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차세대 코로나바이러스 백신

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새로운 기술은 더 강력하거나 광범위한 면역을 제공할 수 있지만 시장 점유율을 위해 싸워야 합니다.

NEWS FEATURE

01 February 2023

The next generation of coronavirus vaccines: a graphical guide

New technologies might provide more potent or broader immunity — but will have to fight for market share.

https://www.nature.com/articles/d41586-023-00220-z

의 간단 번역입니다.

Ewen Callaway

2022년에 승인된 한국 회사 SK 바이오사이언스의 나노입자 백신. 닉 스펜서/네이처. A. C. 월스 외. 셀 183, 1367–1382 (2020).

 

코로나바이러스 SARS-CoV-2에 대한 백신은 COVID-19로부터 보호하기 위해 수십억 명의 사람들에게 제공되었으며 20백만명 이상의 생명을 구했습니다. 그러나 바이러스 변이는 원래 백신이 제공하는 면역 일부를 피할 수 있습니다. 그 결과, 전 세계의 백신 개발자들은 첫 번째 버전의 업데이트뿐만 아니라 새로운 기술과 플랫폼을 사용하는 수십 개의 ‘차세대’ COVID-19 백신을 개발하고 있습니다.

 

이러한 백신은 다양한 그룹이지만 가장 중요한 목표는 바이러스 변화에 탄력적인 오래 지속하는 보호를 제공하는 것입니다. 일부는 아직 출현하지 않은 코로나바이러스를 포함하여 더 광범위한 종류의 코로나바이러스로부터 보호할 수 있습니다. 다른 사람들은 더 강력한 면역을 제공하거나, 더 낮은 용량으로 그렇게 할 수 있거나, 바이러스의 감염이나 전염을 예방하는 데 더 나을 수 있습니다.

 

이 차세대 백신에 대해 기대할 수 있는 사항은 다음과 같습니다.

더 많은 백신이 필요한 이유는 무엇입니까?

한마디로: 진화. 최초로 승인된 COVID-19 백신은 바이러스가 처음 확인된 이후 크게 변하지 않은 SARS-CoV-2 버전에 대한 보호 테스트를 거쳤습니다. 이 백신은 다양한 유형으로 제공되지만, 일부는 메신저 RNA로 구성되어 있고 다른 일부는 코로나바이러스 자체 또는 일부 단백질의 비활성화 버전이지만 모두 신체를 항원 (바이러스의 일부)에 노출해 질병을 일으키지 않고 면역 반응을 유발합니다.

 

대체로 이 면역 반응은 SARS-CoV-2가 세포를 감염시키는 것을 차단할 수 있는 항체를 생성하는 B 세포와 감염된 세포를 파괴할 수 있는(그리고 다른 면역 반응을 지원하는) T 세포에서 비롯됩니다.

 

예방 접종은 또한 초기 항체 수치가 감소한 후에도 장기간 면역을 위한 ‘기억 세포’ 풀을 생성합니다. 후속 감염 시 기억 B 세포는 증식하기 시작하여 더 많은 항체를 생성하는 세포로 분화합니다(‘코로나바이러스 백신이 SARS-CoV-2로부터 보호하는 방법’ 참조).

How coronavirus vaccines protect against Sars-CoV-2: a graphic that shows the process of how vaccines confer immunity.

닉 스펜서/네이처.

 

이러한 백신은 심각한 질병에 대한 오래 지속하는 보호를 제공하지만, 바이러스 감염에 대한 보호는 몇 달 안에 줄어들고 있습니다. 그리고 오미크론과 같은 SARS-CoV-2의 변종은 이후 이러한 면역 일부를 벗어날 수 있는 돌연변이로 진화했습니다. 예를 들어, 초기 백신에 의해 생성된 기억 반응은 오미크론에 쉽게 달라붙지 않는 항체를 생성합니다. 이는 감염에 대한 보호 감소에 이바지합니다(‘코로나바이러스 변종은 면역을 피함’ 참조).

Coronavirus variants avoid immunity: a graphic that shows how mutations make antibodies less adept and binding to variants.

닉 스펜서/네이처.

 

오미크론 변종에 대한 면역력을 높이기 위해 2세대 백신이 이미 도입되었습니다. 바이러스 진화를 따라잡기 위해 백신에 대한 변종별 업데이트가 추가로 뒤따를 가능성이 크지만, 면역력이 약해지고 SARS-CoV-2가 더 진화함에 따라 백신이 제공하는 보호 기능이 특히 오래 지속할지는 확실하지 않습니다.

 

결과적으로 연구팀은 새로운 백신을 개발하기 위해 몇 가지 접근 방식을 취하고 있습니다.

 

업데이트된 백신

SARS-CoV-2 변이에 대처하기 위해 백신 개발업체인 화이자-바이오엔텍과 모더나는 작년에 업데이트된 mRNA 백신을 도입했습니다. 이들은 원래 바이러스와 Omicron의 스파이크 단백질 분자를 암호화하기 때문에 2가라고 합니다. (스파이크 단백질은 SARS-CoV-2가 세포에 결합하는 데 사용하는 것입니다.)

 

2가 백신은 여러 가지 방식으로 작동합니다. 다른 COVID-19 부스터 샷과 마찬가지로 이전 백신에 의해 이미 확립된 기억 B 세포를 자극합니다. 이 세포 반응 중 일부는 오미크론을 인식할 수 있는 항체로 이어집니다. 그들의 효능은 시간이 지남에 따라 강화될 수 있습니다: 오미크론의 스파이크가 제시되면 기억 B 세포는 돌연변이와 선택의 진화적 ‘훈련’과정을 거쳐 오미크론의 스파이크에 더 단단히 결합하는 항체를 암호화하는 B 세포 풀을 생성합니다. 마지막으로, 2가 백신의 오미크론 성분은 자체 항체를 생성하는 새로운 B 세포도 모집합니다(‘업데이트된 백신’ 참조).

