"세계 최초 ‘5가 백신 마이크로니들 시스템’ 개발 착수"
[라이트펀드 감염병 지원사업16] 쿼드메디슨 백승기 대표
입력 2020.11.23 06:00 수정 2020.11.23 06:42
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한국의 강점과 혁신을 활용해 국제보건을 위협하는 소외감염병 대응 기술 개발을 지원하는 국제보건 연구 지원 플랫폼 글로벌헬스기술연구기금 ‘라이트펀드’(RIGHT Fund)가 올해 새롭게 17개 연구에 대한 지원을 시작했다.

라이트펀드는 보건복지부와 빌앤멜린다게이츠재단, 한국 생명과학기업 8개사(SK바이오사이언스, LG화학, GC녹십자, 종근당, 제넥신, 바이오니아, 유바이오로직스, 에스디바이오센서)의 공동 출자로 형성된 기금을 한국의 우수한 보건의료 기술력을 활용할 수 있는 감염병 대응 기술 개발 연구에 투입하는 독특한 성격의 국제보건연구기금이다. 한정된 자원을 활용해 최대한의 효과를 이끌어내려는 민관협력 국제보건연구기금의 성공 전략에 따라 라이트펀드는 저개발국의 감염병 문제 해결에 한국의 강점과 혁신이 활용된 우수한 기술 개발 연구를 발굴해 지원한다.

올해 라이트펀드가 지원을 시작한 17개 감염병 대응 기술 개발 연구 중에는 ‘저개발국 영유아에게 투약이 용이한 패치형 5가(DTwP-HepB-Hib) 백신 개발 연구’가 있다. 쿼드메디슨과 LG화학, 연세대가 공동 연구하는 이 프로젝트에 한국의 어떤 강점 기술이 담겼고, 이 기술이 개발돼 국제보건 문제에 어떤 변화를 가져올지 쿼드메디슨 백승기 대표를 만나 들어봤다.

라이트펀드 지원으로 저개발국 영유아에게 투약이 용이한 패치형 5가 백신을 개발하고 있다. 구체적으로 어떤 연구인가.

-마이크로니들은 피부를 통해 백신, 치료제 등 의약품을 체내 전달하는 약물전달시스템으로, 바늘 길이가 1mm 이하여서 주사 시 통증이 없고, 약물 안정성이 높아 보관 및 유통이 편리하며, 의료진 없이도 투여가 가능해 의료 인프라가 부족한 지역감염병 예방 및 치료에 기여할 수 있다.

쿼드메디슨은 영유아에게 가장 많이 발생하면서 치사율이 높은 디프테리아, 파상풍, 백일해, B형 간염, b형 헤모필루스 인플루엔자를 예방할 수 있는 5가 백신 마이크로니들 시스템을 라이트펀드 지원으로 개발하려 한다. 5종의 백신을 여러 구획으로 나누어진 마이크로니들에 각각 탑재할 수 있는 제형과 공정 기술은 쿼드메디슨이 개발 중이며, LG화학은 5종 항원 생산, 공급 및 효능 평가를 한다. 이 5가 마이크로니들 백신의 효능은 연세대에서 동물실험을 통해 검증할 것이다.

패치형 5가 백신을 개발하는데 있어 난제는 무엇이며, 이를 해결하는데 쿼드메디슨 강점은 무엇인가.

-연구 난제는 각기 다른 특성을 지닌 백신들을 마이크로니들에 정량 탑재하면서 백신을 안정화할 수 있는 제형을 개발하는 것이다. 마이크로니들 분야에서 5년 이상 몸담은 의공학, 생명과학, 백신학, 면역학 등 석박사 출신 연구진들로 포진된 연구개발팀은, 다양한 백신 및 약물을 탑재한 마이크로니들을 다년간 연구해 그 효능을 동물실험을 통해 입증해왔다.

또 쿼드메디슨은 다양한 디자인의 마이크로니들을 제작할 수 있는 공정을 확보하고 있어 짧은 시간에 마이크로니들 디자인을 최적화할 수 있는 강점을 보유하고 있다.

