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화이자 백신으로 코로나 종식? 당장은 어려운 4가지 이유

  • 송화선 기자 spring@donga.com

화이자 백신으로 코로나 종식? 당장은 어려운 4가지 이유

  • ●효능 및 안전성 검증, 안 끝났다
    ●사상 첫 mRNA 백신, 대량 생산 경험 없다
    ●EU‧미국 입도선매, 물량 확보 어렵다
    ●영하 70도 이하 보관‧유통 필수, 콜드체인 대수술 필요하다
바이오엔테크가 공개한 mRNA 백신 후보물질. 체내에 핵산을 주입해 면역력을 유도하는 방식이다. [바이오엔테크 제공]

바이오엔테크가 공개한 mRNA 백신 후보물질. 체내에 핵산을 주입해 면역력을 유도하는 방식이다. [바이오엔테크 제공]

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)과의 싸움에서 수세에 몰린 인류를 구원할 ‘게임 체인저’가 드디어 나타나는 걸까. 11월 9일 화이자가 바이오엔테크와 공동 개발하고 있는 코로나19 백신 후보물질 임상시험 중간 결과를 발표한 뒤 많은 이가 던지는 질문이다. 전문가들은 아직 축포를 터뜨리기엔 이르다고 말한다. 그 이유를 네 가지 측면에서 살펴봤다.

“화이자 백신 후보물질, 90% 예방효과 확인”

미국 제약사 화이자가 독일 기업 바이오엔테크와 공동으로 개발 중인 코로나19 백신의 예방효과가 90% 이상인 것으로 확인됐다고 발표한 11월 9일(현지 시간) 마스크를 착용한 시민들이 미국 뉴욕 화이자 본사 앞을 지나고 있다. [뉴욕=AP뉴시스]

미국 제약사 화이자가 독일 기업 바이오엔테크와 공동으로 개발 중인 코로나19 백신의 예방효과가 90% 이상인 것으로 확인됐다고 발표한 11월 9일(현지 시간) 마스크를 착용한 시민들이 미국 뉴욕 화이자 본사 앞을 지나고 있다. [뉴욕=AP뉴시스]

먼저 이번 발표 내용부터 짚고 가자. 화이자 홈페이지에 공개된 보고서를 보면 현재 임상시험 3상 단계인 백신 후보물질의 코로나19 감염 예방 효과는 90% 이상이다. 

구체적 내용은 이렇다. 화이자와 바이오엔테크는 임상시험 참여를 자원한 4만3538명을 두 그룹으로 나눴다. 한쪽에는 코로나19 백신 후보물질을 투여하고, 다른 쪽에는 가짜 약(플라시보)을 줬다. 이후 모든 피험자의 코로나19 감염 여부를 추적했다. 지금까지 코로나19에 걸린 사람은 두 그룹 합쳐 94명이다. 이 가운데 백신 후보물질 접종자는 10%가 채 안 된다. 달리 말하면 코로나19 감염자의 90% 이상이 위약 접종군에서 나왔다. 앨버트 불라 화이자 최고경영자는 9일 이 내용을 소개하며 “코로나19 감염률이 사상 최고를 기록한 시점에 백신 개발의 중대한 이정표를 세웠다”고 자평했다. 

미국 식품의약국(FDA)은 코로나19 백신 허가 조건으로 △3만 명 이상이 참여한 임상시험을 할 것 △코로나19 예방효과가 50% 이상임을 입증할 것 등을 요구한다. 화이자-바이오엔테크 백신 후보물질은 (11월 9일 발표한 보고서 내용에 따르면) 이 두 기준을 모두 넘겼다. 

