코로나19 팬데믹을 거치며 mRNA 기술은 재평가가 됐다. 특히 모더나의 mRNA 백신은 전 세계적으로 인정받으며 현재까지도 새로운 코로나19 변이에 대응하기 위해 사용되고 있다.

회사 설립 때부터  mRNA에 집중해왔던 모더나는 코로나19  발생 이후  가장 빨리 mRNA 백신 개발에 성공, 제품을 선보였다.  현재는 mRNA 분야를 선도하며 코로나19와 같은 감염병을 넘어 암, 호흡기 질환에 대한 연구도 진행하고 있다.

모더나는 mRNA와 면역학의 상관관계에 대한 광범위한 연구를 진행하고 있다. 2022년 10월에는 미국 하버드 대학교 의과대학 교수인 갈리트 알터(Galit Alter)를 면역학 연구(Immunology Research) 부문 부사장으로 임명했다. 알터 부사장을 중심으로  병원균 또는 백신에 대한 반응으로 생성되는 항체의 다양성, 질병과 싸우기 위해 면역체계를 활용하는 능력을 분석·연구하고 있다.

모더나는 이를 통해 합리적인 백신 설계를 발전시키고 선천적 면역활동을 지시하는 항체의 역할을 보다 넓히겠다는 계획이다.

약업닷컴은 최근 JW매리어트 동대문 스퀘어에서 알터 부사장을 직접 만나 모더나의 코로나19 백신 개발로 입증된 mRNA 플랫폼의 잠재력,  mRNA 백신의 효과와 안전성을 면역학적 측면에서 알아봤다.

알터 부사장은 주요 관심사를 ‘시스템 면역학(System Immunology)’이라고 소개했다. 시스템 면역학은 백신의 면역 반응 유도와 우리 몸에 있는 다양한 세포 유형을 이해하는 것에서부터 출발하는 면역학적 접근법이다. 세포 유형에 대한 이해를 바탕으로 수학적 모델링 또는 AI와 같은 도구를 이용해 사람 몸이 감염에 대응할 때의 상태를 파악, 백신 효능 향상에 활용한다.

Q. 모더나에서의 역할은? 학계와 기업에서의 연구는 어떤 차이가 있는지?
현재는 백신 개발 역사에 있어 중요한 과도기라고 생각한다. 면역학 분야 연구들은 혁신을 선도하고 있으며, 첨단 기술을 활용해 개발된 백신의 메커니즘과 효과는 면역 기능에 대한 놀라운 효과를 제공하고 있다. 향후 100년에 걸쳐 의학계 미래에 커다란 변혁을 가져올 수 있는 새로운 치료 접근 방식에 대해 배울 수 있는 기회라 생각해 모더나에 합류하게 됐다.

모더나에서 주어진 주요 업무는 △면역학 연구를 진행하고 있는 여러 연구팀을 하나로 통합, mRNA 백신이 어떻게 우리 면역 체계를 프로그래밍(Programing) 하는지에 대한 이해 △백신이 유도하는 면역 반응을 이해하고 어떤 도구를 개발해 전략적으로 적용할 수 있는지에 대한 고민 △mRNA 백신 및 치료제에 대한 새로운 접근 방식 개발 등 3가지다. 백신 개발에 사용할 수 있는 도구는 다양하지만, 필수적인 도구를 구별하고 전략적인 사용 방법을 모색하는 것은 매우 중요하다.

학계와 기업에서의 연구는 분명한 차이가 있다. 학계에서의 연구는 우리가 상상할 수 있는 모든 것을 시도할 수 있다. 모더나는 mRNA 플랫폼에 집중된 연구 전략을 구사해 나아간다. 기업 연구는 기업에서 정한 목표를 위해 다양한 연구 수단 및 기술을 총동원할 수 있는 특징이 있다.

