코로나로 탄생한 mRNA 백신…각광받는 이유는?

안전성 높고, 단기간 개발 가능…기술장벽은 높아

화이자

코로나19(COVID-19)로 인해 mRNA(메신저 리보핵산) 백신이 전 세계의 러브콜을 받고 있다. 바이러스를 직접 사용하지 않아 안전성이 높은데다 단기간에도 개발이 가능해서다. 다만 기술장벽이 높아 mRNA 백신 기술을 보유한 기업은 많지 않다.

mRNA 백신은 기존의 백신과는 기전(원리)부터 다른 새로운 백신이다. 기존 백신들은 바이러스 단백질을 체내에 주입해 항원을 만들지만, mRNA 백신은 이름 그대로 mRNA를 이용한다.

mRNA는 DNA가 단백질을 만들 때 유전정보를 담아서 전달하는 역할을 한다. mRNA 백신은 이러한 원리를 이용해 아예 항원을 만드는 단백질을 체내에서 스스로 만들게 한다.

화이자-바이오엔텍(이하 화이자)과 모더나의 mRNA 백신은 코로나19 바이러스의 스파이크(돌기) 단백질을 만드는 mRNA를 체내에 투여하는 것이다. 몸 속에 들어온 mRNA는 코로나19 바이러스 스파이크 단백질을 만들어 내고, 우리 몸의 면역체계는 스파이크 단백질을 이물질로 인식해 항체를 만들어 낸다.

mRNA는 원래 우리 몸에 있는 물질인 만큼 독성이 없어서 기존 백신들보다 안전성이 더 높다. 또 바이러스의 유전자 정보만 알면 mRNA를 신속하게 만들어낼 수 있어서 기존 백신보다 개발 기간도 짧다. 실제로 모더나는 지난해 1월10일 코로나19 바이러스 유전자 정보가 공개된 후 25일 만에 임상1상 시험에 필요한 백신을 만들어냈다.

생명공학정책연구센터의 보고서에 따르면 mRNA 백신은 어떤 신종 병원체가 등장해도 유전자 정보를 알면 한달 이내에 백신을 만들어 임상을 시작할 수 있다.

다만 mRNA 백신은 기술장벽이 높아 관련 기술을 보유한 기업이 적고, 새로운 기업이 이를 개발하기까지 시간이 오래 걸린다. mRNA 백신 원리가 처음 나온 후 실제로 싱용화되기까지 30여년이 걸린 것도 이러한 이유에서다.


전문가들이 mRNA 백신 개발에 가장 큰 장애물로 꼽는 것은 '약물전달체 시스템'이다. mRNA를 세포까지 안전하게 보호해 전달해줘야 하는데 이를 만들기 쉽지 않다.

현재 대표적인 mRNA의 약물전달체 시스템은 화이자와 모더나가 사용한 지질나노입자(LNP)다. LNP가 mRNA를 감싸서 세포막을 통과할 수 있도록하고 이를 세포까지 전달해준다. 이러한 LNP 기술은 mRNA 백신 개발을 위해 필수적인 기술이지만 모더나, 화이자, 큐어백 등 소수의 회사만 보유하고 있다.

이 때문에 현재 mRNA 백신 상용화에 성공한 곳은 모더나, 화이자 두 곳뿐이다. 독일 제약사인 큐어백이 이르면 이달 중 유럽에 코로나19 mRNA 백신 승인을 신청할 것으로 알려졌다.

우리나라를 비롯한 후발주자 국가들은 우선 LNP 기술 개발에 나서거나 mRNA 백신 위탁생산(CMO) 분야에 진출하고 있다. mRNA 백신 기술을 이전받고, 생산 노하우 등을 키워 mRNA 백신을 개발한다는 것이다.

국내의 경우 한미약품 을 비롯해 GC녹십자 , 엠큐렉스, 엔지켐생명과학 등이 관련 기술 개발에 나섰다. 중국 제약사인 푸싱제약은 화이자와 계약을 체결하고, 화이자 백신을 생산하기로 한 것으로 알려졌다.