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작성일 : 20-07-21 11:12
[보도자료] 코로나19 백신과 치료제 이야기(4)-세계 백신 개발 보고서
 글쓴이 : 최고관리자
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존슨앤드존슨(J&J)도 계열사인 얀센사의 백신 제조 플랫폼 애드백(AdVac)을 통한 코로나19 백신 개발착수

이일영 칼럼니스트 | 기사입력 2020/07/20 [10:37]

▲ 사진: google     © 브레이크뉴스

 

코로나19 팬데믹 재 확산이 심상치 않다. 세계 주요나라가 봉쇄령(Lock-down)을 해제한 이후 재 확산 우려감이 현실로 나타나고 있다. 특히 최근 7만 여명의 감염자가 연일 쏟아지는 미국은 총 누적 확진자가 20일 0시 현재 3,898,550명으로 인구대비 감염률이 1.17%이다. 이는 인구 100명 중 1.17명의 감염자가 발생한 것이다. 이어 누적사망자는 143,289명으로 치명률 3,6%이며 완치자는 1,802,338명으로 완치율 46.2%다. 이는 20일 기준 세계 총 확진자 14,634,732명 중 미국의 누적확진자 3,898,550명은 세계 총 확진자 중 (26.6%)가 미국에서 발생한 것이다.

 

또한, 7월 18일 현재 미국의 완치율 46.2%를 다음과 같은 세계 주요나라의 완치율 (중국 93.6%), (독일 92.5%), (대한민국 91.2%), (스위스 90.2%), (이탈리아 80.5%), (일본 77.4%), (러시아 71.3%), (브라질 65.2%), (인도 62.6%)에 비교하면 가장 낮다. 이는 아직도 정점의 터널을 벗어나지 못하였음을 뜻한다.

 

미국의 인구대비 감염률 (1.17%)이 만약 우리나라에서 발생하였다면 약 60만 6천여 명이 라는 사실에서 엄중한 상황을 쉽게 헤아릴 수 있다.

 

이와 같은 상황에서 치열한 개발 경쟁이 가속화되고 있는 백신과 치료제 중 미국 식품의약국(FDA)에서 현재 임시 사용 승인된 사례는 미국의 제약 기업 길리어드 사이언스사의 치료물질 렘데스비르(remdesivir) 뿐이다. 렘데스비르는 본디 C형 간염 치료제로 개발하였으나 실패하여 에볼라 치료제로 다시 수정 개발하였지만, 성공하지 못한 물질이다. 물론 코로나19에서도 완전한 치료제가 아닌 폐렴 증상이 있는 산소치료 중증 환자에게 투여할 경우 약 30% 치료 기간 단축 효과가 있는 약물이다. 미국 보건복지부(NIH)는 지난 2일 이와 같은 렘데스비르의 7월 생산량의 100%와 8월, 9월 생산량의 90%를 독점 확보하여 논란을 가져왔다. 이는 인구 100명당 1인이 넘는 확진율과 46%의 낮은 완치율을 가진 미국의 엄중한 상황의 고민이 고스란히 담긴 대목이다.

 

이와 함께 미국 식품의약국은 지난 13일 독일 바이오엔테크와  미국 제약기업 화이자가 공동개발하는 코로나19 실험용 백신 'BNT162' 2종을 패스트트랙 지정하였다. 또한, 미국의 바이오 기업 모더나는 미국국립알레르기감염병연구소와 공동으로 유전정보를 체내 세포에 전달하는 mRNA-1273 백신 임상 2상 결과에서 45명을 대상으로 투약한 결과 중화항체 생성은 8명뿐 이었으며 특별한 부작용은 없었다. 이는 미국 식품의약국(FDA의 가이드라인 항체 형성 50% 초과에 미치지 못한 것이다. 그러나 4주간의 시차를 두고 2회 접종하여 피험자 45명 전원에서 항체반응이 나타났다. 이에 오는 27일 3만 명을 대상으로 3단계 임상이 시작된다.  

 

이에 미국은 절차 등을 간소화하여 빠른 결정이 가능하게 하는 조치로 지름길(Fast track)을 의미하는 패스트트랙을 지정하여 규제 절차를 단축한 가속승인과 우선 심사를 통한 빠른 승인의 길을 열어두었다. 이어 모더나의 원료공급과 생산 라인을 확보했다는 보도는 사태의 심각성을 고려하여 먼저 백신 생산을 준비하고 안정성 확인을 백신 개발 이후에 받겠다는 모험적인 프로젝트를 감행하고 있다.    

