코로나19에 대한 점막 면역 반응을 분석하는 방법의 개발 및 검증 (MUCOVID)

SARS-CoV-2는 초기에 상부 호흡기의 공기 감염을 담당하며 폐에 도달하면 COVID-19로 알려진 심각한 급성 호흡기 질환을 유발합니다.

이 바이러스 공격에 대한 유기체의 반응은 처음에는 호흡기 점막을 대상으로 합니다.

이 점막 반응은 복잡하며 다양한 수준의 활동이 상호 작용합니다. 기계적 활동, 감염원에 대한 장벽 역할을 하는 점액 분비; 바이러스 입자의 분해에 기여하는 효소 및 사이토카인의 생성을 통한 물리화학적 활동; 그리고 점막 수준에서 분비성 IgA형 면역글로불린을 생성하고 숙주 세포로의 바이러스 진입을 차단하는 중화 활성을 갖는 특정 체액성 면역 활성을 포함합니다.

이러한 선천적 및 적응적 면역 메커니즘은 체액성 및 세포성 구성요소와 함께 점막 장벽 기능에 필수적인 역할을 합니다. 따라서 점막 면역은 호흡기 바이러스 감염에 대한 적절한 조기 및 장기 면역 반응에 필수적입니다.

SARS-CoV-2는 나선형 캡시드와 약 30,000개의 뉴클레오티드로 구성된 게놈을 가진 외피 바이러스입니다. 이 게놈은 스파이크의 S 단백질과 뉴클레오캡시드의 N 단백질을 포함하여 비리온 형성에 필수적인 여러 단백질을 암호화합니다.

바이러스 S 단백질은 숙주 세포의 안지오텐신 전환 효소 2(ACE2)에 결합합니다. 따라서 ACE2는 세포 내로의 바이러스 진입을 중재하고 숙주에서 면역 반응을 촉발하는 바이러스 수용체 역할을 합니다. 이 단백질 S는 중화 항체 반응의 주요 표적입니다. 단백질 S의 돌연변이는 전염과 항체에 대한 감수성에 영향을 미치는 다양한 표현형을 갖는 SARS-CoV-2 변종의 출현을 담당해 왔습니다.

N 단백질은 바이러스 복제 및 세포 신호 전달 경로 조절에도 관여하는 면역원성이 높은 당단백질입니다. 비리온 조립 비리온 동안, N 단백질은 바이러스 RNA에 결합하여 나선형 뉴클레오캡시드의 형성을 유도합니다. 이 N 단백질은 모든 SARS-CoV-2 변종에서 고도로 보존되어 있으므로 이 바이러스에 대한 보편적 방어에서 흥미로운 표적이 될 수 있습니다.

호흡기 감염의 경우, 점막 면역체계의 자극은 한편으로는 분비성 면역글로불린(주로 분비성 IgA)의 방출과 함께 체액성 반응을 촉발합니다. IgA의 주요 역할은 바이러스가 몸 전체로 퍼지는 것을 방지하는 것입니다.

반면, 호흡기 감염은 주로 T 림프구에 의해 매개되는 점막 세포 반응을 유발합니다.

SARS-CoV-2 감염은 혈액 내 항체 생성(혈청 항체), 혈액 림프구 자극 및 상부 호흡기 내 항체 생성(점막 항체)과 관련된 면역 반응을 촉발합니다. 혈액 내 정량적 항SARS-CoV-2 체액 반응(혈청 항체)은 다양한 테스트를 통해 평가되었습니다. 그러나 당분간은 항-S IgG(스파이크 단백질에 대해 지시됨) 및 항-N IgG(뉴클레오캡시드 단백질에 대해 지시됨)의 혈중 농도를 포함하는 EIA 유형 테스트에 주로 의존합니다. 이 반응의 정성적 분석은 중화 활성(중화 항체)을 갖는 이러한 항체의 능력을 기반으로 합니다.

항SARS-CoV-2 T 림프구 세포 반응도 감염 통제에 중요한 것으로 보입니다. 이 T 림프구 반응을 평가하기 위한 가장 빠른 테스트는 ELISPOT IFN-γ입니다.

점막 체액 반응과 관련하여 여러 연구에서 감염된 개인의 비인두 분비물이나 타액에 바이러스 특이적인 항-S IgA 항체(스파이크 단백질에 대한 항체)가 존재한다는 사실이 입증되었습니다. 현재까지 SARS-CoV-2에 대한 점막 항체, 특히 분비성 항S IgA를 측정하고 중화 활성을 분석하기 위해 일상적으로 사용되는 테스트는 없습니다.

따라서 우리의 연구를 통해 SARS-CoV-2에 대한 점막 면역을 분석하는 방법을 개발하고 검증할 수 있을 것입니다. 이러한 방법은 이 바이러스에 대한 점막 반응을 분석하는 데 필수적입니다.

이러한 분석 방법이 검증되면 감염에 대한 점막 반응뿐만 아니라 특히 비강 백신을 사용할 때 SARS-CoV-2에 대한 백신 접종으로 유발된 점막 반응도 연구할 수 있게 됩니다.

실제로, 현재 SARS-CoV-2와 싸우기 위해 사용되는 백신은 단백질 S(스파이크)에 대한 혈청 중화 활성을 유도합니다. 근육 내 투여 경로는 전신 면역을 유도하여 심각한 형태의 감염으로부터 보호합니다. 그럼에도 불구하고, 현재 백신에 의해 유도된 점막 면역은 여전히 ​​낮다. 비강 투여 백신의 개발은 특히 상기도에서 바이러스 복제를 제어하여 상기도를 유도함으로써 집단 면역을 유도하고 바이러스 전파를 감소시킴으로써 보다 완벽한 보호를 제공할 수 있다는 점에서 흥미로운 방법입니다.