'단백질 설계도' 운반하는 mRNA…2026년 시장규모 126조
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치료제 상용화에 희망이 싹튼 것은 지질나노입자(LNP)가 개발되면서다. 기름막으로 싸인 작은 공 속에 mRNA를 넣어 세포까지 전달하게 되자 치료제 개발 연구가 봇물 터지듯 늘었다. 과학자들이 주목한 것은 암 치료제와 감염병 예방백신이다. mRNA를 이용해 암세포 표면에 많은 단백질을 만들도록 한 뒤 몸속 면역세포가 이를 학습하도록 해 실제 암세포를 죽이는 원리다.
백신도 비슷한 방식이다. 바이러스 등의 표면에 있는 특정 단백질을 mRNA로 만들어 면역세포가 적으로 인식하도록 학습시킨다.
미국 제약사 화이자와 독일 바이오엔테크, 미국 바이오 회사 모더나가 개발한 코로나19 백신은 이런 기술을 활용한 첫 결실이다. 몸속 세포의 공장 기능을 활용하기 때문에 백신 개발까지 긴 시간이 걸리지 않았다. 바이오엔테크가 코로나19 바이러스 유전 정보를 확인한 뒤 후보물질 10개를 추리는 데까지 걸린 시간은 이틀이었다.
이지현 기자 bluesky@hankyung.com
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"mRNA가 신약 판도 바꿀 것…더 값싼 혁신 항암제 만들 수 있어"
인류가 코로나19에 반격을 시작한 건 2020년 12월이다. 미국 화이자와 독일 바이오엔테크가 공동 개발한 코로나19 백신 접종이 시작되면서다. 인류를 구한 메신저 리보핵산(mRNA) 백신은 1년도 채 걸리지 않은 유례 없는 속도로 개발에 성공했다. 기존에는 없던 백신 기술이었다. 온갖 수난을 겪으면서도 좌절하지 않고 30년 넘게 연구를 계속해온 한 학자의 노력 덕분이었다. 카탈린 카리코 바이오엔테크 수석부사장(사진)이 그 주인공이다. 한국경제신문은 국내 언론으로는 처음으로 지난 24일 카리코 수석부사장과 화상 인터뷰를 했다.카리코 수석부사장은 “지금까지 성공하지 못한 후천성면역결핍증(에이즈) 백신 개발은 물론 암과 유전질환 치료도 mRNA 기술을 활용하면 가능할 수 있다”고 했다. 그는 26일 mRNA 백신을 함께 개발한 드루 와이스먼 미국 펜실베이니아대 교수와 국제백신연구소, SK바이오사이언스가 제정한 ‘제1회 박만훈상’을 받았다. “mRNA로 암·유전질환 치료 시대”mRNA는 세포가 항원 단백질을 만들 수 있도록 하는 ‘설계도’ 전달자 역할을 한다. mRNA가 전달한 설계도에 따라 만들어진 항원에 대항하도록 몸속에서는 방어 체계가 가동된다. mRNA 코로나19 백신도 이런 원리로 몸 안에서 항체를 형성시킨다.카리코 수석부사장은 mRNA 기술이 지금까지 인류가 해결하지 못한 다양한 질환을 정복하는 데 활용될 수 있을 것으로 봤다. 그는 “특정 질환의 원인이 되는 유전적 정보만 있다면 이를 RNA 치료제 개발로 연결할 수 있다”며 “겸상 적혈구 빈혈증 같은 유전 질환의 경우 척수에 mRNA를 주사하면 된다”고 했다. 아직 이렇다 할 치료제가 없는 알츠하이머 같은 퇴행성 뇌질환도 mRNA 기술로 치료가 가능할 것으로 예상했다.그가 mRNA가 다양한 분야에 쓰일 수 있다고 보는 건 기존 치료제 개발보다 장점이 명확해서다. 카리코 수석부사장은 “mRNA 기술은 단순(simple)하고, 빠른 치료제 개발이 가능하다”며 “치료하고자 하는 대상 질환만 정하면 누구나 mRNA 치료제를 만들 수 있다”고 했다. 바이러스 항원을 배양할 필요 없이 mRNA 치료물질만 제작해 넣어주면 되기 때문에 가격도 적게 든다.그는 아스트라제네카와 모더나가 mRNA 기술로 심부전 치료제 개발에 나선 사실을 언급하며 “(mRNA 치료제 개발이) 트렌드가 됐다”고 말했다. 이처럼 mRNA 활용 범위가 넓어질 것이라는 기대에 전 세계 mRNA 백신·치료제 시장이 2035년 239억달러(약 28조원)에 이를 것이라는 전망이 나온다. “값비싼 기존 백신도 mRNA 대체”카리코 수석부사장은 백신 개발 분야에서 mRNA가 두 가지 큰 변화를 가져올 것으로 예상했다. 