[폴리뉴스 김현우 기자] 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 백신 제조에 꼭 필요한 기술인 지질나노입자(LNP) 제조 능력을 국내 기업도 보유하게 됐다. 하지만, 이 기술은 저온보관, 알레르기 유발 등 단점도 뒤따르고 있어, 일각에선 2세대 기술 개발을 해야한다고 강조하고 있다.

화이자와 모더가 개발한 코로나19 백신은 ‘메신저 리보핵산(mRNA)’ 기술을 기반으로 만들어졌다. 이 기술은 주성분인 mRNA와 이것을 감싸서 보호하는 LNP로 구성된다. 백신을 만들려면 이 두 성분에 대한 제조 능력부터 갖춰야 한다. 특히 LNP 기술은 화이자와 모더나도 자체 기술을 갖지 못해 기업 '아뷰투스'로부터 로열티를 내고 사용하고 있다.

전 세계에서 LNP 기술로 미국 식품의약국(FDA)의 허가를 받은 기업은 아뷰투스를 포함해 제네반트, 콘덴파마, 어나일럼 등 4곳뿐이다.

국내 상장 제약사 에스티팜은 한국, 일본 등 아시아 12개국에서 제네반트의 LNP 약물 전달체 기술을 이용해 코로나19 mRNA 백신을 직접 개발하고 생산할 수 있는 권리를 확보했다. 에스티팜은 제네반트 사이언스와 코로나19 mRNA 백신 개발 및 상업화에 필수적인 LNP 약물 전달체 기술 도입에 관한 비독점적 라이선스 계약을 체결했다고 8일 밝혔다.

제네반트는 에스티팜으로부터 계약금과 기술 이전 비용을 포함해 코로나19 mRNA 백신 개발 및 상업화에 따른 마일스톤으로 최대 1억 3375만 달러(약 1496억 원)를 받게 된다. 에스티팜에 따르면 도입한 제네반트의 LNP 약물 전달체 기술은 안전성과 유효성이 임상으로 검증됐다. 이에 따라 코로나19 mRNA 백신 개발 및 상용화를 신속하게 추진할 수 있을 것으로 기대한다고 에스티팜 측은 전했다.

에스티팜 관계자는 "mRNA 백신은 변이된 염기서열만 교체하면 가장 신속하게 중화항체를 유도할 수 있는 백신 플랫폼 기술"이라며 "에스티팜은 코로나19 mRNA 백신뿐 아니라 남아공과 브라질 변이 바이러스에 최적화된 mRNA 백신의 자체 개발과 상업화를 검토 중"이라고 밝혔다.

2세대 백신 제조, 관건은?

mRNA 백신은 우리 몸이 특정 단백질을 만들도록 하는 설계도를 담고 있다. 인체 주입 후 세포 안으로 설계도를 전달(메신저)하면, 가짜 코로나 바이러스 단백질을 형성한다. 이후 우리 몸은 면역반응을 일으킨다.

그 다음에 진짜 코로나바이러스가 침투하면, 기억을 하고 있던 면역세포가 즉각 공격을 하는 방식이다.문제는 mRNA가 외부 환경에 노출되자마자 쉽게 변형되기 때문에 세포벽을 뚫고 세포 안까지 들어가기가 힘들다. 이를 보호하기 위해 mRNA 겉을 얇은 막으로 감싸줘서 세포 안까지 안전하게 들어가게 하는 ‘약물 전달체’가 필요하다. 그게 바로 LNP다.

지질 성분의 LNP는 극저온 보관이 필수라는 단점이 있다. 화이자 백신은 영하 70도에서, 모더나 백신은 영하 20도에서 보관되는 이유도 mRNA가 아닌 LNP를 보호하기 위해선데, LNP를 더 안정된 상태로 만들기 위해 들어가는 PEG(폴리에틸렌글리콜) 때문에 심각한 전신 알레르기 증상인 ‘아나필락시스’ 부작용이 발생하기도 한다. 

최근 보고되는 백신 접종 후 알레르기가 발생하는 사례도 이 때문이다. 정제된 mRNA 자체는 상당히 안정적인 물질이지만, 지질나노입자가 불안정하기 때문이다. 이에 향후 mRNA 백신의 2세대는 지질나노입자의 개선 혹은 대체기술 개발이 관건이다.

'사용량' 또한 개선돼야 한다. mRNA 백신은 기존 백신에 비해 일반적인 효과를 얻기 위해 2배의 용량이 필요하다. RNA 사용량을 줄일 수 있다면 저렴한 비용으로, 더 많은 사람에게 더 빨리, 더 안전하게 백신을 공급할 수 있다. 결과적으로 2세대 mRNA 백신 개발은 낮은 열안정성, 비교적 많은 사용량 및 부작용 등의 문제를 넘어서야 한다.

독일의 큐어백은 낮은 열안정성을 극복하기 위해 탄탄하고 잘 짜인 3차원 구조의 접는 RNA 기술을 개발했다. 큐어백의 mRNA 백신은 비교적 적은 용량으로 효과를 나타내고, 냉장에서 유통이 가능하다.  

중국의 쑤저우 아보젠 바이오사이언스는 LNP 품질과 순도를 향상해 냉장(2~8°C) 온도에서 저장이 가능한 기술을 개발 중이다. 백신을 한꺼번에 투여하는 대신, 천천히 투여하는 전달 시스템이 사용량과 부작용 문제를 해결하는데 도움이 될 것이란 전망도 있다. 미국의 박세스 테크놀로지는 백신을 천천히 흘려보낼 수 있는 미세 바늘 부착 피부 패치를 개발 중이다.

최근에는 'Universal flu shot' 백신 개발도 눈에 띈다. mRNA 백신의 디자인을 다시 하지 않고 다양한 신종 독감 바이러스에 적용하는 방법이다. 바이러스 변종, 항원소 변이, 또는 항원 대변이에 상관없이 모든 인플루엔자 종에 효과적인 백신을 접종할 수 있다.

제약업계 관계자는 "아직까지 mRNA 백신은 부족한 점이 많다. 유통 문제와 알레르기 발생의 원인이 되는 성분을 사용한다는 문제가 뒤따른다"며 "LNP기술의 능력 향상을 어느 제약사가 먼저 하느냐에 따라 향후 제 2의 모더나, 화이자가 될 수 있다고 생각한다"고 했다.