알츠하이머 백신 시대 곧 열릴듯! - 타우 단백질 표적 치료의 최신 연구

알츠하이머 예방 백신, 현실이 되다: 타우 단백질을 겨냥한 혁신적 접근

알츠하이머병은 전 세계 수천만 명이 겪고 있는 대표적인 신경퇴행성 질환입니다. 최근까지도 ‘완치 불가능한 병’이라는 인식이 강했지만, 새로운 연구가 그 흐름을 바꾸고 있습니다. 미국 뉴멕시코대학교(University of New Mexico)의 키란 바스카르(Kiran Bhaskar) 박사 연구팀은 알츠하이머병을 예방할 수 있는 실험 백신을 개발했고, 2025년 4월 발표한 최신 논문을 통해 인간 임상 1상 진입을 눈앞에 두고 있다고 밝혔습니다. 이 백신은 ‘타우 단백질’을 표적으로 하는 완전히 새로운 방식으로, 기존 치료제들이 넘지 못한 한계를 극복할 수 있을 것이라는 기대를 모으고 있습니다.

이번 글에서는 알츠하이머병의 병리적 원인, 타우 단백질의 역할, 백신의 작용 원리, 동물 실험 결과, 기존 치료제와의 차이점, 향후 임상 계획까지 상세히 살펴보겠습니다.

---

1. 알츠하이머병이란 무엇인가?

알츠하이머병은 전체 치매 환자의 약 60~70%를 차지하는 대표적인 질환으로, 서서히 기억력과 판단력, 언어 능력 등 인지 기능이 저하되는 것이 특징입니다. 초기에는 일상적인 건망증 수준으로 시작하지만, 병이 진행되면 가족도 알아보지 못하고 스스로 식사나 위생 관리조차 어려워지는 심각한 단계로 이릅니다.

알츠하이머병의 병리적 원인으로는 크게 두 가지가 꼽힙니다:

• 아밀로이드 베타 단백질의 축적
  이 단백질이 뇌세포 사이에 비정상적으로 쌓이며 플라크(plaque)를 형성해 세포 간 신호 전달을 방해합니다.
• 타우 단백질의 엉킴(tangle)
  원래는 뉴런 구조를 안정시키는 단백질이지만, 변형되면 신경세포 내에 덩어리를 이루며 세포 사멸을 유도합니다.

기존 치료제들은 주로 아밀로이드 베타를 겨냥했지만, 병의 진행을 조금 늦추는 데 그쳤고 부작용도 적지 않았습니다. 이에 따라 학계는 타우 단백질을 직접 겨냥하는 치료법에 주목하게 됩니다.

---

2. 타우 단백질의 역할과 병리적 변화

타우 단백질은 신경세포 안에서 ‘미세소관’이라는 구조를 안정시키는 역할을 합니다. 미세소관은 뉴런에서 신호와 물질을 이동시키는 일종의 ‘고속도로’ 같은 역할을 하죠. 그러나 타우 단백질이 과도하게 인산화(phosphorylation) 되면, 모양이 변형되어 제 역할을 못 하게 됩니다.

이렇게 변형된 타우 단백질(pTau)은 세포 내부에 축적되거나 외부로 배출되어 주변 뉴런에 전이되며, 알츠하이머병의 특징인 신경섬유다발(neurofibrillary tangle)을 형성합니다. pTau는 아밀로이드 베타보다도 더 뇌의 퇴행성 변화를 직접적으로 유발하는 것으로 알려져 있습니다.

특히, pTau의 pT181 부위는 병리적 변화가 시작되는 대표적인 지점이며, 혈액과 뇌척수액 검사에서도 알츠하이머 조기 진단 바이오마커로 사용되고 있습니다.

---

3. 백신의 작용 원리: VLP 기술의 혁신

이번 연구에서 UNM 연구팀은 Qβ 바이러스 유사 입자(Virus-Like Particle, VLP) 기술을 활용해 백신을 개발했습니다. 이 기술은 ‘껍데기만 있는 바이러스’를 이용해 면역 반응을 유도합니다. 이 구조에 알츠하이머 병리의 주요 요소인 pT181 펩타이드를 부착해, 면역세포가 타우 단백질을 인식하고 공격하도록 유도합니다.

