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코로나19 백신 가운데 상대적으로 부작용이 적은 mRNA 방식이 주목받고 있다. 지금까지 이 방식으로 백신 상용화에 성공한 곳은 화이자와 모더나가 유일하다. 국내 바이오기업 중에서는 에스티팜(237690)과 아이진(185490)이 mRNA 백신 개발에 가장 앞서 있다는 평가다.

(그래픽= 이미나 기자)

mRNA(메신저 RNA) 백신은 이번 코로나19 대유행을 계기로 인류 역사상 처음으로 등장했다. mRNA 백신을 만드는데 있어 핵심은 세가지다. 우선 mRNA를 가공하려면 5’-캡핑(capping) 기술이 있어야 한다. 5’-캡은 RNA 말단에 위치해 있으며 단백질 생산을 돕고, 지나친 선천성 면역반응을 일으키지 않도록 하는 역할을 한다. 특히 안정화 기능을 통해 mRNA가 분해되지 않도록 한다.

모더나는 미국 트라이링크의 클린캡(Clean cap)을 사용하고, 화이자는 백신을 공동개발한 독일 바이오엔테크가 기술을 보유하고 있다. 아이진은 이미 글로벌 빅파마에게도 검증된 트라이링크 클린캡(Clean cap) 기술이전을 받아 5’-캡핑을 확보했다. 에스티팜은 5’-캡핑을 자체적으로 개발을 완료해 지난해 10월에 국내 특허 출원을 했으며, 국제 특허도 준비 중이다. 다만 아직 에스티팜 5’-캡핑은 기술이전되거나 상용화를 통한 상업성 검증은 마무리되지 않았다.

두 번째는 mRNA를 감싸는 보호막 기술이다. mRNA는 외부 환경에 노출되자마자 쉽게 변형되는 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 mRNA 겉을 얇은 막으로 감싸줘서 세포 안까지 안전하게 들어가게 하는 ‘약물전달체’가 개발됐다. 화이자와 모더나 mRNA 백신은 ‘지질나노입자(LNP)’를 약물 전달체로 사용한다.

모더나는 LNP 특허침해와 관련해 알뷰투스 바이오파마(Arbutus Biopharma)와 소송 중이다. 지난해 미국 특허심판원(PTAB)은 알뷰투스의 손을 들어줬으며, 모더나는 연방항소법원에 항소한 상황이다. 에스티팜은 알뷰투스와 로이반트 사이언스 (Roivant Sciences)가 공동 설립한 제네반트 사이언스(Genevant Science)로부터 LNP 기술을 들여왔다.

에스티팜은 한국, 일본 등 아시아 12개국에서 제네반트의 LNP 약물 전달체 기술을 이용해 코로나19 mRNA 백신을 직접 개발하고 생산할 수 있는 권리를 획득했다. 계약금과 기술이전 비용, 상업화에 따른 마일스톤까지 최대 1억3375만 달러(1496억원)를 투입해, 곧바로 상용화가 가능한 약물전달체를 확보하게 됐다.

(자료= 각 사)

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

아이진 관계자는 “양이온성리포솜의 약물전달체 기능을 현재 진행 중인 대상포진 호주 1상에서 확인했다”며 “mRNA가 세포막안까지 들어가 면역기능을 하는 B세포와 T세포를 건드려서, 항체를 형성하는데 문제가 없었다”고 말했다. 지난 2월 호주에서 양이온성리포솜 코로나 백신 관련 특허 출원을 완료했다.

세 번째는 mRNA 백신 생산 시설이다. 모더나는 기술유출을 우려해 원료 생산을 론자(Lonza)와만 협업하고 있다. 화이자 역시 원료는 다른 제약사에 맡기지 않고 직접 생산 중이다. 에스티팜은 코로나19 mRNA 백신 전용 GMP 공장을 증설 중이다. 상반기 중 증설이 완료되면 연간 240만 도즈의 mRNA 원료를 생산할 수 있게 된다. 사업 전략에 따라 연간 1억2000만 도즈 규모의 설비 증설도 검토 중이다. 에스티팜 관계자는 “백신 개발은 검토 중이다. 지금은 레시피를 확보한 후 요리만 시작하지 않은 상태라고 보면 된다”고 말했다.

에스티팜이 백신 개발 선언을 공식적으로 하지 않은 이유는 모든 가능성을 열어 두고 있기 때문으로 분석된다. mRNA 코로나 백신 위탁생산(CMO) 수주를 하게 될 경우 기술유출을 우려하는 고객사가 자체 백신 개발하는 곳을 선호하지 않기 때문이다. 5~6월 중 시생산 원료를 글로벌 빅파마에게 보내서 통과되면 CMO 수주 또는 수주 실패시 자체개발 전략이 관측된다.

아이진은 임상 1, 2a상에 들어갈 mRNA 원료는 트라이링크에 위탁생산을 받아서 보관하고 있다. 이후 임상 2b상부터는 제주도에 GMP 생산시설을 구축해 원료를 생산할 계획이다.

아이진 관계자는 “오는 6월 식품의약품안전처에 임상 1상 계획서를 제출할 예정이다. 긴급상황인만큼 승인까지 한달 정도 기간이 걸릴 것으로 기대하고 있다”며 “다른 기업보다는 늦게 임상을 시작하지만 국내에서 mRNA 백신을 개발하는 곳은 우리가 유일하며, 경쟁력은 충분히 있을 것”이라고 말했다.