신.변종 감염병 대응 백신 개발을 위한 데이터기반 분석 연구

mirian.kisti.re.kr 손은수

신·변종 감염병 대응 백신 개발을 위한 데이터기반 분석 연구

KISTI

No. of Publications (except COVID-19) No. of Publications (COVID-19)

Publication Year

1,000 25,000

15,000

5,000 20,000

10,000 COVID-19

Ebola SARS Flu pandemic MERS Zika 900 800 700 600 500 400 300 200 100

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 0

SARS (2003)

Ebola (2014)

MERS (2012)

COVID-19 (2019) Flu pandemic

(2009)

Zika (2015)

2004. 1. 1. 2009. 7. 1. 2015. 1. 1. 2020. 7. 1.

COVID-19 Zika Flu pandemic MERS Ebola

CHAPTER 01 신·변종 감염병 대응 백신 개발기술의 현주소

• 신·변종 감염병의 확산 추세와 분석 배경

• 신종 및 재출현 감염병 개요

• 신종 바이러스 감염병 발생현황과 글로벌 대응전략

• 신종감염병 대응 정책동향 및 분석대상 신종감염병의 선정

CHAPTER 02 데이터 기반 신종감염병 대응 백신의 연구개발 동향

• 신종감염병 대응 백신 개발 필요성 및 분석 배경

• 분석의 범위와 방법

• 신종감염병 대응 백신의 연구개발 동향 및 글로벌 수준 분석

CHAPTER 03 데이터 기반 신종감염병 대응 백신의 펀딩 동향

• 신종감염병 대응 글로벌 펀딩 현황

• 분석의 범위와 방법

• 신종감염병 대응 백신의 데이터 기반 글로벌 펀딩 분석

CHAPTER 04 KISTI Data Insight

CONTENTS

2022. 11. 30.

mirian.kisti.re.kr

신·변종 감염병 대응 백신 개발을 위한 데이터기반 분석 연구

손은수

신·변종 감염병 대응 백신 개발을 위한 데이터기반 분석 연구

2022. 11. 30.

제 21 ^호

Highlights

•

코로나19 팬데믹이 가져온 글로벌 위기상황에서 신종감염병에 대항할 미래 백신개발이 중요함에 따라 근세기 인류를 크게 위협하고 있는 신종감염병 및 병원체의 현황을 살펴보고, 75만여 건의 학술문헌 및 7만여 건의 펀딩 데이터로부터 주목해야 할 6종의 신종감염병(코로나19, 에볼라, 사스, 신종플루, 메르스, 지카)에 대응할 백신의 연구개발 현황과 글로벌 투자 동향을 분석

•

코로나19를 포함한 신종감염병 백신분야가 일반 백신에 비해 mRNA 백신 플랫폼과 같이 제조기술이 다양화, 첨단화 되는 경향을 보임. 구글트렌드와 학술문헌 데이터 분석을 통해 감염병 유행과 이에 대처하는 백신 연구활동 간의 상관관계를 확인

•

신종감염병 대응 백신의 연구개발 지형도는 감염병의 예방과 치료에서 방역에 이르기까지 백신과 관련된 첨단 과학기술의 다양한 연구주제를 포함함. ①mRNA 백신 등의 유효성과 안전성 연구, ②면역치료와 나노기술 적용 연구,

③신약재창출(Drug repurposing) 및 면역정보학(Immunoinformatic) 연구, ④코로나19 백신 접종 영향 연구, ⑤AI기반 방역기술과 공중보건 연구

•

신종감염병 대응 백신에 대한 우리나라의 글로벌 연구 수준은 연구활동력이 강한 미국, 영국, 인도, 중국 등에 비해 뒤처진 세계 16∼17위. 개별적으로는 메르스, 신종플루 등 당시 유행 감염병에 따른 후속 대응성 연구경향을 보이며, 서브유닛(재조합단백질) 백신, 면역진단 및 천연물 혹은 인공지능 활용연구, 방역기술 분야가 상대적으로 강한 편.

논문품질지수로 나타난 연구개발 경쟁력의 질적 성과도 낮게 나타남.

•

지리적 특성이 강하게 반영되는 신종감염병의 특성상 관련 백신연구에 대한 우리나라의 학술문헌데이터 분석기반 글로벌 연구수준이나 기술경쟁력이 일반백신에 비해 더 낮게 평가되는 경향이 있음을 감안하더라도 신종감염병 방역기술의 중요성을 볼 때 연구개발 경쟁력을 보다 강화할 필요성 시사

•

신종감염병 대응 백신연구의 글로벌 펀딩 분석에서는 코로나19가 2,372건으로 거의 절반을 차지, 지원금 면에서도 약 80억 달러로 70%에 달해 21세기 글로벌 최대 보건이슈인 코로나19 극복을 위한 집중 지원상황을 알 수 있음. 과제수나 지원금 모두 미국, 영국의 순으로 많게 나타나며, 관련 데이터가 없는 우리나라를 제외하고 캐나다, 독일, 일본 등 선진 과학기술국의 경제적 연구지원 현황이 파악됨.

•

글로벌 백신연구를 위한 자금공여 국가나 기관은 감염병 발생국 및 대상 감염병에 따른 특성과 차이를 보였으며, 미국 국립보건원(NIH) 산하기관들, 미국 국립알레르기·감염병연구소(NIAID), 미국국립의학도서관(NLM)의 지원활동이 활발함. 유럽연합 이외에도 독일, 영국, 캐나다, 일본 정부부처 및 연구기관, 코로나19와 신종플루 대응 백신연구에서는 빌앤멜린다게이츠재단(미국), 웰컴트러스트(영국) 등의 대형 자선기부 및 연구지원 재단의 지원 규모 또한 큰 것으로 나타남.

•

신종감염병 대응 백신의 기술경쟁력의 확보는 백신안보와 백신주권에 직결되는 중요한 과제임에도 우리나라는 글로벌 기술과 펀딩 분석결과에서도 알 수 있듯이 선진 과학기술국에 비해 크게 뒤처져 있는 바, 미국과 영국에 이어 코로나19 백신과 치료제 모두를 자체보유한 세계 세 번째 국가로서의 기술 강점과 잠재력을 충분히 살려 신·변종 감염병에 조기 대응가능한 백신개발 기술경쟁력 확보를 위해, 연구개발 우선순위의 선택과 집중에 근거한 전폭적이고도 체계적인 투자와 정책 지원이 절실함을 시사

신·변종 감염병 대응 백신 개발기술의 현주소

2019년 12월 첫 발병 이래 3년이 다 되어가도록 인류를 공포와 절망에 빠뜨렸던 코로 나19 대유행(COVID-19 Pandemic)은 아직도 끝을 보이지 않은 채, 인류는 끝나지 않은 이 감염병과의 전쟁을 지금도 이어가고 있는 상황

- 진단기술과 치료제, 백신 등 감염병에 대처하기 위한 과학기술의 큰 진보에도 불구하고 각종 감염

병, 특히 신종 및 재출현 감염병은 역사가 시작된 이래 지속적으로 인류를 위협하고 있음.

