백경란 성균관대학교 의과대학 감염내과 교수(대한 감염학회 이사장, 왼쪽)·김선빈 고려대학교 의과대학 감염내과 교수

11월 15일을 기점으로 전 세계 코로나19의 감염자 수는 221개 국가에서 5400만명을 넘어섰고, 사망자도 131만 명에 이르게 되었다.

국내에서도 잠시 소강 상태를 보이는 듯 하더니 최근 전국 곳곳에서 집단발병 사례가 속출하면서 15일 현재 일일 신규 확진자 수는 200명을 넘어섰다. 수도권 교회 발 집단감염이 이어지던 지난 9월 4일 이후 70일 만의 최다 기록이다.

특히 요양병원·요양시설 뿐만 아니라 직장, 학교, 지하철역, 카페, 가족·지인모임 등 일상 공간에서도 집단 감염이 연이어 발생하고 있다.

방역 당국은 코로나19 국내발생 300일을 넘기는 시점에서 다시 급확산 조짐을 보이는데 주목하면서 ‘사회적 거리두기’ 1.5단계 상향을 포함한 다각도의 대책을 고심 중이다.

또한 학계에서는 코로나19는 사스처럼 사라지기는 어렵고, 인플루엔자처럼 또 하나의 계절 바이러스가 되어 우리는 코로나19와 함께 매년 겨울을 맞이하게 될 것이라고 예측하고 있다.

만약 인플루엔자처럼 코로나19와 계속 함께 살아가야 한다면 예방접종으로 어느 정도 예방할 수 있을지, 접종을 맞을 수 있는 날은 언제가 될지, 타미플루 같은 효과적인 항바이러스제가 개발될 것인지 등 모두가 궁금증을 가지고 있을 것이다.

이에 현재까지 국내 및 세계의 코로나19 치료제와 백신 개발의 현황과 전망에 대해 살펴보고자 한다.

◈ 예외적으로 신속하게 개발되고 있는 코로나19 치료제와 백신

일반적으로 백신이나 신약 개발은 후보물질 개발에서부터 상업화까지 보통은 10년 이상이, 임상시험만 최소 4년에서 길게는 8년까지 소요된다.

하지만 예외적으로 전 세계가 코로나19로 팬데믹을 겪는 지금. 국내를 포함한 글로벌 제약사는 각 국가의 긴급 허가 아래 많은 임상연구들을 신속하게 진행하고 있다.

지난 5월 1일 미국 식품의약품안전청(US FDA)이 코로나19의 긴급 치료제로 승인했던 렘데시비르(Remdesivir)가 10월 22일 12세 이상 아동 및 성인 코로나19 환자에게 투여하도록 최종 승인되었고, 국내에서도 사용이 가능하다. 이로써 렘데시비르는 세계 최초로 코로나19 치료제로서 승인 받은 약이 되었다.

국내의 많은 제약사들도 항바이러스제, 항체치료제, 면역 조절제 등의 치료제와 백신 개발에 박차를 가하고 있다.

11월 10일, 식약처에서 발표한 국내 개발 현황에 의하면 진행 중인 임상시험은 치료제 19건과 백신 2건으로 총 21건이다. 또한 제약업체가 진행하고 있는 임상시험은 항체치료제, DNA 백신 등 1상 임상 7건, 혈장치료제 등 2상 임상이 9건, 3상 임상이 2건이다.

임상시험 단계를 살펴보면, 임상 1상은 소수의 건강한 지원자에게 투여하여 안전성과 약동학 등을 평가하는 단계이며 임상 2상은 임상 1상 종료 후 대상 환자들에게 투여하여 치료 효과를 탐색하는 단계다.

임상 3상은 2상 종료 후 많은 환자들에게 투여하여 안전성과 치료 효과를 확증하는 단계이므로, 코로나19와 관련한 대부분 약제들의 국내 임상연구는 아직 초기 개발 수준이라고 볼 수 있다.

◈ 코로나19 바이러스가 사람의 세포 내로 침투하는 과정을 억제하는 항체치료제와 혈장치료제

현재 세계적으로 개발 속도가 가장 빠른 분야는 백신과 항체치료제이다.

먼저 항체치료제는 코로나19 완치자의 혈액에서 강력한 바이러스 중화능을 보이는 항체를 선별한 다음 그 항체 유전자를 삽입한 세포를 배양해서 대량 생산한 항체로 만든 의약품이다.

