'알쏭달쏭' 코로나 백신의 세계.. 복잡해도 원리는 4가지

'플랫폼' 따라 바이러스벡터·RNA 백신 등으로 구분

전 세계적으로 신속하게 개발 중인 코로나19 백신은 크게 4종류의 백신 플랫폼 기술이 사용되고 있다. 현재까지는 화이자·모더나의 RNA백신이 가장 빠르게 개발돼 각국에서 긴급 사용하고 있다./연합뉴스 제공

최근 전세계적으로 개발되고 있는 백신에 대한 보도를 보다보면 아스트라제네카의 '바이러스벡터 백신', 화이자·모더나의 'RNA 백신' 등 다양한 이름의 백신이 등장한다. 듣기만 해도 어려운 백신 개발 원리에 대해 식품의약품안전처가 설명 자료를 내놨다. 더불어 백신 개발 상황과 각국의 허가 상황에 대해서도 정리했다. 현재까지는 화이자·모더나의 RNA백신이 가장 빠르게 개발돼 각국에서 긴급 사용하고 있다. 2월 말 국내 첫 도입되는 아스트라제네카 백신의 경우는 현재 식약처가 품목허가 심사 중이다.

◇4종류의 백신 플랫폼 기술 사용

전 세계적으로 신속하게 개발 중인 코로나19 백신은 크게 4종류의 백신 플랫폼 기술이 사용되고 있다. ‘백신 플랫폼’이란 백신에서 특정 항원이나 유전정보 등만 바꾸어 백신을 개발하는 기반 기술로, 이를 활용하면 백신 개발 기간을 크게 단축할 수 있다. 현재 코로나19 백신 플랫폼에는 ▲바이러스벡터 백신 ▲RNA 백신 ▲재조합 백신 ▲불활화 백신 등이 있다.

한편, 항원은 사람 몸에서 항체를 생성하기 위한 면역반응을 유도하는 물질이다. 바이러스 감염에 의해 생기는 경우 바이러스 항원이라고 한다. 항체는 항원에 대항하기 위해 혈액에서 생성된 당단백질을 말한다. 유전정보는 생물이 자신과 동일한 것을 복제하기 위해 어버이로부터 자식에게 또는 세포 분열마다 세포에서 세포로 전달되는 정보이다.

◇화이자·모더나의 RNA백신

RNA 백신은 항원 유전자를 RNA 형태로 주입해 체내에서 항원 단백질을 생성해 면역반응을 유도하는 백신이다. RNA란 유전자 정보를 매개, 유전자 발현 조절 등의 역할을 하는 세포의 핵 속에 있는, DNA와 함께 두 종류의 핵산 중 하나다. 대표적으로 화이자社 백신, 모더나社 백신 등이 있으며 한국에 도입 예정이다. RNA 백신은 제조 기간이 짧아 신속하게 단기간 내에 대량생산이 가능하나, RNA 분해효소(RNase)에 쉽게 주성분인 RNA가 분해되어 안정성이 좋지 않다. 그래서 냉동(-20℃ 또는 –75℃)의 콜드체인 필요하다. 이 방식으로는 코로나19 백신이 처음으로 제품화 됐다. 화이자社 백신은 현재 긴급사용 승인된 국가가 영국(2020.12.02.), 미국(2020.12.11.), 캐나다(2020.12.09.) 등이 있고, 스위스(2020.12.19.) 및 유럽(EU)(2020.12.21.)에서는 조건부 허가됐다. 세계보건기구(WHO)도 긴급사용 승인(2020.12.31.)을 해 전 세계적으로 화이자社 백신을 사용하고 있다. 국내에서는 비임상·임상 자료에 대한 검토가 진행 중이다.

모더나社 백신은 현재 미국(2020.12.18.)에서 긴급사용승인이 됐고 유럽(EU)(2021.1.6.)에서 조건부 허가됐다. 국내에는 아직 사전 검토와 품목 허가 신청 전이다. 국내 개발 백신으로는 RNA 백신과 유사한 형태의 DNA 백신을 제넥신과 진원생명과학에서 각각 개발 중이며, 임상 1/2상 진행 중이다.

