The Science Times

코로나19가 전 세계 의과학계에 또 다른 변곡점이 될까? 사이언스지는 최근 “인류 역사에서 전염병은 과학자와 의사의 질병에 대한 이해에서부터 의사소통 방식에 이르기까지 모든 것을 재정비하도록 자극했다”며 코로나19로 인한 변화가 어떻게 전개될 지에 대해 다뤘다.

소방관을 뜻하는 영어 단어는 ‘Fire Fighter’다. 말 그대로 불과의 사투를 통해 사람들의 생명과 안전을 수호하는 전사들이다. 그만큼, 항상 위험에 노출된 대표적인 3D 직군이기도 하다. 최근 한 스타트업이 이에 대한 문제 제기를 통해 신선한 바람을 불러일으키고 있다. “화재 문제를 혁신적으로 개선하고자 불철주야 노력한다”는 김승연 대표의 소방안전 스타트업, 파이어버스터다. 파이어버스터가 주목한 것은 ‘기본’의 중요성. “소화기, 스프링클러 등 기초적인 설비만 제대로 활용해도 대부분의 화재는 초기에 진압할 수 있다”는 것이 김 대표의 분석이다. “실제 2018년 일어난 대형 화재 23건 중 21건이 스프링클러 미설치 및 오작동으로 인해 생긴 것”이라는 설명이 이어졌다.

감염병 전문가들은 모든 팬데믹(질병의 세계적 대유행)은 언젠가 종식될 것이라고 이야기하는 경우가 많다. 이른바 ‘집단면역’이 생겨나고, 또 이 과정에서 병원체(주로 바이러스)의 변이 역시 일어나기 때문이다. 변이가 일어나면 더 위험한 것 아니냐 싶겠지만 장기적으로는 이야기가 다르다. 전체적으로는 차츰 증세가 더 약한 종으로 바뀌어 간다. 치명적인 증세가 많아지면 숙주, 즉 감염자가 죽거나, 격리치료를 받으면서 같은 바이러스 내에서도 강력한 개체는 점점 퇴출당하고, 약한 개체가 더 널리 퍼져나간다.

“도쿄 PV엑스포라고, 전 세계에서 가장 큰 태양광 관련 박람회에 무작정 뛰어들었습니다. 기타 경비를 제외하고도 부스 참가비에만 1,500만원이 들어가는 엄청난 모험이었죠. 퇴직금 등 여유자금을 사실상 올인했습니다.” 시작부터 도전적인 리셋컴퍼니(주)는 태양광 패널 청소로봇을 판매하는 스타트업이다. 대학 졸업 후 약 8년간 태양광 스타트업에서 일한 정 대표의 노하우를 바탕으로, 현장에서의 수요를 정확히 파악한 안목이 돋보인다. 에너지전환의 흐름을 타고 태양광 산업이 커지는 현실에서, 그 관리의 필요성을 인식한 것이다. 특히 퇴직 후 일본에서 1달간 지낸 경험이 그의 인생 판도를 바꿔놓았다. 이런 분석력과 과감한 도전정신은 일단 좋은 반응으로 돌아왔다. 2017년 전시회에서 정 대표가 내놓은 태양광 청소로봇에 수많은 일본 바이어들이 열광한 것. 그는 “당시 접수한 구매 의향서만 약 200억원 가량에 이른다. 무모하다시피 한 도전이었지만, 이를 통해 시장의 니즈를 정확하게 확인하게 된 셈”이라고 밝혔다.

현대에 백신의 종류를 명확히 구분하긴 다소 모호한 감이 있다. 자료마다 설명에 조금씩 차이가 있으며, 같은 백신을 두고 전문가마다 시각이 다른 경우도 적지 않기 때문이다. 과거에는 백신을 크게 약독화 백신(생백신)과 불활성화 백신(사백신), 두 가지로만 구분했으며 실제로 그것으로 충분했다. 그러나 현대에 이런 원칙을 철저히 지키기 어렵다 보니 최근에는 다시 4가지로 나누는 경우가 많다. 첫 번째와 두 번째는 기존의 약독화 백신(생백신)과 불활성화 백신(사백신)이며, 세 번째는 유전자재조합기술을 이용한 ‘재조합백신’ 기술을 응용한 것들이다, 마지막이 꼽을 수 있는 것은 코로나19 이후 새롭게 조명받고 있는 핵산 백신, 즉 유전자 백신이다.

