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英 변이 바이러스에서 남아공 변이 확인…백신 효능 변수 점점 커진다

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英 변이 바이러스에서 남아공 변이 확인…백신 효능 변수 점점 커진다

2021.02.03 16:09
신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)을 일으키는 사스코로나바이러스-2의 스파이크 단백질. 막스플랑크연구소 제공
신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)을 일으키는 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 스파이크 단백질은 세포 표면에서 돌기 처럼 솟아 있으며, 바이러스가 인체에 침투하면 세포의 수용체에 달라 붙어 세포 문을 연다. 막스플랑크연구소 제공

남아프리카공화국과 브라질의 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 변이 바이러스에서만 나타났던 돌연변이가 영국의 변이 바이러스에서도 처음 발견됐다. 특히 이 변이 바이러스는 남아프리카공화국에서 건너온 것이 아니라 영국에서 자연적으로 발생한 것으로 조사됐다. BBC와 CNN 등은 2일(현지시간) 바이러스에 돌연변이가 지속적으로 나타나고 있어 백신의 효능을 떨어뜨릴 가능성이 우려된다고 보도했다. 

 

 

○ 변이 바이러스 3종 모두 ‘E484K’ 보유

최근 세계적으로 코로나19 바이러스에서 확인된 주요 변이는 크게 5가지다. 영국 런던과 켄트 지역에서 처음 확인된 변이 바이러스는 ‘B.1.1.7’ 변이주로 불린다. 영국 보건 당국은 공식적으로 ‘VOC-202012/01’로 부르고 있다. 2020년 12월부터 주의 대상인 변이 바이러스(Variant of Concern 202012/01)라는 뜻이다. 


B.1.1.7 변이주는 중국 우한에서 처음 발견된 ‘원조’ 바이러스의 염기와 29개가 다르다. 그중에서도 과학자들은 스파이크 단백질에서 나타난 돌연변이인 ‘N501Y’를 B.1.1.7 변이주의 가장 큰 특징으로 꼽는다.

 

N501Y는 바이러스가 인간에게 침투한 뒤 세포의 수용체와 결합할 때 사용하는 돌기 형태의 스파이크 단백질의 가장 끝단에 있으며, 이는 B.1.1.7이 기존 바이러스보다 70%가량 뛰어난 전파력을 나타내는 이유로 추정된다. 


비슷한 시기 남아프리카공화국에서도 변이 바이러스가 발견됐다. 여기서도 스파이크 단백질에서 8개의 돌연변이가 확인됐는데, 영국의 B.1.1.7에는 없는 E484K 변이가 확인됐다. E484K도 바이러스가 인체 세포의 수용체와 결합하는 데 기여하는 것으로 추정된다. 이 변이 바이러스는 ‘B.1.351(또는 501Y.V2)’ 변이주로 불린다. 


브라질에서 등장한 변이 바이러스는 N501Y, E484K와 함께 K417T에서도 돌연변이가 확인됐다. 현재 ‘B.1.1.28.1(또는 P.1)’ 변이주와 'VUI202101/ 01(또는 P.2)' 변이주가 주요한 변이 바이러스로 연구자들의 추적을 받고 있다. 

 

스페인에서도 스파이크 단백질에서 A222V 돌연변이가  확인됐고 변이 바이러스 이름은 'B.1.177'로 불리고 있다. 

 

○ "RNA 바이러스는 변이 일으키며 계속 진화

최근 영국 보건 당국은 B.1.1.7에 새로운 돌연변이가 추가됐고, 이 돌연변이가 남아프리카공화국과 브라질의 변이주에 있던 E484K라고 밝혔다.

 

영국 잉글랜드공중보건국(PHE)이 1일(현지시간) 발표한 19쪽 분량의 보고서에 따르면 총 21만4159건의 바이러스 유전체 가운데 브리스톨 지역의 11건과 리버풀 지역의 32건에서 이런 변이가 확인됐다. 이에 따라 영국, 남아프리카공화국, 브라질의 변이주가 공통적으로 E484K 돌연변이를 갖게 됐다. 

 

과학자들은 코로나19 바이러스와 같은 RNA 바이러스는 복제할 때마다 돌연변이를 일으키는 만큼 돌연변이 자체가 새롭거나 위험한 것은 아니라고 설명한다. 

 

정용석 경희대 생물학과 교수는 “RNA 바이러스는 한 번 복제할 때마다 소위 실수를 유발해 돌연변이가 나타나는 특징이 있다”며 “코로나19 바이러스의 경우 30킬로베이스(kb)로 염기 3만 개가 연결돼 있어 한 번 복제할 때마다 평균 3번꼴로 돌연변이를 일으킨다”고 설명했다.  


이런 이유로 코로나19 바이러스는 한 종으로 불리지만, 엄밀히 말하면 서로 다른 돌연변이를 일으킨 하위 종들이 모인 그룹이다. 정 교수는 “RNA 바이러스의 가장 큰 특징이 유사종(quasispecies)이 존재한다는 점”이라며 “유사종에 있는 돌연변이도 서로 경쟁하고, 그중 가장 많이 선택받은 돌연변이는 확산에 성공한 셈”이라고 말했다. 

 

 

○ E484K, 면역 회피에 관여해 백신 효능↓ 

영국의 B.1.1.7 변이주에서 E484K 돌연변이의 등장이 바이러스 입장에서는 자연스러운 현상임에도 불구하고 과학자들이 우려하는 이유는 하나다. 백신 효능을 떨어뜨릴 수 있기 때문이다. 줄리안 탕 영국 레스터대 교수는 BBC에 “전적으로 예상하지 못한 것은 아니지만 걱정스러운 발전”이라며 “바이러스가 계속 확산되면 돌연변이가 더 많이 일어나며 계속 진화해 백신의 효능을 떨어뜨릴 수 있다”고 말했다.  

 

지금까지 연구에 의하면 E484K는 면역 체계 회피에 도움을 줘 백신을 무력화할 수 있다. 지난달 28일(현지시간) 노바백스는 자사의 코로나19 백신이 영국의 임상 3상에서는 89%의 효과를 보였지만, 남아프리카공화국에서 진행된 임상 2b상에서는 60%로 효과가 덜했다고 밝혔다.

 

존슨앤드존슨의 계열사인 얀센의 코로나19 백신도 미국에서는 72%의 효과를 보였지만, 남아프리카공화국에서는 57%로 효과가 떨어졌다. 남아프리카공화국에서는 코로나19 바이러스의 90~95%가 E484K 돌연변이를 가진 B.1.351 변이주다. 


조셉 포버 미국 예일대 공중보건학부 교수는 CNN에 “(E484K 돌연변이 등장이) 백신 효능에는 좋은 소식이 아닌 것 같다”며 “백신의 면역 보호 기능을 떨어뜨리거나 재감염을 일으킬 가능성이 있다”고 말했다. 

 

전문가들은 바이러스 변이에 의해 백신의 효과가 다소 떨어지더라도 예방 접종은 반드시 해야 한다고 강조한다. CNN은 앤서니 파우치 미국 국립알레르기·전염병연구소(NIAID) 소장이 “변이가 백신 효과를 낮춘다고 해도 코로나19로 인한 중증과 입원, 사망 등을 예방하는데 충분한 효과를 갖고 있다”며 “최대한 많은 사람들이 최대한 빨리 백신을 접종해야 한다”고 말했다고 전했다. 

 

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