[BIO 용호상박] mRNA 코로나 백신 라이벌, 화이자 vs 모더나

mRNA 백신구조, 겉은 '보호막' 안은 '인공 mRNA'
화이자 겉은 직접 개발, 안은 바이오엔테크 소유
모더나 겉은 알뷰튜스 특허 침해, 안은 직접 개발
LNP 기술 모더나 앞서, 화이자보다 높은 온도 보관

[이데일리 김유림 기자] mRNA 백신 선두주자 화이자와 모더나가 코로나19 백신 시장을 양분하고 있다. 양사 모두 전 세계 최초로 mRNA 백신 개발에 성공하면서 전통적인 백신들을 따돌리고 차세대 백신 시대를 열었다.

모더나 백신. [사진=AP/뉴시스]

코로나19가 전 세계를 덮치면서 mRNA(메신저 RNA) 백신이 인류 역사상 처음으로 등장했다. mRNA(메신저 RNA) 백신은 우리 몸이 특정 단백질을 만들도록 하는 설계도를 담고 있다. 인체 주입 후 세포 안으로 설계도를 전달(메신저)하면, 가짜 코로나바이러스 단백질을 형성하고 우리 몸은 면역반응을 일으킨다. 그 다음에 진짜 코로나바이러스가 침투하면, 기억을 하고 있던 면역세포가 즉각 공격하는 기전이다.

가장 큰 장점은 플랫폼기술이 한 번 정립되면 신속한 개발이 가능하다. 바이러스 정보를 읽어내고, RNA 설계도를 만들면 바로 임상시험에 착수할 수 있다. 작년 초 코로나19의 유전자 정보가 공개된 후 모더나는 임상 1상에 사용하는 백신을 만드는 데 30일도 걸리지 않았다. 과거 백신개발에만 10~15년 정도 기간이 필요했던 것과 비교해보면 혁신적인 기술이다.

mRNA 백신은 크게 두 가지 기술이 결합돼있다. 첫 번째는 진짜 mRNA를 모방해 설계한 인공 mRNA다. 인공 mRNA가 세포를 속일 수 있을 만큼 유사하게 만들지 못하면, 세포는 침입자로 인식하게 되고 설계도 전달을 하지 못한다. 화이자 백신의 인공 mRNA는 독일 바이오엔테크에서 가져왔으며, 모더나는 자체 개발 기술이라는 차이가 있다. 감염 예방효과는 양사 모두 뛰어나다는 평가를 받는다. 화이자 95%, 모더나는 94% 예방효율을 나타냈다.

두 번째는 인공 mRNA를 감싸는 보호막 기술이 핵심이다. mRNA는 외부 환경에 노출되자마자 쉽게 변형되는 단점이 있다. mRNA가 변형되면 가짜 코로나바이러스 설계도를 세포 안으로 전달할 수가 없다. 이를 보완하기 위해 mRNA 겉을 얇은 막으로 감싸줘서 세포 안까지 안전하게 들어가게 하는 ‘약물 전달체’가 개발됐다.

화이자와 모더나 mRNA 백신은 ‘지질나노입자(LNP)’를 약물 전달체로 사용한다. 지질 성분의 LNP는 불안정해 극저온 보관이 필수라는 단점이 있다. 화이자와 모더나 백신 보관을 위해서 콜드체인(저온 유통체계)이 필요한 이유도 LNP를 보호하기 위해서다.

전문가들은 인공 mRNA보다 약물 전달체인 LNP 기술 확보가 더 힘들다고 전했다. 바이오 기업 대표는 “mRNA는 PCR을 이용하면 바이러스 시퀀스(sequence, 배열)를 쉽게 파악, 시퀀스를 입력하면 그대로 생산이 된다. 이후 LNP와 mRNA가 어떤 최적의 용량으로 세포 안까지 들어갈 수 있는지가 관건이다. LNP 관련 특허는 전 세계적으로 이미 많이 있어서 개발하기 쉽지 않을 것”이라고 말했다.

의료진이 화이자 백신을 초저온 냉동고에 넣고 있다. [사진=뉴시스]

LNP 기술은 화이자보다 모더나가 더 좋은 평가를 받는다. 저온 보관 온도가 그나마 화이자 백신(영하 70도)보다 모더나 백신(영하 20도)이 높기 때문이다. LNP 기술 보유 여부는 mRNA와 정반대 상황이다. 화이자는 자체 개발 LNP, 모더나는 LNP 특허침해와 관련해 알뷰투스바이오파마(Arbutus Biopharma)와 소송 중이다.

지난해 미국 특허심판원(PTAB)은 모더나가 알뷰투스의 LNP 핵심 특허인 069특허(069 patent)를 침해한 것으로 판결했다. 모더나는 연방항소법원에 항소했지만, 업계는 특허심판원의 판결을 뒤집기는 힘들 것으로 전망한다.

미국은 특허 로열티 및 배상액이 기업경영을 위태롭게 할 정도로 고액이다. 특허권자의 승소율이 높으며, 배심원제나 3배 배상제도 등 소송제도가 특허권자 측에 유리하다. 모더나는 상대 회사에게 막대한 비용을 지불해야 하는 것으로 알려졌다.

모더나 백신 가격이 화이자보다 비싼 이유 역시 알뷰투스에게 지불할 로열티와 소송비용을 대비하기 위해서다. 모더나는 백신 가격을 1회 투여분 당 32∼37달러(약 3만5000∼4만1000원) 책정, 화이자 백신은 19.50달러(약 2만1000원) 수준이다.

화이자는 올해 코로나19 백신 판매로 약 150억 달러(16조7000억원), 화이자의 파트너사인 바이오엔테크는 110억 달러(12조4000억원)의 매출을 올릴 것으로 관측된다. 화이자는 바이오엔테크와 중국을 제외한 전세계 시장에서 코로나19 백신의 판매 이익을 절반씩 나누는 계약을 체결했다.

모더나는 코로나 백신의 판매 예상이 올해 184억 달러(20조원)에 달한다. 알뷰투스 특허권 침해와 관련된 로열티는 공개되지 않았지만, 정식 기술이전이 아닌 만큼 모더나가 손에 쥐는 이익은 거의 없을 것으로 분석된다.

김유림 (urim@edaily.co.kr)