[기초과학이 국력이다③] 미래 감염병X 막을 울타리...감염병 기초연구 '올인'

기사입력 : 2021년09월29일 06:00

최종수정 : 2021년09월29일 06:00

도전성 필요한 국산 감염병 백신 연구 박차
범부처 협의체·바이러스기초연 시너지 기대

[편집자] 올해 네이처가 공개한 아시아태평양 보고서에 따르면, 우리나라 50개 기초과학 연구기관 중 서울대와 한국과학기술원 두 곳만 이름을 올렸다. 우리나라 기초과학의 역사를 되짚어본다면 40년 정도에 불과하다. 정부는 기초과학 역량을 육성하기 위해 적극 나서고 있다고 강조하고 있다. 이에 <뉴스핌>은 우리나라 기초과학의 현주소를 짚어보고 향후 과제를 점검해 본다.

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 팬데믹 속에서 확진자가 2억명을 훌쩍 넘겼다. 과거 사스와 메르스 등 다양한 감염병이 존재했으나 2년째 지속된 코로나19는 세계경제를 뒤흔들었다. 부랴부랴 전세계가 백신 개발에 박차를 가했다. 화이자와 모더나, 얀센, 아스트라제네카 등 글로벌 제약사들이 백신이 개발해 접종이 이뤄지고 있다.

그러나 코로나 시대를 완전히 종식시키는 어려울 것이라는 부정적인 전망이 지배적이다. 국제사회 역시 이제는 '코로나와 같이 산다'는 개념의 '위드 코로나'를 선언하는 분위기다.

여기에 더해 각종 코로나 변이 뿐만 아니라 새로운 감염병에 대한 위협도 존재한다. 불확실한 감염병X 시대가 올 것이라는 우려를 떨쳐내기 어렵다. 여전히 국내 코로나 백신은 상용화되지 않았다. 감염병을 막을 울타리를 세우기 위해서는 스스로 국민을 지켜낼 수 있는 바이오 기초연구가 절실한 실정이다.

◆ 도전성 앞세워 박차 가하는 국산 감염병 백신 연구

외국산 코로나19 백신 접종을 하면서도 국민의 질문은 똑같다. '우리나라는 백신을 왜 만들지 못할까.'

이에 대한 해답은 지난 4월 13일 열린 오세정 서울대학교 총장과 이광형 한국과학기술원 총장의 대담에서 찾을 수 있다.

신종 코로나바이러스 감염증에 대응하기 위해 국내 연구진 역시 백신 개발에 박차를 가하고 있다. [자료=게티이미지뱅크] 2021.09.24 biggerthanseoul@newspim.com

이광형 총장은 "성공 가능성이 80% 이상이면 이미 새로운 연구가 아니다"라며 "그 대신 세계 최초, 진짜 도전적인 과제에 파격적으로 지원하는 게 맞다"고 강조했다.

오세정 서울대 총장도 "기초과학연구원장 시절 세계 일류 학자를 연구단장으로 뽑기 위해 평가 위원 절반 이상을 외국인 학자로 꾸렸다"며 "임팩트 팩터나 논문 개수가 아닌 아이디어와 계획을 적은 제안서로 판단할 수 있어야 한다"고 말했다.

이들은 감염병이라는 새로운 장애물을 마주해 이를 극복해나가기 위해서는 도전을 시도할 용기와 그에 걸맞은 연구생태계가 마련돼야 한다는 교훈을 준다.

코로나 사태 속에서 정부도 늦은 감이 있으나 도전적인 연구를 확대하는 데 전력질주하고 있다.

기초연구 및 인프라 개발 분야를 보면 그동안 코로나19 바이러스 분석 및 동물감염모델을 개발해 코로나19 대응의 기반을 마련한 바 있다. 세계최초로 코로나19 바이러스 고해상도 유전자 지도를 완성해 진단기술 및 새로운 치료 전략을 수립하는 데 기여했다.

또 세계 네번째로 코로나19 영장류 감염모델을 개발, 코로나19 치료제‧백신 전임상시험의 신속한 수행을 지원했다. 이는 중국과 네델란드, 미국에 이어 개발한 것이다.

백신 개발 기업도 육성하고 있다. 대학의 우수연구그룹의 선정‧지원하는 선도연구센터를 통해 창업한 기업이 코로나19 백신을 개발하고 임상을 진행중이다.

