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펜타닐 및 헤로인 약물 과다 복용을 예방하는 백신 최종 승인이 나기까지 수년정도 걸릴 예정

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펜타닐 및 헤로인 약물 과다 복용을 예방하는 백신이 나온다?

몬태나 대학교 과학자들은 최근 붉어지고 있는 마약의 폭발적인 증가를 대비하고 펜타닐 및 헤로인 약물 과다 복용을 예방하는 백신을 준비하고 있다. 이들은 임상 실험을 앞두고 있으며 올해 말 FDA에 임상시험용 신약 신청을 마무리할 예정이다.

 

죽음의 약물, 펜타닐

죽음의 약물이라고 불리는 펜타닐은 뇌를 통과하며 모르핀과 같은 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 가장 일반적인 부작용으로는 구토, 변비, 혼란, 진정 작용, 환각작용이 있지만 심한 부작용으로 호흡 억제, 호흡 정지 및 의식 불명, 혼수상태, 그리고 사망을 등을 들 수 있다. 문제는 펜타닐의 치사량은 겨우 2mg으로 매우 극소량이라는 점이며 강한 약물의 중독을 느끼기 전에 이미 사망에 이를 수 있는 최악의 마약으로 일컬어진다.

죽음의 약물로 일컬어지는 펜타닐은 치사량이 겨우 2mg으로 알려져있다. © Getty Images

미국 국립보건원에 따르면 2021년에 미국에서 약물 과다 복용으로 인한 사망자가 106,000명 이상 보고되었다. 이 중 71,000명은 펜타닐과 같은 합성 오피오이드가 원인일 수 있는 것으로 드러났다. 참고로 오피오이드는 뇌와 척수에 있는 단백질에 결합해 강력한 진통 효과를 나타내지만 매우 심한 중독성이 있는 마약성 성분을 일컫는다. 모르핀, 펜타닐, 트라마돌, 옥시코돈 등 수많은 마약들이 모두 오피오이드 계열 진통제이다.

 

백신은 무엇을 할 수 있을까?

약물 중독의 고통에서 헤어 나오지 못하는 사람, 우발적인 과다 복용의 위험에 처한 사람들 혹은 예기치 않게 약물에 노출된 사람들은 이러한 백신을 통해서 보호받을 수 있다. 백신의 제조를 담당하는 기업 파트너인 인이뮨의 공동 설립자이자 UM Center for Translational Medicine에서 백신을 연구하고 있는 제이 에반스 교수는 2024년 초에 인간을 대상으로 백신을 테스트할 수 있을 것으로 예상한다고 설명한다. 첫 번째 백신은 헤로인을 표적으로 하고, 곧이어 임상 1상 시험에서 펜타닐 백신을 사용할 것이라고 밝힌 연구진은 첫 번째 임상시험에서 안전성과 초기 효능이 입증되면 헤로인과 펜타닐을 모두 표적으로 하는 복합 다원 백신을 개발할 수 있기를 바란다고 설명했다.

제이 에반스 교수 © Tommy Martino/University of Montana

약물 사용 장애 약물 개발 센터를 이끌고 있는 워싱턴 대학교 정신과 및 행동과학 교수 마르코 프라베토니 박사의 제안으로 백신 개발이 시작되었다. 10년 이상 오피오이드 백신을 연구해 온 그의 연구팀은 표적 오피오이드에 대한 항체 생성을 유도할 수 있는 합텐과 약물 접합 백신을 설계하기 시작했으며 공동 연구자인 컬럼비아 대학의 산드라 코머 박사와 함께 1상 임상시험에서 옥시코돈 백신 후보 1종을 임상시험에 도입했다. 그는 백신이 표적 오피오이드를 무력화하도록 설계된 동시에 오피오이드 중독 치료 및 과다 복용 회복에 사용되는 메타돈, 부프레노르핀, 날트렉손 및 날록손과 같은 중요한 약물을 절약할 수 있다고 설명한다.

 

백신에 보조제를 첨가하다

몬태나 대학교 연구진은 백신의 효과를 높이기 위해서 INI-4001이라는 특허받은 보조제를 첨가하였다. 에반스 교수는 위 보조제가 백신 반응을 개선하여 더 강력하고 지속적인 면역력을 제공한다고 설명하며, 지난 몇 년 동안 인이뮨, 미네소타 대학교, 워싱턴 대학교, 헤네핀 헬스케어 연구소, 컬럼비아 대학교의 연구자들과 긴밀히 협력하여 항 오피오이드 백신을 설계하고 최적화했다고 밝혔다.