- 아래 신종 및 재출현 감염병의 타임라인에서도 보듯이 2000년대 들어서도 뎅기(Dengue)에서

최근 코로나19에 이르기까지 다종다양한 신종 및 재출현 감염병이 등장하였고, 그때마다 인류는 감염병 통제를 위한 다각적 방식을 강구

현재 인류가 겪고 있는 코로나19 팬데믹 이외에도 최근 인구밀도 등 인구통계학적 변 화, 교통수단을 활용한 세계여행 및 무역의 확산 등 장거리의 이동, 기후변화, 환경오 염, 미생물 적응 및 변화, 약제내성 등의 생물학적, 사회적 및 환경적 원인들로 신종 및 재출현 감염병이 증가 추세

- 코로나19의 경우 2019년 12월 중국에서 첫 발생 후 2020년 3월말까지 전 세계 대부분의 국가

로 확산되었으며(2020년 3월 11일 팬데믹 선언), 2022년 7월말 기준 전세계 5억7천만여명의 누적감염자, 638만여명의 사망자를 야기하며, 현재도 진행형인 글로벌 위기를 초래

0 1

CHAPTER

현재진행형인 코로나19 팬데믹, 신종감염병 대항을 위한 인류보건의 역사

신·변종 감염병의 확산 추세와 분석 배경

<그림 1>

신종 및 재출현 바이러스 감염병의 타임라인 (Trovato, M. et al., 2020)

코로나19가 확산된 지 3년차인 2022년 7월 현재, 알파, 베타, 감마 변이에 이어 우세 종으로 자리잡은 델타랑 오미크론 변이에 이르기까지 코로나19 변이바이러스로 인한 감염확산이 멈추지 않고 있어, 감염전문가 대부분은 코로나19에 대한 완전종식을 불 가능한 것으로 판단해 일상과 함께 하는 ‘위드 코로나’, 향후 독감과 같은 수준의 풍토 병(엔데믹)으로 진행될 것으로 전망

- 코로나19가 진행되고 있는 와중에도 최근(2022.07.24.) 세계보건기구(WHO)는 70여개국에 서 발병해 빠른 확산세를 보이는 원숭이두창에 대해 국제공중보건비상사태(PHEIC)를 선언해 질병억제를 위한 연구와 자금지원, 국제보건 조치 등을 강력하게 추진할 수 있게 하는 등 신·변 종 감염병 위기가 상존하고 있음.

본 보고서는 코로나19 팬데믹으로 신종 및 재출현 감염병에 대한 위기의식 고조와 이 에 대응하기 위한 백신 기술개발에 대한 높은 지식수요에 부응해 학술문헌 및 펀딩 데 이터로부터 신·변종 감염병 대응 백신의 개발 및 연구개발 투자 동향을 분석하여 관련 기술개발의 현주소를 파악하고 미래 기술개발의 전략자료로 활용하기 위함.

<그림 2>

전 세계 코로나19 확진자 발생 현황(’22.07.29 기준)

출처: WHO Coronavirus(COVID-19) Dashboard(https://covid19.who.int)

<그림 3>

전세계 신종 및 재출현 감염병 사례(Catharine I.

Paules et al., 2017)

- <표 1>은 NIAID의 신종감염병 분류 기준을 나타낸 것임.

신종감염병(Emerging infectious disease: EID)은 인구적으로나 지리적 범주에서 발견된 적이 없는 새로운 병원체에 의해 발병하는 감염병을 말하며, 재출현감염병(Re-emerging infectious disease; REID)은 새로운 지역에서 출현한 기존 병원체에 의한 감염병 혹은 이 미 통제되었지만 높은 발병율로 다시 발병한 감염병을 말함(Jennifer, 2016).

- 신종감염병의 개념은 1992년 미국의학한림원(Institute of Medicine, IOM) 보고서에서 처음 정의됨

(Institute of Medicine, 1992). 신종감염병은 최근 20년 동안 발생이 증가했거나 가까운 미래에 발 생이 증가하여 위협이 될 수 있는 감염병으로, 1)새로운 병원체의 확인, 2)사람에게 이미 존재했지만 발견되지 않은 감염병의 인지, 3)역학적 특성에 영향을 미치는 환경변화의 세가지 요인에 의해 발생

- 세계보건기구(WHO)에 따르면, 신종감염병은 인구 내에서 처음으로 발생했거나 이전에 존재했

지만 감염자수 또는 새로운 지리적 영역 측면에서 빠르게 확산되는 질병으로 정의됨. 지카(Zika), 니파(Nipah), 조류인플루엔자(Avian Influenza, H5N1) 등을 포함한 이들 질병은 주로 인수공통 전염병임¹⁾.

- 재출현감염병은 ‘대폭적인 감소 이후에 발생하는 질병으로서, 통제되고 있던 질병에 대한 공중보

건 조치의 붕괴나 새로운 변종의 출현으로 인한 것일 수 있다’고 정의하고 있음.

- 미국 국립알레르기·감염병연구소(NIAID)에 따르면, 신종감염병은 이전에 알려지지 않은 새로운

질병이거나, 이미 알려져 있지만 지난 20년간 발병률 또는 지리적 범위가 급격히 증가하였거나 NIAID의 범주 A, B, C에 속한 최우선 병원체(priority pathogens)에 의한 감염병으로 정의됨^{2) 3)}. NIAID 산하에 연구조직인 신종감염병연구센터(Centers for Research in Emerging Infectious Diseases, CREID)를 운영 중임.

- 미국 질병통제예방센터(CDC)에서도 신종감염병은 인구에서 새롭게 인식되거나 혹은 과거에 존재

했지만 발병률이나 지리적 범위가 급격히 증가하는 전염병을 말하고 있음. 즉, 기존 병원체의 변화나 진화로 인한 새로운 감염, 또는 새로운 지역이나 개체군으로 전파되어 발생하는 기존의 감염병, 기존 약제에서 나타나는 항생제 내성이나 공중보건의 붕괴 등 생태학적 변화로 과거에 인지하지 못하였으 나 새로이 발견된 감염병을 포함한 포괄적인 개념을 지님⁴⁾. CDC 산하조직으로 국립신종동물감염병 센터(National Center for Emerging and Zoonotic Infectious Diseases, NCEZID)를 운영 중임.

세계 신종감염병 대응 연구의 최선봉에 서있는 미국 국립알레르기·감염병연구소(NIAID)는 병원체 우선순위 목록을 주기적으로 검토하고, 미국내 신종 병원체 위협 대응 책임기관인 질병통제예방센터(CDC)와 위협평가를 담당하는 국토안보부(Department of Homeland Security)를 비롯한 연방 파트너의 조정작업을 통해 신종감염병을 통제 관리함.

새로운 병원체에 의한 감염병, 신종감염병의 정의와 분류기준

신종 및 재출현 감염병 개요

1) World Health Organization. Regional Office for South-East Asia (2014) . A brief guide to emerging infectious diseases and zoonoses. WHO Regional Office for South-East Asia. https://apps.who.int/iris/handle/10665/204722

2) Johns Hopkins Medicine. What are Emerging Infectious Diseases? https://www.hopkinsmedicine.org/health/conditions-and- diseases/emerging-infectious-diseases

3) https://www.niaid.nih.gov/research/biodefense-emerging-infectious-diseases, https://www.niaid.nih.gov/research/emerging- infectious-diseases-pathogens

4) Centers for Disease Control and Prevention (CDC). National Center for Emerging and Zoonotic Infectious Diseases (NCEZID) NCEZID CD. 2017. https://www.cdc.gov/ncezid/index.html.

