변종 코로나 등장에도 자신만만···백신회사 '믿는구석' 있다

영국발 변이 코로나바이러스의 출현으로 겨울을 맞아 가뜩이나 빠르게 확산해온 코로나바이러스(SARS-CoV-2)가 더욱 기승을 부릴지 모른다는 우려가 확산하고 있다. 지금까지 개발된 코로나 백신이 무력화할지에 대한 우려도 커지고 있다.

지난 23일 유로 터널과 도버 항으로 이어지는 영국 동남부 맨즈턴에 트럭들이 길게 늘어서있다. 프랑스 정부는 영국에서 오는 차량을 일시 막았지만, 이날부터 이를 완화하는 대신 코로나 검사를 받고 음성이 나온 운전자만 입국시키기로 했다. AP=연합뉴스

잉글랜드 동남부를 중심으로 변이 바이러스가 발견되자 영국 정부는 이런 이유에서 지난 19일 수도 런던이 포함된 동남부와 동부 지역의 코로나 경계태세를 3단계에서 4단계로 강화했다. 특별한 이유 없는 외출과 이동은 당분간 금지됐다. 이에 따라 프랑스 등 유럽연합(EU) 회원국들도 영국에서 오는 항공편과 차량을 막아섰다. 이 때문에 페리로 양국을 잇는 항구인 영국 도버항과 유로터널에는 갈 길이 막힌 트럭들이 끝없이 멈춰 서있다.

영국발 변이 바이러스, 전파력 70% 강해 #독일 바이오엔테크 대표는 “걱정 말라” #mRNA 백신, 과학적으로 적응력 강해 #필요하면 6주내 새 백신 개발도 가능 #바이러스 변이는 흔해…위험한 변신도 #변이, 언제 어디서나 출현 가능 시한폭탄

지난 23일 이탈리아의 로마에서 한 여성이 성탄 축하 무늬가 새겨진 마스크를 착용하고 있다. 이탈리아도 이번 성탄절을 이동 제한 속에서 보낼 전망이다. 로이터=연합뉴스

확산속도 70% 빠른 변이 바이러스 확산

잉글랜드 최고 의료책임자인 크리스 휘티에 따르면 이 변이 바이러스는 기존의 것보다 확산 속도가 70%가 빠른 것으로 나타났다. 영국 최고 과학자문관인 패트릭 발란스는 이전 1주일간 잉글랜드 동남부 확진자의 63%가 변이 바이러스에 의한 것으로 조사됐다고 밝혔다. 다만 치명률 변화는 알 수 없으며 더 조사할 필요가 있다고 말했다.
성탄절을 앞두고 전에 없이 강력한 방역 명령을 내리면서 보리스 존슨 총리는 ‘크리스마스를 앗아간 총리’라는 오명을 뒤집어쓰게 됐다. 그런데도 과감한 방역명령을 내린 것은 상황이 그만큼 급하다는 의미다.

영국의 코로나 상황을 설명하는 보리스 존슨 영국 총리. AP=연합뉴스

영국이 방역을 강화하면서 영국과 브렉시트 막판 협상으로 진통을 겪어온 이웃 프랑스 등 유럽연합(EU) 회원국은 영국발 여행객의 입국을 제한하기 시작했다. 브렉시트 협상에서 진전이 나타난 뒤로 이 조치는 어느 정도 완화됐다는 점에서 방역과 정치적 목적이 결합한 조치로 보는 시각도 있다. 하지만 이 조치는 전 세계로 확산하고 있다.

