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백신

백신은 사람이나 동물에 병원체(세균 및 바이러스)에 의해 발생하는 질병에 대한 후천성 면역을 부여하는 의약품으로, 면역 증진뿐만 아니라 질병의 치료와 예방을 돕습니다.

백신

개념

백신은 사람이나 동물에 병원체(세균 및 바이러스)에 의해 발생하는 질병에 대한 후천성 면역을 부여하는 의약품으로, 면역 증진뿐만 아니라 질병의 치료와 예방에 도움을 준다.


WHO는 백신 접종으로 매년 250만명의 사망을 예방한다고 밝히고 있으며, 최근에는 에볼라, 대상포진, HIV, 코로나19 백신 등도 개발되었다. 그러나 여전히 인류를 위협하는 많은 감염병이 존재하고 있으며, 새로운 감염병의 위협도 지속되고 있어 이에 대응하기 위한 백신 연구 개발이 필요하다.


여기에서는 바이오인에서 담고 있는 디지털치료제에 관련된 다양한 자료들을 종합적으로 살펴볼 수 있다.




감염병 예방에 가장
효과적이고 안전한 수단
: 백신




○ 1796년 에드워드 제너(Edward Jenner)가 최초로 천연두(small pox) 백신을 개발한 이래 소아마비, 홍역, 간염, 결핵 등 수많은 백신들이 개발되었다.




예방접종은 인체에 백신을 투여하는 절차로 감염성 질환 예방을 위한 가장 효과적이고 안전한 수단으로 평가, 개인 건강 및 공중보건 차원에서 매우 중요한 부분으로 인식되고 있다.




백신 연구의 현재와
미래




감염성 질환을 사전에 예방하는 예방 백신이 주로 이루고 있으며, 최근 질병을 보유한 환자에서 질병 치료를 위해 면역체계를 강화하는 치료용 백신 개발이 활발하다. 에이즈, 자궁경부암, 흑색종 등 치료용 백신 개발이 상용화에 임박하고 있다.




제조방법에 따라 불활성화 백신, 약독화백신, 서브유닛 백신, 톡소이드 백신 등으로 구분되며, 기술개발에 따라 최근에는 유전자를 활용하는 DNA 백신, mRNA 백신, 재조합 벡터 백신 등이 개발되고 있다.




아직까지 백신이 없는 질병에 대한 백신 개발 연구가 추진중으로 아프리카 지역에서 주로 발생하는 높은 치사율의 에볼라 바이러스 백신이 개발 되었으며, 현재 전세계를 강타한 코로나19 백신도 개발되었다. 또한 말라리아, 클라미디아, 호흡기세포융합바이러스(RSV) 등에 대한 백신도 개발중에 있다.




글로벌 백신 시장 동향



글로벌 백신의 시장 규모는 2017년 335.7억 달러(약 39.5조원)에서 연평균 11%로 성장, 2028년 1,035.7억달러(약 122조원) 규모에 달할 것으로 전망된다(출처: BIS Research, 2018)




지카, 에볼라, 코로나 등 감염병은 국경을 초월하여 발생, 신·변종 감염병의 위협이 증가하고 있어 관련 산업의 빠른 성장이 기대된다. 현재 Merck&Co., GlaxoSmithKline, Pfizer, Sanofi Pasteur 등이 글로벌 백신 개발을 주도하고 있다.




내용 출처




생명공학정책연구센터, BioINdustry 138호, 글로벌 백신 시장 현황 및 전망, 2019.7




생명공학정책연구센터, BioINglobal 55, 백신 전망(1) : 글로벌 백신 개발 현황, 2020.2.18.




생명공학정책연구센터, BioINglobal 57, 백신 전망(2) : 백신 접종 전략의 다변화 요구, 2020.3.19.




Nature Outlook, Vaccines, 2019.11.27.




지식

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      동물 감염병 및 인수공통감염병 제어를 위한 자가 전파형 백신(Transmissible Vaccines) BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 24-67   ◇︎야생 동물에서 시작해 인간에게 전파되는 인수공통감염병(zoonosis)의 병원체는 전통적인 백신 접종으로 통제가 불가능. 이에 스스로 확산하며 특정 동물 집단에 백신을 전파하는 자가 전파형 백신을 주목. 그러나 백신으로 사용하는 바이러스의 예상치 못한 변이 발생과 같이 기술적, 윤리적 측면의 도전과제들도 존재 ▸주요 출처 : Science, Developing transmissible vaccines for animal infections, 2024.4.18 ◆야생 동물에서 시작해 인간에게 전파되는 인수공통감염병(zoonosis)의 병원체는 전통적인 백신 방법으로 통제가 불가능 ○야생 동물을 포획하여 개별적으로 백신을 접종할 수 없기 때문인데, 이러한 한계를 극복하는 데에 자가 전파형 백신(Transmis

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  • BioINpro[2024 바이오 미래유망기술(상)] 마이크로바이옴 표적 항암백신 전략

       2024 바이오 미래유망기술(상) 마이크로바이옴 표적 항암백신 전략 용석범 / 한국생명공학연구원 전임연구원 ◈ 목차 1. 마이크로바이옴과 암 2. 저변이 암이란?  3. 마이크로바이옴 표적 항암 백신의 개요   가. 면역항암 치료 전략 & 암백신   나. 마이크로바이옴 표적 항암 백신 4. 마이크로바이옴 표적 항암 백신 개발 전략   가. 항원 발굴   나. 항원 전달 기술 및 mRNA/지질나노입자 시스템   다. mRNA 기반 암 백신 연구 동향 및 시장 점유 가능성 분석, 차별화    ◈본문 1. 마이크로바이옴과 암 마이크로바이옴(Microbiome)은 숙주 개체 내 살아가고 있는 바이러스, 박테리아 등의 군집으로, 대사(Metabolism)와 면역(Immune system)을 비롯한 숙주의 다양한 부분에서 역할을 한다[1]. 대표적으로 장내 미생물 군집(Gut microbiome)은 식이 섬유를 비롯한 다양한 음식물의 분해에 직접적으로 참여, 그 대사물을 통해 숙주에 영향

    용석범/한국생명공학연구원 전임연구원

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    [KRIBB 워킹그룹] 인플루엔자 범용백신 연구동향 2023년도 KRIBB 워킹그룹이슈페이퍼 제 13호   ◈ 목차 1.개요 2.주요 연구개발 동향 2.1.범용백신 연구현황(I): HA stem 표적 백신 2.2.범용백신 연구현황(Ⅱ): 단백질 나노입자 백신 2.3.범용백신 연구현황(Ⅲ): T 세포 표적 백신 3.결론 및 시사점 ◈본문 1.개요 □ 인플루엔자 개념 ○인플루엔자는 인플루엔자 바이러스 감염에 의해 발생하는 호흡기 질환을 의미 ‒︎경미한 경우 인체에 발열과 기침, 인후통, 몸살, 피로 등 경증 증상을 유발하나 심각한 경우 전신에 고열, 염증반응, 폐렴, 호흡부전 등 중증 증상을 유발 ○전세계적으로 매년 3백만~5백만 명의 중증 감염 사례와, 그 중 29만~65만 명의 사망사례가 보고되고 있음 □ 인플루엔자 바이러스 ○인플루엔자 바이러스는 오르토믹소바이러스과(Orthomyxoviridae)에 속하고 음성 단일가닥 RNA로 구성된 8개의 분절(segmented) 유전자를 가짐

