이혁진 교수가 2020년 mRNA 백신의 전달물질인 지질나노입자 LNP를 국산화했고 2021년 에스티팜과 제휴하고 2023년 서지넥스에 합류해서 mRNA 코로나 백신을 개발하고 있다. 한국 나노종합기술원도 LNP를 2023년 9월에 국산화했다. 그러나 아직 한국산 mRNA 코로나 백신은 없다.
2020년 3월 이혁진 mRNA 백신 전달물질 LNP 국산화
모더나 창업주 로버트 랭어의 제자 이혁진
한국의 이혁진 교수가 5년 연구 끝에 2020년 3월 LNP 국산화에 성공하고 같은해 12월 특허 등록을 완료했다. 이에 에스티팜이 연구비를 전액지원하고 나섰다. 이혁진은 MIT에서 박사후 과정을 할 때 모더나 창업자인 로버드 랭어 교수가 지도교수였다.
이혁진은 존스홉킨스대 의공학 학사, 컬럼비아대 의공학 석사, 카이스트에서 생명과학 박사를 받았다. 그후 박사후 과정을 MIT의 로버트 랭어 교수 지도하에서 mRNA백신과 LNP의 중요성을 인지하고 관련기술을 배웠다.
박사 후 과정 뒤에는 화이자에서 근무했고 지질 나노입자 전문기업인 어나일람Alnylam에서 공동 연구를 수행했다. LNP 기술은 화이자와 모더나에 없어서 두 회사는 LNP를 로열티를 내고 사서 쓰고 있다.
이혁진의 LNP 국산화 성공
이혁진 교수는 재직 중인 대학교를 기반으로 지질나노입자를 국산화했고 그후 에스티팜으로부터 연구비를 지원받으며 mRNA 백신의 상온유통 기술을 연구하고 있다.
상품화 하기까지 규모를 키우고 싶었는데 마침 2023년 8월 서지넥스의 김세준 대표가 합류를 제의했다. 이혁진 교수는 서지넥스의 부대표이자 최고과학책임자가 됐다.
서지넥스(SURGINEX)는 2020년에 설립된 약물･유전자 전달 기업이고 약물 전달을 위한 CAR-엑소좀, AWEsome 플랫폼을 보유하고 있다. 이혁진 부대표의 합류로 지질나노입자를 통한 유전자전달에 주력한다.
mRNA 코로나 백신의 핵심물질 LNP 제공협체는 4곳
mRNA 백신은 코로나19 사태에 역사상 처음으로 급조되어 벼락치기로 조건부 승인을 받았다. mRNA는 인체에서 항원인 코로나19 바이러스의 일부분을 만들기 위한 설계도 역할을 한다.
주사 바늘로 설계도를 인체에 넣으면 세포 속의 생체물질 공장인 리보솜이 이 설계도를 보고 항원을 만들어낸다. 그러면 인체는 항원을 바이러스로 인식하고 이에 대항하는 항체를 만들어 낸다. 항체 덕분에 코로나19 감염을 예방한다.
백신의 주성분인 mRNA는 외부의 여러 물질에 노출되면 쉽게 변형이 되어 기능을 상실한다. 이를 방지하려면 지방질 캡슐인 LNP가 감싸서 보호해야 한다. 그래서 지질 나노입자는 mRNA백신에 반드시 필요한 성분이자 첨단기술이다.
지질(지방질)은 혈액 속의 여러 단백질들에 잘 달라붙기 때문에 mRNA를 목적지인 세포 속 리보솜까지 제대로 전달하기 어렵다. 이를 극복하고 제기능을 하는 LNP를 만드는 것이 첨단 기술력이다.
LNP는 2000년대 이후 연구가 본격적으로 시작됐고 2018년 처음 미국 식품의약국으로부터 유전자 의약품 전달체로 사용 승인을 받았다. LNP를 만드는 곳은 전 세계에 총 4곳이다.
미국 어나일람, 미국 아뷰투스(Arbutus), 미국 콘덴파마(Condenpharma), 스위스의 제네반트(Genevant)다. 모더나와 화이자는 아뷰투스의 LNP를 사서 쓰고 있다. 한국 에스티팜도 2022년 부터 LNP를 미국 바이오 기업에 납품하고 있다.
2023년 9월한국 나노종합기술원 LNP 기술개발
또한 한국의 ‘나노종합기술원’도 2023년 9월 LNP를 국산화했고 국내 기업 케이런과 공동으로 LNP를 합성해 제조할 수 있는 장비까지 개발해 상용화에 성공했다.
