전 세계적으로 개발되고 있는 신종코로나바이러스감염증(코로나19) 백신 후보물질 수가 200개 돌파를 눈앞에 두고 있다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 이달 22일 현재 코로나19 백신 후보물질은 198개로 이 가운데 44종은 사람을 대상으로 안전성과 효능을 평가하는 임상시험 단계에 들어선 것으로 나타났다. 또 그 중 10종은 임상 마지막 단계인 3상을 진행 중이다. 3상 시험은 수천~수만 명을 대상으로 1년 이상의 시간 동안 정밀하게 안전성과 효능을 검증하는 방식으로 이뤄진다. 이런 이유로 과학계에선 코로나19 백신 개발이 완료되기까지는 시간이 걸릴 것으로 예상하지만, 한편에선 사태 심각성 때문에 각국이 속도를 내고 있어 백신 확보가 가시권에 들었다는 분석도 나온다.
최근에는 백신 효능에 영향을 미칠 수 있는 다양한 변수에 대한 논의도 깊어지고 있다. 현재로서는 비만과 고령 등 코로나19 감염자를 중증으로 몰고가는 요인이 백신 효능에 영향을 미칠 가능성이 있는 것으로 나타났다. 백신 효능을 떨어드릴 가능성이 제기됐던 바이러스의 유전자 변이는 별로 영향을 미치지 않을 가능성이 높은 것으로 나타났다.
●코로나19 중증 요인 비만, 백신 효능 확인 필요해
국제학술지 ‘네이처’는 21일 현재 개발중인 코로나19 백신 후보물질이 비만 환자들에게는 효능이 떨어질 가능성을 제기했다. 네이처는 “비만은 코로나19에 대한 면역 반응을 약화시킨다”라며 “이 경우 백신이 충분한 효능을 보이지 못하고 감염병 대유행(팬데믹)을 완화하는 데 큰 도움이 되지 못할 수 있다”고 주장했다.
비만은 다른 질환에서도 백신의 효능을 떨어뜨리는 대표적 요인이다. 도너 라이언 미국 페닝턴바이오의학연구센터 교수는 네이처와의 인터뷰에서 “B형 간염과 인플루엔자, 광견병 백신에서 비만 환자는 마른 사람에 비해 상대적으로 효능을 보지 못하고 있다”며 “코로나바이러스는 아직 연구가 충분하지 않지만 가능성이 있다”라고 말했다.
코로나 백신과 관련해 비만이 주목 받는 이유는 비만이 코로나19의 중증화에 영향을 미치는 대표적 요인으로 밝혀져 있기 때문이다. 지난 8월 국제학술지 ‘비만 리뷰’ 논문에 따르면, 코로나19에 감염된 비만 환자는 병원에 입원하는 비율이 2.1배 증가하고 집중치료실(ICU)에 들어가는 비율은 1.7배, 사망하는 비율은 1.5배 높은 것으로 나타났다.
영국에서 코로나19가 1차로 유행하던 지난 4월 34만4000명의 환자를 분석한 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’의 9월 논문에 따르면 보면 1만 명 중 중증환자(입원환자) 비율은 비만의 지표인 체질량지수(BMI)가 높을수록 증가했다. BMI가 25 미만인 경우 1만 명 당 입원환자 수는 12.5명에 불과했지만, 대략 과체중에 해당하는 25~30에서는 19명으로 늘어났고 대략 비만에 해당하는 30~35에서는 23명, 35 이상에서는 43명으로 급증했다.
네이처는 비만이 코로나19에 위협적인 이유로 대사 능력 저하와 지방 조직에 바이러스가 달라 붙는 수용체(ACE2)가 더 많아 바이러스 침투 가능성이 높다는 점을 꼽았다. 또 비만에 따른 만성 염증으로 코로나19 중증 및 사망이 주요 원인인 급성 면역 반응 가능성을 높인다는 점, 체내미생물이 변화한다는 점도 원인으로 꼽혔다.
하지만 현재 백신을 개발할 때 비만 등 접종자 개개인에 대한 효능 차이는 우선적으로 고려되지 않고 있다. 정대균 한국생명공학연구원 감염병연구센터 책임연구원은 “백신에서 가장 중요한 것은 안전성이고 그 다음이 효능이라 접종 대상자까지 고려하며 백신을 만들지는 못한다”며 “임상 3상에서 가능한 많은 환자를 포함시켜 다양한 반응을 확인하고 보강해야 한다”고 말했다. 네이처도 임상에서 비만 환자를 체계적으로 분석하고 효능이 낮을 경우 백신 접종 수를 늘리는 방법으로 효능을 보강할 수 있을 것으로 전망했다.
