가장 치명적인 뱀의 해독제 개발

19종의 독사에 효과적인 항혈청

3중 항독소, 가장 치명적인 뱀의 독소 중화

강력한 해독제:

맘바, 코브라, 타이판, 크레이트를 포함한 19종의 치명적인 뱀에 광범위하게 효과적인 항혈청을 최초로 개발됐다. 쥐 실험 결과, 이 새로운 항독소는 모든 독사의 신경독을 중화하는 것으로 나타났다. 이 항독소는 뱀독에 대해 수백 번 면역 반응을 보인 한 남성의 항체를 기반으로 만들어졌다. 이 항체 칵테일은 다른 광범위 항독소의 모델이 될 수 있으며, 보편적인 항혈청 개발로 이어질 수 있다.

▲ 전 세계적으로 코브라를 포함해 600종 이상의 독사가 있다. pixabay

매년 전 세계적으로 약 10만 명이 뱀 물림으로 사망하며, 특히 시골 지역에서 사망한다. 많은 뱀은 최대 70가지의 서로 다른 독소가 혼합된 독을 생성한다. 이러한 독소 중 다수는 신경을 마비시켜 먹이와 사람 모두에게 마비, 질식, 심정지를 유발한다.

지금까지 해독제의 단점

이러한 뱀독을 중화하려면 해당 독의 단백질에 특이적으로 결합하여 중화하는 활성 물질이나 항체가 필요하다. 지금까지 이러한 항독제는 일반적으로 말이나 양에게 개별 뱀 종의 독소를 소량 투여하는 방식으로 생산되었다. 그러면 동물들은 항체를 만들고 동물의 혈액에서 항체를 추출해 필요한 경우 사람에게 주사할 수 있다.

그러나 비인간 항체에 대한 심각한 부작용이 발생할 수도 있다. 더욱이 이 방법은 특정 뱀독에 대한 해독제만 제공한다. 물린 사람은 600종이 넘는 독사 중 어떤 종을 만났는지 알지 못하는 경우가 많아 항혈청 선택이 상당히 어렵다. 뱀의 DNA 검사가 항상 가능한 것은 아니다. 또한 모든 해독제를 언제 어디서나 구할 수 있는 것은 아니다.

이례적인 헌혈에서 얻은 항체

의사들은 오랫동안 여러 독소를 동시에 중화하는, 광범위하게 효과가 있거나 심지어 보편적인 해독제를 개발하는 방법을 모색해 왔다. 이전의 시도는 대부분 합성 항체에 의존했다. 사우스샌프란시스코에 있는 센티백스(Centivax)의 제이콥 글랜빌(Jacob Glanville)이 이끄는 연구팀은 인간 기증자의 천연 항체를 기반으로 이러한 해독제를 개발했다.

이 남성은 다양한 뱀독을 소량 의도적으로 자신에게 주사하여 856회 자가 면역을 획득했다. 글랜빌은 "이 기증자는 거의 18년 동안 16종의 치명적인 뱀에게 수백 번 물리고 자가 면역을 획득했으며, 용량을 점차 늘려가고 있다. 이는 보통 말을 죽일 수 있는 양이다"고 보고했다.

연구 개요도: 의사들은 독에 대한 풍부한 경험을 가진 기증자의 항체를 사용하여 광범위 해독제를 개발했다. © Glanville et al.

19종의 엘라피드 독 검사

의사들은 이 남성의 면역 체계가 어떤 항체를 생성했는지, 그리고 이 항체를 해독제로 사용할 수 있는지 검사했다. 연구팀은 기증자 혈액의 기억 B 세포에서 항체를 분리하고 어떤 신경독소에 효과적인지 검사했다.

연구의 초점은 엘라피드(Elapid)과에 속하는 19종의 뱀의 신경독소에 맞춰졌다. 엘라피드과에 속하는 뱀은 세계보건기구(WHO)에 따르면 세계에서 가장 치명적인 뱀 중 하나다. 이 뱀은 맘바, 코브라, 타이판, 크레이트를 포함한 모든 독사 종의 약 절반을 차지한다. 검사 대상 뱀 종은 북미, 아프리카, 아시아, 호주, 오세아니아에 서식한다.

