COVID-19 백신의 종류

COVID-19 백신의 종류

현재 COVID-19 백신 개발 경로는 5가지입니다. 임상시험에 진입한 아데노바이러스 벡터 백신과 불활화 백신 외에도 다른 세 가지 기술 경로의 백신도 임상시험에 진입하고 있습니다. 이 5가지 백신의 특징은 무엇일까요?

1. 불활성화 백신
불활성화 백신은 가장 전통적이고 고전적인 기술 방식입니다. 신종 코로나바이러스를 체외에서 배양한 후 불활성화하여 독성을 없애는 방식입니다. 하지만 이러한 바이러스의 “사체”는 여전히 신체가 항체를 생성하도록 자극하고 면역 세포가 바이러스의 출현을 기억하도록 할 수 있습니다. 현재 중국에서는 세 가지 불활성화 COVID-19 백신이 임상 연구에 진입했습니다. 그중 우한생물제품연구소에서 개발한 불활성화 COVID-19 백신은 임상 2상에 진입했습니다.

COVID-19 백신 유형

불활성화 백신의 장점은 제조 방법이 간단하고 빠르며 안전성이 비교적 높다는 것입니다. 급성 질환 전파를 예방하는 일반적인 수단입니다. 불활성화 백신은 매우 널리 사용됩니다. 중국에서 흔히 사용되는 B형 간염 백신, 불활성화 폴리오 백신, 불활성화 일본뇌염 백신, 그리고 DPT 백신은 모두 불활성화 백신입니다.

그러나 불활성화 백신은 고용량, 짧은 면역 기간, 단일 면역 경로 등의 단점을 가지고 있습니다. 가장 심각한 단점은 항체 의존성 증강 효과(ADE)를 유발하고 바이러스 감염을 악화시킨다는 것입니다. 심각한 부작용으로 인해 백신 개발이 실패할 수 있습니다.

2. 아데노바이러스 벡터 백신
아데노바이러스 벡터 백신은 변형되고 무해한 아데노바이러스를 운반체로 사용하여, 신종 코로나바이러스의 S 단백질 유전자를 탑재하여 신체의 항체 생성을 자극하는 아데노바이러스 벡터 백신을 만듭니다. S 단백질은 신종 코로나바이러스가 인간 세포에 침투하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 무해한 아데노바이러스는 S 단백질이라는 “모자”를 쓰고 “맹렬한” 척하며 신체가 면역 기억을 생성하도록 합니다. 천 웨이(Chen Wei) 원사 연구팀이 2상 임상 시험을 진행 중인 새로운 크라운 백신은 비교적 성숙한 백신 기술 경로인 아데노바이러스 벡터 백신입니다.

아데노바이러스 벡터 백신의 장점은 안전성, 높은 효능, 그리고 부작용 감소입니다. 이 백신은 성공적인 선례를 가지고 있습니다. 이전에는 천 웨이(陈威) 원사와 톈진 캔시노 바이오테크놀로지(天津灣科生物科技) 유한회사가 독자적으로 개발한 재조합 에볼라 바이러스 감염증 백신도 아데노바이러스를 벡터로 사용했습니다.

이 백신에도 단점이 있습니다. 재조합 바이러스 벡터 백신 개발은 “기존 면역”을 극복하는 방법을 고려해야 합니다. 임상시험에 돌입한 재조합 신종 코로나바이러스 백신을 예로 들어보겠습니다. 이 백신은 5형 아데노바이러스를 매개체로 사용하지만, 대부분의 사람들은 성장 과정에서 5형 아데노바이러스에 감염되었습니다. 체내에 아데노바이러스 벡터를 중화할 수 있는 항체가 존재할 수 있으므로, 벡터를 공격하여 백신의 효과를 감소시킬 수 있습니다. 즉, 백신의 안전성은 높지만 효능은 부족할 수 있습니다.

3. 핵산 백신
핵산 백신에는 mRNA 백신과 DNA 백신이 있으며, S 단백질, mRNA 또는 DNA를 암호화하는 유전자를 인체에 직접 주입하고, 인체 세포를 이용하여 S 단백질을 합성하여 항체 생성을 자극합니다. 쉽게 말해, 이는 인체 면역 체계에 상세한 바이러스 파일을 넘겨주는 것과 같습니다. 미국 모데나(Modena)가 임상 2상을 승인한 mRNA COVID-19 백신은 핵산 백신입니다.

핵산 백신의 장점은 개발 과정에서 단백질이나 바이러스를 합성할 필요가 없고, 공정이 간단하며, 안전성이 비교적 높다는 것입니다. 핵산 백신은 전 세계적으로 활발하게 연구되고 있는 백신 연구 개발의 새로운 기술이지만, 현재 시중에는 핵산 백신이 없습니다. 중국의 일부 고위급 교정기관에서 이 방법을 연구하고 있습니다.

