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바이오통신원   
[바이오토픽] 폴리오 백신의 딜레마: 백신에서 파생된 바이러스(vaccine-derived virus)
의학약학 양병찬 (2019-07-15 09:39)

폴리오 백신의 딜레마: 백신에서 파생된 바이러스
출처: 참고 1

두 개의 항(抗)바이러스 전선(戰線)이 형성됨에 따라, 가까운 시일 내에 폴리오를 박멸하려는 글로벌 계획이 교착상태에 빠졌다. 새로 발표된 통계자료에 따르면, 야생형 폴리오 바이러스가 (발병사례가 급증하고 있는) 아프가니스탄과 파키스탄의 참호에 매복하고 있다. 다른 한편, 아프리카에서는 백신이 되레 병독성 바이러스주(virulent strains)를 탄생시키고 있다. 세계 최대의 공중보건 프로그램의 지도자들은 이제 "폴리오 잔당(殘黨)의 저항이 너무 거세다"고 인정하며, 교착상태를 타개할 방법을 긴밀히 논의하고 있다.

"내가 오랫동안 생각해온 가장 큰 문제점은, '우리가 진정으로 큰 문제를 갖고 있으며, 기존의 방법으로는 피니시라인에 도달할 수 없다'는 점을 인식하는 것이다"라고 세계보건기구(WHO)에서 폴리오 연구를 지휘하는 롤랜드 서터는 말했다. "2019년 박멸이라는 장밋빛 환상은 깨졌다. 이제 '폴리오 박멸은 물 건너갔다'는 회의론이 공공연히 제기되고 있다. 12개월 전만 해도, 그런 의문을 제기하는 사람은 아무도 없었다"라고 WHO의 「폴리오 박멸 프로그램」의 오랜 대변인인 올리버 로젠바우어는 덧붙였다.

지난 30여 년에 걸쳐 160억 달러를 쏟아 부은 「폴리오 박멸 프로그램」의 당초 계획은 '올해 안에 파키스탄과 아프가니스탄에서 폴리오를 뿌리 뽑는 것'이었다(사실, 이는 WHO가 수도 없이 제시했던 데드라인 중 가장 최근의 것이다). 그러나 웬 걸. 올해 들어 지금까지의 발병 건수는 전년 동기(同期) 대비 거의 네 배나 된다. 총 건수는 51건으로 아직 적은 것처럼 보이지만, 200명 당 한 명의 감염자가 마비에 이른다는 점을 감안할 때, 이는 수천 명의 감염자가 존재한다는 것을 시사한다. 폴리오 바이러스는 널리 확산되고 있어, 파키스탄 카라치에서 발견된 바이러스주(株)가 이란에서 발견되었다. 더욱 우려되는 것은, "최근의 발병 건수 급증이 비수기(바이러스 전파가 주춤한 시기)에 일어났다는 점을 감안할 때, 하반가에는 사태가 악화될 조짐을 보인다"는 것이다.

파키스탄과 아프가니스탄은 바이러스가 자유로이 국경을 넘나들 수 있어, 하나의 역학적 블록(epidemiologic block)으로 간주되고 있다. 두 나라의 주요 문제는, 대규모 백신접종이 몇 달 마다 수행되고 있음에도 불구하고 아직도 모든 어린이들이 혜택을 받지 못하고 있다는 것이다.

파키스탄의 경우, 정부의 공무원들이 2018년 7월의 총선에 정신이 팔리는 바람에, 백신접종 캠페인의 품질이 저하되었다. 그러는 가운데, (폴리오 바이러스가 숨어있는) 빈곤층과 소외된 지역에서 백신을 거부하는 움직임이 증가했다. 수돗물, 위생시설, 기본적인 보건 서비스가 부족하다 보니, 사람들은 '(지금은 낮아진) 폴리오 감염 위험'보다 '즉각적인 보건위협'에 더 많이 직면하고 있다. 파키스탄 정부에서 몇 년 전부터 '백신 접종 지시에 응하지 않는 부모들'을 감옥에 보내기 시작하자, 지하에 들어간 백신 반대파들은 자녀들을 숨기거나 (백신을 접종받은 것처럼 보일 요량으로) 가짜 표시를 사용하고 있다.

"상황을 더욱 악화시키고 있는 것은, 소셜미디어에서 악의적인 가짜정보 캠페인이 벌어지고 있다는 것이다"라고 (폴리오 박멸 프로그램의 파트너 중 하나인) 미국 질병통제예방센터 애틀랜타 지부의 마크 팔란시(바이러스학)는 말했다. "폴리오 백신을 접종하는 보건근로자가 테러공격을 받고 있는 가운데, 그들에 대한 경찰의 호위가 증가하고 있는 실정이다. 그럼에도 불구하고, 만약 파키스탄 정부가 '폴리오 박멸'에 우선권을 두고 예산을 배정한다면, 실낱같은 성공의 가능성은 여전히 존재한다."
 

