바이오헬스 기술 혁신: mRNA 치료제와 백신

건강

바이오헬스 기술 혁신: mRNA 치료제와 백신

coocuri 2025. 3. 20. 17:27

mRNA 기술 개요

mRNA(메신저 리보핵산) 기술은 세포 내 단백질 합성 과정을 이용하여 원하는 단백질을 생성하게 하는 플랫폼 기술이다. mRNA를 통해 특정 질병과 관련된 단백질이나 항원을 체내에서 직접 생성하게 하여 면역 반응을 유도하거나 치료 효과를 내는 것이 핵심이다. 기존 단백질 기반 의약품과 달리, 합성 및 생산이 빠르고 제조 과정이 표준화되기 쉬워 차세대 바이오의약품으로 각광받고 있다.

mRNA 기반 백신이 코로나19 팬데믹 대응에 결정적인 역할을 하며 기술의 가능성을 입증했고, 이를 계기로 다양한 치료제 개발로 확장되고 있다.

mRNA 백신 개발 동향

코로나19 이후의 mRNA 백신

화이자(Pfizer)-바이오엔텍(BioNTech), 모더나(Moderna)가 개발한 mRNA 백신은 높은 예방 효과와 빠른 생산 속도로 기존 백신 시장을 혁신했다. 이들은 코로나19 백신 이후 독감, RSV(호흡기세포융합바이러스), 지카 바이러스 등 다양한 감염병 백신으로 기술을 확장하고 있다.

화이자-바이오엔텍: 2024년 기준, mRNA 기반 독감 백신 임상 3상을 진행 중이며, 다가 백신(multivalent vaccine) 개발을 통해 한 번의 접종으로 다양한 바이러스를 예방할 수 있는 플랫폼을 선보이고 있다.
모더나: RSV 백신 외에도 HIV 및 말라리아 백신 개발을 가속화하고 있으며, 팬데믹 대응용 백신 플랫폼 고도화를 추진 중이다.

차세대 mRNA 백신 플랫폼

mRNA 안정성 향상과 전달 시스템 개선을 통해 기존 mRNA 백신의 한계를 극복하고 있다. LNP(지질 나노입자)를 활용한 전달 외에 고형 지질 나노입자(SLNP)나 펩타이드 기반 전달체가 연구 중이다. 냉장 보관이 가능하거나 실온 유통이 가능한 차세대 제형도 상용화를 목표로 개발되고 있다.

mRNA 치료제 개발 현황

mRNA 기술은 백신을 넘어 암, 유전 질환, 희귀 질환 치료제로 확대되고 있다. 특정 단백질이 부족하거나 기능이 저하된 질환에 대해 체내에서 직접 치료 단백질을 생성하도록 유도하는 방식이다.

암 치료제

개인 맞춤형 암 백신: 환자의 종양 유전체를 분석하여 특정 항원을 코딩한 mRNA를 주입, 면역 세포가 암세포를 인식하고 공격하게 유도하는 방식이다.
모더나와 머크(Merck): 흑색종을 대상으로 한 개인 맞춤형 mRNA 암 백신이 2상 임상에서 재발률을 44% 감소시키는 결과를 발표했으며, 2025년 이후 상용화를 목표로 하고 있다.

희귀 질환 치료제

인트레피드(Intellia Therapeutics)와 알나일람(Alnylam) 등은 유전자 결핍으로 인한 희귀 질환(예: 오르니틴 전환 효소 결핍증)에 대한 mRNA 치료제를 개발 중이다.
모더나는 자사 mRNA 기술을 기반으로 페닐케톤뇨증(PKU), 프로피오닉산혈증(PA) 등 대사성 희귀 질환 치료제 임상을 진행하고 있다.

심혈관 및 대사성 질환 치료제

mRNA 기반 치료는 혈관 재생을 촉진하거나 심근경색 이후 심장 조직 회복을 돕는 연구로 확장되고 있다.
큐어백(CureVac)과 엘란테라(Elanterna)는 LNP 개선 기술과 함께 혈관 신생 촉진용 mRNA 치료제를 개발 중이다.

기술적 도전과 과제

안정성 및 전달 시스템 개선

mRNA는 체내에서 빠르게 분해되기 때문에 안정성을 높이는 화학적 변형이 필수적이다.
전달체 기술은 주사 부위의 국소 반응이나 전신 부작용을 최소화하고, 특정 장기나 세포로의 타겟팅을 강화하는 방향으로 발전하고 있다.

면역 반응 및 안전성

지나친 면역 반응으로 인한 부작용 위험을 최소화하기 위해 mRNA 염기 서열과 전달체 조성이 조정되고 있다.
반복 투여 시 면역 내성을 피하는 전략이 연구되고 있다.

제조 및 공급망

mRNA 약물은 생산 공정이 단순하지만, 원료 공급과 GMP 공정 표준화가 상용화 확대의 핵심이다.
냉동 보관 요구사항을 개선한 실온 안정형 mRNA 제형이 공급망 부담을 줄일 솔루션으로 주목받고 있다.

향후 전망 및 시장 규모

글로벌 mRNA 치료제 및 백신 시장은 2024년 기준 250억 달러에서 2030년까지 1000억 달러를 초과할 것으로 예상된다. 감염병 예방에서 항암, 희귀 질환 치료까지 적용 분야가 넓어지면서 성장 잠재력이 크다.

mRNA 백신: 2026년까지 독감, RSV, HIV 등 감염병 백신 중심으로 상용화 확대.
mRNA 치료제: 2027년 이후 맞춤형 항암 백신과 희귀 질환 치료제가 상용화되며 본격적인 시장 확대.

한국 기업도 삼성바이오로직스, SK바이오사이언스가 글로벌 CMO와 협업하여 mRNA 백신 및 치료제 위탁생산 확대를 계획하고 있다.

결론

mRNA 기술은 바이오헬스 산업의 패러다임을 바꾸는 핵심 기술로 자리 잡았다. 빠른 개발 속도와 플랫폼 확장성으로 인해 감염병 대응뿐 아니라 만성질환, 암, 희귀 질환 치료로 그 범위가 확대되고 있다. 향후 mRNA 치료제와 백신은 정밀 의료의 핵심 축으로 자리잡아, 바이오헬스 산업 전반에 걸쳐 혁신을 주도할 것으로 전망된다.