<표 1>

미국 NIAID의 신종 감염병/병원체

Category A: 국가안보 및 공중보건에 큰 위험을 초래할 수 있는 유기체/생물학적 매개인자의 병원체 - 사람에서 사람으로 쉽게 전파되거나 전염될 수 있음

- 사망률이 높고 공중보건에 중대한 영향을 미칠 가능성이 있음 - 대공황 및 사회적 혼란을 일으킬 수 있음

- 공중보건 대비를 위한 특별조치 필요

· Bacillus anthracis (anthrax)

· Clostridium botulinum toxin (botulism)

· Yersinia pestis (plague)

· Variola major (smallpox) and other related pox viruses

· Francisella tularensis (tularemia)

· Viral hemorrhagic fevers - Arenaviruses

· Junin, Machupo, Guanarito, Chapare (new in fiscal year (FY14), Lassa, Lujo (new in FY14) - Bunyaviruses

· Hantaviruses causing Hanta Pulmonary syndrome, Rift Valley Fever, Crimean Congo Hemorrhagic Fever - Flaviviruses

· Dengue - Filoviruses

· Ebola and Marburg viruses

Category B: 두 번째로 우선순위가 높은 유기체/생물학적 인자의 병원체 - 비교적 전파되기 쉬움

- 중등도의 이환율 및 낮은 치명률

- 진단능력 및 질병감시 강화를 위한 특정 조치 필요

· Burkholderia pseudomallei (melioidosis)

· Coxiella burnetii (Q fever)

· Brucella species (brucellosis)

· Burkholderia mallei (glanders)

· Chlamydia psittaci (Psittacosis)

· Ricin toxin (Ricinus communis)

· Epsilon toxin (Clostridium perfringens)

· Staphylococcus enterotoxin B (SEB)

· Typhus fever (Rickettsia prowazekii)

· Food- and waterborne pathogens - Bacteria

· Diarrheagenic E.coli

· Pathogenic Vibrios

· Shigella species

· Salmonella

· Listeria monocytogenes

· Campylobacter jejuni

· Yersinia enterocolitica - Viruses

· Caliciviruses

· Hepatitis A - Protozoa

· Cryptosporidium parvum

· Cyclospora cayatanensis

· Giardia lamblia

· Entamoeba histolytica

· Toxoplasma gondii

· Naegleria fowleri (new in FY14)

· Balamuthia mandrillaris (new in FY14) - Fungi

· Microsporidia

· Mosquito-borne viruses - West Nile virus (WNV) - LaCrosse encephalitis (LACV) - California encephalitis

- Venezuelan equine encephalitis (VEE) - Eastern equine encephalitis (EEE) - Western equine encephalitis (WEE) - Japanese encephalitis virus (JE) - St. Louis encephalitis virus (SLEV) - Yellow fever virus (YFV) - Chikungunya virus - Zika virus

우리나라의 경우, 1957년 「전염병예방법」이 시행된 이래 신종전염병의 출현과 전염 병 발생양상의 변화에 대응하기 위해 법정전염병을 제1군~제4군 전염병으로 나누는 군(群)별 분류체계가 정립되어 오다가 2020년 1월 1일부터 감염병 신속대응을 위해 86종의 법정 감염병 분류체계가 심각도, 전파력, 격리수준, 신고시기 등을 고려해 군 (群)에서 급(級)체계로 개편됨.

코로나19를 포함하여 치명률이나 전파가능성이 높은 신·변종 감염병은 1급이나 2급 감염병에 해당하는 경우가 대부분이며, 전수 감시체계로 신속한 신고와 철저한 격리체 계 관리를 필요로 함.

Category C: 세 번째로 우선순위가 높은 유기체/생물학적 인자의 병원체로 다음의 이유로 미래에 집단감염으로 이어질 수 있음

- 유용성, 발생과 전파 용이성, 높은 이환율과 치명률 및 주요 건강영향의 가능성

· Nipah and Hendra viruses

· Additional hantaviruses

· Tickborne hemorrhagic fever viruses - Bunyaviruses

· Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome virus (SFTSV), Heartland virus - Flaviviruses

· Omsk Hemorrhagic Fever virus, Alkhurma virus, Kyasanur Forest virus

· Tickborne encephalitis complex flaviviruses - Tickborne encephalitis viruses - European subtype - Far Eastern subtype - Siberian subtype - Powassan/Deer Tick virus

· Tuberculosis, including drug-resistant TB

· Influenza virus

· Other Rickettsias

· Rabies virus

· Prions

· Coccidioides spp.

· Severe acute respiratory syndrome associated coronavirus (SARS-CoV), MERS-CoV, and other highly pathogenic human coronaviruses (new in FY14)

· Antimicrobial resistance, excluding research on sexually transmitted organisms, unless the resistance is newly emerging*

- Research on mechanisms of antimicrobial resistance

- Studies of the emergence and/or spread of antimicrobial resistance genes within pathogen populations - Studies of the emergence and/or spread of antimicrobial-resistant pathogens in human populations - Research on therapeutic approaches that target resistance mechanisms

- Modification of existing antimicrobials to overcome emergent resistance

* Excluded Research (Sexually Transmitted Organisms) - Bacterial vaginosis, Chlamydia trachomatis, cytomegalovirus, Granuloma inguinale, Hemophilus ducreyi, hepatitis B virus, hepatitis C virus, herpes simplex virus, human immunodeficiency virus, human papillomavirus,Treponema pallidum, Trichomonas vaginalis

· Antimicrobial research, as related to engineered threats and naturally occurring drug-resistant pathogens, focused on development of broad-spectrum antimicrobials

추가 신종감염병 Acanthamebiasis Anaplasmosis (new in FY14) Australian bat lyssavirus Babesia, atypical Bartonella henselae BK virus (new in FY14) Bordetella pertussis (new in FY15) Borrelia mayonii (new in FY18) Borrelia miyamotoi (new in FY14) Ehrlichiosis

Enterovirus 68 (new in FY15) Enterovirus 71

Hepatitis C (new in FY14) Hepatitis E (new in FY14) Human herpesvirus 6 Human herpesvirus 8 JC virus (new in FY14) Leptospirosis (new in FY14) Mucormycosis (new in FY14) Poliovirus (new in FY15) Rubeola (measles) (new in FY14) Streptococcus, Group A

출처: National Institute of Allergy and Infectious Diseases(NIAID), https://www.niaid.nih.gov/research/

emerging-infectious-diseases-pathogens (2018.07.26.) 주: *HIV/AIDS 제외

주: 코로나19는 1급 감염병인 신종감염병증후군으로 지정되었다가(2020.01.08.), 이후 1급에서 2급으로 하향 조정 (2022.04.25.)

출처: 질병관리청, 「감염병예방및관리에관한법률」 (제2조제3호). 2020년 1월 1일 시행

<표 2>

국내 법정감염병 분류 및 종류 ^{구분 제1급 감염병}_(17종) ^{제2급 감염병}_(20종) ^{제3급 감염병}_(26종) ^{제4급 감염병}_(23종)

유형

생물테러감염병 또는 치명률이 높거나 집단발생의 우려가 커서

발생 또는 유행 즉시 신고하고 음압격리가

필요한 감염병

전파가능성을 고려하여 발생 또는 유행시 24시간

이내에 신고하고 격리가 필요한 감염병

발생 또는 유행 시 24시간 이내에 신고하고 발생을 계속 감시할 필요가 있는

감염병

제1급-제3급 감염병 외에 유행 여부를 조사하기 위해 표본감시 활동이

필요한 감염병

종류

가. 에볼라바이러스병 나. 마버그열 다. 라씨열

라. 크리미안콩고출혈열 마. 남아메리카출혈열 바. 리프트밸리열 사. 두창 아. 페스트 자. 탄저 차. 보툴리눔독소증 카. 야토병 타. 신종감염병증후군 파. 중증급성호흡기증후군 (SARS)