【참고 1】 폴리오 백신 프로그램의 신뢰성을 실추시킨 미 CIA

2012년까지만 해도 폴리오 백신은 대량접종 프로그램의 모범 사례로 손꼽혔다. ‘수십억 명의 어린이들에게 백신을 접종한다’는 25년간의 프로그램이 성공한 덕분에, 전 세계는 폴리오 박멸의 초읽기에 들어가고 있었다. 그러나 WHO는 ─ 2007년 처음 개념이 생긴 이래 두 번째로 ─ 글로벌 보건 비상사태를 선포했다. 왜냐하면 말로를 걷고 있던 폴리오바이러스가 다시 퍼져나가기 시작했기 때문이다.

폴리오가 다시 고개를 든 이유는 여러 가지가 있었는데, 일부 국가들의 정치적 불안정과 인프라 부족으로 인해 백신 접종 캠페인이 효과적으로 추진되지 않은 것도 그중 하나였다. 그러나 미국 중앙정보국(CIA)이 파키스탄에서 백신 프로그램을 가장하여 오사마 빈 라덴 암살 작전을 수행한 것도 백신 접종 프로그램의 신뢰성을 실추시킨 요인으로 작용했다.

그 후 CIA는 “백신 접종 프로그램을 스파이 행위의 속임수로 두 번 다시 사용하지 않겠다”고 약속했지만, 이미 엎질러진 물이었다. 파키스탄 군부는 폴리오 퇴치 캠페인에 가담한 사람들을 겨냥하여, 2012년 12월과 2014년 4월 사이에 60명의 보건 근로자와 방역 요원들을 처형했다. 그 대가를 고스란히 치른 사람은 엉뚱하게도 파키스탄의 어린이들이었다. 2015년 현재 지구상에서 폴리오가 여전히 풍토병으로 남아 있는 나라는 파키스탄을 포함하여 세 나라뿐이었다.

※출처: 캐서린 카버,『오늘도 우리 몸은 싸우고 있다』현암사(2019)


아프가니스탄의 경우, 지속되고 있는 정치적 갈등 때문에 보건근로자들이 광범위한 지역에 접근하지 못하고 있다. 일부 지역에서는 탈레반이 백신접종을 금지했고, 다른 곳에서는 지역의 지도자들이 문전방문 백신접종을 금지했다. 그들의 우려사항 중 하나는, 외부자들이 정보를 수집할 경우 미국의 드론 공격의 표적이 될 수 있다는 것이다. "평화회담의 당사자들 모두에게, 폴리오 박멸은 부차적인 문제일 뿐이다"라고 글로벌 폴리오 박멸 프로그램을 지휘하는 WHO의 미셸 자프란은 말했다. "아프가니스탄에서는 올해 들어 아직까지 폴리오가 급증하지 않았지만, 보건근로자들이 많은 어린이들에게 접근할 수 없다면 결과는 뻔하다"라고 아프가니스탄에서 폴리오 박멸작전을 지휘하고 있는 WHO의 크리스 마허는 말했다. 그러나 다 그런 것 아니며, 폴리오 박멸 프로그램이 정치적·종교적 갈등에 나름 대처한 경우도 있다. "우리는 시리아와 나이지리아에서 바이러스의 전파를 막는 데 충분한 백신접종 확대방안을 마련했다"라고 (폴리오 박멸 프로그램의 또 다른 파트너인) 빌&멜린다 게이츠 재단의 제이 웽거는 말했다.

아프리카의 경우, 야생형 폴리오가 사라진 대신, 야생형과 똑같이 위험한 '백신에서 파생된 바이러스(vaccine-derived virus)'가 유포되고 있는 것 같다. 파생형 바이러스는 경구폴리오백신(OPV: oral polio vaccine)에 사용된 약독화 바이러스(weakened live virus)가 변이할 때 생겨나 병독성을 회복한다. 매우 드문 경우지만, 집단의 면역력이 약할 때, 파생형 바이러스는 야생형 바이러스와 마찬가지로 퍼져나갈 수 있다. 2018년의 경우를 보면, 파생형 바이러스가 전 세계에서 105명의 어린이를 마비시킨 데 반해, 야생형 바이러스가 마비시킨 어린이는 겨우 33명이었다.
 

