의약품 공정 전문가가 말하는 mRNA 백신 생산 이슈

삼성바이오로직스와 모더나가 22일(한국시각 기준) 모더나 COVID-19 mRNA 백신인 'mRNA-1273'에 대한 무균충전, 라벨링, 포장 등 완제의약품(DP) 위탁생산(CMO) 계약을 체결했다. 업계에서는 향후 삼성바이오로직스 규모의 회사라면 원료의약품(DS)까지 CMO가 가능하다는 관측이 나온다.

히트뉴스는 바이오의약품 공정 설계 전문가 이기붕 바이오퍼스 글로벌 대표자문을 토대로 mRNA 의약품 백신 생산의 현 상황과 앞으로 해결해야 할 문제를 짚어봤다. 

히트뉴스는 바이오의약품 공정 설계 전문가의 자문을 토대로 mRNA 의약품 백신 생산의 현 상황과 앞으로 해결해야 할 문제를 짚어봤다.
히트뉴스는 바이오의약품 공정 설계 전문가의 자문을 토대로 mRNA 의약품 백신 생산의 현 상황과 앞으로 해결해야 할 문제를 짚어봤다.

① 최근 발표된 내용을 토대로 mRNA 백신 생산 공정 흐름도가 속속 나오고 있다. 새로운 기술이 접목된 의약품인 만큼 생산공정은 아직 완벽하지 않을 것 같다.

"mRNA 백신 생산 공정은 새로운 개념이다. mRNA 의약품은 생산 측면에서 바이오의약품과 화학의약품(small molecule)의 특성이 결합(hybridization)돼 있다. 대장균(E.coli)과 효소(enzyme)를 활용한다는 측면에서는 바이오의약품 특성을 갖고 있는 반면, 대장균 배양 과정 없이 PCR 기법 등을 활용하면 합성의약품 생산 과정과 유사한 측면도 있다.

대량생산 시 1)E.coli에 플라스미드(Plasmid)를 넣고 대량으로 배양한 후 Plasmid DNA를 분리하고 제한효소로 잘라 mRNA를 분리해 낼 수 있고 2)시험관 내(in vitro)에서 전사(transcription) 과정을 거쳐 mRNA를 합성한 뒤, DNA분해효소(Dnase) 처리하고 mRNA만 깨끗하게 분리하는 방식 등을 고려해 볼 수 있다. 소량으로 생산할 때는 2) 방법이 경제적이고, 대량으로 생산할 때는 1)의 방식이 합리적이다."

 

② 생산 측면에서 어떤 회사들이 원천 기술을 갖고 있나?

"아직 공정에 사용되는 장비나 물질 등이 명확히 발표된 상황은 아니다. mRNA 의약품을 개발했던 모더나, 화이자, 바이오엔텍, 큐어백 등이 주도하고 있다. 지질나노입자(LNP)의 경우 알뷰튜스(Arbutus)가 특허를 갖고 있고, mRNA 안정화 기술 일부는 트라이링크(TriLink)에서 갖고 있다."

 

③ 현재 화이자와 모더나가 개발한 mRNA 기반 백신의 공급이 원활해 보이지 않는다. 공정 상의 한계가 있는 것인가?

"모더나나 화이자도 대량생산은 2020년부터 처음 경험한 것이라, 아직 대량생산 측면에서 초기 단계다. 그렇다 보니 공정 부문 별로 서로다른 지역의 각기 다른 회사가 부분적으로 생산 공정을 나눠 생산하고 있다. 

이런 이유로 생산 시간 단축이 어려운 것이 현재 풀어야 할 숙제다. 이를 위해선 한 공간에  집적해서 생산하는 문제를 해결해야 한다. 또한 각 단위 공정 최적화나 기술 역시 대량 생산경험이 부족해서 앞으로 많은 발전이 필요한 부분이다. 

우리나라가 장기적으로 이런 문제에 많은 투자를 한다면 또 다른 시장창출과 경쟁력을 갖을수 있을 것이다. 삼성바이오로직스를 비롯해 정부 차원에서 이런 생산 공정을 효율화 하는 데 장기적 전략과 세부계획을 수립해야 할 것이다.

국내 바이오 공정 엔지니어링 회사도 경험에 의존하는 것이 아니라 과학적 데이터를 토대로 시뮬레이션을 하는 작업이 필요하다."

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