Updated vaccines: a graphic that shows how bivalent vaccines can help to give immunity to variants such as Omicron.

닉 스펜서/네이처.

 

이러한 효과는 2가 부스터가 원래 백신의 부스터 용량보다 오미크론에 대해 더 나은 보호를 제공한다는 것을 의미할 수 있습니다. 그러나 그 이점이 실제로 얼마나 중요한지는 여전히 불분명합니다.

 

화이자-바이오엔텍을 포함한 일부 개발자들은 COVID-19 및 기타 질병(가장 일반적으로 인플루엔자)으로부터 사람들을 보호하기 위해 복합 백신을 개발하고 있습니다. 거의 모든 것이 개발 초기 단계에 있습니다.

 

광범위한 보호 백신

COVID-19 백신에 대한 업데이트는 항상 진화하는 바이러스보다 한두 단계 뒤처져 있습니다. 과학자들은 미래의 SARS-CoV-2 변종과 관련 코로나바이러스를 표적으로 삼을 수 있는 ‘광범위하게 보호하는’ 백신을 개발하기를 희망합니다.

 

이러한 백신중 일부의 목표는 SARS-CoV-2 변이 및 일부 관련 코로나바이러스 종에서 보존되는 스파이크 단백질의 특정 영역에 대한 면역 반응을 생성하는 것이며, 이는 새로운 변종에서 돌연변이를 일으키지 않는 경향이 있음을 의미합니다. 관심 영역 중 하나는 수용체 결합 도메인(RBD)으로, 인간 세포의 ACE2 수용체 단백질에 결합하고 신체에서 가장 강력한 감염 차단 항체 중 일부에 의해 표적화됩니다.

 

시애틀의 워싱턴 대학교와 패서디나의 캘리포니아 공과대학(Caltech)에서 최소 두 팀이 ‘모자이크’ 백신을 만들고 있습니다: 흩어져 있는 나노 입자로 이루어진 SARS-CoV-2와 SARS-CoV 및 박쥐에서 분리된 다른 것과 같은 계열의 코로나바이러스(사르베코바이러스라고 함)의 RBD들.

 

B 세포가 이러한 모자이크 나노 입자에서 하나 이상의 RBD를 인식하면 (여러 바이러스 종의 보존 된 영역에 달라 붙음) 강하게 결합합니다. 이것은 차례로 B 세포가 증식하고 더 많은 항체를 생성하도록 촉발합니다. (미래의 감염과 싸우기 위한 기억 B 세포뿐만 아니라). 단 하나의 바이러스 종으로부터 RBD를 인식하는 B 세포는 약하게 결합하고, 이러한 반응을 생성하지 않는다. 연구원들은 모자이크 나노 입자를 사용하면 코로나바이러스 종에서 여러 RBD를 인식할 수 있는 항체 풀이 풍부해질 것으로 기대합니다 ( ‘광범위한 보호’참조).

Broader immunity?: a graphic that shows how mosaic nanoparticle vaccines can provide immunity across a broad range of viruses.

닉 스펜서/네이처. 칼텍에서 적응 (https://go.nature.com/3R6GWJ3)

 

동물 연구에 따르면 이러한 백신은 다양한 사르베코바이러스에 대한 보호 반응을 유발합니다. 첫 번째 임상 시험은 향후 2년 내에 시작될 예정입니다.

 

스파이크를 넘어서

많은 1세대 COVID-19 백신은 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질에 대해서만 면역 반응을 유발합니다.

 

그러나 일부 차세대 백신은 감염 때문에 부여되는 보호를 안전하게 모방하는 보다 다양한 면역 반응을 생성하기 위해 다른 바이러스 단백질도 전달합니다. 이 접근법은 또한 새로운 스파이크 변이의 영향을 완화할 수 있습니다. ( ‘다른 바이러스 단백질 표적화’참조).

Targeting other viral proteins: a graphic that shows some of the other proteins in Sars-CoV-2 that can be used in vaccines.

닉 스펜서/네이처. 스탠포드 대학교에서 적응 (https://go.nature.com/3WV2FB6)

 

스파이크 단백질은 항체 생성 B 세포의 주요 표적입니다. 그러나 감염된 세포를 파괴하는 T 세포는 다른 많은 SARS-CoV-2 단백질을 인식할 수 있습니다. 이러한 이유로 다른 단백질을 전달하는 백신은 면역 체계가 강력한 항체 반응을 일으키지 않는 사람들을 보호하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 백신은 또한 스파이크가 아닌 단백질이 변종 간에 덜 변하는 경향이 있으므로 바이러스 진화에 더 탄력적 일 수 있습니다.

 

미국 생명공학 회사인 Gritstone은 mRNA 백신 기술을 사용하여 여러 SARS-CoV-2 단백질에 대한 지침을 제공하는 그러한 백신중 하나를 개발하고 있습니다. 한편 텍사스의 생명 공학 회사인 Vaxxinity는 신체를 여러 항원에 노출하는 단백질 기반 백신을 개발하고 있습니다. 이 회사는 임상 3상 시험에서 백신이 안전하고 부스터로 사용될 때 강력한 항체 반응을 유도한 후 올해 영국과 호주 승인을 신청할 계획이라고 밝혔다.

