백신접종으로 코로나19 집단면역이 이뤄질까?

과학기술

백신접종으로 코로나19 집단면역이 이뤄질까?
집단면역은 어렵지만 백신 접종은 최선의 선택

2021.04.21 09:00 김은영 객원기자

지난해 12월 8일 영국에서 세계 최초로 신종 코로나바이러스 감염증-19(Covid-19) 백신 접종이 이뤄졌다. 영국은 이날을 코로나19 승리를 향한 새로운 ‘브이데이(V-Day)’라고 부르며 “한 주 동안 인류의 역사적인 순간이 될 것”이라고 평가했다.

영국을 시작으로 전 세계 백신 접종이 광범위하게 이뤄지면서 사람들은 20세기 최악의 바이러스가 사라질 것으로 기대하고 있다. 과학자들은 전체 인구의 60~70%가 백신을 접종하게 되면 집단면역이 생길 것으로 전망하고 있다.

지난해 말부터 영국을 시작으로 코로나19 백신 접종이 시작됐다. ⓒ 게티이미지뱅크

하지만 최근 영국, 브라질 등 새로운 코로나19 변이 바이러스가 전 세계로 확산되면서 백신 접종의 미래가 위협받고 있다. 이밖에도 여러 가지 원인으로 전체 인구의 60~70%의 사람들이 접종하기 어려워 집단면역 달성이 어려울 것이라는 예측이 나오고 있다.

백신 접종으로 인한 집단면역이 어려운 이유

과학자들은 일반적으로 집단면역은 높은 백신 접종률로만 달성될 수 있고 집단면역이 이뤄지면 사회는 과거와 같은 정상으로 돌아갈 수 있을 것으로 예상했다. 감염을 통해 자연적으로 집단면역이 이뤄질 수도 있다는 희망은 여러 나라에서 시도한 결과 사실상 실패로 돌아갔기 때문이다.

특히 우리나라는 코로나19 감염자 숫자가 적어 자연적으로 항체가 생긴 사람들이 다른 나라에 비해 현저히 적기 때문에 백신 접종을 통한 집단면역을 시도해야 한다. 지난해 방역당국이 일반 국민 1,400여명을 대상으로 코로나19 항체를 조사한 결과 겨우 1명에게서만 항체가 검출된 바 있다.

백신접종을 통한 집단면역은 가능할까? 최근 과학자들은 집단면역 달성에 대해 회의적인 시각을 보이고 있다. ⓒ 게티이미지뱅크

집단면역에 달성되는 비율은 과거 바이러스 피폭을 통해 면역력을 얻는 임계값인 60~70%로 전망했다. 하지만 최근 전문가들은 백신 접종이 전 세계적으로 광범위하게 이뤄지고 있음에도 집단면역으로 코로나19를 종식시킬 수 있다는 생각을 수정하기 시작했다.

지난달 18일 국제 과학학술지 네이처는 백신 접종으로 인한 집단면역이 불가능한 5가지 이유에 대해 상세하게 보도했다. 네이처에 따르면 과학자들은 새로운 변이 바이러스의 출현을 가장 큰 이유로 꼽았다. 또한, 예방접종에서 배제되는 아동 인구를 제외하면 집단면역을 위해 전체 성인 인구의 접종률이 80~90%가 되어야 한다는 점, 백신의 면역 지속력 문제 등을 지적했다.

현재 예방접종에서 배제되는 18세 미만의 아동인구는 전 세계 29%에 달한다. ⓒ 게티이미지뱅크

예방접종에서 배제되는 18세 미만의 아동 인구의 비중이 높다는 점은 집단면역이 어려운 요인 중 하나다. 세계보건기구에 따르면 전 세계 인구 중 어린이와 청소년은 29%에 달한다. 미국은 18세 미만의 인구가 24%인 것으로 나타났다. 이 수치는 집단면역을 형성하려면 미국의 거의 모든 성인이 접종해야 한다는 의미다.

우리나라의 경우 18세 미만의 아동 인구는 2019년 기준 약 792만 명으로 전체 인구의 약 15.5%로 미국에 비해서는 적은 편이다. 하지만 여기에 임신부, 백신 접종을 희망하지 않는 대상자까지 고려해야 하므로 역시 성인 인구의 80~90%가 접종해야 집단면역에 달성할 수 있다는 결론이 나온다.

설대우 중앙대학교 약학대학 교수는 “18세 이하 및 임신부 등 접종이 어려운 대상, 접종을 거부하는 사람들까지 포함하면 우리나라 전체 인구의 80% 이상 맞아야 집단면역이 가능하다”고 전망했다.

