DNA 및 RNA 백신은 유전 물질을 사용하여 정보를 인간 세포에 전달하고 면역 반응을 유도합니다. DNA 백신은 안전하고, 쉽고, 저렴하게 생산할 수 있으며, RNA 백신과 달리 실온에서 안정적입니다. 이러한 속성은 특히 자원이 제한된 환경에서 인구를 빠르게 예방하는 데 더 유망합니다.
DNA 백신은 다음과 같은 작은 원형 DNA 분자를 사용합니다.
예를 들어,
인간의 세포에 들어간 후 플라스미드는 세포질을 통과하여 핵막을 통과하여 세포 핵으로 들어가야 합니다.
현재 COVID-19 발병에 대한 실시간 업데이트를 확인하고 코로나바이러스 허브를 방문하여 예방 및 치료에 대한 추가 조언을 얻으십시오.
핵의 효소는 플라스미드가 운반하는 바이러스 또는 박테리아 유전자를 전령 RNA(mRNA)로 변환합니다. 그런 다음 mRNA는 효소가 박테리아 또는 바이러스 단백질로 전환되는 세포질로 이동해야 합니다.
면역 체계는 박테리아 또는 바이러스 단백질을 이물질로 식별하고 면역 반응을 유도합니다.
면역 체계가 이전에 박테리아 또는 바이러스 단백질과 마주치지 않았기 때문에 반응은 점진적인 경향이 있습니다.
예방 접종은 기억 면역 세포를 형성합니다. 감염이 발생하면 이 세포가 세균이나 바이러스를 재빨리 인식하여 중증 질환을 예방합니다.
플라스미드 DNA는 몇 주 안에 분해되지만 이러한 기억 면역 세포는 병원체에 대한 지속적인 면역을 제공합니다.
DNA와 mRNA 백신의 차이점
DNA 백신과 유사하게 mRNA 백신은 유전 물질을 인간 세포에 전달하여 하나 이상의 바이러스 또는 박테리아 단백질로 합성합니다.
DNA 백신과 mRNA 백신에는 몇 가지 유사점이 있지만 주목할 만한 것이 있습니다.
DNA 백신이 효과적이기 위해서는 플라스미드 DNA가 세포막을 통과하여 세포질로 들어간 다음 핵막을 통과하여 세포핵에 도달해야 합니다.
대조적으로, RNA 백신은 세포질에 들어가기 위해 세포막을 통과하기만 하면 됩니다. 세포질에는 mRNA 분자의 유전 정보를 사용하여 박테리아 또는 바이러스 단백질을 합성하는 효소가 포함되어 있습니다.
DNA 백신은 세포핵으로 들어가는 추가 단계를 거쳐야 하기 때문에 mRNA 백신보다 훨씬 낮은 면역 반응을 보인다.
그러나 단일 플라스미드 DNA는 mRNA의 수많은 사본을 생성할 수 있습니다. 플라스미드 DNA가 핵에 들어가면 mRNA 백신의 단일 분자보다 더 많은 박테리아 또는 바이러스 단백질을 생성할 수 있습니다.
말하기 오늘의 의료 뉴스, 국제 백신 학회(International Society for Vaccines)의 이사회 의장인 Dr. Margaret Liu는 DNA 백신은 “본질적으로 mRNA만큼 면역 자극성이 없습니다. [vaccines], 하지만 [it is] 명확하지 않다 [that] mRNA 백신의 염증이 그 적용을 제한할 수 있기 때문에 이것은 단점입니다.”
사람들은 COVID-19 대유행과 관련하여 RNA 백신이 유발하는 근육 염증 및 기타 부작용을 견딜 수 있지만 이러한 부작용은 전염병이 아닌 질병에 대한 사용을 제한할 수 있다고 Liu 박사는 설명했습니다.
mRNA 백신은 깨지기 쉬우므로 저온 또는 극저온에서 보관 및 운송해야 합니다. 대조적으로, DNA 백신은 mRNA 백신보다 안정성이 더 높고 보관 및 운송이 더 쉽습니다.
Liu 박사는 mRNA 백신의 저장 및 운송 물류가 저소득 국가로의 백신 배포를 방해했다고 지적했습니다. 온도 안정성 DNA 백신은 실행 가능한 대안을 제공합니다.
예를 들어, COVID-19 DNA 백신 ZyCoV-D는 실온에서 최소 3개월 동안 안정적으로 유지되며 2–8°C(35.6–46.4°F)에서는 더 오래 유지되므로 제한된 자원이 있는 환경에서 매우 유용합니다.
