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[김동청 교수의 식품&바이오 이야기(27)] 코로나19 바이러스 진단과 백신(2)

바로 이전 글(1)에서는 코로나19 바이러스 감염자를 찾아내는 실시간-PCR 검사와 신속항원 검사에 대해 다뤘는데 여기서는 코로나19 백신에 대해 얘기해 보려고 한다. 코로나19감염증이 한창이던 팬데믹 시기에 백신 접종을 하면서 우리 국민들은 화이자, 모더나, 아스트로 제네카, 노바백스 등과 같은 많은 제약 회사의 이름을 접하게 되었고, 백신패스(코로나 예방접종 증명서)에 어느 회사에서 제조한 백신을 맞았는지 표시하기도 했었다.

 

백신 접종 시에 바이러스를 그대로 주사하면 진짜로 코로나19에 감염되어 병에 걸리거나 죽을 수 있기 때문에 병원성이 없는 바이러스 유사 물질을 백신으로 사용한다. 주로 바이러스의 단백질(항원)이나 죽은 불활성화 바이러스를 백신으로 사용하는데 유전자가 없기 때문에 감염력은 없지만 우리 면역 체계를 자극하여 항체를 만들어낸다. 백신을 맞은 이후에 진짜 코로나19바이러스에 노출되더라도 백신에 의해 만들어진 항체가 즉각적으로 대응하여 바이러스를 제거하므로 감염되지 않는 것이다.

 

 

코로나19 백신 중에서 노바백스 백신은 유전자 재조합 기술로 만든 단백질 백신이다. 유전자가 설계도라면 단백질은 설계도에 의해 만들어지는 건물에 비유할 수 있다. 코로나19 바이러스로부터 스파이크 단백질의 유전자(설계도)를 분리하고, 이 설계도를 다른 생물의 세포에 넣어 바이러스의 스파이크 단백질(건물)을 대량 생산한 후 나노 입자화하여 백신으로 사용한다.

 

 

설계도 역할을 하는 유전자를 우리 몸에 직접 넣어 줌으로써 우리 세포가 그 설계도에 따라 코로나 바이러스의 스파이크 단백질을 스스로 만들어내게 하는 방법도 사용된다. 아스트로 제네카와 얀센의 백신은 인간에게 감염되지 않는 아데노 바이러스를 유전자 운반체로 사용한 바이러스 벡터 백신이다. 코로나19 바이러스로부터 스파이크 단백질의 유전자 부위를 분리하고 이를 DNA로 바꿔 대량 생산한 후 아데노 바이러스의 유전자 사이에 끼워 넣는다. 이것을 백신으로 접종하면 아데노 바이러스가 인체 세포에 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질 유전자를 집어넣고 인체 세포는 스스로 스파이크 단백질을 만들어 방출한다. 이 스파이크 단백질은 원래 사람의 것이 아니기 때문에 인체는 이에 대항하는 항체를 만들게 되고 실제 코로나19 바이러스가 인체에 들어오면 공격하여 제거한다.

 

화이자와 모더나 백신은 신기술이 적용된 RNA 백신이다. 코로나19 바이러스의 RNA 유전자에서 스파이크 단백질에 대한 유전자 부위를 분리하고 이를 대량 복제한 후 리포좀이라는 지방질로 코팅한다. 이후 백신 접종을 통해 리포좀이 인체 세포에 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질을 만드는 유전자 부위를 집어넣어 주면 인체 세포는 스스로 스파이크 단백질을 만들어 방출한다. 역시 스파이크 단백질은 원래 사람의 것이 아니기 때문에 이에 대항하는 항체가 만들어져 면역을 갖게 된다.

 

 

재조합 단백질 백신은 오랫동안 사용해 온 전통적인 방법으로 안전성이 높다고 볼 수 있고, 보관이나 취급이 비교적 쉽다. 하지만 코로나19 바이러스 유전자에 돌연변이가 일어나서 스파이크 단백질의 구조가 바뀔 때마다 이에 상응하는 단백질 백신을 새로 만들어야 한다. 유전자를 설계도로, 단백질을 건물로 비유하자면 설계도에 돌연변이가 일어날 때마다 새로운 건물을 계속 지어야 한다는 것이다.

 

바이러스 벡터 백신은 코로나 바이러스의 스파이크 단백질에 대한 유전자(설계도)를 아데노 바이러스를 이용하여 인체에 전달하는 것이다. DNA를 설계도로 사용하기 때문에 RNA 보다는 안정하다고 알려져 있다. 그러나 인체가 아데노 바이러스에 대한 면역이 생겨 들어 온 아데노 바이러스 자체를 제거해 버리면 그 안에 실린 코로나19 바이러스의 유전자를 인체에 전달하지 못할 수도 있다. RNA 백신은 매우 불안정하고 특히 높은 온도에 취약하기 때문에 영하 20도(또는 영하 70도) 이하에서 보관 및 운송이 이루어져야 한다. 아데노 바이러스 벡터 백신이나 RNA 백신은 코로나19 바이러스 유전자에 돌연변이가 일어나더라도 설계도인 유전자만 수정하면 되기 때문에 돌연변이에 대처하기 쉬운 장점이 있다.

