화이자, 모더나(mRNA) 백신 부작용 증가시키는 원인

최근 화이자, 모더나 코로나 백신을 맞는 사람이 많다.
필자는 제약회사 연구직으로 mRNA-lipid nanaoparticle 기술을 이용한

화이자 백신과 모더나 백신에 관한 내용과 부작용 관련 개인적인 견해를 알리고자 한다.

우선 mRNA가 무엇인가?

작년부터 이슈가 되면서 많이 들어봤겠지만 정확하게 머리에 들어오진 않았을 것이다.
우선 많이 들어본 DNA부터 siRNA 등 비슷한 명칭이 많기 때문이다.
중요한 건 아니지만 한번 확인해보면,

출처: sumitomo chemical

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현재 화이자, 모더나 백신은 mRNA가 주성분으로,
mRNA가 바이러스의 스파이크 단백질을 잡는 단백질을 만들게 지시를 전달해주고 나면 체내에서는 분해되어 없어진다. 일반적으로 mRNA를 그냥 우리 몸속에 주사하면 금방 분해되어 충분한 효과를 내지 못하므로
화이자와 모더나 백신은 mRNA를 Lipid nanoaprticle (LNP) 속에 들어가도록 제조되어 주사된다.

출처: International Journal of Pharmaceutics  601 (2021): 120586.

제조 시 lipid nanoparticle내 봉입된 mRNA는 운송 및 보관 조건 등에 의해 ipid nanoparticle 밖으로 빠져나갈 수 있고, 이는 불충분한 효과 또는 부작용으로 이어질 수 있다. 이 내용을 아래에서 상세히 다뤄보겠다.

아래부터 내용은 식약처와 영국 Department of Health and Social Care에서 공개된 자료를 기반으로 정리하였다.

화이자와 모더나 백신의 mRNA-lipid nanoparticle의 제조하는 데 사용된 물질 비교

		화이자	모더나
mRNA	주성분 (유효성분)	숙주: DH10B 벡터: pST4-1525	숙주: DIG315 벡터: PL-022856
cationic lipid	+전하를 가진 lipid로서 -전하의 mRAN와 정전기적인 결합	ALC-0315	SM-102
Phospholipid	lipid nanoparticle의 구조형성	DSPC (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine)	DSPC (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine)
cholesterol	lipid nanoparticle의 구조지지 및 유동성	cholesterol	cholesterol
PEG-lipid	lipid nanoparticle끼리 뭉치지 않도록하여 보관 안정성에 개선, 체내에서 소실되지 않도록 방지하여 약효과가 유지되게 도와줌 cellular uptake, endosomal membrane과 상호작용에 영향	ALC-0159	DMG-PEG2000

위 물질들 이외에 pH 및 삼투압 조절을 위한 첨가제도 있지만 이 글에서는 생략하였다.
전반적으로 lipid nanoparticle을 구성하는 물질 중 동일한 것도 있고, 유사한 것도 있지만 전반적으로 유사한 방법 및 물질로 제조된다.
lipid nanoparticle 내에 mRNA를 넣어서 세포내로 mRNA가 잘 들어갈 수 있다

투여량 및 유의사항도 비교해보자

아래 표는 식약처 자료를 기반으로 정리하였다.

		화이자	모더나
투여용량		12세 이상 이 약은 희석 후, 각 0.3 mL을 3주 간격을 두고 2회 근육주사한다.	18세 이상 이 약은 0.5 mL씩 4주 간격으로 2회 투여한다.
적용상 주의	해동	- 희석하기 전에 해동해야 한다. - 냉동 바이알은 해동을 위해 2°C ~ 8°C로 옮겨야 한다. - 즉시사용을 위해 냉동 바이알을 최대 30°C 온도에서 30분간 해동할 수 있다. - 실온 (30도 이하)에서 최대 2시간을 넘지 않도록 한다.	- 냉동 보관 (-25 ~ -15℃)하고, 드라이아이스 또는 -40℃ 이하에서는 보관하지 않는다. - 냉장고에서 해동된 바이알은 투여 전에 실온에서 약 15분간 두어 실온이 되게 한다. - 흔들거나 희석하지 않는다. - 해동 후 주사액을 취하기 전에 바이알을 부드럽게 회전(swirl) 시킨다.
	희석	- 해동된 바이알은 실온이 되도록 하고, 희석하기 전에 부드럽게 10회 뒤집는다. 흔들지 않는다. - 희석된 용액을 냉동하거나 흔들지 않는다. - 이 약을 0.9% 염화나트륨주사액으로 희석한 후에 2ºC ~ 25ºC에서 보관(운반 포함)하고, 희석 후 6시간 이내에 사용한다.	희석단계 없음

위 표를 보면 주의사항이

투여 전 실온에서 보관시간과 흔들지 말라는 주의문구가 있다. 왜일까?

실온 보관 시간은 mRNA, lipid nanoparticle의 안정성과 연관이 있다. 이는 일반적인 다른 주사제도 비슷한 문구가 있는 경우가 많지만, 흔들지 말라는 문구는? 그리고 왜 뒤집거나 부드럽게 회전만 하라는 건가?

일반적으로 protein, peptide를 실험할 때도 강한 힘이 가해지지 않도록 vortex mixer를 사용하지 말라고 한다. 주성분이나 lipid nanoaprticle이 응집이 되어 큰 입자를 형성될 수 있고 이는 불충분한 효과, 부작용으로 이어질 수 있기 때문이다.

뿐만 아니라 물리적인 힘은 lipid nanoparticle안에 있어야 할 mRNA가 빠져나오게 할 수 있다 (leakage)
현재 이슈가 되는 심근염, 심낭염 등의 부작용은 mRNA를 항원으로 감지하여 면역 반응으로 발병될 수 있다고 한다.  
투여 전 물리적인 힘에 의해 lipid nanoparticle 밖으로 빠져나온 mRNA가 많을수록 심근염, 심낭염의 부작용이 발생할 가능성이 높아진다고 생각된다.

일반적으로 병원에서 주사를 놓기 전, 주사 기내 공기방울 (bubble)을 빼기 위해 손으로 탁탁 치는 행위를 한다.

하지만 이런 행위가 mRNA-lipid nanoparticle 기반 백신을 다룰 때는 해서는 안 되는 행동이라고 생각한다. 강한 물리적인 힘이 강해지면서 부작용을 유발할 가능성이 높아질 수 있다.

물론 제품의 사용상 주의사항에 적혀있으므로 의사, 간호사 분들이 잘 지키시겠지만,
습관적으로 이런 행동이 나올 수 있기 때문에 글을 적었습니다.