지난 5월 유럽의약품청(EMA) 산하 약물사용자문위원회(EMA)는 화이자의 ‘코미르나티(Comirnaty)’ 코로나바이러스 백신의 12세~15세 어린이 접종을 권장했다. 이어 모더나 백신도 같은 연령대 접종 승인을 미 식품의약국(FDA)에 신청했다. 어린이 접종이 가능해지자 미국, 캐나다, 독일은 12세~15세 청소년을 백신 접종 대상에 포함시켰다.

이제 남은 연령대는 12세 미만의 어린이와 유아 및 영아다. 올해 2월. 미국 소아과학회(AAP)는 어린이에게 코로나19 백신 접종 승인을 요구하는 청원을 백악관 행정부에 보냈다. 하지만 코로나19로 인한 감염이 어린이에게 드물다는 이유로 백신 우선순위에 포함하는 데 시간이 걸리는 상황이다.

이런 가운데 노스캐롤리아나대 코넬의과대 등으로 구성된 연구진은 “어린 원숭이를 통한 임상시험에서 임상용 백신이 SARS-CoV-2에 대해 면역 항체반응을 이끌었다”고 밝혔다.

돌기 단백질 결합 차단, 면역세포 증가…22주 이상 지속

연구진은 9개월 된 인간 영아에 해당하는 2.2개월의 붉은털원숭이 16마리를 각각 8마리씩 두 집단으로 나눠 두 종류의 코로나19 백신을 첫 접종 후 4주 후에 2차 접종했다. 히말라야 원숭이라 부르는 ‘붉은털원숭이(rhesus macaques)’는 인간 DNA의 93%를 공유해 전염병 연구에 탁월하다고 평가된 동물이다.

백신은 모더나(Moderna) mRNA 방식의 임상용 백신과 미국 알레르기 전염병 연구소(NIAD)가 개발한 단백질 기반 백신을 사용했다. 연구진은 백신 접종 후 22주간 관찰한 결과 두 백신 모두 면역 반응 기준에 부합했다.

우선 코로나바이러스 항원에 반응하는 기억 B세포는 mRNA 백신은 6주차, 단백질 기반 백신은 8주차에 반응이 가장 높았다. 또 코로나19 바이러스 스파이크(Spike) 단백질과 항체‘IgG(면역글로블린 G)’라고 불리는 항체와 결합력을 나타내는 결합 항체반응. 1차 접종 후 급격히 증가해 2차 접종 후 6주차에 가장 높다가 8주차까지 다소 감소했지만, 꾸준히 유지하는 것으로 나타났다. 중화항체 능력도 IgG와 유사한 반응을 보이고, 두 백신 모두 22주 이후에도 꾸준히 유지하는 것으로 나타났다.

특히, 코로나바이러스 감염은 스파이크(돌기) 단백질과 인체 세포 표면의 ACE2 수용체 단백질 사이의 결합에 달려있다. 스파이크 단백질이 ACE2와 결합하는 영역을 ‘수용체 결합 도메인(RBD)’라고 부른다. 혈장 희석률(1:10, 1:40)에 따라 RBD와 ACE2의 결합 차단능력을 분석하니, mRNA 백신은 6주차까지 결합을 완전히 차단하고, 1:10 희석에서 14주까지 80%의 차단율을 보였다. 단백질 혼합 백신은 2차 면역 후 완전히 차단하고, 1:40 희석에서 22주차까지 어느 정도 효과가 지속했다.

12세 미만 접종 가능성 높여…T세포 반응 보완 연구는 필요

바이러스 공격 목표가 다양한 T세포 반응도 나타났다. 항체가 바이러스에 결합해 감염을 막는다면, T세포는 바이러스에 감염된 세포를 공격(세포독성 T세포)하거나 기억 B세포를 활성화하는 데 도움(도움 T세포)을 주는 역할을 한다. 두 백신 모두 각 그룹에서 대부분 T세포 반응이 나타났다. 하지만 도움 T세포. 특히, Th2 도움 T세포 반응은 유도되지 않아 지속적인 연구가 더 필요한 상태다.

연구 과정에서 모더나 mRNA 백신을 선택한 이유에 대해 연구진은 연구 시작 당시 모더나 백신이 미국에서 긴급사용승인을 받아 임상 3상 연구가 빠르게 진행 중이라 선정했다고 설명했다. 또 단백질 기반 백신은 신약연구기관인 ‘IDRI’에서 만든 면역증강제가 혼합됐다. 면역증강제는 유아 붉은털원숭이에서 백신 접종 후 항체반응을 유도하는데 효과가 입증된 물질이다. 이번 연구에서 전반적으로 단백질 기반 백신이 mRNA 백신에 보다 더 효과적인 면역반응을 이끈 것도 면역증강제 영향이 컸던 것으로 보인다.

이번 연구 결과는 코로나19 바이러스 백신이 영유아에 대한 접종 가능성을 높였다는 평가다. 연구진은 매년 1억 4,000만 명의 유아가 태어나는 상황에서 이번 연구가 소아의 백신 프로그램에 도움이 되기를 기대했다.

논문의 수석 저자이면서 코넬의과대 학과장인 셀리 퍼마 박사는 “어린이를 위한 안전하고 효과적인 백신은 코로나19 확산을 제한하는 데 도움이 될 것”이라고 했다. 또한, 그는 “어린이가 코로나19 감염이나 무증상 감염 증상에 상관없이 타인에게 전염시킬 수 있다”며 “유아를 포함한 어린이들이 코로나19로부터 보호받아야 한다”고 말했다. 이 논문은 지난 6월 15일 자 ‘사이언스 면역학(Science Immunology)’ 지에 게재됐다.

한편, 한국은 3분기 접종 나이를 현 고등학교 3학년 학생인 18세까지로 접종 계획을 잡고 7월부터 실시할 계획이다. 중앙방역대책본부는 “현재 식품의약품안전처는 화이자 백신의 만 12세 이상 접종 허가 변경을 심의 중이고, 결과에 따라 접종 계획을 검토할 예정”이라고 밝혔다.