• mRNA, AZ·얀센 比해 豫防率 20%p 높아

• 새 疾病 發生해도 한 달이면 對應 可能

• 백신 아닌 癌 治療劑 開發하던 技術

• “癌 治療 礎石, 2年 後엔 癌 넘어서고 싶다”

• “AI, IT技術과 합쳐져 生命 神祕 풀 열쇠”

“寫眞 찍게 해줄게요. 只今 찍으세요!”

4月 22日 美國 샌프란시스코시티 隣近 마린 카운티. 大型 페리 船着場人 ‘라크스퍼 페리 터미널(Larkspur Ferry Terminal)’李 數十 臺의 乘用車로 가득 찼다. 新種 코로나바이러스 感染症(코로나19) 백신接種 場所였다. 이날 백신 1次 接種을 豫約한 홍콩系 美國人 조슈아 라우(31) 氏와 同行해 現場을 살펴봤다.

터미널에서는 드라이브 스루(drive-through) 方式으로 코로나19 백신接種이 한창 進行되고 있었다. 생각보다 體系的이고 밝은 雰圍氣였다. 現場 職員 및 自願奉仕者들은 乘用車로 다가와 待機者가 緊張하지 않도록 親切하게 接種 節次를 案內했고, 接種 擔當 醫療陣 亦是 寫眞 撮影을 許容할 程度로 餘裕가 넘쳤다. 接種 待機, 豫約者 身元 確認, 接種, 2次 接種 豫約까지 모든 節次가 30餘 分 만에 끝났다.

코로나19 백신에서 暴發한 mRNA의 威力

이날 라우 氏가 맞은 注射는 글로벌 製藥社 화이자(Pfizer)가 開發한 mRNA(메신저 리보핵산·傳令RNA) 技術 基盤 백신이다. 그는 運轉席에 앉은 狀態에서 車輛 門만 열어 注射를 맞았고, 接種은 5秒 程度 만에 簡單히 끝났다. 라우 氏는 “팔이 살짝 뻐근하긴 했지만, 크게 不便함은 느끼지 못했다”고 했다. 接種 後엔 그에게 곧바로 화이자 백신을 맞았다는 接種 確認證이 提供됐다. 스마트폰으로 2次 接種 豫約을 完了하자 그 자리에서 e메일과 文字로 豫約 確認 메시지가 날아왔다.

한때 世界에서 코로나19 確診者가 가장 많이 發生한 美國은 最近 백신 接種에 集中, 빠르게 狀況을 改善시키고 있다. 백신을 바탕으로 ‘集團 免疫’을 形成해 危機를 克服한다는 戰略이다. 5月 1日 基準으로 美國 成人의 55%가 코로나19 백신을 1回 以上 接種했다.



이런 戰略을 뒷받침한 것은 화이자, 모더나(Moderna) 같은 製藥企業이다. 이들이 가진 mRNA 백신 開發 技術 德分에 빠른 速度로 백신 生産에 成功하면서 大大的인 백신 配布 및 接種 政策을 推進할 수 있었다. 화이자는 獨逸 바이오엔테크(BioNTech)와 손잡고 昨年 末 mRNA 코로나19 백신을 開發했다. 코로나19 팬데믹 以後 約 1年 만의 일로, 歷代 主要 바이러스 백신 가운데 가장 短期間에 開發된 것으로 손꼽힌다. mRNA 백신을 商用化한 最初 事例이기도 하다.

바이오엔테크는 지난해 9月 中旬 스위스 企業 노바티스로부터 獨逸 西部 馬부르크에 있는 백신 生産施設을 引受하는 等 발 빠르게 움직였다. 그 結果 美國은 昨年 12月 mRNA 백신接種을 始作할 수 있었다. 화이자와 함께 美國 疾病統制豫防센터(CDC)로부터 코로나19 백신 承認을 받은 모더나 亦是 mRNA 백신 開發 技術을 確保하고 있다. 2010年 매사추세츠주에 設立된 以後 줄곧 mRNA 硏究에 集中하고 있으며 關聯 業界 代表 企業 中 하나로 꼽힌다. 모더나는 內部的으로 mRNA를 “生命의 소프트웨어(software of life)”라고 한다.

mRNA란 무엇인가… 傳令과 假짜 바이러스

細胞 속 DNA(데옥시리보핵산)는 個人의 固有한 遺傳情報를 保管, 保存하는 데 利用된다. 우리 몸은 이 遺傳情報를 바탕으로 生命 活動에 必要한 蛋白質을 만든다. 이 過程에 RNA가 介入하는데, 여러 RNA 中에서도 mRNA는 特定 蛋白質을 만들어내도록 傳達하는 구실을 한다. ‘傳令(messenger) RNA’라고 불리는 理由다.