하. 중동호흡기증후군 (MERS) 거. 동물인플루엔자 인체감염증 너. 신종인플루엔자 더. 디프테리아

* 코로나19 가. 결핵 나. 수두 다. 홍역 라. 콜레라 마. 장티푸스 바. 파라티푸스 사. 세균성이질 아. 장출혈성대장균감염증 자. A형간염

차. 백일해 카. 유행성이하선염 타. 풍진 파. 폴리오 하. 수막구균 감염증 거. b형헤모필루스 인플루엔자 너. 폐렴구균 감염증 더. 한센병 러. 성홍열 머. 반코마이신내성 황색포도알균(VRSA) 감염증

버. 카바페넴내성 장내세균속균종(CRE) 감염증

가. 파상풍 나. B형간염 다. 일본뇌염 라. C형간염 마. 말라리아 바. 레지오넬라증 사. 비브리오패혈증 아. 발진티푸스 자. 발진열 차. 쯔쯔가무시증 카. 렙토스피라증 타. 브루셀라증 파. 공수병 하. 신증후군출혈열 거. 후천성면역결핍증 (AIDS)

너. 크로이츠펠트-야콥병 (CJD) 및 변종 크로이츠 펠트-야콥병(vCJD) 더. 황열

러. 뎅기열 머. 큐열 버. 웨스트나일열 서. 라임병 어. 진드기매개뇌염 저. 유비저 처. 치쿤구니야열 커. 중증열성혈소판 감소증후군(SFTS) 터. 지카바이러스 감염증

가. 인플루엔자 나. 매독 다. 회충증 라. 편충증 마. 요충증 바. 간흡충증 사. 폐흡충증 아. 장흡충증 자. 수족구병 차. 임질

카. 클라미디어감염증 타. 연성하감 파. 성기단순포진 하. 첨규콘딜롬 거. 반코마이신내성 장알균(VRE) 감염증 너. 메타실린내성 황색포도알균(MRSA) 감염증

더. 다제내성녹농균 (MRPA) 감염증 러. 다제내성아시네토박터 바우마니균(MRAB) 감염증

머. 장관감염증 버. 급성호흡기감염증 서. 해외유입기생충감염증 어. 엔테로바이러스감염증 저. 사람유두종바이러스 감염증

감시 전수 전수 전수 표본

- 2022년 현재도 진행 중인 코로나19를 비롯해 사스, 신종플루, 에볼라바이러스, 메르스 등 최근 20년간 출현한 신종 바이러스만 30여종에 달함. 이러한 신종감염병의 출현은 전세계적으로 대규 모의 사망자와 감염자를 발생시키며, 정상적인 사회 기능을 저해하고 막대한 사회적, 경제적 손실 을 초래(정대균, 2020)

코로나19 팬데믹 이후 감염병 발생은 글로벌 안보 이슈로 확실하게 인식되면서 주요 선진국들을 중심으로 관련 연구개발 투자가 지속적으로 확대되고, 정책적으로도 인수 공통전염병의 위협에 효율적으로 대처하기 위한 통합적 접근을 통해 신종전염병 대응 관리체계를 마련하려는 움직임이 활발함.

- 2000년 이후 국제수역사무국(OIE)과 세계보건기구(WHO) 및 세계 각국에서는 ‘환경-동물-인

간’이 하나라는 개념으로 감염병 연구가 이루어져야 한다는 ‘원헬스(One Health)’ 개념을 강조하 고 있음(John H Amuasi et al., 2020).

- 최근 발생하는 사람 감염병의 75% 이상이 약 250종에 달하는 인수공통감염병에 해당할 만큼 인

수공통감염병의 관리가 중요함을 강조

- 인체 관련 감염병 뿐만 아니라 동물과 환경을 동시에 감시연구(surveillance) 하여 발생 예측을 통

해 선제적으로 감염병을 제어할 수 있는 연구와 정책 방향을 제시

세계보건기구와 같은 국제기구를 비롯해 세계 각국 관련 단체에서는 신·변종 감염병 이나 항생제 내성균 등 국가간 경계를 넘나드는 감염병의 출현과 확산을 방지하고자 대응체계 마련과 글로벌 협력 네트워크 체계를 강화하고 있음.

- 보건·위생 분야의 국제적인 협력을 위해 설립된 UN 체제 하의 세계보건기구(WHO), 미국 질병

통제관리센터(CDC), 유럽연합 질병통제관리센터(ECDC) 등 전 세계 감염병 대응을 선도하는 주 요 국가 및 국제기구는 신종감염병 등 미래에 공중보건상 위협이 되거나 사회적 영향력이 큰 감염 병의 우선순위를 선정하고, 이에 대한 대책을 수립해 운영 중임.

플랫폼 백신의 개발 등 감염병 대응을 위한 첨단 과학기술의 고도한 발전에도 불구하 고 급속한 도시화 및 산업화의 진전, 기후변화, 인구, 특히 노령인구·만성질환자·면역 저하자의 증가, 산림의 개발, 여행 증가, 인적 및 물적 자원의 국제교류 증가, 육식 대량 소비에 따른 대량의 밀집 가축 사육 증가, 열대/아열대 조류와 파충류, 포유류의 밀수 등 다양한 생태적, 환경적, 사회적 요인들로 지구촌에서 기존에 없던 감염병의 발생 혹 은 기존 감염병의 변종이 지속적으로 발생

- <표 3>은 1918년 발생한 스페인 독감에서 최근 인류가 겪고 있는 코로나19에 이르기까지 지난

역사에서 인간에게 큰 영향을 미친 주요 신종 바이러스 감염병을 정리한 것임.

신종감염병의 발생 역사, 인수공통감염병 대응 위한 인류의 통합적 접근전략

신종 바이러스 감염병 발생 현황과 글로벌 대응 전략

*CFR(치명률, case-fatality rate)

<표 3>

1900-2020년 발생 주요 신종 바이러스 감염병 (Excler, J. L. et al., 2021)

첫 발생연도 감염병명 치사정보 비고

1918 ‘Spanish influenza’ 약 5천만명~1억명 1918: H1N1; 기타 팬데믹 1957-1958(H2N2),

1968(H3N2), 2009(H1N1) 1931 Rift Valley Fever 대략 CFR<1%; 출혈열 경우

~50%

감염된 동물 및 모기유래 혈액이나 장기와 접촉감염; 수차례 발생(1977, 1997-1998, 2000-2016)

1937 West Nile fever CFR ~5% 모기유래; 전세계 발생(가장 최근 1999-2010,

미국) 1967 Marburg

hemorrhagic fever ~470; very high CFR(24-88%, WHO)

아프리카 녹색 원숭이와 접촉감염; 1969-2018 아프리카에서 다수 발생

1969 Lassa fever 매년 5,000명 정도 사망; CFR

1-2%; 나이지리안 CFR 25%

설치류나 감염된 음식과 접촉감염; 대부분 서아프리카(나이지리아 2018)

1969 Acute hemorrhagic

conjunctivitis 드묾 1969년에 최초 확인; 1981년에 팬데믹; 전세계

빈발 1976-2020 Ebola hemorrhagic

fever >15,000; CFR 75%

1976년에 최초 확인; 2013-2016년 서아프리카, 2018년 콩고민주공화국, 2020년에 서아프리카 및 중앙아프리카에서 발생

1981 HIV/AIDS ~3700만명 팬데믹 진행중

1996 Avian flu high CFR(60%) 가금류로부터 H5N1 및 H7N9; 전세계 수차례

발생; 가장 최근 2018년 중국

1999 Nipah fever <1,000?; 매우 높은 CFR 말레이시아, 싱가포르, 방글라데시, 인도에서

발생

2002 SARS 813; CFR~10% 포함 - 팬데믹으로 가지 않음 2009 H1N1; H7N9 ‘swine

flu’ 284,000; CFR 2.9-9.1% 팬데믹

2012 MERS 935; CFR 34.4% 2012-2019년 주로 병발; 진행중(낙타, 인간);

27개국, 대부분은 중동국에서 검출

2014 Chikungunya 드묾 모기유래

2015 Zika 미상 모기유래

2019-진행중 COVID-19(SARS-

CoV-2) >230만명; CFR 2-10%; 고령자

및 기저질환자에서 높음

팬데믹- 동물감염(animal-to-animal), 인수공통감염(animal-to-human), 인간감염(human-to-human)

