화이자, 모더나테라퓨틱스 등은 최근 개발 중인 백신 후보 물질들이 임상에서 90% 이상의 효과(예방률)를 보였다고 발표했다. 두 백신은 모두 바이러스의 유전정보를 담은 메신저 리보핵산(mRNA)을 바탕으로 제작됐다. 18세기 에드워드 제너로부터 시작된 전통적인 백신을 제치고 1990년대 모습을 드러내기 시작한 기술이 두각을 드러낸 것이다.
전통적인 항원 백신은 병원균·바이러스의 독성을 약화하거나 조각내 만들어진다. 반면 이번에 두각을 드러낸 백신은 유전정보를 이용한다. 기존 백신에는 면역반응을 유발하는 물질이 들어있다면, mRNA 백신은 물질의 설계도가 들어있다. 생물의 세포가 설계도(mRNA)를 읽어 체내에서 바이러스나 병원균 단백질의 일부를 만들어낸다. 이렇게 만들어진 단백질을 인체가 인지하고 면역 반응을 일으키는 것이다.
세포핵 속의 DNA 이중나선은 유전정보를 담고 있다. 이 이중나선이 풀리며 효소의 작용으로 RNA가 합성된다. 이렇게 합성된 RNA는 유전정보를 세포 소기관으로 전달하고, 세포 소기관들은 RNA에 담긴 정보에 따라 단백질을 만들어낸다. 그리고 유전정보를 전달한 RNA는 금방 분해돼 사라진다. 과학자들은 RNA가 유전정보를 전달한다고 전달자(messenger)라는 이름을 붙여 mRNA라고 이름 지었다.
외부의 설계도(mRNA)를 생물에 넣어 원하는 물질을 생산하게 만드는 것은 1990년대에 생쥐를 이용해 성공했다. 그러나 mRNA는 단일사슬로 만들어지고, 생체의 효소·면역 반응에 쉽게 분해되는 등 불안전성이 높아 백신 개발이 쉽지 않았다.
mRNA를 안정적으로 전달하는 기술, 같은 양의 mRNA로 충분한 양의 항원이 생산되도록 하는 기술 등이 개발되며 2010년대에 들어 mRNA 백신은 새로운 백신 플랫폼으로 주목받았다. 백신 경쟁 선두 그룹에 있는 모더나테라퓨틱스는 RNA 관련 기술의 발달 속에서 2010년에 세워졌다.
학술지 네이처 리뷰 드러그 디스커버리(Nature Reviews Drug Discovery)에 2018년 게재된 ‘mRNA 백신-백신학의 새 시대’라는 리뷰 논문(기존 논문을 검토해 정리한 논문)에 따르면 mRNA 백신은 설계와 생산 속도가 전통적인 백신에 비해 빨라 감염병 대응에 유리하다.
같은 논문에서는 안정성에 대해서는 mRNA 백신 플랫폼을 인체에 적용했을 때 나타나는 염증 반응 등의 부작용을 소개하며, “다양한 방식의 mRNA 전달 시스템이 인간에게 시험 되는 단계이기 때문에 안전성에 대해서는 지속적인 평가가 필요하다”고 분석했다.
(서울=뉴스1)