화이자바이오엔테크 백신을 개발한 독일 바이오 기업 바이오엔테크의 우르 샤힌이 자사 백신이 유럽의약청(EMA)의 인시사용 승인을 받은 22일 독일 마인츠의 본사에서 기자들을 만나고 있다. 그는 이날 자사 백신이 변이 백신에도 들얼 것이며, 필요하면 6주 정도 들여 새 백신을 개발할 수도 있다고 말했다. 로이터=연합뉴스

바이오엔테크 대표, “백신, 변이 바이러스에도 작동”

그렇다면 변이 바이러스는 지금까지 개발된 백신을 무력화할 수 있을까? 서구에서 개발된 백신인 화이자·바이오엔테크, 모더나, 아스트라제네카·옥스퍼드대, 존슨앤드존손 등 4개 백신 게발사 측은 일제히 자사가 개발한 백신이 변이 바이러스도 막을 수 있다고 발표했다.
특히 세계 최초로 접종이 이뤄진 화이자·바이오엔테크 코로나 백신인 BNT126b2를 개발한 독일의 제약업체인 바이오엔테크의 우르 샤힌 최고경영자(CEO)는 이에 대해 자세한 설명하고 자신감을 드러냈다. 샤힌은 지난 22일 기자회견을 열고 “염려하거나 걱정할 필요가 없다고 믿는다”라고 잘라 말했다.

독일 베를린 중앙역 로비에 지난 23일 성탄을 축하하는 장식이 걸린 가운데 여행객들이 지나가고 있다. 방역에 따른 제한 조치로 한산하다. AP=연합뉴스

독일국제방송인 DW(Deutsche Welle·독일의 물결)와 영국 일간 가디언 등에 따르면 샤힌은 “과학적으로 이 백신에 의한 면역반응은 새로운 변이 바이러스에 대해서도 작동할 것”이라며 “현재 이를 확인하고 있으며 결과는 아마 2주 뒤에 나올 것”이라고 밝혔다. 그는 “만일 (기존 백신이 변이 바이러스에 제대로 작동하지 않거나 작동력이 떨어져) 이를 수정할 필요가 있다면 기술적으로 아마 6주 정도면 새로운 변이 바이러스에 대응할 새 버전의 백신을 내놓을 수 있다”고 말했다. 샤힌은 “변이 바이러스가 오리지널 바이러스와 99% 동일해 이론적으론 기존 백신이 충분히 들을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

영국 런던의 가이즈 병원의 간호사가 화이자바이오엔테크 백신을 들어 보이고 있다. 이 제품은 mRNA 백신으로 변이 바이러스에도 충분히 들을 것으로 기대된다. AP=연합뉴스

mRNA 백신 작동 원리가 근거

바이오엔테크의 샤힌 대표가 이렇게 자신 있게 말할 수 있는 근거는 이 회사가 첨단 바이오 기술을 적용해 개발한 BNT126b2 백신의 과학적인 원리 때문이다. 백신의 원리를 알면 자신감의 배경을 쉽게 이해할 수 있다.
이 회사의 백신은 단백질을 생산하는 설계도인 mRNA로 이뤄졌다. 백신을 인체에 접종하면 인체가 코로나바이러스의 스파이크 단백질을 만들도록 지시하게 된다. 코로나바이러스의 표면에 있는 뾰족한 스파이크는  인간의 세포 표면에 있는 ACE-2라는 수용체와 결합해 바이러스가 인체 세포 안으로 들어갈 수 있도록 해준다. 세포 안에 들어간 바이러스는 그 안에 있는 인간 유전물질을 활용해 다른 바이러스를 증식한다. 박테리아를 비롯한 다른 미생물과 다른, 바이러스만의 독특한 생존술이다.

질병관리본부가 공개한 코로나19 고해상 전자현미경 사진. 동그란 것이 바이러스이고, 화살표로 표시한 부분이 스파이크다. 사진=뉴스1

이 스파이크를 이루는 단백질은 그 자체로는 인체에 무해하다. 스파이크 단백질은 인체에서 바이러스 대신 항원으로 작용해 면역 시스템을 작동시킨다. 인체의 면역 시스템에 바이러스가 침입했을 때와 같은 신호를 보내 이에 방어할 수 있는 면역 시스템을 작동시킨다. 따라서 이 백신을 맞은 인체는 스파이크 단백질을 통해 면역에 관여하는 T세포와 B세포를 작동시키면서 면역을 획득하게 된다. T세포는 면역을 촉진하고 조절하며, B세포는 항체를 생산하는 면역 세포다.