Q. 모더나의 mRNA 플랫폼의 강점은 무엇이라 생각하는지?
일반인들은 코로나19 팬데믹을 통해 모더나를 잘 알게 됐지만 , 과학계와 연구자들은 이미 10년 전부터 모더나의 행보에 관심을 가지고 있었다.

모더나의 mRNA 플랫폼 특장점은 우선 속도와 유연성에 있다. 플랫폼에 디지털 정보 등의 빠른 적용이 가능하다. 이는 백신 개발에도 적용돼 면역 반응이 탄탄하게 나타날 수 있는 기반이 된다.

mRNA 플랫폼으로 개발된 백신은 광범위한 보호 효과를 제공할 수 있다는 장점이 있다. 기존에 개발된 여러 백신 기전 대비, mRNA 플랫폼은 더 뛰어난 면역원성을 유발한다.

mRNA 플랫폼은 이러한 장점들을 활용해 우리 면역 체계가 병원체에 대해 개선된 대응을 할 수 있도록 교육, 면역 반응을 유도한다.

Q. 면역학자로서 mRNA의 장기적인 안전성은 어떻게 평가하는지?
우선 팬데믹과 엔데믹에서의 백신 활용 접근 방식을 구분하고 싶다.

팬데믹 시기에는 최대한 많은 인원이 면역 체계와 보호 효과를 갖출 수 있도록 해야 한다. 추가 접종을 통해 지속적으로 우리 몸의 면역 시스템을 업그레이드하고, 이를 통해 앞으로 출현할 변이에 대해 우리 몸이 대응할 수 있도록 준비하는 것이다.

반면, 엔데믹 시기에선 면역학적, 건강 의료적으로 취약한 인구에 집중한다. 이들은 건강한 일반인 대비 면역 반응이 충분히 나타나지 않을 수 있어 백신의 추가 접종을 통해 그때그때 등장하는 변이에 필요한 면역 반응을 생성할 수 있도록 도와줘야 한다. 엔데믹에서의 추가 접종은 실제로 변이에 노출됐을 때 대항할 수 있는 체계를 갖출 수 있도록 하는 것이다.

모더나는 지금도 mRNA 백신 안전성에 대한 수많은 모니터링을 진행하고 있다. 백신 연구 개발 단계를 넘어 생산 및 공급 이후에도 지속적으로 안전성을 관리하고 있다. 전 세계적으로 수집된 데이터의 면역학적 의미를 분석하고 추가 연구를 통해 플랫폼을 재구성하는 등 혁신적인 발전을 이루고 있는 중이다.

간혹 미디어를 통해 mRNA 백신 부작용 등에 대한 소식이 전해지고 있다. 하지만 짧은 기간 안에 수억 회분의 도즈(Doze)가 이미 사용되고 있고 mRNA 백신이 가져오는 면역원성 및 보호 효과를 고려할 때  보고되는 부작용은 매우 적은 수준이라 할 수 있다.

백신 접종에서 나타나는 반응원성은 사람마다 차이를 보인다. 모더나는 주사 부위 통증, 피로감 등 접종 초기 반응을 안정화하기 위한 노력도 함께 진행하고 있다.

Q. 한국에선 심막염 및 심근염에 대한 이상반응 논란이 지속되고 있다. 
학계에선 이상 반응과 백신 상관관계에 대한 많은 데이터를 보유하고 있지만, 이와 관련된 정보가 일반 대중에게는 알려져 있지 않은 것 같다.

모더나도 mRNA 백신 투여 후 심근염 및 심막염이 매우 드물게 발생한다는 사실을 인지하고 있다. 중요한 것은 백신의 실사용 데이터 분석 연구에 따르면, 코로나19 감염으로 인한 심근염 발생 위험이 백신 접종자의 심근염 발생율보다 훨씬 높다.

