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"개발기간 1년? 지금까지 이런 백신은 없었다"
기사입력 : 20.11.23 05:45
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박상준 기자: 메디칼타임즈가 한주간의 이슈를 진단하는 메타 포커스 시간입니다. 오늘은 최근 긴급사용 승인에 바짝 다가선 신종 코로나바이러스 백신에 대한 이슈들을 자세히 짚어보겠습니다. 최근 화이자와 모더나가 개발한 백신이 대표적인데요, 이들 백신이 기존 백신과는 조금 다르다고 합니다. 어떤 부분이 다른지 또 기대효과는 어느정도인지 의약학술팀 원종혁 기자와 함께 이야기 나눠보겠습니다.

박상준 기자: 원 기자, 화이자와 모더나가 개발한 코로나19 백신후보가 다음달 미국FDA 긴급사용승인을 기다리는 상황인데요. 이 두 백신이 유전공학백신이라 평가받는 mRNA 백신이라고 하죠?

원종혁 기자: 현재 우리가 보편적으로 접종하고 있는 백신은, 생백신과 사백신 두 종류입니다. 기존 생백신이나 사백신의 경우, 세균이나 바이러스 등 전체 균주를 주입하는 방식을 가졌지만, 이번에 화이자제약이나 모더나가 개발에 성공한 차세대 유전공학 백신(Genetic engineering vaccine)은 다소 생소할 수는 있겠지만, (메신저)mRNA 성분을 이용하는 백신입니다.

그동안 언론보도를 통해 많이 접하셨겠지만, 코로나19 바이러스의 구조와 생김새는 전자현미경 사진을 통해 나와있습니다. 바이러스의 표면에 뾰족뾰족 돌기처럼 솟아있는 일명 '스파이크 단백질(S-protein)'이 인간 세포표면의 수용체인 'ACE2'와 결합해 문제를 일으키게 되는데요. 여기서 mRNA 백신은, 코로나19 바이러스의 이러한 스파이크 단백질을 만드는 mRNA 성분을 변형시킨 백신입니다. 바이러스 표면에 쇠뿔 모양의 돌기인 단백질, 즉 스파이크 성분을 체내에 미리 만들어 바이러스에 대한 면역력을 생성하게 하는 원리입니다.

박상준 기자: 전체 균주를 주입하는 기존 백신과는 태동부터가 다르다는 얘기인데요, mRNA 백신 기술을 자세하게 설명해주시죠.

원종혁 기자: 네. mRNA는 세포가 살아가는데 중요한 역할을 담당하는 유전물질인 리보핵산(RNA) 중 하나입니다. 여기서 mRNA는 DNA 안에 저장된 인체 유전자정보가 단백질이란 형태로 발현될때까지 꼭 거쳐야만 하는 중간과정에 속합니다.

mRNA 백신을 만들기 위해서는, 문제가 되는 바이러스의 유전물질에서 감염병을 예방하는 항체를 만드는데 꼭 필요한, 특정 단백질 항원 생산을 담당하는 유전자가 무엇인지를 먼저 규명해내야만 합니다. 이후 제조사는 여기에 해당하는 mRNA를 만들게 되고, 이를 백신에 활용하는 것입니다.

일반적으로 바이러스의 단백질, 즉 외부 항원이 인체에 들어오게 되면 몸에서는 면역반응이 일어나고, 그 결과로 바이러스에 대항하는 항체가 형성되는데요. mRNA 백신은 기존 사백신이나 생백신처럼 바이러스 단백질 대신에, 말그대로 mRNA 성분을 주사하는 방식이죠. 이렇게 mRNA 백신을 주사하게 되면 체내에서는 바이러스 단백질 즉, 항원이 만들어지게 되고, 해당 단백질에 대해 인체 면역체계가 항체를 형성할 수있도록 유도하는 과정을 가지게 되는 것입니다.

기존 백신들이 달걀에서 단백질 원료 성분을 배양하는 등 길고 긴 절차를 거쳐야 했던 반면, mRNA 백신 기술을 활용하면 단백질 성분을 배양하는 이러한 과정이 생략되게 되는 겁니다.

박상준 기자: '바이러스를 직접사용하지 않고, 단백질 성분을 배양하는 과정이 생략된다'는 게 포인트인거 같은데요, 해당 백신들에 주목하는 특징은 무엇인가요?

원종혁 기자: 우선 바이러스를 직접 사용하지 않기 때문에 비감염성으로, 상대적으로 안전하다고 볼 수 있습니다. 또 직접 주사하는 mRNA 성분을 다양하게 변형시킬 수 있어 체내에 필요한 단백질 항원을 쉽게 만들 수 있다는 것도 큰 강점으로 평가되는데요.

무엇보다 전문가들은, 기존 백신과 달리 생산과정이 빠르고, 저렴하게 생산이 가능하다는 점을 높이 평가하는 분위깁니다. 코로나19 팬데믹 사태로 환자 관리가 급박한 상황에서, 과거 백신개발에만 10~15년 정도가 걸렸다는 점을 감안해보면 이번 코로나 사태에서 mRNA 백신이 최단시간에 신속하게 개발될 수 있었던 배경 중 하나로 지목되는 겁니다. 그만큼 유전자기술이 진보했다는 것이죠.

박상준 기자: 오는 12월 중으로 이러한 mRNA 백신의 긴급사용승인이 가능해질 분위깁니다. 현재 화이자와 모더나 백신 두 가지가 물망에 올랐는데요, mRNA 백신 두 종 어떠한 차이점을 가질까요.

