[문지숙 교수의 헬시에이징] 차의과학대 바이오공학과 교수
코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)가 팬데믹 현상을 일으키면서 세계 각국에서는 예방 백신과 치료제 개발에 모든 역량을 집중하고 있다. 안타깝게도 이른 시일 내에 백신과 치료제가 만들어지기 쉽지 않을 듯하다.
미국ㆍ영국 연구자들은 최근 수백 개의 코로나19 바이러스 돌연변이를 확인했다고 학계에 보고한 데다 돌연변이의 치명률과 전염력을 제대로 파악하지 못해 코로나19에 대한 불안감이 증폭되고 있다.
코로나19 바이러스 돌연변이의 하나인 D614G가 전염력이 더 커지고 있다는 연구 보고도 나왔다. 미국 뉴멕시코주 로스앨러모스 국립연구소는 지난달 30일 코로나19 바이러스보다 전염력이 강해진 돌연변이가 나올 것이라는 연구 결과를 내놨다. 이미 지난 2월 초 돌연변이가 나와 유럽에서 확산되고 있다는 보고도 있다.
하지만 반대의 목소리도 없지 않다. 리자 크랄린스키 미국 노스캐롤라이나대 교수는 “(코로나19 바이러스 돌연변이가 더 위협적이라는) 연구 결과는 과장됐다”고 반박했다. 이처럼 코로나19 바이러스 돌연변이에 대해 의견을 엇갈리고 있지만 돌연변이가 생기지 않았다고 확신하지 못하는 상황이기에 백신과 치료제 개발의 고삐를 늦춰서는 안 된다.
2002년 사스(SARSㆍ중증급성호흡기증후군)나 2012년 메르스(MERSㆍ중동호흡기증후군)는 국지적인 유행에 그쳐 백신이나 치료제 개발로 이어지지 않았다. 하지만 코로나19는 팬데믹을 유발하면서 백신이나 치료제 개발이 무엇보다 시급한 실정이다.
코로나19 바이러스 치료제 개발을 위해 항바이러스 제제(단백질 분해효소 저해제, RNA 중합 효소(RdRp) 저해제 등)가 임상 진행 중이다. 하지만 항바이러스 제제들은 코로나19 바이러스의 게놈 서열과 다른 바이러스 치료제이기에 코로나19 바이러스 치료제로 직접 적용하기 쉽지 않을 것이다.
치료제 개발 방식은 다양하다. 우선 코로나19 바이러스 수용체(receptor)로 사용되는 ACE2(안지오텐신2) 단백질을 재조합해 환자에게 투여하는 방식이 개발 중이다. 코로나19 바이러스의 돌기(spike) 단백질은 인체 세포 표면에 있는 ACE2 단백질과 결합해 증식한다. 연구자들은 이 ACE2 단백질을 만들어 몸에 투입해 스파이크 단백질과 결합하도록 유도해 몸속의 ‘진짜’ ACE2 단백질과의 결합을 저해하는 메커니즘이다.
이밖에 바이러스 자체를 억제할 뿐만 아니라 면역단백질인 사이토카인이 비정상적으로 늘어나 목숨을 앗아가는 ‘사이토카인 폭풍’을 줄이기 위한 대증요법도 연구되고 있다.
궁극적으로 코로나19 바이러스를 물리치려면 백신 개발이 가장 중요하다. 전 세계적으로 30여개 회사가 백신 개발 전쟁에 뛰어들었다. 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질과 같은 항원을 만들거나, 바이러스의 스파이크 단백질 유전자를 mRNA를 통해 몸속에 전달해 발현하거나, DNA를 옮겨주는 DNA 운반체(vector)를 이용하거나, ‘GP96’이라는 세포 내 면역을 조절하는 단백질을 바이러스 단백질과 결합하는 등의 방식으로 백신 개발에 나서고 있다.
백신 개발이 결코 쉽지는 않은 일이지만 설사 백신이 개발돼도 코로나19 바이러스 돌연변이가 발생하면 또다른 백신을 개발해야 하는 문제가 생긴다. 실제로 인플루엔자 바이러스의 경우 돌연변이 생성이 너무 빨라 매년 새 백신을 개발하고 있는 실정이다.
현재 전 세계에서 모아진 4,690여개의 코로나19 바이러스 게놈이 공개됐다. 게놈 정보가 차곡차곡 쌓인다면 백신 개발 후 다른 돌연변이가 나타난다 해도 선제적으로 대응할 수 있다. 이 때문에 많은 연구자가 게놈 서열 분석에 연구 역량을 집중하고 있다.
벌써 새로 나타날 돌연변이에 미리 대응할 수 있는 복합 백신 개발에 나서고 있다. 미국의 소렌토 세라퓨틱(Sorrento Therapeutics)사와 마운트 시나이 건강 시스템(Sinai Health System)사는 복합 백신의 일종인 ‘항체 칵테일’을 개발 중이다. 또한 바이러스 감염 전에 면역력을 키우거나 감염으로 손상된 조직을 재생하는 줄기세포나 엑소좀 같은 복합 치료제가 개발되고 있다.
인공지능(AI)을 이용한 새로운 감염병 치료제 개발도 활발하게 진행되고 있다. 이를 위해 충분한 데이터가 축적돼야 하는 것은 물론이다. 우리 정부도 코로나19 바이러스의 백신과 치료제 개발에 뒤처지지 않으려면 다양한 연구 분야에 지원을 아끼지 말아야 할 것이다.
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