COVID-19로부터 회복한 사람은 그 후의 백신 접종으로 감염 경험이 없는 사람에 비해 강력한 면역을 획득하는 것으로 나타났다.이것은 유행을 둘러싼 큰 수수께끼 중 하나입니다.

록펠러 대학(미국 뉴욕)의 바이러스학자 Theodora Hatziioannou와 Paul Bieniasz는 2020년 가을경부터 신형 코로나 바이러스(중증급성 호흡기 증후군 코로나바이러스 2; SARS-CoV-2)가 인간 세포에 감염 때 사용하는 "스파이크 단백질"에 손을 넣어 감염을 저지하는 모든 항체를 회피할 수 있는 돌연변이 바이러스를 생성하는 것을 목표로 하고 있다.그 당시에는 델타 균주와 같은 돌연변이 균주는 출현하지 않았다.

연구의 목적은 스파이크 단백질에서 중화 항체의 표적이 되는 중요한 부위를 확인하는 것이었다. Hatziioannou 등은 실험이나 유행중인 변이주에서 특정된 문제가 될 것 같은 돌연변이를 「슈드 타입」의 바이러스[신형 코로나 바이러스 감염증(COVID-19)을 일으킬 수 없는 무해한 바이러스]에 도입 하여 스파이크 단백질에 가해진 돌연변이의 효과를 시험하였다.자연 2021년 9월 20일호에 게시된 연구 보고서1에 따르면, 20개의 돌연변이를 추가한 스파이크 단백질을 갖는 돌연변이 바이러스는 감염 또는 예방접종에 의해 생성된 중화 항체에 대해 완전한 내성을 나타내었다.다만 예외도 있었다.

이 돌연변이 바이러스는 알려진 천연 돌연변이 균주에 비해 면역계로부터의 공격에 대한 저항성이 훨씬 강하다. 을 무력화할 수 있는 항체를 가지고 있었던 것이다.이러한 사람들이 가지고있는 항체는 SARS-CoV-19와는 다른 종류의 코로나 바이러스조차 차단했다. "향후 출현하는 SARS-CoV-2의 모든 돌연변이 균주에 대해 효과적일 가능성이 높다"고 Hatziioannou는 말한다.

전세계에서 코로나 바이러스의 새로운 변이주가 경계되고 있는 가운데, 이러한 「슈퍼 면역」이 생기는 구조는, 유행을 둘러싼 큰 수수께끼의 하나가 되고 있다.감염에 의한 면역 방어와 백신 접종에 의한 면역 방어의 차이를 자세하게 조사하는 것으로, 보다 높은 수준의 감염 방어를 안전하게 실현하는 방법을 찾아낼 수 있을까라고 연구자들은 기대한다.

에모리 대학(미국 조지아주 애틀랜타)의 바이러스 학자 Mehul Suthar는 “슈퍼 면역은 부스터 접종과 향후 출현해 오는 변이주에 대한 면역 반응의 강도와도 관련이 있다”고 말했다. "이 문제의 해명을 향해 시행착오하고 있는 곳입니다."

하이브리드 면역

COVID-19에 감염되어 회복된 사람들의 백신에 대한 반응에는 독특한 특징이 있는 것에 연구자들이 알아차리기 시작한 것은 각국에서 백신 접종이 시작된 지 얼마 안 되는 것이었다.슈퍼 면역, 즉 감염 후 예방 접종으로 얻은 "하이브리드 면역"을 연구하는 펜실베니아 대학 (미국 필라델피아)의 면역 학자 Rishi Goel은 "두 번의 예방 접종만으로는 얻을 수없는 탁월한 수준의 항체가 생산되는 것을 알았습니다.”라고 말한다.

하이브리드 면역을 가진 사람의 혈청(항체를 포함한 혈액 분획)은 감염 경험 없이 예방접종을 받은 사람의 혈청과 비교하여 남아프리카 공화국에서 최초로 검출된 베타 변이주 및 기타 코로나 바이러스 같은 면역에서 도피하는 균주를 중화하는 능력이 매우 높은 것이 초기 연구에서 알았다.2.그러나 그것이 단지 항체 수준이 높기 때문인지 아니면 다른 이유가 있는지는 분명하지 않았다.

최근의 연구는 하이브리드 면역의 적어도 일부가 메모리 B 세포로 불리는 면역 세포로부터 유래된 것으로 제안되었다.감염 후나 백신접종 후에 만들어지는 항체의 대부분은 형질세포라 불리는 활성화된 B세포에 의해 생산되지만, 형질세포는 단명하고, 그것이 사멸하면 항체 수준은 저하된다.형질세포가 사멸한 후의 항체의 주된 공급원은 감염이나 백신접종에 의해 유도되는, 메모리 B세포가 되지만, 그 수는 형질세포에 비해 훨씬 적다.

