6. 대표적인 바이오 의약품 - 백신 (COVID-19의 종류)

한때 나라를 떠들썩하게 했던 COVID 바이러스. 이를 해결하기 위해 여러 다른 기술을 사용하여 다양한 종류의 COVID 19 Vaccine이 만들었다. 각 백신은 모두 SARS-CoV-2, COVID-19를 유발하는 바이러스에 대응하는 면역 반응을 유도하는데 초점을 맞추고 있다. 대표적인 유형은 아래와 같다. 

 

 

 

1. mRNA 백신

1) 이 백신은 mRNA 를 사용하여  바이러스의 스파이크 단백질을 코딩하는 유전정보를 포함하고 있다. 주입된 mRNA는 인간 세포에 의해 스파이크 단백질로 번역되어 면역체계가 ㅇ를 외부 침입자로 인식하고 항체를 생성하도록 자극한다. 

2) 대표제품 : 화이자- 바이오엔테크  (Pfizer-BioNTech), 모더나 (Moderna) 

 

 

> Note : mRNA 의 백신 개발속도가 빠른 이유는 기술적 특성 때문이다.

1) 유연성 : mRNA 백신은 바이러스의 유전정보만 있으면 빠르게 설계할 수 있다. coronavirus와 같은 경우 바이러스 전체 유전자 서열이 공개되고 나서 몇 주 내에 mRNA 백신의 설계가 시작될 수 있었다. 

2) 생산과정 :  생물하적으로 복잡한 바이러스를 배양할 필요가 없이 합성적 방법으로 mRNA 를 생산할 수 있고 이과정은 상대적으로 빠르고 규모 확장이 용이하다. 

3) 플랫폼 기술 :  mRNA 기술은 일종의 플랫폼 기술로 다양한 질병에 적용 가능하다. 이는 새로운 병원체가 등장했을 때 기존의 플랫폼을 활용하여 신속하게 백신 후보를 개발할 수 있게 한다. 

 

 

2. 바이러스 벡터 백신

1)이 백신은 다른 바이러스 (e.g. 아데노 바이러스)를 벡터로 사용하여 SARS-CoV-2 의 스파이크 단백질 유전자를 운반한다. 벡터 바이러스는 사람에게 질병을 일으키지 않도록 조작되었으며 스파이크 단백질을 생산하게 함으로써 면역반응을 유도한다. 이 백신은 냉장보관이 가능하고 저소득 국가에서 보급하기에 적합하다. 

2) 대표제품: 옥스퍼드 -아스트라제네카 (Oxford - AstraZeneca), 존슨앤 존슨 (Johnson & Johnson), 스푸티니크 V (Sputinik V)

 

 

3. 단백질 서브유닛 백신 

1) 이 백신은 바이러스의 스파이크 단백질을 서브유닛으로 가지고 있다. 해당 서브 유닛이 면역체계에 의해 외부 침입자로 인식되어 항체 및 T 세포 반응을 유도한다. 가장 고전적인 백신 제조 방식이고 기존 백신과 유사한 방식으로 면역체계를 자극한다. 

2) 대표제품: 노바백스

 

 

*Note: 외부 물질 인식

면역 체계가 어떤 단백질을 외부 물질로 인지하게 되는 이유는 단백질의 구조와 그것이 인체 내에서 어떻게 제시되는지에 따라 달려있다. 백신에서 사용되는 단백질은 일반적으로 인체에는 존재하지 않는 구조를 가지고 있으며, 면역체계는 이를 외부 침입자로 간주한다. 

 

벡터 바이러스는 일반적으로 병원성이 제거되거나 인간에게는 병원성이 없는 바이러스를 사용한다. 이 벡터 바이러스 자체도 외부단백질로 인식되어 면역반응을 유도할 수 있지만, 주로 이 벡터가 전달하는 병원체 특이적 항원에 대한 반응을 촉진하는 역할을 한다.

 

 면역 체계는 특정한 학습 과정을 통해 자기 자신의 세포와 분자를 인식하고 이를 공격하지 않는 방식으로 조절한다. 이 과정을 '자기 허용성(self-tolerance)'이라고 한다. 여기에는 몇 가지 주요 요소가 포함된다. 

 

- 중심 허용성(Central Tolerance)

위치: 가슴샘(Thymus)와 골수(Bone Marrow)

역할: 면역 세포, 특히 T세포와 B세포가 성숙하는 동안, 자신의 몸에 대한 반응을 보이는 세포를 제거하거나 비활성화한다. 이는 주로 면역 체계가 자기 자신의 단백질을 인식하고 이에 반응하지 않도록 학습시키는 과정에서 일어난다

 

- 말초 허용성(Peripheral Tolerance)

위치: 몸 전체의 말초 조직

역할: 가슴 으를를 떠난 후에도 면역 세포는 자가 항원에 반응할 수 있다. 말초 허용성은 면역 체계가 이러한 자가 항원에 대해 과민 반응을 보이지 않도록 추가적인 조절 메커니즘을 제공한다. 이에는 면역 억제 세포와 분자, 그리고 다양한 억제 신호 경로가 포함된다.

 

- 면역 무응답(Immune Ignorance)

역할: 일부 자가 항원은 면역 체계에 의해 감지되지 않는 위치에 있거나 매우 낮은 수준으로 발현된다. 면역 체계는 이러한 항원을 "무시"할 수 있으며, 이는 자가항원이 면역 반응을 일으키지 않는 또 다른 이유이다.

 

자기 허용성이 실패할 경우, 자가면역 질환(예: 류마티스 관절염, 제1형 당뇨병 등)이 발생할 수 있다. 이러한 상황에서는 면역 체계가 자기 조직을 공격하게 되어 염증과 조직 손상을 유발한다.

 

 

 

4. 사백신

1) 죽은 코로나바이러스를 사용하여 제조된다. 이 비활성화된 바이러스는 인체에 주입되어 면역반응을 유도하지만 질병을 유도하지는 않는다. 

2) 대표제품 : 중국의 sinopharm 백신 , sinovac의 corona vac백신

 

위 모든 백신은 전세계적으로 상황에 맞게 사용되고 있다. 백신의 선택은 지역에 따라 가용성, 효과성, 안전성프로필 그리고 공중 보건 당국의 권고에 따라 달라질 수 있다.