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원문 기사는 여기로
2015년 7월 27일자 PBS뉴스아워(PBS News Hour) 기사다. 꽤 긴 내용이지만, 현재 코로나19 사태와 연관해서 진지하게 생각해 볼 만한 내용이라고 생각되기에 내용을 번역해 정리해 본다.
바이러스중에 가장 치명적인 변이들은 종종 - 잠깐 나타났다가 도태되는 양상으로 - 자멸한다. 왜냐하면 이러한 변이는 너무 효율적으로 세포를 파괴하고 중증질환을 야기하여, 전염이 일어나기 전에 숙주를 죽이기 때문이다.
그러나 역사상 가장 치명적인 닭 바이러스가 이러한 경향을 벗어났는데, 의도하지 않은 백신의 효과 때문이었다. 마렉 질병(Marek's disease) 백신을 접종한 닭은 대부분 질병증세를 보이지 않는다. 그러나 이 백신은 마렉 질병을 미접종 닭들에게 전염시키는 것을 차단하지 못했다.
새로운 연구 결과에 의하면, 이 백신은 감염을 차단하는 대신 오히려 더 빠르게 더 오랫동안 바이러스를 전파시키게 만들었다. 연구자들은 이 백신이 바이러스를 더욱 치명적으로 만들었다고 믿는다(이 바이러스는 조류에만 감염된다). 연구 결과는 지난 월요일에 학술지 PLOS Biology에 게재되었다.
이 연구는 불완전한 백신이 오히려 바이러스를 돕는다는 가설을 실험을 통해 실제로 관측한 최초의 사례다.
마렉 질병 백신의 문제는 누수 백신(leaky vaccine)이라는 것이다. 누수 백신이란 병원체가 숙주에게 중증질환을 발생시키는 것은 막지만, 증식과 전염은 차단하지 못하는 백신이다. 반면에 완전한 백신(perfect vaccine)은 감염과 전염을 모두 차단하면서 면역력을 평생 유지해 주는 백신이다.
우리가 어릴 때 접종했던 소아마비(polio), 홍역(measles), 볼거리(mumps), 풍진(rubella), 천연두(smallpox) 백신 등은 누수 백신이 아니며 완전한 백신으로 간주된다. 따라서 이들 백신으로 인하여 이런 현상이 발생할 위험은 없다.
그러나 이 연구 결과는 말라리아(malaria) 백신, 농업지역에서 조류독감 예방을 위한 백신 등 사람에게 사용되는 누수 백신에 대한 의문을 가지게 만든다.
마렉 질병은 전세계 양계업계에 매년 20억달러의 손실을 야기하고 있다. 이 바이러스는 뇌를 공격하여 종양을 발생시키며 여러 가지 변이가 존재하는데, 치사율에 따라 "뜨거운(hot)" 또는 "차가운(cold)" 변이로 분류된다.
이 연구를 공동주관했던 앤드루 리드(Andrew Read)는 10년전에 연구를 시작하기 전에도 가장 뜨거운 마렉 바이러스의 위력에 대해 들어서 알고 있었지만, 그럼에도 실제로 바이러스의 양상을 관측하면서 그는 매우 놀랐다.
펜실베니아 주립대학(Pennsylvania State University) 진화생물학자인 리드는 이렇게 말했다. "가장 뜨거운 변이의 경우, 미접종 닭은 모두 10일내에 죽습니다. 이렇게 치명적인 인간 바이러스는 없습니다. 예를 들어 에볼라(Ebola)도 10일내에 감염자를 전멸시키지 않습니다."
최근에 전문가들은 이런 치명적인 변이의 등장이 누수 백신과 연관된 것은 아닐까 궁금해 했다. 1970년대에 병아리들을 대상으로 시작된 마렉 질병 예방접종은 양계업이 무너지는 사태를 막았지만, 얼마 지나지 않아서 사람들은 백신을 접종한 닭들이 죽지는 않지만 질병에는 여전히 감염된다는 사실을 알게 되었다. 그리고 이후 50년 동안 마렉 질병의 증상은 악화되어 왔다. 영구적인 마비 증상이 늘었고 뇌손상의 속도 역시 빨라졌다.
베를린 자유대학(the Free University of Berlin)의 바이러스학자 클라우스 오스테리더(Klaus Osterrieder)는 이렇게 말했다. "사람들은 백신을 의심했지만, 문제는 실험을 통해서 증명된 적이 없었다는 것입니다." 그는 이 연구에 참여하진 않았다. "이런 종류의 실험에 대해서는 상당히 오랫 동안 논의되어 왔지만 실제로 이 연구가 수행된 것을 보게 되어 기쁩니다."