남은 요건은 기간이다. 백신이 시판 허가를 받으려면 후보물질을 임상시험 참여자에게 투여한 뒤 적어도 두 달 간 안전성과 효능을 추적‧관찰해야 한다. 개발사는 그 결과를 바탕으로 FDA에 긴급사용승인(EUA)을 요청할 수 있다. EUA는 감염병 확산 등으로 약품 및 의료기기가 긴급히 필요할 때 보건당국이 평소보다 간소한 절차를 거쳐 사용을 허락하는 제도다. 화이자와 바이오엔테크 후보물질이 EUA를 신청할 수 있는 시점은 11월 셋째 주다. 아직 좀 더 시간이 필요한 셈이다. 화이자는 이를 앞두고 연구 중간 결과를 먼저 발표함으로써 코로나19 극복을 바라는 많은 이의 관심을 한 몸에 받게 됐다.



백신 검증, 안 끝났다

화이자의 코로나19 백신 임상시험 참여자가 올해 5월 백신을 접종하고 있다. [메릴랜드=AP뉴시스]

화이자의 코로나19 백신 임상시험 참여자가 올해 5월 백신을 접종하고 있다. [메릴랜드=AP뉴시스]

화이자는 이날 해당 후보물질 임상시험에서 현재까지 중대한 안전 문제가 발생하지 않은 점도 공개했다. 아스트라제네카, 존슨앤드존슨, 시노백 등 여러 글로벌 제약사는 각각 코로나19 백신 후보물질 3상을 진행하다 피험자 사망 등 중대 이상반응이 발생해 어려움을 겪었다. 이 가운데 아스트라제네카와 존슨앤드존슨은 임상을 재개했지만 일정이 지연된 면이 있다. 이들과 비교하면 화이자-바이오엔테크는 큰 차질 없이 백신 개발 목표에 다가가는 상황이다. 

단, 11월 셋째 주 이후 해당 백신이 FDA 승인을 받는다 해도 중간보고에서 공개한 ‘90% 예방 효과’를 현실에서 구현할 수 있을지는 지켜봐야 한다. 화이자-바이오엔테크 백신 앞에 놓인 두 가지 변수는 항체 지속기간과 바이러스 변이다. 

먼저 코로나19 항체 지속기간을 보자. 최근 세계 곳곳에서는 코로나19 완치 판정을 받았다가 다시 감염되는 환자가 보고되고 있다. 영국 킹스칼리지런던(KCL) 연구팀은 코로나19 감염자 90여 명을 대상으로 조사한 결과 감염 3개월 후까지 항체가 지속된 사례가 17%에 불과하다고 발표했다. 코로나19 백신 접종을 통해 얻게 되는 항체가 체내에서 얼마나 지속될지는 최근 과학계 초미의 관심사다. 

일반적으로 인플루엔자(독감) 백신의 항체 유지 기간은 6개월 안팎이다. 가을에 접종하면 봄까지 면역이 이어진다. 독감은 여름에 거의 유행하지 않아 연 1회 접종으로 예방효과를 볼 수 있다. 전문가들은 코로나19 백신도 접종 후 항체가 최소 6개월은 지속돼야 임상에서 사용할 가치가 있을 것이라고 말한다. 

화이자가 개발 중인 백신이 이 기준을 충족할지 현재로서는 알기 어렵다. 좀 더 시간이 필요하다. 화이자 백신은 3주 간격으로 2회 접종하는 방식이다. 코로나19 예방효과는 두 번째 접종 후 일주일이 됐을 때, 첫 접종부터 계산하면 28일째부터 나타난다. 이후 생성된 항체가 얼마나 지속될지에 대해서는 추가 연구가 필요할 전망이다. 

또 하나 짚어볼 것이 코로나19 변이 문제다. 최근 유럽은 밍크에서 유래한 변종 코로나19 문제로 들끓고 있다. 덴마크 정부는 11월 4일 “여러 밍크농장에서 코로나19에 감염된 밍크가 발견됐다. 이들이 전파한 코로나19에 감염된 사람도 다수다. 그들 가운데 12명에게서 돌연변이 바이러스가 발견됐다”고 발표했다. 코로나19에 감염된 밍크 체내에서 바이러스 변이가 일어나 새로운 형태의 코로나19 병원체가 생성됐고, 이것이 다시 사람에게 전파됐다는 내용이다. 이 변종 코로나19 감염자는 이후 미국, 이탈리아, 네덜란드, 스페인, 스웨덴 등에서도 확인됐다. 감염자 수도 연일 증가세다. 화이자가 개발하는 백신이 이런 변종 코로나19 예방에도 효과를 보일지에 대해서는 검증된 바가 없다.