【참고 2】 생(生)백신과 사(死)백신

폴리오 백신에는 두 가지다 있다. 하나는 경구 폴리오 백신(OPV: oral polio vaccine)으로, MMR과 비슷한 약독화 생백신이다. 다른 하나는 불활성화 폴리오 백신(IPV: inactivated polio vaccine)으로, 생백신과 전혀 다른 사백신 또는 불활성화 백신이다.

백신을 만드는 첫 번째 방법은 살아 있는 미생물을 실험실에서 약화시켜, 약독화 생백신을 만드는 것이다. 그건 마치 미생물을 사로잡아 손을 뒤로 묶은 다음 면역계에 인계하는 것이나 마찬가지다. 어떤 면에서는 백신의 원조라고도 할 수 있다. 왜냐하면 면역계로 하여금 진짜 병원체의 ‘약골 버전’을 상대하게 하는 것으로, 인체의 방어선을 훈련시키는 이상적인 방법이기 때문이다. 생백신은 강력한 면역반응을 일으키며 면역 기억도 오랫동안 지속되므로, 한두 번만 접종받으면 평생면역을 얻을 수 있다. 그러나 생백신에는 심각한 단점이 있으니, 미생물의 손이 영원히 묶인 채로 유지되지 않을 수 있다는 것이다. 왜냐하면 미생물이 증식하면서 변이가 일어난다면, 드문 경우지만 질병을 일으키는 능력을 다시 갖게 될 수 있기 때문이다. HIV나 백혈병 때문에 면역계가 약화된 환자에게 생백신 접종이 금지되는 것은 부분적으로 이 때문이다. 면역계가 백신을 제압하지 못할 경우, 환자를 질병에서 보호하려던 백신이 환자를 되레 병들게 할 수 있다.

사백신은 실험실에서 화학 물질·열·방사선을 이용하여 세균이나 바이러스를 사멸시킴으로써 만들어지는데, 사멸한 미생물은 변이를 획득하거나 질병을 초래할 가능성이 없다. 폴리오는 수천 명의 어린이들을 마비시키거나 살해할 수 있는 위험한 질병이므로, 생백신의 위험을 최소화하는 IPV가 선호되는 것은 당연해 보인다.

그런데 궁금한 점이 하나 있다. OPV가 그렇게 위험하다면, 전 세계에서 150개 나라들이 아직도 그것을 사용하고 있는 이유가 뭘까? 결론적으로 말해서 IPV와 OPV는 나름의 장단점을 갖고 있으며, 각각의 나라들이 자국의 상황을 고려하여 최선의 선택을 했기 때문이다. 즉, 대부분의 사백신은 생백신보다 약한 면역반응을 유발하는데, 이는 종종 보호 능력을 확실히 유지하기 위해 추가 주사를 몇 번 더 맞아야 한다는 것을 의미한다. 예컨대, IPV는 소화관에서 강력한 면역 반응을 유도하지 못하므로, 만약 야생형 바이러스가 피접종자를 감염시킬 경우 질병을 초래하지는 못하지만 소화관에서 증식하여 대변으로 배출될 수 있다.

그렇다면, IPV는 폴리오의 지역사회 전파를 차단하는 데 있어서 OPV보다 효과적이지 않다. 그러나 둘 중에서 더 안전한 것은 IPV다. 왜냐하면 앞에서 말했던 것처럼 피접종자에게 폴리오를 초래할 위험성이 0이기 때문이다. 따라서 야생형 폴리오가 사라진 영국이나 미국과 같은 나라에서는 안전한 IPV가 표준선택(standard choice)이며, 조만간 WHO의 폴리오 박멸 작전이 마무리되면 지구상의 모든 나라들이 IPV를 사용하게 될 것이다.

그러나 질병 박멸이라는 개념은 희망사항일 뿐 현실은 아니며, 현재 박멸된 질병 목록에는 천연두밖에 없다. 따라서 보건시스템에 자신이 없는 나라들 중에는, 폴리오로 인한 사망과 고통을 어느 정도 감수하고 좀 더 효과적인 OPV를 선택하는 나라들도 있다.

※출처: 캐서린 카버,『오늘도 우리 몸은 싸우고 있다』현암사(2019)


백신에서 파생된 바이러스의 준동을 막기 위해, WHO는 "일단 바이러스가 사라진 뒤에는 OPV 사용을 일절 중단해야 한다"고 선언했다. 그 첫 번째 조치로, 2016년 4월에는 모든 나라들이 OPV의 3가버전(trivalent version)을 2가버전(bivalent version)으로 교체했다. 3가버전에는 세 가지 유형의 폴리오 바이러스 요소가 모두 들어있지만, 2가버전에서는 2형 요소가 제외되었다. (현재 박멸된 야생형 바이러스는 2형밖에 없다.)

