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[Allure of life: 생명] 코로나 바이러스 백신 과연 어떤 원리일까, 안심하고 맞아도 되는 걸까
오피니언 황승현 (2020-11-16)

정말이지 1년 내내 마스크를 끼게 될 줄은 몰랐다. 그래도 사회적 거리두기가 1단계로 완화됨에 따라서, 생활의 여러 부분에서 조금씩이나마 일상의 모습을 되찾아가고 있는 듯 하다. 덕분에 나도 카페에 나름 여유롭게 앉아서 원고를 작성하고 있는 중이다. 원래 카페에 앉아서는 듣고 싶은 노래를 이어폰으로 듣느라 카페의 소음, 즉 여러 이야기 소리를 듣지 못한다. 그런데 오늘은 왜인지 음악을 듣기보다는 가만히 주변의 소리가 들리는 대로 들어보았고, 양쪽 두 테이블에서 동시에 코로나 바이러스 백신에 대한 기대와 우려를 표하는 이야기를 하시는 걸 우연찮게 듣게 되었다. 

그래서 원래는 ‘[Allure of life: 생명]’ 파트의 주제로 다른 것을 구상해서, 플롯까지 다 구상해서 카페에 왔는데 급작스럽게 주제를 바꾸게 되었다. 내가 공교롭게도 양쪽 테이블에서 모두 같은 이야기를 들었다는 것 자체가 어떻게 보면, 사회적으로 코로나바이러스의 백신이 가지고 있는 파급력을 반증해주는 것이라 생각했기 때문이다. 

 

코로나 바이러스 백신 과연 어떤 원리일까, 안심하고 맞아도 되는걸까

출처: 게티이미지뱅크

 

각설하고, 코로나 바이러스에 대한 백신을 가장 먼저 발표한 제약회사는 ‘화이자’ 제약이다. 그리고 이 제약회사에서 발표한 이 백신은, 기존의 백신의 패러다임을 완전히 역행한다는 특징을 가진다. 나는 화이자에서 발표를 하기 몇 달 전, 강의를 듣던 중 교수님께서 앞으로 나오게 될 백신은, mRNA를 기반으로 하는 백신이 될 것이고 이는 11월쯤에는 나올 것이라고 말씀해 주셨었는데 실제로 그 일이 이루어져서 개인적으로 다소 놀라워하고 있던 차였다. 

우선 화이자 제약이 발표한 바에 따르면, 이 백신은 현재 임상 3상 단계에서 90 %의 예방률을 보인다고 한다. 그리고 앞서 살짝 언급했듯이, 이 백신은 mRNA 기반의 백신이다. 지금까지의 백신은 mRNA와 같은 유전물질을 사용한 것이 아닌, 화학적인 처리로 균 자체를 비활성화 시킨 것으로, 후에 이를 체내에 주입해서 면역작용을 통해 항체를 생성하게 하는 원리로 작용하였다. 

mRNA는 유전물질로, 체내에서 번역과정을 통해 mRNA가 가지고 있는 유전정보를 토대로 단백질을 형성할 수 있다. 즉, mRNA 백신을 맞게 되면 그 백신 안에 들어있던 mRNA가 우리 체내의 번역과정을 수행하는 시스템을 활용해서 코로나 바이러스에 대항할 수 있는 단백질을 생성하는 것이다. 

보다 구체적으로, 그 mRNA는 어떻게 선정되는지를 말해보려고 한다. 우선 화이자 제약에서 주목했던 단백질은 2 종류라고 한다. 그 두 단백질은 모두 바이러스의 스파이크 단백질에서 사람의 수용체와 결합하는 단백질 부위와 관련되어 있다고 한다. 우선 스파이크 단백질은, 인체 세포로의 감염에 중요한 역할을 하는, 바이러스의 가장 바깥 부분에 위치하고 있는 단백질이다. 그리고 백신은 이 스파이크 단백질의 일부를 만들 수 있는 mRNA로 구성된다. 