글랜빌과 그의 동료들은 기증자로부터 분리한 항체를 19종의 뱀독 중 하나 이상을 투여받은 쥐에게 순차적으로 투여했다. 그들은 여러 항체를 점차적으로 혼합하여 한 번에 가능한 한 많은 독을 중화할 수 있는 칵테일을 만들었다.

항혈청 칵테일은 검사 대상 뱀 모두에게 효과적

연구 결과, 이 남성은 실제로 여러 개의 항체를 생성했으며, 각 항체는 여러 개의 뱀 신경독소에 동시에 효과적인 것으로 밝혀졌다. 결정 분석과 구조 비교 결과, 항체는 진화적으로 보존된 독 단백질 부분에 결합한다.

이 항체 두 개를 소분자 바레스플라딥(varespladib)과 결합시켜 마우스 실험에서 시험한 19종의 뱀독을 모두 중화할 수 있는 항혈청 칵테일을 만들었다. 연구팀은 이 항혈청이 13종의 뱀에 대해 완전한 방어 효과를, 나머지 종에 대해서는 부분적인 방어 효과를 보였다고 보고했다.

(A) 광범위한 독에 노출된 이력이 있는 공여자로부터 광범위 중화 항체가 회수되었다. (B) 19종의 WHO 1등급 및 2등급 다양성 집합에서 독에 대한 방어력을 확장하는 성분을 반복적으로 추가하여 광범위 항독제 칵테일을 개발했다. (C) 2001년부터 2018년까지의 과면역 공여자 면역 기록. (D) 재조합 LNX에 대한 혈청 반응성, 과면역 공여자(면역) 대 독에 노출되지 않은 공여자(대조군). (E) 건강한 대조군(파란색), 과면역 공여자의 총 항체 레퍼토리(와인색), 과면역 공여자의 항독제 특이 항체 레퍼토리(주황색), 그리고 세 손가락 독소에 대한 광범위 중화 항체(빨간색). (출처:관련논문 May 02, 2025 Snake venom protection by a cocktail of varespladib and broadly neutralizing human antibodies / Cell)

항혈청 칵테일에 포함된 첫 번째 항체(LNX-D09)는 시험 대상 뱀 6종(주로 코브라와 블랙맘바)의 독을 중화했다. 합성 활성 성분인 바레스플라딥은 타이판 2종과 호랑이뱀 1종의 독을 중화했고, 두 번째 항체(SNX-B03)는 크레이트, 코브라, 수달을 포함한 나머지 종의 독을 중화했다.

더욱 광범위한 보호 효과?

생쥐 실험 결과는 이 3단계 칵테일이 이번 연구에서 시험되지 않은 다른 많은 엘라피드(독사목)에도 효과적일 수 있음을 시사한다. 글랜빌의 연구진은 이제 호주에서 뱀에 물려 동물병원에 자주 데려오는 개를 대상으로 항독제 칵테일을 추가 시험할 계획이다.

이 광범위 항독제는 이후 인체 임상시험에서 시험될 예정이다. 연구진은 칵테일의 효과를 더욱 높이고 용량을 최적화하는 것이 목표다. 항체가 인간 유래이기 때문에 글랜빌과 그의 동료들은 기존 항독제보다 내약성이 더 좋을 것으로 기대하고 있다.

만능 항독제에 대한 기대

또한, 연구진은 엘라피드와 동일한 방법론을 사용하여 다른 대형 독사과인 살무사를 표적으로 하는 항독제를 개발할 계획이다. 컬럼비아 대학교의 선임 저자인 피터 퀑은 "최종 결과물은 단일 범독소 해독제 칵테일이 될 수도 있고, 엘라피드와 살모사를 위한 두 가지 해독제를 만들 수도 있다. 왜냐하면 세계 일부 지역에는 특정 뱀 그룹만 존재하기 때문이다"고 설명했다.

따라서 이 기술은 다른 광범위 해독제의 모델이 될 수 있으며, 보편적인 항독제 개발의 길을 열 수 있다.

(Cell, 2025; doi: 10.1016/j.cell.2025.03.050)

출처: Cell Press