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"코로나19 제압" 2세대 바이러스 백신 개발 촉각
화이자·모더나 1세대 보완 '자가증폭RNA·아단위단백질·나노입자' 방식 주목
[ 2021년 03월 07일 19시 03분 ]
[데일리메디 신지호 기자] 전 세계적으로 코로나19에 대응하기 위해 다양한 백신이 개발되고 있는 가운데 자가증폭 RNA 및 아단위단백질백신, 나노입자백신 등 2세대 코로나19 백신 개발 방식이 주목받고 있다. 
 
현재 사용되고 있는 화이자와 모더나의 mRNA 방식은 1세대 방식으로 효능과 안전성이 입증됐지만 여전히 극복해야 할 과제와 보완할 사안이 있다는 지적이다.
 
현재까지 개발된 백신의 한계로는 변이 바이러스에 대한 대응이 제한적이라는 점과 콜드체인 유통으로 고비용이라는 점, 아프리카나 남미의 가난하고 밀접한 지역에서 유통이 불가능하다는 점이 꼽힌다.
 
미국 과학 잡지 Scientific American은 새로운 기술이 적용된 2세대(secondgeneration) 백신 후보 240여 종 가운데 잠재력이 제일 큰 3가지 백신 후보를 소개했다.
 
자가증폭 RNA 백신 
 
자가증폭 RNA 백신은 기존에 승인된 mRNA 백신과 동일한 방식이다.

항원이 되는 바이러스의 일부 유전물질(코로나19 바이러스의 스파이크 단백질 등)을 인간 세포에 넣어 인체가 항원 단백질을 생산해 항체 형성을 유도한다.
 
다만 기존 RNA 백신과 다른 점은 백신 구성요소 중 자가증폭(selfamplifying) 에 관여하는 복제유전자(replicase)를 삽입, 인체세포 안에서 항원에 해당하는 유전물질을 자가증폭해 항원 단백질을 보다 많이 생산하기 때문에 백신 사용량을 줄일 수 있는 특징을 갖고 있다는 것이다.
 
이러한 원리 덕분에 1회 접종만으로 항체를 충분히 형성할 수 있어서 비교적 적은 비용으로 백신 접종이 가능하다. 
 
현재 독일의 BioNTech, 벨기에 Ziphius Vaccines 등에서 자가증폭 RNA 백신을 개발 중 이다.
 
아단위단백질(Protein Subunit) 백신 
 
아단위단백질은 바이러스의 표면이나 세포막을 구성하는 특정 단백질 조각(펩타이드, peptide), 다당류 등을 주요 성분으로하기 때문에 전체 바이러스 또는 유전물질이 아닌 특정 단백질 부분(아단위단백질, protein subunit)에 백신 투여가 가능하다. 
 
특징으로는 유전자 재조합 기술을 이용, 생물반응기에 코로나19 바이러스 스파이크 단백질 등 항원 단백질을 저렴하게 대량으로 생산할 수 있다는 점이다.

다만 RNA 백신 생산보다 시간이 더 많이 소요되고 낮은 면역반응을 보이기 때문에 면역증강제(adjuvant)를 함께 투여해야 한다.
 
아단위 단백질 방식의 주요 장점으로는 냉장온도인 2∼8℃에서 보관할 수 있어 유통이 용이하며 부작용이 적고 안전하다는 점이다.

이로 인해 현재 인플루엔자, 백일해, 말라리아 백신 개발에 사용되고 있다.
 
현재 미국 Novavax는 현재 임상 3상을 진행 중이며, 국내 기업인 SK바이오사이언스는 임상 1상을 진행 중이다.
 
나노입자(Designed Protein Nanoparticle) 백신 
 
나노입자 백신은 스파이크 단백질 전체를 주입하는 대신 바이러스 수용체 결합도메인(RBD), 즉 인간 세포와 직접 결합하는 스파이크 단백질의 일부만 백신으로 제작한다.
 
축구공 모양의 구형 나노입자 표면에 RBD 단백질을 부착해 항원을 더 많이 노출할 수 있다.
 
장점으로는 바이러스 스파이크 단백질 전체 부위를 사용하는 것보다 최소 10배 더 높은 항체반응 유도가 가능하다는 점이다.
 
미국 워싱턴대학교 연구팀은 RBD 60개를 표면에 노출시키는 나노입자 백신을 제작해 강력한 중화항체 반응을 확인했다고 밝힌바 있다.
sjh@dailymedi.com
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