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mRNA(messenger RNA, 전령 RNA,
전령 Ribonucleic Acid, 전령 리보핵산)
현재 코로나 19의 주요 백신에는
총 세 가지로 화이자, 모더나 그리고
아스트라제네카가 존재한다.
COVID-19 주요 백신 비교
화이자(Pfizer, Inc.,
찰스 파이저, Charles Pfizer,
찰스 F. 에르하르트, Charles F. Erhart)
(회사 : 바이오엔테크, BioNTech,
우구르 사힌, Ugur Sahin,
외즐렘 튀레지, Özlem Türeci)
미국-독일
백신 계열 : 전령 RNA
예방 효과 : 최종 결과 95%
승인 신청 : 11월 20일 제출
승인 및 배포 : 12월 2일 영국 승인(최초)
12월 20일 FDA
(Food & Drug Administration,
미국식품의약국, 美國食品醫藥局)
긴급 승인 권고
1회 접종 비용 : 21,500원 예상
보관 및 이동 조건 : 영하 70도 이하
'콜드체인' 유통 보관 시스템 필요
모더나(Moderna)
미국
백신 계열 : 전령 RNA
예방 효과 : 최종 결과 94.1%
(중증환자 접종 결과 100%)
승인 신청 : 11월 30일 제출
승인 및 배포 : 승인 후 곧바로 배포 예정
1회 접종 비용 : 17,000원~ 28,000원 예상
보관 및 이동 조건 : 영하 20도 6개월,
2~8도 30일간 안정 유지
위 두 백신은 mRNA백신 특성상
저온 유지가 필수적임.
아스트라제네카(AstraZeneca)
(옥스퍼드대학교)
미국-영국
백신 계열 : 전달체
예방 효과 : 중간결과 70.4%
11월 23일 발표정정 90%
승인 신청 : 11월 초 스위스에 신청
승인 및 배포 : 12월 2일 영국 승인(최초)
12월 20일 FDA긴급 승인 권고
1회 접종 비용 : 3,300~5,400원 예상
보관 및 이동 조건 : 2~8도
일반 냉장고에서 최소 6개월 가능
현재 아스트라제네카 백신에 대한
임상시험 결과에서 나타난 부작용에 대해
빠른 시일 내에 FDA허가를 받는 것은
어려워 보인다.
3만명을 대상으로 진행한
아스트라 제네카 백신 임상실험에서
신경학적 증상을 호소하는 참가자가
2명이 발생했다.
이러한 신경학적 증상이
백신과 무관하다는 증거를
FDA측에 증명하지 못해
약 2달간 임상시험이
중단된 바가 있었다.
또한 11월 4일 발표된
임상3상 실험 결과에서도
70%의 예방 효과로 발표했던 예방률이
투약 방식의 실수였다는 점과 함께
예방 효과가 90%라는 점을 공개했다.
세개 백신 중 전달체 백신이라는 특성으로
냉장실 온도에서 보관이 가능하고
상대적으로 저렴한 가격이 메리트인
아스트라제네카는
현재 우리나라 식약처에서
승인 심사와 비임상시험 자료가
검토를 앞두고 있다.
이로써 미국 화이자 백신의 승인이 이루어질 경우
영국, 바레인, 캐나다, 사우디아라비아에 이어
세계에서 다섯 번째로 백신 승인을 받게 된다.
mRNA 백신
mRNA 백신이란?
현재 우리나라에서
보편적으로 사용되는 백신은
세균이나 바이러스 등
전체 균주를 주입하는 방식을 고집하는
생백신과 사백신
두 종류로 이루어져 있다.
사백신은
균을 열이나 화학약품 처리를 하여
비활성화 상태로 접종하는 방식이고,
생백신은 말 그대로 살아 있는
소량의 균을 접종하여
예방하는 방식이었다.
현재 코로나 19 백신으로 대두되고 있는
화이자나 모더나는
기존의 생백신과 사백신이 아닌
genetic engineering vaccine으로
mRNA 성분을 이용한 백신이다.
mRNA백신은
보관과 유통 조건이
극도로 까다롭다는 단점이 있다.
이에 따라 콜드체인 보관에 필요한
드라이아이스 회사들의
주가가 상승하기도 하는 모습을 보였다.
