현재까지 전 세계적으로 코로나19 백신 긴급사용승인을 받은 제약사는 화이자, 모더나, 아스트라제네카 등 3개사다. 러시아, 중국, 인도에서도 자체적으로 백신을 개발·출시했지만, 아직 소수 국가에서만 승인된 상태다.
다만 전문가들은 현재 접종 중인 백신만으로는 코로나19 대유행을 종식시키기 어려울 것으로 보고 있다. 영국, 남아프리카에서 새로운 형태의 변이 바이러스가 발생했을 뿐 아니라, 초저온 유통(화이자·모더나 백신) 등 까다로운 관리 조건과 높은 비용으로 인해 경제 상황이 좋지 않은 지역·국가에서는 아직까지 접종이 어려운 실정이기 때문이다.
생명공학정책연구센터에 따르면 글로벌 제약사들은 이 같은 점을 고려해 기존 백신의 단점을 보완한 ‘2세대’ 백신 개발에 속도를 내고 있다. 최근 미국 과학잡지 ‘사이언티픽 아메리칸’에서는 ‘가장 잠재력이 높은 3가지 백신 후보’로 ▲자가증폭 RNA 백신 ▲아단위단백질 백신 ▲나노입자 백신을 꼽았다.
자가 증폭 RNA(Self-Amplifying RNA) 백신
‘자가 증폭 RNA 백신’은 항원이 되는 바이러스의 일부 유전물질을 인간 세포에 넣어, 인체가 항원 단백질을 생산하고 항체를 형성하도록 유도한다. 기존에 승인된 mRNA 백신과 동일한 방식으로 볼 수 있지만, 백신 구성요소에 자가증폭에 관여하는 복제유전자를 삽입한다는 점에서 차이를 보인다.
이 백신은 세포 속 항원에 해당하는 유전물질을 자가증폭시켜, 항원 단백질을 보다 많이 생산해낸다. 때문에 1회 접종만으로 항체를 충분히 형성해 백신 사용량을 줄일 수 있고, mRNA백신에 비해 적은 비용으로도 접종 가능하다. 현재 독일 바이오엔테크 등에서 개발 중이다.
아단위단백질(Protein Subunit) 백신
‘아단위단백질 백신’은 바이러스 표면·세포막을 구성하는 특정 단백질 조각, 다당류 등이 주요 성분으로, 전체 바이러스 또는 유전물질이 아닌 단백질 부분을 백신으로 활용한다. 유전자재조합 기술을 활용해 생물반응기에서 항원 단백질을 저렴하게 대량 생산할 수 있지만, RNA 백신보다 많은 생산 시간이 필요로 한다. 또 낮은 면역반응을 보여, 백신을 접종할 때 면역증강제를 함께 투여해야 한다.
아단위단백질 백신의 장점은 냉장온도인 2∼8도 환경에서도 보관 가능하다는 것이다. 때문에 비교적 유통이 쉽고 안전하다. 이미 인플루엔자, 백일해, 말라리아 백신 등으로 사용되고 있기도 하다. 미국 노바백스가 임상 3상을 진행 중이며, 국내에서는 SK바이오사이언스가 임상 1상에 돌입한 상태다.
나노입자(Designed Protein Nanoparticle) 백신
‘나노입자 백신’은 스파이크 단백질 전체를 주입하는 대신, ‘바이러스 수용체 결합도메인(RBD)’, 즉 인간 세포와 직접 결합하는 스파이크 단백질의 일부만 백신으로 제작한다. 축구공 모양의 구형(球形) 나노입자 표면에 RBD 단백질을 부착해 백신을 제작하기 때문에, 항원을 더 많이 노출할 수 있다. 바이러스의 스파이크 단백질 전체 부위를 사용하는 것보다 최소 10배 더 높은 항체반응을 유도할 수 있다는 점 역시 장점이다. 앞서 미국 워싱턴대 연구팀은 RBD 60개를 표면에 노출시키는 나노입자 백신을 제작해 강력한 중화항체 반응을 확인했다.