코로나19, 교차접종 이야기

권춘봉 이학박사 / 기사승인 : 2021-07-19 00:00:05
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생활 속의 자연과학

울산광역시 남구 블로그에는 ‘코로나19 3분기 예방접종 시행계획 & AZ백신 교차접종 안내’에 관한 글이 있다(사진 1). 이는 질병관리청이 2021년 6월 17일에 발표한 ‘코로나19 예방접종 3분기 시행계획’에 대한 지자체의 실행안이다. 이 안내를 살펴보면, “하반기 AZ백신 2차접종 계획 일부를 조정한다”고 한다. 무엇을 무엇으로 ‘교차접종’한다는 것일까? 무엇보다 왜 교차접종을 하게 됐는지 궁금하다. 그것에 대해 알아보고자 생물학에서 코로나19를 살펴본다.

 

▲ 사진 1. 울산 남구 블로그

결론적으로 이것은 아스트라제네카(AZ)백신으로 1차접종을 한 대상이, 2차 백신을 AZ가 아닌 화이지 백신으로 접종할 수 있다는 것이다. 이 교차접종의 발단은 코벡스사의 AZ백신이 6월 말에 국내에 도입되기로 했다가 7월 말로 수급이 늦어진 점 때문이라고 안내서에는 명시돼 있다(사진 2). 백신 보급 초기에, 코로나19 백신은 교차접종할 수 없고, 화이자 바이오앤텍 또는 모더나 코로나19 백신을 맞았다면 2차접종 때도 동일한 제품을 맞아야 한다고 안내하고 있다. 그런데 왜 지금은 교차접종이 가능하다고 하는 것일까? 

 

▲ 사진 2. 교차접종 안내

교차접종을 알아보기에 앞서, 코로나19 백신의 종류를 살펴보자. 백신을 설명할 때, 백신 플랫폼이라는 용어를 사용한다. 이는 백신을 개발하는 기반 기술을 일컬으며 백신의 종류라고도 할 수 있다. 간단히 살펴보면, AZ와 얀센에서 제공하는 백신을 만든 기술(플랫폼)은 바이러스 벡터(전달체) 방식이다. 이미 DNA 정보를 알고 있는 바이러스에서 인체 유해한 부분을 제거한 후 스파이크 단백질의 DNA를 삽입해 인체에 투여하는 것이다. 여기서 잠깐, 스파이크 단백질은 코로나19 유발 바이러스 표면에서 발견할 수 있는 것이다. 이 단백질 모양 때문에 바이러스 이름도 왕관(Crowun, 크라운) 같다고 하여 코로나라고 이름 붙였다고 소개한 바 있다. 바이러스가 체내에 침투하면 이 스파이크 단백질이 인간 세포에 붙어 자신의 정보를 숙주세포에 넣고 코로나19에 걸리게 하는 것이다. 


결론적으로 스파이크 단백질의 활동을 무력화시켜야 한다. 인체에 들어간 바이러스는 DNA를 mRNA로 전사하고 스파이크 단백질을 만들게 된다. 인체 면역 시스템은 병원체가 만든 스파이크 단백질을 있어서는 안 되는 것으로 인식해 인체 면역 시스템을 작동시킨다. 스파이크 단백질이 인체 세포에 결합하지 못하도록 이를 막는 항체를 생산하고 다른 면역 세포들도 활성화된다. 이 과정을 통해 면역력이 생기는 것이다. 이것이 바이러스 벡터 방식의 백신이다. 


이에 반해 화이자와 모더나사의 백신 플랫폼은 mRNA 백신이다. mRNA 백신은 바이러스를 몸에 직접 투여하지 않고, 스파이크 단백질을 생산하는 방법에 대한 지시를 내릴 수 있는 메신저 RNA(m RNA)를 갖고 백신 세포를 만든다. 이 백신은 인간의 세포에 들어가 리보솜을 통해 스파이크 단백질을 만드는 코드를 읽고 아미노산을 결합해 단백질을 만든다. 이 단백질이 세포 표면에서 돌기, 즉, 스파이크가 되는 것이다. 인체의 면역 체계에서 스파이크 단백질을 인지하면 이에 반응해 면역 항체가 생성되는 원리다. 


이론상 mRNA는 체내에서 분해된다고 알려져 있다. 이번 3분기에 공급되는 또 다른 백신인 노바 백신은 스파이크 단백질 자체로 만드는 백신이다. 이는 곤충에 감염되는 바이러스에 스파이크 유전자를 끼워 곤충이 바이러스에 먼저 감염되게 한다. 그 안에서 스파이크 단백질을 대량 합성해 정제한 후 사포닌을 추가해서 백신으로 만든다.


이렇게 플랫폼이 다름에도 교차접종을 실시하게 된 배경은 무엇일까? 이미 언급한 대로, 수급불균형이 한 원인이 될 수 있다. 또한, 교차접종은 이미 인체 면역 결핍 바이러스 분야와 에볼라 등에서 이미 시행돼오는 경우여서 임상실험이 진행됐을 것이다.


교차접종 시 얻게 되는 이점은 무엇일까? 남구 블로그에서도 안내됐듯이, 스페인의 경우, 교차접종 연구(CombiVac S)에서 AZ-화이자 교차접종 시 체액성 면역반응이 증가한다는 연구가 있다. 독일에서는 AZ백신 단일접종보다 AZ-화이자 교차접종 시 체액성·세포성 면역반응 증가가 확인됐다. 또한 백신을 ‘추가접종’하는 경우가 변형바이러스가 생겨 다른 백신을 더 강화해 맞는 경우가 있다. 현재, 코로나 델타변이에서 더 나아가 델타플러스 변이바이러스가 익숙하지만, WHO에서는 그동안 50여 종의 코로나19 변이바이러스를 파악했고, 지난 6월에 람다(Lambda)변이 바이러스까지 관심변이로 지정했으며(사진 3), 이미 페루에서 보고된 람다변이가 남미를 중심으로 확산 중이다. 이에 따라 교차접종의 이점은 변이 발생으로 인한 백신의 작용범위를 넓히기 위해서일 수 있다.

 

▲ 사진 3. 출처: WHO

권춘봉 이학박사

 

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