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[이데일리 김유림 기자] 현존하는 mRNA 코로나19 백신은 화이자·바이오엔테크와 모더나 백신뿐입니다. 코로나19 오미크론 하위변이 BA.4와 BA.5를 겨냥한 백신 개발에 성공한 곳도 양사밖에 없습니다. 화이자·바이오엔테크와 모더나는 BA.4와 BA.5를 타깃으로 추가접종(부스터샷)용 백신 승인을 미국식품의약국(FDA)에 요청한 상태입니다.

국내 개발사 코로나19 mRNA 백신 임상 진행 현황. (표=김유림 기자)

사실상 팬데믹에서 mRNA 백신 기술은 강력한 무기입니다. mRNA 기술을 보유한 두 회사가 글로벌 백신 공급 협상의 키를 쥐고 있는 형국입니다. 물량 공급을 지연하거나 가격을 인상하면서 백신 시장을 흔들고 있죠. 국내에서도 백신 주권 확보를 위해 mRNA 백신 기술을 국산화해야 한다는 요구가 높아지고 있습니다.

국내 개발사 중에서는 ▲K-mRNA 컨소시엄 ▲아이진(185490) ▲큐라티스 3곳이 코로나19 mRNA 백신 임상에 착수한 상태입니다. 이들은 기존 mRNA 백신의 특허를 회피하면서도 부작용은 줄이고 변이 바이러스에 대응도 가능한 백신을 개발하기 위해 힘쓰고 있습니다.

우선 K-mRNA 컨소시엄은 대형제약사인 한미약품, 에스티팜(237690), GC녹십자가 주축이 됐습니다. 에스티팜이 후보물질 ‘STP2104’의 임상개발을 진행하고 한미약품은 백신 생산에 필요한 플라스미드 DNA를 공급할 예정입니다. GC녹십자는 향후 완제 생산을 맡습니다. 에스티팜은 지난 3월 STP2104 임상 1상 승인을 받았습니다.

아이진 진영에서는 후보물질 발굴은 아이진이, 원료와 전달체 생산 및 백신 완제품 생산은 한국비엠아이가 맡습니다. 지난해 8월부터 EG-COVID 임상 1/2a상을 진행 중입니다. 큐라티스는 지난 7월 식품의약품안전처로부터 QTP104의 임상 1상 계획을 승인받고 임상에 착수했습니다.

mRNA 백신 개발을 위해서는 핵심 특허 확보가 관건입니다. 유일하게 상용화에 성공한 모더나와 화이자는 mRNA 백신 ‘겉’과 ‘안’에 같은 특허가 사용됐기 때문입니다. 업계는 유력한 mRNA 백신 후발주자로 꼽혔던 큐어백이 ‘안’ 특허를 확보 못하면서 개발에 실패한 점을 반면교사 삼아야 한다고 조언합니다.

mRNA 백신은 코로나바이러스 설계도를 암호화한 인공 mRNA를 투여, 단백질이 생성돼 항체가 형성됩니다. 하지만 우리 몸은 mRNA를 침입자로 인식해 잘라버리고, 이 과정에서 과도한 면역반응 부작용도 발생합니다. 셀스크립트 특허는 인체가 mRNA 백신을 침입자로 인식하지 못하게 하는 핵심 기술입니다.

모더나와 화이자는 셀스크립트 특허를 통해 RNA의 4가지 염기서열 중 하나인 유리딘을 ‘메틸수도유리딘’으로 바꾸면서 면역반응 문제를 해결했습니다. 이 기술은 앞서 2005년 미국 펜실베이니아대학 연구진이 개발했으며, 특허 실시권을 mRNA 리보 테라퓨틱스(RiboTherapeutics)에 넘겼고, 이 회사는 계열사 셀스크립트에 특허 재실시권을 전달했습니다. 셀스크립트는 이를 다시 모더나와 화이자 공동개발사 바이오엔테크에 이전했습니다.

mRNA 코로나 백신 상용화를 앞뒀다가 개발에 실패한 큐어백은 셀스크립트의 특허를 사용하지 못했습니다. 화학적 수정을 하지 않은 자연 유리딘을 그대로 활용했으며, 업계는 실패의 원인이라고 추측했습니다. 국내 개발사 중에서 셀스크립트 특허를 확보한 곳은 없는 것으로 파악됩니다.

모더나와 화이자가 특허사용료를 지불하는 mRNA ‘겉’ 물질인 ‘지질나노입자(LNP)’ 역시 그 어떤 기술로도 회피할 수 없을 정도로 촘촘하게 특허가 형성돼 있습니다. K-mRNA 컨소시엄은 에스티팜이 코로나19 백신 개발 한정으로 사용권을 확보한 상태입니다. 한국, 일본 등 아시아 12개국에서 제네반트의 LNP 기술을 이용해 mRNA 코로나 백신을 직접 개발하고 생산할 수 있는 계약을 체결했습니다. 다만 전 세계 70% 이상 시장을 차지하고 있는 미국과 유럽에는 직접 수출을 못 하는 한계가 있습니다.

아이진은 면역증강제로 개발된 양이온성리포좀을 mRNA 전달체로 개량해 사용합니다. LNP 사용 mRNA 백신은 영하 20~70도의 콜드체인이 필요하지만, 양이온성리포솜은 2~8도 보관이 가능합니다다. 일각에서는 mRNA 약물전달체로 상용화된 적 없는 리포솜에 대한 의구심을 제기하지만, 아이진 측은 항체 형성을 확인했다고 반박합니다.

큐라티스는 LIONs(Lipid Inorganic Nanoparticles, 지질 무기질 나노 입자)라는 형태인 LNP 물질을 특허로 보유하고 있다고 합니다. 회사 측은 한 단계 더 진보된 LNP 물질이며, 기존 제조기술에 문제가 되지 않는다고 강조합니다.