Don’t panic about the latest coronavirus mutations, say drug companies

코로나19 변이 바이러스에 겁먹지 말라

코로나19를 유발하는 병원체는 계속 진화하고 있다. 그러나 선도적 백신 기술 역시 바이러스의 진화를 따라잡는 데 능하다고 알려졌다.

지난 12월 초 영국발 코로나19 변이 바이러스가 발견되면서 유럽 전역에는 초비상이 걸렸고 몇몇 국가들은 영국발 입국을 금지하고 나섰다.

그러나 일부 과학자들이 경고했던 것처럼, 새 변이체가 훨씬 더 쉽게 전파되는지는 아직 명확하지 않다. 더구나 모더나, 화이자와 바이오엔테크(BioNTech), 리제네론(Regeneron), 일라이릴리(Eli Lilly) 등 승인된 코로나19 백신이나 치료제를 보유한 회사들은 자사가 현재 테스트를 수행하고 있거나 아니면 이미 자사 제품이 새 변이 코로나 바이러스에 효과가 있을 것임을 보여주는 데이터를 확보했다고 밝혔다.

설령 이 의약품들이 결국에는 업데이트될 필요가 있다 하더라도, 몇몇 백신은 선도적 기술 덕에 끊임없이 진화하는 바이러스를 따라잡는 데 매우 적합하도록 만들어져 있다.

돌연변이에 대한 공포는 과장되었다?

새 변이체는 영국 유전자 염기서열 분석 연구실에서 발견했으며, 런던과 잉글랜드 남동부에서 급증하는 코로나19 확진 사례와 연관되어 있다. 영국 정부에 자문을 제공하는 과학자들은 이 변이 바이러스가 기존의 코로나19 바이러스보다 70% 전파력이 더 강할 수 있다고 추정했다. 12월 22일 미국 질병통제예방센터(CDC)는 새 변이 바이러스가 미국에서는 발견되지 않았다고 밝혔다. 그러나 그건 단지 시간문제일 뿐일 수 있다.

신종 코로나 바이러스는 줄곧 돌연변이를 축적해 왔고, 돌연변이 수는 지금까지만 해도 수천 개에 달한다. 몇몇 과학자들은 이 최신 변이체에 대한 우려가 과장된 것일 수 있다고 말한다. 영국 과학자들의 공격적인 유전자 염기서열 분석과 영국 정치인들의 과잉 반응이 필요 이상의 불안감을 조성했다는 주장이다.

아이슬란드의 유전학 연구 기업 디코드 제네틱스(DeCode Genetics) 카리 스테판슨(Kári Stefánsson) CEO는 아이슬란드 국영방송 RÚV와의 인터뷰에서 “우리는 이 변이형 코로나 바이러스에 대해서 우려할 필요가 없으며 영국이나 다른 국가에서 오는 항공편에 대한 운항 중단 조치도 하지 말아야 한다”고 주장했다. 디코드 제네틱스는 아이슬란드에서 코로나19 검사 및 유전학 연구를 주도해왔다. 스테판슨은 이 최신 변이에는 “아무런 극적 요소가 없으며” 불안은 방역 예방 조치와 사회적 거리 두기를 따르도록 하기 위해 부추겨지고 있다고 생각한다고 말했다.

팟캐스트 ‘금주의 바이러스학(This Week in Virology)’을 공동 진행하는 바이러스학자 앨런 도브(Alan Dove)는 지난 12월 20일 방송한 에피소드에서 “이 변이 바이러스가 더 전파가 잘 될까요? 이 변이 바이러스 때문에 코로나19 대유행이 가속화할까요? 물론이죠, 무엇이든 가능합니다”라고 말했다. 그러나 더 그럴 듯한 설명은 영국발 변이 바이러스가 특정 지역에서 우연히 우세해졌다는 것이라고 도브는 주장했다.

도브는 “이건 누가 누구를 감염시켰는지, 그리고 어떤 특정 바이러스가 제일 멀리 퍼졌는지에 관한 문제이고, 그건 운에 달린 것”이라며 “어느 바이러스가 더 잘 퍼지는가에 대한 문제가 아니다”라고 설명했다.

바이러스가 진화하는

이 변이체가 더 쉽게 전파되는지, 이 변이체가 어떤 생물학적 영향을 미치는지에 대한 증거는 곧 나올 것이다.

12월 22일 라빈드라 K. 굽타(Ravindra K. Gupta) 교수가 이끄는 임페리얼칼리지런던(Imperial College London) 연구팀은 최근 돌연변이 중 하나가, 적어도 실험실 시험에서는 신종 코로나 바이러스의 감염력을 높인다고 보고했다. 게다가 코로나19 바이러스가 특징적인 스파이크 단백질 유전자에 변이를 축적하고 있다는 사실은 백신과 치료제에 대한 내성이 생길 수 있다는 ‘실제적 가능성’을 암시한다고 보고서에 썼다. 이는 스파이크 단백질이 현재 개발된 백신과 치료제의 주 표적이기 때문이다.