백신에 의한 코로나19 예방 원리 코로나19 백신을 접종받으면(1), 인체 내로 들어온 백신의 항원 성분들이 면역세포(B 세포)를 자극시키고(2), 자극된 B 세포에서 바이러스를 제거할 수 있는 중화항체를 만들어서 몸속에 보관하고 있게 된다(3). 향후 코로나19 바이러스가 호흡기를 통해 침입하는 경우(4), 몸속의 중화항체가 침입한 코로나19 바이러스를 제거하게 된다(5)./식품의약품안전처 제공

◇아스트라제네카의 바이러스벡터 백신

바이러스벡터 백신은 항원 유전자를 인체에 무해한 아데노바이러스 등 다른 바이러스에 주입해 체내에서 항원 단백질을 생성함으로써 면역반응을 유도하는 백신이다. 아스트라제네카 백신은 침팬지에게만 감염되는 아데노바이러스를 전달체로 사용했다. 바이러스벡터 백신은 대표적으로 아스트라제네카社 백신, 얀센社(존슨앤드존슨) 백신 등이 있다. 아스트라제네카社 백신은 영국에서 2020년 12월 30일 긴급사용 승인했고, 유럽의약품청(EMA)도 지난해 10월부터 사전 검토를 진행하고 있다고 알려져 있다. 국내에서는 허가 신청(2021.1.4.)돼 현재 식약처가 품목 허가 심사 중이다. 얀센社(존슨앤드존슨) 백신은 2020년 9월부터 3상 임상시험이 진행 중이며 현재까지 해외 허가승인 사례는 없다. 국내 개발되는 바이러스벡터 백신으로는 셀리드 백신이 있으며, 임상 1/2상 진행 중에 있다.

바이러스벡터 백신은 RNA 백신에 비해 상대적으로 열에 안정적인 특징이 있으나, 살아있는 아데노바이러스를 사용하므로 생백신(4℃)에 준하는 콜드체인이 필요하다. 현재까지 허가돼 사용 중인 백신으로는 얀센社의 에볼라 백신이 있다.

◇재조합 백신은 국내서도 개발

재조합 백신은 유전자재조합 기술을 이용해 만든 항원 단백질을 직접 주입해 면역반응을 유도하는 것으로, 가장 많이 사용되는 백신 플랫폼 중 하나다. 재조합 항원 단백질만으로는 면역반응이 낮을 수 있어 일반적으로 면역증강제(알루미늄염 등)가 포함된 제형이 필요하다. 재조합 백신은 오랜 기간 사용한 안전성이 높은 백신으로 알려져 있다. B형간염 백신이나 인유두종바이러스 백신(HPV(자궁경부암 백신)) 등이 재조합 백신에 해당한다.

코로나19 백신으로는 노바백스社 백신이 있으며 2020년 9월부터 3상 임상시험이 진행 중이며 현재까지 해외 허가승인 사례는 없다. 국내 개발로는 SK바이오사이언스 백신이 임상 1/2상 진행 중에 있다.

◇전통적인 불활화 백신은 중국서 개발

불활화 백신은 바이러스를 사멸시켜 항원으로 체내에 주입해 면역반응을 유도하는 전통적인 백신 플랫폼으로, 다수의 백신이 개발돼 있다. 불활화 백신은 감염 바이러스 확보 시 신속 개발이 가능하고 제조방법이 단순하며, 중화항체 유도가 우수한 특징이 있으나, 코로나19 바이러스의 경우에는 BL3급의 까다로운 생산시설이 필요하다. BL은 생물안전등급(Biosafety level)으로 감염성병원체를 안전하게 다루는데 필요한 차폐 수준을 말하며 위험수준에 따라 BL1부터 BL4까지 구분한다. 불활화 백신으로는 A형 간염백신, 주사용 소아마비 백신, 일본뇌염 사백신 등이 있다. 코로나19 백신으로는 중국 시노팜社 백신이 있으며, 중국에서 2020년 7월 22일에 허가됐다.

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