사상 첫 mRNA 백신, 대량 생산 경험 없다

물론 코로나19 팬데믹 상황에서 완전무결한 백신을 기다리기란 어려울 수 있다. 가능한 수준에서 효능과 안전성을 검증해 화이자-바이오엔테크 후보물질의 백신 출시를 허가한다고 하자. 그 후 처음 극복해야 할 난관은 대량 생산 체제 구축이다. 

현재 코로나19는 전지구적으로 유행하고 있다. 국제 통계사이트 월드오미터에 따르면 11월 11일 10시 기준 세계 코로나19 확진자는 5179만 명에 이른다. 북반구에 겨울이 시작되면서 코로나19 확산 속도는 더욱 빨라졌다. 미국은 연일 하루 최다 확진자 발생 기록을 갈아치우고 있다. 세계 코로나19 환자 수가 4000만 명에서 5000만 명으로 늘기까지 걸린 시간은 21일에 불과하다. 백신 접종으로 코로나19 확산세를 잡으려면 짧은 시간에 많은 사람에게 접종할 만한 수량을 만들어내야 한다. 화이자 백신은 이 부분에 한계가 있다. 지금까지 세계 어느 나라에서도 상용화한 적 없는 mRNA 제조 방식을 사용해서다. 

우리에게 익숙한 독감백신을 떠올려보자. 독감바이러스를 대량 배양한 뒤 화학약품 처리 등의 방식으로 병원성을 사멸시킨 상태에서 인체에 투여한다. 이른바 사(死)백신이다. 홍역백신은 비슷하면서 좀 다르다. 바이러스를 배양한 뒤 병원성을 살려 두되 크게 약화시켜 인체에 주입한다. 이런 백신은 생(生)백신 또는 약독화백신이라고 한다. 사백신과 생백신은 배양한 병원체를 항원으로 사용한다는 면에서 공통점이 있다. 

화이자의 코로나19 백신 제조 방식은 이들과 완전히 다르다. 먼저 실험실에서 코로나19 병원체 ‘사스코로나바이러스-2’의 유전물질 mRNA(전령RNA)를 합성한다. 이것을 나노미터(㎚, 1㎚는 10억 분의 1m) 크기 지질입자로 감싼 뒤 체내에 투여한다. mRNA는 우리 몸에서 사스코로나바이러스-2의 특정 단백질을 생성한다. 인체가 그것을 외부 물질로 인식하고 면역반응을 일으키면 항체가 생성돼 코로나19 예방 효과가 생긴다. 

mRNA를 이용한 백신은 최첨단 생명과학기술의 산물이다. 지금까지 많은 연구자가 도전했지만 제품 개발에 성공한 적은 없다. 화이자 백신이 FDA 승인을 받으면 사상 첫 사례가 된다. 김우주 고려대 의대 감염내과 교수는 “mRNA 백신은 제조 단계에서 바이러스를 배양할 필요가 없어 안전하다. 백신 개발 기간도 상대적으로 짧다. 반면 아직 어느 누구도 상품화에 나선 적이 없어 시판 허가 뒤 대량 생산으로 나아가는 모든 단계가 새로운 도전이 될 수 있다”고 설명했다. 

