다가오는 바이러스 치료 혁명
코로나 팬데믹이 있기 오래 전부터 메신저-RNA 기술은 바이러스 감염의 ...



  • 다가오는 바이러스 치료 혁명

    코로나 팬데믹이 있기 오래 전부터 메신저 RNA(m-RNA) 기술은 바이러스 감염의 예방 및 치료는 물론 생물 테러를 저지하고 암과 싸우는 데 중요한 역할을 할 것이라고 예측되어 왔다. 오늘날 이 기술은 의료의 많은 측면을 변화시킬 태세를 갖추고 있는 것 같다. 이 기술은 현재 어디에서 진행되고 있으며, 가시적 성과로 무엇을 기대할 수 있을까? 항바이러스제는 의료 비용과 삶의 질에 어떤 영향을 미치게 될까?

    코로나 팬데믹 이전부터, 메신저 RNA 기술이 바이러스 감염의 예방 및 치료는 물론 생물 테러를 저지하고 암과 싸우는 데 중요한 역할을 할 것이라고 예측되어 왔다. 따라서 팬데믹이 발생했을 때 이 새로운 기술이 워프 스피드의 속도(Operation WarpSpeed)로 백신을 개발하는 데 있어 없어서는 안 될 역할을 했다는 사실은 크게 놀라운 일은 아니다. 동시에 우리는 이 분야의 새로운 연구에 주목하여 코로나 바이러스의 실체 치료를 위한 기반까지 마련했다.

    이 새로운 기술의 엄청난 잠재력을 이해하려면, 관련 증거를 충분히 갖춘 백신 출시 외에 이루어진 진행 상황들을 고려해야 한다.

    2020년 5월, 의약품 연구자들이 백신 개발 및 테스트에 몰입할 때, 일부 전문가들은 이미 바이러스에 감염된 환자를 도울 수 있는 비용 효율적인 치료법을 찾기 시작했다. 특히, 화이자의 화학 연구팀은 2003년 사스 발병 당시 회사가 개발한 몇 가지 아이디어를 활용하기도 했다.

    약 20년 전, 한 가지 분명한 공격 방식은 ‘바이러스가 자체적으로 복제하는 방식을 전체적으로 조정하는’ 프로테아제(protease)로 불리는 어떤 효소를 차단하는 것이었다. 이를 통해 바이러스의 라이프 사이클을 통제하여 억제하는 방식이었다. 이 아이디어는 바이러스가 체내에서 복제되는 것을 막고 환자가 중병에 걸릴 가능성을 최소화할 수 있는 화학 물질을 발견하는 것이었다.

    최근 MIT 테크놀러지 리뷰(MIT Technology Review)에 발표된 바와 같이, 화이자는 인체에 ​​있는 수천 개의 단백질 중 그 어느 것도 코로나 바이러스를 방해하고자 그들이 계획한 분자 구조를 조금도 공유하지 않는다는 점을 발견했다. 이는 환자에게 위험한 부작용을 일으키지 않고 단백질 배열을 적극적으로 억제할 수 있음을 의미했다.

    거기에서부터, 이 과정은 과학 혁신의 교과서적 사례가 되었다. 화이자는 800개 이상의 화학 물질을 병렬로 테스트한 다음 가장 유망한 화학 물질을 대량 배치하여 프로젝트를 가속화했다. 그리고 2021년 가을에 이르러, 화이자는 성공을 선언할 준비를 마쳤다.

    당시, 연구 모니터링 위원회는 팍스로비드를 복용한 코로나 바이러스 감염 환자가 사망하지 않은 반면, 위약을 투여받은 환자는 사망했기 때문에, 인체 실험을 종료하기로 결정했다. 결과적으로  팍스로비드의 개발은 최초의 화학 합성에서 그 화학 물질이 질병을 안전하게 치료했다는 바를 증빙한, 지금까지 가장 빠른 기록을 남겼다.

    백신을 접종하지 않은 자원자들을 대상으로 한 화이자의 테스트에 따르면 새로운 알약은 심각한 코로나로 발현될 가능성을 89%까지 줄였다! 그리고 이를 바탕으로 FDA는 2021년 12월 22일 이 약품을 ‘게임 체인저’로 명명하며, 판매를 승인했다.

    이 돌파구는 표면적으로 드러난 것보다 훨씬 더 중요하다. 팍스로비드의 가장 중요한 점은 인간을 위협할 수 있는 모든 코로나 바이러스뿐만 아니라 미래의 모든 코로나 변종에 대해서도 유효할 것으로 예상되기 때문이다.

