15. 지질 넷 — 이름이 없으면 값도 없다 · Dr. Yoo's mRNA Vaccine Synthesiser Cost Analysis, First Steps

/reag 17강이 이 강의에서 가장 큰 빈칸이라고 적어 둔 줄입니다. 논문이 지질에 대해 적은 것은 이 한 마디뿐입니다.

lipid vectors dissolved in ethanol

이름도 없고, 몰비도 없고, N/P 비도 없습니다. 값을 붙이려면 우리가 처방을 하나 빌려와야 합니다. 그래서 이 강의는 시판 백신이 쓰는 표준 처방을 가정으로 놓고 계산합니다 — 이온화성 지질 : DSPC : 콜레스테롤 : PEG-지질 = 50 : 10 : 38.5 : 1.5, N/P = 6. mRNA 300 µg 을 싣는 데 필요한 양이 이렇게 나옵니다.

지질	제품 (RUO)	mg 당	소요량	배치 원가
SM-102 (이온화성)	Cayman 33474 · 25 mg	약 5,940 원	3.93 mg	23,364 원
SM-102 (1 g 포장이면)	Cayman 33474 · 1 g	약 1,620 원	3.93 mg	6,372 원
ALC-0315 을 쓰면	Cayman 34337 · 25 mg	약 9,666 원	4.24 mg	41,747 원
DSPC	TargetMol T9510	약 628 원 (불확실)	0.88 mg	550 원
콜레스테롤	Cayman 9003100 · 250 g	약 1 원	1.65 mg	3 원
DMG-PEG2000	Cayman 33945 · 1 g	약 369 원	0.42 mg	154 원
무수에탄올	Fisher BP28184 · 4 L	—	약 0.33 mL	61 원

콜레스테롤은 배치당 3원입니다. 지질 넷 가운데 셋을 다 합쳐도 707원인데, 이온화성 지질 하나가 23,364원 — LNP 값의 97%입니다.

몰비와 N/P 를 넣으면 필요량이 계산으로 나옵니다. 값을 바꾸려면 처방을 바꿔야 하고, 논문은 그 처방을 적지 않았습니다.

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# 표준 몰비로 지질 네 가지의 필요량과 값을 계산한다.
# 가정: mRNA 300 ug, N/P = 6, 몰비 50:10:38.5:1.5. (논문에 지질 정보가 없어 빌려 온 처방이다)
mrna_ug = 300.0
nt_avg_mw = 330.0          # 뉴클레오타이드 하나의 평균 분자량
phosphate_umol = mrna_ug / nt_avg_mw / 1000 * 1000   # umol 인산 = ug / (g/mol) * 1e-6 * 1e6

lipids = [
    # (이름, 분자량, 몰비, mg 당 원)
    ("SM-102 (이온화성)", 710.2, 50.0, 5940),
    ("DSPC",              790.15, 10.0, 628),
    ("콜레스테롤",         386.65, 38.5, 0.977),
    ("DMG-PEG2000",      2500.0,  1.5, 369),
]
np_ratio = 6.0
ion_umol = phosphate_umol * np_ratio          # 이온화성 지질의 몰수 (N/P 로 정해진다)
total_parts = sum(l[2] for l in lipids)
scale = ion_umol / 50.0                        # 몰비 50 에 해당하는 눈금

print("mRNA %.0f ug -> 인산 %.3f umol -> 이온화성 지질 %.3f umol (N/P=%.0f)"
      % (mrna_ug, phosphate_umol, ion_umol, np_ratio))
print()
total = 0.0
for name, mw, parts, per_mg in lipids:
    umol = scale * parts
    mg = umol * mw / 1000.0
    won = mg * per_mg
    total += won
    print("%-18s %6.3f umol  %6.3f mg  %9s 원" % (name, umol, mg, format(round(won), ",")))
print("-" * 52)
print("%-18s %25s 원" % ("지질 합계", format(round(total), ",")))
print()
top = lipids[0]
share = (scale * top[2] * top[1] / 1000.0 * top[3]) / total * 100
print("이온화성 지질 하나가 지질값의 %.1f%% 를 차지한다." % share)

몰비와 N/P, 그리고 포장 크기를 바꿔 보세요. 어느 손잡이가 값을 움직이는지 보여 줍니다.

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포장 크기가 값을 세 배로 바꾼다

같은 SM-102 인데 25 mg 짜리를 사면 mg 당 5,940원, 1 g 짜리를 사면 1,620원입니다. 한 배치에 3.93 mg 만 쓰므로 25 mg 이면 여섯 배치, 1 g 이면 이백 배치가 나옵니다.

배치를 많이 돌린다면

큰 포장이 맞습니다. 지질 소계가 24,088 → 7,077원으로 내려갑니다.

한두 번만 해 본다면

큰 포장은 대부분 버리게 됩니다. 그때 실제로 치른 값은 소요량이 아니라 통값 전부입니다 — 16강.

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이 배치에서 지질 넷 가운데 값이 가장 싼 것과 그 값은?

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논문이 지질의 이름과 몰비를 적지 않은 것이 이 강의의 계산에 남기는 한계는?