백신을 거부하는 사람들이 많아지면 집단면역 달성은 더욱 요원하다. 전 세계에서 백신 접종이 가장 빠르게 이뤄지고 있는 이스라엘의 경우도 이미 60%의 인구가 1차 접종을 완료했지만 최근 청년층의 참여가 저조해 곤란한 상황이다. 이스라엘은 공짜 피자와 맥주 등으로 청년층의 백신 접종 참여를 유도하고 있다.

이스라엘은 현재 60%의 인구가 1차 접종을 완료한 상태다. ⓒ Nature

각국의 백신 접종 속도가 다른 것도 한 요인이다. 전파력이 강한 코로나 19의 특성상 한 국가에서 집단면역이 형성되더라도 인접해 있는 다른 국가에 집단면역이 형성되어 있지 않다면 재감염될 위험성이 높다.

현재 전 세계에서 가장 빠르고 모범적으로 예방 접종이 이뤄지고 있는 국가는 이스라엘이다. 이스라엘은 지난달 50%의 인구가 2차 접종까지 완료했고 1차 접종은 60%의 인구가 접종하며 이론적인 집단 면역에 이르렀다. 하지만 이스라엘의 근방 레바논이나 시리아, 요르단, 이집트에서는 아직 각 인구의 1%도 접종이 이뤄지지 않았다는 것이 문제다. 이스라엘에서 집단면역이 형성되더라도 인근국가의 백신 접종률이 낮다면 감염이 계속 되풀이될 수 있다.

코로나19 변이 바이러스는 집단면역을 형성하는데 있어 가장 큰 문제로 지적된다. ⓒ 게티이미지뱅크

최근 집단면역 형성을 가로막는 가장 큰 문제는 변이 바이러스 문제다. 과학학술지 사이언스에 발표된 브라질 북부 마나우스 지역의 연구 사례가 이를 뒷받침한다. 연구에 따르면 지난해 5월과 10월 사이에 브라질 북부 마나우스 지역에 코로나19 확산 속도가 느려진 것은 집단면역 때문일 수 있다.

에스테르 사비노(Ester Savino) 브라질 상파울루 의과대학(Brazil Sao Paulo University of Medicine) 교수 연구팀은 마나우스 지역의 인구 60%가 코로나19에 감염되었다고 계산했기 때문이다. 하지만 올해 1월 브라질 북부 마나우스 지역 확진자의 100%는 변이 바이러스에 의한 것이었다. 이것은 이전의 집단면역을 갖춘 이들이 변이 바이러스에는 효과를 보지 못했다는 뜻이다.

백신 접종은 코로나19 대응에 가장 효과적인 방법

백신의 면역 효과가 언제까지 지속되는지 확실치 않다는 것도 문제다. 즉 백신을 접종해도 면역 지속력을 위해 매년 접종해야 할 수도 있다. 이러한 문제는 코로나19가 집단면역을 통해 영원히 사라지지 않는다는 사실을 의미한다. 과학자들은 장기적으로 코로나19가 인플루엔자와 같이 풍토병이 될 가능성을 제시한다.

그렇다면 백신 접종을 하지 말아야 할까? 그건 절대 아니다. 과학자들은 백신을 통한 집단면역이 쉽지는 않지만, 백신 접종은 코로나19 이전의 정상으로 돌아가는 가장 효과적인 방법이라고 말한다.

전염병학자 스테판 플래시(Stefan Flash) 영국 런던 위생 및 열대 의과 대학(London School of Hygiene & Tropical Medicine) 박사는 네이처에 “백신은 완전히 놀라운 발전이다. 비록 집단면역은 어려워도 백신 접종은 코로나19로 인한 입원과 사망률을 감소시킨다”며 백신의 효과를 설명했다.

지금으로서는 변이 바이러스에 대응하는 백신 개발을 서두르는 한편 변이 바이러스가 더 확산하기 전에 더욱 많은 사람들이 접종하는 것이 최선의 방법이다.

김우주 고려대학교 구로병원 감염내과 교수는 “현재 접종되고 있는 백신의 효과가 변이 바이러스에 대해 크게 떨어지지 않는 것으로 나타났다. 하지만 남아공발 변이 바이러스에는 취약점이 보이고 바이러스 변이 속도가 빨라지고 있는 만큼 변이 바이러스를 차단하고 백신 접종을 서둘러야 한다”고 말했다.

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