[편집자주]생명에 대한 위협과 함께 글로벌 경제에도 큰 타격을 준 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 사태로 코로나19 백신 개발 경쟁이 치열하다. 다양한 개발 플랫폼이 존재하며 급속히 가열되고 있는 글로벌 백신 시장의 현황과 전망을 살펴보았다.

 

 

【글 싣는 순서 】

(상편) 코로나19 팬데믹 위기...'백신개발' 전쟁의 서막

(중편) 백신개발에 올인...주목 받는 ‘세포배양 방식’

(하편) 세계 백신시장, 연평균 11% ‘고성장’…국내 시장은?

 

 

【 청년일보 】 백신이란 병원체에 감염되기 전에 인위적으로 인체에 해당 병원체를 주입해 체내 면역 체계를 활성화함으로써 질병을 미리 예방하거나 치료하는 물질을 뜻한다.

 

목적에 따라 예방용과 치료용으로 나뉘며, 항원의 수에 따라 1가 백신과 다가 백신으로 구분된다. 백신은 생물학적 제제이기 때문에 제조와 품질관리가 상대적으로 까다로우며, 공공재적인 성격이 강해 정부가 주요 수요처로 꼽힌다.

 

이러한 백신은 항원의 상태와 배양방식에 의해서도 구분될 수 있다. 전통적인 백신 개발 방식에는 병원체의 상태에 따라 크게 ‘생백신’(Live-attenuated vaccine)과 ‘사백신’(Inactivated vaccine)으로 나뉜다.

 

일반적으로 생백신이 사백신보다 더 효과적인 것으로 알려져 있다. 백신에 사용되는 균의 독성을 약화함으로써 체내 면역성을 장기간 유지시키기 때문이다. 하지만 면역기능이 낮은 소아에게는 질병을 일으킬 수 있는 부작용이 있다.

 

사백신은 균이 증식을 할 수 없기 때문에 감염성이 없으며 정제된 형태로 제조 가능하고 부작용이 없는 장점이 있다. 반면, 면역의 지속성이 짧다는 단점이 있어 추가접종을 받아야 하는 단점이 있다.

 

최근에는 전통적인 개발 방식인 생백신과 사백신 이외에도 다양한 개발 플랫폼이 존재한다. 오히려 전통적인 방식 이외의 새로운 방식으로 백신 개발이 더욱 많이 이뤄지는 추세다.

 

백신 개발 플랫폼의 종류는 크게 바이러스, 바이러스-백터, 단백질 기반 그리고 핵산 백신으로 나뉜다.

 

세부적으로는 DNA 백신, Inactivated, mRNA, Not-replicating vector, Protein Subunit, Lentiviral Vector, Replicating viral vector 등 총 7개의 플랫폼으로 구분되며 최근 유행 중인 코로나19 백신 개발에도 이들 다양한 플랫폼이 활용되고 있다. 

 

 

◇ 백신, 배양방식에 따라서도 구분…대세는 ‘세포배양 방식’

 

백신은 배양방식에 따라서도 크게 3가지로 구분될 수 있는데 이는 유정란 배양방식, 세포배양 방식, 그리고 유전자 재조합 방식이다.

 

유정란 배양방식은 바이러스를 약독화(독성을 약하게 함)한 후, 유정란에 바이러스를 감염시켜 약독화된 바이러스를 유정란 안에서 증식시키는 방식이다. 증식 이후 유정란에서 바이러스만 추출한 다음, 원심분리기에 돌려서 백신으로 사용하게 된다. 유정란 방식은 현재까지 주된 백신 배양방식으로 활용됐는데, 이는 비용이 가장 저렴하기 때문이다.

 

하지만 치명적 단점이 있다. 조류독감 발병 시 빠른 백신 생산이 어렵고, 계란 알레르기가 있는 사람의 경우 유정란 방식으로 생산된 백신을 맞을 수 없다는 점이다. 생산까지 걸리는 시간도 6개월 이상으로 오래 걸린다.

 

1도즈의 독감 백신을 생산하기 위해서는 보통 1~2개의 유정란이 필요한데, 독감 바이러스가 유행할 시기에는 대량의 백신을 생산해야 하고 따라서 많은 양의 유정란이 미리 안정적으로 확보되어야 한다.

 

이러한 배양방식을 보완하기 위해 새로운 방식이 개발되었는데 이것이 ‘세포배양 방식’이다. 세포배양 방식은 살아있는 바이러스를 동물세포에 감염시켜 만드는 방법이다. 이 바이러스는 동물세포에 감염된 후 증식하게 되는데, 증식된 바이러스를 따로 분리시킨 다음 화학적인 방법을 통해 바이러스를 조각내고 정제하여 백신으로 만드는 것이다.

 

여기서 동물세포로는 주로 원숭이, 개의 신장세포가 사용되며 주로 일본뇌염 백신, 소아마비 백신, 로타바이러스 백신 등이 동물세포 배양법으로 개발되고 있다. 세포배양 방식을 이용하면 백신의 생산기간을 기존 유정란 방식의 6개월에서 2~3개월로 단축시킬 수 있다는 장점이 있다. 따라서 질병 대유행시(pandemic) 빠르게 대처할 수 있다.

 

마지막으로 유전자 재조합 방식은 아직 연구 단계에 있는데, 유전공학적인 기법을 이용해 백신을 만들고자 하는 바이러스의 유전자 정보를 동물세포에 주입하는 방식이다.

 

그러면 동물세포에서 항원이라고 불리는 바이러스의 껍질 일부분이 생산 되는데, 이 항원을 백신으로 사용하는 것이다. 현재 자궁경부암과 메르스 같은 질환의 백신 개발을 위한 연구단계에 있다.

 

업계 관계자는 “지난 2018년 ‘US BIO 컨퍼런스’에서는 백신에서 가장 중요한 부분으로 질병의 대유행시 빠른 백신공급을 꼽았다”며 “전문가들은 기존 유정란 방식보다 새로운 백신 배양 기술인 세포배양 방식이나 유전자 재조합 방식이 각광을 받을 것으로 전망하고 있다”고 말했다.

 

그러면서 “이번 코로나19 사태 역시 팬데믹 상황으로 접어든 만큼, 유정란 방식이 아닌 세포배양 방식으로 배양될 가능성이 높다”고 전망했다.

 

【 청년일보=안상준 기자 】