특히 영국과 남아프리카공화국에서 관찰된 ‘N501Y’라는 변이가 주목 받고 있다. 이는 N501Y가 스파이크 단백질의 ‘수용체 결합 부위’에서 발생한 변이이기 때문이다. 스파이크 단백질은 바이러스가 인체 세포에 침투하는 데 핵심적 역할을 한다.

그러나 내성이 있는 변이 바이러스가 당분간은 출현하지 않을 것이라고 예측하는 이유도 있다.

모든 바이러스는 유전 물질에 무작위로 돌연변이를 일으킨다. 어떤 변이든 이점이 있는 변이라면 선호되는 경향이 있을 것이다. 이를테면, 바이러스가 더 많은 숙주를 감염시거나 특정 약물에 내성을 갖게 하는 것 등이다. 단지 바이러스 복제를 더 느리게 하는 것과 같은 단점만 없다면 말이다.

분명 어떤 특정한 바이러스가 얼마나 빨리 돌연변이를 일으키는지는 백신의 효과에 큰 영향을 미칠 수 있다. 백신이 효과가 있을 경우에는 말이다. 독감 바이러스는 빠르게 유전자를 바꾸고, 이 때문에 우리는 매년 새로운 백신이 필요하다. 또 에이즈(AIDS)를 유발하는 바이러스인 인간면역결핍바이러스(HIV)에 대한 백신은 아직 없다. 이는 HIV가 매우 빠르게 변하기 때문이기도 하다.

코로나19 바이러스는 변덕이 훨씬 덜한 편이다. 플로리다주 주피터에 있는 스크립스 연구소(Scripps Research Institute)의 생물학자 마이클 파잔(Michael Farzan)은 “코로나19를 앓고 있는 전 세계 인구에게서 관찰할 수 있는 바이러스의 다양성보다 HIV에 감염된 한 개인에게서 관찰할 수 있는 바이러스의 다양성이 더 높다”고 말한다. 그는 “만약 내가 현재 존재하는 신종 코로나 바이러스(SARS-CoV-2) 중 가장 다른 형태 두 개를 찾는다면, 하나는 2019년에 중국에서, 또 하나는 2020년에 메인주에서 나온 바이러스들일 것이다. 이 둘은 HIV에 감염된 한 사람에게서 확인할 수 있는 바이러스들보다 차이가 적게 날 것”이라고 설명했다.

코로나19 바이러스는 비교적 큰 게놈(genome)을 가지고 있다. 즉, 약 3만개의 염기로 구성되어 있으며 HIV나 인플루엔자 바이러스의 염기보다 3배 많다. 그리고 훨씬 느리게 변한다. 또한 스파이크 단백질은 약 1,270개의 아미노산으로 구성되어 있는 꽤 큰 구조체다. 따라서 인체의 면역 체계에 광범위한 표적을 제공한다. 인체는 스파이크 단백질의 여러 부위에 갖가지 많은 항체를 생성한다. 모더나와 화이자/바이오엔테크의 백신은 둘 다 이런 ‘다중 특이적’ 면역 반응을 유도한다. 스파이크 단백질에 단일 변이 또는 심지어 몇 가지의 변이가 일어나더라도 이 백신들은 여전히 효과적일 것으로 예상된다. 예를 들어 영국 변이체는 스파이크 유전자 9군데에서 변이가 생겼지만, 여전히 이 백신이 중화시킬 수 있는 기존 바이러스와 99% 동일하다.

12월 22일 독일에서 있었던 기자 회견에서 바이오엔테크의 창립자 겸 최고 경영자 우구르 샤힌(Uğur Şahin)은 “우리도 이 바이러스가 안정적이지 않다는 사실을 알고 있다. 어떤 바이러스도 안정적이지 않다. 이 바이러스도 진화하고 있다. 하지만 변이되지 않은 부위가 더 많다”고 말했다. 샤힌은 “지난 한 달 동안 새로운 돌연변이가 발생할 때마다 바이오엔테크의 실험실에서는 백신이 여전히 효과적일 것이라는 사실을 증명해왔다”고 밝혔다. 바이오엔테크는 지금까지 약 20개의 돌연변이에 대해 살펴봤고 이번 영국 변이 바이러스로도 같은 시험을 할 계획이다. 실험 결과는 2주 뒤에 나올 테지만 샤힌은 “과학적으로는 이 백신이 여전히 효과적일 가능성이 매우 높다”고 주장한다.

