성균나노과학기술원 (SAINT) 임용택 교수 연구팀은 (공동 제1저자 유연정 박사과정, 김수현 석사)이 감염성 질환에 대한 범용적이고 지속럭 있는 면역 반응을 유도하는 ‘다중스케일 동적 면역조절 (multiscale dynamic immunomodulation) 백신 아주번트 플랫폼 SE(Trojan-TLR7/8a)’을 개발하였다. 임용택 교수 연구팀은 이미 동역학적으로 면역기전을 제어할 수 있는 핵심 소재인 Trojan-TLR7/8a를 세계 최초로 개발 [nature nanotechnology (2023년)]하였고, 다양한 종양모델에서 신규 면역항암제로서의 효능을 입증 [Advanced Materials (2023, 2024) 등]한 후에, 핵심소재를 국내 벤처에 기술이전한 경험이 있다.

본 연구에서는 백신 전달 속도 및 위치를 거시적·미시적 수준에서 정밀하게 조절 (다중스케일 면역조절)함으로써, 면역반응의 질(quality)과 지속성(persistency)을 모두 향상시키는 혁신적 기술로, 비탈진성 항원제시세포 (non-exhausted APC)를 유도하여 항원 및 아주번트를 림프절로 효율적으로 전달하고, 림프절내의 지속적인 면역 활성화를 통해 효과적인 T 세포 반응을 유도하였다.

기존 백신은 항체 중심 면역에 의존해 장기 면역 기억 형성이나 변이 대응에 한계가 있었고, 감염 세포 제거에 중요한 CD8⁺ T 세포 반응도 충분히 유도하지 못했다. mRNA 백신이 혁신을 가져왔지만 변이 대응력, 면역 지속성, 저장 조건 등에서 여전히 개선이 필요하며, 이에 따라 T 세포 기반 면역을 효과적으로 유도할 수 있는 새로운 백신 설계 전략이 요구되고 있다.

임용택 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하고자, 세포내 작용 시점과 위치를 제어할 수 있는 톨-유사수용체 7/8 작용제 ‘Trojan-TLR7/8a’를 임상 승인된 스쿠알렌 기반 나노에멀젼 ‘SE’에 안정적으로 탑재하여 ‘SE(Trojan-TLR7/8a)’ 플랫폼을 개발했다. 또한 이 플랫폼은 동결건조 (lyophilization)가 가능하여, 향후 백신 유통·저장 측면에서도 높은 실용성을 갖추고 있다.

뿐만 아니라, 본 연구는 IBS 한국바이러스 기초연구소 (최영기 소장) 및 충남대학교 수의대 (이종수 교수)와의 공동연구를 통해 코로나19 변이바이러스, 인플루엔자 바이러스 아형 및 중증열성혈소판감소증후군 바이러스 (SFTSV) 등 다양한 병원체 모델에서 범용적이고 장기적인 보호 능력을 입증하였다. SE(Trojan-TLR7/8a) 접종군에서 100% 생존율을 보였으며, TFH 세포 및 GC B 세포의 반응 증진을 통한 중화항체 생성은 물론 항원 특이적 다기능 CD8+ T 세포 (polyfunctional T cell)을 유도함을 확인하였다. 최근에도 Alum + Liposome(Trojan-TLR7/8a) 기반 아주번트 플랫폼들의 효능 및 MOA를 검증하여 nature communications (2025)에 게재하기도 하였다.

본 연구 성과는 면역학 및 바이오의학 분야의 (Immunology and biomedical science) 분야의 세계적으로 권위 있는 학술지인 Cellular and Molecular Immunology (IF: 21.8, 2025년 6월 25일 온라인 게재)에 발표되었다.

저자: 유연정 (제1저자, 박사과정), 김수현 (공동 제1저자, 석사), 송주아 (공저자, 석박사통합과정), 임용택 (교신저자, 성균관대 교수)
논문명: Multiscale dynamic immunomodulation by a nanoemulsified Trjoan-TLR7/8a adjuvant for robust protection against heterologous pandemic and endemic viruses (Cellular and Molecular Immunology; IF=21.8, 2025)
D.O.I.: https://www.nature.com/articles/s41423-025-01306-6

[그림 1] SE(Trojan-TLR7/8a) 개발 과정 및 작용 메커니즘

[그림 2] SARS-CoV-2 모델에서 SE(Trojan-TLR7/8a)에 의한 항원 특이적 다기능 CD8+ T 세포와 중화항체 유도