코로나19 백신 2차 접종을 꼭 해야 되는 이유

2021년 7월 12일 미국 스탠포드의대 연구진들은 '네이처 Nature' 온라인판에 발표한 논문을 통해 mRNA 기반의 코로나19 화이자백신 2차 접종의 효과를 보여주면서 그 중요성을 과학적으로 뒷받침하였다.

 

논문 제목은 <인체 내에서 BNT162b2 mRNA 백신의 시스템 백신학>인데, 'BNT162b2 mRNA'는 화이자-바이오엔텍이 개발한 코로나19 COVID-19 백신 이름이며, 시스템 백신학 systems vaccinology이란 인체에 들어온 백신이 어떤 과정을 통해 병원체에 대한 면역 반응이 생기는지를 규명하는 학문이다.

 

<화이자 백신의 1차 및 2차 접종 후 경과일에 따른 (a)혈청 내 항S IgG 농도와 (b)혈청 내 중화항체 농도(사진 출처-출처자료1)>

 

<화이자 백신의 1차 및 2차 접종 후 경과일에 따른 (a)혈액 내 CD4 T 세포 비율과 (b)혈액 내 CD8 T 세포 비율(사진 출처-출처자료1)>

 

다음은 이 논문의 요약이다.

 

-코로나19 바이러스 SARS-CoV-2가 출현한 지 1년도 채 안 되어 2개의 mRNA 백신[화이자와 모더나]에 대한 긴급 사용을 승인한 것은 백신학에서 획기적인 사건이다.

 

-하지만 mRNA 백신이 우리 몸의 면역계를 어떻게 자극하여 보호 면역 반응을 이끌어내는지에 대해서는 모른다.

 

-이를 밝히기 위해 우리 연구진은 시스템 백신학 접근법을 사용하여 화이자-바이오엔텍 Pfizer-BioNTech mRNA 백신을 접종한 56명의 건강한 자원자에 대한 선천면역 및 적응면역 반응을 종합적으로 분석했다.

 

-백신 2차 접종자들 몸에는 코로나19 바이러스에 대항하는 강력한 중화항체 neutralizign antibodies(nAbs)가 만들어졌고, 또한 바이러스 항원에 특이적으로 작용하는 다기능 CD4 세포[B세포가 항체를 생산할 수 있도록 도와주는 T 세포로서 도움 T 세포(hepler T cell)라고도 함; CD란 백혈구 표면의 단백질 종류에 따라 백혈구를 분리하는 지표가 되는 분화 무리 cluster of differentiation의 약자]와 CD8 T 세포[세포에 침입한 항원을 직접 죽이는 T세포로서 세포독성 T 세포(cyctotoxic T cell)라고도 함] 모두 현저하게 증가하였다(위 그림).

 

-2차 백신 접종에 따른 선천면역 반응은 1차 접종에 비해 놀라울 정도로 현저하게 향상되었는데, 그 구체적인 내용은 1)백혈구의 한 종류인 CD14+CD16+ 염증단핵구 inflammatory monocyte 출현 빈도 증가, 2)혈장 serum[혈액에서 혈구 즉 혈액세포를 제외한 액체 성분을 말하며, 혈장에 항체와 같은 단백질이 들어 있음] 인테페론인 IFN-g 농도 증가, 3)선천 항바이러스 면역 전사 신호 증가 등이다.

 

-위 관찰과 일치되는 현상으로서 2차 백신 접종 후 단세포 전사체 single-cell transcriptome[세포 1개에 든 유전체 genome가 단백질을 발현하는 과정에서 전사되는 모든 RNA]를 분석한 결과 골수세포 무리 출현 빈도가 약 100배 증가하였고, 인터페론-반응 전사인자 transcription factors(TFs)가 풍부해졌다[인터페론 interferon은 병원체를 막는 단백질].

 

-CD8 T 세포 및 중화항체 반응과 연관된 선천면역 반응 경로를 확인한 결과 단핵구가 코로나19 바이러스에 대항하는 중화항체와 관련된 것으로 나타났다.

 

-지금까지 밝혀진 연구 결과들은 mRNA 백신 접종으로 유도된 면역반응에 대한 통찰력을 제공해주는 것으로서, 2차 백신 접종은 선천면역계를 자극함으로써 더욱 강력한 면역반응이 일어나도록 만드는 능력이 있음을 증명하는 것이다

 

이상의 결과를 얻기 위해 2차 백신 접종을 마친 56명의 자원자의 혈액에 든 항체 수를 세고, 면역신호 단백질 농도를 측정했으며, 분리한 242,479개의 면역세포 종류별 및 상태별 유전체에 포함된 각 유전자들의 전사체와 단백질 분석 등을 실시하였다.

 

※출처

1. Arunachalam et al., Systems vaccinology of the BNT162b2 mRNA vaccine in humans, Nature, Accelerated Article Preview Published online 12 July 2021, https://dol.org/10.1038/s41586-021-03791-x. 

2. Medical Express, July 19, 2121, 연구는 코로나19 백신 2차 접종을 건너뛰어서는 안 되는 이유를 보여준다 Study shows why second dose of COVID-19 vaccine shouldn't be skipped.

 

2021. 7. 20 새샘