코로나 : 백신 개발의 첫 번째 진전
각국이 개발 중인 여러 백신 후보들에 대한 중간 결과

원숭이와 인간 지원자를 대상으로 한 테스트에서 처음으로 개발 중인 백신들의 긍정적인 결과가 나왔다. 예를 들어, 사멸된 코로나바이러스, DNA-백신 및 변형된 운반체에 기초한 붉은털원숭이 백신으로 구성된 두 개의 백신이 SARS-CoV-2로 감염되는 것을 막았다. 미국 회사 모더나(Moderna)의 mRNA 백신은 인간에게서 보호 효과를 얻을 수 있을 만큼 충분한 항체를 생산했다. 그러나 2차 3차 임상실험에서 인간에게 나타나는 효과는 불명확하다. 

▲  백신 개발에는 보통 몇 년이 걸리지만, SARS-CoV-2에 대한 백신은 이제 몇 달 안에 시장에 출시 될 것이다.

코로나 대유행에서 지금처럼 많은 연구 그룹과 회사가 백신을 집중적이고 신속하게 조사한 적이 없다. 백신 개발에는 보통 몇 년이 걸리지만, SARS-CoV-2에 대한 백신은 이제 몇 달 안에 시장에 출시 될 것이다. 코로나바이러스의 전 세계 확산은 개체군이 예방 접종을 받은 경우에만 영구적으로 중단될 수 있다는 많은 징후가 있기 때문이다.

연구 그룹은 현재 백신 생산에 사용될 수 있는 거의 모든 변종을 연구하고 있다.
면역계가 충분한 *중화항체를 생성하는 것이 백신의 효과에 중요하다.
왜냐하면 이들 항체 만이 바이러스가 세포로 들어가 증식하는 것을 막을 수 있기 때문이다. 예를 들어 바이러스 파괴 킬러 세포 형태의 세포 면역 반응도 활성화되어야 한다.

*중화항체(Neutralizing Antibody) : 중화 반응에 관여하는 면역 항체. 바이러스 따위의 항원(抗原)이 생체에 대하여 독성(毒性)이나 감염력 따위의 활성(活性)을 가졌을 때, 그 항원에 결합하여 활성을 감퇴시키거나 소실하도록 한다.

mRNA 백신은 항체를 생성한다.

소위 mRNA 백신은 많은 관심을 끌었다.
여기에는 메신저 RNA(mRNA) 형태의 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질 부분에 대한 조립 지침이 포함되어 있다. 인간 세포에 흡수된 다음 이 코드조각들을 토대로 바이러스성 단백질을 생산해 체내로 방출한다. 이것은 면역계가 이 코로나바이러스 단백질에 대한 항체를 형성할 수 있게 한다.

첫 번째 임시 결과는 최근 미국 회사 Moderna가 2020년 3월부터 미국에서 Ⅰ상 임상 연구를 수행됐다. 45 명의 참가자들이 다른 용량의 mRNA-1273 백신을 받았다.
백신 접종 2주 후, 모든 피험자들은 바이러스에 대한 첫 항체를 보여주었다. 현재까지 8명의 참가자에 대해, 회복 후 많은 Covid 19 환자의 경우에서와 같이, 혈액에서 중화 항체의 농도는 약 5주 후에 유사하게 높은 것으로 측정되었다고 Moderna가 보고했다.

"이 예비 데이터는 25마이크로그램의 가장 낮은 용량에서 mRNA-1273에 의한 백신 접종이 자연 감염의 크기와 유사한 면역 반응을 일으킨다는 것을 입증한다"고 Moderna社의 탈 작스(Tal Zaks)는 말했다. 이것이 실제로 감염을 막기에 충분한지 여부는 여전히 열려 있다.

우선, 더 많은 피험자들과의 II상 연구에서 mRNA-1273도 허용되고 면역 자극이 되어야 한다. Moderna에 따르면 이미 미국의 의약청에 의해 이미 승인되었으며 곧 시작될 것으로 예상된다. 효능에 대한 테스트는 가장 빠른시기에 III상 연구의 일부로만 수행 할 수 있으며 2020년 7월에 예정되어 있다. 

▲ 붉은털원숭이 또한 회복된 코비드 19환자와 유사한 수준의 중화 항체를 가졌다. 그러나 인간과의 첫 연구가 언제 이루어질 것인지는 아직 확실하지 않다.

붉은털원숭이를 보호하는 DNA 백신

미국-이스라엘이 개발한 유전자 기반 백신에 대한 최신 결과도 있다.
mRNA 대신에, SARS-CoV-2의 스파이크 단백질의 DNA가 체내 바이러스성 단백질로 투여되고 "번역"된다. "Science"에 조금 전 발표된 연구에 따르면 이 DNA 백신은 붉은털원숭이를 Covid-19로부터 효과적으로 보호했다. 동물이 3주 내에 3회 용량의 백신을 받은 후, 3주 후에 감염 테스트를 수행했다. 즉 코와 기관지에서 고용량의 SARS-CoV-2를 받았다.