화이자와 모더나가 開發한 코로나19 백신은 이런 mRNA의 特徵을 活用한다. 코로나19 病原體를 둘러싼 스파이크(Spike·突起 模樣) 蛋白質과 똑같은 形態의 蛋白質을 우리 몸이 스스로 만들어내도록 mRNA로 命令하는 것이다.

이 백신을 人體에 注入하면 mRNA가 細胞 안으로 들어가 코로나19 病原體의 核心인 스파이크 蛋白質을 만들고 우리 免疫體系는 이를 侵入者(抗原)로 認識해 스스로 抗體를 形成한다. 追後 實際 코로나19에 露出될 境遇 우리 몸 免疫體系가 스파이크 蛋白質을 記憶해 더 빠르고 正確하게 바이러스를 攻擊할 수 있다. 假짜 바이러스를 만들어 미리 訓鍊하고, 實戰 對應 體系를 갖추는 셈이다. 화이자와 모더나의 코로나19 백신 豫防率은 94~95%에 達한다. 존슨앤드존슨(얀센), 아스트라제네카 等이 開發한 백신보다 豫防率이 最大 20%포인트 假量 높다.

只今까지 백신은 바이러스의 毒性을 弱하게 만들어 사람 몸에 注入하는 形態로 開發돼 왔다. 弱한 바이러스를 우리 몸에 침투시켜 自然스러운 免疫反應을 일으키는 方法이다. 이러면 나중에 實際 바이러스가 들어왔을 때 우리 몸 免疫體系가 效果的으로 對處할 수 있다. 天然痘가 크게 流行한 18世紀 末 英國에서 牛痘(소의 天然痘) 菌을 投入해 天然痘를 克服한 것이 代表的인 事例다.

只今까지 백신은 毒性은 弱하지만 살아 있는 바이러스로 만드는 ‘생백신’, 熱을 加하거나 藥物 處理해 죽은 바이러스로 만드는 ‘사백신’ 等 크게 두 가지 形態로 나뉘었다. 이 通念을 깨고 登場한 것이 바로 mRNA 백신이다.

mRNA는 病原體의 毒性을 弱化하거나 아예 죽인 旣存 백신보다 製造 過程이 훨씬 單純한 게 長點이다. 旣存 方式을 利用할 때는 病原體 蛋白質 原料 成分을 培養하는 等 段階別로 적잖은 時間이 必要하다. 2020年 1月 開發이 始作된 코로나19 바이러스백신이 1年도 안 돼 完成될 수 있었던 것은 mRNA에 基盤을 뒀기 때문이다.

mRNA 백신, 빠른 開發 速度·安全性이 强點

백신에 使用하는 mRNA는 自然에 存在하는 것을 模倣해 만든 人工 RNA라 比較的 合成이 쉽다. 죽은 바이러스를 使用하는 사백신과 比較할 때 相對的으로 免疫反應을 長期間 誘導할 수 있는 것도 長點이다. 病原體를 人體에 直接 投與하지 않기 때문에 相對的으로 安全한 것도 强點으로 꼽힌다.

mRNA 基盤 백신 硏究는 約 15年 前부터 本格的으로 進行됐으나 코로나19 流行 以前에는 實際 現場에 適用된 事例가 없다. 코로나19 백신 成功으로 mRNA 백신 및 關聯 技術에 對한 認識이 크게 바뀌고 있다.

mRNA 백신은 새로운 變異 바이러스가 나타날 境遇 가장 빠르고 效果的으로 對處할 수 있는 方式으로 評價받는다. 新種 病原體가 登場하더라도 遺傳子 情報만 알면 한 달 以內 백신을 製造, 臨床試驗에 突入할 수 있다는 게 專門家들 分析이다. ‘MIT 테크놀로지 리뷰’에 따르면 코로나19 擴散 初期 모더나가 動物 臨床試驗을 위한 백신 候補物質을 開發하는 데 걸린 時間은 單 6週에 不過했다.

勿論 制約도 存在한다. 화이자 mRNA 백신의 境遇 零下 70度 狀態에서 流通해야 하고 모더나 백신 亦是 冷凍庫에 保管하는 것이 必須다. mRNA 自體는 安定的이나 mRNA를 감싸 人體 細胞 內部로 미끄러져 들어가게 하는 地方 덩어리 ‘脂質나노粒子(liquid nanoparticle)’가 熱에 弱하기 때문이다.

mRNA을 活用해 疾病을 退治하려는 試圖는 코로나19를 넘어 多方面으로 擴大되고 있다. 이집트숲모기를 媒介로 사람에게 傳播되는 ‘지카바이러스’, 毒感으로 알려진 바이러스性 呼吸器 疾患 ‘인플루엔자’, 말라리아 圓蟲에 感染돼 發生하는 急性 熱誠 傳染病 ‘말라리아’ 等에 對한 mRNA 백신 臨床試驗이 現在 世界 各地에서 進行되고 있다.

