백신 (Vaccine)이란
백신(vaccine)이란, 질병의 예방을 목적으로 병의 원인이 되는 본체나 구성물질의 일부 또는 독소를 적절한 방법으로 처리하여 특정 질병에 대한 면역력 향상을 위해 투여하는 생물학적 제제를 의미한다. 외부로부터 넣어준 ‘가짜’인 백신을 통해 우리 몸의 면역세포는 항체를 형성하게 되고 이후 감염이 되어도 피해가 없거나 최소화하는 것이 목표이다. 백신의 주요 성분에는 인체가 질병으로 인식할 수 있는 항원, 면역 반응 향상에 도움이 되는 보조제(adjuvant), 백신 효과를 유지하는 방부제, 저장·운송 중 백신을 보호하는 안정제 등이 포함되어 있다.
백신은 15세기 의도적인 천연두 노출을 통한 역사로부터 예방접종의 개념이 시작되어 현재 전 세계적으로 20가지 이상의 백신을 통해 질병을 예방하고 있다. 백신으로 예방 가능한 질병으로는 HPV에 의해 유도된다고 알려진 자궁경부암, 콜레라, 디프테리아, B형 간염, 폐렴, 인플루엔자, 일본 뇌염, 말라리아, 홍역, 수막염, 유행성 이하선염, 백일해, 소아마비, 광견병, 풍진, 로타 바이러스, 파상풍, 장티푸스, 수두, 황열병, 코로나19 등이 있다.
백신의 분류
백신은 예방용 백신(prophylactic vaccine)과 치료용 백신(therapeutic vaccine)으로 구분할 수 있으며, 최근 주요한 영향을 미친 COVID-19 백신(mRNA vaccine)과 기존 전통적 백신(protein vaccine), 백신은 항체 생산을 자극하고 특정 질병에 대한 면역 획득을 제공하는 항원 개발 기술에 따라 재조합 백신, 바이러스 벡터 백신, 아단 위 백신, 약독화 백신, 바이러스 유사입자 백신, 혼합백신 등으로 분류할 수 있다.
- 기술유형별 백신 종류
1. 약동화 생백신(Live attenuated vaccine)
변형되거나 pathogenicity 약화시킨 살아있는 pathogen로, 투여 시 질병을 일으키지 않거나 제한된 감염을 유도하며, 자연 감염 기전과 유사하여 강력하고 오래 지속되는 면역반응을 유도한다. 바이러스보다 박테리아 기반 백신 생산 시 주로 사용하기 때문에 상대적으로 생산단가가 적게 들어 저렴하고 일반적으로 1회 접종으로 면역 형성한다. 백신 종류로는 수두, 홍역, 대상포진, 풍진, 로타 바이러스, 천연두, 유행성이하선염 등이 있다.
2. 불활화 백신/사백신(Inactivated vaccine)
열, 방사선, 포름알데히드 등의 화학물질로 증식이 불가능하도록 비활성화시킨 pathogen로, 투여 시 질병을 일으키거나 활성화되지 못한다. 약독화 생백신 대비 안정성이 높으나 면역반응이 낮고 지속기간이 짧아 효과 증진과 장기간 유지를 위해 여러 번 접종이 필요하고 종류로는 인플루엔자, A형 간염, 소아마비, 광견병 등에 주로 사용된다.
3. 재조합 백신(Recombinant vaccine)
박테리아 또는 효모 세포를 사용하여 만든 백신으로, 면역 반응을 자극하는 항원을 암호화하는 DNA를 세포에 삽입, 이들 세포에서 항원을 발현하여 생산하는 백신이다. 바이러스 유전 물질을 포함하는 핵산 기반 백신(mRNA 백신, DNA 백신)을 포함하기 때문에 백신 종류로는 B형 간염, 수막구균 질환용 백신 등에 사용된다.
4. 바이러스 유사입자 백신 (Virus-like Protein, VLP)
바이러스와 매우 유사한 바이러스 단백질을 포함하며, 바이러스 구조를 모방하지만 본질적으로 감염병성이 없는 다중 단백질 구조를 형성한다. VLP는 바이러스 유전체가 없으므로 비교적 안전하고 저렴하기 때문에 자궁경부암 예방 백신인 머크의 Gardasil, GSK의 Cervarix 등이 대표적이다.