현재 화이자는 미국, 코로나19 백신 공동개발사 바이오엔테크는 독일에 각각 근거지를 두고 있다. 이들 회사는 백신 연구개발을 진행하면서 동시에 미국과 독일에 mRNA 백신 생산 시설을 확충해온 것으로 알려졌다. 화이자는 FDA 긴급사용승인 절차가 순조롭게 진행되면 연말까지 백신 5000만회 접종 분을 생산할 수 있다고 밝혔다. 한 명이 두 번씩 맞아야 예방효과가 생기는 걸 감안하면 딱 2500만 명에게 놓을 수 있는 양이다. 코로나19 확산세를 꺾을 수 있을 만큼의 물량을 만들어내기까지는 좀 더 오랜 시간이 걸릴 전망이다.

EU‧미국 입도선매, 물량 확보 어렵다

조 바이든 미국 대통령 당선인(왼쪽)과 카멀라 해리스 부통령 당선인이 11월 9일(현지시간) 델라웨어주 윌밍턴의 한 극장에서 코로나19 자문위원들과 화상회의를 가졌다. 바이든 당선인은 “코로나19와의 전투가 끝나려면 아직 몇 달 남아 있다”고 말했다. [윌밍턴=AP뉴시스]

조 바이든 미국 대통령 당선인(왼쪽)과 카멀라 해리스 부통령 당선인이 11월 9일(현지시간) 델라웨어주 윌밍턴의 한 극장에서 코로나19 자문위원들과 화상회의를 가졌다. 바이든 당선인은 “코로나19와의 전투가 끝나려면 아직 몇 달 남아 있다”고 말했다. [윌밍턴=AP뉴시스]

코로나19 백신이 사백신 또는 생백신 방식으로 개발되면 대량 생산이 어렵지 않을 수 있다. 세계 각국 제약사가 관련 제조시설을 충분히 갖고 있어서다. 각국 정부 또는 개별 기업이 백신 개발사에 특허비용을 지불하고 자체적으로 백신을 만들어 수요자에게 공급하는 걸 추진해볼 만하다. 

화이자 백신은 현재로서 이런 방식을 기대하기 어렵다. 한국을 포함한 상당수 국가에 관련 설비 자체가 없다. 류충민 한국생명공학연구원 감염병연구센터장은 최근 코로나19 백신 개발·확보·배분 전략을 주제로 열린 온라인 포럼에서 “국내에 mRNA 백신 생산 플랫폼이 없는 건 문제”라며 “향후 국가 연구개발(R&D) 계획을 통해 빈틈을 메워야 한다”고 밝혔다. 당장 해결하기는 힘든 일이다. 

그렇다면 화이자로부터 우리 국민이 접종할 만한 분량의 백신을 구매할 수는 있을까. 이 또한 쉽지 않아 보인다. 유럽연합(1억 명 분), 미국(5000만 명 분) 등 코로나19 직격탄을 맞은 세계 각국 정부가 백신 개발 전부터 막대한 양의 선(先)구매 계약을 맺은 상태다. 한국 정부도 9월 “코로나19 백신 선구매를 통해 국민 60%가 접종할 만한 물량을 확보하겠다”고 했다. 하지만 아직 화이자와 계약을 하는 단계에는 이르지 않은 것으로 알려졌다. 

정부는 코로나19 백신을 확보할 또 다른 방법으로 국내 업체의 연구 개발도 지원하고 있다. 단 속도가 빠르지 않다. 8월 21일 ‘범정부지원위원회’가 ‘백신 임상시험 지원 대상’으로 선정한 국내 기업은 제넥신, SK바이오사이언스, 진원생명과학 등 3개다. 이 가운데 제넥신만 현재 코로나19 백신 후보물질 임상시험을 진행하고 있다. 그조차도 1상 단계라 백신 개발까지는 적잖은 시간이 걸릴 전망이다. SK바이오사이언스와 진원생명과학은 연내 1상 돌입을 목표로 삼고 있다.

