「공공백신개발·지원센터」 설계 기초자료 수집 및 백신신속개발 연구기법 습득 공무국외여행 보고 「공공백신개발·지원센터」 설계 기초자료 수집 및 백신신속개발 연구기법 습득 질병관리본부 국립보건연구원 감염병센터 백신연구과

출장개요 □ 목적 □ 기간 □ 대상국가 및 방문기관 □ 여행자 인적사항 : 질병관리본부 국립보건연구원 감염병센터 `17년도 예정인 「공공 백신개발·지원센터」 설계사업을 위해 센터 내 주요 연구실험실 배치 및 주요장비 구축 등 기초자료 수집을 위해 국외 유사기능의 연구기관인 「국립보건연구원 백신연구센터」 및 「월터리드 국군 연구소」 방문 현재 질병관리본부 백신연구과에서 개발 중인 지카바이러스 백신 ‘신속개발 플랫폼 구축’을 위해 미국 NIH의 최신 연구기법 습득 □ 기간 2016. 3. 27. ~ 2016. 4. 10. □ 대상국가 및 방문기관 미국 (워싱턴) : 미국 국립보건원 백신연구센터 / 월터리드 국군연구소 □ 여행자 인적사항 : 질병관리본부 국립보건연구원 감염병센터 백신연구과 보건연구관 유정식 / 보건연구사 여상구 / 연구원 이소민

수행일정 월 일 방문기관 업무수행내용 주요접촉인물 (직책 포함) 3.27 출국/현지도착 3.28 NIH VRC (Bethesda, MD) ○ 주요인사 인터뷰 - VRC 운영방안 등 - 지카바이러스 백신 개발 동향 Dr. Barney Graham(VRC, director) Dr. Sung-Youl Ko (Staff Scientist) 3.29 NIH VPPL (Gaithersburg, MD) ○ VPPL 소개 - 기관 간 연계 및 연구분야 소개 ○ 실험실 투어 - 주요 장비 및 랩 구성 Dr. Venkat Mangalampall (Staff Scientist) 3.30 NIH VCMP (Frederick, MD) ○ 시설 투어 (임상시료생산 GMP 시설) ○ 담당자들과 인터뷰 - 생산프로세스 및 기관 간 프로세스 등 Dr. David A. Lindsay (Director) Barbara Brooks (Director, Manufacturing operations) Matt Westerman (Maunfacturing) 3.31 ○ Virolory 실험실 투어 ○ FACs core Lab. 운영 및 최신연구기법 Dr. Diana G Scorpio (Staff Scientist) Stephen Perfetto, MD. (Manager) NIH NINDS ○ NIH 임상병원 Tour Dr. Seung-Kwon Ha (Postdoc Fellow) 4.1 WRAIR (Siver spring, MD) ○ 주요시설 소개 - 박테리아 및 바이러스 감염병실험실 ○ 시설 투어 - 임상시험센터, 동물실험실,임상시료생산시설, 기계실 Danna K, Renta, M.D.(Colonel, Medical Corps Commander) Dr. Kenneth H. Eckels(Chief of Pilot Bioproduction Facility) 4.4~8 ○ 백신신속개발 플랫폼 기술 습득 - 가상바이러스 중화항체 평가 Dr. Kwanyee Leung (Staff Scientist) 4.9~10 출국/입국

NIH 백신연구센터(VRC) □ 국립보건원 캠퍼스 내 ‘빌딩 40’으로 명칭 HIV백신 개발을 목표로 설립, 현재 HIV 이외에도 신종감염병(지카바이러스 포함) 및 생물테러 병원체 등 다양한 감염성 질환에 대한 연구를 수행 중 기초연구부터 소동물 위주의 실험, 영장류 실험 및 임상시험은 캠퍼스 NIH 내 타 연구실과 공동연구 중 □ (조 직) 백신 연구와 관련 6개 연구실 , 6개 팀으로 구성 의사, 수의사, 약사, 생물학자, 화학자 등 다양한 전공자로 구성된 350여명의 전문인력과 약 20여명의 행정요원이 업무 수행 □ (예 산) : 연간 약 1조 1천 300 억원 이상 □ (미 션) 가능성 있는 백신 후보주를 기초연구부터 임상까지 신속하게 적용 바이러스와 면역학 기초,응용연구 전임상 시험(동물모델) 중개연구, 백신 임상시험 임상평가를 위한 미국정부기관 및 NGO와의 공동연구

