백신을 생산하는 방법

안녕하세요?

이래저래 세상에는 '예방접종'이 증장한 이후로 전염병이 많이 사라지기는 했습니다. 그런데 이런 '예방접종'이 가능해진 것은 바로 '백신(Vaccine)'이 있기 때문인데, 우리에게 백신을 만드는 방법은 생소하고 잘 알려지지 않았습니다. 그런데 과학동아 2017년 7월호에 간략하게나마 이 백신 생산의 방법이 소개되어 있기 때문에 이번 포스팅에서 이를 다루고자 합니다.

1)유정란 배양

간단하게 설명을 하자면, 바이러스의 약독화-독성을 약하게 한다는데, 과학동아에 싣려 있는 기사에 의하면 얼마나 긴 시간동안 해야 하는지는 모르지만, 바이러스를 숙주가 아닌 '세포'에서만 배양하거나 25℃의 낮은 온도에서만 배양하면 바이러스가 숙주의 몸에서 살아가는 능력을 잃어버린다고 합니다. 이게 바로 약독화라고 합니다.  

위 그림에서 묘사되고 있는 것처럼, 바이러스를 약독화 시킨다음, 유정란, 무정란이 아니라 유정란에만 바이러스를 감염시키면, 약독화된 바이러스는 유정란 안에서 증식을 합니다. 그 다음에 이 바이러스만 유정란에서 추출한 다음, 백신으로 사용하면 됩니다. 이와 같은 방법이 주로 사용되는 이유는 역시 백신의 생산에 들어가는 비용이 가장 값싸다는 것이 이유입니다.

하지만 조류독감(AI)발병시 백신의 생산이 어렵고, 생산까지 걸리는 시간이 6개월이상으로 과학동아 2017년 7월호의 기사에서 소개된 방법중 가장 오래 걸린다는 것이 단점입니다. 더불어서 달걀 알레르기가 있는 사람은 이 방법으로 생산된 백신을 맞을 수 없다고 합니다.

2) 세포배양

두번째 방법은 세포배양을 사용하는 방법입니다. 이 방법은 간단하게 소개하자면, 위 그림에서 묘사가 된 것처럼 멀쩡한 바이러스를 포유류의 세포에 감염시켜서 만드는 방법입니다. 첫 단계로 멀쩡한 바이러스는 포유류 세포에 감염된 다음, 증식을 하게 되는데, 이 증식된 바이러스를 따로 분리해서 화학적인 방법을 사용해서 바이러스를 산산조각 낸다고 합니다.

백신이라는 것은 신기하게도, 면역기억 반응을 일으키기 위해서는 바이러스가 전부 필요하지 않고, 일부만 가지고서도 면역 반응을 일으킬 수 있다고 합니다. 그래서 과학동아에 소개가 된 세포배양 방법은 그냥 주사를 하기에는 멀쩡한 바이러스가 위험하기 때문에, 화학약품을 써서 바이러스를 산산조각 낸 다음에, 바이러스의 파편들을 백신으로 사용하는 방법이라고 합니다.

세포 배양을 사용하는 경우에는 백신의 생산 비용이 가장 많이 든다는 단점이 있으나, 백신이 생삿되기까지 4~6주만의 시간이 걸리며, 달걀 알레르기가 있는 사람도 위와 같은 방식으로 만들어진 백신을 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 거기다가 과학동아에서 소개된 방식들 중에서 가장 빨리 백신을 생산을 한다는 장점 때문에, 질병 유행시 가장 빠르게 대처할 수 있다고 합니다.

3) 유전자 재조합 항원 생산

세번째 방법은 먼저 '배큘로 바이러스(Baculovirus)'에 대해서 간략하게 나마 설명을 드려야 겠습니다. 먼저 배큘로 바이러스는 나비의 애벌레가 감염되는 바이러스 입니다. 이 바이러스 안에 위 그림에서 묘사된 것처럼 백신을 만들고자 하는 바이러스의 유전자 정보를 집어넣은 다음, 곤충의 세포-주로 나비류 애벌레의 세포에 감염시킵니다.

그러면 감염이 된 곤충세포는 계속해서 백신을 만들고자 하는 바이러스의 항원을 만들어서 분비를 하게 되는데, 이 항원은 간단하게 말하면 우리몸의 면역세포에 걸리는 바이러스의 겉 껍질의 일부분입니다. 이렇게 항원이라고 불리는 바이러스의 겉 껍질 일부분을 배큘로 바이러스에 감염된 곤충세포는 대량으로 생산하게 되는데, 이 항원을 다 모은 다음에 백신으로 사용을 하게 됩니다.

과학동아의 기사에 따르면, 이 방법은 백신이 생산되기까지 6주 이하의 시간이 걸린다고 합니다. 2번째로 언급된 세포배양 방법도 그러하고, 기존에 많이 사용이 되는 유정란을 이용한 배양법이 6개월 이상 걸리는 것에 비한다면 매우 놀라운 생산 속도가 아닐 수 없습니다.

물론 비용이 많이 든다는 단점이 있지만, 생산까지 걸리는 시간이 짧아서 전염병에 대응하기 좋다는 이유로 점차 세포배양이나 유전자 재조합 방법으로 백신의 생산이 대체되고 있다고 합니다.