결과 :
예방 접종을 받지 않은 대조군 동물과는 달리, 이 원숭이들은 Covid-19를 발달시키지 않았으며, 하버드 대학교 (Harvard University)와 그의 동료 Dan Baruch가 보고 한 바와 같이 폐와 기도의 바이러스 부하도 상당히 감소했다. 붉은털원숭이 또한 회복된 코비드 19환자와 유사한 수준의 중화 항체를 가졌다. 그러나 인간과의 첫 연구가 언제 이루어질 것인지는 아직 확실하지 않다.

죽은 백신도 보호

두 개의 중국 연구팀은 비슷하게 성공했으며 이미 한 걸음 더 나아갔다.
그들은 가장 오래되고 간단한 방법으로 적극적인 예방 접종을 받았다. 죽은 백신이다.
비활성화된 코로나바이러스가 투여되고 면역에 필요한 반응을 유발한다.
한 팀은 5월 초에 붉은털원숭이에 대한 성공적인 예방 접종 결과를 발표했다.

원숭이는 이전에 코비드 환자로부터 격리되고 세포 배양에서 성장한 3회 용량의 사멸된 SARS-CoV-2 바이러스를 받았다. 이어서, 동물을 매우 높은 용량의 SARS-CoV-2로 감염시켰다. 연구 결과에 따르면 붉은털원숭이가 보호된 것으로 나타났다. Sinovac의 Qiang Gao와 그의 동료들이 보고 한 바와 같이, 그들은 아프지 않고, 높은 항체 역가를 개발했으며, 폐에 바이러스가 증식할 수 없었다.

이 PiCoVacc 백신 후보에 대한 Ⅰ상 연구는 4월 중순에 중국에서 시작되었다.
비슷한 방식으로 생산된 두 번째 백신은 4월 말부터 우한에서 2단계 시험을 거쳤다.

감염에 대한 운반체 바이러스

그리고 또 다른 백신 변종이 유망한 결과를 제공했다.
이것은 무해한 운반체 바이러스를 사용해 코로나바이러스의 스파이크 단백질 유전자를 세포에 도입한다. 이 유형의 백신은 이미 에볼라와 결핵에 대해 존재한다.
이 기술 중에서 가장 발전된 것은 옥스퍼드 대학과 미국 국립 보건원 (NIH)의 연구팀이다.

붉은털원숭이와의 시험에서, 이 ChAdOx1 명명된 백신 후보의 1회 용량은 "견고한" 세포 및 항체-기반 면역 반응을 유도하기에 충분했다.
백신 접종을 한 원숭이가 고용량의 SARS-CoV-2에 감염된 후 폐렴이 발생하지 않았으며 바이러스 부하가 적었다. 이 백신의 Ⅰ상 시험은 4월 23일 영국에서 시작되었다. 

▲ 지금까지는 적어도 동물 실험에서 부작용은 관차돼지 않았다.

예방 접종 아직까지 두려움 없어

이러한 모든 접근법과 연구에서 과학자들은 지금까지 소위 '항체 매개가 향상되는 징후'를 관찰되지 않았다고 했다. 항체 매개가 향상되면, 즉 이러한 백신 접종 후, 바이러스에 적합하지 않거나 바람직하지 않은 지점에 도킹되는 항체가 형성된다. 이로 인해 바이러스가 세포에 더 쉽게 들어올 수 있다. 결과적으로 백신 접종을 하지 않은 것보다 감염 후 예방 접종이 더 심해지는 경우다.

연구원들은 이런 백신 후보들의 경우에 있어 밀접하게 관련된 코로나바이러스 SARS 및 MERS에 대해서 우와 같은 현상을 현상을 관찰했었다. 따라서 SARS-CoV-2에서도 이러한 반응이 일어날 수 있다는 우려가 있었다. 그러나 지금까지는 적어도 동물 실험에서 지금의 백신 후보자에게는 해당되지 않는 것으로 보인다. 

▲ 붉은털원숭이

▲ 붉은털원숭이의 주요 서식지

다음은 어떻게 진행될까?

수많은 백신 후보 중 어느 것이 궁극적으로 모든 시험 단계에서 살아남을 것인가?
그리고 하나 이상의 결과가 궁극적으로 승인되고 대량 생산에 들어갈 것인지 여부는 현재 완전히 불분명하다.
전문가들은 다량으로 생산하기 쉬운 유전자 기반 백신이 나중에 이용 가능하기 전에 의료 전문가, 간호 직원 및 기타 고 노출 그룹과 같은 죽은 백신이 먼저 사용될 수 있음을 배제하지 않는다.

그러나 이미 모든 사람을 위한 코로나 백신은 2021년 초에 가능할 것이다.
결국, II상 및 III상 연구는 상당히 복잡하고 첫 번째 내성 시험보다 시간이 오래 걸린다.

또한 보호 효과를 입증하려면 연구 참가자가 코로나바이러스에 감염되어야 한다.
코로나 전염병이 더 포함되면, 이것은 "야생"에서 점점 더 커지지 않을 것이다.
그러나 고의적인 감염은 아직 인간에게 허용되지 않았다.
(Science, 2020 년; doi : 10.1126 / science.abc1932; Science, doi : 10.1126 / science.abc6284; bioRxiv, doi : 10.1101 / 2020.05.13.093195)

출처 : Science, bioRxiV, Nature News

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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