영하 70도 이하 보관‧유통 필수, 콜드체인 대수술 필요하다

정리하자. 화이자와 바이오엔텍이 개발하는 코로나19 백신 후보물질의 안전성과 효능에 대해서는 아직 좀 더 검증이 필요하다. 두 회사가 임상시험을 문제없이 마치고 FDA 긴급사용승인을 받는다 해도 백신을 대량 생산하기까지는 넘어야 할 산이 많다. 

이제 검토할 것은 그 다음에 만날 또 하나의 어려움에 대한 것이다. 화이자 코로나19 백신의 핵심 성분은 mRNA다. 이 유전물질은 매우 불안정하며 효소 등에 의해 쉽게 파괴된다. 변질을 막으려면 영하 70도 이하 환경에서 보관해야 한다. 제품 생산부터 접종까지 모든 과정에 특수장비가 필요하다. 엄격한 관리감독도 요구된다. 한국이 이만한 역량을 갖고 있느냐에 대해 의문이 제기된다. 

한국에서는 올 겨울 독감백신 유통과정에서 제품 상온 노출 사실이 확인돼 큰 소란을 겪었다. 독감백신 보관 기준은 섭씨 2~8도다. 이 범위 밖 환경에 노출된 백신을 접종하면 체내에 항체가 형성되지 않거나, 심할 경우 피접종자 건강에 해가 생길 수 있다. 그럼에도 당시 방역당국은 백신 유통과정에서 발생한 문제를 선제적으로 적발하지 못했다. 백신을 일정시간 상온에 방치한 업체 또한 스스로 질병관리청에 잘못을 신고하지 않았다. 관리감독의 사각지대에서 아무도 모른 채 넘어갈 수 있던 일이 제보를 통해 뒤늦게 드러나면서 우리나라 백신 관리 실태를 비판하는 목소리가 커졌다. 이런 환경에서 화이자 백신이 국내에 들어온다 해도 문제없이 보관 및 유통할 수 있을지에 대한 우려가 큰 상황이다. 

한국보다 앞서 화이자 백신 접종을 추진하고 있는 미국과 영국은 벌써부터 수송 절차 점검과 초저온보관시설 테스트 등에 나선 상태다. 미국 월스트리스저널에 따르면 화이자도 자체적으로 준비를 시작했다. 미국 미시건주 칼라마주 지역에 축구장 크기 공장을 짓고, 영하 70도 환경을 유지할 수 있는 백신 저장용 냉동고 350개를 설치했다. 화이자가 생산한 백신은 세계 각국으로 이송하기까지 모두 이곳에 보관할 계획이다. 화이자는 또 백신 1000~5000도스(1회 접종 분)를 영하 70도 환경에서 최장 10일간 보관할 수 있는 여행 가방 크기의 특수 용기도 제작했다. 이 컨테이너에는 온도 변화 감지 센서와 위성위치확인시스템(GPS) 등을 설치해 백신 온도와 이동 경로를 확인할 수 있게 했다. 화이자는 트럭과 항공기 등 첨단 물류시스템을 활용하면 백신을 미국 내에는 최대 이틀, 다른 나라의 경우도 사흘 안에 배송할 수 있을 것으로 내다봤다. 

그렇다면 관건은 국내 환경 정비다. 권준욱 중앙방역대책본부 2부본부장은 11월 10일 정례 브리핑에서 “(화이자가 개발하고 있는 코로나19 백신은) 저온 (보관)이 아니면 사실상 백신 효력이 없어지는 만큼 상당히 복잡한 준비과정, 또 정교한 시뮬레이션과 여러 차례의 반복적인 교육훈련까지도 필요하지 않을까 생각한다”고 밝혔다. 또 “우리나라가 백신을 확보하고, (이와 동시에) 다른 국가에서 나타나는 부작용을 보고, 또 국내 전문가들과 함께 접종전략을 수정·보완하면서 콜드체인(저온유통)도 챙기는 등 여러 시스템을 완비하려면 내년 2분기 이후 시점에나 백신 접종이 가능할 것”이라고 전망했다.



신동아 2020년 12월호

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