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.

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.

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.

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.

약독화 백신은 백신의 기본적인 형태이며 매우 전통적 방법이지만, 여전히 개발자들이 선호하는 강력한 백신 개발방법이다. 자연 감염과 메커니즘이 매우 유사하기 때문에 면역효과가 강력하고, 또 효과가 오래 지속되는 최대의 장점이 있다. 더구나 과학기술의 발전으로 약독화 백신의 최대 단점인 불안전성을 점차 크게 보완할 수 있게 됐다. 약독화 백신, 이른바 ‘생백신’은 앞으로도 질병과 싸워나갈 강력한 무기가 되어줄 것으로 보인다.

앞으로 새로운 코로나19 백신이 계속 등장할 것이다. 재조합백신의 일종으로 바이러스의 일부 입자를 흉내내 만든 '바이러스 유사입자(VLP)' 백신도 코로나19 대응용 기술로서 주목받는 방법 중 하나이며, 자궁경부암 바이러스 백신이 이 방법으로 개발됐다. 현재 인도혈청연구소가 VLP 방식의 코로나19 백신을 개발 중이다. 바이러스벡터 방식이 아닌, 순수 DNA 방식의 백신도 곧 등장할 것으로 보인다. 미국 '이노비오'가 이 방식으로 백신을 개발 중이다.

흔히 ‘예방주사’나 ‘예방접종’이라는 말이 자주 쓰인다. 사실상 백신과 같은 의미로 쓰이는 경우도 많지만 정확한 의미에선 다소 차이가 있다. 능동면역이 아닌 수동면역을 기대하고 항체 물질을 미리 주사로 맞기도 한다. 정맥 내에 면역글로불린이나 단클론항체(단 하나의 항원 부위에만 항체반응을 일으키는 항체)을 사용하는 경우다. 말라리아의 경우 예방목적으로 여행 기간 치료제를 정기적으로 투여하기도 한다. 이런 경우는 백신이라고 보기 어렵지만 실제로 질병을 예방하는 효과가 있고 대중적으로도 ‘예방주사’나 ‘예방약’이라고 불리는 경우가 있으므로 구분해서 보아야 한다.