 

새로운 플랫폼 디자인

차세대 백신을 분류하는 또 다른 방법은 신체에 전달하는 방법입니다. 기존 백신은 적어도 네 가지 접근법 중 하나를 사용합니다: 핵산 백신 (대부분 mRNA)은 세포에 SARS-CoV-2 스파이크 단백질을 만들도록 지시합니다. 비활성화된 백신은 코로나 바이러스 자체의 버전을 사용합니다. 단백질 백신은 스파이크 단백질 또는 그의 RBD로 구성됩니다. 바이러스 벡터 백신은 변형된 바이러스를 사용하여 스파이크 단백질에 대한 지침을 세포로 셔틀 합니다. 차세대 백신에는 이러한 설계에 대한 조정 또는 성능 향상을 위한 전달 메커니즘의 변경이 포함될 수 있습니다.

 

자가 증폭 RNA

mRNA 백신은 특히 대부분 용량이 판매된 부유한 국가에서 전염병의 흐름을 바꾸는 데 도움이 되었습니다. 이 기술을 비틀면 부작용을 최소화하면서 백신을 더 저렴하고 강력하게 만들 수 있습니다.

 

화이자-바이오엔텍과 모더나(미국 국립 알레르기 및 전염병 연구소)가 개발한 백신은 지방 나노입자에 포장된 수정된 버전의 스파이크에 대한 mRNA 지침으로 구성됩니다. 이 기술의 업데이트된 버전에서 자가 증폭 RNA(saRNA) 백신에는 세포가 더 많은 스파이크 사본을 휘젓도록 지시하는 효소에 대한 지침도 포함되어 있습니다(‘자가 증폭 RNA’ 참조).

Self amplifying RNA: a graphic that shows how genes can be added to RNA vaccines to make them more effective.

닉 스펜서/네이처.

 

이는 더 작고 잠재적으로 더 저렴한 용량의 saRNA 백신이 기존 mRNA 백신과 비교하여 같거나 더 강한 면역 반응을 달성할 수 있음을 의미합니다. 더 작은 초기 복용량은 또한 부작용을 줄일 수 있습니다.

 

미국 회사 아크튜러스 테라퓨틱스가 개발한 saRNA 백신이 2022년 4월 임상 3상 시험을 완료했습니다. 이 회사는 현재 일본에서 또 다른 임상 3상 시험을 시작하여 승인 신청으로 이어질 수 있다고 말합니다. Gritstone은 saRNA 기술을 사용하여 임상 1상 시험을 완료한 후보 T 세포 백신에 추가 SARS-CoV-2 단백질을 전달하고 있습니다.

 

나노 입자의 단백질

미국 생명공학 회사인 노바백스(Novavax)가 만든 백신을 포함하여 여러 단백질 기반 COVID-19 백신이 전 세계적으로 승인되었습니다. 저렴한 비용과 생산 용이성은 매력적입니다. 그들은 일반적으로 전체 SARS-CoV-2 스파이크 단백질 또는 RBD의 안정화된 형태로 만들어집니다.

 

이 백신의 새로운 부류는 스파이크 또는 RBD가 박힌 축구공 모양의 구조로 자체 조립되는 단백질로 만들어집니다. 실제 바이러스를 모방한 바이러스 분자의 반복적인 배열은 특히 강력한 면역 반응을 일으킵니다.

 

Caltech와 워싱턴 대학이 개발한 ‘모자이크’백신 (여러 종류의 코로나 바이러스의 RBD가 박혀 있음)은 이러한 노력의 한 예입니다.

 

또 다른 나노 입자 백신이 이미 승인되었습니다: 2022년 2월, 한국 규제 당국은 워싱턴 대학교에서 개발한 SARS-CoV-2 원본 버전의 RBD를 포함하는 백신을 승인했습니다. 임상 3상 시험에 따르면 이 백신은 스파이크 항원을 암호화하는 침팬지 아데노바이러스를 사용하는 아스트라제네카와 영국 옥스퍼드 대학에서 개발한 바이러스 벡터 백신에서 생성된 것보다 몇 배 더 높은 수준으로 항체 반응을 높였습니다.

 

그러나 백신을 개발하는 한국 회사인 SK 바이오 사이언스는 2022년 말 한국에서 백신에 대한 수요가 적어 생산을 일시 중지했다고 밝혔다.

 

메릴랜드 주 실버 스프링에있는 미국 월터 리드 육군 연구소 (Walter Reed Army Institute of Research)의 연구원들이 이끄는 팀은 페리틴이라는 철 운반 단백질을 사용하여 또 다른 단백질 나노 입자 백신을 개발하고 있습니다. 이것은 구형 입자로 자체 조립된 다음 전체 SARS-CoV-2 스파이크 단백질이 박혀 있습니다. 현재 초기 단계 시험에서 테스트 중입니다 ( ‘나노 입자 플랫폼’참조).

Nanoparticle platforms: a graphic that shows a spike ferritin nanoparticle vaccine.

닉 스펜서/네이처. 스탠포드 대학교 (https://go.nature.com/3WV2FB6) 및 WRAIR (https://go.nature.com/3JTX3XU)에서 채택

 

비강 백신

일부 COVID-19 백신은 코나 입을 통해 미스트로 흡입하거나 비강으로 흡입합니다. SARS-CoV-2가 코와 입을 감싸고 있는 얇은 점막에서 체내로 들어가는 지점에서 면역 반응을 유발함으로써 이 백신은 이론적으로 바이러스가 퍼지기 전에 막을 수 있습니다.

 

동물 연구 데이터에 따르면 이것이 가능할 수 있으며 중국에서 2개, 인도,이란, 러시아에서 각각 1개 등 최소 5개의 비강 백신이 이미 사용 승인을 받았습니다. 그러나 이러한 백신이 바이러스의 감염이나 전파를 줄이는 데 주사보다 나은지에 대한 데이터는 아직 없습니다(‘비강 백신’ 참조).

Nasal vaccines: a graphic that shows how nasal vaccines could start giving immunity at mucosal membranes in the nose and mouth.

닉 스펜서/네이처.

