● [Health Policy Insight 259회] 

안전하고 효과적인 Covid 백신 개발 – 초고속작전(Operation Ward Speed) 전략과 접근방식

미국에서 2020년 5월 15일에 발표된 초고속작전(Operation Warp Speed, OWS) - 보건성(Department of Health and Human Services, HHS), 국방부(Department of Defense, DOD) 및 민간 부문의 파트너십 - 은 백신, 치료제 및 진단의 개발, 제조 및 배포를 발전시켜 Covid-19 전염병의 통제의 가속화를 목적으로 한다. OWS는 유망한 백신 후보 지원을 제공하고 US FDA의 안전한 제품 승인을 위해 필요한 단계를 신속하고 동시에 실행할 수 있도록 한다. 파트너십은 미국 정부가 일반적으로 제품 개발과 백신 배포를 지원하는 방식을 근본적으로 재구성해야 한다는 인식에서 시작되었다. 이 추진계획은 처음에는 불가능해 보였지만 점점 더 달성 가능해지고 있는 "확장 목표(stretch goal)"를 설정하는데 전제되었다. 미국 정부 전체를 아우르는 Covid-19 대응 연구개발을 위한 통합구조 개념은 지카 바이러스(Zika)의 경험과 ‘국립보건원(National Institutes of Health, NIH)’ 및 ‘준비 대응 차관보(assistant secretary for preparedness and response, ASPR)’가 이끈 지카 리더십 그룹(Zika Leadership Group)의 경험을 기반으로 한다. 현재 NIH, ASPR, ‘질병통제예방센터(Centers for Disease Control and Prevention, CDC)’, ‘생의학 선진연구개발기관(Biomedical Advanced Research and Development Authority, BARDA)’, ‘화학, 생물, 방사선 및 핵 방어를 위한 연합프로그램 사무국(Joint Program Executive Office for Chemical, Biological, Radiological and Nuclear Defense)’과 ‘방위선진화연구프로젝트청(Defense Advanced Research Projects Agency)’을 포함한 국방부의 전문지식을 활용하고 있다.

OWS는 의료 대책 연구, 개발, 제조 및 유통의 모든 중요한 측면에서 전문가를 참여시켜 긴밀하게 협력해 왔다. 본 추진계획은 야심찬 목표를 설정했다: 안전성 및 유효성이 입증되고 FDA가 승인한 SARS-CoV-2 백신을 2020년 말부터 미국 인구에 사용하기 위해 수천만 투여량(doses)을 제공하고, 2021년 중반까지 3억 투여량 이상의 백신을 이용할 수 있고 배포한다. 이러한 백신 노력의 속도와 범위는 전례가 없다. 2014년 서아프리카 에볼라 바이러스 전염병으로 인해 백신 개발이 급속히 진행되었으나, 전임상 데이터가 전염병 발생 전에 존재했음에도 불구하고 1상 인체 최초시험(first-in-human)에서 3상 효능시험으로 진행하려면 12개월의 기간이 필요했었다. OWS는 이 기간을 더욱 단축하는 것을 목표로 한다. SARS-CoV-2 백신 개발은 1월, 임상 1상은 3월, 첫 임상 3상은 7월에 시작됐다. OWS의 목표는 백신 플랫폼 기술의 발전, 안전하고 효과적인 백신 설계에 대한 이해 향상, SARS-CoV-1과 SARS-CoV-2 질병 메커니즘 간의 유사점을 기반으로 한다. OWS의 역할은 선택한 백신을 개발하는 기업들을 활성화, 가속화, 조화 및 조언하는 것이다. 기업들은 임상 또는 공정 개발 및 제조 계획을 실행하는 반면, OWS는 기술, 물류 또는 재정적 장애물이 백신 개발 또는 배포를 방해하지 않도록 미국 정부의 모든 역량을 활용한다.

OWS는 4가지 기준에 따라 백신 후보를 선택했다. 백신 후보는 임상적 안전성 및 유효성에 대한 잠재력을 뒷받침하는 강건한 전임상 데이터 또는 초기 단계 임상시험 데이터를 보유하도록 요구했다. 백신 후보는 가속화 지원을 통해 이번 여름 또는 가을(2020년 7월~11월)에 대규모 임상 3상 현장 유효성 시험(field efficacy trials)에 참여할 수 있는 잠재력을 가지고 있어야 하며, 바이러스의 지속된 활발한 전파를 가정하여 2020년 말 혹은 2021년 상반기까지 유효성 결과를 제공하는 것을 가정하고 있다. 후보 백신은 빠르고 효과적인 제조를 가능하게 하는 백신 플랫폼 기술을 기반으로 해야 하고, 개발자는 2021년 중반까지 1억 이상의 투여량을 안정적으로 생산하는데 필요한 산업 공정 확장성, 수율 및 일관성을 입증해야 했다. 마지막으로, 후보 백신은 Covid-19에 대해 안전하고 효과적인 백신을 생산할 가능성이 가장 높은 4가지 백신 플랫폼 기술 중 하나를 이용해야 했다: mRNA 플랫폼, 복제 결함이 있는 라이브 벡터 플랫폼(replication defective live-vector platform), 재조합 서브 유닛-보조 단백질 플랫폼(recombinant-subunit-adjuvanted protein platform), 또는 감쇠 복제 라이브 벡터 플랫폼(attenuated replicating live-vector platform).