 

이와 같은 독일 바이오엔테크와 미국 제약기업 화이자가 공동 개발하는 백신 'BNT162'와 모더나의 mRNA-1273 백신은 모두 mRNA 방식 백신이다. 잠시 여기서 이와 같은 RNA 백신과 DNA 백신에 대하여 살펴볼 필요가 있다. 오랫동안 연구되어온 백신은 약화한 실체의 바이러스를 인체에 주입하여 세포의 자가 면역을 유도하게 한다. 이와 같은 백신은 그 과정이 속전속결로 해결될 수 없었다. 이에 바이러스를 만들어 내는 백신이 아닌 바이러스가 체내에서 분비하는 모방 단백질을 주입하여 바이러스 감염을 위장 시켜 면역 반응을 일으키려는 연구와 시도가 오랫동안 진행되어 왔다.

 

이와 같은 연구 속에서 오랜 시일이 걸리는 완성된 단백질을 주입하지 않고 세포가 필요한 단백질을 만들도록 지시하는 방식이 바로 mRNA 백신이다. 이를 바이러스에 감염된 것으로 인식한 세포가 특정한 단백질을 생성하여 면역 반응을 일으키는 것이다. 이와 같은 RNA 백신은 투입되는 물질의 양이 적고 개발 공정이 간단하며 제조 기간이 빠르고 생산량이 많은 장점이 있다. 또한, 변이된 바이러스에 빠르게 대응 할 수 있다. 

 

이와 같은 mRNA 방식 코로나19 백신을 개발하고 있는 회사는 이 외에도 독일의 생물학자 잉마르 호에르(Ingmar Hoerr)가 설립한 바이오 기업 코어백(CureVac)사가 있다. 미국에서 코어백사의 백신을 독점하다 독일연방 정부의 저지로 무산된 백신 전쟁으로 세계의 주목을 받았던 코어백사는 최근 전기자동차와 우주개발로 잘 알려진 테슬라사와 백신 생산 자동화 특허를 공동 출원하였다.

 

이는 테슬라 일론 머스크 회장의 트위터에 언급된 내용으로 나노입자 기술과 같은 최소 물질을 다루는 미세공장 마이크로팩토리스(Microfactories)를 의미한다. 이와 같은 미세공장의 시스템이 2차원 또는 3차원 형태의 구조물이 형성되는 분자 레벨 프린터 기술과 함께 시스템이 자동으로 복제되는 인공지능(AI) 3D 분자 프린터를 의미한다. 이어 같은 사본 체를 양산하는 자기 복제(self-replication) 의미도 함께 아우르고 있다. 이는 DNA 단백질과 같은 바이오 분자를 자유롭게 합성할 수 있는 시스템으로 신약개발 차세대 생산 시스템을 언급한 것이다. 이와 같은 미세공장 마이크로팩토리스는 일본의 국영 기계공학연구소(MEL)에서 1990년 처음 발표되었던 개념이다.

 

DNA 백신은 면역반응을 가진 바이러스 유전자를 인공적으로 복제하는 백신이다. 바이러스가 가지는 복합적인 내용에 대응하는 유전자를 함께 사용 할 수 있어 면역의 폭이 넓어진다. 병원체를 사용하지 않아 부작용에서 유리한 점과 개발비용과 생산비용이 RNA 백신보다 저렴하지만, 향후 바이러스 변이에 대응하지 못하는 단점이 있다. 이와 같은 DNA 백신의 대표적인 개발사는 미국의 바이오 기업 이노비오(INOVIO)사에서 개발하는 ‘INO-4800’ 이다.

 

재미 한국인 조셉 킴(J. Joseph Kim)이 설립한 이노비오사는 1상 임상을 마치고 2차 임상을 시작하면서 분당서울대병원과 협력하여 7월 16일부터 임상에 들어갔다. 조셉 킴은 세계 면역업계의 선두주자로 에볼라 백신을 제조하고 있는 글로벌 바이오기업 머크 앤 컴퍼니(Merck & Co) 연구팀에서 근무하였다. 이후 이노비오사를 설립하였으며 세계 백신 협회 회원으로 지난 3월 2일 미국 백악관이 주관한 코로나19 대책 회의에 초대되었다.

