[김우섭의 바이오 탐구영역] '빌게이츠도 인정' 유바이오로직스…"올해 말 코로나 백신 임상 신청"

김우섭 기자의 바이오 탐구영역

"중화항체 형성 최대 4000배"

[김우섭의 바이오 탐구영역] '빌게이츠도 인정' 유바이오로직스…"올해 말 코로나 백신 임상 신청"

"중화항체 최대 4000배 이상 생성"

유럽연합(EU)이 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)와 독감이 동시 유행할 것에 대비해 독감 예방접종을 할 것을 회원국들에 촉구했다./사진=게티이미지

백신 전문 회사 유바이오로직스를 다녀왔습니다. 이 회사는 최근 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 백신 후보물질 발굴 소식이 알려지면서 주목받고 있습니다. 주요 매출은 경구용 콜레라 백신을 통해 올리고 있습니다. 작년에만 1900만병 정도를 생산했습니다. 장티푸스 백신은 3상을 진행 중으로 내년 말엔 허가가 날 예정이라고 합니다.

주목할 비즈니스는 백신 위탁생산(CMO) 분야 입니다. SK바이오사이언스가 백신 수탁 생산 계약을 맺은 이후 국내 백신 회사의 추가 수주 가능성에 기대감이 커지고 있기 때문입니다. 회사 측은 춘천공장을 활용할 경우 1000만~2000만병의 코로나19 백신 수탁 생산이 가능하다고 합니다.

백영옥 유바이오로직스 대표는 27일 “코로나19 백신은 올해 말 IND 신청을 할 예정”이라며 “쥐 등 동물 실험 결과, 타사에 비해 훨씬 많은 중화항체(1000배)가 생성되는 걸 확인했다”고 했습니다.

대기업도 못한 일 해낸 유바이오로직스

유바이오로직스는 경구용 콜레라 백신 등 감염병 대응 백신을 개발하는 회사입니다.콜레라 백신의 경우 세계에서 세 번째로 승인을 받았습니다.

상장도 안된 소규모 바이오기업이, 그것도 대기업의 지원을 받지 않는 회사가 백신 개발에 성공하는 건 쉽지 앟습니다. 백신 비즈니스는 주로 대형 제약회사나 대기업 계열 바이오 회사의 전유물로 여겨졌습니다. 백신 개발은 신약보다 더 오랜 시간이 걸릴 뿐아니라 공공성이 높은 사업이어서 “큰 돈아 안된다”는 인식이 있기 때문입니다. 막대한 예산을 장기간 써야하는 데 비해 사업성이 높지 않다는 것이죠.

이 회사의 첫 제품인 콜레라 백신도 어려운 과정을 거쳤습니다. 2010년 국제백신연구소(IVI)로부터 경구용 콜레라 백신 기술을 이전받는 목적으로 처음 설립됐습니다. 설립 당시 한국생산기술연구원 실장이었던 백영옥 대표도 초기 멤버로 합류했죠.

결과물을 내는 데엔 시간이 걸렸습니다. 개발 자금이 모자라 월급을 주기도 어려운 위기까지도 갔습니다. 2014년 자금난에 허덕이던 글로벌 헬스 인베스트먼트 펀드(GHIF)로부터 500만 달러 투자를 유치하며 기사회생했죠. 유바이오로직스가 꾸준히 신뢰관계를 쌓아온 빌게이츠재단이 적극적으로 지원해준 덕분에 투자를 받을 수 있었습니다.

GHIF에는 글로벌 제약사인 글락소스미스클라인(GSK)과 JP모간 등이 주요 출자자(LP)로 있고 빌게이츠재단이 출자금액의 60%까지 원금을 보장합니다.

투자 전 빌게이츠재단은 세 차례의 실사를 통해 회사를 점검했습니다. 결국 백신 분야의 큰 손이라고 할 수 있는 빌게이츠재단의 엄격한 심사를 통과한 회사라는 증표가 생겼습니다.

이 회사는 전세계 콜레라 백신 시장의 80~90% 정도를 차지하고 있습니다. 콜레라 백신 생산량은 2016년 125만병에서 작년에는 1921만병까지 늘었습니다. 대부분이 유니세프를 통해 공급이 이뤄지고 있습니다. 생산량은 공장 증설 등으로 더 늘어날 예정입니다.

매출도 대부분 콜레라 백신을 통해서 이뤄집니다. 작년 매출액은 331억원, 영업이익은 98억원이었습니다. 매출의 경우 전년 249억원 대비 82억원(33%) 증가했고, 영업이익은 전년 53억원 대비 45억원(85%)이 늘어났죠. 매년 100% 이상의 매출 성장을 달성하고 있습니다.

효능 확인된 코로나19 백신

다만 주가 급등을 콜레라 백신으로 설명하긴 쉽진 않습니다. 코로나19 백신 생산 기대감 때문이라고 봐야겠죠.

이 회사가 개발 중인 백신에 대해서 좀 더 알아보겠습니다. 우선 백신은 우리 몸에 들어오는 바이러스(침입자)를 기억하는 특성을 이용한 의약품입니다. 외부에서 들어온 약한(백신) 적을 기억했다가 진짜 적이 오면 물리치는 방식이죠. 백신의 핵심은 얼마나 바이러스를 무력화(중화)할 수 있는 항체를 만드냐에 달려있습니다. 중화항체라고 하는데요.

회사 측은 동물 실험 결과에서 자사의 후보물질에서 1000배의 중화항체가 형성됐다고 설명합니다. 쥐를 대상으로 한 실험입니다. 중화항체는 코로나19 바이러스에 돌기처럼 돋아 있는 ‘스파이크(spike) 단백질’에 달라붙어 공격을 하는 등의 역할을 합니다.