    김두진 외 6명/한국생명공학연구원 감염병연구센터

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    2023-10-19

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    [바이오로 열어가는 2035 미래사회 – “식물공장형 그린백신” 편]   제8화 “중동전쟁”   생명공학정책연구센터에서 지난 1월에 발표한 '2019 10대 바이오 미래유망기술(클릭)' 에 대해서 10화의 소설을 연재하고자 합니다. 바이오가 열어가는 행복하고 희망찬 미래상 제시를 통해 바이오 미래유망기술을 공감하고 이해하는 데에 도움이 되기를 기대합니다.  “자네, 사우디아라비아 좀 다녀오지 않겠나?”  국가생명정보기술원 산하 기술지원단 소속 강현 연구원은 단장인 나형욱 박사의 난데없는 지시에 어안이 벙벙해졌다. 강 단장은 현의 직속 상사였다. 연구소 내에서 누구보다 바쁜 일정을 소화하고 있다는 것을 잘 알고 있었다. 그런 그를 중동까지 출장을 보내려 하다니. 물론 현도 나 단장의 뜻은 어렴풋이 짐작이 갔다. 하지만 이렇게 갑작스럽게 지시가 내려올 줄은 몰라 적잖게 당황스러웠다.  “예. 아니 그 먼 곳을 지금 갑자기 왜요? 설마 저보고

    생명공학정책연구센터

    2019-10-17

동향

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분류

주요내용

DNA

암치료 백신

- DNA 암백신은 체내의 암세포에 대항하기 위한 면역반응을 증강시키는 것을 목적으로 함

- 질병을 예방하기 보다는, 이미 발병한 질병을 가지고 있는 체내의 면역반응을 증가시킴

- 기존의 항암제 백신은 암세포, 혹은 암세포의 일부를 항원으로 구성하나, DNA 백신은 암의 원인 바이러스 유전자 일부를 항원으로 구성

- 실험실에서 암환자 개인의 면역세포를 얻어 몇몇 물질에 노출시키고 맞춤형 백신을 제조하는 방식도 있음

- 일단 백신이 준비가 되면, 면역반응을 증가시키기 위해 면역증강제와 함께 체내에 주입되어 암세포를 사멸시킴

- 암 치료백신은 하나 이상의 특이적 항원을 공격할 수 있음

- 면역계는 기억세포를 가지기 때문에 백신의 효과가 장기적으로 지속될 수 있다는 장점을 가짐

DNA

암예방 백신

- 바이러스에 의해 일어나는 암을 예방하기 위해 바이러스에 의한 감염으로부터 인체를 방어하는 백신 개발 중

- HPV(Human papilloma virus)의 몇 가지는 자궁, 구강, 인후 등 몇몇 암과 연관이 되어있으며 이미 다수의 치료제와 예방백신 개발됨

- B형 간염 바이러스(HBV, Hepatitis B virus)에 의한 만성 감염이 간암에 대한 위험을 높이기 때문에 HBV에 대한 백신 개발로 간암 발병률을 낮출 수 있을 것으로 전망

- 기존 백신은 특정 암만을 타겟으로 하지만, 암세포만을 직접적으로 공격하지는 않음. 또한 기존 백신은 감염으로 인해 발생한다고 알려진 암에만 적용 가능

- 그러나 대장암, 폐암, 전립선암, 유방암 등의 대부분의 암은 감염에 의해 발생하지 않는다고 알려짐

- 암예방 백신 개발은 아직 초기단계이지만, 최근 많은 연구자들이 활발하게 임상연구를 진행 중

DNA

암백신 장점

- DNA 백신은 면역반응 유도에 필요한 항원 전체를 유전자 형태로 이용할 수 있어 광범위한 면역반응 유도 가능

- 여러 항원을 하나의 플라스미드 DNA에 삽입 가능하여 항원 디자인 및 제작이 쉽고, 대장균을 숙주세포로 이용하여 대량생산 가능

- 라스미드 DNA는 매우 안정한 고분자 물질이므로 타 백신에 비해 실온에서도 장기간 보관이 가능



DNA 암백신 종류 및 주요내용


분류

주요내용

DNA

암치료 백신

- DNA 암백신은 체내의 암세포에 대항하기 위한 면역반응을 증강시키는 것을 목적으로 함

- 질병을 예방하기 보다는, 이미 발병한 질병을 가지고 있는 체내의 면역반응을 증가시킴

- 기존의 항암제 백신은 암세포, 혹은 암세포의 일부를 항원으로 구성하나, DNA 백신은 암의 원인 바이러스 유전자 일부를 항원으로 구성

- 실험실에서 암환자 개인의 면역세포를 얻어 몇몇 물질에 노출시키고 맞춤형 백신을 제조하는 방식도 있음

- 일단 백신이 준비가 되면, 면역반응을 증가시키기 위해 면역증강제와 함께 체내에 주입되어 암세포를 사멸시킴

- 암 치료백신은 하나 이상의 특이적 항원을 공격할 수 있음

- 면역계는 기억세포를 가지기 때문에 백신의 효과가 장기적으로 지속될 수 있다는 장점을 가짐

DNA

암예방 백신

- 바이러스에 의해 일어나는 암을 예방하기 위해 바이러스에 의한 감염으로부터 인체를 방어하는 백신 개발 중

- HPV(Human papilloma virus)의 몇 가지는 자궁, 구강, 인후 등 몇몇 암과 연관이 되어있으며 이미 다수의 치료제와 예방백신 개발됨

- B형 간염 바이러스(HBV, Hepatitis B virus)에 의한 만성 감염이 간암에 대한 위험을 높이기 때문에 HBV에 대한 백신 개발로 간암 발병률을 낮출 수 있을 것으로 전망

- 기존 백신은 특정 암만을 타겟으로 하지만, 암세포만을 직접적으로 공격하지는 않음. 또한 기존 백신은 감염으로 인해 발생한다고 알려진 암에만 적용 가능

- 그러나 대장암, 폐암, 전립선암, 유방암 등의 대부분의 암은 감염에 의해 발생하지 않는다고 알려짐

- 암예방 백신 개발은 아직 초기단계이지만, 최근 많은 연구자들이 활발하게 임상연구를 진행 중

DNA

암백신 장점

- DNA 백신은 면역반응 유도에 필요한 항원 전체를 유전자 형태로 이용할 수 있어 광범위한 면역반응 유도 가능

- 여러 항원을 하나의 플라스미드 DNA에 삽입 가능하여 항원 디자인 및 제작이 쉽고, 대장균을 숙주세포로 이용하여 대량생산 가능

- 라스미드 DNA는 매우 안정한 고분자 물질이므로 타 백신에 비해 실온에서도 장기간 보관이 가능



DNA 암백신 종류 및 주요내용


회사명

구분

주요 내용

단계

Gilead Sciences

치료제

Gilead는 에볼라바이러스 치료제로 개발되었던 remdesivir 이미 미국에서 한 명의 감염된 환자를 치료하는 데 사용되었고, 곧 아시아에서 대규모의 후기 임상시험이 진행될 예정

3월말경 코로나19로 진단된 약 1,000명의 환자를 모집하여 여러 용량의 remdesivir 치료 효과를 확인할 예정

주요 목표는 열을 내리고, 2주 내 완치를 목표

에볼라바이러스에 대한 임상시험에서 경쟁약물에 비해 높은 사망률을 보이며 실패했었지만, 현재 중국과 미국에서 소규모 임상시험이 진행 중

Phase 3

Moderna Therapeutics

백신

Moderna는 신종 코로나바이러스의 염기서열이 결정된 지 42일만에 백신 후보물질인 mRNA- 1273을 개발하며 제약산업에서 신기록을 달성

ModernaNIH와 협력하여 건강한 자원 봉사자 대상 연구를 다음달 시작할 것으로 기대

mRNA-1273의 안전성이 입증되면, 백신의 감염 예방 여부를 결정하기 위해 수백 명의 환자를 대상으로 임상시험을 진행할 예정

2010년에 설립된 Moderna는 체내 세포가 바이러스에 대한 항체를 생산하도록 고안된 mRNA 또는 mRNA의 합성가닥을 개발 중이나, mRNA 의약품에 대해 FDA 승인 받은 경험은 없음

