바이오테크
독감 예방접종은 어둠 속에서 시행될 수 있다 – 과학자들이 새로운 접근법에 빛을 비추려 하고 있다
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왜 독감 예방접종은 자주 실패하는가
일부 바이러스 종은 다른 종보다 더 빠르게 변이하고 진화할 가능성이 높습니다. 급격한 변화를 주도하는 대표적인 바이러스가 바로 독감 바이러스(인플루엔자)입니다.
이는 매 시즌마다 독감 균주가 전년도의 균주와 다르다는 것을 의미합니다. 또한 새로운 균주는 전년도 바이러스에 맞춰 만든 항체에 의해 중화되지 않을 정도로 충분히 다를 가능성이 높아, 독감이 우리 면역 체계에서 벗어나는 주요 방법이 됩니다.
출처: David Hager
백신 설계자와 제조업체도 같은 문제에 직면합니다. 그들은 전년도 독감의 유전적·면역학적 프로파일을 알고 있지만, 현재 연도의 프로파일을 추측할 수밖에 없습니다. 백신은 예방 조치이기 때문에 아직 확인되지 않은 바이러스에 대한 치료제를 사전에 만들어야 합니다.
또한 그들은 다양한 인플루엔자 종을 모두 포괄해야 하며, 종종 하나의 백신에 독감 균주만큼을 추가합니다. 인플루엔자 A에 2종, 인플루엔자 B에 2종을 포함합니다.
지금까지 백신 제조업체들은 이 게임을 엇갈린 결과와 함께 진행해 왔습니다. 정확한 예측은 매우 효과적인 계절성 백신을 만들 수 있지만, 잘못된 예측은 백신 효능을 크게 떨어뜨립니다. 이는 건강 결과가 좋지 않을 뿐만 아니라 독감 백신의 활용도도 낮아지는 원인이 됩니다. 사람들은 종종 백신이 충분히 효율적일지 확신하지 못하기 때문입니다.
독감 예방접종은 어떻게 작동하는가
독감 바이러스는 바이러스 입자 표면에 두 가지 특정 표면 단백질을 기술하는 코드를 가지고 있습니다. 예를 들어 H5N1이 있습니다. H는 인간 세포의 수용체에 결합하는 단백질인 헤마글루티닌(HA)을 의미하고, N은 새로 생성된 바이러스가 숙주 세포를 탈출하도록 하는 두 번째 단백질인 뉴라미니다아제입니다.
따라서 “H” 성분은 인간 세포를 표적으로 삼는 역할을 하고, “N” 성분은 바이러스가 복제된 후 새로운 세포에 감염되는 데 핵심적입니다. 두 단백질 중 헤마글루티닌은 뉴라미니다아제보다 5~10배 더 많이 존재합니다. 그래서 자연 면역과 백신 모두 주로 이 헤마글루티닌에 초점을 맞춥니다.
출처: David Hager
헤마글루티닌은 약간 롤리팝 모양을 하고 있으며, 빠르게 변하는 머리 부분이 보통 백신의 표적이 됩니다. 반면 “줄기” 부분은 변이가 훨씬 적습니다. 연구자들의 여러 실험은 줄기가 기능을 유지하면서 크게 변할 수 없음을 입증했습니다.
면역 체계(자연 면역 및 백신 강화 면역)가 머리 부분에 집중하도록 함으로써, 바이러스는 새로운 계절성 균주가 면역 기억을 회피할 가능성을 높일 수 있습니다. 이를 염두에 두고 미국 듀크 대학교 연구진은 면역 체계가 헤마글루티닌의 줄기 부분에 집중하도록 하는 전략을 모색했습니다.
독감 예방접종 목표 변경하기
Science Translational Medicine에 게재된 “항원적으로 복합적인 헤마글루티닌 혼합물로 예방접종하면 인플루엔자 질환에 대한 광범위한 보호를 제공한다”라는 과학 논문에서 듀크 연구팀은 변이를 이용해 독감 바이러스에 대항하는 방법을 설명합니다.
현대 유전자 편집 기술을 사용해 헤마글루티닌 머리 부분의 80,000가지 변형을 만들었습니다. 이는 매우 다양한 바이러스 균주 혼합을 생성하며, 특정 머리 구조가 면역 세포에 두 번 이상 만나기 어렵게 합니다.
따라서 머리 부분의 변이가 극히 높아지면서 면역 체계는 이를 무시하고 대신 보다 일관된 단백질 줄기 부분에 집중하게 되었습니다.
동물 모델(쥐)에서 이는 치명적인 독감 바이러스 용량에도 불구하고 100%의 쥐가 질병이나 사망을 피하는 결과를 보였습니다.
이렇게 80,000개의 서로 다른 헤마글루티닌 머리를 포함한 대규모 혼합 백신은 기존 독감 백신보다 훨씬 효율적이었습니다.
이 새로운 독감 예방접종은 효과가 있는가?
놀라운 결과는 줄기를 표적으로 설계한 백신이 많은 경우 머리 영역에 대한 항체 반응도 향상시켰다는 점입니다.
이는 머리를 표적으로 삼는 것이 감염 초기 단계를 제한하는 데 중요하기 때문입니다.
“줄기에 대한 항체는 다르게 작용합니다,” 히튼이 말했습니다. “그들의 보호 메커니즘은 반드시 감염의 첫 단계를 차단하는 것이 아닙니다.
그래서 우리의 아이디어는, ‘두 가지를 모두 제공하는 백신을 만들 수 있다면 어떨까요? 백신 선택이 잘못되었거나 팬데믹이 발생했을 경우를 대비해 머리 항체와 동시에 줄기 항체도 얻을 수 있다면 어떨까요?’