이 가운데 ㈜제넥신이라는 기업은 포항공대 성영철 교수가 1999년 설립한 기업으로 2020년 6월 기준 시가총액은 2조6434억원에 달한다. 제넥신은 유전자 기반 백신을 개발한다. 대표적으로 자궁경부암을 대상으로 인유두종바이러스(HPV) DNA 치료백신을 개발해 면역관문억제제인 키트루다와의 병용임상 시험을 진행하고 있다.

㈜셀리드는 강창율 서울대 교수가 2006년 난치성 암 치료를 위한 개인맞춤형 면역치료백신 개발을 위해 설립한 기업이다. 면역치료백신은 질병을 가진 환자에게 투여해 면역기능을 활성화하고 이를 통해 체내 암과 감염증 등을 치료하는 치료제다. 셀리드는 코로나19 백신 및 위암, 폐암 등 항암면역 치료백신 파이프라인을 개발하고 임상시험을 진행하고 있다.

이와 함께 우수 후보물질 발굴·개발도 한창이다. 약물재창출을 통한 치료제 발굴 및 출연연에서 개발한 백신의 기술이전으로 코로나19 치료제‧백신 개발도 가속화되고 있어서다. 신종바이러스 융합연구단(CEVI)에서 2020년 6월 HK이노엔에 기술이전했으며 앞서 같은해 5월 한국생명공학연구원도 휴벳바이오에 기술을 이전했다.

약물재창출로 발굴된 치료제(나파모스타트, 카모스타트)도 임상 3상에 들어간 상태다.

◆ 전임상시험 지원하고 코로나19 대응 위한 범부처 협의체 추진

백신 개발은 임상시험 없이는 불가능하다. 다만 그동안 새로 개발한 신약후보물질을 사람에게 사용하기 전에 동물에게 사용해 부작용, 독성, 효과 등을 알아보는 전임상시험 체계 구축도 절실한 상황이다.

임혜숙 과학기술정보통신부 장관이 8월 19일 오후 충청북도 청주시 청원구 한국생명공학연구원 오창분원 국가영장류센터를 방문해 연구내용을 살펴보고 있다. [자료=과학기술정보통신부] 2021.09.24 biggerthanseoul@newspim.com

이렇다보니 정부 역시 상당부분 공감해 관련 정책을 펼치고 있다. 과기부는 국가출연연구기관이 보유한 인프라를 활용해 동물시험, 독성평가 등 전임상시험을 지원해 기업의 임상진입을 확대하고 있다.

임상을 진행하는 치료제(13개)‧백신(8개) 21개 기업 중 전임상시험 지원을 받은 기업은 14개(67%, 치료제 7개, 백신 7개)로 대부분의 기업 지원에 집중된다. 진단기기 기업에도 항원분양, 성능평가 등을 지원(54개 기업, 290건)해 8개 기업이 식약처로부터 정식허가를 획득했고 방역현장에 이미 활용되고 있다.

과기부는 향후에도 다양한 민간 기업 및 연구자들이 백신 개발에 적극 참여할 수 있도록 전임상시험 지원을 확대할 방침이다. 이를 위해 2022년부터 전임상 단계별 집중 지원 및 통합 관리를 위한 '국가 전임상시험 시원센터'도 구축한다.

뿐만 아니라 감염병에 대한 대응력을 높이기 위해 연구원이 머리를 맞댈 수 있는 협의체도 구성했다. 과기부는 지난해 4월 '코로나19 대응 연구개발지원협의체'를 구성, 국내 치료제·백신 기업들이 코로나19 치료제 및 백신개발에 필요한 연구개발 서비스를 신속하게 제공하고 있다.

생명연구원, 화학연구원, 안전성연구원, 한의학연구원, 과학기술정보연구원, 파스퇴르연구원, 원자력의학원 등 감염병 관련 연구기관과 한국과학기술원 등 4대 과기원이 머리를 맞대고 있다.

과기부 한 관계자는 "기업 및 연구자가 애로사항을 제출하면 기업 애로사항 해소 지원센터에서 코로나19 치료제·백신개발 범정부지원위원회 등과 논의한 뒤 R&D 사항을 협의체에 이관한다"며 "이후 협의체는 R&D 서비스를 지원하고 기업과 연구자는 직접 협의체에 어려움을 접수해 문제 해결에 나설 수 있다"고 강조했다.