첫 번째는 아직 개발되지 못한 감염병 백신 개발 가속화다. 그는 “mRNA를 통해 인류가 갖고 있지 못한 바이러스나 박테리아에 대항할 수 있는 백신을 개발할 수 있다”며 “대표적인 게 에이즈 백신”이라고 했다. 그는 “미국 모더나는 이미 mRNA 에이즈 백신 임상에 들어갔다”고 전했다.두 번째는 기존에 나온 백신의 대체다. 여기에는 개발 속도가 빠르고 무엇보다 비용이 적게 든다는 점이 고려됐다. 카리코 수석부사장은 “글락소스미스클라인(GSK)의 대상포진 백신 ‘싱그릭스’는 접종하는 데 약 800유로가 든다”며 mRNA 대상포진 백신은 이보다 저렴해 기존 시장의 ‘게임 체인저’가 될 것으로 예상했다. 싱그릭스는 재조합 소단위 항원 보강 재조합 백신으로, 사백신이다. “30년 연구 원동력은 긍정 마인드”코로나19 백신 개발로 카리코 수석부사장의 mRNA 연구는 비로소 빛을 봤지만 과정은 고난 그 자체였다. 동료들로부터 “mRNA 백신 개발은 비현실적”이라는 비난을 수도 없이 들어야 했다. 대학에선 연봉 삭감도 당했다. 연구 성과가 시원찮다는 이유에서였다. 설상가상으로 암까지 걸렸다. 그런 절망적 상황에서 그가 30여 년간 연구실로 향할 수 있었던 원동력은 뭘까.그는 그 힘을 ‘긍정 마인드’로 요약했다. 카리코 수석부사장은 “모든 사람은 스트레스를 받지만, 부정적 스트레스를 긍정적 스트레스로 바꾸는 법을 알아야 한다”고 했다. 부정적 스트레스는 자신을 죽이지만, 긍정적 스트레스는 발전으로 이끈다는 게 그의 생각이다. 카리코 수석부사장은 “‘왜 나에게만?(why me?)’이라는 생각보다 ‘다음은 내가 뭘 해야 하지?(what next?)’라고 생각했다”며 “이미 닥친 현실은 바꿀 순 없기 때문”이라고 했다.주변에선 자신을 불행 속에서 고군분투한다고 했지만, 정작 본인은 그렇게 생각하지 않았다고 말했다. 카리코 수석부사장은 “주변 사람들이 나를 보고 행복하지 않을 거라고 했지만, 난 진심으로 행복했다”며 “내가 처한 연구 환경이 결코 나쁘다고 생각하지 않았기 때문”이라고 강조했다.1990년대 헝가리에서 미국으로 이민을 간 덕분에 전 세계에서 가장 뛰어난 연구 결과를 직접 접할 수 있어 불행하지 않았다고 했다. 카리코 수석부사장은 “건설적이지 않은 방식으로 나를 비판하고 재단하는 사람들을 신경 쓰지 않는 법을 배웠다”고 말했다.한재영 기자 jyhan@hankyung.com
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인류 구한 '팬데믹 영웅'…연봉 깎이고 암 걸려도 mRNA 연구
코로나19로부터 세상을 구한 이민자들. 독일 바이오엔테크의 우구어 자힌 최고경영자(CEO)와 카탈린 카리코 수석부사장을 지칭하는 말이다. 세계 첫 코로나19 백신인 화이자의 코미나티는 이들의 연구 결실이다. 터키 태생인 자힌 CEO와 헝가리 태생의 카리코 수석부사장을 ‘팬데믹 영웅’으로 부르는 이유다.카리코 수석부사장은 메신저 리보핵산(mRNA) 기술을 이식한 주역이다. 1955년 헝가리 솔노크의 정육점 집 딸로 태어난 그는 유년 시절 한 번도 과학자를 만난 적이 없을 정도로 열악한 환경에서 자랐다.그가 미국행을 결심한 것은 1984년이다. 당시 정부 지원금이 바닥나자 헝가리에선 더 이상 mRNA 연구를 계속할 수 없었다. 마침 필라델피아 템플대의 박사 후 연구원 초청장을 받게 됐고 이는 카리코 수석부사장에게 ‘아메리칸 드림’ 티켓이 됐다.이듬해인 1985년 그는 편도 티켓만 들고 남편, 딸과 함께 미국을 찾았다. 헝가리 정부가 나라 밖으로 반출하도록 허용한 돈은 100달러였다. 1000달러 남짓한 도미 자금을 딸이 아끼던 테디베어의 배 속에 넣고 꿰매야 했다. 연구를 위해 낯선 땅을 찾은 이민자에게 미국은 견뎌내기 힘든 나라였다. mRNA 연구를 계속하기 위해선 수시로 대학을 옮겨야 했다. 당시 mRNA는 실현 가능성이 낮고 시장성이 떨어졌기 때문이다. 카리코 수석부사장은 수십 년간 비정규직 지위를 벗어나지 못했다. 