Phase 1

CureVac

백신

Moderna와 마찬가지로 CureVac은 합성 mRNA를 사용하여 단백질 생산을 촉진

비영리 연합인 Coalition for Epidemic Preparedness Innovations(CEPI)로부터 해당기술을 코로나 바이러스에 적용하기 위한 보조금을 지원받음

CureVac은 몇 달 안에 임상시험 준비가 될 것으로 예상

CEPI와 함께 모바일 mRNA 제조기술에 대해 연구하고 있는데, 이론적으로 보건의료 종사자들바이러스 발생 지역에서 신속하게 백신을 생산할 수 있는 기술

Preclinical

GlaxoSmithKline

백신

세계 최대 백신 제조업체 중 하나인 GSK는 코로나바이러스 백신을 사용하는 중국 바이오 회사(Clover Biopharmaceuticals)에 기술을 이전

지난 2월에 체결된 기술이전 계약에 따라 GSK 독자적인 보조제(백신의 효과를 향상시키는 화합물) Clover Biopharmaceuticals에 제공

Clover의 접근법은 면역반응을 자극하는 단백질을 주입하여 면역 활성화를 통해 감염에 대항하는 방법으로, 아직 임상시험 계획을 밝히지 않음

Preclinical

Inovio Pharmaceuticals

백신

Inovio는 지난 40년 동안 DNA를 의약품으로 전환하는 데 노력해 왔으며, 이 기술을 활용하여 새로운 코로나바이러스 백신을 신속하게 개발할 수 있을 것으로 기대

InovioCEPI 보조금을 받아 항체를 생성하고 바이러스 감염으로부터 보호할 수 있는 DNA 백신을 개발

중국 제조업체인 Beijing Advaccine Biotechnology 파트너 관계를 맺고 INO-4800 후보백신 전임상 개발을 진행 중이며, 올해 하반기 임상시험이 추진될 것으로 기대

Preclinical

Johnson & Johnson

백신,

치료제

존슨앤존슨은 과거 에볼라바이러스와 지카바이러스에 대응한 개발 경험을 기반으로 코로나바이러스에 여러가지 방식으로 접근

존슨앤존슨은 초기에 바이러스를 비활성화된 버전으로 백신을 개발하고 있으며,

동시에 이미 감염된 환자에 대한 잠재적 치료법에 대해 Biomedical Advanced Research and Development Authority(BARDA)와 협력 중인데, 기존 의약품이 코로나바이러스에 효과가 있는지 조사하는 과정이 포함

Preclinical

Regeneron Pharmaceuticals

치료제

Regeneron은 인간 항체를 제작할 수 있는 유전자 조작 마우스를 통해 500억 달러 규모의 비즈니스로 성장. 이 기술을 코로나바이러스 항체치료제 생성에 활용

유력한 항체치료제 후보는 동물실험에 들어가 예정이며, 올해 늦여름까지 인체 대상 임상 시험을 준비할 계획

Regeneron2015년 에볼라 사태 때, 환자의 생존율을 약 2배 높인 혼합항체 치료제를 개발한 경험 보유

Preclinical

Sanofi

백신

황열병 및 디프테리아 백신을 성공적으로 개발한 사노피는 코로나바이러스 백신 개발을 위해 BARDA와 협력 중

사노피의 접근법은 코로나바이러스의 DNA 일부를 무해한 바이러스의 유전물질과 혼합하여 환자의 면역을 활성화하는 키메라 DNA 벡신을 만드는 것

6개월 이내에 실험실에서 백신후보를 테스트할 것으로 예상되며, 118개월 이내에 임상시험이 가능할 것으로 기대

사노피는 승인까지 최소한 3년은 걸릴 것으로 예상하고 있으며, 이전에 이 기술을 SARS에 적용한 바 있다고 밝힘

Preclinical

Vir Biotechnology

치료제

감염병에 중점을 둔 회사인 Vir Biotechnology는 신종 코로나바이러스와 유사한 SARS로부터 살아남은 사람들로부터 항체를 분리하여 감염증을 치료 가능한지 조사 중

샌프란시스코에 본사를 둔 Vir는 중국 기업인 WuXi Biologics와 협력하여 개발 초기 단계에 있으며, 임상시험이 예상되는 시기는 명시하지 밝히지 않음

Preclinical



< 주요 제약·바이오기업의 코로나바이러스 치료제 및 백신 개발 현황 >


#

플랫폼

후보 백신 형태

기업

임상

현황

동일 플랫폼으로 사용 가능한 비 코로나바이러스 후보군

1

DNA

DNA plasmid vaccine Electroporation device

Inovio

Pharmaceuticals

Pre-

Clinical

Lassa, Nipah HIV Filovirus HPV Cancer indications Zika Hepatitis B

2

DNA

DNA

Takis/

Applied DNA Sciences

/Evvivax

Pre-

Clinical

3

DNA

DNA plasmid vaccine

Zydus Cadila

Pre-

Clinical

4

Live Attenuated Virus

Deoptimized live attanuated vaccines

Codagenix/

Serum Institute of India

Pre-

Clinical

HAV, InfA, ZIKV, FMD, SIV, RSV, DENV

5

Non-Replicating Viral Vector

MVA encoded VLP

GeoVax/BravoVax

Pre-

Clinical

LASV, EBOV, MARV, HIV

6

Non-Replicating Viral Vector

Ad26 (alone or with MVA boost)

Janssen Pharmaceutical Companies

Pre-

Clinical

Ebola, HIV, RSV

7

Non-Replicating Viral Vector

ChAdOx1

University of Oxford

Pre-

Clinical

influenza, TB, Chikungunya, Zika, MenB, plague

8

Non-Replicating Viral Vector

adenovirus-

based NasoVAX

Altimmune

Pre-

Clinical

influenza

9

Non-Replicating Viral Vector

Ad5 S (GREVAXplatform)

Greffex

Pre-

Clinical

MERS

10

Non-Replicating Viral Vector

Oral Vaccine platform

Vaxart

Pre-

Clinical

InfA, CHIKV, LASV, NORV; EBOV, RVF, HBV, VEE

11

Non-Replicating Viral Vector

Viral-vectored based

CanSino Biologics

Pre-

Clinical

12

Protein Subunit

Drosophila S2 insect cell expression system VLPs

ExpreS2ion

Pre-

Clinical

13

Protein Subunit

S protein

WRAIR/

USAMRIID

Pre-

Clinical

14

Protein Subunit

S-Trimer

Clover Biopharmaceuticals Inc./GSK

Pre-

Clinical

HIV, REV Influenza

15

Protein Subunit

Peptide

Vaxil Bio

Pre-

Clinical

16

Protein Subunit

Ii-Key peptide

Generex/

EpiVax

Pre-

Clinical

Influenza, HIV, SARSCoV

17

Protein Subunit

S protein

EpiVax/Univ. of Georgia

Pre-

Clinical

H7N9

18

Protein Subunit

S protein (baculovirus production)