폴리오 백신의 딜레마: 백신에서 파생된 바이러스
출처: 참고 2

「폴리오 박멸 프로그램」의 과학고문들은 "3가버전에서 2가버전으로 교체한 직후 몇 년 동안, 파생된 2형 바이러스 중 일부가 살아남아 폴리오를 촉발할 것"이라고 우려했다. 그러나 모델링 분석가들은 "새로운 1가 2형생백신(mOPV2: monovalent OPV2)을 신중히 이용할 경우, 파생된 2형 바이러스를 - 새로운 프로그램을 시작하는 일 없이 - 신속히 진압할 수 있을 것"이라고 예측했다. (mOPV2는 오로지 2형 바이러스에만 효과가 있다. 따라서 그걸 사용한다는 건 마치 맞불을 놓는 것과 같은데, 문제는 "mOPV2 자체가 파생된 바이러스를 유행시키지 않는다"고 장담할 수 없다는 것이다. 한 가지 대안이 있기는 하다. 그건 '生백신' 대신 '死백신'이나 '불활성화 백신'을 사용하는 것인데, 문제는 '바이러스를 부활시키지는 않지만 집단발병을 억제할 수 있을 만큼 강력하지 않다'는 것이다.)

WHO의 교체전략은 적중했지만, 아프리카만 예외였다. 아프리카에서는 2형백신에서 파생된 집단발병이 빈번한 데다, (모델링 분석가들이 예측했던 것보다) 진압하기가 훨씬 더 어려웠다. 파생된 2형 바이러스는 현재 일곱 개 나라에서 유행하고 있다. "우리는 mOPV2를 사용함으로써, 과거에 진압했던 것보다 더 많은 폴리오 바이러스를 만들어내고 있다"고 팔란시는 말했다. 예컨대 2018년 이후 43건의 발병사례가 보고된 나이지리아의 경우, 2형 바이러스가 북쪽에서 (인구가 밀집된 항구도시인) 라고스로 퍼져나가고 있으며, 심지어 국경선을 넘어 이웃나라인 니제르를 침범했다. 콩고민주공화국에서는 26건의 사례가 보고되었다. 이에 WHO의 핵심위원회는 지난 5월 29일 사태가 악화되고 있다는 결론을 내렸다.

그러는 동안 「폴리오 박멸 프로그램」에서는 이미 2억 6,000만 회 분량의 mOPV2를 사용했다. "현재 우리가 지구촌을 위해 보유하고 있는 mOPV2는 1,000만 회 분량 미만인데, 그걸로는 턱없이 부족하다"라고 팔란시는 말했다. 그는 WHO의 사무총장에게 백신 사용에 대한 자문을 제공하는 위원회의 의장을 맡고 있다. "우리가 그렇게 많은 물량을 사용할 거라고 생각했던 사람은 아무도 없었다." 2016년에 백신을 교체한 결과, 2형 바이러스에 대한 면역력이 부족한 어린이들이 점점 더 증가하고 있어, 폭발적 집단발병의 발판을 제공하고 있다. 이러한 상황은 「폴리오 박멸 프로그램」을 곤경에 몰아넣고 있다. "mOPV2의 사용을 계속하는 것 외에 대안은 없다"라고 자프란은 말했다. "우리가 가진 거라고는 그것밖에 없다. 기술적인 해법이 나올 때까지 위험을 안고 가야 한다."

현재 두 가지 대안이 물망에 오르고 있다. 첫째로, 새로운 OPV2는 부활의 가능성을 극적으로 낮추도록 유전자가 조작된 것으로, 빌&멜린다 게이츠재단의 지원 하에 임상 1상을 통과했다. 웽거에 따르면 현재 전망이 밝다고 하지만, 아무리 빨라야 2020년에 사용될 수 있다는 게 문제다. 또 하나는 새로운 불활성화백신으로, 집단발병을 종식시킬 만큼 강력하다고 한다. "두 가지 대안이 경쟁을 벌이고 있지만, 어느 쪽이 승리할지 예측하기는 매우 힘들다"라고 서터는 말했다.

"폴리오가 영원히 종식될 날이 언제인지 알 수 없다. 낙관적인 예측은 고작, 프로그램의 실패를 대비할 수 있으리라는 것이다"라고 서터는 덧붙였다.

※ 참고문헌
1. https://www.immunopaedia.org.za/immunology/archive/neonatal-immunity-2/intestinal-mucosa/b-cell-humoral-immunity/vaccine-associated-paralytic-polio/
2. https://journosdiary.com/2016/04/24/global-switch-to-reduce-vaccine-derived-polio-cases/

※ 출처: Science http://www.sciencemag.org/news/2019/07/surging-cases-have-dashed-all-hope-polio-might-be-eradicated-2019

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양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로...
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