<표 4>

2000년 이후 감염병 발생 현황

발생연도 감염병 종류 피해내용

2003 중증호흡기증후군(SARS) ^● 29개국 발생 ^● 8,098명 감염 ^● 774명 사망 2009 신종 인플루엔자(H1N1) ^● 전세계적 발생 ^● 13만명 이상 감염 ^● 18,239명 사망 2013 조류 인플루엔자(H7N9) ^● 중국 발생 ^● 571명 감염 ^● 212명 사망

2014 에볼라 바이러스 ^● 아프리카 발생 ^● 24,509명 감염 ^● 10,096명 사망 2015 중동호흡기증후군(MERS) ^● 중동·북아프리카 12개국 발생 ^● 1,040명 감염 ^● 383명 사망 2016 지카 바이러스 ^● 중남미지역 포함 총43개국 발생 ^● WHO의 ‘국제보건 위기상황’ 유지 중 2019 신종코로나바이러스 ^● 218개국 발생 ·5억6천여 명 감염 ^● 636만 여명 사망

(2022.07.19.기준). 지속적으로 발생 중

출처: 정대균 (2020), 바이러스 감염병 현황 및 글로벌 동향, BioINpro, 생명공학정책연구센터. 일부 내용 업데이트

분석대상 신종감염병 선정 위한 글로벌

우선순위 감염병/병원체 선정연구 동향파악

신종감염병 대응 정책동향과 분석대상 신종감염병의 선정

국내는 2015년 국가방역체계 개편⁵⁾ 이후, 현재진행형인 코로나19 팬데믹에 맞서 2020년 질병관리청 승격 및 관련 방역조직체제 개편, 국가감염병병원 설립 추진 등 국 가 감염병 대응체계를 전면 개혁해 추진 중임.

- 2015년에는 신·변종 감염병의 유입 차단, 조기 종식, 피해 최소화를 위한 국가방역체계 기반을

마련. 2020년 코로나19 유행 시 피해를 최소화한 방역체계를 바탕으로 검사·확진, 역학·추적, 격 리·치료 등 감염병 대응 전 과정에 걸친 절차와 기법 등을 K-방역모델(K-quarantine)⁶⁾로 체계화

- 감염병 기술개발을 위해 2012년 ‘국가 감염병 위기대응 기술개발 추진전략(안)’ 발표를 시작으로

감염병 확산에 미칠 위기상황에 대비해 선제적 R&D 투자를 비롯한 범국가적 전략을 3차에 걸쳐 지속적으로 수립⁷⁾

- 2016년에 식품의약품안전처 주관으로 실시된 고려대학교 산학협력단의 ‘신종 감염병 대비 미

래대응 안전관리 전략 기획연구’에서는 WHO에서 제시한 8대 치명적인 바이러스들 중 감염자 발생이 빈번하고 쉽게 확산될 수 있는 치명적 바이러스로 에볼라(Ebola), 메르스(MERS), 니파 (Nipah) 바이러스, 그리고 국내 유입 및 전파가 가능하리라고 예측되는 모기 매개 바이러스인 뎅 기(Dengue), 지카(Zika), 치쿤군야(Chikungunya) 바이러스를 추가한 6대 바이러스를 대상으로 연구과제를 수행한 바 있음(식품의약품안전처, 2016).

신종감염병으로 국한하지 않고 인류가 미래 팬데믹 가능성이 있는 주목해야 할 감염병 으로 GAVI(세계백신면역연합)가 선정한 10종의 감염병은 아래와 같음⁸⁾.

^● Ebola

^● Marburg Virus Disease ^● Lassa Fever

^● MERS-CoV (Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus) ^● SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome)

^● Nipah ^● Zika

^● Crimean-Congo Haemorrhagic Fever ^● Rift Valley Fever

^● Monkeypox

또 다른 글로벌 감염병 현황에 관한 연구로, 네이처 인덱스⁹⁾ 등을 활용해 감염병 관련 연구나 연구자금 조달, 건강에 미치는 영향, 연구 관심도 등을 파악한 연구 보고가 있 음(Nature, 2021).

- 네이처 인덱스 기준, 학술문헌에서 가장 많은 비중을 차지하는 감염병은 HIV/AIDS로 전체의

15.7%를 차지하며(2015~20년 기준), 코로나바이러스, 인플루엔자, 말라리아, 결핵, 살모넬라 증, 지카바이러스, 유행성출혈열, 콜레라, 뎅기열의 순으로 상위 10개의 감염병이 분석됨.

- 세계보건기구는 ‘WHO R&D Blueprint(2015)’를 발표하면서 감염병에 대한 신속한 대응체계 마

련과 R&D 활성화를 위해 로드맵을 수립하고 규제 및 정책 재정비를 추진한 바 있음. 이 때 전략 수립의 선행작업으로 병원체 우선순위 선정, 연구 우선순위 도출, 이해관계자 종합조정, 대비대응 에 대한 평가, 혁신적 투자방안 개발을 진행

- 2015년에 8종의 바이러스, 즉 크리미안콩고출혈열(Crimean-Congo hemorrhagic fever),

에볼라(Ebola), 마버그(Marburg), 라사열(Lassa fever), 메르스(MERS), 사스(SARS), 니파 (Nipah), 리프트밸리열(Rift Valley fever) 바이러스를 치명적인 바이러스로 지정하고, 매년 감염 상황 등을 전세계적으로 모니터링함(<그림 4> 참조).

^● 병원체 우선순위 선정기준은 ①사람 간 전파력(32%), ②백신이나 치료제 등 대처방안 유무

(21.9%), ③질병의 중증도, 치사율(14.7%), ④사람, 동물간 인터페이스, 스필오버가능성 (9.4%), ⑤기타 영향을 줄 수 있는 요인(9.4%), ⑥유행지역의 공중보건 수준(6.1%), ⑦사회적 파급력(4.2%), ⑧병원체의 진화가능성(2.3%)

- 이후로도 2018년 전략대비계획인 ‘WHO R&D Blueprint(2018)’, 2020년에는 코로나19에 특

화한 ‘WHO R&D Blueprint(2020)’ 등을 발표하면서 인류를 크게 위협하는 신종바이러스 감염 병의 출현과 감염상황 등을 모니터링하고 대응전략을 수립

- ‘WHO R&D Blueprint(2018)’에서는 크리미안콩고출혈열, 에볼라, 마버그, 라사열, 메르스, 사

스, 니파/헤니파, 리프트밸리열, 지카 바이러스와 함께 가상의 바이러스로 인한 미래의 예측하지 못한 신종 질병인 ‘질병 X(Disease X)도 포함(Massinissa S. M., 2018)

- GloPID-R(Global Research Collaboration for Infectious Diseases Preparedness)은 G7 국 가를 중심으로 시작된 글로벌 감염병 연구 이니셔티브로 WHO와 각국의 연구펀딩기관들이 참여 하는 글로벌 컨소시엄으로 팬데믹 가능성이 높은 감염병 발생 시 국제협력을 통한 감염병 대응 연 구를 진행. WHO의 R&D Blueprint와 협력하여 감염병 R&D 대응을 위한 기술적 가이드라인을 제시하고, 데이터 공유, 임상시험 네트워킹, 규제기관과의 협력을 주도하는 다양한 워킹그룹을 운 영. UKCDR(UK Collaborative on Development Research)과 함께 글로벌 코로나19 관련 연 구자금의 매핑과 분석을 ‘COVID Tracker’를 통해 제공 중임.

