미국·캐나다 연구팀, 코로나 합성항원 백신 상온 보관방법 개발

유바이오로직스 '유코백-19' 적용 가능

미국 버팔로대 등 공동연구팀이 리포솜 기반 합성항원 방식의 코로나19 백신을 동결건조하는 방법을 찾아냈다. 버팔로대 제공.

미국과 캐나다 과학자들이 국내에서 개발 중인 합성항원 백신을 상온에서 보관하는 기술을 개발했다. 합성항원 백신은 바이러스의 표현 항원 단백질을 합성한 뒤 면역증강제와 섞어 인체에 투여해 면역반응을 유도한다. 이 백신은 현재 임상 3상을 신청한 상태로 미국의 화이자와 모더나 mRNA 백신보다 개발은 늦게 시작했다. 하지만 두 mRNA 백신이 영하의 냉동 상태에서 보관 유통해야 하는 것과 달리 상온 보관이 가능하다는 점에서 향후 개발에 성공만 하면 경쟁력을 갖출 것으로 기대를 모은다. 

미국 버팔로대 의생명공학과 텍사스생명의학연구소와 펜실베니아주립대 , 캐나다 맥길대와 토론토대 연구팀은 백신 운반체로 리포솜을 사용하는 합성항원 백신을 동결건조하는 방법을 찾았다고 국제학술지 ‘사이언스 어드밴스드’에 1일 공개했다.

백신은 항원, mRNA 등의 핵심물질을 보호하거나 효과를 증진하기 위해 여러 물질과 결합해 만든다. 지난해 화이자와 바이오엔테크, 모더나가 개발한 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 백신은 주변 환경에 취약한 mRNA을 지질나노입자로 보호하면서 높은 면역 효과를 달성할 수 있었다. 다만 열에 대한 내성이 약해 초저온에서 보관해야 한다는 단점이 남아 있다. 화이자 백신은 영하 70도, 모더나는 영하 20도 안팎에서 보관해야 한다. 저소득 국가에서는 이를 위한 냉동 시스템을 완비하기 어려운 환경에 있다.

합성항원 백신은 안전성과 신뢰성이 높지만 다른 백신에 비해 면역반응이 약하다는 단점이 있다. 이를 보완하고자 무기물질인 알루미늄염, 칼슘염이나 사포닌, 리포솜과 등의 재료와 결합하는 방법이 연구되고 있다. 

이 중 리포솜은 인지질로 이뤄진 캡슐형태의 입자다. 이번 연구의 교신저자인 조나단 로벨 미국 버팔로대 의생명공학과 교수는 바이오기업 POP바이오테크놀로지스를 설립하고 리포솜 기반의 플랫폼 기술을 개발하고 있다. POP바이오테크놀로지스는 포르피린-인지질과 코발트가 결합한 나노리포솜에 히스티딘을 부착한 합성항원 백신 플랫폼을 개발했다. 이 플랫폼은 합성항원 백신의 면역 효과를 강화한다.

연구팀은 이 플랫폼을 사용해 리포솜 기반의 합성항원 백신을 만들고, 동결건조 방식으로 상온에서도 오래 보관할 수 있는지 실험했다. 동결건조란 물질에서 수분을 제거하는 방법이다. 수분을 포함한 물질을 얼린 뒤, 저압 환경에서 얼음 입자를 기체로 승화시켜 제거한다. 식품의 저장과 운반을 편히 하기 위해 많이 사용되는 기술이다. 

실험 결과 동결건조된 리포솜 기반의 합성합원 백신은 실온보다 높은 온도에서도 최소 일주일 동안 손상되지 않았다. 동결건조된 백신에 물을 주입해 원상태로 복구한 뒤 쥐에 투여한 결과 항체생성이 동결건조 전 백신과 큰 차이가 없었다.

POP바이오테크놀로지스는 국내 바이오 기업인 유바이오로직스와 지난해 10월 미국에 합작법인을 설립했다. 합작법인은 코로나19 백신 외에도 호흡기세포융합바이러스(RSV), 대상포진바이러스(HZV), 알츠하이머 백신 등 리포솜 기반 백신을 함께 연구하고 있는 것으로 알려졌다. 유바이오로직스의 코로나19 백신 후보물질인 '유코백-19'는 제3상 임상시험을 신청했다.

로벨 교수는 “이번 실험에 사용한 리포솜 기반 플랫폼이 유바이오로직스의 유코백-19에 사용되는 것과 구성성분이 약간 다르지만 이론적으로는 유코백-19에도 적용할 수 있다”며 “이 기술이 전 세계적으로 백신을 배포하는 데 도움이 될 것”이라고 밝혔다.

[서동준 기자 bios@donga.com]