새로운 백신이 더 많이 등장할수록 상황이 더 나아졌다. 세계 여러 국가의 백신 접종률은 여전히 절망스러울 정도로 낮으며, 현재 일부 국가는 매우 큰 피해를 초래하는 코로나19 발병 때문에 난항에 처한 상황이다. 아프리카 대륙 전체 인구 중, 코로나 백신 2차 접종까지 마친 이들의 비율은 채 1%도 되지 않는다. 새로이 개발된 여러 백신이 단 한 차례만의 접종으로 면역력을 형성하고 냉동고 보관 필요성을 없앤다. 기존 백신보다 더 효과적이면서 오래 이어지는 면역력 유지 효과도 있어, 코로나19라는 치명적인 질병으로부터 더 훌륭하게 보호하면서 가격 효율성도 더 우수하다.
하지만, 한 가지 문제가 있다. 일반적인 백신 승인 과정이 성공적이지 않다. 보통 수천 명의 피실험자가 참가하며 대대적이면서 오랜 시간 이루어지고, 수개월 뒤 추적하는 전형적인 백신 개발 과정은 전 세계가 필요로 하는 것만큼 빠른 속도로 백신을 생산할 수 없다. 백신 임상시험 비용도 비싼 데다가 시간도 오래 걸리며, 피실험자에게 위약 효과를 실험하기도 한다. 위약으로 통제한 임상 시험은 갈수록 까다롭다 특히, 많은 사람이 쉽게 약국으로 가서 이미 공식 승인된 백신을 구매할 수 있는 곳이라면, 위약 효과 실험이 매우 어렵다.
신규 백신 개발 작업에 위약 임상시험이 필요하지 않다면 어떨까? 백신 보호 상관관계를 생각해보자. 이는 보호와 상관관계가 있는 것으로 드러난 측정할 수 있는 면역 반응을 지칭한다. 기본적으로 개인의 바이러스 감염 보호 여부를 시사하는 혈액 표지자(blood market)이다. 혈액 표지자의 윗부분은 일반적으로 백신이 효과가 있는 부분을 나타내며, 아랫부분은 백신 효과가 사라지기 시작하는 부분을 나타낸다. 보호 상관관계를 측정하는 실험은 훨씬 더 간단하면서 피실험자는 2,000여 명으로 규모가 훨씬 더 작고, 진행 속도도 훨씬 더 빠르다. 인간은 이미 보호 상관관계에 의존해 다른 여러 종류의 백신 승인과 업데이트를 진행했다. 영국에서는 2016년까지만 하더라도 임신 계획을 둔 여성은 일상적으로 풍진 항체 검사를 받아 바이러스 면역력을 갖추도록 확인했다. 보호 상관관계를 제대로 갖추지 못한 이들에게는 MMR 백신 접종을 권고했다.
[사진=Unsplash]
보호 상관관계를 이용해 신규 백신을 승인한다면, 다음과 같은 과정으로 승인 작업이 이루어질 것이다. 첫 번째는 보호와 관련된 한계를 찾아야 한다. 웨일스 지역 거주자 전체가 약 80%의 효과를 지닌 백신을 접종했다고 가정해보자. 그리고, 웨일스 지역 거주자 200명을 선정해 백신 접종 후 항체 수준을 조사해보자. 그중, 80%가 특정 수준의 항체를 갖추었으며, 나머지 20%는 항체가 부족하다고 말해보자. 그렇다면 80%가 한계점이라고 확신할 수 있을 것이다.
이제 한계점에 도달했다면, 이제 다른 백신 후보군을 실험하는 데 사용할 수 있다. 그 일반적인 방식은 80%의 면역 형성 효과가 있다고 확신하는 것과 같이 효과가 있다는 사실을 알고 있는 백신을 이용하고는 새로운 백신과 비교하는 것이다. 1,000여 명을 피실험자로 모집하고 이미 공식 승인된 백신을 접종한 뒤, 또 1,000여 명을 새로 모집하고는 새로 개발한 백신을 투여한다. 그러고 나서 두 집단의 항체 수준을 테스트하고는 신규 백신을 접종한 집단의 항체 수준이 기존 한계에 도달했는가 확인한다. 그렇다면, 신규 백신이 80%의 효과에 도달했다고 말할 수 있다. 이러한 접근 방식은 항체와 보호 상관관계 수준만으로 권한을 부여했던 일본뇌염 백신 승인 과정에 적용한 방식이다.
FDA는 신규 백신 공식 승인을 위해 보호 상관관계를 공식 승인할 것임을 암시했다. 영국에서는 의약품 및 건강 제품 규제당국(MHRA)도 신규 백신 승인 과정에 보호 상관관계를 적용할 것임을 시사했다. 일례로 MHRA는 발네바(Valneva) 백신이 피실험자 4,000명을 모집한 실험에서 아스트라제네카 백신보다 높은 항체 수준을 형성하면 공식 승인할 것이라고 밝혔다.
그러나 백신 승인을 위해 초점을 맞출 한계점을 정확히 알아야 한다. 지금의 백신 개발 경쟁 상황에서 바이러스의 세포 감염을 차단하는 방식으로 모든 징조가 항체 무력화를 나타낸다. 2021년 6월, 아스트라제네카 백신 개발 연구를 담당한 옥스퍼드대학교 연구팀이 게재한 논문 발표 예고글은 항체 무력화와 높은 보호 수준 간의 관계를 가리킨다. 호주 연구팀이 게재한 연구 논문도 항체 무력화가 보호 능력 형성에 중요한 역할을 한다는 사실을 입증했다.