마찬가지로 모더나도 “백신 유도 면역성(vaccine-induced immunity) 덕에 최근 영국에서 발견한 변이체에 대한 예방 효과가 있을 것”으로 믿는다고 말했다. 모더나는 지난 12월 20일 미국에서 백신 배포를 시작했다. 또한 일라이릴리는 코로나19 항체치료제를 생산하고 있고, 이미 영국 변이 바이러스에서 확인한 주요 돌연변이에 대해 자사 약물을 시험했으며, 여전히 약효가 있다고 밝혔다.

코로나바이러스 따라잡기

그럼에도 불구하고 일부 연구자들은 돌연변이가 결국은 현재의 백신과 치료제의 효과를 떨어뜨릴 것이라고 말한다. 파잔은 “따라서 다른 버전의 백신이 필요할 것이고, 이 점만은 확실하다”고 언급한다. “우리는 독감 백신의 경우처럼 이런 변이체들을 뒤쫓아야 할 것”이라고 설명한다.

백신의 갱신이 필요하더라도 이를 실현하는 데 있어 모더나와 화이자/바이오엔테크의 백신 기술은 상당히 유리할 수 있다. 이미 두 백신은 모두 미국에서 승인을 받았다. 두 백신은 전령RNA(mRNA) 형태로 된, 코로나 바이러스에서 얻은 유전정보를 활용해 인체의 면역계를 대비시킨다. 백신은 본질적으로 RNA를 담고 있는 용기라서 어떤 변이체든, 새 변이체가 생기면 그것과 일치하는 RNA로 간단히 대체하기만 하면 된다.

샤힌은 기자회견에서 “기술적으로는 새 변이를 모방한 새 백신을 몇 주 안에 만들 수 있다”고 말했다.

예를 들면 모더나의 초기 백신은 지난 2월에 제조되었는데 이때는 중국이 처음으로 코로나19 바이러스의 게놈을 공개한 지 불과 한 달 뒤였다.

파잔은 “이런 이유로 사람들이 mRNA 회사들의 주식을 사고 있는 것”이라며 “이들이 바로 이번 변이 바이러스의 대유행에 대해 가장 빠른 답변을 얻을 사람들”이라고 말한다.

그렇다면 치료제는 어떨까?

백신 회사들은 백신이 몇 가지 변이에 쉽게 영향 받진 않는다고 말한다. 그러나 지금까지 미국에서 승인된 두 개의 항체치료제는 이들 백신보다 유연성이 떨어진다. 백신은 인체의 면역계가 여러 다른 항체들을 만들도록 유도하는 반면, 항체치료제는 단 한두 개의 아주 강력한 항체로 구성되어 있기 때문이다.

그러나 지금은 이런 제약회사들도 낙관적이다.

일라이릴리가 판매하는 항체치료제 밤라니비맙(Bamlanivimab)은 미국의 최초 코로나19 환자들 중 한 명에게서 발견한 항체를 기반으로 제조했다. 밤라니비맙은 중등도의 코로나19 환자에게 주사로 투여되며, 지난 11월에 승인되었다. 전 뉴저지 주지사 크리스 크리스티(Chris Christie)가 코로나19에 걸려 이 약을 처방 받았고, 도널드 트럼프 미국 대통령 역시 리제네론파마슈티컬스에서 개발한 유사한 항체치료제로 치료를 받았다.

릴리 항체는 스파이크 단백질의 수용체 결합 부위 중 한 곳을 겨냥하기 때문에 이 영역에서 일어나는 어떤 변이라도 이 약의 효과를 떨어뜨릴 수 있다. 한 예가 바로 영국에서 발견된 N501Y 변이다. 그러나 일라이릴리의 면역학 담당 부사장 아자이 니룰라(Ajay Nirula)는 시험 결과 “밤라니비맙은 새 변이 바이러스에 대해서도 여전히 충분히 효과를 낼 것”이라고 이메일에 썼다.

마찬가지로 리제네론도 영국 변이체에 대해 걱정하지 않는다고 밝혔다. 리제네론 치료제는 두 개의 항체를 포함하고 있고 이 둘은 스파이크 단백질의 서로 다른 부위에 결합한다. 이런 이유로 바이러스의 돌연변이가 리제네론 치료제를 무력화하기 어렵게 된다.

리제네론의 홍보담당자 알렉산드라 보위(Alexandra Bowie)는 “새 변이체에 대한 예비 중화반응 분석 데이터와 현재 유행 중인 다른 변이체에 대한 데이터를 망라해 지금까지 우리가 알고 있는 전부는 우리 치료제가 이 변이 바이러스에도 여전히 효과적일 것이라는 사실”이라고 밝혔다.

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