백신 개발자가 ‘A라는 질병의 백신을 개발하라’는 지시를 받으면 가장 먼저 어떤 방법을 떠올릴까. 병원체와 인체의 생리학적 특성을 충분히 고려해 가장 효과가 뛰어난 방법을 찾아내는 것이 최선이겠지만, 빠르게 결과를 내고자 한다면 대부분은 ‘재조합백신’을 먼저 떠올릴 것이다. 상당수의 질병에 대해 큰 문제 없이 백신을 개발할 수 있고, 세균이나 바이러스가 아니라, 면역반응을 얻을 수 있는 일부 단백질 성분만을 만들어 항원으로 사용하므로 안전성도 확실하다.

백신의 주성분은 어디까지나 ‘항원’이다. 우리 몸의 면역체계가 여기에 대응해 항체를 만들도록 유도하고, 이 과정에서 ‘후천성 면역’을 얻을 수 있어야 백신으로서 가치가 있다. 다만 이때 세균이나 바이러스 등 질병을 일으키는 ‘병원체’를 그대로 이용하기 어려우니 여러가지 수단을 동원하게 된다. 과학자와 의료인들은 이 과정에서 의문을 품기 시작했다. 다양한 백신을 개발해 오면서 전통적인 개발법으로 한계가 있는 경우가 적지 않았기 때문이다. 연구자들은 새로운 방법을 고민하기 시작했다. 병원체를 일부 조작하는 것만으로 항원을 만들 수 없다면, 아예 처음부터 항원으로 작용하면서도 안전한 단백질 입자를 ‘실험실에서 만들면’ 되지 않겠냐고 생각한 것이다. 이렇게 태어난 것이 이른바 ‘재조합 백신’이다.

백신이란 감염위험을 낮추거나, 불활성화시켜 만든 항원을 이용해 인간의 후천성 면역을 얻는 물질, 혹은 그 물질을 담은 의약품을 뜻한다. 그런데 드물게 병원체 그 자체보다, 병원체가 만들어 낸 독소(毒, Toxin)를 항원으로 삼는 경우도 있다. 병원체가 아니라, 병원체가 생성한 독소가 질병을 일으키는 경우, 독소 그 자체에 대응하는 특이한 형태의 백신인 셈이다. 흔히 ‘톡소이드 백신’이라고 부르는 경우다.

“세상은 양자인데 양자역학 원리에 따라 완벽하게 작동하는 기계로 세상을 시뮬레이션할 수 없을까?” 1980년대 세계적인 물리학자 리처드 파인만의 질문은 양자컴퓨터 태동에 결정적인 영향을 준다. 이후 수많은 과학자들이 양자컴퓨팅 연구에 몰두했지만 양자컴퓨터는 1990년대 중반까지 그야말로 ‘꿈의 기술’에 불과했다. 그리고 60년이 지난 현재 양자컴퓨팅은 완전하지는 않지만 일부 상용화되면서 꿈의 조각을 맞춰가고 있다. 양자 컴퓨팅이 실현되면 인류는 어떤 변화를 겪게 될까. 지난 11일 온라인 웨비나로 열린 ‘양자 컴퓨팅 시대 (The Quantum Computing Era)’에서 세계적인 양자 컴퓨터 권위자 데이비드 어샬롬 미국 시카고대학교 교수와 김정상 미국 듀크대 교수는 “양자 컴퓨팅이 금융, 신약, 화학, 에너지, 기후변화 등 인류의 모든 산업의 구조를 바꿀 것”이라고 전망했다.

1954년 미국의 극작가 리처스 매드슨(Richard Matheson)은 소설 ‘나는 전설이다’에서 암 백신주사를 맞고 인류가 변종 인간(좀비)가 된다는 엉뚱한 상상력을 발휘한다. 70년 전 생각할 수 있는 기발한 상상력의 산물이다. 코로나19 바이러스의 RNA 전사체를 연구하는 김빛내리 교수는 “나에게는 가장 쉬운 질문”이라며 “나에게 허용된 mRNA 백신을 맞고 싶다”고 말해 웃음을 자아냈다. 안재용 SK바이오사이언스 사장은 “아스트라제네카 백신을 맞겠다”며 “이미 아스트라제네카를 1차 접종했다”라고 밝혔다.