신종 코로나 바이러스의 백신을 제조, 유통, 접종 할 때까지의 일련의 경로를 정리 한 "신종 코로나 바이러스 백신 공급 체인"에 대해 분석 한 기사를, 소프트웨어 개발자 Jonas Neubert 씨가 공개했다.
■ 백신의 성분
공급망에 대해 생각하기 전에, 백신을 구성하는 성분에 대해 알 필요가있다. 현시점에서 접종이 시작되고있는 화이자와 BioNTech의 "BNT162b2", 그리고 Moderna의 "mRNA-1273"에 대해서는, 모두 Wikipedia에서 백신의 성분에 대한 정보가 기록되어있다. 주요 성분은 다음과 같다.
. mRNA
현시점에서 허용되고있는 신종 코로나 바이러스 백신은, 모두 염기 서열 정보를 가진 mRNA를 사용한 mRNA 백신이다. mRNA는 사람의 몸이 신종 코로나 바이러스의 면역을 획득하는 데 중요한 역할을 하고 있으며, mRNA 이외의 성분은 백신을 사람의 세포에 도입하기 위해 필요한 첨가물이라고한다.
. 지질
두 백신은 콜레스테롤, 포스파티딜콜린, 이온화 가능한 양이온 성 지질, PEG 수식이 된 인지질 등의 지질이 포함되어 있으며, 이러한 지질이 mRNA의 주위에 지질 나노 입자라는 캡슐을 형성한다. 지질 나노 입자는 인간의 세포에 들어갈 때까지 mRAN를 주변 환경과 면역 체계에서 보호하고, mRNA와 결합하여 상태를 안정시키고 세포 내에서 타이밍이 좋을 때 mRNA를 방출하는 역할을 하는 것.
. 버퍼(완충액)
백신의 수소 이온 농도(pH)가 너무 높거나 너무 낮을 때 유효 성분이 파괴 될 가능성이 있기 때문에, 백신의 pH 레벨을 제어하는 것이 중요하다. 그래서 "BNT162b2"는 인산 완충 생리 식염수를, "mRNA-1273"에서는 트리스 하이드록시메틸아미노메탄(토로메타민)과 염산 토로메타민, 초산 나트륨, 초산 등을 결합 한 완충액을 사용하여 백신의 pH를 제어하고있다.
. 자당(수크로스)
자당은 사탕 수수 등에서 만들어진 설탕 분자이며, 냉동 저장 중에 다른 성분이 손상을 받기 때문에 사용되고 있다는 것으로, 백신의 전체 중량에서 차지하는 비율이 물 이외에 가장 큰 성분이다.
■ 제조 공정
화이자와 BioNTech, 그리고 Moderna는 모두 유럽과 미국에서 독립적 인 공급망을 가지고있다. 이 백신의 생산 능력을 높이고 중복을 확보하고, 복원력을 높이는 역할도 서 있다는 것. 백신의 제조 공정에있어서 첫 번째 과정에서 완성까지 걸리는 시간은 약 몇 주 정도라고한다. 주요 제조 공정은 다음과 같다.
. DNA의 생산
mRAN를 생산하기 위해서는, 먼저 DNA를 생산해야 하는 것으로, 화이자는 미국 미주리 주 세인트루이스에있는 시설에서 DNA를 생산하고있다. 한편 Moderna는 DNA를 스위스 생명 공학 기업인 론자에 아웃소싱하고 있으며, 이후 공정 인 mRNA의 생산도 론자가 실시하고 있다는 것. 또한 DNA와 mRNA를 생산하는 론자 공장은 미국 뉴햄프셔 주 포츠머스와 스위스의 피습에 있다고한다.
. mRNA의 생산
화이자의 경우, 세인트루이스에서 제조 된 DNA는 매사추세츠 주 앤도버 또는 독일에있는 BioNTech 시설에 출하되고, 생물 반응기에서 mRNA로 변환된다. mRNA를 주원료로하는 백신이 승인 된 것은 이번이 처음이며, 이렇게 많은 양의 mRNA가 생산 된 것은 과거에 없었기 때문에, 공급망에서 가장 위험이 높은 것으로 간주되고있는 것이 mRNA의 생산 공정이라는 것.
. 지질의 생산
화이자는 쿠로다의 자회사가 미국 앨라배마 주 알라바스타에서 생산하는 지질 성분을 사용하고 있다. 한편, Moderna는 독일에 본사를 둔 CordenPharma에서 지질을 조달하고 있으며, CordenPharma는 미국 콜로라도 주와 스위스, 프랑스에 생산 거점을 가지고 있다고한다.
