안녕하세요? visionTECH입니다~^^
이번 글에서는 화이자, 모더나, 아스트라제네카 등에서 개발하고 있는 코로나 백신의 차이점을 정리해 보도록 하겠습니다.
이 글은 Business Insider의 보도내용을 기반으로 작성을 하였으며, 따로 제가 공부한 내용을 합쳐서 정리를 하였습니다.
혹, 원문을 보고 싶으신 분들은 밑의 링크로 들어가셔서 확인을 하시면 됩니다^^;;
https://www.businessinsider.com/leading-us-coronavirus-vaccines-how-they-work-compare-2020-10
Pfizer's coronavirus vaccine relies on a new, unproven technology. A diagram shows how it differs from other candidates.
Pfizer announced Monday that its mRNA vaccine, which relies on a snippet of the virus' genome, succeeded in the final stage of clinical trials.
www.businessinsider.com
에니웨이~
아무래도 이번 주제는 바이오 분야이기 때문에 자세하게 설명하기 시작하면 한도끝도 없이 외계어를 나열해야 함으로 최대한 간단하게 이혜하기 쉽도록 정리를 해보도록 하겠습니다 ^^a;;;;
(또한, 코로나 바이러스는 "RNA 바이러스"타입임으로 앞으로 모든 내용은 "RNA 바이러스"를 기준으로 설명을 드리도록 하겠습니다)
코로나 바이러스 감염 & 백신 작동 원리
백신 회사별로 개발하고 있는 코로나 백신의 차이점을 알아보기 전에 코로나 바이러스가 어떻게 감염이 되는지 그리고 기존 백신이 어떤 원리로 작동하는지 알아보도록 하겠습니다.
코로나 바이러스는 호흡기 바이러스로 우리가 일상생활을 하다가 바이러스가 호흡을 통해 몸에 들어오게 되며
침투한 후 바이러스가 우리 몸에 있는 정상세포를 감염시켜 수많은 코로나 바이러스를 증식하는 방식으로 작동을 합니다.
코로나 바이러스가 우리 몸에 있는 정상세포를 감염 시키기 위해서는 일단 정상세포와 결합을 해야하는데 이때 결합하는 방식은 코로나 바이러스 표면에 있는 돌기모양의 Spike Protein 이 정상세포에 있는 ACE2와 만날때 결합합니다.
비유를 들자면, 우리 몸안에 있는 정상세포가 우주정거장이고 코로나 바이러스는 우주선이라면
도킹을 하기 위해서는 우주정거장에 있는 도킹장소(ACE2)와 우주선의 출구(Spike Protein)이 만나야 하며,
도킹이 끝나면 우주선 안에 있는 사람들(코로나 바이러스 RNA)이 우주정거장(정상세포)안에 들어올 수 있는 거죠.
그럼 백신이 어떻게 코로나 뿐만 아니라 독감같은 질병들을 무력화 시키는걸까요?
이 질문에 답변을 하기 위해서는 2가지 단어를 알아야하는데 그것은 바로 "항원"과 "항체"입니다.
간단하게 설명하자면 항원은 코로나 바이러스 독감같은 질병 그 자체를 뜻하는 것으로 "외부물질이 몸안에 침투한 것"이라고 이혜를 하시면 됩니다.
항원이 몸안에 침투했을 때 우리몸에서 항원을 없애기 위해 항체를 면역반응으로 생성을 합니다.
코로나 바이러스의 예로 들자면, 항체가 생성이 되면 이 항체가 코로나 바이러스의 Spike Protein에 붙어서 정상세포에 결합하는 것을 방지하는 역활을 합니다.
즉, 아까 예시로 들었던 우주정거장과 우주선으로 돌아오면, 몸안에 항체가 만들어지면 이 항체가 우주선이 우주정거장에 도킹을 할 수 없도록 문 앞을 막아버리는 것입니다.
이러한 몸안에 면역반응 원리를 이용해서 만든것이 바로 백신입니다.
즉, 코로나를 예시로 들면, 코로나는 아니지만 코로나와 유사한 "항원"을 만든 것이 기존백신이며
코로나가 걸리기 전에 이 백신을 맞아서 몸안에서 미리 코로나 항원을 무력화시키는 항체를 만들게 해서
진짜 코로나가 걸렸을 때 바로 질병을 무력화 시키도록 하는 것 입니다.
제가 방금 윗 문단에 유사한 항원을 만든것이 기존백신이라고 언급했는데, 그 이유는 현재 많은 제약사들이 만드는 백신은 기존백신과는 다른 방법으로 접근하고 있기 때문입니다.
기존백신 vs 코로나 백신 차이점
여태까지 개발된 거의 대부분의 백신의 경우 질병자체와 유사한 것, 즉 항원을 만든 것입니다.
그런데...아무리 유사하다고 하지만 코로나와 유사한 항원을 만들어서 접종하기 위해서는 많은 시간, 돈, 신뢰성 확인 등의 문제가 발생합니다.
세계적으로 하루라도 빨리 백신을 만드는 것이 급선무였기 때문인지 이번에 개발되고 있는 코로나 백신은
코로나와 유사한 항원자체를 만드는 것이 아니라 코로나의 "Spike Protein"부분만 활용하는 방식을 선택했습니다.
유사한 코로나 항원을 만드는 것보다 코로나 일부인 Spike Protein을 이용해서 자연스럽게 코로나 바이러스에 대항하는 항체가 만들게해서 실제 코로나가 걸려도 바로 무력화를 시키는 것이죠.