코로나19 바이러스의 스파이크 단백질이 심장 근육에 있는 ACE2 수용체에 붙어 문제가 발생하는 것으로 추정되고 있다. 모더나의 mRNA 백신은 스파이크 단백질을 항원제시세포(Antigen Presenting Cells, APC) 표면에 안정화시켜 부착한 상태로, 심장 근육의 ACE2 수용체 등으로 떨어져 심근염이 발생할 위험이 낮다. 실사용 데이터를 기반으로 한 연구에서도 지속적인 추가 접종이 이뤄지면 이상 반응이 발생할 확률도 낮아지는 것을 확인했다.

Q.  mRNA 백신 활용과  관련해 진행되는 연구들은?
모더나는 현재 47개의 프로그램을 개발하고 있으며, 그 중 36개는 임상 시험 중이다.  6개의 주요 백신 제품을 향후 몇 년간 출시할 예정이다.

최근 호흡기 세포융합 바이러스(RSV) 백신 후보물질인 ‘mRNA-1345’ 허가를 위해 미국을 포함 유럽, 스위스, 호주 등 전 세계에 판매 승인 신청서를 제출했다.  mRNA 플랫폼을 이용해 설계한 최초 치료법 중 하나인 ‘개인 맞춤형 신생 항원 치료제(Individualized Neoantigen Therapy, mRNA-4157)’에 대한 기대도 크다. 올해 흑생종에 대한 임상 3상을 시작으로 비소세포폐암을 포함한 다른 유형의 종양으로 영역을 확장해 나갈 계획이다.

희귀질환 분야에선 프로피온산혈증 mRNA 치료제 후보물질 ‘mRNA-3927’의 임상 1/2상은 용량 확장 임상 단계로 진입했다. 이 치료제에 대한 긍정적인 결과를 기대하고 있다.

전신 세포내 치료제 분야에선 모더나의 당원병 1형 mRNA 치료제 후보물질 ‘mRNA-3754’의 임상 1/2상에서 안전성 데이터를 확인했다. 그 밖에 메틸말론산증 mRNA 치료제 후보물질 ‘mRNA-3705’에 대한 임상 1상도 진행하고 있다. 메틸말론산증 치료제 후보물질은 2021년 FDA로부터 희귀의약품 및 희귀소아질환의약품으로 지정 받았다.

Q. 콤보 백신을 개발하고 있다고 들었다
호흡기 질환은 전 세계적으로 질병 부담이 높다. 현재 모더나는 코로나19 독감 RSV 등 3가지 콤비네이션 백신, 코로나19 독감 등 2가지 콤비네이션 백신, 사람 메타뉴모바이러스(Human Metapneumovirus, hMPV)와 사람 파라인플루엔자바이러스(Parainfluenza Virus, hPIV) 등 2가지 콤비네이션 백신, RSV와 사람 메타뉴모바이러스 등 2가지 콤비네이션 백신의  1상 임상을 진행하고 있다.

면역학자로서 호흡기 질환뿐 아니라 다양한 질환들을 하나의 백신으로 예방할 수 있다는 긍정적인 가능성을 열었다고 평가하고 싶다.

Q.면역학 연구 측면에서 그려 왔던 청사진이 있다면?
면역학 연구의 청사진을 3가지의 주요 도전과제로 설명하고 싶다.

첫 번째, 우선순위는 우리의 플랫폼 기술을 이해하고 혁신을 일으키는 것이다. mRNA가 모든 질병과 싸우기 위해 면역 시스템을 프로그램밍하고 재프로그램밍하는 데 어떻게 사용될 수 있는지 이해하고자 한다.

두 번째로, 백신이 어떻게 질병과 싸우는지 이해하는 것이다. 특히 전염성 질환에 대해 어떻게 설계하고 개선해 특정 병원체에 대한 보호를 전 세계적으로 제공할 수 있는지에 집중하고 있다. 여러 임상 시험을 통해 최상의 백신 개발을 이뤄가고자 한다.

마지막으로, mRNA에 대해 더 깊이 배우고 세포 하나, 분자 하나의 상호작용을 이해하고자 한다. 궁극적으로 mRNA 의약품에 대한 이해를 이끌고자 한다.