그런데 이 mRNA는 우리가 잘 알고 있는 DNA와 달리, 단일 가닥으로 구성되어 있는 유전 물질이기에 상대적으로 구조가 불안정하다. 따라서 백신으로 전달을 할 때에는 mRNA들을 직접 넣어주지 않고, 세포막 성분인 지질 성분으로 mRNA를 둘러 싼 나노 크기의 지질 입자 형태로 제작하여 체내에 주사 형태로 주입하게 되는 것이다.

정리하자면, 코로나 바이러스의 감염을 유발하는 것이 바이러스의 구조 중 가장 바깥 쪽에 위치하고 있는 스파이크 단백질이고, 그 스파이크 단백질 중 일부의 구조를 생성할 수 있는 mRNA 서열을 알아 내어서 그 mRNA를 담고 있는 백신을 화이자 제약에서 개발했고, 그 백신을 맞게 되면 mRNA가 우리 몸 속에 들어와서 우리가 평소에 체내에서 다양한 단백질을 생산할 때 사용하는 그 번역 과정을 그대로 거쳐서, 스파이크 단백질의 일부를 체내에서 생산하게 되는 것이다. 그렇게 되면 체내에서는, 갑작스럽게 스파이크 단백질의 일부가 만들어진 것이기 때문에 면역체계는 이에 대한 항체를 형성하게 될 것이다. 이를 통해 인체는 결론적으로 바이러스에 대한 항체를 지닐 수 있을 것이다. 이해를 돕고자 간략하게 도식을 그려보았다. 

 

코로나 바이러스 백신 과연 어떤 원리일까, 안심하고 맞아도 되는걸까

출처: (직접 제작)

 

이렇게 개발된 mRNA 백신은, 영상 4도 정도에서 냉장 보관하게 되는 일반 백신들과는 달리 영하 70도에서 보관해야한다. 그 이유는 앞서도 말했듯 mRNA의 구조가 불안정하기 때문이다. 그리고 맥을 같이하는 이유로, mRNA를 직접 주입하는 이 방식은 체내의 염증 반응을 일으킬 수도 있고, 자가면역과 관련된 인터페론 반응을 유도할 수도 있다. 

위의 이유들로, 영하 70도로 백신을 운반하는 기술 및 안정성 확보 등을 마련하기 위해 코로나 백신은 우리의 삶에 실질적으로 적용되기까지는 다소 시간이 걸릴지도 모른다. 

그리고 수 많은 연구자들이 사활을 걸어서 개발하였고, 효능이 어느정도 입증 되었다고 발표도 되었지만, 새로운 유전정보를 체내에 넣어주는 백신 형태가 아직은 생소하기도하고 여러 부작용이 우려되기도 하는 건 어쩔 수 없는 것 같다. 더욱이 이번에 독감 예방주사의 유통 과정에서 냉장 보관이 잘 지켜지지 않은 사례를 생각해보았을 때, 만약에라도 영하 70도에서 잘 보관되지 못한 백신 내부에 들어있던 mRNA가 변성이 되었고, 그 백신을 접종하게 되는걸 상상해보면 아찔하기도 하다. 

그러나 희망은 언제나 존재하기에, 인터스텔라의 명대사로 이 글을 마무리 하려고 한다. 
 

‘우리는 답을 찾을 것이다. 늘 그랬듯이.’

 

 [참고문헌]

1. https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2020111209358225944
2. http://dongascience.donga.com/news.php?idx=36486
3. https://news.joins.com/article/23917252
4. https://m.etnews.com/20201113000102
5. https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EB%B0%B1%EC%8B%A0%EA%B0%9C%EB%B0%9C-%EA%B2%BD%EC%9F%81-%EB%8D%94-%EB%9C%A8%EA%B1%B0%EC%9B%8C%EC%A1%8C%EB%8B%A4/


 

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황승현 (POSTECH)

포항공과대학교에서 화학공학을 전공했고 지금은 대학원생으로 재학 중입니다. 보라색을 좋아하고, 앨리스를 좋아합니다. 학창 시절 가장 좋아했던 과목은 과학, 국어, 음악! 공대생이지만 말하고 글 쓰는 것을 좋아해서 대학생 때부터 여러 곳에서 과학기자단으로...

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