록펠러 대학의 면역학자 Michel Nussenzweig에 따르면 수명이 긴 메모리 B 세포 중에는 형질 세포보다 강력한 항체를 만드는 것이 있다고 한다.림프절로 성숙하는 동안 항체의 스파이크 단백질에 대한 결합능을 높이는 돌연변이를 획득하기 때문이다. COVID-19로부터 회복된 사람이 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질에 다시 노출되면, 이들 세포는 증식하여 강력한 항체를 대량으로 생산한다.

“이러한 세포는 항원에 빠지면 일제히 작용합니다. 이 경우는 mRNA 백신이 항원의 역할을 하는 것입니다”라고 Goel은 말한다.즉 이론상은, 감염 경험이 있는 사람이 1회째의 백신 접종을 받은 경우와, 감염 경험이 없는 사람이 2회째의 백신 접종을 받은 경우와는, 동등의 효과가 있는 것이 된다.

하이브리드 면역의 강력한 반응의 배경에는 감염에 의해 유도되는 메모리 B 세포와 백신 접종에 의해 유도되는 메모리 B 세포의 차이와 그들이 만드는 항체의 차이도 관련되어 있을지도 모른다.Nussenzweig는 감염과 예방 접종에서 스파이크 단백질이 면역계에 제시되는 방법이 크게 다르다고 말합니다.

Nussenzweig의 연구팀은 일련의 연구로 감염자와 백신접종자의 항체 반응을 비교했다(이 연구에는 Hatziioannou와 Bieniasz도 참여했다)3-5.그 결과, 감염과 백신 접종은 모두 강력한 항체를 생산하는 메모리 B 세포를 유도하지만, 그 효과는 감염 후 쪽이 강한 것이 시사되었다.

Nussenzweig 등의 연구팀은 감염 또는 백신 접종으로부터 다양한 기간을 거친 사람들로부터 각각 고유 항체를 만드는 수백 개의 메모리 B 세포를 분리하였다.자연 감염에 의해 생산된 항체에서, 감염 후 1년 동안 항체 수준 및 차단가능한 돌연변이 균주의 유형이 계속 증가하였다.한편, 백신 접종에 의해 생산된 대부분의 항체는 2차 접종으로부터 수주간의 변화가 멈춘 것으로 보였다.또한, 감염에 의해 유도된 메모리 B 세포가 베타주나 델타주와 같은 면역으로부터 도피하는 변이주를 차단할 수 있는 항체를 만드는 것의 비율이 높았다.

하버드 대학 의학계 대학원(미국 매사추세츠주 보스턴)의 면역학자 Duane Wesemann이 이끄는 연구팀은 자연 감염에서는 mRNA 백신 접종의 경우와 비교하여 스파이크 단백질의 다양한 영역이 면역계의 표적이 되기 때문에 보다 다채로운 돌연변이 균주를 인식할 수 있는 항체 풀이 형성된다는 결과를 프리프린트 서버에 투고한 미사독 논문에서 보고하고 있다6.또한 하이브리드 면역을 가진 사람에서는 7개월에 걸쳐 일관되게 높은 항체 수준이 유지되어 항체 수준이 보다 안정되어 있었다고 한다.

"놀라운 일이 아니다"

하이브리드 면역에 관한 많은 연구는 감염 경험 없이 예방접종을 받은 사람을 COVID-19로부터 회복한 사람들만큼 장기간에 걸쳐 추적조사하지 않았다.그러므로 감염 경험이 없는 사람의 B세포도 시간의 경과나 백신의 추가 접종, 또는 둘 다에 의해 많은 항체를 생산하게 될 가능성이 있다고 연구자들은 지적한다.메모리 B세포의 안정된 풀이 형성되어 성숙하기까지 몇 달이 걸릴 수 있기 때문이다.

워싱턴대학교(미주리주 세인트루이스)에서 B세포를 연구하고 있는 면역학자 Ali Ellebedy는 “감염 경험이 있고 백신접종을 받은 사람이 좋은 반응을 보이는 것은 놀라운 일이 아니다. 네」라고 말한다. 「레이스로 3, 4개월전에 스타트한 선수와, 지금 스타트한지 얼마 안된 선수를 겨루고 있는 것 같으니까」.

