생백신 보유한 병원성 약화시켜
사백신 돌연변이·질병유발 낮아
2세대 '분획화 백신'이 대표적
3세대 무독성 바이러스 운반체로
백신 종류와 제조
코로나19 시대에 코로나19 백신, 인플루엔자(독감) 백신 등이 국민 일상의 이슈가 되면서, 백신 생산과 개발, 제조 과정에 대한 관심도 커지고 있다.
9일 제약바이오 업계에 따르면, 전통적인 백신 제조 방법으로는 약독화 생백신과 사백신이 있다.
생백신은 질병을 일으키는 바이러스와 세균을 약화 시켜 백신을 제조하는 방식이다. 질병을 유발하는 원인 바이러스를 반복적으로 배양하는 방식으로 바이러스가 보유한 병원성을 약화시키는 원리다.
IBK투자증권의 '백신산업 들여다보기' 보고서를 보면, 약독화 생백신은 바이러스·세균이 살아 있기 때문에 체내 면역 반응을 일으키는데 효과적이다. 하지만 개별 환자의 면역력에 따라 약독화 백신도 독성 위험이 있다.
대표적인 생백신으로는 대상포진·수두·홍역·유행성이하선염·풍진·황열·결핵 백신이 있다.
사백신은 바이러스의 병원성 인자를 화학약품 또는 X-ray조사를 통해 병원성을 사멸, 비활성화 시킨 백신이다. 비활성화된 바이러스도 여전히 체내에서 면역반응을 유발한다.
병원성이 사멸되었기 때문에 돌연변이 발생 위험이나 질병 유발 위험이 낮아 안전하다는 게 사백신의 장점이다. 하지만 항원자극이 일시적이거나 약해 여러 번 접종해야 하는 단점도 있다. 폐렴구균·A형간염·B형간염·백일해·파상풍 백신 등이 대표적인 사백신이다.
전통적인 백신에서 더 나아간 것은 분획화 백신으로, 2세대 백신으로 평가된다. 백신 개발은 면역반응을 보다 효과적으로 유도하면서 부작용을 낮추기 위한 방향으로 발전하면서, 1세대 생백신·사백신 이후 2세대 분획화 백신(Fractional vaccine)이 나오게 됐다.
분획화 백신은 병원체의 조각(fraction)을 이용한다. 이 때 분획 요소에 따라 단백질·다당류·아단위·독소 백신 등으로 구분된다.
2세대 백신으로는 항원 추출 백신(아단위백신, Subunit Vaccines), 톡소이드(Toxoid Vaccines), 결합백신 등이 있다. 이 중 항원 추출 백신은 병원체가 보유한 단백질 중 면역 반응과 직접적으로 관련이 있는 항원 단백질만 분리·제조해 접종 후 부작용이 적다는 장점이 있다. 일반 생백신·사백신과 비교해 제조 비용이 높다.
단백·다당 결합백신(Conjugate vaccines)은 병원체의 단백질 조각으로 제조하는 것이다. 다당류 백신(Polysaccharide vaccine)은 면역 유도 효과가 약하기 때문에 보통 단백질에 다당류 백신을 혼합해 면역 효과를 높여서 사용한다.
톡소이드 백신은 병원체가 분비하는 독소에 타깃한 백신으로, 병원체가 유발하는 독소에 열 또는 화학 처리를 통해 질병 요인을 비활성화 시키면서 면역 반응을 유도하는 방식이다. 디프테리아, 파상풍 백신에 많이 적용되고 있다.
2단계에서 더 나아간 제조방법은 유전공학을 활용하는 것이다. 최근에는 3세대 백신으로 불리는 유전공학 기반 백신 개발이 주를 이루고 있다는 게 IBK투자증권의 분석이다.
문경준 IBK투자증권 애널리스트는 "3세대 백신 개발은 DNA, RNA 등 세포의 기본 정보를 담고 있는 유전물질을 통해 보다 안전하고 효과적인 면역 효과를 유발하기 위한 노력의 일환"이라고 설명했다.
유전자 재조합 백신(Recombinant vaccine), DNA·RNA 백신, 재조합 바이러스 벡터 백신 등이 여기에 속한다.
DNA백신은 병원체 바이러스의 DNA 일부를 인체에 주입해 면역 반응을 유도하는 방식이다. 또한 재조합 백신은 유전자 재조합 기술을 이용해, 제조 하고 싶은 단백질 유전자를 벡터에 삽입해 원하는 항원 단백질을 생산한다. 바이러스 벡터 백신(Viral vector vaccine)은 면역을 유발하는 바이러스를 체내 전달하기 위해 독성이 없는 바이러스 운반체를 이용한다. 안전한 벡터에 유용한 유전자를 심어 투약하는 방식으로 체내 항체 형성을 유도한다.
김수연기자 newsnews@dt.co.kr
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