●항체 형성 적은 고령층 임상 연구 충분히 해야
고령 환자 역시 개발중인 백신의 효능이 충분하지 않을 가능성이 있다. 고령인구는 면역세포와 항체가 적어 병원체와의 싸움에 불리한 반면 만성염증을 많이 지니고 있어 중증 코로나19로 발전할 수 있는 급성 면역 가능성이 높다.
고령은 코로나19 중증 요인에서 가장 큰 비중을 차지하지만 현재 개발중인 대부분의 백신 후보물질은 임상시험을 18~65세의 성인으로 국한하고 있다. 고령인구를 대상으로 충분한 안전성과 효능을 시험하지 못하고 있는 것이다. 최근에서야 노바백스 등 일부 제약사들을 중심으로 80대를 임상시험 대상에 포함하려는 움직임이 감지되고 있다.
문제는 백신을 접종해도 항체 형성이 충분하지 않을 가능성이다. 독일 바이오엔테크와 화이자가 개발 중인 백신 후보물질의 경우 실제로 소규모 임상 1상에서 고령층이 젊은층보다 항체 형성이 덜 된 사례가 관찰되기도 했다. 연구자들은 항노화제 등 추가약물을 투입해 효능을 높일 방법 등을 강구할 필요가 있다고 주장했다.
●바이러스 변이는 백신 효능에 영향 적을 듯
바이러스의 변이도 백신의 효능에 영향을 미칠 가능성이 제기되고 있다. 변이는 바이러스의 유전물질이 시간이 지남에 따라 조금씩 변하는 현상이다. 모든 생명체는 많든 적든 변이를 지니고 있다. 대부분은 생명체에 아무런 영향을 미치지 않지만 극히 일부가 영향을 미친다.
코로나19 바이러스도 가만 내버려 둔 채 증식시키면 1년에 24개 정도의 변이가 생긴다. 전세계에 퍼진 수많은 바이러스에도 수많은 변이가 있지만, 아직까지는 위협적인 변이가 거의 없는데다 세포 침투력을 높일 가능성이 있는 변이만 하나 집중적으로 퍼진 상태다. 흔히 G유형이라고 부르는 ‘D614G’변이로 바이러스가 인체세포에 침투할 때 세포의 문고리를 여는 손 역할을 하는 ‘스파이크 단백질’의 614번 아미노산(단백질 재료)을 바꾼 변이다. 일부 실험에서 세포 침투 및 세포 내 증식 속도가 기존 바이러스보다 빠를 가능성이 제기됐지만 아직은 일부 연구에 불과하고, 실제 사람간 바이러스 전파 효율을 높인다는 증거는 없어 추가 연구가 필요한 상태다.
이 변이가 현재 전세계 코로나19 바이러스의 80% 이상을 차지하며 주류가 돼 있다 보니 이 변이에 백신이 효과를 내지 못할 가능성이 제기되기도 한다. 현재 코로나19 바이러스의 ‘표준’은 이 변이를 지니지 않은 중국 우한에서 분리한 바이러스의 염기서열을 기준으로 하고 있기 때문이다.
하지만 현재로서는 백신에는 영향이 없을 가능성이 높다. 변이의 영향을 연구한 논문은 많지 않지만, 아직 동료평가를 거치지 않아 학술지에 발표되지 않은 연구 중에는 영향이 없을 것으로 추정한 논문이 많다.
미국 노스캐롤라이나대 의대와 일본 국립감염증연구소 등 공동연구팀이 9월 말 논문 사전공개 사이트 ‘바이오아카이브’에 발표한 논문에 따르면, G 유형과 이전 유형을 세포 안에 감염시키는 실험을 해보면 G유형 바이러스가 많이 증식하지만, 백신에 의한 중화능력에는 차이가 없는 것으로 나타났다.
9월 초 미국 텍사스대 연구팀이 역시 바이오아카이브에 공개한 논문 역시 다양한 인체 세포에 넣고 바이러스를 감염시켰을 때 G 유형의 증식이 더 활발했지만, 혈장을 이용해 중화시켰을 때 효능은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 연구팀은 “백신은 변이가 안 된 유형(D유형) 바이러스를 이용해 개발됐지만, G 유형 바이러스에도 큰 영향이 없다”고 주장했다.
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