(Clinical trial phase 1,2) NIH 백신생산프로그램연구실(VPPL) □ (역할) 백신 후보주 생산을 위한 cell line 개발, 배양 최적화 조건 확립 등 Cell line development (HEK 293-VLP, CHO444 –Mabs,) 최적화 조건 스크리닝 소규모 비임상시료가 생산 가능(DNA 백신은 제외) 현재, 9개 후보물질(에볼라 포함) 테스트 중(6~9개월소요) □ (조직) 약 100명의 직원 , 전문가위원회가 비정기적 운영 VRC (Building 40) ▶ VPPL (Gaithersburg) VCMP (Frederick) Discovery Development GMP manufacturing Clinical molecules (vaccine, mAb..) Manufacture Stability Formulation Production (Clinical trial phase 1,2)

NIH 백신임상시료생산연구소 □ (역 할) VRC에서 개발되는 임상시험물질(1상,2상용) 시료 생산(GMP*) * GMP(Good Manufacturing Practice) (방법) 파일롯플랜트에서 자체생산 또는 용역을 통한 외부시설에서 임상시료 생산 (주요 업무) 제조, 품질관리, 품질보증, 관리, 설비 등 (규모) 4개의 train으로 구성 (fermentation-clarification-purification) (생산 용량) 감염병 위급상황대비 생산용량 확대. 2x100L, 400L, 2000L □ (생산범위) 플라즈미드 DNA 백신, 아데노바이러스 벡터 백신, VLP(Virus-Like Paticles), 재조합단백질, 단클론항체 생산 등

미 월터리드 국군연구소(WRAIR) □(주요 시설) 캠퍼스 내 기초연구, 동물실험, 임상시험용 생산시설(GMP), 임상시험센터 등 백신연구개발을 위한 One-stop 시스템 영장류 실험실과 임상시험용 생산시설(GMP)은 본부동과 별도의 건물로 캠퍼스 내 위치 전 세계 4개국(독일, 태국, 조지아, 케냐)에 연구소 보유, 독일을 제외한 나머지는 감염병 연구를 위해 운영 * (프로세스) Field study(감시, 진단)→ 기초연구→ 중개연구→ (시)제품생산 □ (주요 백신연구) 생물테러 병원체 및 미군의 발병률 높은 바이러스, 세균 등 감염병 중심 최초 인플루엔자백신(`48), A형 간염, 경구 아데노바이러스백신 (4형,7형), 일본뇌염등 백신 개발, HIV백신(effective) 현재 뎅기열, 말라리아, 차세대 아데노바이러스, 차세대 일본뇌염, 세균성 이질, 지카바이러스 백신등 개발 중

미 월터리드 국군연구소(WRAIR) □ 동물실험팀(Veterinary service) 본 건물 지하에 위치한 동물실험실에서는 설치류, 토끼 등 중소동물 실험 위주로 진행하며,이를 위한 사육실, 설치류 수술실, 감염실험실 (BL3 시설 포함) 등으로 구성 - 오염 통로와 클린 통로가 구분, 그 사이에 사육실 등 위치 □ 임상시료생산시설(Pilot bioproduction facility) 월터리드 연구소 캠퍼스 내 별도의 단층건물로 1958년 건축된 GMP시설이며, 인간을 대상으로 임상 1상 시험을 위해 pilot-scale의 백신을 생산하는 시설 백신 생산은 연구용 시료 확보→ Master and working cell bank생산→ Fermentation→ Purification → Formulation, fill 순으로 진행

백신신속개발 플랫폼 기술 습득 □ 항체 중화능 평가를 위한 pseudovirus assay 미국 백신연구센터(VRC) 방문하여 백신 신속개발을 위한 기술 중 백신 접종 후 항체의 중화능력을 실제바이러스가 아닌 pseudovirus를 이용하여 평가할 수 있는 연구기술을 습득함