癌 征服하려 만든 技術, 코로나부터 잡는다

스테판 反셀(Stephane Bancel) 모더나 CEO는 ‘MIT 테크놀로지 리뷰’와의 인터뷰에서 “mRNA 백신은 소프트웨어처럼 빠르게 프로그래밍할 수 있다. mRNA 基盤 코로나19 백신, 지카바이러스 백신, 毒感백신의 差異는 뉴클레오티드(DNA, RNA 같은 核酸 構成 單位)의 順序뿐”이라고 했다. mRNA가 醫藥品 開發에 對한 完全히 새로운 接近 方式을 보여줬다는 說明이다.

實際로 mRNA를 活用해 백신이 아닌 治療劑를 開發하려는 試圖도 繼續 進行되고 있다. 特히 癌 治療 分野에 對한 期待가 크다. 癌細胞는 非正常的인 蛋白質을 만들어내는 特徵이 있다. mRNA 基盤 癌 治療劑를 投與해 特異한 蛋白質을 體內에서 生成하면 우리 몸의 免疫細胞가 이를 記憶해 癌細胞만 골라 攻擊할 수 있을 것이라는 期待가 나온다.

화이자와 함께 mRNA 백신 開發에 成功한 바이오엔테크는 애初에 癌 治療劑 開發을 目的으로 設立된 會社다. mRNA를 活用한 抗癌 免疫 治療法을 硏究하던 中 코로나19 팬데믹이 世界를 强打하자 백신 開發에 뛰어든 것이다. 男便과 함께 바이오엔테크를 設立한 외즐렘 튀레지 바이오엔테크 共同設立者는 ‘월스트리트저널’과 인터뷰하면서 “世界的 危機 狀況에서 백신을 開發하는 것이 免疫 科學者의 義務라고 생각했다”고 말했다. 튀레지는 “코로나19 백신 開發 成功으로 우리는 癌 治療劑 開發로 되돌아갈 수 있게 됐다”며 “癌 治療劑는 백신처럼 豫防이 目的이 아니라 이미 癌에 걸린 사람을 위한 藥이다. 個別 癌 患者를 위한 高度의 맞춤型 治療劑를 生産할 수 있을 것으로 期待한다”고 했다.

튀레지 共同設立者에 따르면 個別 患者를 위한 mRNA 癌 治療劑 製造에는 平均 4~5週가 걸릴 展望이다. 다만 癌은 매우 複雜한 疾病이기 때문에 患者의 免疫體系, 癌細胞 認識力, 效能 等 데이터를 繼續 蓄積해야 한다. 튀레지는 “mRNA 療法은 癌 治療의 礎石이 될 것이다. 2年 後엔 癌을 넘어서고 싶다”고 밝혔다.

韓國系 mRNA 企業도 注目

‘MIT 테크놀로지 리뷰’는 화이자-바이오엔테크, 모더나 外에도 ‘그린라이트 바이오사이언스(GreenLight Biosciences)’, ‘스트랜드 테라퓨틱스(Strand Therapeutics)’ 等을 主要 mRNA 技術 保有 業體로 꼽았다. 그린라이트 바이오사이언스는 2008年 美國 보스턴 地域에 設立된 바이오 스타트업이다. 現在까지 2億1500萬달러(約 2400億 원)의 投資金을 調達했다. 스트랜드 테라퓨틱스 亦是 美國 보스턴 地域에 本社를 두고 있다. 2017年 設立된 新生 企業으로 現在까지 600萬 달러(藥 67億 원)를 投資받았다.

2015年 실리콘밸리로 本社를 옮긴 後 活潑하게 活動 中인 韓國系 遺傳子 診斷·治療 企業 ‘아벨리노랩(Avellino Labs)’도 있다. 李瑱(Gene Lee) 會長이 2008年 設立한 아벨리노랩은 지난해 코로나19 팬데믹이 發生하자 가장 빠르게 診斷 키트를 開發해 캘리포니아州에 供給하며 注目받았다. 李 會長은 “長期的인 副作用을 觀察해야겠지만, 이番 코로나19 백신으로 mRNA 關聯 醫藥品 開發에 展望이 밝아졌다”며 “癌 等 主要 疾病 및 遺傳病과 分野에서 ‘RNA 테라피’ 時代가 열릴 것으로 본다. 여기에 빅테이터, 人工知能(AI) 等 情報技術(IT)李 합쳐지면 人類는 生命 神祕의 門을 열 수 있는 初入에 到達하게 될 것”이라고 내다봤다.

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