'2세대' 코로나19 백신 개발 가시화‥기존 제품 단점 보완

효능·생산 및 유통 한계점 극복‥조만간 상용화 통해 전 세계에 공급 가능
'자가 증폭 RNA'·'아단위단백질'·'나노입자' 백신 강력한 2세대로 거론

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[메디파나뉴스 = 박으뜸 기자] 코로나19 대응을 위해 우리나라를 비롯해 전 세계 곳곳에서 모더나, 화이자, 아스트라제네카 등의 백신이 접종되고 있다.

 

모더나, 화이자-바이오엔텍(BioNTech)이 각각 개발한 백신은 모두 mRNA로 알려진 새로운 플랫폼 기술을 사용했다. 영국의 옥스포드 대학과 아스트라제네카에서 개발한 백신은 침팬지 바이러스를 사용했다. 

 

하지만 전문가들은 현재 접종 중인 백신만으로 코로나19 대유행을 종식하기에 충분하지 않다고 예상했다. 전문가들은 영국과 남아프리카 등에서 더 전염성이 높은 종류의 변이 바이러스가 발생하는 것을 우려하고 있다.

 

게다가 화이자와 모더나의 mRNA백신은 –20℃ 또는 -70℃의 콜드체인에서 유통돼야 하기 때문에 엄청난 비용이 발생한다. 아프리카나 남미의 가난하고 밀접한 지역에서는 유통이 불가능한 점도 지적됐다.
 
그러나 무엇보다 가장 중요한 문제는 '효능'이다. 즉 백신 접종 후 얼마나 오랫동안 면역 상태를 유지하는지 추적 관찰이 필요하다.

 

이를 반영하듯, 최근 효과적이고 저렴하며 유통하기 쉬운 형태의 '2세대 코로나19 백신' 개발이 가속화되고 있다.

 

이 2세대 백신은 조만간 상용화를 통해 전 세계에 공급이 가능할 것으로 기대된다.

 

생명공학정책연구센터의 '기존 백신의 단점을 보완한 2세대 코로나19 백신 개발 가시화'에 따르면, 현재 새로운 기술이 적용된 '2세대(secondgeneration)' 백신 후보 240여 종이 개발되고 있다.

 

여러 후보 중 가장 잠재력이 높은 백신은 '자가 증폭 RNA(Self-Amplifying RNA) 백신'이다.

 

이 자가 증폭 RNA는 기존 mRNA 백신과 다르게 구성요소 중에 자가증폭(selfamplifying)에 관여하는 복제유전자(replicase)가 삽입된다. 이렇게 하면 인체 세포 안에서 항원에 해당하는 유전 물질을 자가증폭해 항원 단백질을 보다 많이 생산할 수 있다.

 

자가 증폭 RNA는 1회 접종만으로 항체를 충분히 형성할 수 있어 비교적 적은 비용으로 접종이 가능하다.

 

독일의 바이오엔텍, 벨기에의 Ziphius Vaccines 등이 이 자가증폭 RNA 백신을 개발 중이다.

 

'아단위단백질(Protein Subunit) 백신'도 기대주다. 바이러스의 표면이나 세포막을 구성하는 특정 단백질 조각(펩타이드, peptide), 다당류 등을 주요 성분으로, 전체 바이러스 또는 유전 물질이 아닌 특정 단백질 부분(아단위단백질, protein subunit)을 백신으로 접종하는 방식이다. 

 

아단위단백질 백신은 유전자재조합 기술을 이용해 생물반응기에서 코로나19 바이러스 스파이크 단백질 등 항원 단백질을 저렴하게 대량으로 생산할 수 있다.

 

다만 RNA 백신보다 생산에 시간이 더 많이 소요되고 낮은 면역반응을 보이기 때문에 면역증강제(adjuvant)를 함께 투여해야한다.

 

그럼에도 아단위단백질 백신은 냉장온도인 2∼8℃에서 보관할 수 있어 유통이 더욱 쉬우며, 부작용이 적고 안전하다는 장점이 있다. 이 방식은 이미 인플루엔자, 백일해, 말라리아 백신 등에 사용되고 있다.

 

미국 노바백스(Novavax)는 현재 이 기전으로 임상 3상을 진행 중이며, 국내에서는 SK바이오사이언스가 임상 1상에 집중하고 있다.

 

'나노입자(Designed Protein Nanoparticle) 백신'은 스파이크 단백질 전체를 주입하는 대신, 바이러스의 수용체 결합 도메인(RBD), 즉 인간 세포와 직접 결합하는 스파이크 단백질의 일부만 백신으로 제작된다.

 

축구공 모양의 구형 나노입자 표면에 RBD 단백질을 부착해 백신을 제작하는 방식으로 항원을 더 많이 노출할 수 있다.

 

나노입자 백신은 바이러스의 스파이크 단백질 전체 부위를 사용하는 것보다 최소 10배 더 높은 항체반응 유도가 가능하다.

 

미국 워싱턴대 연구팀은 RBD 60개를 표면에 노출시키는 나노입자 백신을 제작했고, 강력한 중화항체 반응을 확인한 상태다.

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