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아스트라제네카 백신 혈전증 유발은 첨가제와 인간 단백질 반응 원인

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아스트라제네카 백신 혈전증 유발은 첨가제와 인간 단백질 반응 원인

2021.04.27 15:00
존슨앤드존슨의 자회사 얀센이 개발한 코로나19 백신은 바이러스를 유전자 전달체로 쓰는 바이러스 벡터 방식이다. 존슨앤드존슨 제공
존슨앤드존슨의 자회사 얀센이 개발한 코로나19 백신은 바이러스를 유전자 전달체로 쓰는 바이러스 벡터 방식이다. 존슨앤드존슨 제공

독일과 캐나다 연구진이 영국 옥스퍼드대와 아스트라제네카가 개발한 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 백신의 희귀 혈전증이 생기는 메커니즘에 대한 단서를 제시했다. 인간 단백질과 백신에 포함된 첨가제가 서로 반응해 혈전증을 유발할 수 있다는 메커니즘이다. 다만 연구진의 가설이 존슨앤드존슨의 계열사 얀센의 백신 접종에서 나타나는 혈전증을 설명할 수 있는지 여부는 명확하지 않다. 

 

국제 학술지 ‘사이언스’는 아스트라제네카와 얀센 백신에서 드물게 발생하는 혈전증 사례의 원인을 연구한 독일 그라이프스발트 연구진의 연구결과를 보도했다. 이 연구를 담은 논문은 논문 공유 및 사전 공개 사이트 ‘리서치 스퀘어’ 20일자 온라인판에 공개됐다. 

 

유럽연합(EU)과 미국 등 보건당국은 지난주 얀센 백신의 혈전증 부작용에 대해 ‘백신 유발 면역 혈전성 혈소판 감소증(VITT)’보다 백신 접종을 통한 이득이 더 크다는 점에서 백신 접종 재개를 권고했고 일부 유럽 국가와 미국에서 혈전증 경고 라벨을 붙이는 조건으로 얀센 백신 접종이 재개됐다. 

 

아스트라제네카와 얀센의 백신은 코로나19 바이러스가 인체에 침투할 때 사용하는 스파이크 단백질의 항원 유전자를 변형된 아데노 바이러스에 집어넣어 인체에 투여해 체내에서 항체 생성을 유도하는 바이러스 벡터 방식의 백신이다.  

 

리서치 스퀘어(Research Square)에 발표된 연구에 따르면 아스트라제네카 백신에는 제조 과정에서 바이러스를 배양하는 데 활용되는 인간 세포주에서 얻은 단백질이 상당량 포함된 것으로 나타났다. 연구진은 이 단백질이 백신을 제조할 때 쓰이는 첨가물인 EDTA와 함께 일부 백신 접종자에게 위험한 면역 반응을 일으킬 가능성이 있다고 설명했다. 

 

연구를 주도한 안드레아 그라이나허 독일 그라이프스발트 의과대학 교수는 “EDTA는 일부 백신에서 방부제로 사용되지만 혈관을 약간 새게 만드는 것으로 알려져 있다”고 밝혔다. 연구진이 분석한 아스트라제네카 백신 샘플에서는 100마이크로몰의 EDTA가 검출됐다. 1마이크로몰은 100만분의 1몰이며 몰은 원자와 분자의 수량을 합한 물질의 양을 나타내는 단위다. 100마이크로몰의 EDTA 수치는 다른 백신에서 사용되는 양보다 훨씬 많은 양이다. 

 

연구진은 또 쥐를 이용한 동물실험에서 백신이 혈관에서 혈액이 새는 혈관 누출을 증가시킨다는 사실을 확인했다. 이는 백신 접종자의 혈류에 포함된 혈소판이 백신에 포함된 단백질과 맞닥뜨릴 가능성을 높인다. 혈소판에서 분비되는 단백질 ‘PF4’는 백신에 포함된 일부 인간 단백질 및 다른 구성 요소와 복합체를 형성할 수 있고 이 복합체가 혈전증의 원인이 될 수 있다는 게 연구진의 분석이다. 실제로 연구진이 실험실에서 백신에 PF4를 추가하자 복합체가 형성된 것으로 나타났다. 

 

연구진은 다른 백신에서도 인간 단백질이 일부 포함돼 있다는 점을 상기시켰다. 그러나 연구진이 테스트한 아스트라제네카 백신에 포함된 인간 단백질의 양은 밀리리터당 70~80마이크로그램으로 나타났다. 밀리리터당 약 5마이크로그램보다 적은 양의 인간 단백질이 검출되는 다른 백신보다 훨씬 많은 양이다. 

 

연구진은 혈소판 인자 중 하나인 PF4 복합체와 백신이 유발하는 강한 염증의 조합으로 소수의 백신 접종자에게 PF4에 대한 항체를 만드는 특수한 면역 반응을 유발할 수 있다고 추정했다. 극히 드물게는 PF4에 대한 항체가 혈소판 수치를 떨어뜨려 잠재적으로 뇌나 복부, 폐에 혈전이 형성될 가능성도 있다는 설명이다. PF4에 대한 항체는 사실 인체가 감염병과 싸우고 있는 경우 유용할 수 있지만 통제를 벗어날 경우 위험할 수 있음을 보여준다는 것이다. 

 

연구진은 현재 얀센에 백신 샘플을 요청해 구성물을 분석하고 아스트라제네카 백신과 유사한 메커니즘이 유발되는지 확인하고 있다. 독일에서는 아직 얀센 백신이 도입되지 않았기 때문에 이번 연구에서는 아스트라제네카 백신만 활용했다. 

 

얀센의 백신에는 EDTA가 포함돼 있지 않다는 점에서 모든 바이러스 벡터 백신에서 연구진의 연구가 부합하지 않는다는 지적도 있다. 다만 바이러스 벡터 백신에서 운반체로 사용되는 아데노 바이러스가 염증성 자극 바이러스로 알려져 있다. 연구진의 연구결과처럼 EDTA가 바이러스 벡터 백신의 혈전증 유발에 관련있는지 여부는 좀더 검토돼야 한다는 것이다. 

 

연구진도 이같은 지적에 동의한다. PF4가 EDTA가 아닌 단순히 아데노 바이러스와 결합할 가능성이 있다는 설명이다. 이게 사실이라면 이론적으로 얀센 백신에서도 동일한 부작용이 발생하는 이유가 설명된다. PF4로 인한 복합체 생성이 실제로 혈전증 원인으로 확신하기 어렵다는 얘기도 나온다. 

 

만일 바이러스 벡터 백신에 사용되는 아데노 바이러스에 문제가 있다면 아스트라제네카와 얀센 백신 외에도 동일한 방식으로 개발된 러시아의 스푸트니크V와 중국 캔시노바이오로직스의 백신에서도 혈전증 사례가 나올 가능성이 있다. 아직 이들 백신의 부작용에 대한 데이터는 알려지지 않고 있다. 

 

아스트라제네카의 외부 컨설턴트인 고우타미 아레팰리 미국 듀크대 의과대학 혈액학 교수는 연구진의 연구결과에 대해 “흥미로운 연구결과지만 어떤 의미에서는 스모킹 건(결정적 증거)은 아니다”고 말했다. 폴 오피트 미국 필라델피아 아동병원 백신 연구자는 “코로나19 백신 접종 후 치명적인 혈액 응고와 혈소판 감소 메커니즘을 이해하는 것은 백신 부작용 개선점을 확인하고 이해하는 데 중요하다”며 “백신 설계 전략을 수정하는 데 중요할 수 있다”고 말했다. 

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