그러나 DNA 백신의 안전성에 대한 몇 가지 우려가 있습니다. Louisiana State University Health Shreveport의 부교수인 Dr. Jeremy Kamil: 언급:
“외국 DNA가 우리 자신의 DNA와 재조합되거나 통합될 것이라는 규제 우려가 있습니다. 결국, 현재의 mRNA 백신 기술은 단백질로 직접 번역될 수 있고 그렇게 하기 위해 핵으로 만들 필요가 없기 때문에 훨씬 더 직접적인 성공 경로를 가지고 있습니다.”
기존 백신에 비해 장점
DNA 백신과 mRNA 백신은 모두 기존의 다른 백신에 비해 많은 장점이 있는 유전 백신입니다.
일부 기존 백신은 약화되거나 비활성화된 바이러스 또는 박테리아를 사용하여 면역 체계를 자극합니다. 불활성화되거나 사멸된 병원체의 사용은 원하는 면역 반응보다 약한 결과를 초래할 수 있습니다.
재조합 소단위 백신은 효모 또는 박테리아가 합성하는 바이러스 또는 박테리아 단백질을 사용합니다. 소단위 백신은 강한 면역 반응을 나타내지 않으며 종종 여러 차례의 추가 주사가 필요합니다. 또한, 서브유닛 백신의 설계 및 생산은 시간이 많이 걸리고 어려울 수 있습니다.
약화된 병원체를 사용하는 백신과 달리 DNA 및 RNA 백신은 하나 이상의 박테리아 또는 바이러스 단백질을 생성하는 데 필요한 정보만 전달하며 전체 병원체를 생성할 수는 없습니다. 또한, 유전 백신은 면역 체계의 모든 구성 요소를 활성화하여 비활성화된 병원체 및 소단위 백신보다 더 나은 보호를 제공합니다.
또한, DNA 및 RNA 백신의 제조 공정은 서브유닛 및 기타 기존 백신의 제조 공정보다 저렴하고 간단합니다. 또한 DNA 및 RNA 백신을 대규모로 제조할 수 있습니다.
DNA 및 RNA 백신은 원하는 박테리아 또는 바이러스 단백질에 대한 정보를 전달하는 DNA 또는 RNA 가닥을 사용합니다. 제조업체는 화학 공정을 사용하여 처음부터 이를 합성할 수 있습니다. 즉, DNA 및 RNA 백신 제조 공정을 신속하게 조정하여 새로운 변종 또는 바이러스의 출현에 대응할 수 있습니다.
DNA 백신: 전망
과학자들은 DNA 백신에 의해 유발되는 제한된 면역 반응에 대한 우려를 해결하기 위해 지난 30년 동안 상당한 연구를 수행했습니다. 이러한 접근법에는 플라스미드의 분해를 늦추기 위해 플라스미드의 안정성을 개선하고, 단백질 발현 수준을 증가시키기 위해 DNA 서열을 변경하고, 백신에 의해 생성된 면역 반응을 강화하기 위해 면역증강제를 사용하는 것이 포함됩니다.
상당한 양의 연구가 또한 더 강력한 면역 반응을 생성하기 위해 DNA 백신의 전달 방법을 개선하는 데 초점을 맞췄습니다. 기존의 접근 방식은 DNA 백신을 피부 아래 또는 근육에 주입하는 것과 관련이 있지만 연구자들은 일부 주사 없는 방법을 조사하고 있습니다.
최근까지 DNA 백신은 인간에서 생성되는 제한된 면역 반응으로 인해 동물용으로만 승인되었습니다. Zydus Cadila가 개발한 COVID-19 DNA 백신은 인간에 대한 사용 승인을 받은 최초의 DNA 백신이며 DNA 백신에 대한 중요한 진전을 나타냅니다.
특히 ZyCoV-D 백신의 투여에는 고압을 사용하여 백신이 피부 표면을 통해 침투하도록 돕는 간단한 바늘 없는 장치를 사용하는 것이 포함됩니다.
여러 개의
연구자들은 또한 췌장암, 유방암, 자궁경부암을 포함한 다양한 유형의 암에 대한 DNA 백신을 연구하고 있습니다. 종양 세포는 건강한 세포와 다른 단백질을 발현하며, DNA 백신은 면역 체계가 종양 세포를 인식하고 제거하도록 가르칠 수 있습니다.
새로운 코로나바이러스 및 COVID-19에 관한 최신 개발에 대한 실시간 업데이트를 보려면 클릭하십시오. 여기.