최근까지 약효분석, 동물모델 실험, 독성평가 등 R&D 성격의 서비스가 총 186개사에 1771건 지원됐다. 또 국내 코로나19 임상 진입 8개 기업 중 7개 기업에 저임상시험을 지원한 바 있다. 이들 7개 기업은 SK바이오사이언스, 유바이오로직스, 제넥신, 진원생명과학, 셀리드, HK이노엔, 아이진 등이다.

◆ 감염병 대응 기초체력 다지는 바이러스기초연구소 출범

지난 7월 6일 기초과학연구원 산하로 바이러스기초연구소가 출범했다. 바이러스기초연은 신종 바이러스, 변이 바이러스 등 국민의 건강을 위협하는 바이러스에 대한 기초체력을 다질 연구기관으로 평가된다.

바이러스기초연의 출범은 시대의 요구에서 비롯됐다. 바이러스에 유래된 신종 감염병 출현이 가속화되면서 사회적‧경제적 비용 등이 급증해 바이러스 실체 규명 등 기초연구 필요성이 급부상했기 때문이다.

바이러스는 감염병 외 아토피와 암 등 난치병 치료제 개발 등 인체 질병 극복, 동·식물 생장 등 다양한 분야에서도 활용할 수가 있다. 이같은 수요에 발맞춰 기초·원천연구 분야의 국가전략 연구거점이 바이러스기초연이 될 것이다.

과학기술정보통신부는 7월 6일 기초과학연구원 과학문화센터에서 한국바이러스기초연구소 개소식을 열었다. [자료=기초과학연구원] 2021.09.24 biggerthanseoul@newspim.com

연구분야는 신·변종 바이러스, 감염·면역, 구조 및 플랫폼 등이다.

바이러스기초연은 먼저 기초·원천연구 성과가 응용·방역 연구로 연계되고, 응용·임상 연구·방역기관 수요를 반영해 기초연구를 수행하는 선순환 체계를 구축하는 데 힘을 보탠다. 질병관리청 등 연구·방역기관과 연구 협력을 통해 감염병 발생 시 즉각 가동할 수 있는 신속 대응체계도 마련하는 등 국가 감염병 R&D 체계 구축에 앞장선다.

바이러스 기초·원천 연구의 글로벌 리더십도 확보할 예정이다. 신·변종 바이러스 연구센터를 운영해 코로나19 바이러스 증식 및 전파 특성 등을 분석한다. 잠재적 전염성 질환(Disease-X)에 대비할 뿐더러 소외 열대성 바이러스 질환 연구, 병인기전 규명에도 나선다.

바이러스 면연 연구센터를 통해 코로나19 면역반응 데이터를 확보하고 최첨단 기법을 적용한 분석을 수행한다. 바이러스 구조분석·플랫폼 연구센터를 운영해 코로나19 바이러스 데이터 기반으로 발생·변이를 예측하는 인공지능(AI) 예측시스템 및 구조분석·신규플랫폼도 구축한다. 다양한 코로나 바이러스를 방어할 수 있는 범용 코로나 치료제·백신 개발을 위한 기초연구에도 박차를 가할 것으로 기대된다.

바이러스기초연이 쌓아야 할 감염병 대응 기초연구 과제는 산적한 상태다. 이를 위해 연구소의 핵심 기능을 충분히 발휘해야 한다는 조언도 들린다. 과학기술인사들은 ▲바이러스 핵심 기반연구 수행 ▲대학 등과 협동연구 수행 ▲기초성과 활용 응용연구 지원 ▲방역 기관 협력 연구 ▲바이러스 특화인프라 운영 ▲국제 공동연구 지원 등이 잘 어울어져야 한다는 데 입을 모은다.