Sanofi Pasteur

Pre-

Clinical

Influenza, SARSCoV

19

Protein Subunit

Full length S trimers/ nanoparticle + Matrix M

Novavax

Pre-

Clinical

RSV; CCHF, HPV, VZV, EBOV

20

Protein Subunit

S protein clamp

University of Queensland/

GSK

Pre-

Clinical

Nipah, influenza, Ebola, Lassa

21

Protein Subunit

S1 or RBD protein

Baylor, New York Blood Center, Fudan University

Pre-

Clinical

SARS, MERS

22

Protein Subunit

Subunit protein, plant produced

iBio/

CC-Pharming

Pre-

Clinical

23

Replicating Viral Vector

Measles Vector

Zydus Cadila

Pre-

Clinical

24

Replicating Viral Vector

Measles Vector

Institute Pasteur

Pre-

Clinical

West nile, chik, Eobla, Lassa, Zika

25

Replicating Viral Vector

Horsepox vector

Tonix Pharma/Southern Researc

Pre-

Clinical

Smallpox, monkeypox

26

RNA

mRNA

China CDC/

Tongji University/

Stermina

Pre-

Clinical

27

RNA

mRNA

Moderna/

NIAID

Pre-

Clinical

multiple candidates

28

RNA

mRNA

Imperial College London

Pre-

Clinical

multiple candidates

29

RNA

saRNA

Curevac

Pre-

Clinical

EBOV; LASV, MARV, Inf (H7N9), RABV

30

RNA

mRNA

EpiVax/Univ. of Georgia

Pre-

Clinical

RABV, LASV, YFV; MERS, InfA, ZIKV, DengV, NIPV

31

Unknown

Unknown

University of Pittsburgh

Pre-

Clinical

32

Unknown

Unknown

University of Saskatchewan

Pre-

Clinical

33

Unknown

Unknown

ImmunoPrecise

Pre-Clinical

34

Unknown

Unknown

MIGAL Galilee Research Institute

Pre-Clinical

35

Unknown

Unknown

Doherty Institute

Pre-Clinical



WHO 제안, 코로나19 백신 후보 리스트(’20.3.4)


#

기업

성분명

유형

현황

1

Moderna

mRNA-

1273

RNA 백신

- 임상 1상 진행중(3.3)

(출처:Wired, GEN, NIH,clinicaltrials.gov)

2

Inovio

NO-4800

DNA 백신

- 전임상완료, 임상시험을 위한 백신 생산 중

- 4, 미국, 중국, 한국 임상 예정. 올가을, 임상 결과 도출(출처:Wired, GEN. 약업신문)

3

China CDC/

Tongji University/

Stermina

-

RNA 백신

- 임상 13월 예정(출처:Wired)

4

CureVac

-

RNA 백신

- 전염병 대비 혁신연합(CEPI)와의 협업 체결(1.31)

- 6월 초 임상1상 목표(출처:Wired, GEN, business insider)

5

Shenzhen Geno-Immune Medical Institute

-

수지상

면역세포 백신

- 임상1/2상 동시 진행예정. 현재 환자 모집 중

(출처:NIH)

6

Shanghai Public Health Clinical Center

-

확진자 혈청요법

- 임상 1상 신청 완료, 현재 환자 모집중

(출처:NIH)

7

Altimmune

NasoVAX

non-Replicating

Viral Vector,

독감 백신

- 전임상을 위한 백신 개발 중(2.28),

- 8월 중 임상 계획

8

Novavax/

Emergent BioSolutions

-

재조합 Spike 단백질

- 5-6월 임상 목표,

- 현재 전임상 효능 검증 완료(출처:Wired)

9

The University of Queensland/CSL/GSK

-

단백질 백신

- 분자 클램프 방식 백신 개발 중(2.12)

- 전임상 효능검증 완료 (출처:Wired, GEN)

10

Generex Biotechnology/

Epivax

Ii-Key peptide vaccine

Ii-Key peptide vaccine

- 중국 기술 거래소, 베이징 중화 투자 기금 관리 회사 등과 계약 체결(2.27)

- 6월 임상 진입 목표(출처:Wired, GEN, WHO)

11

J&J/Janssen

-

non-Replicating

Viral Vector

- 임상 전 단계 (출처: WHO)

12

Medicago

virus-like particles

식물기반 단백질 백신

전임상 준비중, 7-8월 임상 계획.

신속한 백신 생산 플랫폼 활용(출처: Biospace)

13

Imperial College London

-

RNA 백신

- 임상 전 단계(출처: WHO)

14

Imperial College London

Ad26

DNA 백신

- 연말 human testing 계획(출처:Wired)

15

Jassen

-

RNA 백신

- 현재 긍정적 동물실험결과 도출, 11월 임상 계획 (출처business insider)

16

ExpreS2ion

Biotechnologies

-

단백질 백신

- 항원확보 완료(출처:Wired)

17

Vaxil Bio

-

단백질 백신

- 항원 제작 완료,

- 협력사 모색 중(출처:Wired)

18

iBio/

Beijing CC-Pharming

-

단백질 백신

- 항원 제작 완료, 8월중 동물 모델 검증

(출처:Wired)

19

Applied DNA Sciences/lineaRx/

Takis Biotech

-

DNA 백신

- 동물모델 검증(출처:Wired)

20

GeoVax/

BravoVax

-

non-Replicating

Viral Vector,

MVA encoded VLP

- 임상 전 단계 (출처: WHO)

21

Tonix Pharmaceuticals/

Southern Research

-

Replicating Viral Vector

- 백신 효능분석을 위해 협력 체결(출처: GEN)

22

GlaxoSmithKline, Clover Biopharmaceuticals

COVID-19 S-Trimer

단백질 기반 코로나바이러스 백신

- GSKClover의 공동연구 협의체결(2.24)

- 중국에서 가장 큰 cGMP바이오 제조 인프라를 갖춘 Clover를 통해 신속한 백신 생산 기대(출처:Wired, GEN)

23

WRAIR/

USAMRIID

-

단백질 백신

- 임상 전 단계 (출처: WHO)

24

EpiVax/Univ. of Georgia

-

RNA 백신

- 임상 전 단계 (출처: WHO)

25

Sanofi Pasteur

-

단백질 백신

- 개발 계획 발표(2.18) (출처: GEN)

BARDA 와 협업 체결

26

Baylor, New York Blood Center, Fudan University

-

단백질 백신

- 임상 전 단계 (출처: WHO)

27

iBio and Beijing CC-Pharming

-

식물 유래

단백질 백신

- 백신 개발 발표(2.3)

- 백신 개발 성공시, iBiofastPharming 제조시설을 이용하여 생산 가능(출처: GEN)

28

Arcturus/

Duke-NUS

-

RNA 백신

- 임상 전 단계(출처: Biospace)

29

University of Oxford

-

non-Replicating

Viral Vector

- 임상 전 단계(출처: WHO)

30

Greffex

-

non-Replicating

Viral Vector

- 임상 전 단계(출처: WHO)

31

CanSino Biologics

-

non-Replicating

Viral Vector

- 임상 전 단계(출처: WHO)

32

Vaxart

-

non-Replicating

Viral Vector,

경구백신

- 개발 계획 발표(1.31) (출처: GEN)

33

Zydus Cadlia

-

DNA 백신

- 개발 일정 미공개(출처:Wired)

34

Institute Pasteur

-

Replicating Viral Vector

- 임상 전 단계(출처: WHO)

35

Codagenix/Serum Institute of India

-

약독화 백신

- 임상 전 단계(출처: WHO)

36

ImmunoPrecise Antibodies

-

종류 불확실

- 백신 디자인 완료(2.20)(출처: GEN)