이 백신의 기술은 너무 새롭고 성공적인 선례도 없어 개발 과정에 어떤 함정이 있을지 모르겠습니다! 산업적인 관점에서 볼 때, 생산 과정 자체는 복잡하지 않지만 세계 대부분 국가는 이 분야의 기반이 상대적으로 취약하고 안정적이고 통제 가능한 대량 생산 공급망이 아직 형성되지 않았습니다. 따라서 이 백신의 단점은 다음과 같습니다. 성공적인 선례가 없고, 대부분 국가에서 대량 생산이 불가능하며, 높은 가격으로 인해 저소득 국가로의 확산이 어려울 수 있습니다.

4. 재조합 단백질 백신
재조합 단백질 백신은 유전공학 재조합 서브유닛 백신으로도 알려져 있습니다. 이 백신은 유전공학적 방법을 사용하여 신종 코로나바이러스의 항원일 가능성이 가장 높은 S 단백질을 대량 생산하고, 이를 인체에 주입하여 항체 생성을 자극합니다. 이는 완전한 바이러스를 생산하는 것이 아니라, 여러 신종 코로나바이러스의 핵심 성분을 분리 생산하여 인체 면역 체계에 전달하는 것과 같습니다. 중국은 고품질, 고순도 백신 단백질의 대량 생산 기술을 보유하고 있으며, 이는 백신을 대량으로 신속하게 생산할 수 있는 기술적 경로입니다.

재조합 서브유닛 백신의 장점은 안전성, 높은 효율, 그리고 대량 생산입니다. 이 경로는 성공적인 선례가 있으며, 더 성공적인 유전자 조작 서브유닛 백신은 B형 간염 표면 항원 백신입니다.

재조합 서브유닛 백신의 단점은 적절한 발현 시스템을 찾기 어렵다는 것입니다. 항원성은 선택된 발현 시스템의 영향을 받으므로, 백신을 제조할 때 발현 시스템을 신중하게 선택해야 합니다.

5. 약독화 인플루엔자 바이러스 벡터 백신
약독화 인플루엔자 바이러스 벡터 백신은 운반체로 시판 승인을 받은 약독화 인플루엔자 바이러스 백신을 사용하며, 신종 코로나바이러스의 S 단백질을 함유하고 인체가 두 바이러스에 대한 항체를 생성하도록 공동 자극합니다. 간단히 말해, 이 백신은 저독성 인플루엔자 바이러스에 신종 크라운 바이러스 S 단백질 “캡”을 장착하여 형성된 융합 바이러스로, 인플루엔자와 신종 크라운을 동시에 예방할 수 있는 일석이조의 효과를 제공합니다. 신종 코로나 폐렴 유행이 인플루엔자와 겹칠 경우 임상적 의의가 매우 큽니다. 약독화 인플루엔자 바이러스는 비강 감염이 쉽기 때문에 비강 점적 접종만으로 예방 접종이 가능합니다.

약독화 인플루엔자 바이러스 벡터 백신의 장점은 다음과 같습니다. 하나의 백신으로 두 가지 질병을 예방할 수 있고, 예방 접종 횟수가 적으며, 예방 접종 방법이 간단합니다.

약독화 생백신은 매우 중요한 백신입니다. 우리가 흔히 사용하는 약독화 생백신으로는 일본뇌염 약독화 생백신, A형 간염 약독화 생백신, 홍역 약독화 생백신이 있습니다. 하지만 약독화 생백신의 단점은 개발 과정이 길다는 것입니다.

이 기술 경로는 장기간의 바이러스 배양과 계대배양 약독화 및 선별 과정이 필요하기 때문에 신종 코로나바이러스를 직접 백신으로 약독화하지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 약독화된 인플루엔자 바이러스 백신을 운반체로 사용합니다. 생물공학적 방법을 통해 신종 코로나바이러스의 질병을 유발하는 S 단백질을 약독화된 인플루엔자 바이러스 백신에 전달하여 바이러스의 배양, 계대배양, 약독화 및 선별 시간을 대량으로 절약할 수 있습니다.

백신 개발의 어려움은 무엇인가?

새로운 폐렴 백신의 연구 개발은 많은 어려움과 장애물에 직면해 있습니다.

어려움 1: 새로운 바이러스 인식
새로운 바이러스를 퇴치하려면 과학자들은 먼저 바이러스를 인식하고 이해해야 합니다. 신종 코로나바이러스는 지난 18년 동안 종간 전파를 통해 대규모 인간 감염을 일으킨 세 번째 코로나바이러스입니다. 이전 두 코로나바이러스는 사스와 메르스입니다.

유사 바이러스에 대한 연구 경험은 신종 바이러스를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 안타깝게도 특정 유형의 코로나바이러스에 대한 백신이나 치료제는 아직 개발되지 않았으며, 사스나 메르스 역시 특정 치료제나 백신이 성공적으로 시판되지 않았습니다. 다른 바이러스와 비교했을 때, 신종 코로나바이러스의 생물학적 특성, 감염 과정, 병원성, 그리고 인체의 면역 반응에 대해서는 아직 알려진 바가 거의 없습니다. 신종 코로나바이러스를 심층적으로 이해하려면 상당한 시간이 필요할 것입니다.

