바이오스펙테이터

바이오스펙테이터 차대근 기자

코로나 팬데믹 시대에 가장 발빠르게 대처한 회사 중 하나인 모더나(Moderna)가 코로나19 변이형 유행에 따라 기존 백신 재투여, 변이형 맞춤 백신 투여, 다가백신 투여의 3가지 서로 다른 3차 부스터 전략을 제시했다. 모더나는 개발 속도가 빠르고 교차접종이 가능한 mRNA 백신이 코로나19 변이 대비에 강점을 지닐 것이라 보고있다.

랜달 하이어(Randall Hyer) 모더나 수석 부사장은 지난 14일 열린 글로벌바이오컨퍼런스 2021(GBC2021)에서 'COVID-19 백신 개발 및 mRNA 향후 전략'이라는 주제로 발표했다. GBC2021은 13~15일 서울 그랜드 인터컨티넨탈 서울 파르나스호텔에서 개최됐으며, 코로나19로 인해 온라인으로 생중계됐다.

하이어 부사장은 확산되고 있는 코로나19 바이러스 변이형에 대응하기 위한 mRNA 플랫폼의 강점을 ▲빠른 개발 및 제조 ▲제형의 융통성 ▲교차접종의 가능성으로 꼽았다. 이런 장점을 기반으로 하이어 부사장은 현재 모더나의 변이형 대응에 대한 계획은 3차 부스터로 ▲기존 mRNA-1273 투여 ▲특정 변이형에 맞는 새로운 백신(mRNA-1273.351) 투여 ▲다양한 코로나19 변이에 대한 다가백신 투여라고 밝혔다.

모더나의 코로나19 변이형에 대한 대응 전략으로 현재 임상을 진행중이다. 모더나는 3차 부스터의 효능을 확인하기 전 먼저 'mRNA-1273'으로 2차 투여까지 받은 24명을 대상으로 2차 투여 2주후(43일차) 변이형에 대한 항체반응을 확인했다. 2차 투여까지 받은 참여자들은 4개 변이형 모두에 대한 항체반응을 보였으며, 반응은 6개월 이상 유지됐으나 43일차 이후로 감소하는 경향을 보였다.

이에 따라 모더나는 3가지 3차 부스터 전략을 세워 효능을 확인하고 있으며, 이번 발표에서 3차 부스터 임상의 일부 결과를 공개했다. 모더나는 기존 백신인 mRNA-1273 50μg 또는 베타 변이형 맞춤 백신 'mRNA-1273.351' 50μg을 3차 부스터로 각각 20명의 참여자에게 투여했다. 임상결과, mRNA-1273 투여와 mRNA-1273.351 투여 환자군 모두에서 3차 투여 전후로 유의미한 중화항체의 증가를 확인했다.

모더나는 향후 기존 mRNA-1273을 2차까지 투여받은 20명에게 mRNA-1273.351 20μg을 추가 투여한 데이터와 mRNA-1273와 mRNA-1273.351를 하나의 백신으로 만든 다가백신 'mRNA-1273.211'을 3차 부스터로 투여한 데이터도 준비중이라고 밝혔다.

모더나의 발빠른 mRNA 코로나19 백신, 임상 히스토리는?

하이어 부사장은 모더나의 코로나19 백신 개발과정을 “세계적인 기록”으로 표현했다. 지난해 1월 11일, 중국에서 코로나19 바이러스의 유전자 서열을 공유 받은지 이틀만에 모더나는 코로나19 백신 개발을 위한 시퀀스 디자인을 완료했다. 이후 42일동안 백신 후보물질의 개발과 운송을 한 뒤 21일여만에 첫 임상1상 참여자 투여를 했다. 시퀀싱에서 첫 환자 투여까지 걸린 시간은 63일이었다.

이후 5월에 임상2상 첫 참여자 투여, 7월에 임상3상을 시작 해 2개 단계의 임상을 동시에 진행했다. 임상3상의 중간 결과는 11월에 나왔으며, 그 다음달인 12월에 미국 식품의약국(FDA)의 가속승인이 나왔다. 하이어 부사장은 모더나가 코로나19 백신 개발에서 빠른 진행이 가능했던 이유를 규제당국의 협조와 함께 다양한 용량과 대상에 대한 시험을 통해 위험요소를 제거하는 디리스킹(derisking) 과정과 임상시험을 동시에 진행했기 때문이라고 설명했다.