37

EpiVax/Univ. of Georgia

-

mRNA 백신

- 임상 전 단계(출처: WHO)

38

University of Pittsburgh

-

종류 불확실

- 임상 전 단계(출처: WHO)

39

University of Saskatchewan

-

종류 불확실

- 임상 전 단계(출처: WHO)

40

MIGAL Galilee Research Institute

-

종류 불확실

- 임상 전 단계(출처: WHO)

41

Doherty Institute

-

종류 불확실

- 임상 전 단계(출처: WHO)

42

Heat Biologics/

University of Miami

gp96

CD8 T cells 활성화

백신 디자인 완료(출처:heatbio.com)

43

Anges/ Osaka University

-

DNA 백신

(출처: biocentury)

44

AJ Vaccines

-

단백질 백신

(출처: biocentury)

45

G+FLAS Life Sciences

-

단백질 백신

(출처: biocentury)

46

Sichuan University State Key Laboratory of Biotherapy/

Zhejiang Teruisi Pharmaceutical/

Chengdu National GLP Center/

Sichuan Provincial People's Hospital/

Chengdu Institute of Biological Products

-

단백질 백신

(출처: biocentury)

47

BioNTech; Fosun Pharma

-

RNA 백신

(출처: biocentury)

48

CanSino Biologics

-

Viral vector

(출처: biocentury)

49

Sumagen

-

Viral vector

(출처: biocentury)

50

AIM Vaccine

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

51

Beijing Biological Products Institute

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

52

Beijing Sanroad Biological Products

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

53

Changchun Zhuoyi Biological

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

54

China National Biotech Group

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

55

Chongqing Zhifei Biological Products

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

56

GC Pharma

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

57

Hualan Biological Engineering

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

58

Liaoning Chengda Biotechnology

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

59

Minhai Biotechnology

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

60

Royal (Wuxi) Bio-pharmaceutical

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

61

Shenzhen Kangtai Biological Products

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

62

Sinovac Biotech

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

63

Walvax Biotechnology

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

64

ZhongKe Biopharm

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

65

Zhongyi Anke Biotechnology

-

종류 불확실

(출처: biocentury)

66

Institute of Medical Biology,

Chinese Academy of Medical Sciences

-

종류 불확실

(출처: biocentury)



< 국외 코로나 19 백신 개발 현황(임상시험 후기단계 순으로 정리) >


전략

개요

현상유지

(Status Quo)

백신·치료제 개발사가 특별한 제한 없이 자유롭게 가격을 결정

개발사는 특허권에 의해 보호 받음

비용 회수 가격 결정

(Cost-recovery pricing)

정부 또는 보험사가 백신·치료제의 개발 및 생산 과정에 든 비용을 분석하여 상한가를 설정

개발사는 특허권에 의해 보호 받음

가치 기준 가격 결정

(value-based pricing)

정부 또는 보험사가 개발된 백신·치료제가 환자 및 사회에 가져온 효용(benefit)을 분석하여 상한가를 설정

개발사는 특허권에 의해 보호 받음

상금 수여

(Monetary Prizes)

정부가 성공적인 백신·치료제를 가장 먼저 개발한 기업에게 상금을 수여

개발된 백신·치료제에 대한 특허권을 정부가 소유

백신·치료제의 제조 및 유통 업체와 정부가 개별적으로 계약 체결

강제실시

(Compulsory license)

정부가 개발된 백신·치료제의 특허를 대상으로 강제실시를 발동하며, 대가로 개발사에게 로열티를 지급

특허권자인 개발사의 허락 없이도 제조, 판매, 수입 등 특허 사용 가능

선시장공약과 구독모델

(Advanced Market Commitments And Subscription Models)

선시장공약 : 정부는 백신·치료제의 개발이 완료되기 전에 대규모 선구매를 약정함

구독모델 : 정부는 백신·치료제 개발사와 합의한 특정 금액을 지불한 후, 필요한 만큼 무제한으로 이용



< ICER이 제시한 코로나19 백신 및 치료제 가격 결정모델 >


구분

주요 제도(사업)

백신치료제 개발

감염병 예방치료 기술개발사업, 바이오의료기술개발사업

변종 감염병 대응 mRNA백신 임상지원사업, 공공백신 개발 지원

신속범용백신기술개발 사업, 차세대 의료연구기반 육성사업

신기술 기반 백신 플랫폼 개발지원사업, 백신 기반 기술개발사업

미래성장 고부가가치 백신개발사업, 지재권 연계 연구개발 전략지원사업

RNA바이러스감염병(Disease X) 대비 항바이러스 치료제 개발사업

백신 실증지원센터 활용 지원, K-바이오 백신 펀드 등

생산역량 확충

백신 실증지원센터 활용 지원

의약품 업종 특화 스마트공장 구축 지원사업

제약 스마트공장 기반이 되는 QbD 인재양성 및 컨설팅

백신원부자재장비 성능시험 지원사업 등

투자유치 및 글로벌 진출

첨단투자지구, ADB 민간금융 지원제도 활용 지원

제약산업 전주기 글로벌 진출 강화지원 사업

바이오의료 해외 진출 지원사업, 글로벌 바이오파마 플라자

국제 지재권 분쟁 대응전략 지원사업(특허)

백신 산업 생태계 조성

K-medi 융합인재양성사업, 한국형 NIBRT 바이오 공정인력 양성

K-바이오 헬스 지역센터, BL3 등 인프라 확충

중소기업 정책자금, 기술보증 지원, K-바이오 우대 지원

신산업 혁신 분야 창업패키지, 창업기업 기술사업화 등



[2023 생명공학백서 | 도표 4-17] 백신・치료제 주요 지원 제도


독화 생백신

(Live Attenuated Vaccine)

•︎ 변형되거나 병원성을 약화시킨 살아있는 병원체로, 투여 시 질병을 일으키지 않거나 제한된 감염, 가벼운 증상만을 유발

•︎ 자연 감염 기전과 유사하여 강력하고 오래 지속되는 면역반응 유도

•︎ 바이러스보다 박테리아 기반 백신 생산 시 주로 사용

•︎ 상대적으로 생산단가가 적게 들어 저렴하고 일반적으로 1회 접종으로 면역 형성

•︎ 수두, 홍역, 대상포진, 풍진, 로타 바이러스, 천연두, 유행성이하선염 등에 주로 사용

불활화 백신/ 사백신

(Inactivated Vaccine)

•︎ , 방사선, 포름알데히드 등의 화학물질로 증식이 불가능하도록 비활성화 시킨 병원체로, 투여 시 질병을 일으키거나 활성화되지 못함

•︎ 약독화 생백신 대비 안정성이 높으나 면역반응이 낮고 지속기간이 짧아 효과 증진과 장기간 유지를 위해 여러 번 접종

•︎ 인플루엔자, A형 간염, 소아마비, 광견병 등에 주로 사용

재조합 백신

(Recombinant Vaccine)

•︎ 박테리아 또는 효모 세포를 사용하여 만든 백신으로, 면역 반응을 자극하는 항원을 암호화하는 DNA를 세포에 삽입, 이들 세포에서 항원을 발현하여 생산

•︎ 바이러스 유전 물질을 포함하는 핵산 기반 백신(mRNA 백신, DNA 백신) 포함

•︎ B형 간염, 수막구균 질환용 백신 등에 사용

바이러스

유사입자 백신

(Virus-like Protein(VLP))

