백신 효능을 검사하기 위해 과학자들은 실제 바이러스와 유사한 능력을 지닌 인공 바이러스를 사용한다. 4일 ‘메디컬 뉴스 투데이’에 따르면 독일 마인츠 대학 메디컬센터와 화이자‧바이오앤테크 연구팀은 그동안 영국 변이 바이러스(B.1.1.7)의 특성을 지닌 유사 바이러스를 제작해 백신을 접종한 40명의 참가자들에게 투여했다.

그리고 혈액 내 반응을 지켜본 결과 높은 수준의 항체를 형성한 것으로 나타났다. 최근 ‘사이언스’지에 게재된 논문을 통해 유사 바이러스를 투여한 시험 참가자 혈청에서 ‘B.1.1.7’을 중화시킬 수 있는 높은 수준의 항체가 다수 포함돼 있는 것을 확인할 수 있었다고 밝혔다.

‘B.1.1.7’을 높은 수준에서 중화시킬 수 있어

시험에 사용한 유사 바이러스는 스파이크 단백질 특성을 포함하고 있다.

이 왕관 모양의 스파이크 단백질은 신종 바이러스(SARS-CoV-2)가 사람 세포에 진입할 때 핵심적인 역할을 하는 물질이다.

영국 변이 바이러스는 이 스파이크 단백질을 구성하는 아미노산 서열에 10가지 변화가 발생한 것으로 나타나고 있다. 다른 바이러스보다 더 단단하게 세포를 붙잡는데 과학자들은 접종 중인 백신이 이 스파이크 단백질 기능을 차단할 수 있는지 관심을 기울여왔다.

공동 연구팀은 백신 효능을 확인하기 위해 21일 간격으로 권장된 2회 용량의 화이자‧바이오앤테크 백신을 접종 받은 40명의 지원자를 모집했다. 참가자 연령대는 14명이 57~73세, 26명이 23~55세였다.

연구팀은 이들 참가자들에게 유사 변이 바이러스를 투여한 후 혈액 내에서 어떤 면역 반응이 일어나는지 살펴보았다.

그리고 영국 변이 바이러스인 ‘B.1.1.7’을 높은 수준에서 중화시킬 수 있는 항체가 다수 포함돼 있는 것을 확인할 수 있었다.

이번 시험에는 팬데믹 초기 발생한 중국 우한의 변이 바이러스도 포함됐다. 또한 백신 효능과 관련, 유사 영국 변이 바이러스와 비교 분석을 실시했다. 이 결과 영국 변이 바이러스가 우한 변이 바이러스와 비교해 훨씬 더 강력한 전염력을 지니고 있는 것을 확인했다.

연구팀이 시험에 사용한 유사 바이러스는 실제 코로나19 바이러스와 다른 무해한 바이러스 유전 물질로 만들어진다. 인공으로 생성된 바이러스 입자는 숙주 세포를 침범할 수 있지만 복제 및 확산은 불가능하다.

연구 결과는 29일 국제학술지 ‘사이언스’에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Neutralization of SARS-CoV-2 lineage B.1.1.7 pseudovirus by BNT162b2 vaccine–elicited human sera’이다.

T세포 수준 높여 새로운 면역체계 개발 중

바이러스가 세포에 들어가는 것을 방지하는 항체는 감염을 막을 수 있기 때문에 ‘중화 항체’라고 부르고 있다.

이번 연구에서 시험 참가자들은 연령에 따라 다소 차이를 보였다. 젊은 층의 경우 유사 바이러스를 중화하는 능력이 (다른 바이러스와 비교해) 약간 감소한 반면, 노인 참가자의 큰 차이가 없었다.

논문은 인플루엔자를 통한 임상시험 경험에 비추어 약간의 중화항체 감소가 ‘생물학적으로 유의미한 것이 아니다’라고 판단하고 있다. 즉 백신을 접종할 경우 영국 변이 바이러스에 대한 면역력을 확보할 수 있다고 보고 있다.

이번 연구에 있어 한 가지 한계는 시험에 투입된 바이러스가 실제 신종 바이러스(SARS-CoV-2)가 아닌 유사 바이러스라는 점이다. 논문은 연구 결과를 확인하기 위해 살아있는 바이러스에 대한 추가 실험이 필요하다고 말했다.

화이자‧바이오앤테크 측 저자들은 논문을 통해 “(백신 접종을 통해) 현재 ‘B.1.1.7’ 변이에 대한 지속적인 중화는 안심할 수 있지만 향후 출현할 수 있는 변이에 대해서는 안심할 수 없다.”며, “백신 균주 변경에 대한 준비를 신중하게 진행하고 있다.”고 밝혔다.

또 “mRNA 기반의 백신 기술이 매우 유연한 만큼 백신 균주 개발도 유연성에 의해 촉진될 것”이라고 전망했다.

더 낙관적인 전망도 하고 있다. “세포 독성 T세포의 수준을 높이는 것과 같은 면역계의 또 다른 방식을 통해 백신 효능을 높이고, 더 나아가 코로나19에 대한 면역력을 제공할 수 있다.”고 밝히고 있다.

이는 균주를 중화할 수 있는 항체의 수가 크게 감소하더라도 백신 효과가 여전히 ​지속될 수 있다는 것을 의미한다.

화이자‧바이오앤테크 백신에 대한 시험 결과가 나오면서 같은 mRNA 계열인 모더나 백신에 관심이 모아지고 있는 중이다. 현재 모더나에서는 변이 바이러스에 대한 백신 효능을 분석하고 있는 중이다.

연구 결과가 발표되지 않았지만 백신을 접종 중인 보건당국을 비롯 관계자들은 모더나 백신 역시 화이자‧바이오앤테크 백신과 유사한 결과가 나올 수 있을 것으로 보고 있다. 모더나는 현재 남아프리카공화국 변이 바이러스인 ‘B.1.351’에 대해서도 테스트하고 있는 중이다.