이 백신의 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 표적 에피토프 기반 설계
  병리적 타우 단백질의 pT181 부위만 선택적으로 인식해, 정상 타우 단백질은 보호하면서 병리적 단백질만 제거합니다.
• 보조제 없이도 면역 반응 유도
  일반적으로 백신에는 면역 자극을 위한 보조제가 필요하지만, VLP 자체의 구조적 특성만으로도 강한 면역 반응을 유도할 수 있어 안전성과 효율성을 동시에 확보합니다.
• 주사 1회 + 부스터 2회
  동물 실험에서 단 3회의 접종만으로도 수개월 이상 항체가 유지되는 것이 확인되었습니다.

---

4. 동물 실험 결과: 과학적 근거 확보

A. 유전자 조작 쥐 실험 (PS19, hTau 모델)

• 기억력 및 공간 인지 능력 향상
  미로 테스트(Morris water maze) 등에서 백신 접종 쥐는 비접종군에 비해 빠르게 출구를 찾고 더 오래 기억을 유지했습니다.
• 뇌 위축 및 타우 엉킴 감소
  Gallyas 은염색법을 통해 타우 엉킴이 50% 이상 감소했으며, MRI 검사에서도 해마(기억 중추) 부위의 위축이 현저히 줄었습니다.

B. 비인간 영장류 실험 (마카크 원숭이)

• 지속적 항체 반응
  2회 접종 이후 항체가 최소 18개월 이상 유지되었으며, 반복 접종 없이도 효능이 지속됨을 보여줍니다.
• 인간 조직 반응 확인
  원숭이 혈청에서 생성된 항체를 알츠하이머 환자의 뇌조직 및 혈장에 적용한 결과, 병리적 pTau와 선택적으로 결합하는 것이 확인되었습니다. 이는 백신이 인간에게도 적용 가능할 수 있음을 시사합니다.

---

5. 기존 치료제와 무엇이 다른가?

현재 FDA에서 승인된 알츠하이머 치료제들은 대부분 아밀로이드 베타를 제거하는 데 집중되어 있으며, 대표적인 약물로는 ‘레캔맙(Lecanemab)’과 ‘아두헬름(Aduhelm)’이 있습니다. 그러나 이들 치료제는 다음과 같은 한계를 지닙니다:

• 치료 시점이 너무 늦어, 병의 진행을 20~30%밖에 늦추지 못함
• 두통, 뇌부종, 출혈 등 심각한 부작용 발생
• 예방이 아닌 ‘진행 억제’에만 초점

반면, 타우 백신은:

• 병리적 타우 단백질을 직접 제거함으로써 근본적 원인에 접근
• 증상 발생 전 접종 가능성으로 예방적 치료 가능
• 부작용이 적고, 장기 효과가 있음

---

6. 임상 시험과 향후 계획

현재 연구팀은 벤처 캐피털과 알츠하이머 협회 자금을 통해 2025년 말 임상 1상 진입을 준비 중입니다. 인간 대상 첫 임상 시험은 소규모로 진행되며, 안전성과 항체 반응 형성을 중심으로 평가됩니다. 향후 계획은 다음과 같습니다:

• 1상(2025~2026): 안전성 및 면역 반응 검증
• 2상(2026~2028): 초기 환자 대상으로 인지 기능 개선 및 뇌 영상 확인
• 3상(2028~2030): 대규모 다기관 임상, 예방 효과 입증

만약 임상이 성공적으로 진행되면:

• 초기 알츠하이머 환자에게 조기 접종
• APOE4 유전자 보유자 등 위험군에게 예방 접종 확대
• 전두측두엽치매, 진행성 핵상마비 등 타우병증 치료 확장

---

7. 결론: 알츠하이머 치료의 새로운 전환점

이번 UNM 연구팀의 백신은 단순한 증상 완화를 넘어, 질병 자체의 예방과 근본 치료 가능성을 제시한 획기적인 시도입니다. 과거에는 상상하기 어려웠던 ‘알츠하이머 백신’이라는 개념이, 이제는 점차 현실로 다가오고 있습니다.

현재 약 5,500만 명의 알츠하이머 환자가 존재하며, 2050년까지 그 수는 두 배 이상으로 증가할 것으로 예상됩니다. 타우 단백질 백신이 상용화된다면, 인간의 뇌 건강과 수명 연장에 중대한 전환점을 가져올 것입니다.

---

궁극적으로 이 백신은 신경퇴행성 질환 전반에 대한 새로운 치료 패러다임을 제시하며, 기억을 지키기 위한 인류의 오랜 도전에 실질적인 해답이 될 수 있습니다. 앞으로의 임상 시험 결과에 따라 우리는 어쩌면 “치매 없는 노년”이라는 미래에 한 걸음 더 가까워질 수 있을지도 모릅니다.