•︎ 바이러스와 매우 유사한 바이러스 단백질을 포함하며, 바이러스 구조를 모방하지만 본질적으로 감염병성이 없는 다중 단백질 구조를 형성

•︎ VLP는 바이러스 유전체가 없으므로 비교적 안전하고 저렴

•︎ 자궁경부암 예방 백신인 머크의 Gardasil, GSKCervarix 등이 대표적

아단위 백신

(Subunit)

•︎ 병원체 표면에서 유래한 하나 이상의 분리 및 정제된 바이러스 단백질 또는 당을 제공하며, 이 백신의 면역 반응은 항원 표적을 인식하는데 중점을 둠

•︎ : Alutard allergy vaccine, Viaskin Peanut allergy vaccine

톡소이드 백신

(Toxoid Vaccine)

•︎ 박테리아가 생성하여 질병을 일으키는 독소(Toxin)를 열과 화학물질을 이용해 불활성화 시킨 것을 톡소이드(Toxoid) 혹은 변성독소라 하며, 질병 유발 없이 면역 반응을 유도

•︎ 파상풍, 백일해, 디프테리아 백신이 대표적

결합 백신

(Conjugate Vaccine)

•︎ 균의 세포막이 존재하는 다당류를 항원으로 사용하는 백신

•︎ : 수막구균 질환에 대한 Menveo vaccine, Pentacel 혼합 백신 등

혼합 백신

(Combination Vaccine)

•︎ 두 가지 이상의 기술로 제조된 백신으로, 일반적으로 여러 질병의 조합에 사용

•︎ : 불활화 백신-결합 백신을 혼합하여 개발한 Vaxelis, Pediarix



기술유형별 백신 종류


바이러스

감염증

백신

형태

전달기술

투여경로

개발현황

국가

비고

코로나19

mRNA

지질 나노입자

근육주사

시판 중

미국

BNT162b2,

mRNA-1273

DNA

Adenovirus

근육주사

시판 중

영국

AZD1222

DNA

전기천공법

경피 내 주사

임상 2

미국

NCT04642638

DNA

Vaccinia virus

근육주사

임상 1

독일

NCT04569383

DNA

Adenovirus

경구투여

임상 1

미국

NCT04563702

DNA

Adenovirus

코점막 스프레이

임상 1

인도

NCT04751682

DNA

인공항원제시세포

피하주사

임상 1

중국

NCT04299724

단백질

단백질 나노입자

근육주사

임상 3

미국

NVX-CoV2373

단백질

Ferrtin 나노입자

근육주사

임상 1

미국

NCT04784767

불활화 코로나 바이러스

근육주사

시판 중

중국

BBIBP-CorV

세포

수지상세포

피하주사

임상 1

미국

NCT04386252

메르스

DNA

전기천공법

근육주사

임상 2

대한민국

NCT03721718

DNA

Adenovirus

근육주사

임상 1

사우디아라비아

NCT04170829

DNA

Vaccinica virus

근육주사

임상 1

독일

NCT03615911

단백질

고분자 나노입자

피하주사

비임상

대만

참고문헌 15

단백질

단백질 나노입자

피하주사

비임상

대한민국

참고문헌 16

단백질

지질 나노입자

근육주사

비임상

대한민국

참고문헌 17

지카

바이러스

DNA

전기천공법

근육주사

임상 1

대한민국

NCT02809443

DNA

물리적 유압

근육주사

임상 1

미국

NCT03110770

DNA

Measles

virus

근육주사

임상 1

오스트리아

NCT04033068

불활화 지카 바이러스

근육주사

임상 1

프랑스

NCT02963909

mRNA

지질 나노입자

근육주사

임상 1

미국

NCT03014089

mRNA

지질 나노입자

피내주사

비임상

미국

참고문헌 18

mRNA

지질 나노입자

근육주사

비임상

미국

참고문헌 19

mRNA

고분자 나노입자

근육주사

비임상

미국

참고문헌 20

DNA

고분자 나노입자

근육주사

비임상

미국

참고문헌 21

에볼라

바이러스

단백질

Vesicular

stomatitis virus

근육주사

시판중

미국

ERVEBO®

DNA

Adenovirus

근육주사

임상 3

미국

NCT02661464

단백질

지질 나노입자

피하주사

비임상

미국

참고문헌 22

단백질

지질 나노입자

피하주사

비임상

미국

참고문헌 23

DNA

고분자 나노입자

및 마이크로니들

피부

비임상

미국

참고문헌 24



기타 바이러스 백신의 연구 개발 현황


구분

플랫폼

정의

1세대

생백신(약독화)

질병을 일으키는 바이러스나 균의 활동을 둔화시켜 사람의 몸안에서 항체만을 만들 수 있도록 하여 제조되는 백신

사백신(불활성화)

병원체를 배양한 후 화학물질, 열처리 등을 통해 체내에서 증식하지 못하도록 만든 백신

2세대

아단위 백신

병원체를 분쇄하거나 유전자 재조합을 통해 항원을 만드는데 필요한 부위만을 이용하는 백신

펩타이드 백신

감염체의 단백질 중 실제 면역반응에 관여하는 부분으로 한정하여 단백질 보다 짧은 아미노산 종합체(250)인 펩타이드를 합성하여 만든 백신

톡소이드 백신

병원체 자체가 아닌 병원체가 만들어내는 독소(톡신)에 대한 백신

열 또는 화학물질로 처리하여 독성은 제거하고 면역원성을 유지

다당류 및 단백접합 백신

균의 세포막에 존재하는 다당류를 항원으로 사용하는 백신

단백접합백신은 다당류 백신의 면역 유도 효과를 강화하기 위해 단백질과 캐리어 단백질을 결합시켜 만드는 백신

바이러스

유사입자 백신

유전물질 없이 바이러스 껍질을 구성하는 표면항원 단백질을 바이러스와 유사한 입자로 만들어 주입하는 백신

3세대

바이러스벡터 백신

항원 단백질의 염기서열을 가진 DNA를 아데노바이러스유사바이러스(AAV) 등 인체에 무해한 껍질로 감싸 주입하여 체내에서 항원 단백질을 생산하는 백신

mRNA 백신

항원을 만들 수 있는 염기서열을 가진 mRNA를 지질나노입자(LNP) 등 전달체와 함께 주입하여 우리 몸의 세포가 항원 단백질을 만들게 하는 백신

DNA 백신

항원을 만들 수 있는 염기서열을 가진 DNA를 체내 주입한 후 전기천공(electroporation) 등의 방법으로 세포 내로 보내고 이후 우리 몸의 세포가 항원 단백질을 생산하는 백신



[2021 생명공학백서 | 표 3-45] 코로나19 대응 주요백신 플랫폼별 정의


개발회사명

제품명

구분

작용기전

()셀트리온

CT-P59

항체치료제

SARS-CoV-2의 세포 수용체 결합 부위표적 중화항체.

한국릴리

LY3009104

약물재활용

바리시티닙은 류마티스관절염 치료제로, JAK1 JAK2 억제를 통한 사이토카인 폭풍 감소 효과.

()녹십자

GC5131

혈장치료제

완치자의 혈장을 이용한 혈장치료제.

서울대학교

병원

Rebif

약물재활용

다발성 경화증 치료제로 쓰이고 있으며, 재조합 인터페론베타-1A로 염증반응을 조절.

()대웅제약

DWJ1248

약물재활용

만성췌장염 및 역류성 식도염 치료제로 즈성분인 Camostat은 바이러스의 숙주 침입 시 사용되는 transmembrane protease serine2 (TMPRSS2) 억제.