리드의 연구팀은 로드 아일랜드 레드(Rhode Island Red)종 닭들을 대상으로 다양한 변이의 마렉 질병 바이러스에 노출시켰다. 가장 뜨거운 변이는 백신 미접종 닭들을 모조리 10일내에 죽였으며, 이 기간 동안 깃털에서 바이러스는 거의 검출되지 않았다. (바이러스는 닭장의 오염된 먼지들을 통해 전파된다.) 반면에 백신을 접종한 닭들은 가장 치명적인 변이에 노출될 경우 80퍼센트가 2개월 이상 생존했다. 그러나 백신을 접종한 닭들은 미접종 닭들보다 1만배 이상의 바이러스를 주변에 흘리며 바이러스를 전파시켰다.
리드는 이렇게 말했다. "이전에는 치명적인 변이는 자멸했습니다. 지금은 백신으로 인해 숙주가 살아 있으면서 전세계로 바이러스를 전파시키죠. 진화의 관점에서 예전에는 미래가 없던 종이 미래가 생긴 것입니다."
하지만 이러한 양상으로 인하여 더 위험한 바이러스가 출현하게 될 것인가?
이 연구결과는 그렇다고 주장한다. 2번째 실험에서, 미접종 닭들과 백신 접종 닭들이 5개의 변이에 감염되도록 했다. 그리고는 이 닭들은 다른 멀쩡한 미접종 닭들, 센티넬(sentinel)이라고 지칭하는 닭들과 함께 있도록 했다. 연구팀에서는 중간 정도의 치명률을 가진 "595" 변이에 관심을 두고 이 변이가 더 치명적으로 변하는지 관찰했다.
결과는 실제로 치명적으로 변했다. 백신접종 닭들이 지닌 바이러스는 미접종 닭들이 지닌 바이러스보다 9일이나 더 빠르게 센티넬 닭들로 전염되었다. 게다가 백신접종 닭들과 같이 있던 센티넬 닭들이 미접종 닭들과 같이 있던 센티넬 닭들보다 더 빨리 죽었다.
"이 실험은 백신을 접종한 닭들이 미접종 닭들을 죽인다는 사실을 보여줍니다. 한 무리에 백신을 접종하면 이들이 대단히 치명적인 변이를 전파시켜 다른 닭들을 죽이는 것이죠." 리드는 말했다. "만약 어미닭이 백신접종을 하면 같은 일이 벌어집니다. 병아리들은 물려받은 항체로 인하여 바이러스를 다른 닭들에게 전파시킵니다. 즉, 다른 닭들에게 바이러스를 전파시켜 죽이는 셈이죠."
상업적인 양계장 환경과 유사한 실험 환경을 조성하여 실험했을 때도 이러한 경향성은 계속 나타났다.
"현재 백신이 충분히 효과가 있고 모든 닭들에 백신을 접종할 수 있습니다." 리드는 말했다. "세계적으로 200억마리의 닭이 있는데 대다수가 마렉 질병 백신을 접종한 상태입니다."
그러나 리드와 오스테리더가 걱정하는 점은 새로운 변이가 계속 생기거나 백신의 효과가 저하될 경우 무슨 일이 벌어질 것인가이다.
"만약 바이러스가 이대로 계속 진화한다면, 양계업에 치명타를 줄 수도 있습니다. 현재 조류독감 바이러스로 미국의 양계업이 심각한 고통을 겪고 있는 것처럼 말이죠." 오스테리더는 말했다.
마렉 백신처럼 조류독감 백신 또한 누수 백신이다. 이런 이유 때문에 이 백신은 미국과 유럽에서 사용이 금지되어 있다. 만약 서구 지역에서 조류독감이 발생하면 농부는 해당 닭들을 살처분해야 한다. 그러나 동남아시아에서는 이 누수 백신을 사용하고 있으며, 마렉 질병과 같은 양상의 바이러스 진화 가능성을 높이고 있다.
"이러한 상황이라면, 엄청나게 치명적인 조류독감 바이러스 변이가 등장할 수도 있습니다." 리드는 말했다. "문제는 이 바이러스가 다른 무리들로 전파되고, 야생으로 번지고, 사람에게 전파되면 어떻게 할 것이냐겠죠. 조류 독감은 진화 측면에서 미래에 문제를 일으킬 수 있습니다."
