세계를 휩쓸고 있는 코로나19로 백신에 대한 관심이 어느 때보다 뜨겁다. 

특히 델타 변이 바이러스가 세계적으로 확산되고 있는 만큼 코로나19로 인한 팬데믹 상황에서 벗어나기 위해서는 변이 바이러스에 대한 예방효과가 확보된 백신을 대량생산해 신속하게 보급할 수 있어야 한다. 

이를 위해서는 신속하게 제조할 수 있는 백신 플랫폼 기술의 개발이 필수적이며, 자주적인 백신 개발 및 전달 기술 확보를 위해 기술 인프라 구축의 중요성 강조되고 있다. 

생명공학정책연구센터는 최근 ‘백신 전달 기술과 개발 현황’ 보고서를 통해 이같이 밝히며, ▲핵산 안정화 기술, ▲생체 적합성 소재를 활용한 전달체 소재의 원천기술 개발, ▲나노 전달체 기반 백신의 대량 생산 기술 개발 등에 대해 국가적 차원의 아젠다로 지속적인 지원과 투자가 필요하다고 제안했다. 

mRNA 백신 및 DNA 백신

화이자, 모더나 백신으로 대표되는 mRNA 백신은 코로나 항원 단백질의 설계도에 해당하는 mRNA를 인체 세포에 전달해 바이러스 표면에 존재하는 스파이크 단백질을 생체 내에서 발현시킴으로써 코로나19 바이러스에 대한 면역을 획득하는 백신이다.  

코로나19 이전에는 승인된 바 없어 초기에는 회의적인 시선이 존재했지만, 1년도 안 되는 개발 기간과 예방 효과 90% 이상이라는 놀라운 결과로 주목을 받았다. 

보고서는 “병원체의 유전 정보만 있으면 쉽게 mRNA를 만들어 대응할 수 있어 이후 변이 바이러스에도 신속하게 대응이 가능할 것으로 평가받는다”고 소개했다. 

모더나와 화이자의 백신에서는 mRNA 안정화 기술도 mRNA가 세포 내에서 충분히 오랜 시간 동안 항원을 만들 수 있도록 하는 중요한 원천 기술로 꼽힌다. 

국내에서 mRNA 백신을 화학 소재의 지질 전달체로 이용한 연구는 초기단계이며, 임상에 진입한 연구는 아직 없는 상태이다. 현재 mRNA을 효율적으로 전달하는 화학 소재 전달체에 대한 연구가 진행중이다. 

mRNA와 다른 종류의 유전자 백신인 DNA 백신은 원형 플라스미드 내에 항원 DNA 서열을 삽입해 전기천공을 통해 전달체 없이 세포 내로 전달할 수 있다는 특징이 있다. 

다만 세포질에서 항원을 만드는 mRNA와는 달리 세포핵으로 이동해야만 단백질을 만들 수 있어 효능이 비교적 낮다는 단점이 있다. 

미국 기업 이노비오의 INO-4800 백신은 피내주사 이후 전기천공을 진행하는 방식의 백신으로 현재 임상 3상을 진행 중이며, 국내에서는 진원생명과학 및 제넥신이 DNA 백신으로 임상 단계에 있다.

한편 항원의 유전정보인 DNA를 세포 내에서 전달하기 위해 병원성이 없는 바이러스 운반체(벡터)를 전달체로 이용하기도 한다. 

얀센과 아스트라제네카의 백신이 아데노바이러스 벡터를 이용한 코로나19 백신이다. 

아데노바이러스 벡터는 2000년도 이후 시행된 많은 임상 시험에서 안전성이 입증된 바 있고, 높은 바이러스 생산 능력과 보관상의 용이함 등이 장점으로 꼽힌다. 

러시아의 스푸트니크V도 바이러스벡터 백신으로서 슬로바키아와 브라질 등에서 사용 중이며, 국내에서는 셀리드사가 아데노바이러스 벡터 백신으로 임상 시험 단계에 있다. 

기타 백신

백신 전달체 기술을 이용한 mRNA 백신, 바이러스벡터 백신 등이 차세대 백신 기술 외에도 전통적인 백신 기술로 취급되는 단백질 백신과 비활성화 백신 개발도 몇몇 임상 시험에서 눈에 띄는 결과를 내고 있다. 

단백질 백신은 높은 예방률과 냉장 상태에서도 6개월간 보관 할 수 있는 안정성, 그리고 오랫동안 사용되어 왔던 방식의 백신이라는 것이 장점이다.

최근 첫 번째 코로나19 단백질 백신이 될 것이라고 전망되는 노바벡스 NVX-CoV2373 백신 역시 스파이크 단백질로 코팅된 약 27 나노미터 크기의 나노입자와 면역증강제인 Matrix M을 함께 투여하는 방식의 백신이다.

또한 페리틴 단백질 소구체를 이용하여 바이러스의 스파이크 단백질을 나노 입자화한 SpFN 백신도 현재 임상 1상에 있다. 국내에서는 SK 바이오사이언스와 유바이오로직스가 단백질 백신으로 임상 시험 중이다.

불활화 형태의 코로나19 백신으로는 국제보건기구의 긴급승인을 받은 중국의 시노팜과 시노백이 이에 속한다. 시노팜의 예방 효능은 약 70%, 시노백의 효능은 50% 정도로 알려져 있다.

보고서는 “미국에서 1년여 만에 신속히 진행된 mRNA 백신의 개발 속도는 이미 유전자 치료 등을 위해 개발된 지질 나노 입자 및 대량 생산 기술 인프라가 있었기에 가능했다”고 평가했다. 

이어 “제2, 제3의 팬데믹 감염질환에 신속하게 대응하기 위해서는 효율적 백신 전달 기술을 기반으로 하나 백신 플랫폼 기술이 국가적으로 확보되어야 한다”고 강조했다.  

또한 “핵산 안정화 기술, 생체 적합성 소재를 활용한 전달체 소재의 원천기술 개발, 나노 전달체 기반 백신의 대량 생산 기술 개발 등에 대해 국가적 차원의 아젠다로 지속적인 지원과 투자가 필요할 것으로 보인다”고 덧붙였다.