크리스탈

지노믹스()

CG-CAM20

약물재활용

()종근당

CKD-314

약물재활용

췌장염 치료제로 개발된 것으로 주성분인 Nafamostat mesilate 바이러스의 숙주 세포 침입 과정에 필요한 TMPRSS2를 억제하며 보체 경로를 차단하여 사이토카인의 생산을 억제.

경상대학교

병원

후탄

약물재활용

()제넥신

GX-19

DNA 백신

자체개발 벡터(pGX27)SARS-CoV-2 spike 유전자 삽입.

국제백신

연구소

INO-4800

DNA 백신

SARS-CoV-2 spike 유전자 삽입.

서울대학교

병원

Baricitinib

약물재활용

류마티스관절염 치료제로, JAK1 JAK2 억제를 통한 사이토카인 폭풍 감소 효과.

신풍제약()

피라맥스정

약물재활용

말라리아 치료제로 개발된 것으로 피라맥스 성분인 pyronaridine /artesunate는 에볼라 바이러스 및 인플루엔자바이러스 항바이러스 효과 확인.

엔지켐

생명과학

EC-18

약물재활용

역항암제로 개발되었으나, 염증을 유발하는 DAMPPAMP를 신속히 제거해 염증해소 용도로 개발되고 있음.

동아대학교

병원

페로딜 정

약물재활용

뇌경색 및 혈관 장애 치료제로 개발된 이펜프로딜은 NDMA 수용체를 억제하며, 특히 NR2Bsubunit에 작용하여 염증반응을 억제.

부광약품()

레보비르

캡슐30mg

(클레부딘)

약물재활용

B형간염 바이러스 치료제인 클레부딘은 뉴클레오시드 유사체로, 바이러스 증식에 필요한 중합효소 및 역전사효소를 억제.

고려대

의과대학 부속 구로병원

알베스코 흡입제

약물재활용

천식/알레르기성 비영을 치료하는 루코코르티코이드 제제로, 사이토카인 폭풍에 의한 질병의 중증도 완화 효과.

강남

세브란스병원

할록신정

약물재활용

성분인 하이드록시클로르퀸은 엔도솜의 산성도를 낮추어 바이러스의 세포침입을 차단하는 작용.

재단법인아산 사회복지재단

서울아산병원

칼레트라정,옥시크로린정

약물재활용

Lopinavirritonavir는 에이즈바이러스의 단백분해효소 억제제로, 표적 위치가 SARS-CoV-2와 동일.

서울대학교

병원

Remdesivir

약물재활용

에볼라 바이러스 치료제인 Remdesivir는 바이러스의 RNA 중합효소를 교란시키고 바이러스성 엑소뉴클레아제 효소의 교정을 방해하는 아데노신 뉴클레오타이드 유사체로, 바이러스의 RNA 복제를 방해.

길리어드사이언스 코리아 유한회사

Remdesivir

약물재활용



코로나19 관련 국내 치료제, 백신 개발 및 임상 시험 현황


mRNA 백신 장점과 한계, 그리고 가능성

(장점) mRNA 백신의 장점은 신속성과 유연성으로, 병원체의 유전자 정보만 알면 빠르게 설계하고 생산 가능

- (신속성) 2020110일 코로나19 바이러스의 유전자 정보가 공개된 후 모더나에서 1상 임상시험에 필요한 백신을 만드는 데 25일밖에 걸리지 않음

어떤 신종 병원체가 등장해도 유전자 정보만 알면 한 달 이내에 백신을 만들어 임상시험에 진입 가능

- (유연성) 초기 개발을 위한 시간과 비용이 적게 들기 때문에 비교적 환자가 적은 감염병에 대해서도 대비할 수 있으며, 기존 약물(단백질, 저분자화합물 등)에 비해 소규모 설비로도 생산이 가능

생산 파이프라인 설계에 따라 소량부터 대량까지 생산량을 유연히 조절할 수도 있으며, 여러 종류 mRNA를 생산하는 접근방법도 가능

- (안전성) mRNA는 원래 우리 몸에 있는 물질이므로 그 자체로는 독성이 없고, 제조 과정에서 세포를 이용하는 대신 정제된 효소를 사용하기 때문에 위험한 불순물이 들어갈 우려도 거의 없음

다만, mRNA를 전달하는 지질나노입자의 성분인 폴리에틸렌글라이콜이 부작용을 일으킬 가능성이 제기되고 있지만, 코로나19 백신을 통해 평가와 검증이 광범위하게 이뤄지고 있어 안전에 대한 결론이 곧 나올 전망

(단점) 열안정성과 비교적 많은 사용량이 단점으로, 기존 백신에 비해 초저온의 저장과 유통이 필요하며, 일반적인 효과를 얻기 위해 2배의 용량이 필요

- (열안정성) 다른 백신들은 4나 상온에서 보관할 수 있지만 모더나 백신은 냉동(-20) 조건에서, 화이자 백신의 경우 초저온(-70) 상태에서 저장 및 유통 필요

- 정제된 mRNA 자체는 상당히 안정적인 물질이지만, 지질나노입자가 불안정해서 저온 보관이 필요(지질나노입자의 개선 혹은 대체기술 개발이 관건)

중국의 Suzhou Abogen Biosciences사는 LNP 품질과 순도를 향상하여 냉장(2~8°C) 온도에서 저장이 가능한 기술을 개발 중

- (사용량) mRNA 설계에도 개선이 필요한데 RNA가 더 오래 세포에 머무르며 더 많은 단백질을 생산할 수 있고(RNA 구성요소 각각에 대한 연구, RNA 접힘 등 구조 개선 연구 필요),

- 과잉면역을 피하면서 적절한 면역반응을 유도할 수 있어 RNA 사용량을 줄일 수 있다면 저렴한 비용으로, 더 많은 사람에게 더 빨리, 더 안전하게 백신을 공급할 수 있을 것으로 기대

현재 임상2상이 진행 중인 독일의 큐어백(Curevac)사의 mRNA 백신은 비교적 적은 용량으로 효과를 나타내고, 냉장에서 유통이 가능하여 mRNA 백신 기술은 추가적 발전 여지가 큰 것으로 예상

(가능성) 감염병 예방 백신 이외에 암 백신으로의 활용과 유전자 전달체로서 생명과학 및 의학에 광범위한 영향을 미칠 것으로 전망

- (감염병) 코로나19 사태에서 mRNA의 안전성과 효과가 입증된 만큼, 앞으로 mRNA 백신이 감염병 예방에 널리 사용될 것이 분명

- 코로나19를 비롯한 변이 바이러스에 대한 빠른 대처와 신종 병원체에 대한 대응력을 높이며, 저개발국의 국지적 감염 사태에 해결책을 제시에 역할 기대

이미 지카바이러스, 인플루엔자, 말라리아 등에 대한 mRNA 백신 임상시험이 진행 중

- () 암 세포는 정상 세포와는 달리 비정상적인 단백질을 생성하는데 mRNA 기반 암 백신의 투여로 암 특이적인 단백질이 체내에서 생성되면, 이후 면역세포가 암 단백질을 인지해 암세포만 선택적으로 파괴

- 암 세포 단백질은 환자마다 다를 수 있어 개인 맞춤형 암 백신 개발이 바람직. mRNA는 설계가 쉬워 개인 맞춤형 암 백신 생산이 가능

실제로 코로나19 사태 이전 mRNA 백신의 주요 타겟은 암이었고, 현재 다수의 임상시험이 진행 중

- (각종 질환) mRNA는 이론적으로는 어떤 유전자든지 우리 몸으로 전달할 수 있어 mRNA 이용해서 우리 몸에 부족한 유전자를 도입하는 '유전자 치료' 가능

