비활성화 백신
1. 개요
불활성화 백신은 열이나 화학 물질로 처리하여 병원체의 감염력을 없앤 백신으로, 일본 뇌염, 소아마비 백신 등이 있다. 항원 제시 세포를 통해 면역 반응을 유도하며, 항체 매개 면역 반응을 주로 생성하지만 보조제를 통해 세포 매개 면역 반응을 강화할 수 있다. 종류로는 전체 병원체 불활성화 백신, 분할 바이러스 백신, 단백질 백신 등이 있다. 불활성화 백신은 생백신에 비해 부작용이 적고 안정적이지만, 면역 지속 기간이 짧아 여러 번 접종해야 하는 경우가 있다. 파상풍, 디프테리아 등 질병으로 인한 이환율과 사망률을 감소시켜 사회적 건강 증진에 기여했으며, 한국에서는 소아마비, A형 간염, 인플루엔자 백신 등 다양한 종류가 사용된다.
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| 동의어 | 사멸 백신 비복제 백신 |
|---|---|
| 진료 과목 | 공중 보건 면역학 가정의학 일반 의학 |
| 용도 | 감염병 예방 |
| 합병증 | 알 수 없음 |
| 접근 방식 | 알 수 없음 |
| 종류 | 알 수 없음 |
| 회복 시간 | 알 수 없음 |
| 다른 선택 사항 | 알 수 없음 |
| 결과 | 개인의 능동 면역 발달, 집단 면역에 기여 |
| 빈도 | 출생 ~ 성인기 |
| 비용 | 알 수 없음 |
| 작용 원리 | 병원체의 죽은 형태를 사용하여 면역 반응을 유도 |
|---|---|
| 장점 | 일반적으로 안전함 살아있는 백신을 사용할 수 없는 사람들에게 적합 |
| 단점 | 살아있는 백신보다 면역 반응이 약할 수 있음 추가 접종 (부스터 샷)이 필요할 수 있음 |
| 예시 | 폴리오 백신 (소아마비) 인플루엔자 백신 (독감) A형 간염 백신 광견병 백신 일본뇌염 백신 장티푸스 백신 콜레라 백신 페스트 백신 백일해 백신 (일부) |
| 역사 | 루이 파스퇴르가 닭 콜레라 백신 개발에 성공 (1879) |
|---|---|
| 참고 문헌 | 미국 질병통제예방센터(CDC) 예방접종 지침서 미국 보건복지부 백신 정보 |
| 관련 문서 | 예방 접종 일정 국가별 예방 접종 정책 |
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콜레라 백신
콜레라 백신은 콜레라 감염을 예방하기 위해 사용되는 백신으로, 세계보건기구는 질병이 풍토병인 지역에서 예방적 및 대응적 사용을 권장하며 경구 백신과 주사형 백신이 있고, 최근에는 생산 비용을 절감한 새로운 제형의 백신이 개발되어 전 세계 콜레라 백신 공급량 증가에 기여하고 있다. -
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광견병 백신
광견병 백신은 광견병 바이러스 감염을 예방하기 위해 사용되며, 노출 전 예방 접종과 노출 후 예방 접종으로 나뉘고, 안전하며 여러 종류가 존재하고, 야생 동물에서의 광견병 확산을 통제하기 위해 경구 광견병 백신 접종 프로그램이 사용된다. -
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코로나19 백신
코로나19 백신은 코로나19 감염을 예방하기 위해 개발되었으며, 다양한 기술 플랫폼을 기반으로 전 세계적으로 사용되었으나, 백신 접근성 불평등, 허위 정보, 법적 책임 문제 등 논란과 변이 바이러스 출현으로 인한 효과 감소, 부작용 등의 문제도 존재한다. -
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종두
종두는 천연두 예방 접종법으로, 중국의 인두법에서 시작하여 제너의 우두법으로 발전했으며, 한국에서는 정약용의 인두법 시행과 지석영의 우두법 도입을 거쳐 정부 차원에서 장려되었다.
2. 기전
비활성화 백신은 병원체를 불활성화시켜 분열 능력은 없지만, 면역계가 인식하여 적응 면역 반응을 유발할 수 있도록 일부 완전성을 유지한다. 올바르게 제조된 백신은 전염성이 없지만, 불활성화 과정이 부적절하면 전염성을 가진 입자가 남아있을 수 있다.