연봉은 6만달러(약 7500만원)를 넘지 못했다. 1995년엔 암 진단까지 받았다. 하지만 그는 포기하지 않았다.그의 연구가 빛을 내기 시작한 것은 1998년 드루 와이스먼 펜실베이니아대 교수를 만나면서부터다. mRNA를 활용해 인간면역결핍바이러스(HIV) 백신을 만들겠다는 그의 계획을 들은 와이스먼 교수는 공동연구를 제안했다. 2005년 이들은 mRNA 치료제의 염증 반응을 없애는 기술 개발에 성공했다. 상용화에 한발 다가선 것이다. 이후 2011년 바이오엔테크가 그의 기술을 도입했다. 2년 뒤인 2013년 카리코 수석부사장은 바이오엔테크에 합류했다. 2020년 12월 바이오엔테크는 화이자와 손잡고 세계 첫 mRNA 백신을 출시했다. 30여 년간 이어진 그의 mRNA 연구가 상용화된 것이다.이지현 기자 bluesky@hankyung.com
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10년 전만 해도 제대혈 은행은 ‘한물간’ 사업이었다. 탯줄에 있는 혈액을 보관했다가 나중에 난치병에 걸리면 이를 활용해 치료한다는 개념은 ‘미래 의료기술’로 각광받았지만, ‘실제 치료에 쓰일 수 있느냐’는 의문이 끊이지 않았다그랬던 제대혈 은행 시장이 재조명받고 있다. 제대혈을 기반으로 한 연구개발(R&D)이 활발해지며 치료 범위도 백혈병 등 혈액질환에서 뇌 신경계질환, 희귀질환 등으로 넓어지고 있다. 쓰임새가 늘어나자 제대혈을 보관하려는 수요가 커지고 있다는 분석이다.26일 금융감독원에 따르면 메디포스트의 제대혈 은행 사업 ‘셀트리’는 지난해 258억원의 매출을 냈다. 전년보다 22.5% 늘며 두 자릿수 성장을 기록했다. 메디포스트는 이 시장에서 1위다. 2위인 차바이오텍도 지난해 매출 103억원으로 전년 대비 44.5% 늘었다.제대혈은 태아에게 산소·영양분을 공급하는 탯줄에 들어 있는 혈액이다. 특수 가공을 거쳐 냉동 보관했다가 나중에 본인 및 가족이 난치병에 걸리면 치료에 쓸 수 있다. 분만할 때만 채취할 수 있기 때문에 출생률과 비례해 시장이 커지는 게 일반적이다. 하지만 최근엔 출생률이 감소하는데도 제대혈 보관 비율이 늘고 있다. 연간 출산하는 부모 가운데 제대혈을 보관하는 비율은 2017년 5.3%에서 지난해 7.6%로 증가했다.제대혈의 활용 범위가 점차 넓어지면서 제대혈 은행 사업이 탄력을 받고 있다는 분석이다. 과거 제대혈은 조혈모세포 이식을 통한 백혈병, 다발성 골수종, 재생불량성 빈혈 등 혈액질환 치료에 주로 쓰였다. 최근엔 뇌 신경계질환, 희귀질환 등으로 치료 범위를 확대하려는 시도가 잇따르고 있다. 제대혈에는 연골, 뼈, 근육 등을 만들어내는 간엽줄기세포가 있다. 미국 듀크대는 간엽줄기세포를 활용해 자폐증, 뇌성마비 등 뇌 질환 환자를 대상으로 임상을 진행하고 있다.쓰임새가 많아지면서 제대혈을 보관하는 기간도 늘어나고 있다. 업계 관계자는 “과거 제대혈은 유아·청소년기에 발생 빈도가 높은 백혈병, 재생불량성 빈혈 등의 치료에 주로 쓰여 15년 정도만 보관했지만, 최근 제대혈 활용 범위가 늘면서 제대혈을 평생 보관하는 비율이 높아지고 있다”고 말했다. 최근엔 원더걸스 혜림, 가수 이정현 등 유명인이 자녀의 제대혈을 보관하면서 인식도 높아지고 있다. 출생률 감소에 따라 한두 명의 자녀를 집중 관리하겠다는 수요가 늘면서 제대혈을 보관하는 부모가 많아지고 있다는 설명이다. 글로벌 시장조사업체 리서치앤마켓은 세계 제대혈 은행 시장이 2026년 144억4000만달러(약 18조원)에 달할 것이란 전망을 내놨다.메디포스트는 제대혈의 활용성을 끌어올리기 위해 ‘제대혈 멀티백’을 개발했다. 제대혈을 4개 백에 나눠 보관할 수 있는 기술이다. 한 번 채취한 제대혈을 최대 네 번까지 사용할 수 있다. 회사 관계자는 “멀티백을 이용하면 제대혈을 여러 번 사용할 수 있고, 다양한 질환의 치료에 쓸 수 있기 때문에 활용성을 극대화할 수 있다”고 했다.이선아 기자 suna@hankyung.com
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