모더나의 코로나19 백신 ‘mRNA-1273’의 전임상은 마우스와 영장류(NHP)를 대상으로 진행됐다. 모더나는 2가지 모델에서 모두 백신 투여후 CD4+T세포의 유도를 확인했으며, 호흡기를 통해 백신을 주입받은 영장류에서 호흡기 증상 악화를 발견하지 못했다.

성인을 대상으로 진행한 mRNA-1273의 임상1상에서 모더나는 2차 투여 14일후 모든 참여자들에게서 중화항체가 생성되는 것을 확인했으며, 전연령대에서 CD+4 T세포 반응을 확인했다. 이때 생성된 중화항체와 결합항체는 전연령에서 6개월 이상 지속됐다. 25μg, 100μg, 250μg 용량 중 100μg용량군이 25μg보다는 높은 역가를 보이면서도 250μg보다는 내약성이 좋았다.

모더나는 임상1상의 결과를 기반으로 용량을 50μg과 100μg으로 새롭게 설정해 임상2상을 진행했다. 임상2상 참여자들에게 측정한 결합항체와 중화항체의 기하평균 역가(geometric mean titers, GMT)는 2차 투여 후 29일차에 유의미한 증가를 보이며 43일차에 최고점을 도달해 이후 비슷한 수준으로 57일차까지 유지됐다. 50μg군과 100μg군 사이에서 중화항체는 1차 투여 후 100μg군에서 더 높은 수치를 보였으나 2차 투여후에는 차이가 줄어들었다

임상3상에는 3만420명이 참여했고, mRNA-1273군과 위약군에 1:1로 배정됐다. 임상 참여자 인종비율은 미국인의 실제 인종 비율과 유사하도록 디자인됐다. 또한 고위험군을 대상으로 안전성 확인을 하기 위해 mRNA-1273 투여군과 위약군 모두 참여자의 17%는 65세 미만 동반이환(comorbid, 2개이상의 질병 공존)을 가진 성인이었으며, 동반이환 여부와 상관없이 65세 이상 고령자는 25%였다.

코로나19에 대한 예방효율은 전체 mRNA-1273 투여군에서 94.1%로 나타났다(95% CI: 89.3~96.8%, p<0.001). 심각한 코로나19 발생에 대한 예방효율은 100%였다. 하이어 부사장은 임상결과에서 연령에 상관없이 mRNA-1273의 효능이 유사하게 높았으며, 특히 70세 이상군에서는 예방효율이 100%가 나왔다고 강조했다.

모더나는 현재 성인 참여자를 대상으로 진행한 코로나19 백신 임상의 긍정적 결과를 기반으로 연령대 확장 노력을 시도하고 있다. 현재 12세이상부터 18세 미만 참여자 3732명을 대상으로 진행하고 있는 임상2/3상을 진행중이다. 모더나는 임상에서 mRNA-1273 100μg을 투여 받은 청소년 참여자들을 대상으로 이전 임상의 18~25세 성인 참여자의 GMT와 혈청반응 결과를 비교했다. 청소년을 대상으로 mRNA-1273을 투여했을 때 젊은 성인군과 GMT 비율은 1.08로 거의 유사했으며(95% CI: 0.94~1.24), 혈청반응 비율도 0.2%로 근소했다(95% CI: -1.8~2.4). 예방효율은 93%로 나왔다. 무증상 감염자(asymptomatic infection)에 대한 예방효율은 2차 투여 후 39%, 1차투여후 60% 였으며 증상에 상관없는 감염에 대한 예방효율은 2차 투여후 70%, 1차 투여후 56%였다.

모더나는 12세 미만 소아 대상으로 다양한 용량에서 예방효율을 보는 임상2/3상도 진행중이다.

모더나의 mRNA 코로나19 백신은 면역원성을 유도할 SARS-CoV-2 바이러스의 S 단백질을 발현하는 mRNA를 지질나노입자(LNP)로 세포에 전달하는 원리다. 하이어 부사장은 mRNA 백신이 DNA에 삽입되지 않으며, 투여 후 자연적으로 분해돼 사라진다고 설명했다.