- mRNA는 설계와 생산이 쉽고 빠르기 때문에 플랫폼만 잘 갖추어 놓으면 각종 질환에 수개월 이내에 대처 가능

질환의 유전적 원인만 파악되면 이에 대응할 백신 및 치료제 개발은 비교적 쉽고 초기 개발 비용이 저렴할 것으로 예상

- 이에 시장규모가 작아 개발이 어려웠던 희귀질환의 치료제 개발에도 활용할 수 있으며, 십년 이상의 시간과 수천억 원의 비용이 드는 기존 신약개발과 비교하면 혁명적 변화일 것으로 전망



mRNA 백신 장점과 한계, 그리고 가능성


분류

주요내용

DNA

암치료 백신

- DNA 암백신은 체내의 암세포에 대항하기 위한 면역반응을 증강시키는 것을 목적으로 함

- 질병을 예방하기 보다는, 이미 발병한 질병을 가지고 있는 체내의 면역반응을 증가시킴

- 기존의 항암제 백신은 암세포, 혹은 암세포의 일부를 항원으로 구성하나, DNA 백신은 암의 원인 바이러스 유전자 일부를 항원으로 구성

- 실험실에서 암환자 개인의 면역세포를 얻어 몇몇 물질에 노출시키고 맞춤형 백신을 제조하는 방식도 있음

- 일단 백신이 준비가 되면, 면역반응을 증가시키기 위해 면역증강제와 함께 체내에 주입되어 암세포를 사멸시킴

- 암 치료백신은 하나 이상의 특이적 항원을 공격할 수 있음

- 면역계는 기억세포를 가지기 때문에 백신의 효과가 장기적으로 지속될 수 있다는 장점을 가짐

DNA

암예방 백신

- 바이러스에 의해 일어나는 암을 예방하기 위해 바이러스에 의한 감염으로부터 인체를 방어하는 백신 개발 중

- HPV(Human papilloma virus)의 몇 가지는 자궁, 구강, 인후 등 몇몇 암과 연관이 되어있으며 이미 다수의 치료제와 예방백신 개발됨

- B형 간염 바이러스(HBV, Hepatitis B virus)에 의한 만성 감염이 간암에 대한 위험을 높이기 때문에 HBV에 대한 백신 개발로 간암 발병률을 낮출 수 있을 것으로 전망

- 기존 백신은 특정 암만을 타겟으로 하지만, 암세포만을 직접적으로 공격하지는 않음. 또한 기존 백신은 감염으로 인해 발생한다고 알려진 암에만 적용 가능

- 그러나 대장암, 폐암, 전립선암, 유방암 등의 대부분의 암은 감염에 의해 발생하지 않는다고 알려짐

- 암예방 백신 개발은 아직 초기단계이지만, 최근 많은 연구자들이 활발하게 임상연구를 진행 중

DNA

암백신 장점

- DNA 백신은 면역반응 유도에 필요한 항원 전체를 유전자 형태로 이용할 수 있어 광범위한 면역반응 유도 가능

- 여러 항원을 하나의 플라스미드 DNA에 삽입 가능하여 항원 디자인 및 제작이 쉽고, 대장균을 숙주세포로 이용하여 대량생산 가능

- 라스미드 DNA는 매우 안정한 고분자 물질이므로 타 백신에 비해 실온에서도 장기간 보관이 가능



DNA 암백신 종류 및 주요내용


NCT 번호

조건

중재 (Interventions)

스폰서/협력업체

임상단계

04860258

코로나19

Biological: CVnCoV Vaccine

CureVac AG

Phase 3

04848467

코로나19

Biological: SARS-CoV-2 mRNA Vaccine (CVnCoV)

Biological: Quadrivalent influenza vaccine (QIV)

Other: Placebo

Bayer,

CureVac AG

Phase 3

04838847

코로나19

Biological: CVnCoV Vaccine

CureVac AG

Phase 3

04847102

코로나19

Biological: SARS-CoV-2 mRNA

Vaccine

Biological: Placebo

Walvax. BiotechnologyCo.,Ltd.

Abogen Biosciences Co. Ltd..

Yuxi Walvax Biotechnology Co. Ltd.

Phase 3

04652102

코로나19

Biological: CVnCoV

Biological: Placebo

CureVac AG

Phase 2

Phase 3

04674189

코로나19

Biological: CVnCoVVaccine

Drug: Placebo

CureVac AG

Phase 3

04860297

코로나19

Biological: mRNA-1273

ModernaTX Inc.

Phase 3

04470427

코로나19

Biological: mRNA-1273

Biological: Placebo

ModernaTX Inc.

Biomedical Advanced Research and Development Authority(BARDA),

National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID)

Phase 3

04805125

면역저하 환자

Biological: Moderna COVID-19 Vaccine,mRNA-1273(100μg)

Biological: Pfizer-BioNTech COVID-19 Vaccine BNT162b2(30µg)(Comirnaty®)

University Hospital Basel,

Swiss National Science Foundation

Phase 3

04811664

코로나19

Biological: Moderna COVID-19 Vaccine

NIAID

Phase 3

04649151

코로나19

Biological: mRNA-1273

Biological: Placebo

ModernaTX Inc.

BARDA

Phase 2

Phase 3

04796896

코로나19

Biological: mRNA-1273

Biological: Placebo

ModernaTX Inc.

Phase 2

Phase 3

03548571

교모세포종

Biological: Dendritic cell immunization
Drug: Adjuvant temozolomide

Oslo University Hospital

Phase 2

Phase 3



후기 임상시험 중인 mRNA 백신



구분

세대별

종류

내용

전통적인 백신

Conventional Vaccines

1세대

약독화 생백신

(Live attenuated vaccines)

병을 일으키는 바이러스 및 세균의 병원성을 약화시킨 형태

불활성화 백신

(Inactivated Vaccines)

사백신이라고도 불리며, 병원체를 배양한 후 열 또는 화학물질 처리로 불활성화 시킨 백. 생백신보다 면역반응이 약해 수회 접종 필요

2세대

아단위 및 결합백신

(Subunit and Conjugate Vaccines)

병원균의 단백질 중 면역체계를 활성화 시켜주는 항원 단백질을 분리 정제한 아단위 백신.

결합백신은 다당류 껍질을 가진 박테리아를 인식하기 위해 단백질에 다당을 결합시켜 면역체계를 활성화 시켜줌

톡소이드 백신

(Toxoid Vaccines)

테리아가 분비하는 독소를 열 또는 화학물질 처리로 비활성화시켜 질병을 유발하지 못하게 만들어진 백신

재조합 백신

(Recombinant Vaccines)

유전자재조합 기술에 의해 생산된 항원을 이용하여 제조된 백신

차세대 백신

Next Generation Vaccines

3세대

DNA 백신

(DNA Vaccines)

병원균의 항원을 코딩하는 유전자가 포함된 Plasmid DNA를 숙주 세포에 삽입하면 스스로 항원물질을 만들어 면역반응을 활성화 시킴

재조합 Viral vector 백신

(Recombinant viral vector)

병원성이 약하거나 없는 바이러스를 벡터로 활용하여 특정 미생물의 항원 유전자를 재조합해 체내로 전달하면 바이러스가 증식함에 따라 면역 기능이 활성화되는 백신



세대 구분에 따른 백신의 종류

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    • ntis박테리아 벡터 기반 코로나19 백신기술 개발
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  • 과제 더보기
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    • ntismRNA 백신과 치료제를 위한 새로운 circular RNA 플랫폼 개발 및 응용
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