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[바이오 위클리] 백신 플랫폼 기술 확보…변이 백신 빠르게 개발

■ 이성규 / 과학뉴스팀 기자

[앵커]
백신은 플랫폼 기술이 중요하고 코로나 19 백신은 이미 3가지의 플랫폼 기술이 개발돼 있어, 오미크론 변이에 대한 백신도 개발이 어렵지는 않다는 보도 조금 전 보셨는데요,

이를 취재한 이성규 기자와 좀 더 자세한 얘기 나눠보겠습니다. 어서 오세요.

먼저 오미크론과 관련한 새 소식, 어떤 게 있습니까?

[이성규 / 과학뉴스팀 기자]
네, 미 FDA가 필요할 경우 오미크론 변이 백신과 치료제를 신속히 검토하기로 했습니다. 해외 제약사들은 소규모 면역반응만 연구해도 FDA에 오미크론 백신 긴급사용 승인을 신청할 수 있을 것으로 기대했습니다. 화이자는 오미크론 변이 백신 개발에 100일가량, 모더나는 임상시험 착수까지 60∼90일이 걸릴 것으로 내다봤습니다.

[앵커]
네, 그러면 지금부터 백신 플랫폼 이야기 본격적으로 해보겠습니다. 우선, 백신 플랫폼 기술이 무엇인지 자세히 좀 설명해주시죠?

[이성규 / 과학뉴스팀 기자]
현재 승인된 코로나19 백신은 화이자와 모더나의 mRNA 백신과 아스트라제네카와 얀센의 바이러스 벡터 백신이 있죠. 여기에 재조합 단백질 방식의 노바백스 백신이 승인을 앞두고 있습니다. mRNA 백신, 바이러스 벡터 백신, 재조합 단백질 백신과 같은 백신의 뼈대를 이루는 기반 기술, 그러니까 항원을 전달하는 매개체 역할을 하는 일련의 기술을 플랫폼 기술이라고 부릅니다.

[앵커]
백신 플랫폼 기술을 백신의 뼈대를 이루는 기반 기술이라고 설명하셨는데요. 플랫폼 기술은 어떻게 구성된 건가요?

[이성규 / 과학뉴스팀 기자]
백신에서 중요한 역할을 하는 것이 바이러스의 특정 부위를 일컫는 '항원'인데요. 현재 사용되는 코로나19 백신은 모두 코로나19 바이러스의 스파이크 돌기 부위를 항원으로 이용합니다. 코로나19 바이러스는 스파이크를 열쇠처럼 이용해 인체 세포에 감염하는데요. 백신을 통해 스파이크 부위를 우리 몸에 주입하면, 스파이크를 공격하는 항체가 체내에 형성됩니다.

또 면역계는 스파이크를 기억해뒀다가 나중에 실제 감염되면 즉각적으로 항체를 형성해 바이러스의 세포 감염을 차단하는 거죠. 항원을 mRNA 형태로 만들면 mRNA 백신, DNA 형태로 만들면 바이러스 벡터 백신, 단백질 형태로 만들면 재조합 단백질 백신이라고 부릅니다. 플랫폼 기술은 각각의 항원과 항원을 체내에서 안전하게 전달하는 기술까지 포함한 개념입니다.

[앵커]
플랫폼 기술은 항원뿐만 아니라 전달기술까지 아우르는 개념이라고 설명했는데요. 각 플랫폼에 따라 조금씩 다르다면서요?

[이성규 / 과학뉴스팀 기자]
mRNA 백신부터 설명하면요. mRNA는 인체 내에서 RNA 분해 효소의 작용으로 잘 분해됩니다. 그래서 mRNA를 보호하는 물질이 필요한데, 이게 바로 지질 나노입자입니다. mRNA 방식의 화이자나 모더나 백신은 모두 지질 나노입자를 사용합니다. 바이러스 벡터 백신은 항원을 DNA 형태로 전달하는데요. DNA만 체내에 넣어주면 세포 안으로 전달이 안 됩니다. 그래서 감기 바이러스의 일종인 아데노바이러스라는 바이러스를 운반체로 이용합니다. 바이러스가 세포에 침입하는 점에 착안해 아데노바이러스를 인체에 해가 없도록 유전공학적으로 만들어 이용합니다.

[앵커]
아직 승인이 나지 않은 노바백스의 재조합 단백질 백신은요?

[이성규 / 과학뉴스팀 기자]
재조합 단백질 백신은 항원을 단백질 형태로 만든 거죠. 그런데 재조합 단백질만 넣어주면, 체내에서 면역반응이 충분히 일어나지 않습니다. 그래서 면역세포를 자극해 충분한 면역반응을 유도하기 위해 면역증강제라는 물질을 함께 주입합니다. 정리하면 mRNA 백신은 항원 + 지질 나노입자, 바이러스 벡터 백신은 항원 + 아데노바이러스, 재조합 단백질 백신은 항원 + 면역증강제로 구성됐죠. 이렇게 온전한 백신으로 완성된 기술을 플랫폼 기술이라고 부릅니다. 단순히 항원을 mRNA나 DNA, 재조합 단백질로 만드는 기술만 있다고 백신이 완성되는 것이 아니라는 플랫폼 기술을 확보해야 한다는 얘기죠.

[앵커]
네, 그렇군요, 그럼 플랫폼 기술을 보유하면 왜 변이 백신 개발이 수월한 건지요?

