세계 최초 AI 기반 SFTS mRNA 백신 개발 추진

질병관리청, 국제백신연구소(IVI), 에스티팜, 서울대학교 등 국내 주요 연구기관이 감염병혁신연합(CEPI)과 협력해 아시아 지역에서 확산 중인 중증열성혈소판감소증후군(SFTS)에 대응하는 세계 최초 AI 기반 mRNA 백신 개발에 착수한다. 

CEPI는 이번 프로젝트에 최대 1,600만 달러(약 222억 원)를 지원하며, 한국에서 건강한 성인 대상 전임상 및 1/2상 임상시험을 진행할 예정이다.

◆아시아 확산 중인 치명적 진드기 매개 감염병

SFTS는 SFTS 바이러스에 의해 발생하며 중국, 일본, 한국, 대만, 베트남 등에서 보고되고 있다. 주로 감염된 진드기나 반려동물에 물린 뒤 발열, 혈구 감소, 구토, 설사 등의 증상이 나타난다. 

특히 고령층이 중증으로 악화될 경우 다발성 장기부전으로 사망에 이를 수 있어, 한국을 포함한 여러 국가가 SFTS 백신 개발을 국가적 우선과제로 삼고 있다.

이번 연구는 SFTS 백신 후보의 첫 인체 대상 시험으로, 백신의 안전성과 면역반응 유도 효과를 평가한다. IVI가 주도하는 임상시험의 백신 후보는 질병관리청과 서울대학교가 공동 설계하고, 에스티팜의 독자 기술인 SMARTCAP 플랫폼을 활용한다.

◆AI 기술로 백신 설계 시간 획기적 단축

미국 휴스턴 메소디스트 연구소(HMRI)는 최첨단 AI 기술로 개발을 지원한다. 기존에 수주에서 수개월 걸리던 백신 구성요소 설계를 몇 시간 만에 완료하고, 안전하고 강력한 면역반응을 유도하는 백신 설계에 기여할 예정이다.

HMRI 지미 골리하 박사는 “고도화된 AI와 계산면역학을 활용해 바이러스 유전체 정보에 기반한 백신 후보 도출 시간을 단축하고 있다”며 “안전하면서도 광범위하고 지속적인 면역반응을 유도할 수 있는 백신 구성요소를 설계하고, 이를 다른 페누이바이러스에도 신속히 적용할 수 있는 통찰을 확보하겠다”고 밝혔다.

◆신종 감염병 대응 플랫폼 구축

SFTS 바이러스는 페누이바이러스과의 대표 병원체로 선정됐다. 이번 백신 설계에 성공하면 동일 계열 페누이바이러스에 대한 백신 개발의 기반을 마련할 수 있다. 

이는 코로나19 백신 개발 시 SARS와 MERS 연구 성과를 활용한 것과 같은 접근법이다. 

연구진은 선행 연구로 핵심 과제를 사전 해결했기에 2020년 초 SARS-CoV-2 출현 시 신속한 백신 개발이 가능했다.

CEPI 리처드 해쳇 대표는 “SFTS 백신 개발로 아시아 지역 바이러스 위협에 대응하는 동시에, 다음 '미지의 감염병(Disease X)'에 대한 대응을 극적으로 가속화할 수 있는 지식을 확보하게 될 것”이라며 “향후 신종 페누이바이러스 등장 시 처음부터 백신을 설계하는 시간을 허비하지 않고, 팬데믹 초기 단계에서 확산을 막을 수 있는 기회를 갖게 된다”고 강조했다.

◆‘100일 미션’ 실현을 위한 백신 라이브러리 구축

이번 연구로 확보되는 지식은 CEPI의 ‘미지의 감염병 백신 라이브러리’에 추가될 예정이다. 

이는 다양한 바이러스 계열의 백신 데이터와 정보를 집약한 것으로, 새로운 바이러스 발생 시 신속한 대응에 활용된다. 

CEPI가 주도하고 한국을 포함한 G7·G20 회원국이 지지하는 ‘100일 미션’은 팬데믹 발생 후 100일 이내 대응 백신 개발을 목표로 한다.

임승관 질병관리청장은 “국제협력을 통한 SFTS mRNA 백신 개발로 신종감염병 대비 역량이 한층 강화될 것”이라며 “우선 순위 병원체에 대한 백신 라이브러리를 확대해 나가겠다”고 밝혔다.

◆글로벌 공정 접근 보장

컨소시엄은 CEPI의 공정 접근 정책에 따라 백신 성과에 대한 공평한 접근을 보장하기 위해 협력하고 있다. 

CEPI는 1/2상 임상시험 이후 추가 개발을 지원할 권리를 보유하며, 감염병 발병 시 임상시험용 백신 비축 물량을 확보하기로 했다. 백신 후보가 유효성을 입증할 경우 저·중소득 국가도 접근할 수 있도록 합리적인 가격으로 공급할 예정이다.

또한 백신 생산 역량을 사전 확보해 개발 성공 시 신속한 제조·공급을 가능하게 하고, SFTS 영향권 내 아시아 저·중소득 국가 현지 제조사에 기술을 이전해 현지 생산을 지원한다는 계획이다. 

임상시험 데이터는 공중보건 및 연구 공동체를 위해 오픈 액세스로 공개된다.

◆국내 연구진의 역할과 기대

IVI 제롬 김 사무총장은 “mRNA 기술, AI, 전문성을 결합해 아시아 지역 공중보건 위협에 대응하고, 향후 신종 감염병 백신 개발을 가속화할 수 있는 지식을 확보하고자 한다”며 “성공 시 이 백신이 필요로 하는 사람들과 국가에 접근할 수 있도록 하는 것이 우리의 목표”라고 밝혔다.

에스티팜 성무제 대표이사는 “SMARTCAP 및 STLNP 플랫폼과 글로벌 CDMO 역량을 바탕으로 안전하고 효율적인 SFTS 백신 후보의 개발과 생산을 뒷받침할 것”이라며 “연구개발 단계부터 상업화에 이르기까지 백신 제조 전 과정에 대한 전문성을 제공하고, 글로벌 수준의 GMP 기준과 생산 시스템을 기반으로 안정적 공급을 뒷받침하겠다”고 말했다.

서울대학교 RNA생물학연구실 정수진 수석연구원은 “독자적으로 확보한 안정화 UTR 서열을 접목해 팬데믹 대비 플랫폼으로 활용 가능한, 안정적이고 효과적인 백신을 개발하고자 한다”며 “이번 파트너십은 학계의 혁신이 전 세계 보건안보에 직접 기여할 수 있음을 보여주는 좋은 사례”라고 밝혔다.

이번 공동 파트너십은 CEPI가 국가 및 글로벌 차원의 감염병·팬데믹 대비 역량 강화를 위해 추진해 온 수천만 달러 규모 연구개발 투자의 최근 사례다. 

한국 정부는 2020년부터 CEPI와 협력해 왔으며, 최근 CEPI의 목표 달성을 지원하기 위해 추가 재정 지원을 제공했다. 이번 협력은 아시아는 물론 전 세계 보건 안전 증진에 기여하고, 미래 팬데믹에 신속히 대응할 수 있는 토대를 마련할 것으로 기대된다.

[메디컬월드뉴스]