코로나19의 유행이 시작될 때 많은 사람들은 여름이 되면 코로나19가 수습될 것이라 전망했습니다. 바이러스의 특성상 고온다습한 환경에서는 증식이 어렵기 때문입니다. 그러나 코로나19와의 싸움에서 인류는 계속 밀리고 있습니다. 지난해 말 중국에서 시작된 바이러스는 무서운 속도로 퍼져나가 사실상 전 지구를 자신의 영토로 만들었죠. 코로나19 바이러스는 더위조차 무시하고 엄청난 전염력을 보여주고 있습니다. 전 세계인들의 건강은 물론 경제까지 위협하는 코로나19, 치료제 또는 백신이 나오지 않는 이상 이 사태는 끝날 기미가 보이지 않는데요. 이에 전 세계가 코로나19 백신 개발에 박차를 가하고 있습니다. 이 전쟁 같은 코로나 19사태에서 최후의 승자는 누가 될까요?
▶ 코로나 19 바이러스, 세균과 어떻게 다를까?
감염병의 근원은 크게 세균, 바이러스로 분류됩니다. 세균은 성장 발육하는 단세포 생물로 세균성 감염병 발생 시 항생제를 통해 치료할 수 있습니다. 바이러스는 세균보다 작은 크기의 병원체로 숙주세포 내에 증식하는데요. 바이러스의 경우, 항바이러스제나 독성을 약화한 병원체를 주입하는 백신으로 면역체계를 형성합니다. 즉, 세균은 하나의 단세포이기 때문에 치료제 발명이 비교적 간단하지만, 바이러스는 숙주세포까지 고려해야 하므로 치료제 개발이 세균보다 까다롭습니다. 흑사병, 콜레라, 결핵 등이 세균으로 인한 대표적인 감염병이며 독감, 메르스, 사스 등이 바이러스로 인한 감염병입니다. 코로나19의 경우 ‘코로나바이러스’라고 부르듯이 바이러스에 의한 감염병이며 바이러스의 특성 때문에 치료제 개발이 쉽지만은 않습니다. 이런 바이러스의 예방법은 바로 백신인데요. 백신은 무력화된 항원의 정보를 투여하여 신체가 면역체계를 구축하도록 하는 데 도움을 주기 때문이죠.
효과적인 백신은 감염을 막고 바이러스 전파를 차단합니다. 백신 접종자가 늘어날수록 코로나19가 침입할 수 있는 범위는 좁아지는데요. 코로나19 환자를 살리는 치료제가 전투에서 발생한 부상자를 구출하는 역할이라면, 백신은 전투 자체를 끝낼 수 있는 역할입니다.
현재 코로나바이러스는 치료제와 백신이 두 트랙으로 개발 진행 중입니다. 바이러스의 특성상 치료제보다 백신이 빠르게 개발될 가능성이 크며 전 세계의 제약, 바이오 회사 및 국가의 과학자들은 그야말로 총력전을 벌이고 있습니다. 전통적인 사백신(병원체를 비활성화해 만든 백신)부터 유전자 백신까지 가능한 모든 생명과학 기술을 동원해 코로나19 백신 개발을 진행하고 있는데요.
통상 10년 이상 걸리는 백신 개발 기간에 비춰보면 믿을 수 없는 속도입니다. 물론, 빠른 속도가 성공을 보장하는 건 아닙니다. 승인받은 백신이 나온다 해도 대량생산과 전 인구 접종을 완수하기까지 또다시 긴 시간이 걸리기 때문이죠.
▶ 다양한 백신 후보군의 종류
그렇다면, 백신의 종류는 무엇이 있을까요? 전통적인 백신은 막고자 하는 그 바이러스 자체를 활용합니다. 살아 있는 바이러스를 사용하는 ‘생백신’인데요. 바이러스의 독성을 약화시켜 사람 몸에 주입하는 방식입니다. 18세기 에드워드 제너가 최초로 개발한 천연두 백신이 생백신의 변형된 형태이며, 이 형태의 백신은 현재까지도 널리 쓰이고 있습니다. 바이러스 백신은 살아 있는 바이러스를 접종하는 것이라 일반적으로 높은 효능을 보여줍니다.