. 지질 나노 입자의 생산
지질 및 mRNA를 조합하여 지질 나노 입자를 생성하는 방법을 아는 사람은 적기 때문에, 지질 나노 입자의 생산은 mRNA 백신 제조의 주요 병목 현상 중 하나라고 한다. 화이자는 캐나다 밴쿠버에있는 Acuitas Therapeutics라는 회사와 협력하여 지질 나노 입자의 생산을 하고있으며, Moderna는 론자에 이 프로세스를 위탁하고 있다고 볼 수있다.
. 충전 및 마무리
백신 제조의 나머지 단계는, mRNA가 들어간 지질 나노 입자와 버퍼 및 자당을 함유하여 제제화 한 병의 작은 병에 넣는 공정이다. 화이자는 미국 미시간 주 캘러머주에서 미국으로의 튜브를, 벨기에의 풀스에서 유럽 용 튜브를 만들고 있으며, BioNTech는 독일의 수요에 대응하기 위한 시설을 국내게 가지고 있다는 것. Moderna는 미국의 Catalent 및 스페인 Laboratorios Farmacéuticos Rovi와 업무 위탁 계약을 맺고, 유리병을 제조하고 있다는 것이다.
. 포장
유리병은 다루기 쉬운 단위로 포장 된 후 운송된다. 화이자의 유리병 1개에 5회분의 백신이 들어있으며, 195개의 유리병이 1세트로 되어있기 때문에, 1세트로 총 975회의 접종이 가능하다. Moderna는 유리병 1개에 10회분의 백신이 들어있으며, 10개로 된 상자에 정리, 12 상자를 1케이스에 넣어 배송. 그래서 1케이스로 1200회의 접종이 가능하다.
■ 백신의 수송 및 비품 공금
생산 시설에서 포장 된 백신은 세계 각지로 출하되지만, 모든 시설에서 출하되는지는 최종 백신 접종 장소에 좌우된다. 두 백신 모두 미국 국내와 유럽에서 생산되고 있으며, 현시점에서는 생산 시설과 접종 지점이 비교적 가까운 위치에 있지만, 더 많은 나라에서 접종이 시작되면 공급망은 세분화될 수있다. 운송 및 실제 백신 접종에 관한 주죠 항목은 다음과 같다.
. 온도 요구 사항
화이자와 BioNTech 백신은 "마이너스 60~마이너스 80도", Moderna 백신도 "마이너스 15~마이너스 25도"라는 초저온을 유지하여 보관, 운반해야하기 때문에, 짐을 낮은 온도로 유지하며 수송 할 수있는 콜드 체인의 정비가 중요하다. 접종을 실시하는 의료 기관에서 최대 5일 정도 냉장고에 보관하는 것이 가능하다고 하지만, 초저온 냉동고, 배송박스, 온도 추적기 등의 조달은 특히 개발 도상국의 백신 배포에 걸림돌이 될 가능성이 있다. 또한 미국에서는 "고의로 백신을 상온에서 방치하여 악화시켰다"라며 약사가 체포되는 사건도 일어나고있다.
. 유리병
백신을 넣는 병은 물리적 인 충격이나 마이너스 수십도에서 냉동에 견딜 수 있어야되기 때문에, 일반 유리로 만들 수 없다. 백신병에 적합 한 재료는 붕규산 유리하고하지만, 원료가되는 붕산염의 생산지는 한정되어 있으며, 전체 공급량의 4분의 3이 터키, 나머지 대부분은 미국에서 생산된다라는 것. 또한 백신 병용 붕규산 유리를 제조하는 업체도 적고, 1개의 병에 몇 회분의 백신을 채우고있는 이유는, 유리병 부족도 한 원인이라고한다.
. 기타 비품
백신 접종에 필요한 것은 백신 본체와 유리병 뿐만이 아니다. 주사기와 바늘, 주사 부위를 씻는 소독 와이프, 장갑이 필요할뿐만 아니라 화이자와 BioNTech 백신은 사용 직전에 20mL의 생리 식염수로 희석하는 단계가 필요하다. 이러한 장비를 의료 기관에 공급해야만 백신을 접종할 수 있기 때문에, 미국에서는 "워프 속도 작전"이라는 민관 파트너십을 통해 물자의 공급을하고 있다는 것. 또한 환자와 의료 종사자를 위한 설명 자료를 배포, 콜센터의 설치, 위조 예방 대책 등 안전하고 신뢰할 수있는 백신 접종의 실시에는 중요한 요소가 된다는 것.
