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제약/바이오

국내 코로나19 백신 ‘GX-19’ 개발, 어디까지 왔나?

21년 말 대량 생산해 22년 국민 접종 목표

코로나19 감염 환자들이 치료를 위해 힘든 시간을 보냈다고 하더라도, 치료 기간 동안 면역반응이 충분히 생성되지 않는다면 재감염에 대한 우려는 항상 존재한다. 백신에 대한 필요성이 제기되는 것도 이 때문이다.

이번 23~25일 진행되는 ‘바이오플러스-인터펙스 코리아 2020’에서 마련된 ‘코로나19 특별세션’에서 제넥신 서유석 전무가 자사가 개발 중인 코로나 백신 GX-19에 대해 설명했다.


서 전무는 먼저 코로나19 관련 현황과 개발 중인 GX-19의 기본 원리에 대해 언급했다.

9월 3일 발표된 WHO의 ‘Draft landscape of COVID-19 candidate vaccines’에 의하면 총 34개 백신이 임상 단계에 있으며, 142개 백신이 전임상 단계에 있다. 임상단계의 DNA 백신은 INOVIO의 INO-4800을 포함해 4개의 후보물질이 있으며, 제넥신이 개발하는 GX-19는 전달 기기로 electroporator (EP) 및 무바늘분사식투여기를 사용해 비교 임상연구를 수행하고 있다.

GX-19 DNA 백신신이 인체(근육)에 투여되면, 플라스미드 DNA(7453 bp)로부터 S항원(1223 아미노산)이 발현되는데, 이후에 APC에 항원이 presentation 돼 CD8+ T세포 반응 및 CD4+ T세포의 도움에 의해 항체반응이 유도된다. 그 후 강력한 세포면역 반응에 의해 감염된 세포를 파괴함으로써 코로나19를 예방하는 기전을 갖게 된다.

또한, DNA 백신은 생산 공정이 간단하고, 후보물질을 신속히 디자인하고 제작할 수 있어서 빠른 생산이 가능하다. 460건의 임상을 통해 안전성까지 확인된 만큼, 제넥신이 DNA 백신에 거는 기대가 큰 것으로 보인다.

제넥신의 DNA 백신 플랫폼 기술에는 첫 번째로 신호전달 서열이 있다. 항원(단백질)의 발현을 증가시키고, 세포 밖 분비를 촉진해 면역 반응을 증진한다. 두 번째로 항원 엔지니어링 기능이 있는데, 가장 빈번히 발견되는 바이러스 유전자를 사용해 multimer가 형성되도록 디자인한다. 세 번째로, 필요시 면역 증강유전자를 도입해 면역 증강을 위해서 플라스미드 내 사이토카인 등 아주밴드 유전자를 추가한다.

본 기술이 적용된 다양한 DNA 백신이 임상에서 300명 이상의 사람에 투여돼 안전성 및 효능이 검증됐는데, 소동물 및 원숭이를 통한 실험에서도 면역원성이 월등히 높은 것으로 확인되면서 DNA 백신에 대한 기대가 모아지고 있다.

제넥신은 코로나19 DNA 백신 후보물질 제작을 위해 45개의 코로나19 유전자를 검색해 가장 많은 빈도로 발견되는 서열을 적용하고, 코로나19 스파이크 유전자를 자체 고발한 벡터(pGX27)에 삽입해 제작한다. 

GX-19는 플라스미드가 함유된 생산세포주를 사용해 종배양을 시작하고, 종배양액을 발효기에 접종해 본 배양 후, 대장균 세포를 수확한다. 알칼리 용액에 의한 세포 파쇄, 음이온 교환 크로마토그래피를 이용한 불순물의 제거, 적합한 완충 용역으로 교환한 후 바이알에 충전하는 과정을 통해 만들어진다.

이를 통해 만들어진 GX-19의 투여 형태는 주사제 형태로 근육에 투여하는 방식이다. 현재 한국 식약처로부터 임상 1/2a상을 승인받아 임상이 진행 중이며, 투여기기는 EP 및 무바늘분사식투여기다.

GX-19 개발은 올해 3월 시작됐다. 바이넥스, 국제백신연구, 제넨바이오, 카이스트, 포스텍과 컨소시움을 결성하고 곧 개발에 착수했다. 소동물 및 영장류에서 결합항체 반응과 세포성 면역반응을 확인한 것이 4월, 중화항체 반응을 확인한 것이 5월이며 임상시험용 의약품 생산을 완료하고 식약처 임상 1/2a상까지 진행하는 등 빠른 진행을 보였다. 6월에는 식약처에서 임상시험을 승인받아 피험자 투여를 개시했으며, 7월에는 무바늘분사식투여기를 적용한 GX-19 임상을 승인받았다.

서 전무는 GX-19의 장점으로 산학연 각 분야 전문가 집단에 의한 개발된 만큼, 후보 물질을 선정하고 개발을 진행하는 과정에서 시너지를 발휘한다는 점을 꼽았다. 특히 자궁경부암 치료 DNA 백신 등 안전성 및 효능이 입증된 플랫폼 기술을 사용, 개선된 공정을 적용하는데 수율이 높고, 대량 생산이 가능해 생산 원가를 절감한다. 또, DNA 백신의 효능을 높이는 전달 방버을 적용할 수 있다는 점을 우수하게 여겼다.

제넥신은 향후 GX-19에 대한 계획을 2020년 연내 임상 1/2a상을 통한 안전성 및 면역원성 확이을 통해 경쟁 제품대비 우위를 확보하고, 21년 상반기 임상 2b/3상을 개시해 글로벌네트워크를 통한 다국가 임상을 진행, 21년 말까지 대량 생산 및 비축 계획해 22년에는 제품 허가를 받고, 국민을 대상으로 접종하는 것을 목표로 삼고 있다.