농림축산검역본부(본부장 김정희)가 구제역 백신의 면역 효과를 대폭 강화한 ‘차세대 K-구제역 백신 항원 플랫폼’ 기술을 세계 최초로 개발하고, 이를 통해 국제 동물용의약품 시장 진출을 가속화할 준비를 마쳤다.

▲ 면역강화 구제역 백신 항원 플랫폼(O형 및 A형) 구조

이번 신기술은 국내외 특허 출원과 등록을 마쳤으며, 세계 동물 백신 시장에서 대한민국의 입지를 높이는 계기가 될 것으로 기대된다.

새로운 플랫폼의 주요 혁신은 B 세포를 직접 자극하는 보체(C3d)를 구제역 항원의 표면에 융합해, 면역체계 내 B 세포와 여포 수지상세포(follicular dendritic cell)를 활성화함으로써 백신 효과를 극대화한다는 것이다.

B 세포는 면역 반응 과정에서 항체 생성을 담당하는 백혈구의 일종으로, 이를 자극하는 보체 C3d는 구제역 항원과 융합되면 항체 형성을 더욱 효과적으로 촉진해 강력한 면역반응을 유도한다.

검역본부는 이 기술을 통해 그동안 축산 현장에서 발생해온 ‘백신효과 간섭현상’을 해결할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

모체로부터 초유 등을 통해 전달된 항체는 송아지나 새끼 돼지에게 수동면역(passive immunity)을 제공하지만, 이 항체가 존재하는 상태에서 어린 개체가 백신을 접종하면 항체 형성이 저해되는 문제가 발생했다.

이로 인해 어린 개체들이 백신 효과를 제대로 누리지 못하고, 이후 감염에 노출되는 위험이 있었다.

이번에 개발된 플랫폼 기술은 백신 접종을 통해 생성된 모체이행항체의 간섭을 극복하여 어린 개체에서도 안정적인 항체 형성과 면역 효과가 나타나도록 설계됐다. 이는 축산업의 생산성과 질병 관리 효율을 높이는 데 크게 기여할 것으로 기대된다.

검역본부는 해당 기술의 우수성을 2022년 6월 세계적 학술지인 ‘네이처(Nature)’ 자매지 ‘NPJ Vaccines’에 논문으로 발표해 과학적 가치를 국제적으로 인정받았다.

이러한 연구 성과는 기술의 혁신성을 글로벌 학계와 산업에 알리는 중요한 계기가 됐다. 이후 2023년 5월, 검역본부는 미국, 일본, 베트남, 태국을 포함한 총 4개국에 8건의 국제특허를 출원했다.

10월에는 국내에서 신규성과 진보성을 인정받아 2건의 국내 특허 등록을 확정했다.

이번에 등록된 국내특허는 구제역 O형(출원번호 10-2021-0158591)과 A형(출원번호 10-2021-0158592) 바이러스를 이용해 강력한 적응성 면역반응을 유도하고 모체이행항체에 의한 백신효과 간섭을 극복할 수 있는 백신 조성물에 관한 것이다.

국제특허는 구제역 O형 및 A형 바이러스 백신 조성물에 대해 특허협력조약(PCT)을 통해 미국, 일본, 베트남, 태국에서 개별국 진입 절차를 진행 중이다.

김정희 본부장은 “이번 차세대 백신 항원 플랫폼 기술 개발로 K-동물용의약품의 세계 시장 진출을 위한 기반을 확고히 했다”고 밝히며, “앞으로도 미래지향적인 R&D 고도화와 혁신적 동물 백신 개발을 통해 글로벌 동물용 의약품 시장에서 대한민국의 경쟁력을 높이겠다”고 포부를 밝혔다.