 

이와 함께 미국의 130년 역사를 가진 세계적인 제약사 존슨앤드존슨(J&J)도 계열사인 얀센사의 백신 제조 플랫폼 애드백(AdVac)을 통한 코로나19 백신 개발에 착수하였다. 자사가 개발한 에볼라 백신이 유럽에서 승인을 취득한 존슨앤드존슨사는 이와 같은 바탕에서 코로나19 백신 설계에 들어가 벨기에 2상 임상에 착수하였으며 2021년 초 상용화를 기대하고 있다.

 

또한, 영국 옥스퍼드 대학 제너 연구소 팀이 개발한 코로나19 백신 (ChAdOx1 nCoV-19)은 영국 제약사 아스트라제네카(AstraZeneca)와 제휴하여 임상 중이다. 제너연구소에서 개발한 백신은 코 안의 공간인 비강 뒤편의 림프샘이 커지는 질환에서 이름이 생겨난 아데노이드(Adenoid)의 조직배양에서 검출된 호흡기 질환과 유행결막염을 일으키는 아데노바이러스(Adenovirus)의 연구에서 발전한 것이다.

 

이는 1953년 발견된 아데노바이러스가 세포 배양과 유전자 조작이 간편하여 바이러스의 다양한 연구에 많은 바탕이 되었다. 특히 이와 같은 아데노바이러스 복제 연구 과정에서 DNA 핵 내에서 전사되어 세포에 전달하는 메신저 mRNA로 개조되는 스플라이싱(splicing) 과정이 정립된 것이다. 이는 유전정보를 가지고 있지 않아 단백질을 만들지 못하는 DNA 영역 인트론(intron)을 제거하고 단백질 정보를 가진 엑손(exon)을 연결하는 내용이다. 이와 같은 스플라이싱(splicing) 과정이 정립되면서 생물학은 물론 현대 생명공학에 대 전환이 이루어진 것이다. 나아가 바이러스 자체를 유전자 운반체로 활용하는 바이러스 벡터 시대가 열리게 되었으며  옥스퍼드대학 제너 연구소가 개발한 코로나19 백신 또한 이와 같은 아데노바이러스를 바이러스 벡터로 활용한 것이다. 

 

미국 백신전문 기업 노바백스(Novavax)가 개발하는 코로나19 백신 (NVS-Cov2373)도 주목대상이다. 이는 물질의 크기가 자외선이나 가시광의 파장보다 짧으면서 다수의 원자와 분자가 표면에 존재하게 하는 나노 입자 기술에 바탕을 둔 재조합 단백질 백신이다. 또한, 프랑스 다국적 제약기업 사노피(Sanofi) 사의 백신연구센터 사노피 파스퇴르(Sanofi Pasteur)가 영국의 글로벌 제약기업 글락소스미스클라인(GSK)과 협력하여 개발 중인 코로나19 백신이 있다.

 

이는 사노피 파스퇴르가 재조합 기술로 개발한 인플루엔자 백신 플루블록(Flublok)이 개발할 당시 영국의 제약기업 글락소스미스클라인의 면역증강제가 조합되었던  기술을 바탕으로 연구된 백신이다. 기존의 달걀을 이용한 계란 기반 백신과 세포 기반 백신이 아닌 재조합 기술 인플루엔자 백신이 미국 식품의약국에 승인된 사례는 사노피 파스퇴르가 개발한 백신이 유일하다. 이와 함께 사노피사는 지난 2018년 미국 바이오 기술기업 트랜스레이트 바이오(Translate Bio)사와 계약하였던 감염성 질환 mRNA 백신 개발 협업을 확대하여 개발 중인 코로나19 백신을 트랜스레이트 바이오사의 mRNA 플랫폼과 결합하기로 하였다. 

 

한편 코로나19 바이러스 발생지인 중국에서의 백신 개발은 가장 먼저 발생한 만큼 바이러스에 대한 다양한 연구가 선행된 사실에서 주목된다. 먼저 중국 국영제약기업인 시노팜(Sinopharm)과 우한생물제품연구소가 개발 중인 불활성화 바이러스 방식 백신이 국내 1차 2차 임상 이후 아랍에미리트(UAE)에서 임상 3상을 시작하였다. 국내 임상에서 중화항체 양성률 100%를 보고하였지만, 지난 2018년 우한생물제품연구소가 공급한 함량 미달 DPT 백신 사건을 떠올리게 한다. 이와 같은 중국은 백신 개발을 확신하며 시노팜 자회사인 백신 제조업체 중국 국립 바이오텍 그룹(CNBG)에 개발 중인 백신 생산라인을 구축한 것으로 알려졌다. 

