본 발명은 MTBK_20640 단백질을 포함하는 결핵 예방용 백신 조성물 및 MTBK_20640 단백질을 포함하는 결핵 치료 또는 예방용 약학적 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 MTBK_20640 단백질은 결핵균에 의한 감염을 유발시킨 동물 모델의 비장과 폐에서 높은 IFN-γ 생성능을 나타내며, 빠른 후천적 방어면역의 형성과 T 세포의 기억화를 유지시켜줌으로써 결핵을 효과적으로 예방할 수 있다. 특히 최근 결핵의 예방에 중요하다고 알려진 다기능 T 세포의 생성을 유도한다. 또한 결핵의 치료 시에도 사용 가능하여 재발율이 높은 고병원성 결핵의 재발 또는 재감염을 예방하고 치료 효율을 높이는 데 유용하게 사용될 수 있다.