[바이오 리포트 2020⑦] DNA 뽑고, RNA 붙이고...코로나19 치료제·백신 개발 방법은?

[사진=로이터 연합뉴스]
 

전 세계 100만여명의 목숨을 앗아간 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 사태를 종식시킬 치료제와 백신은 어떤 방식으로 개발되고 있을까?

23일 생명공학정책연구센터가 미국 메디컬매체 STAT를 인용해 주요 제약·바이오 기업의 치료제·백신 개발 현황을 정리한 내용에 따르면 길리어드 사이언스(Gilead Sciences), 존슨앤드존슨(Johnson & Johnson), 모더나(Moderna), 사노피(Sanofi) 등이 코로나19 출현 초기인 지난 3월부터 치료제·백신 연구·개발에 집중하고 있다.

◆백신 개발엔 유전적 특성 담긴 RNA·DNA 활용

일단 백신 부문에서는 유전물질인 RNA와 DNA를 활용한 연구가 주목을 받고 있다. RNA와 DNA는 생명체에 필수적인 생체고분자 물질인 핵산의 구성 요소다. RNA는 체세포 내에 있는 많은 종류의 단백질 형성에 촉매 역할을 한다. 유전 정보를 담고 있는 것으로 알려진 DNA는 RNA의 작용을 조절한다.

미국 제약사 모더나는 코로나19 염기서열이 공개된 후 42일 만에 백신 후보물질 mRNA 1273을 개발해 화제를 모았다. 현재 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립아동보건·인간발달연구소(NIHD)와 함께 체내세포가 바이러스에 대한 항체를 갖도록 고안된 mRNA 합성가닥을 개발 중이다.

다만 mRNA 기술로 미국 식품의약품안전국(FDA) 허가를 받은 경험이 없어 그 결과에 이목이 집중되고 있다. 상용화 마지막 단계인 임상 3상에 들어간 mRNA-1273은 현재 1만25명에게 2차 투여를 마친 상태다.

독일 큐어백은 합성 mRNA를 사용해 단백질 생산을 촉진하는 연구를 하고 있다. 큐어백은 비영리 연합인 전염병대비혁신연합(CEPI)으로부터 보조금을 지원받아 모바일 mRNA 제조기술을 연구 중이다. 이 제조기술이 개발에 성공하면 바이러스 발생지역 현장에서 신속하게 백신을 생산할 수 있다. 큐어백의 mRNA 백신은 현재 임상 1상을 진행 중이다.

이노비오는 DNA를 활용한 항체 백신을 개발 중이다. 중국 클로버 바이오는 세계 최대 백신 제조업체인 GSK로부터 지난 2월 백신의 효과를 향상시키는 보조제 기술을 이전 받았다. 클로버는 면역반응을 자극하는 단백질을 주입해 면역 활성화를 일으켜 감염에 대항하는 방법을 연구 중이다.

사노피는 황열병(모기가 옮기는 아르보 바이러스에 의해 발생하는 출혈열)과 디프테리아(독소형 디프테리아균 감염에 의한 급성 호흡기 질환) 백신을 성공적으로 개발한 경험이 있다. 현재 코로나바이러스의 DNA 일부를 무해한 바이러스의 유전물질과 혼합해 환자의 면역을 활성화하는 키메라 DNA 백신을 만들고 있다. 

◆치료제는 기존 치료제 참고...'렘데시비르' 대표적 
 
치료제 개발엔 기존 바이러스 치료제가 참고서 역할을 한다. 기존 항바이러스제의 작용기전을 활용하거나 이미 검증된 독자기술을 바탕으로 하고 있기 때문이다. 

대표적인 것이 길리어드 사이언스의 항바이러스제 '렘데시비르'다. 당초 에볼라 바이러스 치료제로 개발된 렘데시비르는 이미 코로나19 중증 환자 치료에 사용되고 있다. 지난 7월엔 렘데시비르 흡입제 임상1b상을 시작했다.

한국도 특례 수입 절차를 통해 렘데시비르를 사용하고 있다. 올해 7월부터 현재까지 전국 49개 병원에서 중증 환자들에게 투약한 것으로 파악된다. 질병관리청은 정례 브리핑 등을 통해 "렘데시비르의 투약 효과 등은 추후 종합적으로 분석할 필요가 있다"면서도 "임상시험을 통해 입증된 것에 미뤄보면 현재까지는 사용할 만한 치료제"라는 입장을 보이고 있다. 

존슨앤드존슨은 에볼라 바이러스, 지카 바이러스 치료제 개발 경험을 기반으로 코로나 치료제를 개발 중이다. 리제네론(Regeneron)은 유전자 조작 마우스 기술로 코로나 치료제를 개발한다. 지난 2015년 에볼라 사태 때 환자 생존율을 약 2배 높인 혼합 항체 치료제를 개발한 경험을 바탕으로 하고 있다. 

감염병 전문인 비어 바이오테크놀로지(Vir Biotechnology)는 코로나19와 유사한 사스바이러스 생존자의 항체를 분리해 코로나19 치료 연구를 진행하고 있다.

한편 세계보건기구(WHO)에 따르면 9월 현재 전 세계적으로 개발 중인 백신 후보물질은 180종이 넘는다.