장비의 이름은 ‘지질 나노입자 제형 시스템’이고 고균질･초고속으로 유전자･약물을 탑재해 전달하는 지질 나노입자를 생산한다. 국내 최초로 이 기계에 반도체 공정 기술을 적용했다.
케이런은 지질 나노입자 제형 시스템을 개발하기 위해 나노종합기술원의 ‘반도체 공정기술 적용 미세유체 제어 기술’을 활용했다. 노력이 결실을 맺어 지질나노입의 균질성을 높이고 빠른 생산을 가능하게 하는 장점을 갖는 장비 개발에 성공했다.
바이오 의약품 개발과 제조에는 높은 정밀성과 신뢰성이 중요하다. 케이런는 지질나노입자 제조 장비의 국산 상용화를 이루었고 글로벌 바이오 기업에 시제품을 납품하고 있다. 케이런은 나노종합기술원과 2023년 8월 계약을 체결해 해외시장에 본격 진출했다.
지질 나노입자는 지질로 이루어진 약물전달체다. LNP는 나노 크기 입자에 mRNA나 저분자 물질을 주입해 세포 안으로 안전하게 전달하는 기능을 수행한다.
즉, mRNA 등 질병이나 감염병의 유전자 정보를 인체에 주입했을 때 생기는 면역반응과 RNA의 불안정성을 안정하게 하고 세포 내에서 약물이 목표로 한 기능을 발휘하게 한다.
지질 나노입자 제조 기술은 코로나19 백신 개발을 계기로 알려졌다. 이 기술은 감염병에 대응하는 백신 제조에 속도를 높일뿐 아니라 유전자 기반의 치료제 등 다양한 의약품 개발에 적용할 수 있는 유망한 제제 기술이다.
일본 중국은 개발하고 아직 한국은 개발 못한 mRNA 백신 기술
중국 일본은 개발한 mRNA 코로나 백신
한국은 2023년 9월 20일 현재 아직 코로나19 mRNA 백신을 국산화 하지 못한 상태이다. 그러나 중국은 2023년 3월 개발했고 일본도 2023년 8월 국산화에 성공했다.
한국은 코로나19 mRNA백신을 국산화하려고 노력중이다. 중국은 2023년 3월 국산화했고 당국의 사용 승인을 받았다. 일본도 같은 해인 2023년 8월 국산화에 성공했다.
기존의 백신 제조기술은 단백질 재조합에 6개월 이상이 걸렸다. 그러나 mRNA 백신은 타겟 바이러스만 확인되면 4주 이내에 백신 개발이 완료된다.
mRNA 백신은 변이 바이러스와 새로운 바이러스가 출현해도 신속 대응해 백신을 개량할 수 있다. 또한 인체 내 발현 시간이 짧아 효과가 빠르고 20시간이 지나면 체내에서 모두 분해되어 사라져서 안정성도 뛰어나다.
mRNA 코로나 백신 개발 중인 한국 회사는 딱 3곳
국내 바이오 기업들은 mRNA 백신이 생소해서 개발에 선뜻 나서지 못했다. 그나마 진원생명과학이 한국기업으로 처음 2020년 3월 미국 휴스턴 매소디스트병원과 mRNA 코고나 백신개발에 나섰다가 중단했다. 그후 유일하게 국내 벤처 아이진이 개발에 나섰다.
그리고 2021년 이혁진 교수가 동아쏘시오 계열사인 에스티팜과 mRNA 백신 공동 개발을 시작했다. 2023년 8월 이혁진 교수는 서지넥스에 합류해서 협력하고 있다. 요약하면 한국은 세 업체가 mRNA 코로나 백신을 개발하고 있다.
mRNA 백신은 주성분인 mRNA외 이것을 감싸서 보호하는 지질나노입자LNP로 구성된다. mRNA 백신을 만들려면 일단 두 원료 성분을 제조하는 능력부터 갖춰야 한다.
동아쏘시오의 자회사 에스티팜이 mRNA 백신 개발에 필요한 핵심 기술을 모두 확보했다. 에스티팜은 국내 기업중 최초로 mRNA백신 원료부터 완제 생산까지 가능한 생산시설을 갖췄다. 에스티팜은 mRNA 백신의 핵심 소재인 LNP를 북미 바이오기업에 공급하고 있다.
(참조 Hitnews, skynews)
이혁진 교수가 2020년 mRNA 백신의 전달물질인 지질나노입자 LNP를 국산화했고 2021년 에스티팜과 제휴하고 2023년 서지넥스에 합류해서 mRNA 코로나 백신을 개발하고 있다. 한국 나노종합기술원도 LNP를 2023년 9월 국산화했으나 아직 한국산 mRNA 코로나 백신은 없다.