백신이 투여되면 항원은 항원 제시 세포(APC)에 의해 포획되어 림프절로 이동한다. APC는 주조직 적합성 복합체(MHC) 분자와 함께 항원의 일부인 항원 결정기를 세포 표면에 제시한다. 이 항원 결정기는 T 세포와 상호작용하여 T 세포를 활성화시킨다. 활성화된 보조 T 세포는 체액성 면역 또는 세포 매개 면역 반응을 유도하여 항원 특이적인 적응 면역계 반응을 발달시킨다. 이 과정을 통해 특정 병원체에 대한 면역 기억이 형성되어, 이후 동일한 병원체에 노출되었을 때 면역 체계가 더 빠르고 효과적으로 반응할 수 있게 된다.
비활성화 백신은 주로 항체 생성을 중심으로 하는 체액성 면역 반응을 유도하는 경향이 있다. 이는 백신 입자가 체내에서 증식하지 않아 감염 세포가 생기지 않기 때문이다. 하지만 보조제를 함께 사용하면 세포 매개 면역 반응을 더 강하게 유도할 수도 있다.
3. 종류
불활성화 백신은 병원체를 죽이는 데 사용되는 방법에 따라 분류할 수 있다. 주요 종류로는 전체 병원체를 사멸시키는 전체 병원체 불활성화 백신과 바이러스 외피를 파괴하여 만드는 분할 바이러스 백신이 있다.
한편, 일부에서는 '불활성화 백신'이라는 용어를 생백신이 아닌 모든 종류의 백신을 포괄하는 넓은 의미로 사용하기도 한다. 이 경우, 병원체의 특정 부분만을 사용하는 서브유닛 백신이나 독소를 약화시킨 톡소이드 백신도 불활성화 백신에 포함될 수 있다. 화학 처리를 통해 죽은 병원체 전체를 사용하는 좁은 의미의 불활성화 백신은 사백신이라고도 불린다.
3.1. 전체 병원체 불활성화 백신
열, 화학 물질 또는 방사선을 사용하여 전체 병원체를 사멸시켜 만든다. 인간용 백신에는 주로 포름알데히드나 베타-프로피오락톤 노출 방법이 널리 사용된다.
3.2. 분할 바이러스 백신 (Split virus vaccine)
분할 바이러스 백신은 세제를 이용하여 바이러스 외피를 파괴하는 방식으로 생산된다. 이러한 기술은 다수의 인플루엔자 백신 개발에 활용되고 있다.
3.3. 단백질 백신 (서브유닛 백신)
세포분획법, 특히 초원심분리법과 같은 방법을 통해 세포 내 구성 요소를 분리하고, 이렇게 얻어진 특정 단백질 조각(서브유닛, subunit)을 항원으로 사용하는 백신이다. 세포분획법은 원심분리를 이용하여 세포 구성 요소를 분리하는 대표적인 방법이며, 초원심 세포분획법은 더 강력한 초원심력을 이용하여 각 성분의 침전 속도 차이를 통해 세포 내 성분을 정밀하게 분리한다.
일부에서는 불활성화 백신이라는 용어를 '생백신이 아닌 모든 백신'을 포괄하는 넓은 의미로 사용하기도 하는데, 이 정의에 따르면 서브유닛 백신이나 톡소이드 백신도 불활성화 백신의 범주에 포함될 수 있다. 좁은 의미의 불활성화 백신(사백신)은 화학 처리 등으로 죽인 바이러스, 세균, 리케차 전체를 사용하는 반면, 서브유닛 백신은 면역 반응을 유도하는 특정 항원 부분만을 정제하여 사용한다는 차이가 있다. 넓은 의미에서는 항원 부분만을 배양하여 사용하는 경우도 불활성화 백신으로 통칭하기도 한다.
서브유닛 백신은 병원체 전체가 아닌 일부 항원만을 사용하므로 감염을 일으키지 않고, 항체 생성을 유도하는 체액성 면역만을 주로 유도한다. 세포성 면역은 거의 유도되지 않는 것으로 알려져 있다.
