백신이 작동하는 방식: 실험실 개발에서 면역 보호까지

모든 백신은 기술에 관계없이 동일한 기본 원리에 의존합니다. 이는 면역계가 특정 병원체를 인식하도록 가르칩니다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 백신에는 미생물의 약화되거나 불활성화된 부분(항원)이 포함되어 있으며, 질병을 일으키지 않으면서 신체의 방어력을 자극합니다.

백신접종 후 신체 내부에서 일어나는 일

주사 후, 항원(또는 이를 생성하기 위한 유전적 지시사항)은 면역 세포에 의해 흡수됩니다. 미국 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 이 과정은 B 림프구를 활성화합니다. 이들은 병원체에 결합하여 중화하는 항체를 생성하며, T 림프구는 반응을 조정하고 감염된 세포를 파괴하는 데 도움이 됩니다.

의료 전문가들을 위한 참고서인 CDC의 핑크 북에서는 이를 B 세포에 의한 항체 생성인 체액 면역과 T 세포에 의해 구동되는 세포 매개 면역을 유발하는 것으로 설명합니다. 초기 반응 후, 일부 B 세포는 혈액과 골수에 남아있는 장수명 기억 세포가 되며, 나중에 실제 병원체가 나타나면 빠르게 증식할 준비가 됩니다.

이것이 백신 또는 감염에 의해 구축된 능동 면역이 수년 또는 평생 지속될 수 있는 이유입니다. 이는 CDC에 따른 것입니다. 대조적으로, 신생아에게 어머니로부터 전달되는 항체와 같은 수동 면역은 신체가 자체적으로 항체를 생성하지 않았기 때문에 수주에서 수개월 내에 사라집니다.

WHO는 완전한 보호가 즉시 발생하지 않음을 지적합니다. 항체와 기억 세포를 생성하려면 면역계에 시간이 필요하며, 일부 백신은 지속적인 방어를 구축하기 위해 수주 또는 수개월 간격으로 여러 용량이 필요합니다. CDC는 COVID-19 백신의 경우 예방접종 후 신체가 관련 T 림프구 및 B 림프구를 생성하는 데 일반적으로 몇 주가 걸린다고 덧붙입니다.

백신 뒤의 다양한 기술

모든 백신이 동일한 방식으로 항원을 전달하는 것은 아닙니다. CDC의 핑크 북과 WHO는 여전히 사용 중인 여러 확립된 카테고리를 설명합니다.

mRNA 백신은 바이러스 자체의 일부를 포함하지 않기 때문에 이전 유형과 다르게 작동합니다. CDC에 따르면 실험실에서 만든 mRNA는 신체의 세포에 표적 단백질의 무해한 부분을 생성하도록 지시합니다. COVID-19 백신의 경우 스파이크 단백질의 조각입니다. 면역계는 이 단백질을 외래물로 인식하고 항체를 생성하며 T 세포를 활성화합니다. 그 후 세포는 mRNA를 분해하고 폐기물로 제거합니다.

노바백스의 COVID-19 백신과 같은 단백질 소단위 백신은 실제 스파이크 단백질 조각을 직접 주입합니다. 이는 아주반트(면역 반응을 강화하기 위해 특별히 추가된 성분)와 쌍을 이룹니다. CDC에 따른 것입니다.

백신이 실험실에서 임상으로 어떻게 이동하는지

백신이 임상시험에 도달하기 전에 탐색 및 전임상 단계를 거칩니다. 이 단계에서 연구자는 실험실 및 동물 연구에서 이를 테스트하여 안전할 가능성이 있는지, 유용한 면역 반응을 유발할 것인지를 판단합니다. 미국 식품의약국(FDA)에 따른 것입니다. 개발자는 인체 시험을 시작하기 전에 FDA에 임상시험용 의약품 신청서를 제출합니다.

인체 시험은 FDA에 의해 설명된 3가지 주요 임상 단계를 진행합니다:

1. 1단계 — 작은 규모의 시험으로, 일반적으로 20~100명의 건강한 자원자이며, 주로 안전성 및 면역 반응의 초기 징후에 중점을 둡니다.
2. 2단계 — 다양한 건강 프로필을 가진 수백 명의 참가자로 확대하며, 다양한 용량을 비교하고 일반적인 부작용을 모니터링합니다.
3. 3단계 — 일반적으로 위약 그룹에 대해 수천 명의 참가자를 테스트하며, 실제 유효성을 측정하고 더 드문 부작용을 포착합니다.

데이터가 이를 지원하는 경우, 제조업체는 FDA가 승인을 부여하기 전에 검토할 생물학적 제제 라이선스 신청서를 제출합니다. 백신이 승인된 후에도 FDA는 백신 유해사건 보고 시스템(VAERS)과 같은 시판 후 감시 시스템을 통해 그 안전성을 계속 모니터링합니다. FDA는 백신의 복잡성과 각 단계에서 생성된 데이터에 따라 달라지므로 전체 프로세스에 대한 고정된 일정이 없다고 명시합니다.

WHO는 역사적으로 임상시험에 도달한 백신 후보 중 약 5분의 1만 최종적으로 승인된다고 지적합니다.