 

또한, 중국 생명공학기업 캔시노 바이오로직스(CanSino Biologics)와 베이징 생명공학연구소가 공동으로 개발 중인 아데노바이러스를 재조합한 백신(Ad5-nCov) 또한, 세계 주요나라에서 3상을 준비하고 있다. 이어 중국선전 제노면역의학연구소는 렌티바이러스를 기반으로 코로나19 백신 (LV-SMENP-DC)과 (Pathogen-specific aAPC) 2종을 개발 중이다. 여기서 주목되는 사실은 렌티 바이러스가 바이러스 표면 단백질에서 변화무쌍한 연속항원 변이성을 가지고 있는 사실에서 백신 개발의 가장 어려운 바이러스라는 점과 증상 진행이 느린 지발성 감염 바이러스로 감염된 동물이 무증상 상태에서 상대 동물에게 감염을 전파하는 특성이 코로나19 바이러스와 유사한 내용이 많은 점에서 향후 개발 상황이 주목된다.

 

이어 인도의 모기로 감염되는 치쿤 구니아(Chikungunya) 백신 개발이 진행 중인 제약기업 바라트바이오텍이 인도의학연구협의회 산하 국립바이러스연구소와 함께 개발하고 있는 코로나19 백신 코백신(Covaxin)도 임상 중이다. 이와 함께 러시아 보건부 소속 가말리아 연구소가 아데노바이러스 기반에서 개발 중인 코로나19 백신 (Gam Covid Vac Lyo)도 의외의 결과를 가져올 가능성이 높은 주목 대상이다.
 
이어 이웃 나라 일본의 코로나19 백신 개발내용을 살펴보면 일본 최초의 유전자 치료제를 개발한 바이오기업 안제스(アンジェス)가 개발 중인 DNA 백신이 주목된다. 안제스 사는  특정한 유전자를 주입하여 이상 유전자를 치료하는 유전자 치료제로 중증 하지 허혈증 치료제 ‘콜라테젠’을 개발하여 일본 최초의 유전자 치료물질을 개발한 회사이다. 현재 임상 중인 백신은 오사카대학 연구센터와 공동으로 개발되었다. 이어 오랜 역사를 가진 제약기업 시오노기제약(塩野義製薬)에서 백신 중간체 원료를 공급받으며 바이오기업 다카라바이오(タカラバイオ)의 유전자 약품 생산 시설에서 백신을 생산한다는 계획으로 총력을 기울이고 있다.
 
이를 상세하게 살펴보면 원료공급 제약사 시오노기제약은 메이지 유신 이후 1877년 한약 도매상으로 출발하여 1886년 양약 판매와 제조업체로 전환한 오랜 기업이다. 지난 2018년 인플루엔자 A, B 독감 치료제 발록사비르 마복실(Baloxavir marboxil)을 개발하여 미국 식품의약국에서 승인되었다. 이와 같은 시오노기 제약의 독감 치료제는 스위스 로슈사의 타미플루와 달리 한 번의 투여로 독감 바이러스를 24시간 이내에 제압하는 것으로 보고되었다.

 

이와 같은 시오노기 제약이 오늘날 일본 굴지의 제약사로 성장한 배경이 흥미로운 사실은 바로 음악과 연관된 사실이다. 이는 일본에서 생활 경험이 있다면 일본 후지 TV의 음악 프로그램 뮤직페어(MUSIC FAIR)를 기억할 것이다. 1964년 8월 처음 방영되어 지금까지 이어오는 프로그램으로 세계의 대중 음악가들이 가장 선망하는 프로그램이다. 이와 같은 프로그램을 처음부터 지금까지 후원하고 있는 제약회사가 바로 ‘시오노기제약’으로 시오노기 뮤직페어로 부르기도 한다.

 

이러한 배경을 요약하면 한 신입 사원이 홍보에 대한 주제발표에서 인간과 가장 친화적인 음악을 통한 회사의 홍보를 제안하면서 1964년 8월 첫 방영된 후지 TV 음악 프로그램 ‘뮤직페어’에 후원을 결정하였다. 결과는 현재까지 56년의 역사를 자랑하는 세계적인 프로그램이 되었으며 1878년 작은 한약방에서 출발한 시오노기 제약은 세계 굴지의 기업이 되었다.      

 

코로나19가 팬데믹 상황으로 덮쳐오면서 발 빠른 대응을 보여준 우리나라 진단키트업체의 대응은 세계의 주목을 받았다. 우리나라 기업의 코로나19 백신 개발에서 국내 기업 중 현재까지 식약청 임상 승인은 항체 융합단백질 치료제를 개발하는 바이오 기업 제넥신의 DNA 기반 백신 GX-19가 유일하다. 제넥신 GX-19 백신은 국제백신연구소(IVI)와 KAIST와 포스텍 그리고 바이오 기업 제넨바이오와 바이넥스와 컨소시엄으로 개발 중이다.