화이자는 백신전용 보관 이동 박스인
'pfizer pizza box'라는 것을 선보이며
유통망에 문제에 대한 해결책을 제시하고 있다.
mRNA 란?
mRNA 혹은 우리말로
전령 RNA라고 불리는 것은
messenger RNA의 줄임말로
RNA의 한 종류이다.
mRNA는
단백질을 합성하기 위한
DNA정보를
단백질 합성기관인 리보솜에
전달하는 역할을 한다.
messenger RNA답게
DNA의 정보를
리보솜에게 전달하는 역할을 하기 때문에
mRNA라는 명칭으로 불린다.
그렇다면 mRNA백신은
우리 신체에 바이러스를 주입해
면역반응을 유도하던
기존의 백신과는
어떻게 다른 방식으로 이루어질까?
mRNA 백신은
우리 신체 면역 반응을 유도하는
단백질 또는 단백질 조각 생성 방법을
세포에 가르치는 방식이다.
앞서 말했듯이 mRNA는
단백질 합성에 도움을 주는 역할을 한다고
언급한 점을 통해 단백질 생성과정에서
생성물 단백질에
면역반응을 학습시키는 것이다.
이로써 우리는 실제 바이러스가
우리 몸에 침투했을 때
감염되지 않도록 보호할 수 있다.
기존의 직접 주입 방식과는
완전히 다른 개념으로
접근한 방식이라고 볼 수 있다.
mRNA 백신은
현재까지 허가받은 이례가 없으며
완전히 새로운 종류의 백신이다.
mRNA 백신은
COVID-19 이전에도
다양한 바이러스 분야들에서
연구되었던 적이 있다.
COVID-19에 대한 필수 정보가 밝혀지자
과학자들은 곧 세포가
고유한 스파이크 단백질을
mRNA 백신으로 만들게 하는
설계를 시작하기 시작했다.
스파이크 단백질이란
숙주 세포의 수용체와 결합하여
숙주 세포 내부로 침투할 수 있도록 하는
표면 단백질이다.
이 형태는 인간 독감 바이러스나
조류 독감 바이러스,
메르스 바이러스에서도
볼 수 있는 형태이다.
메르스 바이러스의 구조
위와 같이 바이러스의 표면이
스파이크 삐죽하게 튀어나와 있는 것들로
감싸진 저 형태를
스파이크 단백질이라고 한다.
바이러스 표면의 스파이크 단백질은
감염 대상인 세포막의
수용체 단백질과 결합 후
세포와 융합하는 단계를 거침으로써
바이러스 몸체가
세포 안으로 침투하도록 돕는다.
코로나 바이러스도
이와 같은 스파이크 단백질로
이루어져 있는데
세포에 침투하는 과정에서
길쭉한 형태로 바뀌게 된다.
침투 과정을 막기 위해
단백질에 이러한 면역능력을
학습시키는 백신에 대한 효과가 기대된다.
정부에서는 현재까지 백신의 부작용을 대비
4400만 명을 접종할 수 있는
분의 백신 수입을 발표했으며
화이자와 모더나는
존슨 앤 존슨 사와
아스트라제네카에 비해
상대적으로 고가라고 발표를 한 바가 있다.
아스트라제네카 백신은
가장 최초로 나온 백신이었지만
현재 다양한 부작용들이 발생되고 있기에
우려가 없지 않다.
머지 않아 시작될 백신 접종에 있어서
백신의 종류와 방식을 찾아보고
접종하면 좋을 듯하다.
From Tocris Bioscience
From Tocris Bioscience
mRNA 백신은
mRNA가 코팅되어 있고,
팔뚝에 주사하게 된다.
주입된 mRNA는 세포로 들어가게 되고,
리보솜으로 간다.
리보솜에서 mRNA를 읽어
스파이크 단백질
(piece of spike protein)을 만든다.
이후, 스파이크 단백질을 만드는데 관여했던
mRNA는 RNases에 의해 파괴된다.
(Vaccine mRNA는
세포핵에 들어가지 않고,
세포의 DNA를 바꾸지 않는다.)
생성된 스파이크는
세포 표면으로 올라간다.
immune system에 의해
스파이크가 붙은 세포는
정상세포가 아님을 인식하도록 하게 되고,
B lymphocytes에서
antibody를 만들도록 한다.
바이러스가 침투하면,
만들어진 antibody는
바이러스 spike에 달라붙게 되고,
이 세포를 dendritic cell이 잡아먹게 된다.
형질 세포(plasma cell)는
항원과 T세포의 자극에 의해
대량의 항체를 분비하도록 분화된 B세포이다.
