2019년 12월에 중국 우한에서 코로나19 바이러스로 인해 갑작스런 중증호흡기질환이 발병한 이후로 우리는 거의 3년째 코로나19 바이러스와 함께 살아가고 있습니다.

바이러스입자 1000개가 모여도 머리카락 한올 너비 밖에 안되는데 그렇게 우리가 볼수도 없는 너무나도 작디작은 바이러스가 우리에게 너무나 큰 고통과 혼란을 주고 있습니다. 하지만 그럼에도 불구하고 10년 걸쳐 만들어져야할 백신이 1년만에 개발되어 수많은 생명을 사망으로부터 중증호흡기질환을 예방한 것만은 진정 불행 중 다행이라고 해야 할 것이다.
그럼 코로나19 바이러스와 백신이야기로 본격적으로 들어가 볼까요? 우리 몸에 들어와 우리 몸의 방어시스템을 유발하는 물질을 우리는 항원이라는 표현을 씁니다. 이 방어시스템을 우리는 면역이라고 하고 항원을 방어하기 위해 만들어내는 물질을 항체라고 합니다. 

쉽게 말해 내 몸이라는 집에 항원이라는 침입자가 들어오면 침입자를 물리치기위해 내가 이용하는 무기가 바로 항체인 것입니다. 
침입자를 방어하는 다양한 반응을 면역반응이라고 하는 것이죠. 바이러스도 우리 몸에 침입하여 각종 면역반응을 일으키는 항원에 속하죠. 그리고 항원을 무찌를 무기에 해당하는 항체가 잘 만들어져야 바이러스는 세포안으로 들어가 보지도 못하고 면역반응을 통해 죽게 됩니다.

 그런데 만약 바이러스라는 침입자가 우리 몸에 침입하여 우리 세포 표면의 문을 열고 안으로 들어갈 때 열쇠역할을 하는 단백질이 바이러스 표면에 있어요. 그것을 스파이크 단백질이라고 합니다. 코로나바이러스는 이 열쇠 역할을 하는 스파이크 단백질 모양이 왕관을 닮아서 코로나바이스라고 불립니다. 왜냐면 왕관을 라틴어로 하면 코로나거든요. 코로나바이러스 이름은 이렇게 해서 붙여졌습니다. 

이러한 바이러스 표면의 스파이크 단백질이 왕관모양을 한 코로나바이러스 중 사람에게 전파 가능한 코로나바이러스는 기존에 6종류가 있었습니다. 이 중에서 4가지 종류는 감기와 같은 질병을 일으키는 코로나바이러스이고 나머지 2가지 종류는 각각 메르스와 사스 같은 중증폐렴을 유발하는 코로나 바이러스였습니다.

그런데 이번 2019년에 중국 우한에서 기존 6가지 종류와 다른 코로나바이러스가 발병했고 이것을 신종코로나바이러스 또는 19년도에 발병해서 코로나19 바이러스라고 부르게 되었습니다. 즉, 코로나19 바이러스는 기존 6가지 코로나바이러스와 성질이 다른 종이라고 볼 수 있는 것입니다. 이 새로운 코로나19 바이러스에 대한 정보가 없으니 전 세계가 3년간 몰두하여 새로운 백신을 만들어 예방하고 치료제를 개발해 왔습니다.

여기까지 코로나19 바이러스에 대해 알아봤다면 그 질환을 예방하는 백신에 대해서 좀 알아볼까요? 백신에 대해 좀 친근해지려면 1796년도 즈음 영국의 의사였던 에드워드 제너의 천연두 예방법에 대해 알아보면 좋습니다. 당시 전파력이 강한 천연두에 감염되면 환자는 열이 몹시 나면서 피부에 물집과 고름이 생기고 붉게 돋아나는 발진이 생기면서 심하면 사망하는 무서운 질환이었습니다. 그런데 당시 소들은 사람의 천연두와 비슷하게 우두라는 질환을 앓고 있었는데 소의 피부도 물집과 고름이 잡히는 증상이 나타났습니다. 

