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COVID-19, 백신에 대하여

2020년 3월 11일, 세계보건기구 WHO에서 COVID-19에 대해 팬데믹을 선포한 지 어느덧 1년이 넘게 지났습니다. 많은 사람들이 이제, 사회적 거리두기와 온라인 수업, 회의 등에 익숙해진 모습들을 보이고 있는데요. 이런 와중에도 코로나 확진자는 꾸준히 늘고 있으나, 최근 백신 개발 소식이 들려오며, 모두들 코로나 종식이 언제쯤일지를 논하고 있습니다.


백신이라고?

작년부터 1년이 넘는 기간 동안 인류를 위협해왔던 코로나에 대항할 수 있는 백신은 모두에게 희소식이었는데요. 코로나를 치료하는 백신을 알기 전에, 백신이 무엇인지부터 알고 가야겠죠?


백신이란 병에 걸리기 전, 미리 면역과정을 경험하게 하여 그 항원에 대한 면역을 가지게 하는 것을 의미합니다. 이 면역과정에 대해서는 후술하기로 하고, 일단 백신에 대해 더 알아보도록 합시다. 먼저 백신은 두 가지 조건을 충족해야 하는데요. 첫째, 해당 병원체에 대해 병을 일으키지 말아야 합니다. 병을 미리 예방하기 위해 하는 것인데,이것이 병을 일으킨다면 그야말로 말이 안 되는 것이지요. 둘째, 병원체를 중화, 또는 억제하는 항체가 형질세포에서 형성되게끔, 그리고 병원체를 공격할 T림프구의 활성을 유도해야 합니다.


코로나 백신의 종류
코로나 백신의 종류

백신이 뭔지에 대해 알아봤으면, 이젠 실제 코로나 백신이 뭔지를 알아봐야겠지요? 그런데 인터넷에 쳐 보니, 백신이 한 가지가 아니라 여러 가지가 막 나옵니다. 그 이유가 무엇일까요?

코로나 백신은 크게 4가지 범주로 나눌 수 있다고 합니다.


위 그림 1에서 볼 수 있듯, 크게 불활성화 바이러스, 재조합 단백질, mRNA 방식, 유전자 벡터 백신 방식 등이 있습니다. 먼저 불활성화 바이러스 백신 방법이란 가장 오래된 방법이자 가장 잘 들어봤을 방법입니다. 바이러스 자체를 불활성화시켜 체내에 집어넣는 방식입니다.


다음 방식은 재조합 단백질을 이용하는 방식인데요. 이는 유전자 재조합을 통해 만들어낸, 바이러스의 항원과 같은 종류의 항원을 체내에 직접 주입하여 항원- 항체 반응을 인공적으로 일으키는 방식입니다. 재조합 단백질 하나만으로는 면역반응이 잘 일어나지 않을 수 있어, 면역증강제 등을 추가로 사용하여 면역반응을 증폭시켜야 하며 오랜 기간 안전성이 높다고 합니다. 실제 사용 예로는 많이 들어봤을 B형 간염 백신, 자궁경부암 백신 등이 있다고 하네요.


세 번째는 mRNA를 이용한 방식입니다. mRNA가 뭐냐고요? 우선 RNA부터 살펴보자면, RNA는 유전 정보의 저장 역할을 하는 DNA와 달리 실질적인 유전 정보의 사용이나 단백질 생산 등에 널리 활용되는 핵산의 일종인데요. 그중에서 여기서 사용하는 mRNA는 리보솜에 결합해 단백질을 만드는 역할을 합니다. 즉 mRNA를 직접 세포에 삽입해, mRNA가 원래 세포 그 자체의 리보솜 등을 이용하여 항원 단백질을 생합성하는 것입니다. 이 방법은 여타 다른 방법에 비해 개발 기간이 훨씬 짧고, 장기간 동안 추가 투여 없이도 면역 반응을 유도할 수 있으며 DNA나 mRNA는 다른 것들에 비해 훨씬 만들기 쉽기 때문에 백신의 개발 속도가 증가하는 요인이 된다. 지금까지는 mRNA 백신의 성공 사례는 없었고 대부분 DNA 백신의 형태로 만들어졌지만, 이번 코로나 백신을 화이자에서 만들어냄으로서 mRNA 백신의 전망도 밝아진 추세입니다.


마지막 방법은 유전자 벡터를 이용한 방식인데요. 유전자 벡터를 이용한 방식은 병원체의 항원 유전정보를 다른 바이러스의 껍질로 포장하여 전달합니다. 이때 사용하는 바이러스는 원리 병원체(항원체) 와 달라야 하며, 보통 아데노바이러스나 렌티바이러스 등을 이용한다고 합니다.


향후 전망

2019년 첫 코로나 환자가 나타난 이래로 약 1년이 지난 2020년 1월 1일 사스 코로나 바이러스 – 2의 염기서열이 밝혀졌습니다. 과학자들은 이 염기서열을 가지고 항원 부분의 염기서열을 추출, 이를 가공하여 현재의 다양한 백신들이 개발되었습니다.


원래 보통의 질병에 대해서는 바이러스를 채취하고 그를 가공하여 백신을 만들기까지 수 년의 시간이 걸리는 것이 대부분인데, 이번 코로나 19의 백신이 개발된 것은 염기서열이 밝혀진 지 63일만의 일입니다.


백신 그래프

위 그래프에서 볼 수 있듯 많은 사람들이 백신 접종을 맞고 있는 상황인데요.

앞으로도 이런 바이러스 팬데믹 상황에서 더욱더 잘 대처할 수 있는 상황이 되기를 바랍니다.

김규리│Chemistry & Biology│지식더하기


참고자료

[1] https://www.ibs.re.kr/cop/bbs/BBSMSTR_000000001003/selectBoardArticle.do?nttId=19594&pageIndex=1&searchCnd=&searchWrd=


첨부 이미지 출처

[1] http://dongascience.donga.com/news.php?idx=39881


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