OWS의 전략은 몇 가지 핵심 원칙에 의존한다. 첫째, 4가지 플랫폼 기술 각각을 기반으로 2개의 백신 후보를 포함하는 다양한 프로젝트 포트폴리오를 구축하고자 했다. 이러한 다양화는 안전성, 유효성, 산업적 제조가능성 또는 일정 요인으로 인한 실패 위험을 완화하고 노인, 일선 및 필수 근로자, 젊은 성인 및 소아 인구를 포함하여 Covid-19에 감염되거나 전파될 위험이 있는 각 하위집단에 대해 최상의 백신플랫폼을 선택할 수 있도록 한다. 또한, 8개 백신을 동시에 진행하면 2021년 상반기에 3억 투여량을 제공할 가능성이 높아진다.

둘째, 안전성, 유효성 또는 제품 품질을 훼손하지 않고 백신 프로그램 개발을 가속화해야 한다. 임상 개발, 프로세스 개발 및 제조 확장은 모든 과정을 모두 가동하고 동시에 실행하여 크게 가속화할 수 있다. 이를 위해서는 기존의 순차적 개발 접근 방식(sequential development approach)에 비해 상당한 재정적 위험을 감수해야 한다. OWS는 3상 임상시험(각 참가자 30,000~50,000명) 규모를 최대화하고 매일 역학 및 질병 예측모델을 참조하여 임상시험 장소를 ​​최적화하여 가장 빠른 유효성 판독경로를 보장한다. 이러한 대규모 임상시험은 각 후보 백신에 대한 안전성 데이터셋을 증가시킨다. 많은 선행 투자를 통해, 기업들은 1상 연구를 위해 ‘신약임상신청(Investigational New Drug Application, IND)’을 제출하더라도 이러한 3상 유효성 시험을 위한 임상운영 및 장소 준비를 수행할 수 있으므로, FDA로부터 임상시험 승인을 받았을 때 즉각적으로 3상 임상을 시작할 수 있다. 백신 후보 간의 적절한 비교를 허용하고 FDA 승인 후 백신 이용을 최적화하기 위해, 3 상 임상시험 연구결과(end points) 및 분석 판독값이 ‘미국 알레르기 감염병 연구소(National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIAID)’, ‘코로나 바이러스 예방 네트워크(Coronavirus Prevention Network)’, OWS 및 스폰서 기업들을 포함한 공동노력을 통해 조화를 이루었다.

마지막으로, OWS는 백신이 전임상 또는 매우 초기 임상단계에 있는 동안 프로세스 개발을 시작하고 제조를 확장할 수 있도록 기업들을 재정적 및 기술적으로 지원하고 있다. 3상 임상시험이 종료될 때 FDA 감사(inspection)를 위해 산업 공정이 설정, 실행 및 검증되도록 하기 위해, OWS는 시설 구축 또는 재가공, 장비 피팅(fitting), 직원 채용 및 교육, 원자재 소싱(sourcing), 기술 이전 및 검증, 바이알(vials)로 벌크제품(bulk product) 처리, 각 백신 후보에 대한 충분한 바이알, 주사기 및 주사침 확보를 지원한다.

FDA 승인을 받으면, OWS 비용으로 신속하게 배포할 수 있는 수천만의 백신 투여량을 비축하는 것을 목표로 한다. 이러한 전략은 건전한 과학 및 규제기준에서 요구하는 중요한 단계를 줄이지 않고 백신개발을 가속화하는 것을 목표로 한다. FDA는 최근 ‘생물학제재허가신청(Biologics License Application, BLA)’에 대한 개별 백신을 평가하는데 이용할 지침(guidance)과 기준(standards)을 재발행했다. 대안적으로 FDA는 모든 BLA 절차가 완료되기 전에 백신 투여를 허용하기 위해 비상이용허가(Emergency Use Authorization, EUA) 발급을 결정할 수 있다.

OWS 포트폴리오의 8개 백신 가운데 6 개가 발표되었다. 후보 백신은 4가지 플랫폼 기술 중 3가지에 해당되며 현재 임상시험 중이다. 나머지 2개 후보는 곧 임상시험에 돌입한다. 개발과 제조가 진행되는 동안, 보건성-국방부 파트너십은 백신 배포, 하위집단 우선순위 지정, 자금조달 및 물류지원을 위한 기반을 마련하고 있다. 이러한 중요한 이슈를 해결하기 위해 NIH, CDC, BARDA 및 미국 보험청(Centers for Medicare and Medicaid Services, CMS)의 생명윤리학자 및 전문가와 협력하고 있다. ‘예방접종에 관한 CDC 자문위원회(CDC Advisory Committee on Immunization Practices)’로부터 권고사항을 받을 것이며, 백신이 준비가 되면 가장 취약하고 위험에 처한 사람들이 백신접종을 받을 수 있도록 노력하고 있다. 우선순위는 각 백신의 상대적 성능과 특정 집단에 대한 적합성에 좌우된다. 일부 기술은 인체 안전성에 대한 제한된 과거데이터를 갖고 있기 때문에, 백신의 장기간 안전성은 약물감시(pharmacovigilance surveillance) 전략을 이용하여 신중하게 평가된다. 어떤 기업도 2021년 1월까지 성공을 보장할 수는 없지만, 이렇게 내린 전략적 의사결정과 선택, 정부가 제공한 지원, 지금까지의 성취는 전례 없는 노력에서 성공할 것이라는 낙관적 기대를 보여준다.

출처원 : Developing Safe and Effective Covid Vaccines — Operation Warp Speed’s Strategy and Approach
Slaoui M, Hepburn. New England Journal of Medicine. October 29, 2020
https://www.nejm.org/doi/pdf/10.1056/NEJMp2027405?articleTools=true
* 본 컬럼은 의료기기를 비롯한 헬스케어 분야의 국내외 학회지에 발표된 논문 및 연구보고서 등을 살펴봄으로써 우리나라 의료기기 관련 보건의료정책 마련에 통찰력을 제공하기 위한 목적으로 매주 발표됨