쿼드메디슨은 이번 연구 난제를 해결하기 위해 마이크로니들에 백신을 코팅하는 ‘코팅형 마이크로니들 기술’을 이용하려 한다. 백신을 마이크로니들에 정량 코팅하려면 백신을 포함한 코팅 용액 성질과 마이크로니들을 구성하고 있는 물질 상호작용, 코팅 공정 조건 등을 고려해야 하고, 동시에 코팅 후 건조과정과 건조 후 보관 과정에서 백신의 안정성을 최대화할 수 있도록 코팅 용액 성분들을 구성해야 한다.

쿼드메디슨은 5가지 백신을 효율적으로 탑재하고 피부를 통해 안정적으로 전달하는데 중요한 마이크로니들 디자인 제작공정과, 마이크로니들에 정교하게 약물을 코팅할 수 있는 시스템을 자체 개발했기 때문에, 이 기반 기술들을 활용해 난제를 해결할 것이다.

디프테리아, 파상풍, 백일해, B형 간염, b형 헤모필루스 인플루엔자를 동시에 예방할 수 있는 5가 패치형 백신 개발에 성공했을 때, 국내외 어떤 파급력이 있을 것이라 생각하나.

-현재 전 세계 백신 접종률은 약 85%에 정체돼 있고, 매년 약 2000만명의 어린이들이 백신 접종을 받지 못하고 있다. 특히 중저소득국 백신 접종률 정체는 백신 유통 및 저장을 위한 콜드체인 시스템과 백신을 접종할 수 있는 의료진과 시설 부족 때문이다.

마이크로니들에 탑재된 백신은 고형화로 온도 안정성이 높기 때문에, 콜드체인 없이 백신 유통 및 저장이 가능하다. 또, 기존 백신에 비해 안전하고 쉽게 사용할 수 있어 일반인도 교육을 통해 백신 접종이 가능하다. 마이크로니들을 활용한 백신은 중저소득국 백신 접종률 향상에 큰 기여를 할 수 있으며, 이를 통해 치사율이 높은 감염병 5종을 효과적으로 차단하는데 기여할 수 있다.

또 이번 연구는 세계 최초로 5가 백신을 동시 접종할 수 있는 마이크로니들 시스템을 개발하는 것으로, 다양한 종류 백신을 안정화 시킬 수 있는 제형기술 뿐 아니라 여러 종류 백신을 동시 접종할 수 있는 마이크로니들 플랫폼 기술을 확보할 수 있다는 장점이 있다. 이 같은 플랫폼 기술은 안정적백신 혼합을 위한 제형 및 공정 개발 등에 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.

또 마이크로니들 백신은 운송 및 저장이 용이하고 의료진이 아니더라도 접종이 가능하기 때문에 감염병 확산 시 인류가 빠르게 대처할 수 있는 기술이다. 이외 기존 백신을 마이크로니들화하면 작은 크기로 개발돼 기존 백신에 비해 훨씬 많은 양을 비축할 수 있는 데다 예상하지 못한 급작스러운 감염병 유행상황에서 감염 위험이 높은 지역에 드론을 이용해 백신을 빠르게 공급할 수 있다는 이점이 있다. 즉, 이 기술은 다수 감염병에 빠르게 대처할 수 있는 기반 기술로, 개발에 성공하면 국제 방역에 큰 도움이 될 것으로 기대한다. 

또, 마이크로니들 플랫폼기술을 국내 영유아 필수예방접종 백신을 비롯해 대상포진 백신, 자궁경부암백신 등 프리미엄 백신접종에 적용하면 백신접종 편의성을 높이고, 비용도 절감할 수 있는 장점도 있다. 이와 더불어, 마이크로니들 기술은 백신 뿐 아니라 합성의약품 및 진단기기로도 응용될 수 있어, 새로운 시장 창출 효과를 가져올 수 있을 것으로 본다.

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