그러나 사스와 메르스는 코로나바이러스에 대한 우리의 이해를 크게 높였습니다. 발병 이후 중국 과학자들은 신종 코로나바이러스 유전자 염기서열 분석과 균주 분리를 신속하게 완료하여 백신 연구 개발의 탄탄한 토대를 마련했습니다.

난이도 2: 바이러스가 변형될 것입니다
새로운 코로나바이러스는 고도로 당화된 RNA 바이러스이므로 변형이 쉽고 백신이 실패할 수 있습니다.

당화는 광범위하고 복잡하며 변화 가능한 단백질 번역 후 변형으로, 세포와 신체에서 중요한 역할을 합니다. 일부 학자들은 일반적인 외피 바이러스의 당화 부위를 비교했습니다. C형 간염 바이러스는 4~11개의 당화 부위를 가지고 있고, 인플루엔자 바이러스는 5~11개의 당화 부위를 가지고 있으며, 에보풀 바이러스는 8~15개의 당화 부위를 가지고 있고, HIV는 20~30개의 당화 부위를 가지고 있습니다.

이러한 당화 부위는 바이러스가 다양한 돌연변이를 일으키기 쉽게 만듭니다. 바이러스가 당화되면 “변장”하는 것과 같습니다. 인체에 백신을 접종한 후 생성되는 항체는 체내 바이러스를 정확하게 식별하지 못할 수 있으며, 이를 예방할 수 없습니다. HIV의 당화 부위는 인플루엔자 바이러스의 3~6배에 달하는데, 이는 에이즈 백신 개발이 지연되는 주요 원인 중 하나입니다.

최신 연구에 따르면 신종 코로나바이러스는 최소 66개의 당화 부위를 가진 거대한 구조를 가진 고도로 당화된 구형 입자입니다! 신종 코로나바이러스의 당화 부위는 HIV의 최소 두 배에 달하는데, 이는 백신 개발이 매우 어렵다는 것을 의미합니다.

어려움 3: 백신이 인간에게 해로울 수 있다
새로운 크라운 백신은 인간이 바이러스에 대처하기 위한 무기이지만, ADE 효과는 이 무기가 오히려 인간에게 가하는 피해를 심화시킬 수 있습니다. ADE는 신체가 병원체에 감염될 때, 원래의 중화 항체가 바이러스의 인간 세포 침입을 막을 수 없을 뿐만 아니라, 일부 바이러스는 특정 항체의 도움을 받아 증식하거나 상당히 감염시켜 더 심각한 병리학적 손상을 유발할 수 있음을 의미합니다. ADE 효과는 수십 년간의 뎅기열 백신 연구 개발에 있어 주요 장애물 중 하나가 되었습니다.

과학자들은 SARS 백신 개발을 위한 영장류 실험에서 ADE의 효과를 발견했습니다. 원숭이에게 SARS 바이러스 스파이크 단백질을 발현하는 “재조합 백신-SARS 백신”을 접종한 다음 SARS 바이러스에 감염시키면 급성 폐 손상이 대신 증가하는 것으로 나타났습니다. . 신종 코로나바이러스와 SARS 바이러스는 스파이크 단백질 구조와 감염 메커니즘이 유사하기 때문에, 신종 코로나바이러스 백신 역시 ADE 위험이 있으므로 백신 설계 시 신중히 고려하고 연구해야 합니다.

하지만 최근 이와 관련하여 희소식이 있습니다. 5월 6일, 중국 과학자들이 주도적으로 신종 코로나바이러스 백신의 동물 실험 결과를 세계 최고 학술지 “Science”에 “Rapid Development of SARS-CoV-2 Virus Inactivated Vaccine”이라는 제목으로 게재했습니다. 연구진은 동물 실험에 사용할 정제된 불활성화된 신종 코로나바이러스 백신 후보 물질을 개발했습니다. 그중 고용량 투여군에 속한 네 마리의 붉은털원숭이는 인후, 항문, 폐에서 바이러스가 검출되지 않았으며, 감염 후 7일째에도 ADE(무증상 감염)가 관찰되지 않았습니다.

위의 세 가지 어려움 외에도, 새로운 코로나19 백신 개발에는 예상치 못한 어려움이 많을 수 있으며, 이러한 어려움들을 하나하나 극복해야 할 것입니다. 백신 개발의 성공을 보장할 수 없기 때문입니다. HIV는 RNA 바이러스입니다. 백신은 1980년대부터 개발되었지만 지금까지 성공적이지 못했습니다.

하지만 중국 신형 코로나 백신 개발은 현재 순조롭게 진행되고 있어 연구 개발 결과에 대한 사람들의 신뢰가 여전히 높습니다. 중국공정원 원사 왕쥔즈는 다음과 같이 분명히 밝혔습니다. “현재까지 중국 5대 백신 기술 방향은 전반적으로 순조롭게 진행되고 있습니다.” 중국 신형 코로나 백신 연구 개발