Efficacy(effectiveness) : 효험
Vaccine, n=14550 and Case, n=11
Placebo, n=14598 and Case, n=185
Risk ratio = (11/185) = 0.06
Efficacy = 1 - 0.06 = 0.94 = 94%
코로나19 백신
원리와 종류는 어떻게 될까요?
코로나19 바이러스 구조
바이러스는
유전정보를 가지고 있는
핵산과
이를 둘러싸고 있는 단백질로
구성되어 있어요.
이 핵산에서는
DNA와 RNA가 있는데,
DNA는 이중 나선 구조인 반면
RNA는 한 가닥으로 되어 있어
변이가 일어나기 쉬어요.
코로나 바이러스의 핵산은
바로 이 RNA인데요.
그래서 코로나 바이러스는
변이가 잘 생긴답니다.
코로나 바이러스의
동그란 표면에는
뾰족하게 돌기가 나 있는데
이 모습이 왕관을 닮았다고 하여
왕관을 뜻하는
라틴어 코로나로 불리게 되었습니다.
그리고 이 뾰족한 돌기 부분을
스파이크 단백질이라고 부르는데
이 스파이크 단백질이
코로나 바이러스가
우리 몸 세포에
빠르게 침투하는데
결정적인 역할을 한답니다.
코로나19 백신의 원리
코로나19 백신의 작용 원리를 알기 위해
우리 몸의 면역체계를
먼저 살펴보아요.
우리 몸에는
바이러스로부터
우리 몸을 지켜주는
세포들이 있는데,
이 세포 중 B 세포는
우리 몸에 바이러스가 들어오면
항체를 만들어
바이러스를 제거합니다.
하지만 특정 바이러스를 처음 만나면
항체를 만드는 데 시간이 걸려요.
그 사이 바이러스는
우리 몸 세포에 침입하여
감염을 일으킬 수 있답니다.
여기서 코로나19 백신을 맞으면
백신의 항원 성분들로 인해
B 세포들이
코로나19 바이러스를 기억하고
항체들이 활성화된답니다.
코로나19 백신 플랫폼 종류
코로나19 바이러스 백신을 만드는데
중요한 것은
스파이크 단백질입니다.
이번 코로나19 백신에는
이 스파이크 단백질에 관한
항원이나 유전정보 등을 바꾸어
백신을 개발하는 기술인
백신 플랫폼이 사용되고 있습니다.
전통적인 백신인 불활화 백신은
화학처리를 통해
독성을 없앤 바이러스를
우리 몸에 주입시킵니다.
이 과정에서
스파이크 단백질이 변할 수 있어요.
감염 바이러스가 확보된다면
신속 개발이 가능하고
제조 방법이 단순하지만
코로나19 바이러스의 경우
감염성 병원체를
안전하게 다룰 수 있는
생산시설이 필요하답니다.
바이러스 벡터 백신은
인체에 무해한 바이러스에
스파이크 단백질을 만드는
유전자를 넣어
우리 몸에 주입합니다.
RNA 백신에 비해
상대적으로 열에 안정적이지만
살아 있는 백신을 사용하므로
콜드체인 관리가 필요하답니다.
이번에 처음으로 제품화된
RNA 백신은
코로나바이러스의 유전자에서
스파이크 단백질을 암호화한
염기서열을 mRNA로 만들어
지질막으로 감싼 후
주빙하는 백신입니다.
인체에 주입된 mRNA는
수지상세포에 들어가
스파이크 단백질을 만들게 됩니다.
제조 기간이 짧고
대량생산이 가능하죠.
그러나 RNA가
분해 효소에 쉽게 분해되어
안전성이 낮고
-20 ~ -75℃까지의
콜드체인이 필요합니다.
유전자재조합 기술을 이용한
재조합 백신은
코로나바이러스의 스파이크 단백질을
직접 주입합니다.
인위적으로 만든 항원 단백질만으로는
면역반응이 낮을 수 있어
면역증강제가 포함된
제형이 필요하답니다.
코로나 백신 화이자 백신 알아보기
1. 화이자 백신 원리
(미국에서 투약 중인 코로나 백신)
코로나 백신 개발에
서로 뛰어든 업체들의 경쟁으로 인해
막대한 인력과 돈이 투자된 결과
새로운 백신 개발에 시대가 열리는
계기를 만들어 준 백신이 바로
화이자 백신이다.