 

차세대 코로나19 백신의 선도적인 자금 제공자인 오슬로에 기반을 둔 재단인 전염병대비혁신연합(CEPI)의 백신 연구 개발 전무이사인 멜라니 사빌(Melanie Saville)은 이러한 백신과 기타 차세대 코로나19 백신 개발에 대한 주요 과제는 기존 백신보다 진정한 개선을 제공한다는 것을 증명하는 것이라고 말합니다.

 

치열한 경쟁

모든 차세대 백신은 시장 점유율을 위해 싸워야 할 것입니다. 50개 이상의 백신이 이미 승인되었으며 초기 및 후기 임상 시험에 수백 가지가 있습니다. 수백 개가 더 버려졌습니다. ( ‘활기찬 시장’참조).

A lively market: a graph that shows the numbers and types of vaccines at different stages of development

닉 스펜서/네이처. 출처: 에어피니티

 

승인된 백신 중 소수만이 투여된 용량을 지배합니다(‘주요 플레이어’ 참조).

Leading players: a graph that shows the number of coronavirus vaccines produced so far by the main producers.

닉 스펜서/네이처. 출처: 에어피니티

 

활발한 연구에도 불구하고 Moderna 및 Pfizer-BioNTech와 같은 현재의 mRNA 잽이 지배적일 가능성이 있다고 런던의 생명 과학 정보 회사인 Airfinity의 분석 책임자인 Matt Linley는 말합니다. Omicron 성분을 포함하는 2가 백신의 빠른 개발은 이러한 백신이 신속하게 적응할 수 있음을 보여주었습니다. 또 다른 업데이트가 필요한 경우 “mRNA 예방 접종은 신속하게 대응할 수 있다는 점에서 시장 리더가 될 것”이라고 Linley는 말합니다.

 

COVID-19는 더 이상 예전처럼 모든 것을 포괄하는 비상사태로 간주하지 않으므로 개발자와 규제 기관은 19세대 백신의 맹렬한 속도에 비해 더 느리게 움직일 것이라고 Saville은 덧붙였습니다. “COVID-19에 대해 장기적으로 내구성이 있는 백신 유형이어야 하므로 서두르지 말아야 합니다.”

 

그러나 새로운 백신 기술에 관한 연구가 COVID-19에 직접적인 성과를 거두지 못하더라도 CEPI가 미래의 위협에 대한 준비를 개선하기 위해 다양한 바이러스군을 위한 ‘백신 라이브러리’에 대한 작업과 같은 다른 질병을 퇴치하기 위한 노력을 여전히 지원할 수 있다고 Saville은 말합니다.

Nature 614, 22-25 (2023)

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-00220-z

건강, 과학, 생물, 의학

농업에서의 항생제 사용은 약물 내성 두려움에도 불구하고 급증할 것입니다.

댓글 한 개

분석에 따르면 농업에서의 항생제 사용은 보고된 것보다 훨씬 높습니다.

NEWS

06 February 2023

Antibiotic use in farming set to soar despite drug-resistance fears

Analysis finds antimicrobial drug use in agriculture is much higher than reported.

https://www.nature.com/articles/d41586-023-00284-x

의 간단 번역입니다.

 

Sara Reardon

 

분석에 따르면 항생제 내성의 주요 원인인 동물 사육에서의 항생제 사용은 사용을 줄이기 위한 지속적인 노력에도 불구하고 2020년에서 2030년 사이에 8% 증가할 것으로 예상합니다.

 

농업에서 항생제의 남용은 항생제로 치료할 수 없는 박테리아 감염의 인간 증가의 주요 동인으로 생각됩니다. 항생제는 가축의 감염을 치료하는 데 필요할 수 있지만, 종종 동물의 성장을 가속하고 붐비고 비위생적인 환경에서 동물의 질병을 예방하는 데 사용됩니다.

 

많은 정부가 항생제 사용을 줄이기 위한 규칙을 만들거나 시행하기 위해 고군분투하고 있습니다. 예를 들어, 미국과 유럽의 많은 부분을 포함한 많은 국가에서 성장을 촉진하는 항생제의 사용을 금지하지만, 제조업체는 질병을 예방하기 위해 약물을 마케팅하고 있다고 말할 수 있습니다.

 

연구자들은 또한 대부분이 농업 항생제 사용 데이터를 공개적으로 공개하지 않기 때문에 특정 국가에서 사용되는 항생제의 양을 계산하는 데 어려움을 겪고 있다고 취리히에 있는 스위스 연방 공과 대학 (ETH Zurich)의 공간 역학자인 Thomas Van Boeckel은 말합니다. 대신, 많은 사람이 세계 동물 보건기구 (WOAH)에 데이터를 공개합니다. 이 단체는 국가의 항생제 데이터를 대륙으로 그룹화하며, 연구자들이 볼 수 있는 전부입니다. 그리고 약 40%의 국가가 항생제 사용을 WOAD에 보고하지 않습니다. “세계에서 항생제 사용에 관한 대부분 데이터는 사용할 수 없습니다.”라고 van Boeckel은 말합니다.

 

국가 추정치

229개국에서 항생제 사용량을 추정하기 위해 Van Boeckel은 ETH Zurich의 역학자인 Ranya Mulchandani 및 다른 동료들과 협력하여 개별 정부, 농장 조사 및 항생제의 수의학 사용을 보고한 과학 기사에서 자료를 수집했습니다. 그들은 전 세계 농장 동물 개체군에 대한 데이터와 해당 데이터를 공개적으로 보고한 42개국의 항생제 판매에 대한 데이터와 이를 상호 참조했습니다. 거기에서 그들은 나머지 187개국의 추세를 추정했습니다.

 

국가별 항생제 소비. 차트에 따르면 중국은 국가별로 10년 상위 2020개 항균 소비를 주도하고 있습니다.

