리포-폴리플렉스 탑재 mRNA 백신, 임상 1/2상서 델타·오미크론 변이 항체 형성률 최대 99% 달성
배경
코로나바이러스감염증-19(COVID-19) 대유행 동안 메신저리보핵산(mRNA) 백신은 신속한 개발과 강력한 면역 반응 유도로 핵심적인 역할을 수행했다. 기존에 상용화된 mRNA 백신은 대개 지질나노입자(Lipid Nanoparticle, LNP)를 전달체로 사용하지만, 초저온 유통 체계가 필수적이어서 보관과 수송 조건이 매우 까다롭다는 취약점이 존재한다. 특히 전력 공급이나 저온 저장 인프라가 미흡한 국가에서는 백신의 광범위한 보급에 큰 걸림돌이 될 수밖에 없다.
전달 시스템 자체의 한계도 극복 과제로 꼽힌다. LNP는 체내 투여 후 특정 장기에 과도하게 축적되거나 전신에 분포되어 예상치 못한 염증 반응을 유발할 우려가 제기돼 왔다. 이에 따라 생체 분배 특성을 개선하고 백신의 구조적 안정성을 보장할 대체 기술이 활발히 탐색되는 상황이다.
이러한 상황에서 리포-폴리플렉스(Lipo-Polyplex, LPP) 기술은 기존 LNP의 한계를 극복할 유망한 대안으로 조명을 받는다. LPP는 mRNA를 고분자 중합체와 결합해 핵을 형성한 뒤 지질로 둘러싸는 이중 구조를 취해 열역학적 안정성을 크게 향상시켰다. 라오스에서 진행된 이번 임상 시험은 이와 같은 고온 다습한 환경에서도 기능할 수 있는 차세대 플랫폼의 실제 안전성과 유효성을 입증하고자 설계됐다.
핵심 발견
임상 연구팀은 건강한 성인을 대상으로 LPP 기반 코로나19 mRNA 백신 후보물질인 SW-BIC-213의 안전성과 면역원성을 단계별로 평가했다. 먼저 임상 1상에서는 18세에서 60세 사이의 성인 41명을 모집해 25마이크로그램(μg) 또는 45μg의 백신을 투여하는 공개, 단일군 용량 증량 시험이 진행됐다. 이 과정에서 관찰된 모든 이상반응은 경증인 1도 또는 2도 수준에 머물러 백신의 안전성을 뒷받침한다. 1상 결과를 바탕으로 연구팀은 대상 범위를 넓혀 임상 2상을 개시했다.
참가자들은 2대 2대 1 비율로 무작위 배정되어 각각 25μg 투여군, 45μg 투여군, 위약 대조군으로 분류됐으며, 백신은 21일 간격으로 총 2회 투여됐다. 임상 2상 분석 결과 중증에 해당하는 3도 이상반응은 일시적인 발열 증상으로 극히 제한되는 양상을 보였다. 효능 측면에서도 주목할 만한 면역반응이 관찰됐다.
두 번째 백신 접종을 마친 뒤 14일이 지난 시점에서 유사바이러스 중화항체 양전율을 분석하자 야생형 바이러스의 경우 99%를 넘어섰다. 델타 변이에는 98% 이상, 오미크론 BA.1 변이에는 84%, 오미크론 BA.2 변이에는 88% 이상의 중화항체 양전율을 기록해 다양한 변이 바이러스 방어 잠재력을 확인시켜 준다. 백신을 접종한 두 군 모두에서 형성된 중화항체 역가는 위약 대조군보다 유의미하게 높아 면역력 획득 효율이 확실히 검증됐다.
의미와 전망
이번 연구는 기존 LNP 전달체의 대안으로 개발된 LPP 기술이 실제 인간 대상 임상 시험에서 타당성을 입증했다는 점에서 의미가 깊다. 그동안 생체 분배 조절과 열적 안정성 문제로 고심하던 mRNA 플랫폼 분야에 새로운 기술적 돌파구를 제시했기 때문이다. 특히 저개발 국가의 고온다습한 환경 속에서도 예방 효능을 발휘할 수 있는 차세대 백신 전달 수단을 확보했다는 사실은 향후 글로벌 보건 형평성을 제고할 계기를 마련해 준다.
다양한 변이 바이러스 표적 중화항체 형성률이 고르게 높게 나타난 결과도 고무적으로 평가받는다. 이는 LPP 플랫폼이 단순히 전달 효율을 높이는 데 그치지 않고, 체내 면역 체계를 자극해 항체를 효과적으로 형성하게 돕는 유효한 수단임을 방증한다. 향후 코로나19 외에도 독감이나 호흡기세포융합바이러스(RSV) 등 다양한 감염병 백신 개발로의 확장이 가능해질 것으로 기대된다.
다만 장기적인 안전성 프로파일 추적과 대규모 인구 집단에서의 실제 예방 효과 검증은 향후 풀어야 할 과제다. 백신 투여 후 형성된 면역 반응의 지속 기간을 파악하고, 상온 보관 시 장기적인 물리화학적 안정성을 확인하는 후속 연구가 뒤따라야 완벽한 상용화 단계에 이른다.
BACKGROUND/OBJECTIVES: Messenger RNA vaccines can induce strong immune responses, but delivery, biodistribution, and storage stability remain important considerations. We evaluated the safety and immunogenicity of SW-BIC-213, a Lipo-Polyplex (LPP)-based mRNA vaccine against SARS-CoV-2, in healthy adults in Laos. METHODS: We conducted a seamless phase 1/2 clinical trial in healthy adults. Phase 1 enrolled adults aged 18-60 years in an open-label, single-arm dose-escalation study; phase 2 enrolled adults aged ≥18 years in a randomized, double-blind, placebo-controlled study. Participants received two doses 21 days apart. The primary endpoints were safety in phase 1 and safety and immunogenicity in phase 2. RESULTS: In phase 1, 41 participants received 25 or 45 μg of SW-BIC-213. In phase 2, 480 participants were randomized in a 2:2:1 ratio to receive 25 μg, 45 μg, or placebo. All phase 1 adverse reactions were grade 1 or 2; grade 3 reactions in phase 2 were limited to transient fever. At 14 days after the second dose, pseudovirus neutralizing-antibody seroconversion exceeded 99% against wild-type virus, 98% against Delta, 84% against Omicron BA.1, and 88% against BA.2. Neutralizing-antibody titers were higher in both vaccine groups than in the placebo group ( CONCLUSIONS: Two doses of SW-BIC-213 showed an acceptable safety profile and substantial humoral immunogenicity in healthy adults aged ≥18 years.
LPP 기반 백신 기술은 보건 인프라가 취약한 개발도상국과 열대 기후 지역의 방역 체계에 실질적인 해결책을 제시한다. 기존 LNP 백신은 영하 70도에 이르는 초저온 콜드체인이 필수적이어서 전력 공급이 불안정하고 저온 저장 시설이 부족한 국가에서는 유통이 불가능에 가까웠다. 반면 구조적 안정성이 강화된 LPP 전달체는 2~8도의 일반 냉장 보관이나 상온 노출 조건에서도 안정성을 유지하므로, 라오스와 같은 국가의 도심 외곽 보건소나 도서 산간 지역까지 백신을 안전하게 수송해 공급이 가능해진다. 이는 전 세계적인 백신 보급 불균형과 면역 격차를 좁히는 결정적 시나리오다. 나아가 이 플랫폼 기술은 독감이나 뎅기열처럼 열대 지방에서 유행하는 감염병 mRNA 백신 제조에도 즉각 대입이 가능해 바이오 산업의 물류 비용을 효율화하는 이점도 제공한다.