질병관리청 국립보건연구원이 인공지능(AI)을 활용해 차세대 코로나19 백신 설계 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 코로나19 바이러스 변이마다 백신을 만들어야 했던 기존 한계를 보완했다.
국립보건연구원은 고려대 백신혁신센터와 공동연구로 여러 변이에 서 공통으로 유지되는 유전자 서열을 분석하고, 항원 구조를 안정적으로 설계했다. 현재 코로나19 백신에 사용되는 항원(스파이크 단백질)은 구조 안정화를 위해 세포막과 결합하는 부분에 두 개의 변이를 도입했다.
두 변이는 항원 구조를 안정화시켜 면역원성을 높이는 효과가 있지만, 바이러스 방어에 중요한 중화항체 표적 부분은 계속 변이를 일으켜 백신 효과가 약해질 수 있는 문제가 있다. 새로운 변이가 유행할 때마다 백신 항원을 다시 설계해야 했다.
연구진은 새롭개 개발한 2가 메신저리보핵산(mRNA) 백신을 동물모델에 적용한 결과, 여러 코로나19 변이에 대해 중화항체와 T 세포 면역 반응이 모두 증가했다. 최근 유행한 변이에도 우수한 감염 억제 효과를 보였다.
국립보건연구원은 자연계에 존재하는 바이러스 변이주 발생에 따라 수동적으로 백신을 개발한 것이 아닌, AI를 활용해 백신 항원 자체를 구조적으로 더 안정적이고 효율적으로 설계한 점을 이번 연구 성과로 들었다. 백신 항원 효능을 향상하고 앞으로 발생할 변이에 대응할 백신 개발 가능성을 입증했다.
김유진 국립보건연구원 감염병백신연구과장 “이번 연구는 구조 예측을 바탕으로 항원을 안정화해 다양한 변이에 대응할 수 있는 설계 방향을 제시했다”면서 “앞으로 다양한 감염병에 적용 가능한 mRNA 백신과 단백질 백신용 차세대 항원 설계 기술로 발전시키겠다”고 말했다.
남재환 국립보건연구원장은 “이번 성과는 국립보건연구원이 추진한 백신 연구의 축적된 성과를 보여준다”면서 “국가 차원의 감염병 대비 역량을 강화하는 데 중요한 기반이 될 것”이라고 말했다.
송윤섭 기자 sys@etnews.com
