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- 쥐의 망막 혈관의 비정상적인 성장을 억제하여 시력 손실을 예방
- 눈에 직접 주사하지 않고 근육 주사로만 가능하다. 따라서 환자들에게 훨씬 더 편리

연령 관련 황반변성 백신
mRNA 백신, 쥐 망막 정맥 손상 예방

생의학 과학자들이 연령 관련 황반변성(AMD)으로 인한 합병증을 예방하는 새로운 mRNA 백신을 개발했다. 이 백신은 쥐의 망막 혈관의 비정상적인 성장을 억제하여 시력 손실을 예방했다. 이 백신은 황반변성에 대한 일반적인 항체 치료법만큼 효과적이지만, 단 한 번의 주사만 필요하다. 눈에 직접 주사하는 것이 아니라 근육 주사로만 가능하다. 따라서 환자들에게 훨씬 더 편리하다. 

▲ 습성 형태의 연령 관련 황반변성(AMD)에서는 망막 혈관에서 체액이 새어 나온다. pixabay

연령 관련 황반변성(AMD)은 노인의 시력 저하 및 실명의 가장 흔한 원인 중 하나다. 전 세계적으로 약 2억 명이 이 진행성 망막 손상으로 고통받고 있으며, 그 수는 계속 증가하고 있다. 건강한 생활 습관과 건강한 식단이 질병 진행을 늦출 수 있지만, 현재까지는 치료법이 없다.

망막 손상으로 인한 실명

전문가들은 AMD를 건성과 습성, 두 가지 유형으로 구분한다. 건성 AMD에서는 망막의 시각 색소 세포가 사멸한다. 습성 AMD에서는 비정상적이고 누출성 혈관이 망막으로 자라면서 액체가 새어 나온다. 이러한 신생 혈관 형성은 다른 안과 질환에서도 발생할 수 있다. 치료하지 않으면 망막 삼출액이 점차 시력을 잃고 결국 실명으로 이어진다.

현재 이 과정을 늦추는 유일한 방법은 눈에 약물을 정기적으로 직접 주사하여 이러한 혈관 형성을 막는 것이다. 일반적인 항체 제제는 성장 인자(VEGF)를 표적으로 하며 정맥 성장을 억제하는 것을 목표로 한다. 그러나 이러한 주사는 매우 힘들고 투여가 복잡하다. 또한 일부 환자는 이 치료에 반응하지 않는다.

안과 질환에 대한 mRNA 백신

일본 요코하마 시립대학교의 야스오 야나기(Yasuo Yanagi)가 이끄는 연구진은 습성 AMD에 대한 대안적인 치료법을 개발했다. 근육 내 주사가 가능한 mRNA 백신이다. mRNA 백신은 지금까지 코로나바이러스나 암과 같은 감염성 질환에 주로 사용되거나 연구되어 왔다. 연구팀은 이제 만성 안과 질환에 대해 이 기술을 처음으로 시험했다.

▲ 연구진은 마우스 모델에서 망막 혈관의 비정상적인 성장을 억제하는 mRNA 백신을 개발했다. 이 백신은 근육 내 투여가 가능하며, 기존 안구 주사 요법과 유사한 효능을 보였지만, 침습성이 덜한 대안을 제공다. © Institute of Science Tokyo

야나기 박사와 그의 동료들은 류신이 풍부한 알파-2 당단백질 1(LRG1)의 청사진을 포함하는 메신저 RNA를 사용했다. 이 단백질은 혈관신생(신생 혈관 형성)을 촉진하며, 이전 연구에서 밝혀진 바와 같이 AMD 환자에서 높은 농도로 존재한다. 신체에 이 단백질의 mRNA를 주사하면 눈 밖에서도 더 많은 양의 LRG1이 생성된다. 그러면 면역 체계가 반응하여 LRG1을 억제하는 항체를 생성한다.

연구진은 이 백신이 자연 발생적 AMD 신생혈관과 레이저 유발 AMD 신생혈관 생성을 보이는 생쥐에서 얼마나 효과적인지, 그리고 얼마나 효과적인지 시험했다. 14일 간격으로 각 근육에 백신을 투여했다. 또한 생쥐의 혈액 샘플을 정기적으로 채취하여 눈을 검사했다.