Source: R. Mulchandani et al. PLOS Glob. Public Health 3, e0001305 (2023)

연구팀은 아프리카에서의 항생제 사용이 WOAH가 보고하는 것의 두 배이며 아시아에서의 사용은 보고된 것보다 50% 높다고 계산했다. 저자들은 이 지역의 많은 국가가 WOAH 설문 조사에 응답하지 않는다는 사실에 기인합니다. 저자들은 계산에서 이를 고려하여 2030년까지 세계가 연간 약 107,500톤의 항생제를 가축에 사용할 것으로 추정하며, 이는 2020년의 100,000톤 미만과 비교됩니다. 항생제 사용은 아시아, 특히 중국에서 가장 높으며(‘국가별 항생제 소비’ 참조) 이러한 추세는 2030년까지 계속될 것으로 예상합니다. 연구원들은 또한 항생제 사용이 육류 제품에 대한 수요 증가로 인해 2020년에서 20230년 사이에 25% 증가하여 아프리카에서 가장 빠르게 증가할 것으로 추정합니다.

 

그러나 Mulchandani는 42개 데이터 공유 국가 대부분이 고소득 국가였으며, 이는 그들이 사용하는 항생제의 유형과 목적이 모든 국가를 대표하지 않을 수도 있음을 의미합니다.

 

지난 39월 오만 무스카트에서 열린 항생제 내성에 관한 장관급 회의에서 주요 농업 생산국인 러시아와 인도를 포함한 30개국은 203년까지 농업용 항균제 사용을 30~50% 줄이겠다고 약속했습니다. 아이오와 시티에 본사를 둔 비영리 단체 Keep Antibiotics Working의 프로그램 책임자인 Steven Roach는 그 목표가 달성되지 않더라도 국가들이 항생제 사용에 대한 기준 데이터를 공개하기 시작할 가능성이 더 크다는 것을 의미합니다. “글로벌 의지가 있다면 실질적인 감소 가능성이 있음을 시사합니다.”라고 그는 말합니다. 한편, 그는 최신 연구에서 사용된 방법의 유형이 항생제 사용에 대한 세계적인 그림을 얻을 수 있는 유일한 방법이라고 덧붙였다.

 

Van Boeckel은 앞으로 그의 팀이 더 많은 국가에서 스웨덴이 취한 것과 유사한 엄격한 항생제 배포 접근법을 채택하면 어떻게 될지와 같은 시나리오를 모델링 할 것이라고 말합니다. 그는 사용 데이터를 보다 공개적으로 이용할 수 있게 하면 항생제를 책임감 있게 사용하지 않는 국가와 농업 생산자에 대한 책임을 높일 수 있다고 덧붙였다.

Nature 614, 397 (2023)

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-00284-x

 

References

Mulchandani, R., Wang, Y., Gilbert, M. & Van Boeckel, T. P. PLOS Glob. Public Health 3, e0001305 (2023).

건강, 과학, 생물, 의학

바이러스 내성 세포를 투여받은 후 HIV가 없는 세 번째 환자

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그러나 절차와 관련된 위험은 현재 형태로 널리 사용되지 않을 것임을 의미합니다.

NEWS

21 February 2023

Third patient free of HIV after receiving virus-resistant cells

But the risks associated with the procedure mean it is unlikely to be used widely in its current form.

Sara Reardon

https://www.nature.com/articles/d41586-023-00479-2

의 간단 번역입니다.

 

독일의 53세 남성은 골수 세포를 기증자의 HIV 내성 줄기세포로 대체 한 절차를 거친 후 바이러스가 없다고 선언된 HIV 감염자 중 적어도 세 번째가 되었습니다.

 

수년 동안 항레트로바이러스 요법 (ART)은 바이러스를 거의 감지할 수 없는 수준으로 낮추고 다른 사람에게 전염되는 것을 방지하기 위해 HIV 감염자에게 제공되었습니다. 그러나 면역 체계는 바이러스를 신체의 저장소에 가두어 두며, 개인이 ART 복용을 중단하면 바이러스가 복제되고 퍼지기 시작할 수 있습니다.

 

진정한 치료법은 이 저수지를 제거 할 것이며, 이것은 이름이 공개되지 않은 최신 환자에게 일어난 것 같습니다. ‘뒤셀도르프 환자’라고 불리는 이 남성은 2018년 ART 복용을 중단했으며 그 이후로 HIV가 없는 상태를 유지하고 있습니다.

 

관련된 줄기세포 기술은 종종 베를린 환자라고 불리는 Timothy Ray Brown을 치료하는 데 처음 사용되었습니다. 2007 년에 그는 급성 골수성 백혈병을 치료하기 위해 골수 이식을 받았는데, 그 세포를 파괴하고 건강한 기증자의 줄기세포로 대체했습니다. 브라운을 치료하는 팀은 CCR5Δ32/Δ32라는 유전적 돌연변이를 가진 기증자를 선택하여 CCR5 세포 표면 단백질이 세포 표면에서 발현되는 것을 방지했습니다. HIV는 그 단백질을 사용하여 면역 세포에 들어가므로 돌연변이는 세포가 바이러스에 효과적으로 저항하게 만듭니다. 시술 후 브라운은 ART 복용을 중단할 수 있었고 2020년 사망할 때까지 HIV가 없는 상태를 유지했습니다.

 

2019년에 연구원들은 같은 절차가 런던 환자인 Adam Castillejo를 치료한 것으로 보인다고 밝혔습니다. 그리고 2022년에 과학자들은 14개월 동안 HIV가 없는 상태를 유지한 뉴욕 환자도 완치될 수 있다고 생각한다고 발표했지만, 연구원들은 확신하기에는 너무 이르다고 경고했습니다.