오피오이드의 일종인 모르핀의 화학 구조 © NEUROtiker

연구진은 몇 년 전 임상 1상 시험을 통해 두 가지 후보 항 오피오이드 백신을 개발하고 발전시키기 위해 미국 국립보건원과 총 3,340만 달러의 계약을 체결한 바 있다. 또한 이 연구는 미국 국립보건원 장기 중독 퇴치 지원(HEAL) 이니셔티브의 지원을 받고 있다.

 

백신도 수차례 임상시험이 필요하다

이 백신은 임상시험을 통과하기 위해 먼저 동물 모델을 대상으로 시험이 진행되었다. 몬태나 대학과 미네소타 대학교는 각각 쥐와 돼지를 대상으로 실험에 성공했으며 TLR7/8 보조제 역시 동물에서 펜타닐 백신의 효과를 어떻게 증가시켰는지를 보여주는 결과가 최근 Nature Partner Journal에 게재된 바 있다. 연구팀은 곧 헤로인 백신의 성공에 대한 논문도 게재될 것이라고 밝혔다.

인체 임상시험에서는 초기 임상 개발 단계에서 백신의 안전성과 효능을 모두 평가하기 위한 약물 시험이 포함될 예정이며 환자를 추적하여 오피오이드에 대한 항체가 얼마나 오래 지속되는지 평가할 예정이다. 임상 1상 인체 시험은 뉴욕 컬럼비아 대학교의 코머 박사와 함께 진행할 예정이며 에반스 교수는 펜타닐이나 헤로인을 사용하는 사람들을 모집하고 등록하는 데만도  6개월 이상 걸릴 수 있음을 밝혔다. 하지만 DrugAbuse.com에 따르면 헤로인과 오피오이드 사용자의 중독율은 약 90%에 달하는 점을 상기시켜 보면 시간이 걸리더라도 백신의 개발은 반드시 필요해 보인다.

또한 임상 1상 시험에서는 점진적인 용량 증가를 시험해 볼 예정이다. 에반스 교수는 임상시험이 효과가 없을 수도 있는 가장 낮은 용량부터 시작하며 1상 임상시험은 안전성에 중점을 둔다는 점을 분명히 했다. 첫 번째 용량 코호트가 완료되면 데이터 안전성 모니터링 위원회가 데이터를 검토하고 백신이 안전하다고 판단된 후에야 다음 용량 수준에서의 시험을 승인할 예정이다. 이 과정은 안전하지만, 효과적인 용량 수준에 도달할 때까지 시간이 걸린다는 단점이었다. 그 후 2단계 임상시험에서는 효과를 얻기 위해 필요한 접종 횟수, 접종 사이에 필요한 시간 등을 결정한다. 3단계 임상시험에서는 가장 중요한 효능 연구를 진행하며, 많은 참가자가 참여하여 FDA가 백신의 이점이 잠재적 위험보다 큰지 여부를 결정하는 데 중요한 역할을 할 전망이다.

 

하지만 최종 승인이 나기까지 수년정도는 걸릴 예정

에반스 교수는 최종 승인 제품이 나오기까지 수년이라는 긴 시간이 걸린다고 밝혔지만, 전임상 데이터에서 확인된 효능 데이터와 동물 모델에서 확립된 안전성 프로필을 바탕으로 이 백신이 성공할 수 있을 것으로 기대한다고 의견을 표했다.

참고로 몬태나 대학교는 2020년 "코로나바이러스 팬데믹을 해결하는 최고의 대학" 리스트에 선정된 만큼 백신 개발에 앞장서는 대학교 중 하나이다. 항 오피오이드 백신 외에도 UM 팀은 SARS-CoV-2, 인플루엔자 바이러스, 결핵, 수두, 백일해, 슈도모나스, 라임병, 밸리열, 말라리아, 대장균, 알레르기 및 암을 표적으로 하는 백신을 연구하고 있다. 에반스 교수는 앞으로 몇 년 안에 다른 백신 후보들도 임상 1상 시험에 진입할 것으로 예상한다고 밝히며 일부는 새로운 백신이고 다른 일부는 취약한 인구에서 백신의 안전성, 내구성 및 효능을 높이기 위해 보조제가 추가 된 기존 백신의 개선된 버전이라고 설명했다.

에반스 교수는 자신들이 하는 일은 고된 일이 될 수 있지만 학생들은 새로운 차원의 에너지와 열정을 가져다준다고 밝히며 학생들은 자신들이 펜타닐 백신을 연구하고 있다는 점을 느끼며 자랑스러워한다고 설명한다. 그는 위 백신 개발이 누구나 하는 일이 아닌 새로운 일이기 때문에 다른 차원의 열정과 흥분을 가져다준다는 점이 큰 장점이라고 주장한다.

김민재 리포터
minjae.gaspar.kim@gmail.com
저작권자 2023-11-06 ⓒ ScienceTimes

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