“코로나19를 계기로 신종 감염병과 바이러스, 백신 등에 대한 연구 필요성이 매우 커졌을 뿐만 아니라, 감염병이 우리 사회에 미치는 영향이 얼마나 큰지 모든 사람이 실감했습니다. 코로나19에 대한 여러 임상연구와 중개연구를 진행한 결과, 유한의학상을 수상하게 됐습니다. 이번 수상으로 감염내과의 연구력을 인정받게 돼 기쁩니다.”

제56회 유한의학상 대상 수상의 영예를 안은 연세의대 세브란스병원 내과학교실 최준용 교수는 이 같은 수상 소감을 밝혔다. 

최 교수의 대표 논문명은 ‘스파이크 혹은 스파이크와 뉴클레오캡시드 단백질의 코딩 영역을 포함하는 2개조의 재조합 DNA COVID-19 백신의 안전성 및 면역원성 연구- 건강한 성인을 대상으로 한 2개의 개방형 비무작위 1상 시험에 대한 중간 분석’이다. 

지난 2020년 1월 국내 첫 코로나19 확진자가 발생한 이후 만 3년이 넘었다. 최 교수는 팬데믹 기간 동안 코로나19 바이러스와 면역학적·임상적 특성에 대한 20여 편의 논문을 발표했다. 현재까지 그는 공저자를 포함해 380여 편의 논문을 발표했고, 8000회 이상 인용된 연구 실적을 자랑한다.

특히 'Journal of Korean Science Immunology'에 발표한 국내 최초의 혈장 치료 논문은 350편 이상의 논문에 인용됐고, 'Science lmmunologyd'에 발표한 중증 코로나19의 면역표현형(Immunophenotype)에 대한 연구는 500편 이상의 논문에 인용됐다. 

최 교수는 코로나19 팬데믹을 극복하기 위해서는 안전하고 효과적인 백신 개발이 무엇보다 중요하다고 생각했다. 코로나19에 대한 두 가지 재조합 DNA 백신의 안전성과 면역원성을 평가했다. 

우선, 두 가지 재조합 DNA 백신 중 하나인 GX-19는 스파이크 단백질 S1·S2 항원을 만들어 낼 수 있는 재조합 DNA 백신이다. 

또 다른 백신인 GX-19N은 GX-19에 뉴클레오캡시드 단백질을 표적으로 하는 항체를 생성하는 DNA를 더했다. SARS-CoV-2 뉴클레오캡시드 단백질은 스파이크 단백질에 비해 변이가 잘 생기지 않는 부위로 알려져 있다. 

연구 결과 GX-19 및 GX-19N은 안전하고 내약성이 우수한 것으로 나타났다. 하지만 GX-19N의 경우 체액성 및 광범위한 SARS-CoV-2 특정 T세포 반응을 유도한 반면, 중화항체 반응이 낮아 면역원성을 높이기 위한 개선이 필요하다는 점을 알 수 있었다는 게 그의 설명이다. 

최 교수는 “코로나 시기에 우리 대학의 감염병 연구자들도 코로나19 유행 극복에 기여하고자 열심히 노력했다”며 “이 연구들은 세브란스병원 감염내과 교수, 강사, 연구원들이 모두 함께 노력해 이룬 성과로, 코로나19를 계기로 다양한 분야의 여러 훌륭한 연구자들과 공동 연구를 하게 된 게 공동 연구 개발의 성과라고 생각한다”고 밝혔다.  

그는 “이 상은 서울시의사회가 저 같은 의학자를 격려하기 위해, 앞으로 더욱 발전하라는 뜻으로 주신 상이라 생각한다”며 “2023년에는 코로나19가 엔데믹 감염병으로 자리잡은 만큼, 감염 전문가 입장에서 어떤 모습으로 공중보건 비상사태 종료를 준비해야 할지 고민하는 한편, 언제든 다시 도래할 수 있는 신종 전염병의 유행에 대비하기 위해 앞으로도 더욱 노력하겠다”고 약속했다. 

■ 수상 논문 개요 및 의의 

이번 연구는 GX-19와 GX-19N에 대한 사람에서의 안전성과 면역원성을 평가했다. 

이는 스파이크 단백질과 뉴클레오캡시드 단백질을 코딩하는, 코로나19에 대한 최초의 DNA 백신 1상 임상시험으로 GX-19와 GX-19N에 대한 2건의 개방형 비무작위 1상 시험이 신촌 세브란스병원과 강남 세브란스병원에서 수행됐다. 

이를 위해 연구팀은 2020년 6~12월까지 등록된 61명(GX-19 40명, GX-19N 21명)을 대상으로 임상시험을 진행했다. GX-19은 1.5㎎과 3㎎을 각 20명씩, GX-19N은 3㎎를 21명에게 4주 간격으로 2회 투여했다. 

그 결과 모든 참가자에서 심각한 부작용은 나타나지 않았으며, 임상을 중단한 사례도 없었다. 특히 참가자에서 바이러스에 대한 면역 획득을 뜻하는 백신의 면역원성을 확인했다. 더욱이 면역원성은 바이러스와 결합해 증식을 막는 항체 반응과 바이러스에 특이적인 T세포 반응의 증가 정도로 평가할 수 있었다. 

GX-19N에서는 GX-19보다 높은 항체반응과 세포반응을 보였다. GX-19N 백신을 접종한 참가자의 중화항체의 기하평균 역가는 코로나19 환자의 회복기 혈청 샘플보다 낮았으나, T세포 반응은 유사한 정도를 보였다. 

특히, GX-19N은 COVID-19 변이 바이러스에도 특이적인 광범위한 뉴클레오캡시드 단백질에 대한 T세포 반응을 유도했고, 이러한 변이주에 대한 광범위한 반응은 뉴클레오캡시드 단백질을 추가한 효과를 얻었다. 

중화항체에 대한 면역 회피는 RBD 돌연변이를 통해 쉽게 생기지만, T세포 면역에 대한 회피는 전체 항원에 걸쳐 T세포 에피토프가 풍부하게 분포하기 때문에 훨씬 어렵다는 것을 알 수 있었다.  

변이를 거듭하고 있는 코로나19 팬데믹을 극복하기 위해서 가장 중요한 것은 안전하고 효과적인 백신 개발이다. 뉴클레오캡시드와 스파이크 단백을 모두 항원으로 포함한 DNA 백신은 광범위한 T세포 반응을 유도했고, 이러한 연구 결과는 변이주에 대응하는 T세포 반응 유도 백신의 개발 방향을 제시했다는 점에서 의미가 있다는 평가다.