스위스 루체른에서 지난 23일 90세 여성이 이 나라 최초로 백신을 접종받고 있다. 화이자바이오엔테크 제품이다. 스위스는 백신 개발국도, 생산국도 아니지만 서유럽에서 영국 다음으로 백신 접종을 시작했다. AP=연합뉴스

인체가 이런 과정을 통해 생산한 항체를 보유하게 되면 체내에 바이러스가 들어와도 공격해서 제거할 수 있다. 획득 면역을 확보하는 것이다. 화이자·바이오엔테크 백신은 물론 모더나 백신도 이런 방식으로 작동한다. .

독일 연방군 군인들이 지난 23일 베를린에서 코로나 검사를 받기 위해 줄을 서있다. 독일은 27일 코로나 백신 접종을 시작할 예정이다. AP=연합뉴스

바이러스 특성상 유전적 변이 흔해

바이러스의 유전적인 특성을 파악하면 문제의 핵심에 더욱 가깝게 다가갈 수 있다. 기초과학연구원(IBS)에 따르면 코로나19를 일으키는 SARS-CoV-2는 모두 3만 개의 염기가 일렬로 배열된 ‘유전체 RNA(gRNA)’에 유전 정보를 담고 있다. RNA는 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 우라실(U)의 4종류 염기로 이뤄졌다. SARS-CoV-2의 경우 3만 개의 염기가 예로 AGCUAAGUCUAGG 등의 순으로 일렬로 이어지면서 모스 부호처럼 특정 유전 정보를 담는다.
문제는 바이러스는 인간 세포 안에서 인간의 유전물질을 이용해 자신을 복제하는 과정에서 염기가 빠지는 결손이나 위치가 바뀌는 치환이 일어나면서 유전적으로 바뀔 수 있다는 점이다. 이른바 돌연변이다. 바이러스는 살아있는 다른 생물의 유전물질을 이용해 증식한다는 특성 때문에 결손이나 치환이 흔하게 나타난다. ‘영국 코로나19 유전체학(COG-UK) 컨소시엄’에 따르면 지금까지 발견된 변이가 스파이크 지질 단백질에서만 모두 4000개에 이른다.

이탈리아 중부 움브리아주 오르비에토에 성탄을 앞둔 22일 설치된 동방박사 3명의 인형. 팬데믹 시대상을 반영해 마스크와 안면 보호장비를 두른 모습이다. EPA=연합뉴스

변이되면 전파능력·병원성 등 변화

COG-UK 컨소시엄은 코로나19 팬데믹이 진행 중이던 지난 3월 영국에서 발견되는 코로나 바이러스를 수집하고 염기 서열을 확인하고 분석할 목적으로 설립됐다. 스파이크 지질단백질은 코로나 바이러스가 인체 세포에 침입하는 데 필수적이기 때문에 연구가 이 부분에 집중됐다.
바이러스에서 결손과 치환이 일어나면 전파 능력이나 병원성이 변하든지, 침입한 인체의 면역력을 떨어뜨리는 능력을 갖추게 되는 등 특성이 바뀐다. 통상 결손과 치환 등으로 바이러스의 특성이 어느 정도로 변하면 ‘변이’, 변화가 커서 아예 다른 종으로 분류할 수 있을 정도면 ‘변종’으로 판단한다. 변이와 변종의 경계는 모호하다.