코로나19 바이러스가 사람의 세포 내로 침투하기 위해서는 바이러스의 돌기(spike) 단백질이 사람 세포 표면에 있는 수용체 단백질인 ACE2 와 결합해야 하는데, 항체치료제는 이 과정을 억제함으로써 치료 효과를 나타낼 것으로 기대된다.

해외에서 개발된 항체치료제로는 미국의 릴리와 리제네론의 제품이 있다. 먼저 릴리에서 진행 중인 경증 환자 대상 2상 임상시험의 중간 결과에 따르면 대조군 대비 치료군에서 증상 악화로 입원하는 비율이 감소했으며 안전성의 우려는 없는 것으로 나타났다.

하지만 별개로 진행 중인 중증 환자 대상 3상 임상시험은 치료 효과가 부족한 것으로 나타나 10월 26일 조기 종료되었다. 또한 리제네론에서 진행하고 있던 중증 환자 대상 3상 임상시험도 중증 환자 추가 모집을 10월 30일부로 중단한 상태이다.

국내에서 개발된 항체치료제로는 셀트리온의 CT-P59이 있다. 코로나19 경증-중등증 환자를 대상으로 다국가에서 진행중인 2/3상 임상시험 중간 결과에서 항체치료제 투입 후 4~5일에 몸 안에 코로나19 바이러스가 사멸된다고 했는데, 연말쯤 2상이 종료되면 효과와 안전성 결과가 나올 예정이다.

GC 녹십자는 코로나19 완치자 혈장에서 중화항체를 분획해 만드는 혈장치료제를 개발해서 고위험군 환자를 대상으로 임상 2상 시험을 진행 중이다.

GC 녹십자에서 개발 중인 혈장치료제는 임상시험과 별개로 대체 치료 수단이 없는 환자들에게 치료 기회를 주기 위해 11월 11일 기준 식약처에서 치료 목적으로 사용을 승인하기도 했다. 

지난 10일 식약처에서 발표한 코로나 치료제 및 백신 임상시험 승인 현황.

◈ 3상 임상시험 최종 결과를 기다리고 있는 백신

코로나19 백신은 미국, 러시아, 중국, 유럽 국가들에서 임상시험 중에 있다.

먼저 미국 모더나/미국 NIAID에서 개발한 mRNA-1273 백신은 지난 7월 27일부터 미국 89개 도시에서 3만명을 대상으로 임상 3상을 진행했으며, 중간 분석 결과 94.5%의 예방률을 보여 미국 FDA 에 긴급 사용 승인을 신청 예정이라고 밝혔다.

한편 미국 화이자에서 개발한 mRNA 기반의 백신(BNT162b2) 역시 3상 임상시험이 진행 중이다. 최근 발표한 중간 결과에 의하면 임상시험 참여자 중 코로나19가 진단된 확진자 94명 가운데 백신 투약군이 10% 정도되는 것으로 확인되어 화이자 백신이 코로나19 예방에 90% 이상의 효과를 보인다고 했다.

하지만 현재의 중간 발표에는 확진자 94명의 연령대나 중증도 등의 자세한 정보가 확인되지 않은 상황으로 최종 결과를 지켜봐야 할 것으로 생각된다.

이노비오의 DNA 백신인 INO-488 은 미국에서 임상 1상을 진행하면서 국내에서도 지난 7월부터 임상1/2a상을 진행했으나 이후 미국 FDA의 질의가 있은 후 현재 임상 2/3상 시험으로의 진행은 중단된 상태다.

영국 아스트라제네카/옥스퍼드에서 개발한 침팬지 아데노바이러스 벡터(전달체) 백신인 AZD122는 메르스를 예방하기 위한 목적으로 개발된 백신 플랫폼을 이용해 개발함으로써 비교적 조기 개발이 가능했던 백신이다.

또한 영국과 인도, 미국, 브라질, 남아프리카공화국 등에서도 임상 3상을 각각 진행하고 있는데, 임상 3상 과정에서 영국 내 1명의 임상 참여자가 횡단성척수염 진단을 받아 임상이 잠정 중단되었다.

그러나 백신과 부작용 간 상관관계가 없다는 판단에 따라 임상이 재개된 상황이며, 올해 연말에 임상 3상 결과를 발표할 수 있을 것으로 예측하고 있다.