 

카스티예호를 치료한 팀을 이끌었던 영국 케임브리지 대학의 미생물학자 라빈드라 굽타(Ravindra Gupta)는 최신 연구가 “CCR5가 현재 치료법을 달성하기 위한 가장 다루기 쉬운 표적이라는 사실을 공고히 한다”고 말합니다.

 

낮은 바이러스 수준

뒤셀도르프 환자는 급성 골수성 백혈병 진단을 받았을 때 ART 덕분에 HIV 수치가 매우 낮았습니다. 2013년 독일 뒤셀도르프 대학 병원의 바이러스학자 Björn-Erik Jensen이 이끄는 팀은 환자의 암성 골수 세포를 파괴하고 CCR5Δ32/Δ32 돌연변이가 있는 기증자의 줄기세포로 대체했습니다.

 

그 후 5년 동안 Jensen의 팀은 환자로부터 조직과 혈액샘플을 채취했습니다. 이식 후 몇 년 동안 과학자들은 HIV에 특이적으로 반응하는 면역 세포를 계속 발견했으며, 이는 저수지가 사람의 몸 어딘가에 남아있음을 시사했습니다. Jensen은 이러한 면역 세포가 활성 바이러스 입자를 표적으로 삼았는지 또는 바이러스 잔재의 “묘지”를 표적으로 삼았는지는 분명하지 않다고 말합니다. 그들은 또한 환자의 몸에서 HIV DNA와 RNA를 발견했지만, 절대 복제되지 않는 것 같았습니다.

 

이식이 어떻게 작동하는지 더 많이 이해하기 위해 팀은 환자의 면역 세포를 인간과 유사한 면역 체계를 갖도록 설계된 마우스에 이식하는 것을 포함하여 추가 테스트를 실행했습니다. 바이러스는 생쥐에서 복제에 실패하여 기능이 없음을 시사합니다. 최종 테스트는 환자가 ART 복용을 중단하는 것이었습니다. “그것은 몸에서 HIV를 제거하는 것이 불가능하지 않다는 것을 보여줍니다.”라고 Jensen은 말합니다.

 

치료를 받은 환자는 성명서에서 골수 이식이 “매우 험난한 길”이었다고 말하면서 연구 기금 마련을 지원하는 데 평생의 일부를 바칠 계획이라고 덧붙였다.

 

샌프란시스코 캘리포니아 대학의 전염병 연구원인 티모시 헨리히는 이 연구가 매우 철저하다고 말합니다. 여러 환자가 ART와 HIV 내성 기증자 세포의 조합으로 성공적으로 치료되었다는 사실은 이러한 개인에서 HIV 치료를 달성할 가능성을 매우 크게 만듭니다.

 

굽타는 동의하지만 어떤 경우에는 바이러스가 사람 내부에서 돌연변이를 일으켜 세포에 들어가는 다른 방법을 찾는다고 덧붙입니다. 그는 또한 사람들이 골수 이식 전에 암으로 받은 화학 요법이 감염된 세포가 분열하는 것을 막음으로써 HIV를 제거하는 데 도움이 되었는지 아닌지도 불분명하다고 말합니다.

 

그러나 절차와 관련된 높은 위험, 특히 개인이 기증자의 골수를 거부할 우려 때문에 백혈병이 없는 사람들에게 골수 대체물이 시행될 가능성은 거의 없습니다. 여러 팀이 사람의 몸에서 채취한 줄기세포를 사용하여 CCR5Δ32/Δ32 돌연변이를 갖도록 유전자 변형할 가능성을 테스트하고 있습니다. 이는 기증자 세포의 필요성을 제거합니다.

 

Jensen은 그의 팀이 CCR5Δ32/Δ32 돌연변이가 있는 기증자의 줄기세포를 사용하여 HIV와 암의 영향을 받는 다른 여러 사람을 위해 이식을 수행했지만, 그 개인이 바이러스가 없는지를 말하기에는 너무 이르다고 말합니다. 그의 팀은 이식을 받을 때 HIV의 더 큰 저장소를 가지고 있는 사람이 면역 체계가 신체에서 남아있는 바이러스를 얼마나 잘 회복하고 제거하는지에 영향을 미치는지를 연구할 계획입니다.

 

References

Jensen, B.-E. O. et al. Nature Med. https://doi.org/10.1038/s41591-023-02213-x (2023).

Holt, N. et al. Nature Biotechnol. 28, 839–847 (2010).

Xu, L. et al. N. Engl. J. Med. 381, 1240–1247 (2019).

건강, 과학, 뇌질환, 생물, 유전질환, 의학

연구원들은 ADHD와 관련된 27가지 유전적 위험 변이를 확인합니다.

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Researchers identify 27 genetic risk variants related to ADHD

https://www.news-medical.net/news/20230209/Researchers-identify-27-genetic-risk-variants-related-to-ADHD.aspx

의 간단 번역입니다.

 

Reviewed by Emily Henderson, B.Sc.Feb 9 2023

 

왜 어떤 사람들은 ADHD를 받고 다른 사람들은 그렇지 않습니까? 그리고 ADHD의 씨앗은 얼마나 일찍 또는 자궁에 뿌려집니까?

 

오르후스 대학 (Aarhus University)의 연구원들은 Nature Genetics 저널에 방금 발표된 대규모 연구에서 이 질문에 답하는 데 더 가까워졌습니다.

 

연구진은 국내 및 국제 파트너와 함께 ADHD 환자 38,691명과 ADHD가 없는 186,843명에서 6백만 개 이상의 유전적 변이를 연구했습니다. 이를 통해 일반적인 신경 발달 장애에 대한 27개의 유전적 위험 변이를 확인할 수 있었습니다.

 

위험 유전자는 뇌와 뉴런에서 발현됩니다.