임혜숙 과기부 장관은 "앞으로 바이러스기초연구소를 중심으로 대학·기업·연구기관이 폭넓게 협력해 바이러스 대응 능력과 기초연구 저변을 확대할 것"이라며 "국내 백신개발 역량을 한층 높일 뿐만 아니라 글로벌 백신 허브로 도약기반도 함께 마련해나갈 것"이라고 강조했다.

biggerthanseoul@newspim.com

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LH "윗집 발망치 소리, 내년부터 끝" [세종=뉴스핌]김정태 건설부동산 전문기자= 지난 21일 한국토지주택공사(LH)의 주택성능연구개발센터(HERI). 세종시에 위치한 이곳에는 주택 성능을 시험할 수 있는 여러 시험동이 있지만, 5층짜리 실제 아파트 건물 한 동이 눈에 들어왔다. 출입구 한켠에는 'db35lab(데시벨 35 랩)'이란 영문과 숫자 표기가 부착돼 있었다. 아파트 1층 내부에 들어가야 이 표기의 의미를 알게 됐다. 이는 LH가 층간소음 1등급 기준인 37데시벨보다 낮은, 도서관처럼 조용한 집으로 만들겠다는 의지를 담은 층간소음기술연구소의 시험동 이름이다. 층간소음 등급별 시연 모습 [사진=국토부기자단 공동] 거실에 설치된 대형 모니터 화면에는 2층의 층간소음을 일으킬 수 있는 런닝머신, 책상과 의자, 공 등의 도구들이 보였다. 우선 화면을 통해 윗층에서 아래층에 전달되는 성인의 발걸음 소리를 들려줬다. 말 그대로 '발망치' 소리였다. 들려오는 소음은 49데시벨로 4등급 수준이다. 층간소음의 기준이 제대로 정립되지 않은 2005년 전에 지어진 공동주택의 경우 일부에서 이러한 불편함을 느낄 수 있는 중량충격음이다. 이번에는 실제로 윗층에서 걷는 소리를 듣는 순서였는데, 귀를 쫑긋 세우지 않고서는 소음을 느끼기 어려웠다. 미세한 진동음이 들리긴 했지만, 불편한 수준은 아니었다. 이어 1m 높이에서 3kg 무게의 공을 떨어뜨리는 실험도 시연됐다. 이는 아이들이 뛰어다니는 중량충격음으로, 역시 4등급 수준에서는 참기 어려운 소음과 진동이 느껴지지만, 이곳의 실제 시연에서는 역시 진동음이 확 줄었다. 의자 끄는 소리는 비교적 가볍고 딱딱한 충격음이어서 경량충격음이라고 하는데 4등급 수준에서는 참기 어려울 정도로 불편했지만, 실제 시연에서는 거의 들리지 않을 정도로 충격음이 전달되지 않았다. 이처럼 층간소음이 획기적으로 줄어든 데는 1등급 기준인 37데시벨에 맞춘 성능으로 시공된 바닥 때문이었다. 기존 슬래브 두께보다 두꺼운 250mm로 시공하고, 그 위에 40mm 복합완충재와 30mm 고밀도몰탈 및 와이어 메쉬 등을 함께 깔아 놓은 바닥재다. 공동주택 층간소음 저감기술은 2023년부터 개발되기 시작했으나, 슬래브 두께는 210mm로 상대적으로 얇고 낮은 등급의 완충재와 일반 몰탈을 적용해 3등급 수준에 머물렀으나, 이를 매년 개선해 온 결과 올해 1등급 기준을 충족하게 됐다. LH는 이러한 기술 개발을 실험동 연구에 그치지 않고, LH 공동주택 각 현장에 실증 시공을 하면서 실증 결과 데이터를 쌓아왔다. LH가 층간소음 저감기술을 처음으로 적용한 단지는 양주회천 A15블록으로, 당시 3등급 수준이었으나 지난해에는 평택고덕 ab57-2블록에 2등급 수준으로 끌어 올려 적용했다. LH 연구원 관계자는 "이 같은 1등급 기준을 달성하기 위해 2022년부터 지속적으로 관련 기술과 공법을 연구해 왔다"면서 "47개의 기술 모델 개발과 총 1347회에 걸친 실증을 거쳐 자체 1등급 기술 모델을 정립해 내년부터 주택 설계에 본격적으로 적용할 예정"이라고 설명했다. 다만, 이 같은 1등급 기준 설계로 분양가 상승의 요인이 되는 것은 사실이다. 