 

코로나19 백신마다 장단점이 있지만 임상 시험을 통해 안전하다고 인정되었기에 사용이 승인된 것이다. 우리 몸에 원래 존재하는 물질이 아닌 것을 인체에 넣기 때문에 발열과 피로감 등의 부작용을 일으킬 수 있지만 일반적으로 그 증상은 경미하고 지속 시간도 짧게 나타난다. 그렇지만 여전히 코로나19백신의 부작용에 대해 걱정하고 있고, 부작용을 호소하는 사람들이 많이 있었다.

 

코로나19 백신 부작용 논란이 심해지면서 당시 정부에서도 알레르기 반응, 접종부위 통증·발적·부기, 발열이나 오한 등의 전신 증상, 두통 등 신경계 증상, 근육통·관절통 등 근골격계 증상, 메스꺼움·구토·설사 등 위장관계 증상은 '일반 이상반응'으로 분류하고, RNA 백신과 바이러스 벡터 백신 접종과의 인과성을 인정하였다. RNA 백신의 경우 심장 근육에 염증이 생기는 심근염 및 심장을 둘러싼 얇은 막에 염증이 생기는 심낭염과의 인과성이, 바이러스 벡터 백신은 혈소판 감소 혈전증과의 인과성이 인정되었다.

 

인류는 사스, 메르스, 신종플루, 코로나19와 같이 치명적인 바이러스를 주기적으로 마주하고 있다. 앞으로도 우리가 만나보지 못했던 새로운 바이러스들이 계속 나타날 것이다. 바이러스는 유전자의 돌연변이가 심하게 일어나고 유전자 복제 방법, 인체 세포에 침투 방법과 탈출 방법이 저마다 다르기 때문에 각 바이러스에 적합한 치료제를 개발하는 것은 매우 어렵다. 따라서 새로운 바이러스에 의한 팬데믹이 올 때마다 치료제 개발도 중요하지만 인류는 백신을 빠르게 개발하여 대처할 수 밖에 없다. 그때마다 백신의 부작용에 대한 걱정 때문에 많은 사람들이 백신 접종을 거부한다면 인류는 큰 위기에 직면할 것이다.

 

사람에 따라 백신 접종에 따른 부작용이 심할 수도 있지만 백신을 맞았을 때의 사회적 이익이 부작용보다 훨씬 크다고 볼 수 있다. 백신 접종을 통해 집단 내에 면역을 가진 개체수가 많아질수록 전염의 고리가 끊어져서 백신을 맞지 못하는 사람들도 보호할 수 있다. 따라서 백신 유통, 보관 및 접종 과정을 안전하게 관리해야 함은 물론 백신 접종 시에 부작용이 나타나면 원인을 파악하여 대책을 마련하고 일상으로 완전히 복귀할 수 있도록 지원을 아끼지 말아야 할 것이다.

 

다음 달부터 코로나 19감염병에 대한 위기 단계가 가장 낮은 ‘관심’으로 조정된다. 감염병 발생 시에 국민의 건강을 지키고 사회적·경제적 피해를 최소화하기 위해 위기단계를 정도에 따라 심각-경계-주의-관심의 4단계로 구분하는데, 가장 높은 ‘심각’은 ‘국내 유입된 해외 신종 감염병의 전국적 확산 징후’를 보이는 단계로 범정부적 총력 대응이 필요한 위험 상황이다.

 

코로나19의 경우 감염병 재난 위기단계가 2023년 6월에 가서 심각에서 경계로 하향 조정되면서 확진자의 ‘7일 격리 의무’가 해제되고, ‘5일 격리 권고’ 조치가 취해졌었다. 이어 2023년 8월에 코로나 19의 감염병 등급이 계절성 독감(인플루엔자)과 같은 4급이 되었고, 지난 1일부터는 위기단계까지 가장 낮은 ‘관심’으로 낮아진 것이다.

 

 

코로나19가 ‘관심’ 단계로 조정되면서 병원급 의료기관과 요양병원과 같은 입소형 감염취약시설에 적용되던 마스크 의무 착용이나 감염취약시설 입소자 대상의 선제 검사 의무도 권고로 바뀌게 된다. 하지만 개개인 마다 병원과 같은 의료 기관이나 사람이 밀집되어 있는 밀폐된 공간에 갈 때는 마스크를 쓰는 것이 바람직하고 손씻기, 기침 예절 지키기와 같은 위생 관리를 철저히 하는 것이 자신뿐만 아니라 공동체의 건강을 지키는데 도움이 될 것이다. <다음편으로 이어집니다.>

 

☞ 김동청 교수는?

= 연세대 생화학과를 졸업했다. 연세대 대학원 생화학과 이학석사 및 서울대 대학원 농화학과 농학박사 학위를 취득했다. 대상㈜ 중앙연구소 선임연구원, 순천제일대 조교수, 영국 캠브리지대 방문연구원, 성균관대 기초과학연구소 연구교수를 거쳐 현재 청운대 인천캠퍼스 화학생명공학과 교수로 재직중이다. 식품기술사 자격도 갖고 있다.

 


 

 

 

 

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