[바이오 세션] Human Immunome Project 본격 추진 예정

[바이오 세션]  Human Immunome Project 본격 추진 예정

 

 

 

전 세계 수십만 명의 지원자로부터 면역 관련 대규모 데이터셋을 생성하고, 면역 시스템의 AI 모델 구축을 목표로, Human Immunome Project(HIP)가 올해 본격 추진될 예정. HIP는 글로벌 파트너링을 위해 참여기관을 모집하고 있으며, 초기 단계에는 7개 사이트(아프리카, 호주, 동아시아, 유럽, 중동, 북미, 남미)를 설립하여 글로벌 인구 다양성과 면역 반응을 대표하는 면역 데이터셋을 구축하는 데 집중할 예정

▸주요 출처 : Science News, Giant project will chart human immune diversity to improve drugs and vaccines, 2024.1.2

 

 

■ 대규모 면역 관련 데이터셋을 생성하고, 면역 시스템의 AI 모델 구축을 목표하는 Human Immunome Project(HIP)가 올해 본격 추진될 예정

○ 헤파티티스(Hepatitis) B 백신은 일반적으로 수십 년 동안 해당 바이러스의 감염을 막는 강력한 예방 접종 중 하나이지만, 약 10%의 사람들에게는 효과가 없는 것으로 조사

• －︎왜 이런 현상이 발생하는지에 대해 백신 접종자의 면역 체계 데이터, 특정 단백질과 유전자의 활동 패턴 분석으로 바이러스 방어력 생성 여부를 예측할 수 있다는 연구 결과가 발표

※ 관련 논문 : Front. Immunol., Multi-Omic Data Integration Allows Baseline Immune Signatures to Predict Hepatitis B Vaccine Response in a Small Cohort, 2020.11.30.

• －︎인간 면역 시스템은 분자, 세포, 기관 간의 복잡한 상호작용을 포함하는 동적인 다중 네트워크로, 외부 병원체와 다른 스트레스 요인에 대응하여 몸을 방어하는 중요한 역할을 수행

※ 현재의 멀티오믹스 접근법과 면역 모니터링 기술의 발전에도 불구하고, 글로벌 면역 다양성을 이해하기 위해 필요한 면역학 데이터의 1%만 사용 가능

 

○ 위에서 설명한 연구 결과와 문제 인식을 기반으로 전 세계 수십만 명의 지원자로부터 면역 관련 데이터를 수집하는 Human Immunome Project(HIP)를 2024년 본격 추진될 예정

• －︎2016년 Human Vaccines Project(HVP)로 시작된 HIP는 가장 크고 포괄적인 면역학 데이터베이스를 생성하고, 이 데이터로 면역 시스템의 AI 모델을 구축
• －︎이를 통해 의료 연구와 신약 개발을 가속화하고, 전 세계적으로 건강을 개선하며 의료 비용을 감소시키는 것을 목표

 

■ HIP는 초기 5년(2024∼2028년) 동안 글로벌 인구 다양성과 면역 반응을 대표하는 면역 데이터셋을 구축하는 데 집중할 예정

○ 초기 5년 계획의 1단계(2024∼2026년)에는 나이, 지리, 건강 상태, 성별, 사회·경제적 지위를 아우르는 다양한 인구 집단을 반영하는 멀티오믹 면역학 기초 데이터를 생성하기 위해 아래의 3개 목표를 설정

1. 선도 사이트 구축 : 7개 사이트(아프리카, 호주, 동아시아, 유럽, 중동, 북미, 남미)를 설립

※ 각 지역 사이트에서 500명의 지원자로부터 광범위한 데이터를 수집. 이를 통해 면역학 기초 데이터셋을 구축하고, 다양한 면역학 요소(세포, 전사체, 항체, 단백질, 후성 유전적 변형, 대사체 등)를 고해상도로 분석

2. HIP 사이트 확장 모델 구축 : 향후 전 세계 70∼100개 사이트로 확장할 수 있도록 선도 사이트의 프로토콜과 구조를 복제가능한 모델로 구축

3. 면역 모니터링 키트(Immune Monitoring Kit, IMK) 개발 : 고해상도로 면역 시스템을 광범위하게 측정할 수 있는 고급 도구를 개발

※ 다양한 인구 집단에서 표준화된 멀티오믹 데이터를 대규모로 수집하여 2단계를 시작할 수 있는 기반을 마련

 

○ 2단계(2027∼2028년)에는 1단계 성과를 바탕으로 아래의 2개 목표를 설정

1. 전 세계적으로 사이트를 70∼100개까지 확장 : 인구의 다양성을 포괄하여 면역 기능과 반응의 다양성을 분석

※ 사이트 당 지원자를 500명에서 약 10,000명으로 증가시켜 글로벌 공중 보건 문제에 대응하기 위해 필수적인 다양성(연령, 인종, 건강 상태, 성별 등)을 포착

2. 면역 모니터링 키트(IMK) 배포 : 표준화된 데이터 수집을 보장하는 IMK를 전 세계적으로 배포

※ 이 키트는 일관된 측정을 보장하고, 지역 사이트가 데이터 생성, 처리, 저장 능력을 개발할 수 있도록 지원

 

○ 이 프로젝트는 거의 2조 개의 면역 측정치를 생성하고, 이 데이터는 중앙 데이터베이스를 통해 공개적으로 사용할 수 있게 할 계획

• －︎개별 연구자는 HIP 데이터와 다른 정보를 사용하여 특정 약물이나 병원체와 같은 스트레스에 어떻게 반응할지를 예측할 수 있는 AI 모델도 구축할 예정

 

■ 이를 위해 후기 5년(2029∼2033년) 동안 공개적으로 이용 가능한 면역 시스템 예측 모델 개발에 집중할 계획

○ 면역 시스템 예측 모델을 통해 백신 개발, 감염병, 자가면역 질환, 암, 신경퇴행성 질환 등에서 면역을 최적화하여 건강 결과를 개선하는 데 혁신을 가져올 것으로 기대

• －︎HIP는 과학자들이 인간 면역 체계의 다양성과 복잡성을 더 잘 이해하고, 이를 통해 새로운 치료법과 약물 반응을 예측하는 데 도움이 될 수 있다고 예상

 

○ 이 기간 추가적으로 인공 면역 시스템과 면역 분자 인식에 대한 정량적/ 예측적 모델을 개발할 계획으로,

• －︎인공 면역 시스템은 다중적인 면역의 상호작용 특징을 재현하여 다양한 치료적 개입의 효과를 신속하게 테스트
• －︎또한 T세포, B세포 등 다양한 면역세포의 수용체는 분자 패턴을 인식하고 기억함으로써 인체의 면역 체계를 형성하는데, 이러한 분자 인식을 대규모로 조사하여 현재 제한된 분자 인식 예측 능력을 확대

 

○ 이 프로젝트의 실현을 위해 HIP는 약 10년 동안 10억 달러에서 30억 달러의 예산이 필요하다고 설명

• －︎이를 위해 HIP는 현재 파트너를 넘어 자선 단체, 정부, 제약사들로부터 필요한 자금을 모금 중