그러나 항체 무력화는 별도의 영향력이 없는 상태에서 작동하지 않는다. 백신은 수많은 면역반응으로 보호 능력을 제공한다. 이 과정에는 T세포와 B세포는 물론이고 항체도 포함된다. 코로나바이러스의 스파이크 단백질을 발견하고는 이해하는 항체 결합은 백신 개발 연구소 전반에 걸친 가장 간단한 측정이자 표준화 방식이다. 또, 항체 결합은 항체 무력화와 상관관계가 있다. 항체 무력화가 측정과 표준화가 더 어렵다는 사실을 고려하면, 항체 결합은 보호 능력을 대신하는 역할을 한다.
유니버시티칼리지런던의 백신학 및 전염병학 교수인 데이비드 골드블랫(David Goldblatt)은 이미 바이러스 감염 상황에서 인체를 보호하는 데 필요한 항체 한계점을 발견할 수 있다고 생각한다. 골드블랫 교수 연구팀은 아스트라제네카와 화이자, 모더나, 존슨앤존슨, 노바백스 등 다른 종류의 백신을 접종한 피실험자의 혈액 표본을 수집했다. 그 결과, 화이자와 모더나 등 바이러스 보호 수준이 가장 높은 백신을 접종한 이들의 혈액 샘플에서 가장 높은 항체 수준도 발견할 수 있다는 사실을 확인했다. 아스트라제네카와 존슨앤존슨 등 보호 수준이 가장 낮은 백신이 생성하는 항체 수준도 상대적으로 낮다는 사실도 함께 알 수 있었다. 이에, 골드블랫 교수 연구팀은 항체 결합을 살펴보았으나 항체 무력화는 똑같이 작용한다는 사실을 확인했다. 골드블랫 교수는 조만간 연구 결과를 발표할 예정이다.
그러나 이 외에도 상반되는 사실이 있다. 다른 일부 전문가는 바이러스 감염 세포를 찾고는 파괴하는 T세포가 어떠한 과정에서도 배제되어서는 안 된다고 말한다. T세포 반응은 자연적으로 바이러스에 감염된 이들에게 더 나은 결과를 가져오는 것과 상관관계가 있다. 다만, T세포에 의존할 때, 연구실 전반에 걸쳐 측정하고 표준화하는 것이 극도로 어렵다는 문제가 있다. 심지어 항체 무력화보다 더 까다롭다.
이 모든 사실이 코로나19 면역 형성 여부를 말할 수 있는 시험 결과를 얻을 수 있다는 사실을 의미할까? 남아프리카공화국 비트바르텐스란트대학교 소속 바이러스학자인 페니 무어(Penny Moore) 교수는 바이러스 면역 형성을 논하는 것이 바람직하지 않다고 본다. 무어 교수는 “개인 단위로 수치를 제시하고는 어느 정도 수준으로 면역력을 형성했으며, 일정 수준 이하로는 바이러스 보호가 불가능하다고 말하는 것이 매우 위험하다고 본다”라고 주장했다. 면역 체계는 매우 복잡한 요소이면서 T세포와 B세포 등 여러 요소를 다루는 것도 바이러스 감염으로부터 보호하는 데 중요한 역할을 한다. 게다가 보호 상관관계는 대규모 집단에서 수집한 데이터를 기반으로 정의한다. 즉, 바이러스 노출 확률과 면역 체계의 강력함 등 여러 변수가 감염 위험성에 영향을 미칠 수 있어, 개인 대 개인을 기반으로 하기보다는 인구 집단 수준을 기반으로 적용한다는 의미이다. 무어 교수는 “보호 상관관계가 가장 중요한 요소이자 최종 보호 요소도 아니며, 개인을 보호할 가장 중요한 요소도 아니다. 그저 백신이 얼마나 타당한 효과가 있는지 의미하는 것이다”라고 설명했다.
백신 승인 과정에서의 보호 상관관계 활용 방식을 연구한 프레드 허친슨 암 센터(Fred Hutchinson Cancer Research Center)의 생물 통계학자 피터 길버트(Peter Gilbert) 박사가 지목한 주목할 만한 중요한 요소는 규제 기관이 같은 수준을 기반으로 백신을 판단하는 데 사용한 보호 상관관계를 기준으로 백신을 승인할 확률이 높다는 사실이다. 길버트 박사가 이야기한 요소에서부터 mRNA 백신의 면역 상관관계는 mRNA 기법도 활용해 백신 후보군을 더 면밀히 추적할 것이다. 길버트 교수가 주장한 바와 같이 mRNA 백신 데이터를 기반으로 승인하는 데 사용한 바이러스 벡터 등 신규 백신 후보군을 사용할 확률은 매우 낮다.
찾기 어려운 가치를 간신히 발견할 때, 기존 백신 개선과 신규 백신 승인 속도를 높일 핵심이 될 수 있다. 무어 교수는 “많은 전문가가 남은 인류의 생명을 이해하고자 노력한다. 미래 세대를 위해서도 노력한다. 최소한 신규 백신이 신종 바이러스 면역력 형성에 얼마나 효과가 있는지 확인할 지표를 제시하는 데 간단한 연구실 절차를 활용할 수 있기를 바란다”라고 말했다. 그러나 우선, 다른 여러 연구소에서 진행한 다양한 연구를 비슷한 범위로 어느 정도 모을 수 있기를 바란다. 이후, 어느 정도 비슷한 수준으로 연구 결과를 모은다면, 많은 이들이 찾고자 한 지표가 신규 백신 공식 허가 속도를 높이고는 백신 접종 격차를 좁힐 것이다. 이제 백신 접종 격차를 좁힐 방법을 찾기만 하면 된다.
** 위 기사는 와이어드UK(WIRED.co.uk)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)
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