생백신에 비해 부작용 발생 위험이 낮다는 장점이 있지만, 체내에서 병원체가 증식하지 않기 때문에 면역 효과가 상대적으로 짧게 지속될 수 있다. 따라서 면역 반응을 강화하기 위해 보조제(adjuvant)를 함께 사용하거나, 여러 차례 추가 접종이 필요한 경우가 많다.
4. 장점 및 단점
비활성화 백신은 생백신에 비해 부작용이 적다는 장점이 있다. 하지만 체내에서 병원체가 증식하지 않아 면역 반응을 유도하는 능력이 상대적으로 약하고, 주로 항체를 형성하는 체액성 면역만 유도되는 경향이 있다. 이로 인해 면역 효과의 지속 기간이 짧아, 충분한 면역력을 얻고 유지하기 위해 보조제를 사용하거나 여러 차례 추가 접종이 필요한 경우가 많다.
4.1. 장점
* 불활성화된 병원체는 살아있는 병원체보다 안정적이어서 보관 및 운송이 더 용이하다.
* 생백신과 달리, 불활성화 백신은 병원체가 다시 독성을 띠게 되어 질병을 일으킬 위험이 없다. 예를 들어, 경구용 소아마비 백신(OPV)에 사용된 생백신 형태의 소아마비 바이러스가 드물게 독성을 회복하는 경우가 있어, 많은 국가에서 불활성화 소아마비 백신(IPV)으로 대체되었다.
* 또한, 불활성화 백신은 체내에서 복제되지 않으므로 면역 결핍 환자에게도 안전하게 투여할 수 있다.
4.2. 단점
비활성화 백신은 생백신에 비해 면역 반응을 유도하는 능력이 상대적으로 약하고, 면역 효과의 지속 시간도 짧은 경향이 있다. 이 때문에 충분한 보호 면역을 형성하고 유지하기 위해 면역 보조제를 사용하거나 여러 차례 추가 접종이 필요한 경우가 많다.
백신을 만들기 위해 병원체를 배양한 뒤 비활성화시키는 과정이 필수적인데, 이는 유전자 백신 등 새로운 방식의 백신에 비해 생산 속도를 늦추는 요인이 될 수 있다.
비활성화된 병원체는 체내에서 증식하지 않으므로 실제 감염을 일으키지 않는다. 이로 인해 세포성 면역은 거의 유도되지 않고, 주로 항체를 형성하는 체액성 면역만 유도된다는 특징이 있다. 면역 지속 기간이 짧아 여러 번 접종해야 하는 경우가 많은데, 이는 공중 보건 관점에서 접종 완료율을 높이는 데 어려움으로 작용할 수 있다. 예를 들어, 독감 백신은 매년 새로운 접종이 권장되며, A형 간염 백신은 보통 6개월 간격으로 두 번 접종해야 한다.
5. 사회적 영향
불활성화 백신의 사용은 파상풍, 디프테리아, 백일해와 같은 질병으로 인한 이환율과 사망률을 크게 줄여 더 건강하고 안정적인 사회를 만드는 데 기여했다. 특히 높은 예방 접종률을 통해 집단 면역을 달성한 선진국에서는 지역 사회 전체의 건강 수준이 눈에 띄게 향상되었다.
또한 소아마비, A형 간염, 인플루엔자와 같은 질병의 발생이 감소하면서, 심각한 후유증을 남기는 질병으로 고통받는 사람들이 줄어들었다. 이는 사회 전체의 생산성 증가로 이어지는 긍정적인 효과를 가져왔다. 질병으로 고통받는 가족 구성원을 돌봐야 했던 부담이 줄어들었으며, 아이들은 감염에 대한 지속적인 걱정 없이 학교에 다닐 수 있게 되었다. 불활성화 백신은 공중 보건 시스템에 대한 대중의 신뢰를 높이는 데 중요한 역할을 했으며, 특히 선진국에서는 매년 맞는 독감 예방 주사나 소아 예방 접종이 일상적인 생활의 일부로 자리 잡을 정도로 예방 접종 문화를 정착시키는 데 기여했다.
6. 한국에서의 불활성화 백신
한국에서도 불활성화 백신이 사용되고 있으며, 일본 뇌염 백신이나 소아마비 백신 등이 대표적인 예이다.