이 연구는 특히 이전 연구에서 확인한 것보다 두 배 이상 많은 위험 변이를 발견하기 때문에 획기적입니다.

 

“유전적 변이”라는 용어는 DNA 코드의 특정 변이를 의미합니다. 이 경우 진단을 받지 않은 사람들보다 ADHD 환자에서 더 자주 관찰되는 변이체. DNA의 변이체는 예를 들어 유전자가 발현되는 정도와 그에 따라 유전자에 의해 암호화되는 단백질의 양에 영향을 미칩니다.

 

유전적 변이 (즉, DNA의 변이)를 특정 유전자에 연결함으로써 연구자들은 ADHD 환자에서 특히 영향을 받는 조직과 세포 유형에 대한 새로운 지식을 얻었습니다. 이 연구는 덴마크 iPSYCH 코호트, 아이슬란드의 deCODE Genetics 및 Psychiatric Genomics Consortium의 데이터를 기반으로 합니다.

 

그 후, 연구진은 결과를 다른 조직, 세포 유형 및 뇌 발달 단계에서 유전자 발현에 대한 기존 데이터와 결합했으며, ADHD에 관여하는 유전자가 광범위한 뇌 조직과 뇌 발달 초기에 특히 높은 수준의 발현을 하고 있음을 발견했습니다.

 

“이것은 ADHD를 뇌 발달 장애로 간주하여야 하며, 이것은 뇌의 초기 발달에 큰 영향을 미치는 유전자에 의해 영향을 받을 가능성이 크다는 것을 강조합니다.”

 

Ditte Demontis, 오르후스 대학교 생물 의학과 교수, 연구의 첫 번째 저자

 

또한, 연구자들은 ADHD의 위험을 증가시키는 유전학이 특히 뉴런, 특히 도파민성 뉴런에서 발현되는 유전자에 영향을 미친다는 것을 발견했습니다.

 

“이것은 도파민이 뇌의 보상 반응과 관련하여 역할을 하고 자주 사용되는 ADHD 약이 다른 뇌 영역에서 도파민의 농도를 증가시킴으로써 작동하기 때문에 흥미롭습니다. 우리의 결과는 ADHD 환자의 뇌에서 도파민의 불균형이 부분적으로 유전적 위험 요인에 기인한다는 것을 나타냅니다.”라고 Ditte Demontis는 말합니다.

 

집중력 감소 및 단기 기억과 관련

ADHD는 많은 일반적인 유전적 변이의 영향을 받으며, 각각은 위험을 약간 증가시킨다고 교수는 말합니다.

 

사실, 고급 통계 모델의 도움으로 연구자들은 ADHD의 위험을 증가시키는 약 7,300개의 일반적인 유전적 변이가 있다고 추정했습니다. 이러한 변종의 대다수 (84-98%)가 자폐증, 우울증 및 정신분열증과 같은 다른 정신 장애에도 영향을 미친다는 것은 특히 흥미롭습니다.

 

이전에 ADHD의 위험 변이가 사람의 인지 능력에 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌습니다.

 

이를 더 조사하기 위해 연구원들은 광범위한 신경인지 테스트를 받은 4,973명으로 구성된 독립적인 데이터 세트의 데이터를 분석했습니다. 어떤 변이가 ADHD의 위험을 증가시키는지에 대한 새로운 연구의 정보를 사용함으로써, 그들은 독립적인 데이터 세트에서 개인의 게놈에서 ADHD 위험 변이의 증가된 부하가 읽기 및 수학 능력 감소, 주의력 감소 및 단기 기억 감소와 관련이 있음을 발견했습니다.

 

“결과는 ADHD의 기초가 되는 생물학적 메커니즘에 대한 우리의 지식을 증가시키고 ADHD와 관련된 특정 유전자, 조직 및 세포 유형을 가리킵니다. 이 지식은 질병 메커니즘에 관한 추가 연구와 신약 표적 식별을 위한 출발점으로 사용될 수 있습니다.”라고 Ditte Demontis는 설명합니다.

 

그리고 연구는 후속 조처를 해야 한다고 그녀는 강조합니다.

 

“우리는 ADHD에 영향을 미치는 일반적인 변종 중 일부만 대응했습니다 – 잠재적으로 존재하는 7,300개 중 27개만 대응했습니다. 따라서 더 큰 유전 연구가 필요합니다.”라고 그녀는 말합니다.

 

국제 학제 간 협력이 앞으로 나아갈 길입니다.

대규모 국제 협력은 정신 질환 및 신경 발달 장애의 유전적 원인을 확인하는 데 중요합니다. 그렇게 하려면 이러한 조건을 가진 수만 또는 수십만 명의 사람들에 관한 연구가 필요하기 때문입니다. 현재의 ADHD 연구에서와 마찬가지로 유전학, 정신 의학, 심리학, 역학, 분자 생물학, 통계, 생물 정보학 및 컴퓨터 과학과 같은 다양한 전문 분야를 가진 100명 이상의 연구자가 참여하는 경우가 많습니다.

 

“유전적 및 생물학적 메커니즘을 더 많이 이해하기 위해서는 ADHD 환자를 더 많이 포함하는 더 큰 연구를 하는 것이 중요합니다.”라고 오르후스 대학 생물 의학과의 Anders Børglum 교수는 이 연구의 마지막 저자이자 덴마크 iPSYCH 프로젝트의 연구 책임자 중 한 명입니다.

 

“그러나 유전적 위험 변이가 뇌세포 (뉴런)의 생물학적 과정을 교란하는 방법과 뇌에서 서로 결합하고 의사소통하는 방식을 식별하는 데 초점을 맞춘 연구를 수행하는 것도 중요합니다. 후자의 경우 뇌세포와 뇌의 초기 발달 단계, 소위 미니 뇌 또는 뇌 유기체가 현재 검사되고 있습니다.”라고 그는 말합니다.