이것은 조류 독감만의 문제가 아니다. 세계 최초로 개발되어 최근에 유럽 의약청(European Medicines Agency)으로부터 승인을 받은 말라리아 백신 또한 누수 백신이다. HPV(인유두종 바이러스)와 백일해(whooping cough) 또한 마찬가지로 누수 백신이다. 이 각각의 질병에 대해 더 위험한 변이가 실제로 출현할 것인지는 알 수 없다.
텍사스 대학교 오스틴(University of Texas Austin)의 분자생물학자 제임스 불(James Bull)은 이렇게 말했다. "가장 중요한 문제는 사람들에게 접종하는 백신중 하나라도 이러한 현상이 나타날 수 있느냐입니다. 그러나 마렉 질병에서 나타난 양상이 새로운 인간 백신에서 어떻게 적용될 수 있을 것인가에 대해서는 여전히 우리가 모르는 부분이 많습니다."
불완전 백신 가설을 인간에게 시험하려면 대규모 또는 고립되어 있는 인구에 대해 장기간 백신에 대한 반응을 관찰할 필요가 있다. 이렇게 한다면 연구자가 백신이 바이러스와 어떻게 상호작용하고 어떻게 진화가 이루어지는지 측정할 수 있을 것이다. 백신이 단순이 증상을 감소시킬 뿐인가, 아니면 감염과 전파를 차단할 수 있는가?
에볼라 임상시험은 이러한 측면에서 관심을 가져야 할 사례일 수 있다.
"시험중인 에볼라 백신에 대해 면밀하게 관찰하는 것이 중요합니다. 백신접종자가 에볼라 바이러스에 노출되었을 때, 바이러스 증식이 여전히 발생하고 전염이 이루어지는지 알아야겠죠." 리드는 말했다. "만약 누수 백신이라면, 오히려 백신이 풍토병을 정착시키는데 도움을 줄 수도 있기 때문에 잠재적으로 매우 불리할 수 있습니다."
그러나, 리드에 의하면, 궁극적으로 누수 현상을 이유로 이 백신들을 반대하기보다는 임상시험 종료후 더 많은 사람들에게 접종할 때 추적관찰이 이루어져야 한다. 마렉 질병을 예로 들어 보자.
"만약 이러한 진화가 일어난다면, 당신은 백신 미접종 닭이 되고 싶지는 않을 것입니다." 리드는 말했다. "식품 공급 안정성을 비롯한 모든 것이 백신에 의존하고 있습니다. 백신은 가장 성공적이고 저렴한 공중보건 수단입니다. 다만, 누수 백신에 의한 전염에 대해서 진화 측면의 결과들을 고려하는 것이 필요합니다."
위 기사의 소재가 된 학술논문은 아래의 링크에서 볼 수 있다.
Imperfect Vaccination Can Enhance the Transmission of Highly Virulent Pathogens
사실 양계업에서는 이 누수 백신이 크게 문제가 되지 않을지도 모른다. 미접종 닭들은 10일만에 죽어도 백신접종 닭들은 2개월 이상 생존하기 때문에, 식용으로 도축할 때까지 살아 있기만 하면 될 것이기 때문이다. 참고로 닭의 자연수명은 7~13년 정도 되지만, 식용 닭은 몇개월만에 도축된다고 한다.
그렇다면 사람은 어떨 것인가?
코로나19 백신접종률 99%의 지브롤터에서 벌어지고 있는 확진자 급증 사태를 볼 때(관련 내용은 여기로), 일단 코로나19 백신이 누수 백신인 것은 분명해 보인다. 백신접종률이 80%를 향해 가고 있는 우리나라에서 확진자가 급증하고 있는 것도 이런 이유일 것이다. 완전한 백신이었다면 코로나19 사태는 일찌감치 종식되었을 것이고 "돌파감염"이라는 말 자체가 아예 나올 일이 없었을 것이다.
만약 코로나19 변종 출현 양상이 마렉 질병과 같은 경향을 가지게 된다면, 백신접종자들로부터 지금보다 훨씬 치명적인 변이가 출현할 가능성이 있다.
만약 이러한 과정을 통해 최악의 치명적인 변이가 등장하면, 미접종자들이 접종자들로부터 감염되어 중증으로 더 빨리 사망하고, 백신접종자들은 주변에 해당 바이러스를 전파하다가 나중에 사망할 것이다.
좀 과장된 걱정일 수도 있지만, 갑자기 이런 생각이 든다. 어쩌면 우리는 독감 수준의 바이러스 때문에 전 인류의 존망을 걸고 위험한 도박을 하고 있는 것은 아닐까?
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