바이러스 자체를 활용하는 백신의 또 다른 형태는 ‘사백신(inactivated virus)’입니다. 사백신은 말 그대로 ‘죽은 바이러스’를 활용하는데요. 바이러스는 단백질 껍데기 안에 유전물질을 담고 있는 단순한 구조로, 사백신은 포름알데히드 같은 화학물질이나 열을 이용해 바이러스 내부에 있는 유전자를 깨부수고 단백질 옷만 남긴 형태입니다. 약독화 백신과 달리 체내에서 자기 복제를 하지 않죠. 대표적으로 독감 예방용 백신이 이런 방식으로 만들어집니다.
또한, 바이러스를 활용한 백신 외에도 가짜지만 진짜 같은 역할을 하는 백신도 있습니다. 이런 백신을 ‘재조합 단백질 백신’이라고 부릅니다. 이 백신은 바이러스의 외형을 이루는 껍데기가 단백질로 구성돼 있는데요. 코로나19의 경우, 그 껍데기에 돋아 있는 돌기(스파이크)를 인체의 세포 수용체에 결합해 세포 내로 침입합니다. 이 같은 원리의 백신은 코로나19 바이러스의 껍데기 전체를 모조하는 대신 돌기(스파이크 단백질) 부위만을 이용하는 경우가 대부분입니다. 실제 바이러스가 아니기 때문에 전통적인 백신 개발 방식보다 안전하고, 생산 측면에서도 쉽습니다. 다만, 면역반응을 자극하는 효과는 바이러스 자체로 만든 백신에 비해 떨어지기 때문에 대부분의 연구팀은 백신과 동시에 투여할 성능 좋은 ‘면역증강제(adjuvant)’를 같이 개발하고 있죠.
유전자 백신은 미리 개발해둔 범용 백신 플랫폼에 바이러스의 유전자를 집어넣는 방식으로 만들어집니다. 지카 바이러스의 유전자를 끼우면 지카 바이러스 백신이, 코로나19 바이러스의 유전자를 넣으면 코로나19 백신이 되는 개념이죠. 빠르게 개발할 수 있는 특성 때문에 현재 큰 기대를 불러 모으지만, 아직 충분히 무르익지 않은 기술입니다.
마지막으로, 인체에 해를 끼치지 않는 바이러스를 운반체(벡터)로 이용하는 바이러스 벡터 백신입니다. 감기 바이러스처럼 온순한 바이러스를 더 약하게 만들거나, 사람에게 감염되지 않는 바이러스를 벡터로 사용합니다. 벡터 바이러스의 유전자에 코로나19 바이러스의 스파이크 유전자를 조합하는 방식으로 개발되는데요. 사람 몸에 주입된 벡터 바이러스는 코로나19의 스파이크 단백질을 만들어냅니다. 바이러스를 접종하기 때문에 스파이크 단백질만 넣어주는 재조합 단백질 백신보다 일반적으로 효능이 높은 유형입니다.
▶ 전 세계 코로나 19 백신 개발로 주목받는 바이오기업
백신 개발이 곧바로 일상의 회복을 가져오는 건 아니지만, 백신이 개발되면 언젠가는 코로나 19 이전의 생활로 돌아갈 수 있다는 기대감도 생기는데요. 그 기대감은 주식 시장에서도 느낄 수 있었습니다.
지난 7월 20일 시네어젠 (Synairgen)이라는 작은 바이오 기업의 약품이 코로나19 치료에 효과를 보였다는 소식이 전해지자, 순식간에 주가가 500%나 튀어 올랐던 것이죠. 코로나 19의 위기가 백신에 대한 기대감을 키우고 그 기대감이 바이오주를 더욱 돋보이게 한 것이죠.