기존 백신의 경우
바이러스를 이용한
항체 형성을 기반으로 만들어진 백신으로
개발부터 임상실험까지
짧게는 몇 년
길게는 10년 걸쳐
한 개의 제품이 만들어졌다.
화이자 백신이 주목받는 이유는
백신을 만드는 새로운 기술인
mRNA 시대를 열었기 때문이다.
mRNA란
메신저 RNA
(Messenger RNA)라는 말로
전령 RNA라고도 부르며
DNA 유전정보를 바탕으로
단백질 합성이 일어나는 과정을
매개하는 하는 생 분자를 말한다.
보통의 사람들도 알기 쉽게
풀어서 설명하면
그동안의 백신은
생 백신이나 사백신을
몸에 주입시켜
면역 세포가 일을 공격하게 하여
그 정보를 유전자에 기록하게
하는 방식으로
면역 세포를 형성하였다.
mRNA 방식은
면역 세포에게
바이러스에 대한 정보를
직접 전달하는 방식을 사용하여
바이러스에 대한
면역 세포를 형성하는 방식이다.
2. 화이자 백신 임상실험
코로나 백신을 만들기 위한
업체들의 경쟁 속에서 탄생한
화이자 백신의 임상실험 총참가자의 수는
43,538 명이고
현재까지 38,955명의
2차 접종까지 마친 상태이다.
화이자 백신의 임상실험은
두 그룹으로 나눠 진행되었으며
한 그룹에는 백신 후보물질을 접종하고
다른 그룹에는 가짜 코로나 백신 물질을
투약하여 진행하였다.
화이자 백신을 투여한 그룹과
가짜 코로나 백신을 투여한 그룹 중
코로나에 감염된 참가자
94명을 분석한 결과
화이자 백신을 맞은 사람은
10% 미만인 것으로 나타났다.
나머지 90%는
가짜 코로나 백신 약을 투여한
환자에게서 나왔다는 이야기다.
코로나 백신 예방 효과가
90% 이상 나왔다는 것에
상당히 긍정적인 반응을 보였다.
미 식품의약국 FDA는
당초 50% 이하 라면
승인할 수 있다는 입장을 밝혀 왔다.
3. 화이자 백신에 대한 우려
일부 전문가들 중에서는
화이자 백신이 임상 3상 진입한지
2개월이 지난 시점이어서
이 화이자 백신에 대한 효과가
완벽히 검증되지 않았다는 입장이다.
또한 미국 내 감염학 분야 전문가들은
화이자 백신이 심각한 질병이나
합병증을 예방할 수 있는가와
코로나 감염으로부터
얼마나 오랫동안 지켜 줄 수 있는지에
대한 의문을 가진다.
4. 화이자 백신 미국내 투약 현황 및
부작용 사례
현재까지 보고된 부작용 사례는
미국에서 화이자 백신을 접종한
의료종사자가
아나필락시스 반응을 보인 것으로
보고 되었다.
이 종사자의 정확한 신원은 알수 없지만
현재 치료 중인 곳으로 전해져 있다.
5. 아나필락시스란?
항원 항체의 면역반응이 원인으로
호흡곤란, 혈압감소, 쇼크 등의
증상이 나타나는 것을 말한다.
6. 두 번째 사례로는
알레르기 반응이다
화이자 백신을 투약하기 전부터
알레르기 반응에 대한 경고가 있었고
미국 질병통제예방센터에서는
화이자 백신 1차 투약 후
알레르기 반응을 보인 경우
2차 투약을 하지 말아야 한다고
권고하였다.
미국 화이자 백신 투약자 27만명 중
6명 정도가 알레르기 반응을
보인 것으로 보고 되었다.
미국보다 먼저 투약을 시작한 영국에서도
2건의 알레르기 반응이 보고 되었다
7. 세 번째 화이자 백신 부작용 발열과 오한
화이자 백신 임상실험에 참가한 사람 중
15%는 발열 현상을 경험하였고
35%는 오한을 경험하였다고 전해진다.
한국도 하루빨리
코로나 백신을 개발하였으면 하는
개인적인 바램이 있다.
코로나 백신으로 떠오르는 3가지 백신인
화이자 백신과 모더나 백신
그리고 아스트라제네카 백신 중
오늘은 화이자 백신에 대해 알보았다.
한국도 코로나 백신을 빠른 시간 안에
수급해서 전 국민이
이 코로나의 공포에서
벗어났으면 좋겠다.