기존 공동주택 24평형(전용면적 59㎡) 기준으로 가구당 300만~400만 원의 공사비가 더 소요되는 것으로 LH는 추정하고 있다. 정운섭 LH 스마트건설본부장은 "층간소음 1등급 설계 적용 때문에 수분양자의 분양가 상승 부담으로 돌아가지 않도록 자체 원가절감과 함께 정부 재정 지원을 요청한 상태"라면서 "지속적인 기술 개발로 공사비 상승의 주요인인 슬래브 두께를 슬림화하면서도 1등급 기준을 충족할 수 있도록 할 계획"이라고 말했다. 층간소음감지기를 통해 경고 알람이 뜨는 월패드 시연 장면 [사진=국토교통부기자단 공동] 층간소음 1등급 설계는 새로 짓는 공동주택에서만 가능하다. 때문에 구축에서는 이러한 혜택을 누리기 어렵다. LH는 이를 보완하는 방안으로 층간소음 감지기를 IT업체와 협력해 개발 중이다. 바닥에 여러 차례 충격을 줄 경우, 층간소음 감지기의 센서가 작동해 해당 세대 월패드를 통해 주의를 당부하는 알람이 뜨도록 하는 장치다. 정승호 LH 스마트주택기술처 팀장은 "구조적으로 층간소음을 줄일 수는 없겠지만, 층간소음을 일으키는 기준을 해당 세대에게 알림으로써 아래층 이웃과의 분쟁을 줄일 수 있도록 고안한 장치"라고 말했다. 실제 이날 시연은 기존 공동주택에 적은 비용으로도 층간소음을 저감시킬 수 있다는 점에서 팸투어에 참여한 국토교통부 기자들에게 큰 호응을 얻었다. 층간소음 1등급 바닥구조 [사진=뉴스핌DB] LH는 바닥에서 발생하는 층간소음에 국한하지 않고, 옆 세대와의 벽간소음, 화장실 배관 소음 등 공동주택에서 발생하고 있는 다양한 생활소음 저감 방안도 마련하고 있다. 벽간소음을 저감하는 소음 차단 성능 1등급 벽체 구조는 2019년 11월부터 이미 설계에 반영한 바 있다. 내년부터는 화장실 배관이 아래층을 통하지 않고 각 세대 내에서 설치되는 자체 배관을 적용해 배관을 통해 전달되는 소음도 줄여나간다는 계획이다. 또 내구성이 좋은 장수명 주택, 수요자의 취향에 맞게 가변형 평면 구성이 가능한 라멘 구조 주택, 레고처럼 조립·건설하는 모듈러 주택 등 주택 건설의 새로운 대안으로 부상하는 주택 유형에도 층간소음 1등급 접목 방안을 모색해 적용 범위를 지속적으로 확대해 나가기로 했다. LH는 층간소음 저감 기술 저변을 민간으로 확산해 나간다는 방침이다. 우선, 민간의 고성능 신기술을 발굴하고, 다양한 1등급 기술 요소의 시장화를 지원한다는 방침이다. 올해에는 층간소음 기술 마켓을 통해 6개의 고성능 기술을 발굴했으며 LH 공공주택 현장에서 그 성능을 검증해 상용화를 추진하고 있다. LH는 층간소음 1등급 적용 확산을 위해 db35lab을 내년 3월부터 전면 개방하기로 했다. 자체 층간소음 시험 시설이 없는 중소기업에 데시벨 35랩을 테스트베드로 제공해 기술 개발을 지원한다는 것이다. LH는 또 그간 개발해 온 층간소음 저감 기술 요소와 시공법, 실증 결과를 중소 민간 건설사들과 공유할 계획이다. 더불어 자체 기술 개발과 층간소음 저감 시공·품질관리에 어려움을 겪는 건설사들에 대한 기술 지원도 아끼지 않겠다는 입장이다. 이날 이한준 LH 사장은 "2년 전 취임 당시 제일 먼저 강조한 게 층간소음 문제 해결을 약속한 것이었다"면서 "내년부터는 LH가 짓는 모든 아파트에 1등급 기준을 적용해 국민 일상의 생활 고통을 덜어주는 데 앞장서겠다"고 말했다. 그러면서 "궁극적으로는 벽식 구조의 공동주택에서 벗어나 라멘(기둥식) 구조와 모듈러에도 층간소음 1등급 기준을 적용해 100년 이상 가는 장수명 주택의 근간을 마련하겠다"고 덧붙였다. dbman7@newspim.com 2024-11-24 11:00