각 회사별 코로나 백신 차이점
화이자, 모더나, 아스트라제네카, 노바백스, Sanofi-GSK등의 기업이 이 Spike Protein을 활용하는 것은 같지만
어떻게 Spike Protein을 만드는지에서 차이점을 보입니다.
미국 NIH에서 발표한 내용과 Business Insider 보도내용에 따르면 현재 코로나 백신은
1. Protein-based
2. Viral vector
3. mRNA
이렇게 3 가지가 있는데 결론적으로는 Spike protein을 만들어서 미리 몸안에 코로나 항체를 생성하게 하는 방법을 택하고 있습니다.
1. Protein-based (노바백스, Sanofi-GSK)
첫번째 방법인 Protein-based는 노바백스와 Sanofi-GSK가 선택한 방법으로,1980년대에 B형 간염 백신을 개발하다가 찾아낸 방식입니다.
즉, Spike protein 자체를 외부에서 생산과 정화과정을 거치고 나서 접종을 하는 방법이며 이 백신의 성능을 극대화 하기 위해서는 추가적으로 면역반응을 높이기 위한 첨가제(Adjuvant)가 필요합니다.
이 첨가제로 인해 접종한 곳이 아프거나 붓는 현상이 발생할 수는 있지만 4도 정도의 냉장보관이 가능함으로 배송에 유의하다는 장점이 있습니다.
2. Viral vector (아스트라제네카, 존슨&존슨)
두번째 방법인 Viral vector는 최근 우리나라 언론에 많이 언급되는 아스트라제네카와 존슨&존슨이 선택한 방법으로, 1980년도에 댕기열(Sanofi's Dengue) 백신이 유일하게 인체에 사용할 수 있도록 허가가 된 것으로 알려져 있습니다.
첫번째 방법인 Protein-based는 Spike Protein자체를 접종하는 것이라면
Viral vector방법은 조금 더 유해하지 않은 아데노바이러스를 접종하는 방법입니다.
즉, 아데노바이러스에 코로나 Spike protein을 만들수 있는 유전자를 부착해서 접종하는 방법으로 우리 몸안에 정상세포에서 코로나 Spike Protein을 만들고 코로나 항체생산을 유도하는 방법입니다.
(아데노바이러스를 배송트럭처럼 이용해서 배달물인 유전자를 목적지까지 배송하는 방법입니다)
Viral vector 방법은 면역반응을 높이기 위한 첨가제가 필요하지 않지만
단점으로는 백신접종 후 감기증상이 발생할 수 있고, 실제로 미국에서 임상 중 중지가 되었다가 다시 진행이 된 적이 있습니다.
3.mRNA (화이자, 모더나)
마지막 3번째 방법인 mRNA는 여태까지 사용된 적이 없는 전혀 새로운 방식의 백신으로 당연히 여태까지 승인을 받은 적이 없는 방법입니다.
mRNA는 Messenger RNA의 약자이며, mRNA는 쉽게 말해서 설계도 역활을 합니다.
즉, 몸안에서 코로나 Spike protein을 만들수 있는 설계도가 mRNA이며, mRNA가 변형 및 파괴가 되지 않도록 mRNA를 지질(Lipid)안에 넣은것이 화이자와 모더나의 코로나 백신입니다.
즉, 지질(Lipid)안에 코로나 Spike protein을 만들수 있는 mRNA를 넣어서 접종하는 방식으로 몸안 정상세포에서 코로나 Spike protein을 만들고 자연스럽게 항체를 생성해서 대비하는 방법입니다.
mRNA 백신의 장점으로는, 생산이 세포를 활용하는 것이 아니라 테스트 튜브나 탱크에서 만드는 것이기 때문에 쉽고 빠르게 생산이 가능하며, Protein-based나 Viral vector 방식과는 달리 바이러스를 죽이는 T cell 생산을 자극해서 코로나 바이러스 확산방지가 가능합니다.
단점으로는 mRNA자체가 매우 불안정함으로 추가접종을 해야하며, 완전 새로운 방식이기 때문에 결론이 어떻게 날지 모르는 상황이며, 언론으로 많이 알려졌듯이 보관온도가 -70도 혹은 -4도 정도를 유지해야 합니다.
(알아본 결과, 화이자와 모더나가 사용하는 지질은 같은 회사제품이고, 초반에 화이자가 -70도를 언급했던 것은 혹시 모르는 안정성 때문에 정한 기준으로 나중에 모더나가 -4도 보관이 가능하다고 한 것으로 보아서는 화이자도 안정성 실험을 통해 보관기준을 완화할 가능성이 높습니다)
자~이렇게 코로나 백신 3가지 타입을 알아보았는데요~
모든 회사가 같은 방식으로 백신을 개발하는 것이 아니고, 코로나 질병 데이터가 충분히 있는 상황이 아니기 때문에 현재시점에서 어느회사 제품이 더 좋다라고 확정지을 수는 없는 상황인 것 같습니다.
하지만 확실한 것은, 기존 백신개발 방법을 선택한 것이 아니라 새로운 방법으로 접근하고 있기 때문에 만약 코로나 백신이 정말로 증명이 된다면, 앞으로 새로운 질병이 생기더라도 예전보다 빠르게 대응할 수 있을 것 같습니다