피부에 붙이는 코로나19 백신 패치가 개발됐다

피츠버그대학 공식 홈페이지

[뉴스1] 성재준 바이오전문기자 = 미국 피츠버그대학교 의과대학 연구팀이 새로운 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 백신을 발표했다. 백신은 손가락 끝(핑거팁) 만한 크기로 피부에 붙이는 패치 형태다. 동물시험결과 바이러스를 중화시키기에 충분한 양의 코로나19 특이 항체를 생성한 것이 확인됐다.

연구 결과는 2일(현지시간) 해외 의학저널 란셋의 자매지인 '이바이오메디슨(eBioMedicine)'에 게재됐다. 연구진은 코로나19 전염이 발생한 즉시 연구에 돌입한 덕분에 신속하게 개발할 수 있었다고 밝혔다.

연구팀은 사람 감염에 중요한 역할을 하는 스파이크 단백질을 표적으로 삼았다. 표적과 유사한 단백질을 인공적으로 주입해 우리 몸에서 만들어진 항체가 실제 코로나19 바이러스가 들어와도 대응할 수 있게 한 것이다. 일반적인 독감 예방주사와 같은 원리다.

기사와 관련 없는 자료 사진 / gettyimagesBank

또한 연구팀은 백신 효능을 높이기 위해 수백 개의 미세한 바늘배열(microneedle array)을 통해 약물을 전달하는 방식을 사용했다. 이 배열은 약 400개의 작은 바늘로 구성된 핑거팁 정도의 크기의 패치 형태로 만들어졌다.

패치를 피부에 붙이면 당분과 단백질로 만들어진 미세 바늘이 피부 속에서 용해되며 백신 물질이 체내에 흡수된다.

백신은 현재 개발을 완료하고 동물을 대상으로 전임상 시험 단계다. 연구팀은 동물시험결과 마이크로니들로 찌른 2주 이내에 코로나19에 대한 항체가 생성된 것을 확인했다.

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이 동물들은 아직 장기적인 추적 관찰이 이루어지지 않았으나 중동호흡기중후군(메르스·MERS) 바이러스를 이용한 동물시험에서 바이러스를 중화하기에 충분한 수준의 항체를 생산한 것으로 나타났다. 지금까지 코로나19를 주입한 동물시험에서도 메르스 때와 유사한 추세를 보이고 있다.

패치형 백신은 뛰어난 편리성뿐 아니라 대량생산과 운송 및 보관이 용이하다.

루이스 팔로 피츠버그 의과대학 피부과 교수는 "실제로 접종시 벨크로 같은 느낌으로 고통스럽지 않다"며 "이 미세바늘들은 반창고와 거의 비슷하게 사용하면 된다"며 "피부에 짧게 누르면 백신물질이 전달돼 떼어내 버리면 된다"고 설명했다.

연구팀은 세포를 이용해 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질을 발현시켜 대량생산을 통해 생산 수율을 늘리는 것이 용이하다고 설명했다. 미세 바늘은 원심 분리기를 사용해 단백질·당 혼합물을 주형(몰드)에 주입해 대규모로 생산할 수 있다.

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제조된 백신은 운송 또는 보관중 냉장이 필요없어 필요시까지 실온 보관이 용이하다.

현재 연구팀이 마주한 가장 큰 장애물은 백신 수요에 맞게 대량 생산하는 것이다.

안드레아 감보토 피츠버그 의과대학 교수는 "대부분의 백신은 개발 초기부터 대량생산을 걱정할 필요는 없으나 현재 펜데믹 상황에서 서둘러 백신을 개발하기 위해선 가장 우선적으로 고려해야 할 사항"이라고 말했다.

한편 연구팀은 몇 개월 안으로 사람을 대상으로 임상시험에 들어갈 수 있을 것으로 예상했다. 현재 미국 식품의약국(FDA)에 임상시험계획(IND) 신청을 준비 중이라고 밝혔다.

팔로 교수는 "환자를 대상으로 한 시험은 일반적으로 1년 이상이 필요하다"고 언급했다. 그러나 "현재 상황은 여태까지 경험했던 상황이라 임상개발 프로세스가 얼마나 걸릴지 알 수 없다"며 "최근 FDA 임상지침이 수정돼 더 빨리 진행할 수 있을 것"이라고 설명했다.