부산대 박형기 교수팀, COVID-19 mRNA 백신 항체 반응 패턴 규명

일본 연구진과 공동연구… 돌파감염 고위험군 조기 파악 방법 제시

부산대학교(총장 최재원)는 의생명융합공학부 박형기 교수 연구팀이 일본 연구진과의 공동연구를 통해 COVID-19 mRNA 백신 접종자의 항체 반응을 대규모 분석하고, 돌파감염(백신 접종 완료 후 감염) 위험이 높은 집단을 조기에 규명할 수 있는 방법을 제시했다고 22일 전했다.

부산대 박형기 교수.

이 연구는 2021년부터 2025년까지 약 2500명의 항체와 임상 데이터를 장기간 수집·분석한 결과로, 수학적 모델링과 인공지능(AI) 기법을 결합해 수행됐다.

연구팀은 mRNA 백신 접종 후 항체 반응이 △높고 오래 유지되는 '내구형' △충분히 형성되지 않는 '취약형' △처음에는 높게 형성되지만, 급격히 감소하는 '급속저하형' 등 특이적 패턴으로 구분됨을 규명했다. 특히 '취약형'과 '급속저하형' 집단은 돌파감염 위험이 높았으며, 이들은 접종 초기 단계에서 혈중 IgA 항체가 낮게 나타나는 특징을 보였다. 이는 IgA가 돌파감염 위험을 예측할 수 있는 바이오마커로 활용될 수 있음을 시사한다.

박형기 교수팀은 비지도 기계학습(Unsupervised Machine Learning)을 활용해 돌파감염 위험군을 분류하고, 단순 연령이나 임상 정보만으로는 예측이 어려운 고위험군을 IgA 지표를 통해 조기 파악할 수 있음을 입증했다.

연구 결과는 향후 ▲추가접종 시기와 우선순위 설정 ▲개인 맞춤형 면역 관리 ▲미래 팬데믹 대비 전략 수립 등에 과학적 근거를 제공할 것으로 기대된다.

이번 연구는 부산대 박형기 교수가 제1저자로 참여했으며, 일본 후쿠시마현립의대 츠보쿠라 마사하루 교수팀의 데이터와 나고야대 이와미 신고 교수팀의 수학적 모델을 기반으로 공동 수행됐다.

연구 성과는 융합 의학 분야의 세계적 권위지 '사이언스 트랜스레이셔널 메디슨(Science Translational Medicine)' 9월 17일 자(현지시간)에 게재됐다.

박형기 교수는 "mRNA 백신 항체 반응의 차이를 정밀하게 규명하고, 추가접종이 더 일찍 필요한 집단을 과학적으로 제시했다는 점에서 의미가 크다"며 "향후 백신 정책 수립과 팬데믹 대응 전략 마련에 중요한 근거가 될 것"이라고 강조했다.

영남취재본부 조충현 기자 jchyoung@asiae.co.kr