원종혁 기자: 현재 화이자와 모더나가 개발한 mRNA 백신 후보는 공통적으로, 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질을 만드는 mRNA 성분을 바탕으로 개발이 됐습니다.

mRNA만 주입하게 되면 체내에 들어가서 금방 파괴될수 있기 때문에, 세포내에서 필요로하는 단백질이 만들어질 때까지 유효성분이 파괴되지 않도록 포장하는 전략이 필요한데요. 두 회사 모두 mRNA에 당 성분을 결합시키고, 세포막과 같은 지질성분으로 감싼 것이 특징입니다. 나노 크기 수준의 지질입자 형태를, 체내에 주입하는 것은 공통적이라고 보면 될 것같습니다.

아직 구체적인 논문이 발표되지 않아 직접 비교는 어렵겠지만, 전문가들은 화이자와 모더나의 백신은 일단 mRNA 변형 방법에 차이가 있을 것으로 내다보고 있습니다. 나노 입자 크기를 만드는 지질 성분 구조나, 1회 주사하는 mRNA 양에도 차이가 있을 것이란 의견입니다.

박상준 기자: 이번 독감백신 접종기간 실온 보관된 백신이 폐기되는 등 백신 유통과정에서 잡음이 나왔습니다. 두 개 mRNA 백신들도 접종을 하게되면 유통 보관 방법이 관건일 것 같은데요?

원종혁 기자: 모더나가 개발 중인 백신 후보 'mRNA-1273'을 보면, 영하 20도에서는 최대 6개월, 영상 2~8도에 해당하는 냉장상태에서는 최대 30일, 냉장고에서 꺼낸 뒤에도 실온 상태에서 최대 12시간동안 안정적으로 유지된다는 차별점을 가지고 있다.

이에 비해 화이자와 독일 바이오기업인 바이온엔테크(BioNTech)가 개발한 백신 후보인 'BNT 162b2'는 영하 70도에서 유통 보관하는 방식으로 차이를 나타냅니다. 여기서 주목할점은, 유통보관 방법입니다. 모더나의 백신이 강조한 영하 20도에서의 유통보관방법은 표준 냉동고 온도를 사용하는 방식인데, 이는 급속 냉동보다 훨씬 쉽고 확립된 유통보관방식이라는 점이죠. 전 세계 대부분의 제약 유통회사들이 영하 20도에서 제품을 보관하고 유통 배송할 수 있기 때문입니다.

박상준 기자: 동일한 mRNA 계열 백신인데도, 이렇게 보관 온도에 차이가 나는 이유는 무얼까요?

원종혁 기자: 일단 공개된 전문정보를 취합해 보면, 화이자 백신후보는 1회 주사에 mRNA를 30마이크로그램, 모더나 백신은 100마이크로그램을 주입하게 됩니다. 이렇듯 나노입자 구조차이나 주입하게 되는 mRNA 양의 차이로 인해 냉동, 냉장 유통보관 온도에도 차이가 갈릴 것으로 분석하는 상황입니다.

박상준 기자: 두 백신 중간결과가 나왔는데 효과를 간략하게 정리해주시죠

원종혁 기자: 먼저 화이자와 바이오엔테크의 백신 3상임상 최종 결과 예방효과가 95%를 기록했다고 발표했습니다.

제약사측은 나이, 성별, 인종 등에 상관없이 이 효과가 유지되고 있고 심각한 부작용이 없었으며 65세 이상 고령층에서도 예방 효과가 94%를 넘겼다고 설명했습니다.

모더나 백신은 3상임상 중간결과에서, 위약대비 예방효과가 94.5%로 나타났다고 보고한 상황입니다.

박상준 기자: 연말 승인이 된다면, 최단기간 개발에 성공한 백신이 될 것같은데요. 접종 이후 실제 예방효과나 안전성 검증을 두고, 진료현장에 의료진들의 평가는 어떤가요.

원종혁 기자: 네. 화이자와 모더나 백신의 예방효과가 3상임상을 통해 각각 95%, 94.5%로 보고됐습니다만, 결국 백신 접종후 면역력이 얼마나 지속될 수 있는지가 관건입니다. 물론 이에 대해서 밝혀진 정보도 일체 없습니다. 실제 해당 업체들도 언론 인터뷰 등을 통해 이 부분에 대해서 만큼은 조심스런 입장을 취하고 있는데요.

백신접종 이후 면역 유지기간에 대해서는 간접적인 단서정보만 가지고 있을 뿐더러, 그저 "백신을 접종하게 되면 적어도 1년은 면역력을 유지할수 있을 것으로 가정하는 단계"라는 점입니다. 이대로라면 코로나19 백신을 독감백신처럼 매년 맞아야 하는 경우도 배제할 수 없다는 얘기입니다.

그래서 전문가들은 이 부분을 우려하는 상황입니다. 즉 3상임상에서 90% 이상의 효과를 얻었다 해도, 항체 유지기간이 너무 짧으면 백신의 효능이 상당히 떨어질 수밖에 없다는 점과, 또한 코로나19 바이러스 감염에 특히 취약한 노약자 등에서도 동일한 효과를 기대할 수 있는지 절대적인 데이터가 아직 부족하다는 평입니다. 백신 접종인원에서의 중증 부작용 발생 위험 등도 추가적으로 검증해봐야 할 문제로 남겨졌습니다.

박상준 기자: 네 잘 들었습니다. 최근들어 코로나 대유행 사태가 다시 확산되는 분위기입니다. 국내 국외를 막론하고 지역사회 깜깜이 환자 전파로 인해, 예방적 치료제가 어느때보다 시급한 상황인데요, 새로운 유전자기술을 접목한 mRNA 백신에 신속한 공급을 앞두고 철저한 효능과 안전성 검증도 필요할 것 같습니다.
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