멕시코의 수도 멕시코시티에서 지난 23일 군인들과 셩찰이 무장 트럭과 오토바이를 타고 이날 이 나라에 처음으로 도착한 화아지바이오엔테크 백신의 운송 차량을 호위하고 있다. 로이터=연합뉴스

17군데에서 염기서열 변화

이번에 영국에서 발견된 변이 바이러스는 VOC(관심 바이러스)-202012/01, VUI(조사 중인 바이러스)–202012/01, 또는 B.1.1.7로 불린다. 이 변이 바이러스는 영국 동남부의 런던과 인근 지역에서 채취된 샘플에서 지난 10월 처음으로 확인됐다. 검체는 9월에 채취된 것이었으므로 이미 그때부터 변이 바이러스가 퍼지고 있었다는 의미다.
변이 바이러스는 12월 중순까지 이 지역에 급격히 퍼져 영국 전체의 코로나 확진자 급증으로 이어졌다. 연구 결과 이 변이 바이러스는 바이러스가 인체에 침입하는 데 필요한 스파이크(돌기)를 이루는 스파이크 당단백질의 구조를 바꾸는 것으로 드러났다. 스파이크 당단백질은 코로나바이러스가 세포 안으로 침입할 때 통로 역할을 하는 인체의 ACE-2 수용체에 결합하는 물질이다. 문제는 이러한 변화를 거친 변이 바이러스는 인체에 침투하는 능력이 훨씬 강해졌다는 점이다. 이는 변이 바이러스의 확산 속도 증가로 이어졌다.
영국발 변이 바이러스는 모두 23군데에서 유전체를 이루는 염기의 결손이나 치환이 발견됐는데 이 가운데 17군데가 스파이크 단백질을 이루는 아미노산 구조에 변화를 일으키는 표현 돌연변이, 6군데는 구주에 변화를 유발하지 않는 비표현 돌연변이로 나타났다. 즉, 17군데에서 염기 서열의 변화가 일어난 것이다.

주사바늘에 남은 주사액의 뒤로 코비드19라는 글자가 보인다. 로이터=연합뉴스

덴마크에선 신속 조치로 변이 확산 막아

덴마크에선 지난 11월 국립혈청연구소(SSI)가 코로나19를 일으키는 바이러스인 SARS-CoV-2가 변이된 ‘클러스터-5’를 발견해 보고했다. 세계보건기구(WHO)는 이 변이 바이러스가 항체의 감수성을 줄여 당시 개발 중이던 백신을 무력화할 수 있다고 경고했다. 조사 결과 이 변이 바이러스는 밍크 농장에서 인간에게 전염된 것으로 의심됐으며, 이에 따라 덴마크 당국은 11월 4일 확산 방지를 위해 자국 내 모든 사육 밍크를 살처분했다. 이와 함께 인근 지역에 이동 금지령을 발령하고 PCR 검사를 대대적으로 실시했다. 그 결과 덴마크 당국은 11월 19일 클러스터-5가 더는 발견되지 않아 사라진 것으로 보인다고 밝혔다. 이 변이 바이러스는 덴마크 당국의 신속하고 과감한 조치로 확산이 저지됐다.

한 이스라엘 여성이 지난 23일 텔아비브에서 코로나 백신을 맞고 있다. 인구 7000만의 이스라엘은 전 국민이 맞을 수 있는 1400만 회 분량의 화이자바이오엔테크 백신을 확보했다. 이스라엘은 백신 개발국도, 생산국도 아니다. AFP=연합뉴스

세계 각국이 영국발 변이 바이러스에 신속한 대책을 내놓고 있지만, 효과는 의문시될 수밖에 없다. 이런 변이 바이러스의 출현은 전 세계적으로 한둘이 아닌 데다, 팬데믹 상황에서 언제 어디에서나 지속해서 나타날 있다는 점에서 우려할 수밖에 없다. 결국 과학적으로 믿을 것은 백신뿐이라는 주장이 설득력을 얻을 수밖에 없다.
정부는 변이 바이러스 관련 정보를 실시간으로 수집하고 상세한 과학적 설명 제공과 대책 제시로 국민을 안심시켜야 한다. 동시에 백신 확보를 위한 노력을 배가해야 한다. 과학의 명령이다.

채인택 국제전문기자 ciimccp@joongnag.co.kr