 

이어 지난 2015년 세계 최초로 세포배양 방식 독감백신을 개발한 특성적인 플랫폼 기술을 보유한 SK바이오사이언스가 주목된다. 빌&멜린다 게이츠 재단으로부터 코로나19 백신 개발 지원금 44억 원을 지원받은 사실은 기업의 유전자 재조합기술 방식의 코로나19 백신 개발에 대한 기대감이 크다. 또한, 바이오 기업 아이진이 발표한 mRNA 기반 코로나19 백신 개발도 주목된다. 이는 인공지능(AI) 신약개발기업 팜캐드와 RNA 백신 플랫폼을 활용한 메르스 백신 개발 경험을 가진 남재환 교수의 가톨릭대와 백신 면역증강제 플랫폼 기술을 주도한 이나경 교수의 세종대, 인수공통전염병연구소 이상명 교수의 전북대, RNA 기반 기술 바이오 기업 티리보스와 함께한 협력이 주목된다.

 

또한, 코로나19 백신과 혈장 치료제를 개발 중인 GC녹십자의 개발 상황도 기대된다. 세계 최초로 개발한 유행성출혈열 예방백신 한타박스(Hantavax)의 개발 주역 녹십자 연구소인 목암생명과학연구소와 공동으로 질병관리본부 국책 과제 공모로 시작된 유전자재조합 기술 기반 코로나19 백신 개발이 한창이다. 

 

이와 함께 한미제약그룹 지주회사 한미사이언스와 바이오기업 바이오앱이 공동으로 개발하는 식물유래 바이러스 유사체(Virus Like Particle, VLP) 백신도 기대된다. 이는 바이러스와 비슷하지만, 유전물질이 없어 체내 복제가 불가능하며 면역 반응만을 유도하는 방식이다. 이에 한미사이언스의 오랜 제약 연구 기반과 세계 최초로 식물기반의 돼지 열병 백신을 개발한 바이오앱의 연구에서 식물에서 생산된 코로나19 항원 단백질 백신의 향후 임상 결과가 주목된다. 이는 국가 질병 연구 기관 국립보건연구원이 지난 4월 7일  바이러스유사체 기반 코로나19 백신 후보물질 제작에 성공 내용과 같은 맥락이다.

 

이와 함께 18일 북한 국가과학기술위원회 의학연구원 의학생물학연구소가 코로나19 백신을  개발하고 있는 내용이 보도되었다. 발표된 내용은 코로나19 바이러스의 돌기 형태 스파이크(S) 단백질이 인체 수용체 단백질 ACE2(앤지오텐신전환효소2)를 인식하여 결합하는 내용을 연구한 재조합 백신의 개발이었다. 동물 실험을 통하여 안전성과 면역성이 확인되어 7월 초 인체 임상을 시작한다는 내용이었다. 코로나19 백신이 우리나라 남과 북에서 함께 개발되어 민족의 지혜를 세계에 알렸으면 한다.

 

이와 함께 미국을 비롯하여 세계 주요나라에서 치열하게 전개되고 있는 코로나19 백신 개발에 관한 내용을 살펴보면서 스쳐 가는 느낌이 있었다. 미국의 도널드 트럼프 대통령이 팬데믹 상황의 코로나19 방역 대책에서 보여준 상상키 어려운 행보가 의미하는 내용이다. 이는 코로나19 백신과 치료제가 미국에서 가장 먼저 개발될 것이라는 어떤 정보에 의한 확신을 가지고 있었을 가능성이다. 이와 같은 맥락에서 가장 주요한 조기 방역 시기를 간과한 가능성에 담긴 여러 이유가 스쳐 가는 것이다.

 

문제는 예정된 일정대로 백신이 개발된다하여도 현재 100명당 1.17명이 감염된 인구대비 감염율과 46.2%의 낮은 완치율을 가진 미국이 연일 쏟아지는 감염 상황은 이제 시작 일수 있다는 점에서 백신이 개발되어 실제 접종되는 시기까지의 공백 기간에 생겨날 향후 많은 문제는 실로 예측키 어려운 내용이 많다. artwww@naver.com
 
*필자: 이일영
한국미술센터 관장. 칼럼니스트. 시인