감염 경험이 없어 두 번의 예방접종을 받은 사람의 면역이 쫓아오고 있는 것을 보여준 연구 결과도 있다. Ellebedy의 연구팀은 mRNA 백신 접종을 받은 사람의 림프절 표본을 채취하고, 백신 접종에 의해 유도된 메모리 B 세포의 일부가 2차 접종 후 2주 후까지 감기의 원인 바이러스를 포함한 다양한 코로나 바이러스를 인식할 수 있는 항체를 생산하게 되는 변이를 획득하고 있는 징후를 발견했다7.

네켈 소아 병원(프랑스 파리)의 면역학자 Matthieu Mahévas는 감염 경험이 없는 사람이라도 세 번째 예방접종으로 하이브리드 면역을 획득할 수 있다고 말한다. Mahévas의 연구팀은 감염 경험이 없는 사람이라도 백신접종 후 3개월 후에는 메모리 B 세포의 일부가 베타주와 델타주를 인식할 수 있는 항체를 생산하게 된다는 것을 발견했다.8. "이 메모리 B 세포의 수가 증가하면 강력한 중화 항체를 얻을 수 있음은 분명합니다."라고 Mahévas는 말합니다.예방 접종 간격을 늘리면 하이브리드 면역의 일면을 모방 할 수 있습니다.

메커니즘과 효과

과학자들은 하이브리드 면역의 메커니즘을 이해하는 것이 그것을 모방하는 열쇠가 될 것이라고 말합니다.최근의 연구는 B 세포에 의한 항체 반응에 초점을 맞추고 있지만, T 세포의 반응도 감염과 백신 접종에서 다를 수 있다는 지견도 얻어지고 있다.자연 감염에서 스파이크 단백질 이외의 바이러스 단백질에 대한 반응도 유발됩니다.자연감염에 특유의 어떤 요인이 중요한 것은 아닐까라고 Nussenzweig는 생각하고 있다.감염시에는 수백만 개의 바이러스 입자가 기도에 정착합니다.이웃 림프절 (메모리 B 세포가 성숙하는 기관)을 방문한 면역 세포는 엄청난 양의 바이러스 입자를 만난다.또, 감염으로부터 회복해 수개월이 지나도 장내로부터 바이러스 단백질이 검출되는 사람도 있기 때문에, 이 지속성이, B세포의 SARS-CoV-2에 대한 반응을 갈라주는 데 도움이 되고 있는 가능성 성이 있다.

연구자들은 하이브리드 면역의 실제 효과를 평가하는 것도 중요하다고 말한다.카타르 연구팀이 게시한 검토 전 논문에서는 화이자/비온텍의 mRNA 백신접종자의 경우 감염 경험이 있는 사람이 감염 경험이 없는 사람보다 COVID-19에 걸리기 어렵다고 보고 되고 있다(편집부 주:모델나사의 백신에서는 차이는 거의 없었다)9.

하이브리드 면역 연구자들은 SARS-CoV-2 감염의 위험을 감안할 때 잠재적 인 혜택이 있다고하더라도 굳이 감염되어 하이브리드 면역을 얻는 것을 피해야한다고 강조합니다. 있다.몬트리올 대학 (캐나다)의 바이러스 학자 Andrés Finzi는 "양호한 면역 반응을 얻기 위해 일부러 감염된 후 백신을 접종하도록 권할 생각이 없다"고 말했다. 「감염해서 중증화하지 않는 보증은 없으니까요」.

(번역:후지야마 요이치)

참고 문헌

1. Schmidt, F. et al. 자연 https://doi.org/10.1038/s41586-021-04005-0 (2021).
2. Stamatatos, L. et al. 과학 372, 1413-1418 (2021).
3. Gaebler, C. et al. 자연 591, 639-644 (2021).
4. Wang, Z. et al. 자연 595, 426-431 (2021).
5. Cho, A. et al. 자연 https://doi.org/10.1038/s41586-021-04060-7 (2021).
6. Chen, Y. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2021.09.09.459504 (2021).
7. Turner, JS et al. 자연 596, 109-113 (2021).
8. Sokal, A. et al. 면제 https://doi.org/10.1016/j.immuni.2021.09.011 (2021).
9. Abu-Raddad, LJ et al. Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2021.07.25.21261093 (2021).

 
※이 기사는 「Nature 다이제스트」에서 전재하고 있습니다.
원본: Nature 다이제스트 2021년 12호
「COVID 회복 후 백신 접종이 초래하는 "슈퍼 면역"의 수수께끼"
Nature 다이제스트 Vol. 18 No. 12 | doi : 10.1038/ndigest.2021.211213