[이성규 / 과학뉴스팀 기자]
플랫폼 기술은 백신을 이루는 기본 골격이고요. 백신의 핵심은 항원이라고 설명했잖아요. 현재 사용 중인 백신은 모두 초기 코로나19 바이러스 우한 코로나를 대상으로 항원으로 만들었습니다. 오미크론 변이는 스파이크 부위에 유전자 변이가 32개가 생겼죠. 이 유전자 정보를 분석하면, 오미크론 변이 항원을 새롭게 설계할 수 있습니다. 변이가 생긴 스파이크 대응하는 항원을 만들어, 기존 스파이크와 교체하면, 변이에 대응하는 백신을 만들 수가 있죠. 나머지 지질 나노입자, 아데노바이러스, 면역증강제는 기존과 같은 것을 이용하니 변함이 없습니다. 즉 기본 골격에 항원만 오미크론 변이 항원으로 대체하는 겁니다. 바이러스 벡터 방식의 경우 오미크론 변이로 인해 변경되는 유전자 비중이 전체 바이러스 벡터 유전자의 0.1%에 불과합니다.

[앵커]
플랫폼 기술을 확보한 모더나는 수개월 내 오미크론 변이 대응 백신 개발이 가능하다고 전망했죠. 그런데 플랫폼에 따라 백신 개발 속도가 차이가 있나요?

[이성규 / 과학뉴스팀 기자]
플랫폼 기술을 보유하면 변이에 대응하는 백신을 만들기가 수월한 것은 맞지만, 플랫폼에 따라 약간씩 차이가 있습니다. 이를 설명하려면 생명체 등 유전자가 발현되는 그런 기본 원리를 이해할 필요가 있는데요. 모든 생명체는 DNA를 설계도 삼아서 최종적으로 단백질을 만드는데 그 중간 과정에서 mRNA 형태를 거치게 됩니다. 그래서 순서가 그러니까 순서가 DNA에서 일단 mRNA를 거쳐야만 단백질이 만들어지는 겁니다.

예를 들어 재조합 단백질 백신을 만들려면 이 과정을 모두 거쳐야 항원인 단백질을 만들 있습니다. 그런데 단백질은 세포가 만들기 때문에 반도체를 만들 듯이 기계로 만들 수가 없어요. 세포를 배양해서 세포가 만들도록 해야 하거든요. 이 과정이 mRNA나 바이러스 벡터 백신보다는 단백질을 만드는 공정이 하나가 추가가 되는 거죠. 이런 이유로 mRNA나 바이러스 벡터 백신이 재조합 단백질보다 빨리 변이 백신을 만들 수 있는 거죠.

[앵커]
플랫폼에 따른 변이 백신 개발 속도에 차이가 있다는 설명까지 들었습니다. 플랫폼 기술을 확보하면 코로나19 이후 신종 바이러스가 출현했을 때도 백신 개발이 수월한 건가요?

[이성규 / 과학뉴스팀 기자]
그렇게 볼 수 있는데 사실은 이 백신을 만드는 입장에서 보면, 이 변이 바이러스, 이 변이에 대응하는 항원을 만드는 곳이잖아요. 새로운 신종 바이러스가 출현하는 것과 같은 원리입니다. 신종바이러스에 대응하는 항원을 새롭게 만들면 됩니다. 기본 골격에다가 신종 바이러스가 출현했을 때 그거에 대응하는 항원을 만들면 기존에 있는 백신 골격만 갈아 끼우면 되니까 변이 바이러스를 만드는 것처럼 수월하게 만들 수 있습니다. 이게 굉장히 중요한 이유인데. 우리가 2년 전에 코로나가 처음으로 발생한 것이 백신 개발까지는 오랜 시간이 걸렸잖아요. 아주 짧은 시간에 만들기는 했지만, 그 이유가 코로나 백신을 만드는 플랫폼 기술이 없었기 때문입니다. 사스와 메르스를 포함해서 이전의 6번의 코로나바이러스가 인류를 위협했는데 그 전에 바이러스 앞의 4개는 감기 정도의 가벼운 증상만 일으켜서 크게 문제가 안 됐고, 문제가 생긴 것이 사스 코로나, 메르스 코로나 이렇게 두 가지였는데, 짧은 시간에 종식되었습니다. 그래서 백신을 만들 이유가 없었던 거죠. 그렇다 보니 플랫폼 개발이 안된 겁니다. 그래서 플랫폼 기술이 개발이 안 되었으니 코로나 19가 나왔을 때 백신을 만드는데 시간이 더 든 측면이 있습니다. 후발주자들이 지금 코로나 백신 개발을 경주하고 있습니다. 이 업체들은 플랫폼 기술을 확보해야 백신을 만들 수 있는데 지금 코로나 백신이 늦어지더라도 플랫폼 기술을 확보하면 변이 바이러스에 대응하는 백신을 만들 것이다. 코로나19 외 새로운 신종 바이러스가 나왔을 때 백신을 만들어서 백신을 공급하는 공급사가 될 수 있다는 점에서 플랫폼 기술이 중요합니다.

[앵커]
이번 백신 플랫폼 기술 개발로 인해 새로운 국면을 맞을 수 있을지 지켜봐야겠습니다.

지금까지 이성규 기자와 함께했습니다. 고맙습니다.


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