mRNA 백신과 DNA 백신의 차이, 핵심만 정리해드려요

 

백신의 새로운 패러다임, 유전자 기반 백신이란?

기존 백신은 병원체(바이러스나 세균)를 약하게 만들거나, 사멸시킨 상태로 인체에 주입해 면역 반응을 유도하는 방식이었습니다. 하지만 21세기에 들어 새로운 백신 기술이 등장했죠. 바로 유전 정보를 활용해 면역 반응을 일으키는 유전자 기반 백신입니다. 대표적인 것이 바로 mRNA 백신과 DNA 백신입니다.

이 두 백신은 모두 병원체의 일부 유전 정보를 전달해 우리 몸에서 항원 단백질을 스스로 생성하도록 유도하는 방식이라는 공통점을 가지고 있습니다. 즉, 병원체를 직접 주입하지 않고도 우리 몸이 면역 반응을 일으킬 수 있도록 도와주는 첨단 기술입니다.

하지만 작동 원리, 전달 방식, 면역 반응 유도 메커니즘, 안전성, 그리고 상용화 수준까지 두 백신은 여러 면에서 차이를 보입니다. 일반 소비자 입장에서는 mRNA와 DNA라는 용어 자체가 생소할 수 있지만, 핵심만 정확히 이해하면 충분히 구분할 수 있습니다.

이번 글에서는 두 백신 기술이 어떻게 다르고, 각각 어떤 장단점을 가지고 있는지 알기 쉽게 정리해보았습니다. 코로나19를 계기로 RNA 백신이 대중화된 지금, DNA 백신의 가능성까지 함께 살펴보면 향후 백신 선택에도 도움이 될 것입니다.

 

작동 방식의 핵심 차이: 세포질 vs 세포핵

mRNA 백신과 DNA 백신은 둘 다 ‘항원 단백질을 우리 몸이 직접 만들게 한다’는 점에서는 같지만, 어디서 작동하느냐가 다릅니다. 이것이 두 백신의 가장 핵심적인 차이점입니다.

• mRNA 백신은 전달된 mRNA가 세포질(cytoplasm)에서 바로 작동합니다. 이 RNA는 우리 몸의 세포 내 리보솜이라는 단백질 합성 기구를 통해 항원 단백질을 생성하게 합니다. 이 과정은 DNA로 전환되거나 세포핵에 들어가지 않으며, 일정 시간이 지나면 자연 분해됩니다.
• 반면 DNA 백신은 플라스미드 형태로 전달되며, 이 유전 물질은 세포핵(nucleus)까지 들어가야 작동합니다. 세포핵 안에서 mRNA로 전사(transcription)된 뒤, 이 mRNA가 다시 세포질로 이동해 단백질 합성이 이루어집니다. 즉, DNA 백신은 ‘핵 → mRNA → 단백질’ 순서로, 한 단계가 더 필요합니다.

이러한 작동 방식의 차이로 인해 mRNA 백신은 빠르게 항원을 생산할 수 있는 반면, DNA 백신은 전달 경로가 복잡하여 효율이 낮을 수 있습니다. 또, DNA가 세포핵에 들어가기 때문에 혹시라도 유전체에 영향을 줄 수 있다는 우려가 제기되기도 하지만, 현재까지는 그런 가능성은 극히 낮다고 평가됩니다.

 

전달 방식과 보관 조건: 현실적인 접근성의 차이

mRNA 백신은 자체적으로 세포막을 뚫고 들어가는 능력이 없어, 지질 나노입자(Lipid Nanoparticle, LNP)라는 일종의 보호막에 싸여 주입됩니다. 이 기술은 mRNA를 외부 환경으로부터 보호하면서 세포에 효과적으로 전달되도록 돕는 역할을 합니다.

하지만 mRNA 자체는 화학적으로 매우 불안정한 구조를 가지고 있어 저온 보관이 필수입니다. 대표적으로 화이자 백신은 -70도, 모더나는 -20도에서 보관해야 하며, 해동 후 사용 기한도 짧습니다. 이러한 보관·운송 조건은 백신 접종 인프라가 부족한 지역에서의 활용을 어렵게 만들었습니다.

