바이오인

새로운 백신 개발 기술 및 임상 동향

◈ 목차

1. 개요

2. 신규 백신기술 동향

 1) 재조합 단백질 백신

 2) 힙성 펩타이드 백신

 3) 핵산 백신

  가. DNA 백신

  나. RNA 백신

 4) 바이러스 벡터 백신

 5) 나노입자

  가. 백신후보 임상시험 현황

3. 맺음말

◈본문

1. 개요

백신은 전 세계적으로 다양한 질병의 감염 및 전파를 예방함으로써 건강에 중요한 역할을 하며 세계보건기구는 백신으로 매년 200만-300만 명이 사망하는 것을 예방할 수 있다고 추정한다. 실제로소아마비, 천연두, 홍역, 디프테리아 및 파상풍 등에 대한 백신의 엄청난 성공은 세계적으로 전염병의 부담을 줄이고 천연두의 경우 완전히 근절시키면서 엄청난 잠재력을 보여주었다. 전염 가능성이 있는 전염병은 역사 전반에 걸쳐 정기적으로 발생하고 있으며(페스트, 콜레라, 인플루엔자, 다양한 코로나바이러스) 이는 대유행 가능성이 있는 새로운 병원체가 언제, 어디서나 나타날 수 있음을 증명한다. 대유행은 효과적인 백신을 미리 준비할 수 없는 전염성 물질의 가장 극적인 형태이고 일부 감염성 질환에 대한 백신의 성공에도 불구하고 뎅기열, 노로바이러스, RSV, HIV 등은 여전히 해결해야 할 과제로 남아있다.

지난 70년 동안 많은 백신, 특히 바이러스 백신이 개발되었지만, 효과적이고 안전한 백신을 기다리는 수많은 전염병이 아직 있다. 병원체의 진화는 백신개발을 위한 전략이 실패로 이어질 수 있으며 인간의 감염성 질병을 효과적으로 예방하고 통제하기 위해서는 백신의 개발 및 생산을 위한 새로운 기술이 필요하다. 본 브리프에서는 현재 시장에서 언급되고 있는 신규 백신 기술과 백신 임상시험 현황 등을 살펴본다.

2. 신규 백신기술 동향

DNA 재조합 기술의 등장은 단일 단백질 또는 바이러스 유사 입자를 구성하는 단백질의 생산을 가능케 하고 항원에 대한 운반체로서 변형된 벡터의 생성도 또한 가능하게 하여 새로운 백신기술의 시대를 열었다. 살아 있거나 비활성화된 미생물 또는 톡소이드를 기반으로 하는 이전 세대의 백신과 달리 새로운 백신 후보는 원치 않는 부작용이 없는 최소한의 접근 방식을 기반으로 한다. 합리적으로 백신을 개발하기 위해 보편적인 전략과 기술은 없으며, 백신개발은 오래 걸리고 비용이 많이 드는 경험에 의존해야 하는 과정이다. 새로운 백신기술의 특성에 대한 일반적인 비교는 다음의 표와 같다.

 1) 재조합 단백질 백신

재조합 단백질 백신은 병원체의 껍데기나 세포막을 구성하는 특정 단백질 조각, 다당류 등을 주요 성분으로 사용하고 소수의 보호 항원에 초점을 맞춘 소단위 백신이다. 이러한 단백질 또는 다당류는 우리의 면역 체계가 ‘외부’로 인식하는 부분이며 바이러스 또는 박테리아에 있는 수천 개의 단백질 중 몇 개만 포함되지만 질병으로부터 보호할 수 있는 면역반응을 촉발하기에 충분하다.

단일 단백질은 복제할 수 없기 때문에 부작용의 위험이 덜하며 비교적 저렴하고 생산하기 쉽고 전체 바이러스나 박테리아를 포함하는 백신보다 안정적이다. 하지만 면역반응을 유도하는 데 사용되는 항원과 관련한 분자구조가 부족할 수 있어 면역반응이 다른 유형의 백신보다 약해 보조제와 함께 전달되고 추가 용량이 필요할 수 있다.

E. coli, 효모, 곤충 또는 포유동물 세포주를 사용하여 과발현 재조합 단백질을 생산하며 가장 인기있는 플랫폼은 조작하기 쉽고 높은 발현 수준을 보이는 E. coli 이다. 그러나 E. coli 발현 시스템은 면역반응의 특성과 결과적으로 백신의 기능에 영향을 줄 수 있는 글리코실화와 같은 번역 후 변형(post-translational modifications)이 없어 적절한 항원을 생산하기가 어렵다. 포유동물 발현 시스템은 번역 후 발현된 단백질을 인간과 같은 방식으로 변형하기 때문에 이상적으로 생각되지만 높은 배양 비용과 발현되는 단백질의 양이 가장 적다.

...................(계속)

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