▲ 그림 1. LRG mRNA 백신 접종은 LRG-1에 대한 체액성 면역을 유도한다. A. 백신 접종 일정. C57BL/6 마우스에게 혈장 내 LRG1 특이적 결합 항체의 ELISA 분석을 위해 LRG1 mRNA 5 μg을 근육 내 백신 접종했다. 0일차: 프라이머 주사. 14일차: 부스트 주사. B. 백신 접종 후 항체가. LRG1 특이 항체의 증가는 첫 번째 접종 후 21일과 28일에 관찰되었다. n = 5. 데이터는 평균 ± 평균의 표준 오차(SEM)로 나타냈다. (출처: mRNA vaccination mitigates pathological retinochoroidal neovascularization in animal models / Vaccine Volume 61, 13 August 2025, 127451)

백신 접종은 망막 손상을 줄인다.

결과:
연구진은 두 그룹의 생쥐 모두의 혈액에서 LRG1에 대한 항체를 검출할 수 있었다. 대조군과 비교했을 때, 백신 접종을 받은 생쥐는 망막에 새로운 비정상 혈관이 현저히 적게 형성되었다. 이 효과는 첫 번째 백신 접종 후 일주일 이내에 이미 나타났지만, 추가 접종을 통해 더욱 강화되었다.

그 후 몇 주 동안, 원하는 효과가 명확하게 나타났다. 21일차에 레이저 유도 신생혈관형성을 보인 생쥐의 망막 혈관 누출이 85% 감소했다. 또한 누출은 82% 감소했다. 자연 신생혈관형성을 보인 생쥐에서는 효과가 덜 두드러졌지만, 병변도 28일 후 55% 감소했다.

▲ LRG-1 mRNA 백신 접종이 레이저 유도 CNV에 미치는 영향. 0일차 CNV 레이저 유도 후, 마우스에게 0일차와 14일차에 백신을 접종하고, 21일차에 병변을 관찰했다. A. 대표적인 조직학적 이미지. 위: H&E 염색. 아래: CD31 면역염색. mRNA 백신 접종은 대조군에 비해 CNV 활성을 유의하게 감소시켰다. (출처: mRNA vaccination mitigates pathological retinochoroidal neovascularization in animal models / Vaccine / Volume 61, 13 August 2025, 127451)

▲ VLDLR 유전자 결손 마우스 모델에 대한 LRG1 mRNA 백신 접종 효과. 0일차 초기 FA 영상 촬영 후, Vldlr−/− 마우스에 0일차와 14일차에 5 μg의 LRG1 mRNA를 근육 주사하였다. A. 첫 번째 백신 접종 후 0일, 21일, 28일차의 대표적인 형광안저촬영 영상.

효과적이고 안전함 - 적어도 생쥐에서는

야나기 연구팀이 보고한 바와 같이, 이 치료법은 기존의 항-VEGF 약물과 동일한 효과를 보였다. 또한 이 백신은 단 한 번의 접종으로 충분하며, 항-VEGF 항체 치료처럼 반복적인 주사가 필요하지 않다. 연구진은 또한 생쥐에서 백신 접종으로 인한 부작용을 관찰하지 못했다. 생쥐에서 비정상적인 혈관, 이전에 건강했던 망막 손상, 그리고 다른 장기에 대한 유해한 면역 반응은 관찰되지 않았다.

후속 연구를 통해 LRG1에 대한 mRNA 백신이 인간에게도 적합한지를 명확히 밝혀야 한다. 이 백신이 임상 시험에서 효과적이고 안전한 것으로 입증된다면, 장기적으로 노인성 황반변성 치료에 사용되는 기존 치료법을 대체할 수 있을 것이다. 이는 습성 황반변성(weeping AMD) 및 눈물샘 망막증(weeping retinas)을 동반한 기타 안과 질환을 앓고 있는 수백만 명의 환자들의 삶을 개선할 수 있을 것이다.

참고: Vaccine, 2025, doi: 10.1016/j.vaccine.2025.127451
출처: Institute of Science Tokyo

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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