    이것은 표적 단백질이 고도로 보존되기 때문이다. 즉, 코로나 바이러스 및 기타 코로나 바이러스가 돌연변이를 일으키더라도 표적 분자는 변경되지 않을 것이다. 따라서 팍스로비드는 자연이 우리에게 던질 수 있는 모든 코로나 바이러스에 대해 잘 작동할 것 같다.

    실제로 화이자의 실험실 테스트에 따르면 팍스로비드는 박쥐 동굴에 여전히 숨어 있는 코로나 바이러스를 포함해 모든 코로나바이러스에 대해 효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 미래의 발병에 대한 잠재적 방어책으로 유효하다는 의미이다. 결과적으로 미래의 전염병에 대비하여 비축해야 하는 보편적인 방어 수단이 팍스로비드가 될 가능성이 있다.

    새로운 코로나 바이러스에 대한 새로운 백신이 개발, 테스트, 제조 및 배포되는 데 최소 수 개월이 걸리기 때문에 이는 매우 중요한 의미가 있다. 새로운 백신이 출시되기 전에, 많은 생명을 구하고 막대한 경제적 피해를 피할 수 있기 때문이다.

    2022년 1월 바이든 행정부는 2천만 명의 환자에게 필요한 팍스로비드를 사전 구매하는 데 106억 달러를 지출했다. 오미크론의 급속한 확대를 막기에는 늦은 감이 있지만, 적어도 미래의 코로나 바이러스에 대한 파고에 준비할 수 있게 된 것이다.

    팍스로비드에 부정적인 면이 있다면 완전히 효과를 보기 위해 취해야 하는 최소한의 기간이다. 구체적으로 말하자면, 증상이 시작된 후 최대 5일 이내에는 약물을 투입해야 한다. 2021년 8월, 응급의학연보(Annals of Emergency Medicine)에 실린 연구에 따르면 사람들은 평균적으로 5∼6일 내 증상이 발현되어 병원으로 오는 것으로 알려졌다. 또한 환자마다 발현 시기도 다르다.

    이에 화이자는 테스트 결과를 기다리는 동안 사람들에게 이 약을 제공한다는 아이디어를 떠올려지만, 확실한 방법은 정밀하게 코로나 감염을 빠르게 확인할 수 있는 보조적 수단이 함께 개발되어야 한다는 것이다.

    결론은 디지털 기술-경제 혁명에서 각 산업의 수많은 판도를 바꾸는 기술들이 초기 단계인 것과 마찬가지로 RNA 기반 백신과 항바이러스제도 그렇다는 것이다. 다만 1세대 백신의 몇 가지 문제에도 불구하고 메신저 RNA가 우리 사회로 하여금 바이러스를 다루는 근본적 방식에 변화를 주고 있다는 것이다. 치료에 관해서도 그렇다.

    이러한 추세를 감안할 때 우리는 향후 다음과 같은 예측을 내려볼 수 있다.

    첫째, 팍스로비드는 미래의 코로나 바이러스 전염병에 대한 실용적이고 비용 효율적인 치료법이 될 것이다.

    팍스로비드는 1인당 약 500 달러의 가격으로 이미 판매 중이다. 더 나아가 의료 경제학자들은 팍스로비드가 상당히 비용 효과적이라고 말한다. 팍스로비드로 인해 상당수의 사람들이 입원 치료를 받지 않는 상황이 되면 큰 사회적 비용을 절감시킬 수 있기 때문이다. 현재 코로나 바이러스로 입원하는 경우, 그 전체적 비용은 1인당 수만 달러에 이르고 있다.

    더 중요한 것은 코로나 팬데믹으로 인한 사회적 폐쇄가 일으키는 수조 달러의 혼란을 크게 예방할 수 있다는 점이다. 더 다행스러운 점은 연구 개발비가 상각되고 생산 효율성이 더 높아지고, 제약사간 경쟁이 첨예해지면, 시장 가격은 더 낮아진다는 점이다.

    둘째, 항바이러스제를 비축하면 새로운 코로나바이러스 변종과 아직 발견되지 않은 새로운 코로나바이러스에 대한 안전한 보험이 보장될 것이다.

    코로나 바이러스는 ‘더 빨리 퍼지거나’, ‘면역을 회피하거나’ 등의 돌연변이를 일으켜 과학자들을 거듭 놀라게 했다. 이것은 바이러스가 백신과 항체의 표적이 되는 세포로 들어가는 데 사용되는 ‘스파이크’ 분자를 지속적으로 변형하기 때문에 발생한 것이다.

    그러나 팍스로비드는 표적 프로테아제를 작업에 맞게 매우 미세하게 조정하기 때문에 변종 바이러스가 팍스로비드를 회피하며 진화하기란 매우 희귀한 일이다.