세계보건기구(WHO)에 따르면, 현재 전 세계에서 개발 중인 코로나19 백신 후보는 약 160여 개입니다. 이들 중 20여 개는 인체 실험에 들어갔으며, 이 과정에서 일부는 긍정적인 결과를 발표하면서 시장에서 상당한 주목을 받고 있는데요. 지금부터 전 세계 백신 레이스의 최선두에 있는 후보들을 살펴보겠습니다.
첫 번째는 영국의 제약회사 아스트라제네카와 옥스포드 대학이 공동으로 개발 중인 후보물질 AZD1222입니다. 이는 현재 백신 레이스 중 가장 선두에 앞서고 있습니다. 침팬지의 아데노바이러스에 코로나바이러스를 넣어 전달하는 유전자 재조합 백신을 개발 중입니다. 지난 7월 20일 1/2 상 결과를 발표했으며 발표 내용 또한 긍정적이었습니다. 현재 3상을 진행 중이며, 각국 나라에서 아스트라제네카 백신에 대한 물량확보를 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다.
두 번째는 화이자와 독일 바이오엔테크가 개발중인 백신 후보물질 BNT162입니다. 미국 1차 임상실험 결과에서 중화항체에 대한 긍정적인 결과를 보여주었고, 최근 발표된 독일임상 과정에서는 중화항체 형성과 함께 T세포 반응도 관찰되었습니다. 이에 올해 연말까지 3상을 완료할 것이라 발표했죠. 또한, 추가로 코로나19 백신 가격을 19.5달러로 책정하였습니다. 미국 정부는 화이자 코로나 백신 6억 명분을 미리 확보하였습니다.
세 번째는 모더나의 RNA 백신 mrNA-1273입니다. 이 백신의 1차 임상 결과가 발표되며 주식시장은 폭발적인 상승세를 보여주었습니다. 1차 결과 발표 후 내부자 주식매도가 이어졌고 나아가 백신 효능을 입증할 핵심정보가 빠졌다는 내용이 나왔습니다. 그러나 7월 15일 임상 1단계 두 번째 결과를 게시하며 중화항체가 형성되었다고 밝혔으며, 이에 다시 기대감이 고조되고 있습니다. 모더나는 7월 27일 3만 명의 미국인을 대상으로 3상 임상 시험에 들어갔습니다.
네 번째는 존슨앤드존슨입니다. 존슨앤드존슨은 7월 22일 1차 임상시험을 시작했습니다. 3상 임상시험은 빠르면 10월 하순 중으로 계획하고 있습니다. 존슨앤드존슨은 제약사 가운데 최고의 파이프라인을 보유하고 있기에 레이스의 최선두에 있지는 않지만 많은 기대를 모으고 있습니다. 더불어 존슨앤드존슨과 아스트라제네카는 백신에 대해 이윤을 남기지 않겠다고 선언하기도 했죠.
마지막으로는 중국에서 진행 중인 캔시노의 백신입니다. 캔시노 또한 아스트라제네카처럼 아데노바이러스를 이용한 전달체 백신으로, 3월 우한에서 인체 임상시험을 시작했으며 1차 108명 대상, 2차 508명 대상을 진행했습니다. 1, 2차 임상 결과 둘 다 긍정적인 데이터를 얻었다고 발표했습니다. 3상 전이지만 중국 중앙군사위원회의 승인을 받아 이미 중국 군인을 대상으로 접종되고 있습니다.
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전 세계인들의 건강은 물론 경제까지 위협하는
코로나19를 잠재울 백신, 과연 언제 완성될까요?
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오늘은 코로나 백신 개발 진행 과정에 대해 살펴보았습니다. 코로나19가 안정된 이후에도 바이오 기술은 세계적으로 성장세를 이어갈 것으로 예상되는데요. 백신뿐만 아니라 효과적인 치료법의 모색, 바이러스 기원 및 변이 패턴 연구 등 모든 분야에 적용할 수 있다는 것이죠. 인류는 늘 감염병 위기를 맞이했지만, 백신과 치료제를 개발하여 대응해왔습니다. 전 세계가 역량을 쏟고 있는 만큼 코로나19도 치료제나 백신이 빨리 개발되어 일상생활로 돌아갈 수 있길 기원해봅니다.
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