1000배의 중화항체가 형성됐다는 의미는 백신을 맞은 쥐의 피를 뽑고, 1000배로 희석을 해도 항체가 발견됐다는 의미입니다. 한 국내 백신 개발업체가 동물실험 과정에서 얻은 중화항체가 120배 수준이었죠. 해외 사례를 봐도 수배~수백배 정도입니다.

단백질 재조합 백신으로 승부수

유바이오로직스가 개발 중인 백신 제조 방식은 ‘재조합 단백질 백신(protein-based vaccines)’입니다. 단백질 서브유닛 백신, 합성항원 백신이라고도 하죠.

코로나19는 바이러스를 둘러싸고 있는 돌기(스파이크)를 인체의 세포수용체에 결합시켜 세포 내로 침입합니다. 재조합 단백질 백신 코로나19 바이러스와 겉모습만 같은 단백질을 만들어 백신으로 투여하는 것이죠. 이 백신도 전체를 복사해서 넣는지, 돌기(스파이크 단백질) 부분만 재조합해 넣는지 등으로 나뉩니다.

이런 방식은 미국의 노바백스와 SK바이오사이언스 등이 개발 중입니다. 업계에선 미국의 모더나가 개발 중인 RNA 백신이나 옥스포드대·아스트라제네카가 개발 중인 바이러스 벡터 백신보다 효능이 뛰어날 것으로 보고 있습니다. 다만 개발엔 이들보다 시간이 오래 걸리는 것으로 알려졌습니다.

최대 4000배 이상의 중화항체 형성

유바이오로직스가 개발 중인 코로나19 백신에 대해 좀 더 자세히 보도록 하죠. 유바이오로직스가 만들고 있는 백신은 재조합 단백질 백신 중 돌기의 일부를 재조합해 항체를 형성하는 방식입니다.

코로나19 바이러스의 돌기는 S1과 S2 두 개로 다시 나눌 수 있습니다. 이 돌기는 사람의 정상 세포에 있는 ‘ACE2’ 라는 수용체와 결합하여 세포 속으로 침투를 합니다. 돌기에서 사람의 세포수용체 즉 ACE2와 만나는 부분(RBD, receptor binding domain)은 S1의 끝부분입니다.

유바이오로직스는 중화항체를 통해 S1의 끝부분이 ACE와 만나는 것을 막도록 합니다.

비유가 적절할지 모르겠지만 어항 속 문어가 유리벽에 붙는 모습을 상상해보죠. 문어는 다리에 있는 빨판을 통해 유리벽에 붙습니다. 다리 중에서도 문어의 빨판에 해당하는 부분을 RBD라고 생각하면 됩니다. 유바이오로직스의 백신은 빨판을 중화항체로 둘러싸 유리벽에 달리붙지 못하도록 합니다. 정상세포 공격이 불가능해지는 것이죠.

유바이오로직스는 RBD에 해당하는 부분만 재조합한 단백질 백신과 S1부분 전체를 타깃으로 한 단백질 부분 모두 후보 물질로 갖고 있습니다. 동물 실험에선 중화항체가 각각 4224배, 824배 형성됐다고 합니다. 놀라운 수치입니다.

회사 측은 바이러스 전체가 아니라 스파이크 단백질 혹은 그 일부만 인체에 투여해도, 면역세포인 B세포는 알맞은 중화항체를 생산할 수 있다고 합니다. 실제 바이러스가 아니기 때문에 전통적인 백신 개발 방식보다 안전하고, 생산 측면에서도 용이하죠. 이 전략을 택한 연구팀이 가장 많은 이유입니다.

단백질 백신 단점 보완한 면역증강제

유바이오로직스는 여기에서 한 발 더 나아갑니다. 재조합 단백질 백신의 단점을 보완하기 위해서죠. 전통적인 바이러스 주입 방식에 비해 단백질 백신은 면역반응을 자극하는 효과가 떨어진다는 문제가 있습니다. 대부분의 연구팀은 백신과 동시에 투여할 성능 좋은 ‘면역증강제(adjuvant)’를 같이 개발하고 있죠.

유바이오로직스는 자체적인 면역증강제를 보유하고 있습니다. 이 기술은 글로벌 제약사인 GSK와 MSD, 그리고 유바이오로직스만 갖고 있습니다. 유바이오로직스의 면역증강제는 EcML입니다.

EcML은 대식세포, 수지상세포 등의 면역세포를 자극합니다. 백신을 접종하면 사이토카인 분비 등 면역이 더 잘 활성화돼 중화항체를 잘 만드는 것입니다. 백 대표는 “EcML은 바이러스, 박테리아 백신 개발 등에 적합하다”며 “다른 백신에도 적용이될 수 있는 일종의 플랫폼 기술”이라고 설명합니다.

여기서 끝이 아닙니다. 얼마전 인수한 미국 팝바이오테크의 플랫폼 기술도 적용이 됐습니다. 바로 코팝(CoPoP)이라는 기술인데요. 이 기술 설명 전에 우선 리포좀에 대해서 설명을 해야할 것 같습니다. 리포좀은 작은 구 형태의 물질로 주머니 형태를 하고 있으며 미세한 물질이다. 보통 미생물을 제어하는 항생물질이나 암을 치료하는 항암제, 백신 등의 약물전달운반체로써 각광을 받고 있죠.

코팝은 전달체인 리포좀에 잘 달라붙습니다. 안정적으로 결합해 백신이 체내에 정착할 수 있도록 도움을 주는 것이죠.

이 회사가 개발 중인 코로나19 등의 설명은 여기서 마칩니다. 다음은 최근 시장의 관심을 받고 있는 백신 CMO 사업에 대해 알아보겠습니다.

김우섭 기자 duter@hankyung.com