<그림 4>

세계보건기구 선정 글로벌 우선순위 병원체

출처: An R&D Blueprint for Action to Prevent Epidemics. Plan of Action. May 2016. WHO

5) 국무조정실, 보건복지부, 질병관리본부(2015). ‘신종감염병 대응 24시간 긴급상황실 설치 등 국가방역체계 개편’. 2015.08.31.

6) 산업통상자원부, 보건복지부, 식품의약품안전처 (2020). ‘코로나19 막는 든든한 방패 K-방역모델, 전세계와 공유한다’. 2020.04.27.

7) 관계부처 합동(2012). 「제1차 국가 감염병 위기대응 기술개발 추진전략(안)(2012~2016)」

관계부처 합동(2016). 「제2차 국가 감염병 위기대응 기술개발 추진전략(안)(2017~2021)」

관계부처 합동(2021). 「제3차 국가 감염병 위기대응 기술개발 추진전략(안)(2022~2026)」

8) https://www.gavi.org/vaccineswork/10-infectious-diseases-could-be-next-pandemic 9) 네이처에서 선별한 82개의 우수 자연과학 저널의 논문을 자체 분석한 지표

- 다른 지표인 Digital Science사의 데이터베이스인 Dimensions¹⁰⁾을 활용한 분석에서는 코로나 바이러스가 21.2%로 높게 나타남.

이상과 같이 신종감염병 예방 및 퇴치를 위한 대응 전략 및 정책을 선도하는 주요국가 및 국제기구들의 감염병 병원체 우선순위 선정 활동과 국내외 선행연구들의 검토를 통 해 30여 종이 넘는 신종감염병 중에서 본 분석연구의 목적에 부합하는 6종의 신종감 염병을 분석대상으로 선정

- <표 5>는 주목할 만한 신종 및 재출현 바이러스 감염병을 정리한 것으로(Wang, W. H., et al.,

2021, Chattu, V.K., 2020), 음영처리된 6종의 신종감염병을 대상으로 신·변종 감염병 대응 백 신개발을 위한 데이터기반 분석연구를 시행함.

<그림 5>

Nature Index 기준, 연구문헌 비중이 높은 상위 10개 감염병

출처: Nature (2021.10.28.) Measuring the burden. vol.598. s18-s20

10) 학술검색플랫폼(https://digital-science.com/). Dimensions는 2021년 기준 글로벌 학술데이터 1.14억 건, 펀딩데이터 5.6백만 건, 특허데이터 5.5천만 건에 대한 분석플랫폼 운영

11) Wang, W. H., Thitithanyanont, A., Urbina, A. N., & Wang, S. F. (2021). Emerging and Re-Emerging Diseases. Pathogens (Basel, Switzerland), 10(7), 827. https://doi.org/10.3390/pathogens10070827

12) Chattu, V.K., Yaya, S. Emerging infectious diseases and outbreaks: implications for women’s reproductive health and rights in resource-poor settings. Reprod Health 17, 43 (2020). https://doi.org/10.1186/s12978-020-0899-y

*음영처리된 6종의 신종감염병이 분석대상임.

감염병명 첫

발생시기 병원체

신종 (Emerging)/

재출현 (Reemerging)¹¹⁾

첫감염경로 WHO 대응¹²⁾

Marburg

hemorrhagic fever 1967 Marburg virus 재출현 인수공통감염

Lassa fever 1969 Lassa virus 재출현 인수공통감염

Ebola

hemorrhagic fever 1976-2020 Ebola virus 재출현 인수공통감염

2014.08.08.

국제공중보건 비상사태 (PHEIC) 선언

HIV/AIDS 1981

Highly pathogenic

avian flu 1996 H5N1, H7N9

influenza virus 신종 인수공통감염

Nipah fever 1999 Nipah virus 신종 인수공통감염

Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS)

2002 SARS-CoV-1 신종

호흡기 (person-to-

person)

WHO와 115개 국가보건기관으로 구성된 GOARN(Global Outbreak Alert and Response Network)이 조정

2009 Pandemic influenza (H1N1;

H7N9 ‘swine flu’)

2009

Swine- origin H1N1 influenza virus

신종

호흡기 (person-to-

person)

2009.04.25.

국제공중보건비상사태 (PHEIC) 선포;

2009.07.01. 팬데믹 선언;

2010.08.10. 포스트팬데믹 선언

Middle East Respiratory Syndrome (MERS)

2012 MERS-CoV 신종 인수공통감염

Chikungunya 2014

Zika fever 2015 Zika virus 재출현 벡터유래

2016.02.08.

국제공중보건 비상사태(PHEIC) 선언

COVID-19 2019-

진행중 SARS-CoV-2 신종

호흡기 (person-to-

person)

2020.01.30.

국제공중보건 비상사태 (PHEIC) 선언;

2020.03.11. 팬데믹 선언

<표 5>

주목할 만한 신종 및 재출현 바이러스 감염병

최근 mRNA 백신, DNA 백신, 재조합벡터 백신, 단백질기반 백신 등 신종감염병 출현 에 대응할 다양한 백신 플랫폼이 개발되고 있음. 현재 개발 중이거나 개발중단된 신종 바이러스 감염병 백신의 몇가지 사례를 <표 7>에 나타냄.

데이터 기반 신종감염병 대응 백신의 연구개발 동향

백신은 감염병 유행을 통제하는데 가장 효과적이고 확실한 방법

- 코로나19 팬데믹의 교훈에서도 얻듯이 백신 사용이 빠를수록 감염병 통제도 빨라져 신·변종 병원

체의 위협에 대응하려면 백신의 개발과 접종이 필수적임.

- 백신의 예방효과에 미치는 요인은 매우 다양하나, 전세계적인 관심과 접종 이력을 보인 코로나19

백신의 경우 감염, 위중증, 사망 예방효과에 관한 다수의 연구결과가 존재(N. Andrews, et al., 2022; Jia Kim et al., 2022)

백신 개발 타이밍의 필요성

- 감염병 방어를 위한 백신의 개발은 가장 효율적인 방법이긴 하나 기존의 전통적인 연구개발과정

을 따를 경우 5~10년의 장기간이 소요되므로 실제 신종감염병 출현 시 적절히 활용되기 힘듦.

주요 백신의 개발주기는 <표 6>과 같음(Y. Bai et al., 2021).

- 2002년 사스(SARS-CoV) 유행은 소수의 감염과 사망에도 불구하고 높은 치명률과 전파력으

로 세계적 혼란을 야기했는데, 백신 연구가 시작되면서 전염병이 끝이 나는 바람에 백신 연구와 투자가 일찍 중단됨.

- <그림 7>의 에볼라와 코로나19의 비교사례에서도 보듯이 유행기간과 백신 개발 타임라인은 중

요. 2014년 에볼라 유행 당시 개발을 시작한 백신의 경우 2016년 종식 선언 이후 2019년에야 개발이 완료된 것에 비해 코로나19의 경우 바이러스 서열이 밝혀지고 백신 효능시험이 진행되 기까지 300일이 채 걸리지 않음(Excler, J. L. et al., 2021).