결론 및 특이사항 □ 설계반영사항 □ 장비반영사항 □ 외부협력 반영사항 원활한 공동연구, 자원의 공동활용을 위해 일반연구실 공간은 open lab 지향(국내연구기관도 동일) BL-2 및 BL-3공간을 최소화(꼭 필요한 공간만 지정) 하고 일반적인 분석실험하는 공간은 BL-1 으로 유지하여 시간, 물적 자원 낭비요소를 줄임 동물실험실 설계를 위해, VRC와 월터리드연구소 내 동물실험실, 사육실, 통로 등 배치정보를 활용 □ 장비반영사항 백신후보물질 개발에 필요한 다양한 면역분석장비들을 위주로 검토하였으나, 백신후보물질 정제와 관련된 장비, 기술에 대한 고려는 미흡하였음. FPLC, UPLC, pyrogen detector등을 추가로 고려 □ 외부협력 반영사항 공공백신개발지원센터는 민간지원 역할수행이 중요하지만 공공기관의 특성상 제약이 예상됨. 미국 VRC는 센터 내 부서들 간의 협력연구도 자율적이며 외부기관인 학계 및 산업계와도 MTA 협약 등 프로세스를 거치기만 공동연구 가능(win-win 전략) - 미국 VRC의 공동연구 프로세스, 선결사항 검토를 통한 외부협력 활성화 방안 마련

결론 및 특이사항 □ 기타 고려사항 NIH의 백신연구센터, 월터리드 연구소 모두 non-human primate 실험시설을 보유하여 일부 긴급개발백신의 경우 후보물질단계에서 바로 영장류실험 진행할 수 있음. 공공백신개발지원센터의 경우, 예비타당성조사단계에서 자체 영장류실험시설이 중복사업으로 제외됨에 따라 K-bio 실험동물센터, 오창 국가영장류센터와의 협력방안을 마련하고, 일정부분 우선적 사용에 대한 협약체결이 필요 VCMP에서는 VRC내 VPPL과 긴밀한 협력에 의해 백신을 생산하고 있음. 따라서 공공백신개발지원센터 내에도 CMO와 연계하는 부서 또는 팀이 필요하며 이곳에서 대량생산과 관련한 세포주 개발, 생산스케일 업 등의 관련연구 수행이 요구됨. 공공백신개발지원센터에서 개발한 다양한 플랫폼의 백신생산이 우선적으로 가능하도록 산업부의 CMO 구축사업과 협력이 필요함. 또한 현재 CMO는 세균, 바이러스 사백신 또는 약독화 백신생산에 초점이 맞춰져 있으므로 향후 VLP, DNA백신 등의 생산이 가능하도록 논의가 필요함. 반영이 어려울 시, 복지부차원에서의 생산시설 확보가 필요

결론 및 특이사항 본 출장을 통해 습득한 지식, 경험 및 설계 관련 기초 자료를 차후 추진 될 □ 공공백신센터 건립 제언 하나의(또는 최소한의) 분명한 목표 설정, 우수한 인재선발 및 양성이 가장 중요. 백신효능을 평가하고 방어능을 확인하기 위한 백신전용 동물실험 인프라 구축 필수 □ 공공백신센터 운영 미국 VRC도 정부기관이나, 외부 연구기관 및 기업과도 활발히 교류되고 있으며, 백신의 실용화를 우선으로 오픈 랩을 지향함. MTA 협약 등 프로세스를 갖춰두면 공동연구를 통해 많은 성과 창출 가능 (VRC) 재난대응을 위한 신속백신개발 연구에 대해 RCA 등을 통한 구체적인 협력 추진 (WR-AIR) 월터리드 연구소는 전 세계 4개국에 연구지소를 보유 (독일, 태국, 조지아, 케냐) 다양한 자원 확보 - 백신연구분야 뿐 아니라 감염병연구 전반에 있어 자원교류 등 통한 공동연구가 가능 본 출장을 통해 습득한 지식, 경험 및 설계 관련 기초 자료를 차후 추진 될 공공백신 연구, 백신 신속개발 및 백신연구센터 건립을 위한 자료로 적극 활용