Source:

Aarhus University

Journal reference:

Demontis, D., et al. (2023) Genome-wide analyses of ADHD identify 27 risk loci, refine the genetic architecture and implicate several cognitive domains. Nature Genetics. doi.org/10.1038/s41588-022-01285-8.

건강, 과학, 생물, 의학

T 세포 수용체를 암호화하는 유전자는 사람과 집단에 따라 크게 다르다는 연구 결과가 있습니다.

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Genes encoding T cell receptors vary greatly between persons and populations, study reveals

https://www.news-medical.net/news/20230216/Genes-encoding-T-cell-receptors-vary-greatly-between-persons-and-populations-study-reveals.aspx

의 간단 번역입니다.

 

Reviewed by Emily Henderson, B.Sc.Feb 16 2023

 

Karolinska Institutet의 연구원은 우리의 T 세포 수용체를 암호화하는 유전자가 사람과 인구에 따라 크게 다르다는 것을 발견했으며, 이는 우리가 예를 들어 감염에 다르게 반응하는 이유를 설명할 수 있습니다. 면역 저널에 발표된 이 연구 결과는 또한 일부 유전자 변이가 네안데르탈인에게서 유전된다는 것을 보여줍니다.

 

면역 체계의 일부인 T 세포는 감염과 암에 대한 보호의 핵심입니다. TCR의 도움으로 세포는 외부 침입자와 종양 세포를 인식합니다.

 

“인간 TCR 유전자가 얼마나 가변적인지는 이전에 알려지지 않았습니다.”라고 Karolinska Institutet의 미생물학, 종양 및 세포 생물학과 교수이자 연구의 수석 저자인 Gunilla Karlsson Hedestam은 말합니다.

 

연구진은 혈액 샘플의 딥 시퀀싱을 사용하여 사하라 사막 이남의 아프리카, 동아시아, 남아시아 및 유럽에서 유래 한 45명의 TCR 유전자를 조사했습니다. 연구자들은 이 유전자가 다른 사람과 인구 집단에 따라 크게 다르다는 것을 보여주었습니다. 결과는 1000 게놈 프로젝트에서 수천 건의 추가 사례를 분석하여 확인되었습니다.

 

우리는 일란성 쌍둥이를 제외한 모든 개인이 고유한 TCR 유전자 변이체 세트를 가지고 있음을 발견했습니다. 이러한 차이는 우리가 인구 수준에서 관찰하는 감염 및 백신에 대한 광범위한 반응의 기초가 되는 가능한 메커니즘을 보여줍니다.”

 

Martin Corcoran, 연구의 첫 번째 저자

 

“우리는 175개의 새로운 유전자 변이를 발견했으며, 이는 알려진 TCR 유전자 변이의 수를 두 배로 늘렸습니다. 예상치 못한 놀라운 발견은 특정 유전자 변이가 네안데르탈인에서 유래했으며 이 중 하나가 유럽과 아시아의 현대인에서 최대 20%에 존재한다는 것입니다.”

 

Gunilla Karlsson Hedestam은 전체 게놈 시퀀싱에 사용되는 표준 방법으로는 이러한 유전자의 변이를 감지할 수 없지만 B 세포 및 T 세포 수용체 유전자를 매우 정확하게 정의할 수 있는 특수 심층 시퀀싱 방법 및 분석 소프트웨어의 개발로 이제 가능하다고 설명합니다.

 

“이 유전자는 우리 게놈에서 가장 가변적인 유전자 중 하나이기 때문에 결과는 또한 우리의 면역 체계가 역사의 과정에서 어떻게 발전했는지에 대한 새로운 정보를 제공한다고 Martin Corcoran은 말합니다. 우리는 특히 네안데르탈인의 조상으로부터 물려받은 TCR 변이체의 기능을 밝히는 데 관심이 있습니다. 현대 인간에서 이러한 변이의 빈도는 우리 생물학에서 유리한 기능을 시사하며 우리는 이것을 이해하기를 열망하고 있습니다”라고 Martin Corcoran은 덧붙입니다.

 

연구자들이 현재 발표하는 연구 결과와 새로운 TCR 유전자 데이터베이스는 미래의 새로운 치료법 개발에 매우 중요 할 수 있습니다.

 

“인간 유전학을 이해하는 것은 표적 치료법 개발의 기본입니다. 이 연구에 설명된 방법은 T 세포가 여러 유망한 형태의 면역 요법의 중심인 암 분야에서 새로운 기회를 제공합니다.”라고 Gunilla Karlsson Hedestam은 말합니다.

 

결과는 또한 다른 연구 분야에 빛을 비출 수 있습니다.

 

“이 발견은 정밀 의학을 포함한 다양한 의학 분야에서 새로운 진단 및 치료법의 개발로 이어질 수 있습니다”라고 Gunilla Karlsson Hedestam은 말합니다.

 

연구의 다음 단계는 무엇입니까?

 

“우리는 현재 새로 발견된 여러 유전자 변이의 기능적 중요성과 이 변이가 우리의 T 세포 반응에 어떤 영향을 미치는지 조사하고 있습니다. 우리는 또한 전염병, 암 및 자가 면역 질환과 같은 T 세포와 관련된 것으로 알려진 질병에서 TCR 유전자 변이의 역할을 조사하기 위해 대규모 개인 그룹을 대상으로 한 확장 연구를 계획하고 있습니다.”라고 Gunilla Karlsson Hedestam은 말합니다.

Source:

Karolinska Institutet

Journal reference:

Corcoran, M., et al. (2023) Archaic humans have contributed to large-scale variation in modern human T cell receptor genes. Immunity. doi.org/10.1016/j.immuni.2023.01.026.