0 2

CHAPTER

가장 효율적인 방역 수단, 백신의 개발 필요성과 타이밍의 중요성, 플랫폼 개발 현황과 정보공유활동

신종감염병 대응 백신 개발 필요성 및 분석 배경

<표 6>

여러 가지 백신의 개발 주기 (Y. Bai et al., 2021)

백 신 주기(년)

COVID-19 백신 0.75

EV71 불활성화 바이러스 백신 8

홍역백신 10

B형간염백신 >10

최초 인플루엔자 백신 14

불활성화 소아마비 백신 >40

에볼라백신 >40

<그림 6>

연대별 백신 개발 소요기간의 변화 (Mariagrazia Pizza et al., 2021)

<그림 7>

에볼라와 코로나19의 유행 기간과 백신 개발 타임라인 비교 (Excler, J. L. et al., 2021)

*PHEIC: 국제공중보건비상사태

현재 인류 최대의 글로벌 보건이슈인 코로나19를 퇴치하기 위한 노력의 일환으로 관 련 국제기구들은 코로나19 백신의 개발 현황에 관한 최신 정보를 제공하여 연구자들 과 공유함으로써 백신 개발을 가속화하고자 하는 움직임이 활발함.

- 개발도상국의 백신 지원을 위해 설립된 국제기구인 GAVI(세계백신면역연합)의 자료에 따르면, 2022년 1월 현재, 23개의 코로나19 백신이 사용되고 있으며, 137개가 임상시험, 194개의 후 보물질이 전임상시험 중임. 홍콩의 생명공학회사인 DreamTec Research Limited가 개발한 최초의 세균벡터(bacterial vector) 백신으로 경구용 백신도 개발 중임.

- WHO에서도 ‘COVID-19 vaccine tracker and landscape’라는 웹 현황판을 통해 코로나19 백신의 R&D 동향을 상시 모니터링하여 최신 정보를 제공하고 있음(<그림 8>).

- 분석대상인 신종감염병 대응 백신 중 특히 주목할 만한 것으로, 코로나19 백신에 관한 글로벌 승

인내역과 국내 임상시험단계 현황을 백신 플랫폼 정보와 함께 <표 8> 및 <표 9>에 나타내었음.

백신 플랫폼 기타 조건 대응 감염병 개발 중 또는

개발중단* 현황 장단점

약독화 생백신 인플루엔자;

황열; 소아마비

COVID-19;

RVF(인수공통사용);

라싸열; 치쿤군야

위험 바이러스를 다루므로 생물안전 3등급 제조설비 필요

불활성화 백신

면역증강제 (adjuvant) 유/무

인플루엔자;

소아마비;

COVID-19

사스*; 지카;

RVF(동물용);

치쿤군야

위험 바이러스를 다루므로 바이오안전성 레벨3 제조설비 필요; 면역증강제 필요;

교차접종(HPB) 가능

DNA 백신

전기천공법 (Electroporation);

면역증강제

사스*; 메르스; 지카;

라싸열; COVID-19

면역원성 약함; 전기천공장치 필요; 배포 사용 어려움;

교차접종(HPB) 가능

mRNA 백신 COVID-19 라싸열; 질병

X(disease X)

신종감염 바이러스에 적용 용이; 교차접종(HPB) 가능;

제한된 자원환경에서 대규모 사용에는 비현실적인 초저온 콜드체인

재조합벡터백신 복제불능(Nonreplicating)

● Ad5 COVID-19

Ad5에 대한 선재 면역성(preexisting immunity)

● ChAd3 에볼라

세포주 생성 (cell-line-produced);

5~6개월 내 신종바이러스에 적용; 교차접종(HPB) 가능

● ChAdOx1 COVID-19

메르스; RVF;

라싸열; 니파; 지카;

치군군야

● Ad26 에볼라;

COVID-19 약독화

● MVA 에볼라 메르스

● VSV 에볼라 COVID-19*;

라싸열; 니파

● 홍역(Measles)

메르스; 라싸열;

니파; 치쿤군야;

COVID-19*

단백질 기반 백신

● 바이러스 유사 입자(Virus-like particle)

면역증강제 필요 COVID-19 COVID-19

새로운 방식에 적용기간 소요;

신종 바이러스; 면역증강제 필요; 교차접종(HPB) 가능

● 단량체(monomer);

이량체(dimer);

삼량체(trimer)

면역증강제 필요 COVID-19; RFV;

니파

● 분자클램프

(molecular clamp) 면역증강제 필요 인플루엔자; 메르스;

COVID-19*

<표 7>

신종 바이러스 감염병 대응 백신 플랫폼의 개발 사례 (Excler, J. L. et al., 2021)

*백신 개발 중단

<그림 8>

개발 중인 코로나19 백신 현황 알림판

출처: (상) GAVI (2022.01.12.), https://www.gavi.org/vaccineswork/covid-19-vaccine-race

(하) WHO (2022.07.19.), https://www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-covid-19- candidate-vaccines

<표 8>

사용승인 코로나19 백신 현황 (2021년 10월 기준, 일부 업데이트)

기업명(국가) 플랫폼 승인국가 수 비고

모더나(미국) mRNA 76 WHO 긴급사용승인

화이자(미국)/바이오앤텍(독일) mRNA 103 WHO 긴급사용승인

아스트라제네카/옥스포드대학(영국) 바이러스전달체 124 WHO 긴급사용승인

얀센(미국) 바이러스전달체 75 WHO 긴급사용승인

인도혈청연구소(인도) 바이러스전달체 46 WHO 긴급사용승인

시노백(중국) 불활성화 42 WHO 긴급사용승인

시노팜-베이징(중국) 불활성화 68 WHO 긴급사용승인

시노팜-우한(중국) 불활성화 2

캔시노(중국) 바이러스전달체 9

가말레야 연구소(러시아) 바이러스전달체(2종) 73/19 스푸트니크V/스푸트니크라이트

바라트바이오테크(인도) 불활성화 9 WHO 긴급사용승인

안휘 지페이 롱콤 바이오(중국) 합성항원 3

FBRI(러시아) 합성항원 2

다케다(모더나제형)(일본) mRNA 1

CIGB(쿠바) 합성항원 4

RIBSP(카자흐스탄) 불활성화 2

노바백스(미국) 합성항원 1

추마코프연방과학연구소(러시아) 불활성화 1

메디겐(대만) 합성항원 1

Shifa Pharmed(이란) 불활성화 1

민하이 바이오텍(중국) 불활성화 1

Vaxine(이란) 합성항원 1

Zydus Cadila(인도) DNA 1

SK바이오사이언스(한국) 합성항원 1 ^● 국내품목허가(2022.06.29.)

● WHO 긴급사용목록(EUL) 등재신청

*출처: 특허청 (2021) mRNA 백신 특허분석 보고서

분석 데이터 및 활용 데이터베이스

학술문헌 및 펀딩 데이터로부터 신종감염병 대응 백신 연구개발 및 이를 위한 투자 동향 을 파악하기 위해 SCOPUS at KISTI¹³⁾로부터는 문헌데이터를, Dimensions로부터는 펀딩데이터를 질문식(query) 기반의 검색전략을 통해 수집함.

검색 키워드 및 검색식

- 신종감염병의 개념 정립과 선행 연구, 법정감염병의 분류체계를 고려하여 앞서 언급한 바와 같 이 아래 6종의 신종감염병을 분석대상으로 선정함.