러시아의 스푸트니크 V 백신 또한 아데노바이러스 벡터 방식이며, 통상적인 백신 개발 절차와 달리 임상 3상을 건너뛴 채 1, 2상 뒤 곧바로 러시아 국가의 승인을 받아 세계 최초로 국가 승인을 받은 코로나19 백신이 되었다.

다만 러시아 연방에서 진행한 임상 3상에 대한 중간 데이터 분석 결과 92%의 효능을 입증했다고 보도했으나, 효능과 안전성에 대한 최종 결과는 지켜봐야 한다.

중국에서는 13개의 중국산 백신이 임상 단계에 있으며 이 가운데 4개 백신이 3상 임상시험 중인 것으로 알려져 있는데, 시노백이 개발한 불활화 백신인 Coronavac은 현재 브라질, 인도네시아 등지에서 임상 3상이 진행 중이다.

Coronavac은 접종 받은 브라질의 한 환자가 불명확한 이유로 사망하여 11월 9일 임상시험이 중단되었다가 해당 사망사건은 백신과는 무관한 것으로 평가되어 11월 11일 다시 재개된 상태다.

지난 10월 15일 오후 경기 성남의 SK바이오사이언스에서 연구원들이 코로나19 백신 및 치료제 개발을 하고 있다. (사진=저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지)

이처럼 이미 임상 3상을 진행하고 있는 해외 제약사들에 비해서 국내의 백신 개발 현황은 아직 초기 단계에 머물러 있다.

제넥신이 개발 중인 DNA 백신인 GX-19 는 6월부터 임상 1상을 진행 중이고, SK 바이오사이언스와 진원생명과학은 올해 안에 임상에 들어갈 계획 중이라고 알려져 있다.

◈ 효과와 안전성이 증명되는 경우에만 사용 승인되는 치료제와 백신에 대한 신뢰가 중요

지금까지 살펴본 것처럼 현재 전 세계적으로 코로나19에 대한 다양한 치료제 및 백신 개발이 예외적으로 신속하게 진행되고 있다.

하지만 성분 물질이나 작용 기전, 개발 단계 등이 매우 다양하기 때문에 임상의 최종 단계인 3상에 돌입한 후보물질의 수는 여전히 많지 않은 상황이다.

한편 실제 환자에게 투여하면서 바로 효과를 확인할 수 있는 치료제가 건강한 사람을 대상으로 접종해 효능은 물론 장기적인 안전성을 확보해야 하는 백신보다 개발에 속도를 낼 수 있다는 장점이 있다.

그리고 현재 코로나19 백신 개발 속도는 월등히 빠른 편이지만, 임상 단계에 있는 유전자 백신(DNA, mRNA)이 지금까지 사람에서 상용화된 적이 없는 신기술이라는 점에서 효능이나 안전성에 대한 우려도 적지 않을 것으로 예상된다.

또한 최근에 코로나19 바이러스에서 유전자 변이가 보고되고 있는 것도 백신 효과의 불확실성을 높이고 있으나 아직은 백신 효과를 떨어뜨리는 변이는 보고되고 있지 않다.

그러나 코로나19 바이러스가 인플루엔자 바이러스처럼 변이가 많아지면 백신 개발이 어려움이 있을 것이고, 백신의 효과가 감소할 수도 있다는 우려는 여전히 존재한다.

이처럼 코로나19는 지금까지 겪어보지 못한 신종 감염병이기 때문에 유행을 컨트롤하는데 성공할지 실패할지는 가늠하기 매우 어려운 상황이다.

따라서 치료제 및 백신 개발의 속도전에서 승리하는 것보다는 차분하고 세심한 연구 개발을 통해 장기적인 효능과 안전성을 확보하는 방법이 우선시 되어야 한다.

물론 백신이 개발된 이후에 효과나 안전성을 의심하는 다양한 부정적 소문이 나올 수도 있다. 하지만 인류가 공동의 노력으로 개발하는 치료제와 백신은 과학적으로 매우 치밀한 평가를 통해 최종 사용이 승인될 것이므로 효능과 안전성을 신뢰할 수 있다.

아울러 백신으로 코로나19를 극복하기 위해서는 국민의 높은 백신 접종률도 중요하다. 그러므로 향후 최종 승인되는 백신이 나오면 신뢰를 가지고 접종에 참여하는 것이 코로나19 이전의 일상을 되찾을 수 있는 방법이 될 것이다.