“본질적으로 논문은 ‘예, 우리는 그것을 달성할 수 있다’고 말하고 있습니다,” – Dr. Nicholas Heaton, 듀크 대학교 분자 유전학 및 미생물학 부교수.
다음 단계는 실제로 필요한 헤마글루티닌 변이 수를 파악하는 것입니다. 80,000개의 변이는 개념 증명에 불과했으며, 인간에게 사용할 수 있는 최종 제품은 더 간단해질 수 있습니다.
물론, 이 아이디어를 상용화하기 전에 실제 환자를 대상으로 안전성과 효율성을 평가하기 위한 인간 세포 및 사람 대상 테스트가 필요합니다.
독감 백신 기업
노바티스는 한때 주요 독감 백신 생산업체였지만, 현재 세계 최대의 독감 예방접종 제조업체이자 주로 혈장 수집에 활발한 CSL limited의 일부분인 CSL Sequirus에 독감 백신 자산을 매각했습니다.
이로 인해 상장 기업 중 몇몇 대형 제약사가 독감 백신 생산 및 혁신을 주도하게 됩니다. 이는 매우 큰 시장으로, 2024년 미국만 해도 최소 1억 5천 6백만 회, 전 세계적으로는 약 7억 6천만 회가 계획되어 있으며, 코로나 팬데믹 이후 급증한 수치입니다.
출처: WHO
1. Sanofi
SNY 가격 차트
Sanofi (SNW.DE ) 는 백신 시장의 선두주자로, 연간 독감 백신 분야에서 강력한 입지를 가지고 있습니다. 특히 1947년까지 거슬러 올라가는 독감 백신 연구에 오랜 역사를 가지고 있습니다.
출처: Sanofi
또한 전반적인 면역학 분야에서도 선두주자이며, 특히 항알레르기 치료제인 Duxipent 덕분에 그렇습니다.
Sanofi의 R&D는 전통적인 백신 기술과 mRNA 백신을 모두 활용합니다. 2025년까지 임상 3상에서 최소 5개의 ‘최고 수준’ 신규 백신 후보를 발표할 것으로 기대하고 있습니다.
그 결과, 회사는 2030년까지 백신 매출이 100억 달러 이상으로 성장할 것으로 예상하며, 이는 주로 인플루엔자 분야의 지속적인 선두와 RSV, 폐렴구균, 신규 mRNA 시장의 성장에 기인합니다.
또한 항체-약물 접합체, SYNTHORIN, 그리고 체내 자연 살해(NK) 세포 활용 등 혁신적인 면역학 기술 플랫폼을 개발하고 있으며, 이를 AI와 유전체 연구와 결합하고 있습니다.
Sanofi는 면역 체계가 미성숙한 영유아와 같이 백신 효능이 낮은 분야로 사업을 확대하고 있습니다. 또한 여드름을 표적으로 삼는 등 백신의 잠재력을 확대하려 하고 있습니다.
Sanofi가 면역학 전반, 특히 독감 백신에서 선두주자인 점은 초고변이 헤마글루티닌 머리 서열을 상용화할 기업 중 하나로 적합하게 만들며, 면역 및 염증(피부염, 건선, 천식, 다발성 경화증, 자가면역 질환 등) 분야에 집중하는 R&D 전략을 통해 견고한 성장을 기대할 수 있습니다.
출처: Sanofi
2. GSK
GSK 가격 차트
GSK는 또 다른 대형 백신 제조업체로, 5-in-1 뇌수막염 백신(5-in-1 meningococcal vaccine)으로 2023년에 16억 달러의 매출을 올렸으며, 2024년 4월에 미국에서만 검토 승인을 받았습니다.
GSK는 호흡기 치료제와 백신에 강력히 집중하고 있으며, 2022년에 110억 파운드 매출을 기록해 그룹 매출의 38%를 차지했습니다.
출처: GSK
또 다른 주목할 만한 점은 GSK가 인플루엔자 백신 벡터와 관련된 특허량이 가장 많다는 것입니다.
회사는 백신 라인업을 확대하고 있습니다. 50-59세 성인을 대상으로 하는 RSV 백신이 2024년 1월에 승인되었으며, 이 인구군을 위한 최초 제품입니다. 더 많은 혁신적인 백신이 개발 중이며, 포함 분야는 다음과 같습니다:
- 인플루엔자
- 단일
- 뇌수막염 질환
- 폐렴구균 질환
- B형 간염
- 단순 포진 바이러스
GSK는 백신 부문이 ‘고단일자리 % 연평균 성장률(CAGR)’로 계속 성장할 것으로 예상합니다.
백신과 신규 항생제를 통한 감염병에 대한 GSK의 집중은 항생제 내성 증가와 새로운 전염병 발생이라는 시급한 요구에 부응합니다. 또한 다른 기업의 백신에 대한 보조제 및 제조 서비스를 제공함으로써 고전 백신의 개선 및 대규모 생산에서 이익을 얻을 수 있는 유리한 위치에 있습니다.
초고변이 헤마글루티닌 머리 서열 설계 덕분에 계절성 독감 백신 성능이 향상된다면 GSK는 그 혜택을 받을 가능성이 높습니다.
이는 보조제와 제조 서비스 매출 증가를 통한 부분적인 효과와, 자체 기술 버전을 통한 부분적인 효과이며, 백신 및 호흡기 시장에서의 강력한 입지는 GSK의 전체 기업 및 R&D 전략의 핵심입니다.