<표 9>

국내 임상승인/허가된 코로나19 백신현황 (2022년 7월 기준, 국내개발 한정)

임상시험/

허가 단계 업체명 제품/품목명 승인/허가일 비고

1상

에스티팜(주) STP2104주 2022-03-24 mRNA백신

㈜셀리드 AdCLD-CoV19/AdCLD-CoV19-1 2021-07-23 바이러스벡터백신

㈜큐라티스 QTP104 2021-07-19 mRNA백신

SK바이오사이언스(주) NBP2001 2020-11-23 재조합단백질백신

HK이노엔(주) IN-B009주 2001-07-22 재조합단백질백신

㈜제넥신 GX-19/GX-19N 2021-01-29 DNA백신

1/2상

SK바이오사이언스(주) GBP510 2021-01-26 재조합단백질 나노입자백신

SK바이오사이언스(주) GBP510 2020-12-31

재조합단백질 나노입자백신.

면역증강제 이용

㈜유바이오로직스 유코백-19(EuCorVac-19) 2021-01-20 재조합단백질백신

1/2a상

아이진(주) EG-COVID 2021-08-31 mRNA백신

진원생명과학(주) GLS-5310 2020-12-04 DNA백신

2b상 ㈜셀리드 AdCLD-CoV19/AdCLD-CoV19-1 2022-01-27 바이러스벡터백신

3상

㈜유바이오로직스 유코백-19(EuCorVac-19) 2022-01-28 재조합단백질백신 SK바이오사이언스(주) GBP510 2021-08-10 재조합단백질

나노입자백신

품목허가

SK바이오사이언스(주) 뉴백소비드프리필드시린지 2022-01-12 재조합단백질백신 SK바이오사이언스(주) 스카이코비원멀티주 2022-06-29 재조합단백질백신

*출처: 의약품안전나라, https://nedrug.mfds.go.kr/index. 저자 정리

주요 신종감염병 6종 백신의 학술문헌 데이터 수집과 분석 전략

분석의 범위와 방법

13) Elsevier사의 전세계 학술논문 데이터베이스인 SCOPUS를 한국과학기술정보연구원(KISTI)이 최적화하여 구축해 놓은 것으로, 현재 전 세계 2만8천여 종의 등재학술지, 6천여만 건의 글로벌 학술논문이 수록되어 있음.

※ 분석대상 신종감염병 (6종)

▲ 에볼라(Ebola) ▲ 사스(SARS) ▲ 신종플루(Flu pandemic 2009, H1N1, Swine flu) ▲ 메르스(MERS) ▲ 지카(Zika) ▲ 코로나19(Covid-19)

- 분석대상 6종의 신종감염병에 관한 검색어는 Dimensions 데이터베이스의 검색어(search

strings)를 참조(【부록1】)

기술분류와 검색전략

- 데이터 기반 신종감염병 대응 백신 개발동향 분석을 위한 검색전략을 수립하기 위해서는 백신 자체의 기술적 유형분류와 백신의 적용 대상이 되는 질환(감염병)의 분류라는 2가지 타입의 분 류체계가 요구됨.

- 백신의 플랫폼 기술은 약독화 백신, 불활성화 백신, 바이러스벡터 백신, 서브유닛(합성항원) 백 신, 접합백신 등이 있으며, 이들 백신 플랫폼 기술유형을 도식화(<그림 9>)와 함께 유형별 기술 적용 사례를 <표 10>에 나타냄.

- 본 분석에서는 신종감염병 대응 백신의 적용대상이 되는 Covid-19를 포함한 6종의 신종감염 병과 약독화 생백신, 핵산백신 등 백신제조에 따른 기술적 유형분류를 이용함.

▲ 백신의 기술유형(플랫폼) 분류: 약독화 백신, 불활성화 백신, 서브유닛(합성항원)백신, 접합백신, 바이러스벡터백신, 핵산백신

▲ 백신의 적용대상 감염병: COVID-19 포함 신종감염병 6종

- 백신 플랫폼 분석을 위해서는 ‘백신’ 관련 공통 검색어와 ‘백신 유형’에 따른 개별 검색어를, 신 종감염병에 따른 펀딩 분석을 위해서는 ‘백신’ 관련 공통 검색어와 ‘신종감염병’에 따른 개별 검 색어를 ‘연산자 AND’를 이용하여 조합하는 방식을 취하였으며, 상세한 검색식과 검색결과는

【부록2】 및 【부록3】참조

백신의 기술유형(기술적 플랫폼) (Excler, J. L. et al., 2021)

- 약독화 백신(Live-attenuated vaccine) 및 불활성화 백신(Whole inactivation vaccine): 약 독화 백신과 불활성화 백신은 병원체 자체를 사용하므로 목표 병원체마다 제조공정이 다름.

SARS-CoV-2, 폴리오바이러스 등의 경우 생물안전 3단계 시설을 필요로 하므로 대규모 생산 단계에 걸림돌이 있음.

- 재조합 단백질(Recombinant protein) 백신: 주로 면역증강제(adjuvant)와 함께 배합하여 사용 하게 제작됨. 같은 병원체에 대해서도 매우 다양하게 디자인 될 수 있지만 개발에 너무 오랜 시 간이 소요된다는 단점이 있음.

- 재조합 바이러스성 벡터(Recombinant viral vector) 백신: 머크사의 에볼라백신(ERVEBO)이 개발에 성공하여 신종감염병에 대해 매력적인 플랫폼이 됨. -70℃에 저장해야 한다는 점이 아 직 걸림돌로 남아있음.

- RNA 백신 및 DNA 백신: 화이자, 모더나의 코로나19 백신이 mRNA 기술로 개발됨. 두 백신 모

두 안전하고 효율이 높아 미국 FDA로부터 긴급사용승인(EUA; Emergency Use Authorization) 을, 유럽의약품청(EMA)으로부터 조건부 판매허가를 받음. 이들 사례는 다른 신종감염병에 대항 할 백신 개발에 있어 혁신적이고 고무적인 일이긴 하나 대규모 배치 및 그 효과에 대한 연구는 여 전히 부족한 상황임. DNA 백신의 경우 임상시험에서 면역원성과 안전성을 보였음에도 불구하고 수의학적 사용허가를 받은 몇가지를 제외하곤 사람을 대상으로는 아직 허가받은 것이 없음.

<그림 9>

백신 제조 플랫폼의 도식화 (Trovato, M. et al., 2020)

<표 10>

백신의 유형

(Pollard et al., 2021)

백신 유형 기술적용 사례 도입연도

Live attenuated (weakened or inactivated)

Measles, mumps, rubella, yellow fever, influenza, oral polio, typhoid, Japanese

encephalitis, rotavirus, BCG, varicella zoster 1798 (smallpox) Killed whole organism Whole-cell pertussis, polio, influenza,

Japanese encephalitis, hepatitis A, rabies 1896 (typhoid)

Toxoid Diphtheria, tetanus 1923 (diphtheria)

Subunit - Purified protein - Recombinant protein - Polysaccharide - Peptide

Pertussis, influenza, hepatitis B, meningococcal, pneumococcal, typhoid,

hepatitis A 1970 (anthrax)

Virus-like particle Human papillomavirus 1986 (hepatitis B)

Outer membrane

vesicle Group B meningococcal 1987 (group B

meningococcal) Protein-polysaccharide

conjugate Haemophilus influenzae type B,

pneumococcal, meningococcal, typhoid 1987 (H. influenzae type b)

Viral vectored Ebola 2019 (Ebola)

Nucleic acid vaccine - DNA vaccine

- RNA vaccine SARS-CoV-2 2020 (SARS-CoV-2)

Bacterial vectored 실험중 -

Antigen-presenting

cell 실험중 -

*음영처리된 6종의 백신플랫폼이 분석대상임.