코로나 백신 대량생산 난제 어떻게 푸나...'그린바이오' 주목

美국방부 산하 DARPA, 2009년 그린바이오 대안 제시

국내선 한미사이언스가 바이오앱 통한 식물 기반 단백질 생산기술로 본격화

백신 제조 기간 6주로 단축....제조 시설도 빠르게 구축

[서울=뉴시스] 송연주 기자 = 전 세계가 코로나19 백신 개발에 뛰어 들고 있는 가운데 식물을 기반으로 한 ‘그린 바이오’가 새롭게 조명되고 있다.

임상 개발에 성공하더라도 대량 생산을 통한 전 세계 공급이 가능하지 않으면 무용지물인 백신 영역에서 단숨에 대량생산을 할 수 있는 그린 바이오에서 답을 찾으려는 움직임이 분주하다.

그린바이오는 식물을 기반으로 한 개발을 의미한다. 백신은 보통 계란이나 동물세포 등을 활용한 유전자 재조합으로 만들어진다. 반면 식물 백신은 말 그대로 식물을 이용한다. 코로나19 바이러스 유전자를 식물에 주입하는 것이다.

무엇보다 식물 백신은 백신 제작에 소요되는 시간을 단축시켜 바이러스 변종에 빠른 대처가 가능하다는 장점이 있다. 계란을 이용할 경우 약 6개월이 걸리던 백신개발 과정을 식물을 활용하면 6주 정도로 단축시킬 수 있다.

이미 미국 등 제약바이오 선진국은 그린 바이오에서 혁신을 찾기 위한 노력을 십 수 년 전부터 이어왔다.

국내에서는 최근 한미약품그룹 지주회사 한미사이언스가 연구협력 벤처 ‘바이오앱’을 통해 그린바이오의 개념을 처음 들고 나왔다.

그린 바이오를 펜데믹 상황에서 접목을 시도한 곳은 미국 국방부 산하 방위고등연구계획국(DARPA·Defense Advanced Research Agency)이다. DARPA는 미래의 핵심 기술을 인류의 삶에 직접적으로 연결하는 기술을 개발하는 미국 국방성 산하 핵심 연구개발 조직이다. 인터넷, GPS를 최초 개발해 민간에 보급했다.

DARPA는 지난 2009년 전 세계적으로 유행한 H1N1 돼지독감 대유행을 계기로 질병이나 생화학전 대비를 위한 새로운 형태의 백신 개발과 생산력 향상을 목적으로 한 ‘Blue Angel’ 프로그램을 가동했다.

DARPA의 프로그램에는 신속 의약품 생산공정(AMP·Accelerated Manufacture of Phamaceuticals)이 포함돼 있다. AMP에 그린바이오를 통한 생산공정 기술이 접목된다.

AMP에는 캐나다 제약사인 메디카고가 참여했다. 메디카고는 최근 식물 기반 코로나19 백신 개발을 위해 글로벌 제약기업인 GSK와 연구협력을 맺은 그린바이오 전문 업체다. 메디카고는 담뱃잎을 활용해 핵심 재조합 단백질을 생산했다. 식물의 잎에서 단백질을 생산하기 때문에 계란 등을 대량으로 조달하는 시설이 필요 없다. 바이러스 추출 과정에서 계란 배아를 죽일 위험도 없다. 또 바이러스 유전자 서열이 확인된 후 14일 이내 단백질을 생산할 수 있다. 백신과 동급의 단백질은 4주 안에 생산할 수 있다. DARPA는 자체 실험을 통해 1개월 만에 약 1000만명 분량의 H1N1 인플루엔자 백신을 식물을 통해 생산하기도 했다.

국내 바이오벤처 바이오앱은 마우스, 기니피그 등에 후보물질을 주입한 연구에서 높은 항체 반응을 확인했다. 현재 코로나19 바이러스를 무력화할 수 있는 중화항체 분석을 준비 중이다. 한미사이언스와 바이오앱은 식물 유래 바이러스유사입자(VLP) 기반의 백신을 개발하고 있다. VLP는 나노미터 크기의 작은 입자다. 바이러스와 동일한 구조를 갖고 있다. 체내 투입 시 바이러스와 같이 면역 반응을 일으키지만 유전물질이 없어 인체에 해로운 감염 증세는 나타나지 않는다. 한미사이언스와 바이오앱의 개발, 한미약품의 생산 공정 시스템이 시너지를 낼 것으로 보인다.

[서울=뉴시스] 담배과 식물 일종인 니코티아나 벤타미아나를 재배하는 바이오앱의 밀폐형 식물공장 내부.(사진=한미사이언스 제공)

GSK와 연구협력을 맺은 메디카고의 백신도 바이오앱과 같은 VLP 기반 백신이다.

제약업계 관계자는 “현재 동시다발적으로 코로나19 백신 개발이 이뤄지고 있지만, 개발이 되더라도 전 세계에 빠르게 공급되지 않으면 무용지물”이라며 “식물 기반의 백신은 기존 공정 프로세스 기간을 크게 줄일 수 있고, 대규모 생산시설 구축에 필요한 투자도 상대적으로 덜하기 때문에 펜데믹 상황에서 효과적인 대안으로 자리잡을 가능성이 크다”고 기대했다.


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