적으로 사용할 수 있었다.

연구팀은 이것을 실험용 쥐 모델에 42일 동안 각각 3회에 걸쳐 투여해 면역계에서 니코틴에 효과적으로 반응하는 항체들의 형성이 촉진될 수 있도록 유도했다. 그 후 연구팀은 3개 그룹의 혈액을 채취해 분석하는 작업을 진행했다.

그 결과 연구팀은 좌형 합텐을 투여한 그룹에서 훨씬 효과적인 면역반응이 유도되었음을 관찰할 수 있었다. 좌형 합텐을 투여한 그룹에서 형성된 항체들의 수치가 우형 합텐을 투여한 그룹에 비해 4배나 높게 나타났을 정도.

반면 50 대 50 복합버전의 경우에는 항체 형성을 촉진한 효과가 좌형 버전의 60% 수준에 그쳤음이 눈에 띄었다.

로크너 연구원은 “이번 연구결과가 미래의 니코틴 백신 개발이 좌형 니코틴에 타깃이 맞춰져야 할 것임을 입증한 것”이라고 강조했다. 잰더 교수 또한 “코카인이나 헤로인 등의 의존성 약물들에 대항하는 백신을 개발할 때도 잘 쓰이는 방향의 분자물질을 이용하는 방안이 검토되어야 할 것”이라며 거들었다.