5. 아단 위 백신 (Subunit)
pathogen 표면에서 유래한 하나 이상의 분리 및 정제된 바이러스 단백질 또는 당을 제공하며, 이 백신의 면역 반응은 항원 표적을 인식하는데 중점을 둔 백신으로 알레르기와 관련된 백신에 사용된다. (Alutard allergy vaccine, Viaskin Peanut allergy vaccine)
6. 톡소이드 백신 (Toxoid Vaccine)
박테리아가 생성하여 질병을 일으키는 독소(Toxin)를 열과 화학물질을 이용해 불활성화시킨 것을 톡소이드(Toxoid) 혹은 변성독소라 하며, 질병 유도 없이 면역 반응을 유도된다. 백신 종류로는 파상풍, 백일해, 디프테리아가 있다.
7. 결합 백신 (Conjugate vaccine)
균의 세포막이 존재하는 다당류를 항원으로 사용하는 백신이다. 수막구균 질환에 대한 Menveo vaccine, Pentacel 혼합 백신 등이 있다.
8. 혼합 백신 (Combination Vaccine)
두 가지 이상의 기술로 제조된 백신으로, 일반적으로 여러 질병의 조합에 사용된다. 백신으로는 불활화 백신-결합 백신을 혼합하여 개발한 Vaxelis, Pediarix 등이 있다.
글로벌 백신시장 현황 및 전망
백신 시장 규모는 2021년 366.8억 달러에서 연평균 8.3%로 성장하여 2027년 591.7억 달러로 확대될 전망이다. COVID-19 출현 이후 초기 2020~2021년 동안 기존 전통적 백신 시장에 부정적인 영향이 있었으나 관련 기술 발전 등으로 백신 시장은 지속 성장 전망이며, 대유행 중에 개발된 간소화된 공급망 네트워크를 통해 신흥 국가 지원을 위한 유니세프(UNICEF)와 가비(Gavi)의 전통적인 백신 조달 프로세스 개선은 백신 매출을 확대하고 촉진할 수 있다.
아단 위/결합/톡소이드백신 시장 비중이 39.1%로 가장 높으며(’ 21년), ’ 27년까지 재조합 백신이 연평균 성장률 34.2%로 가장 빠르게 성장하여 각 29% 수준으로 유사한 비중을 나타낼 전망이다. 모기 매개 질병에 대한 아단위아단 위 백신 개발을 위한 공공기관(ex. NIAID)의 지속적인 연구 지원 등의 영향으로 아단 위/결합/톡소이드 백신의 시장 비중은 높게 유지될 것으로 예측된다. 재조합 백신 시장은 ’ 21년 8.1% 비중에서 ’ 27년 29.4%로 빠르게 확대될 것으로 예측되며, 이는 mRNA 백신 등 핵산 기반 백신에 대한 중대형 백신 개발사의 활동 및 재조합 백신 제조과정 아웃소싱 증가 추세 등의 요소가 영향을 미칠 전망이다.
COVID-19 백신 시장
글로벌 COVID-19 백신 시장 규모는 2021년 1,154억 달러에서 연평균 6.3%로 감소하여 2027년 780.8억 달러로 축소될 전망이다. COVID-19 변이에 따라 2023년까지 관련 백신 시장이 소폭 증가할 것으로 예상되나 이후 백신 공동 조달, 치료법 개발 등에 따라 수익이 감소될 전망이다.
오미크론 등 지속적인 COVID-19 변이체 출현으로 90개국 이상에서의 추가 백신 접종 및 접종 연령대 확대, 팬데믹 중 국제교역 강화 및 규제체계 간소화 등이 2023년까지의 시장 확대 주요 동력으로 작용할 수 있다. mRNA 백신 개발에 따른 재조합 백신과 불활화 백신이 약 95%로 대부분의 시장 매출 점유(’ 21년 기준) 율은 Pfizer/BioNTech과 Moderna의 mRNA 백신 개발로 재조합 백신 시장이 628.2억 달러(54.4%) 규모를 형성하며 가장 큰 비중 차지하고 있다. 그다음으로 44개국 이상으로 수출된 중국 Sinovac 백신 매출 등의 영향으로 불활화 백신 시장이 475.8억 달러(41.2%) 형성하고 있다.
[참고 문헌]
1. BioINdustry 글로벌 백신시장 현황 및 전망
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