반면 DNA 백신은 상온 보관이 가능한 경우도 많고, 냉장 유통만으로도 안정성이 유지되는 경우가 많습니다. 또한 플라스미드 구조는 내구성이 강해 제조와 운송 과정에서 mRNA보다 덜 까다롭습니다. 이 점은 대규모 접종이나 인프라가 취약한 국가에서 중요한 이점으로 작용할 수 있습니다.

하지만 DNA 백신은 세포핵까지 도달해야 하는 만큼 전달 효율이 낮고, 이를 보완하기 위해 전기천공(electroporation) 같은 특수 장비가 필요할 수 있어, 실제 접종 환경에서는 그리 간단하지 않을 수 있습니다. 이처럼 전달 방식과 보관 조건은 기술력 외에도 현실적인 제약과 접종 시스템 전반을 고려해야 할 부분입니다.

 

면역 반응과 임상 성과: 상용화 수준의 현실적 차이

현재까지 상용화에 성공한 대표적인 mRNA 백신은 화이자(Pfizer-BioNTech)와 모더나(Moderna)입니다. 이 백신들은 2020년 코로나19 대유행 당시 긴급사용승인을 받아 빠르게 보급되었고, 임상 3상에서 90% 이상의 높은 예방 효과를 보이며 RNA백신의 가능성을 입증했습니다.

반면 DNA 백신은 아직 상용화된 사례가 매우 적습니다. 2021년 인도에서 Zydus Cadila사가 개발한 'ZyCoV-D'라는 DNA 코로나 백신이 조건부 사용 승인을 받은 사례가 있지만, 글로벌 대규모 접종까지 이어지지는 못했습니다. 일부 국가에서는 동물용 DNA 백신이나 연구단계의 치료 백신이 개발되고 있지만, 일반 인구를 대상으로 한 DNA 백신은 아직 대중화되지 않았습니다.

이러한 차이는 면역 유도력의 차이 때문입니다. mRNA 백신은 세포가 항원 단백질을 빠르게 생산하고 면역 반응도 강하게 일으켜, 항체 및 T세포 반응 모두에서 우수한 성과를 보입니다. DNA 백신도 이론적으로는 비슷한 면역 반응을 유도할 수 있지만, 실제 임상에서는 상대적으로 낮은 면역 반응으로 인해 고용량이 필요하거나 보조 기술이 함께 사용되는 경우가 많습니다.

따라서 현 시점에서는 mRNA 백신이 상용화 수준에서 한발 앞서 있는 상황이며, DNA 백신은 개발 가능성은 높지만 아직은 좀 더 시간이 필요한 단계로 볼 수 있습니다.

 

기술의 미래: 상호 보완 가능한 백신 플랫폼

mRNA 백신과 DNA 백신은 서로 경쟁하는 관계가 아니라, 서로 보완 가능한 백신 플랫폼입니다. mRNA 백신은 빠른 설계와 강력한 면역 반응, 맞춤형 치료제 개발 가능성 등의 장점을 지닌 반면, DNA 백신은 보관이 용이하고 유통이 쉬우며 특정 질환에 대해 장기 면역 유도가 가능한 플랫폼으로 발전 중입니다.

현재는 mRNA 백신이 감염병 대응에 중심 기술로 자리 잡았지만, DNA 백신도 지속적으로 연구개발이 진행 중입니다. 특히 항암 백신, 자가면역질환 백신 등에서 DNA 백신의 안정성과 장기 지속 효과가 주목받고 있습니다. 또한 DNA 백신은 선진국뿐 아니라 개발도상국에서도 활용하기 쉬운 기술이라는 점에서 국제 보건 분야에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.

궁극적으로는 두 백신 모두 향후 정밀의학과 개인 맞춤형 치료 시대의 핵심 기술로 성장할 것입니다. 실제로는 한 질환에 대해 mRNA와 DNA 백신이 동시에 개발되거나, 상황에 따라 선택적으로 활용되는 융합 전략도 등장할 수 있습니다.

앞으로의 과제는 각 백신 플랫폼의 단점을 보완하고, 다양한 질환에 맞는 최적의 적용 방식을 찾는 일입니다. 이 과정에서 과학적 데이터와 임상 경험, 기술 진보가 함께 축적되어야 하며, 우리가 접하게 될 미래 백신은 단일 기술이 아닌 다각적인 전략의 결합체가 될 가능성이 높습니다.