    셋째, 디지털 기술의 힘을 활용하면 새로운 메신저 RNA 백신, 항바이러스제 및 항암제를 발견하는 데 드는 비용과 지연을 크게 줄일 수 있을 것이다.

    이미 과학자들은 인공지능 컴퓨터에 효소를 제공하고 ‘이를 위한 약을 디자인할 것’이라는 명령을 수행하고 있다. 인공지능은 이에 대해 100개 이상의 아이디어를 제안한다. 다음 단계는 이러한 분자를 합성하는 것이며, 거기에서도 특수 컴퓨터 응용 프로그램은 가장 간단하고 신뢰할 수 있는 합성 경로를 제안하여 프로세스를 극적으로 간소화할 수 있다.

    최근까지도 각 후보 분자의 주요 특성, 즉 장에서 흡수되거나 간에서 분해되는지 여부를 확인하려면 인간에 대한 실제 초기 테스트가 필요했지만, 다행스럽게도 소위 바디온칩(body-on-chip) 기술이 이 과정을 생략하게 해주어, 약품 출시를 극적으로 가속화할 수 있다. 최종 결과는 더 넓은 범위의 질병에 대해 이러한 치료 방식을 상업적으로 실행 가능하게할 더 빠르고 저렴한 프로세스가 정립된다는 데 있다.

    넷째, 인류가 1918년과 2020년에 경험한 것과 같이, 2030년까지 팍스로비드는 큰 비용이 들고, 치명적인 팬데믹을 예방하는 바이러스 감염 치료를 위한 표준 칵테일(standard cocktail) 치료 방식에 있어 하나의 요소가 될 것이다. 칵테일 요법은 하나의 질병을 치료하거나 증상을 억제하기 위해 다양한 약을 병용하는 방법을 의미한다.

    의료 분야 정책 담당자들의 목표는 앞으로 공중 보건을 위협하는 또 다른 것이 나타날 때 이를 바로 다룰 수 있는 솔루션을 준비하는 것이다. 입니다. 이 분야의 최고 전문가들은 머지않아 모든 코로나 바이러스들이 이미 인류가 에이즈 바이러스를 통제하는 데 사용하는 ‘칵테일’ 요법과 유사한 항바이러스 약물의 조합으로 치료될 것으로 예상하고 있다.

    이들은 더 많은 약물들이 조합될수록 더 좋다고 말한다. 다중 약물 요법이 돌연변이 바이러스에 더 잘 대응하기 때문이다. 바이러스가 두 가지 약물에서 모두 탈출하는 것은 그만큼 더 어렵기 때문이다. 현재 12개 이상의 새로운 항바이러스제가 이미 개발 중에 있고, 차세대 버전은 팍스로비드보다 더 나은 효능을 보여줄 수 있다.

    다섯째, 2035년까지 의료 서비스 제공자는 생각할 수 있는 거의 모든 바이러스, 심지어 에볼라 및 인플루엔자와 같은 바이러스에도 효과가 있는 약물을 비용 효율적으로 배포할 수 있을 것이다.

    연구자들은 몇 가지 화합물들이 바이러스의 일부가 아닌 인체에 작용하여 효과를 낼 수 있다는 사실을 확인했다. 이 아이디어는 완전히 새로운 스펙트럼 방식을 이용하는 것이다.

    바디온칩과 같은 새로운 도구로 인해 이러한 방식은 성공 가능성이 점점 더 높아지고 있으며, 코로나 바이러스에 대한 경험은 다음에 다가 올 위협에 대비하기 위해 이러한 분야에 돈을 쓰는 것이 매우 가치 있는 일임을 보여주었다. 이에 미국 정부는 2021년 6월 차세대 약물에 대한 주요 검색에 30억 달러를 지출할 것이라고 발표했다. 이제 항바이러스제에 대한 관심이 높아졌다. 이러한 연구 자금의 절반은 특정 바이러스를 표적으로 하는 8∼10개의 새로운 항바이러스 연구 센터를 설립하는 데 사용될 것이다.

    Resource:
    1. MIT Technology Review. Antonio Regalado. February 4, 2022. How Pfizer made an effective anti-covid pill.

    2. MIT Technology Review. Antonio Regalado. February 5, 2021. The next act for messenger RNA could be bigger than covid vaccines.

    3. Trends. May 22, 2017. The Trends Editors. The RNA Miracle Unfolds.

    4. Trends. September 15, 2016. The Trends Editors. RNA Vaccines Destroy Cancer and Thwart Infectious Disease.