학문
백신의 보관 온도가 엄격한 이유는 무엇인가요?
요즘 코로나 백신과 관련하여 한참 시끄럽습니다. 백신의 경우 보관 온도가 엄격하다고 하는데 특히 mRNA 백신은 초저온 보관 이야기가 많습니다. 온도가 조금만 틀어져도 왜 효과가 떨어지는 것인가요?
6개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
말씀해주신 것처럼 백신의 보관 온도가 엄격한 이유는 백신을 구성하는 단백질이나 핵산과 같은 생체분자가 온도에 매우 민감하며, 구조와 기능을 잃을 수 있기 때문입니다. 과거의 단백질 기반 백신이나 항원 단백질을 보면, 이들은 특정한 3차원 구조를 가져야 면역계가 정확히 인식할 수 있는데요 단백질은 온도에 취약합니다. 따라서 온도가 올라가면 분자의 열운동이 증가하면서 수소결합이라던가 소수성 상호작용 등이 깨져 단백질 구조가 풀리며 변성됩니다. 이렇게 구조가 변형되면 항원 결합 부위인 에피토프가 바뀌어 면역 반응을 제대로 유도하지 못하게 됩니다.
특히 mRNA 백신의 경우는 더 민감한데요, mRNA는 기본적으로 단일 가닥으로 이루어져있으며 화학적으로 매우 불안정한 핵산입니다. 특히 물과 효소에 의해 쉽게 분해됩니다. 온도가 상승하면 분자의 진동과 반응 속도가 증가하여, 이러한 분해 반응이 훨씬 빠르게 진행되며, mRNA가 잘려버리면 세포 내에서 단백질을 합성할 수 없으므로 백신 효과가 사라집니다. 또한 mRNA 백신은 mRNA를 보호하고 세포 안으로 전달하기 위해 지질 나노입자 안에 담겨 있는데요, 지질 입자 역시 온도 변화에 민감하기 때문에 온도가 올라가면 막 구조가 불안정해지거나 응집될 수 있고, 이렇게 되면 mRNA 보호 기능이 떨어지고 전달 효율도 감소합니다. 반대로 너무 낮은 온도에서도 문제가 생길 수 있는데요, 일부 백신은 얼음 결정 형성으로 구조가 손상될 수 있기 때문에, 각 백신마다 가장 안정한 온도 범위가 설정되어 있습니다. 감사합니다.
말씀하신 mRNA 백신의 보관 온도가 까다로운 이유는 성분의 취약성 때문입니다.
mRNA는 유전 정보를 담은 매우 불안정한 분자로, 상온에 노출되면 분자 구조가 쉽게 끊어져 정보가 파괴됩니다. 게다가 이를 보호하는 기름 막인 지질 나노입자 또한 온도 변화에 취약해 형태가 변하면 내부 성분을 지켜주지 못합니다.
또 일반적인 백신의 단백질 성분 역시 열을 받으면 달걀처럼 성질이 변하는 변성이 일어나 면역 세포가 항원을 제대로 인식할 수 없게 됩니다.
결국 온도가 어긋나면 백신의 효과가 급격히 떨어져 접종을 해도 항체가 형성되지 않을 위험이 큽니다. 그래서 제조부터 접종 직전까지 콜드 체인을 엄격히 유지하여 백신 성분을 온전히 보존하는 것이 필수적인 것이죠.
안녕하세요. 박재민 수의사입니다.
백신 보관 온도가 엄격한 이유는 유효 성분이 열에 약하기 때문이에요
백신은 그냥 액체가 아니라 아주 정교한 생물학적 물질이라 온도가 조금만 벗어나도 구조가 망가지거나 분해될 수 있어요 특히 엠알엔에이 백신은 엠알엔에이 자체가 원래 불안정하고 이를 감싸는 지질 입자도 온도 변화에 영향을 받아서 초저온 관리가 더 중요했어요. 세계보건기구와 유럽의약품청 자료도 엠알엔에이 백신이 지질 입자로 보호되고 있으며 안정성 자료에 따라 보관 온도가 엄격하게 정해진다고 설명합니다.
온도가 맞지 않으면 백신이 사람 몸 안에서 만들어야 할 단백질을 제대로 못 만들 수 있어요. 실제로 미국 질병통제예방센터 연구에서는 엠알엔에이 백신을 더 높은 온도에 두면 항원 발현이 줄어들었다고 보고했습니다.
쉽게 말하면 백신은 상하지 않는 통조림이 아니라 온도에 민감한 정밀 약품이라서 냉장과 냉동 기준이 생명이라고 보시면 됩니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
mRNA 백신은 불안정한 RNA가 효소/가수분해/열에의해 쉽게 분해되므로,
저온에서 분해속도를 억제해서 항원 발현 능력을 유지해야합니다.
그리고 지질나노입자인(LNP) 구조가 온도 변화에따라서 붕괴되거나 융합되어
전달효율이 감소하기때문에 온도 이탈시에 면역원성이 저하될 수 있습니다.
감사합니다.
안녕하세요. 김창희 박사입니다.
백신은 단백질이나 mRNA로 구성되어 매우 불안정한 물질이라 온도 변화에 쉽게 분해됩니다.
즉, 온도가 올라가면 유효 성분이 손상되어 예방 효과가 크게 떨어질 수 있습니다.
따라서 정해진 저온 보관을 유지하는 것이 백신 효능을 지키는 핵심입니다.
(이는 마치 식품의 유통기한, 소비기한 같은 것과 같아요.)
감사합니다
백신은 열에 매우 취약한 단백질이나 유전 물질로 구성되어 있어 보관 온도를 벗어날 경우 분자 구조가 변형되거나 파괴되어 면역 반응을 유도하는 기능을 상실합니다. 특히 mRNA 백신은 유전 정보가 담긴 리보핵산 자체가 매우 불안정하여 상온에서 쉽게 분해되기 때문에 이를 보호하는 지질 나노입자의 안정성을 유지하기 위해 초저온 보관이 필수적입니다. 온도가 적정 범위를 넘어서면 백신의 유효 성분이 화학적으로 분해되거나 침전되어 체내에 투여하더라도 항체를 생성하지 못하는 무용지물이 됩니다. 따라서 제조사가 권장하는 엄격한 온도를 유지하는 것은 백신의 물리적 구조를 보존하여 항원성을 유지하기 위한 가장 기본적인 물리화학적 요구 사항입니다.