그런데 에드워드 제너는 우두에 걸린 암소 젖을 짜는 여성은 사람의 천연두에 걸리지 않는 것을 이상하게 생각했습니다. 그래서 그는 우두에 걸린 암소 젖의 고름을 속에 사람의 천연두를 예방하는 물질이 있다고 생각했습니다. 그래서 제너가 8세 소년에게 우두에 걸린 소의 고름을 주입한 뒤 6주 뒤에 천연두 고름을 주입하니 8세 소년이 천연두가 걸리지 않았습니다. 이렇게 우두에 걸린 암소 고름을 수많은 사람에게 주입함으로써 수많은 사람들이 천연두가 걸리는 것으로부터 예방하여 구할 수 있었습니다. 이게 예방접종의 최초 기원입니다. 
즉, 사람의 천연두보다 약한 소의 우두 고름액을 주입하여 천연두를 예방했던 것입니다.

이를 1880년경 즈음 후대에 루이 파스퇴르라는 프랑스 미생물학자가 닭콜레라를 치료하는 방법을 찾다가 자기 제자의 실수를 통해 약화된 닭콜레라균을 닭에 주입하면 닭이 닭콜레라에 걸리지 않는 것을 알게 됩니다. 
그리고 파스퇴르는 자신의 접종법이 그 전 에드워드 제너가 우두에 걸린 암소 고름를 통해 예방 접종 했던 방법과 비슷하다는 것을 깨닫게 됩니다. 그래서 파스퇴르는 암소가 라틴어로 바카(Vacca)이므로 거기에서 착안하여 예방접종을 백신(Vaccin)접종이라고 이름짓게 됩니다.

이런 백신접종 역사에서 볼 수 있듯이 백신접종이라는 것은 특정 병원체를 인체에 해를 끼치지 않을 상태로 만들어 인체에 주입하는 것을 말합니다. 그럼 무해한 특정 병원체를 접종하면 우리 몸은 어떤 면역 과정을 거칠까요? 단순화 하여 쉽게 말하면 우리 몸의 다양한 면역 관련 세포들이 서로 신호를 주고 받아 특정한 병원체를 무력화시키는 특정 항체를 만들어 내도록 합니다. 좀 더 구체적으로 한가지 과정으로 예를 들어 설명하면, 우리가 백신을 접종 받으면 그로 인해 우리 몸에 들어오거나 생성된 특정한 병원체을 나뭇가지 모양의 수지상 세포가 삼킨 뒤 바이러스 일부를 백혈구 중 한가지인 T세포에게 보여줍니다. 

그러면 T세포는 그에 관한 정보를 또 다른 백혈구인 B세포에게 알려 B세포가 병원체에 무력화 시키는 다량의 특정 항체를 만들어 내는 것이다. 무해한 병원체를 주입하여 특정항체를 만들어 내는 과정을 훈련하여 경험하게 하고 B세포는 이 과정을 기억하게 되어 나중에 가짜 병원체가 아닌 진짜 병원체가 들어오면 더욱 빠르게 그리고 많이 항체를 만들게 됩니다.이렇게 우리의 면역세포를 경험시키고 기억시키는 과정이 바로 백신 접종인 것입니다.

자 그럼 이제 코로나19 바이러스 백신 접종으로 구체적으로 복습해 봅시다.
코로나19 바이러스 백신을 접종하면 우리 몸은 무해한 코로나19 가짜바이러스를 통해 면역세포들이 항체를 만들내는 과정을 경험하고 그 과정을 기억하도록 합니다.

그러다가 진짜 코로나19 바이러스가 들어오면 빠르게 그리고 많이 항체를 만들어내고 코로나19 바이러스 표면의 왕관 모양인 스파이크 단백질에 항체가 결합하죠. 그럼 우리 몸의 세포 안으로 들어가는 열쇠 역할을 하는 스파이크 단백질이 항체에 결합된 상태가 되어 세포 문을 열고 들어갈 수 없게 되면서 코로나19 바이러스는 무력화 되고 세포안으로 들어가지 못한 코로나19 바이러스는 다른 면역세포들에 의해 사멸하게 됩니다.

비유하면 미리 가짜 전투연습을 해두고 진짜 전쟁시 적들을 신속히 박멸시킬 수 있도록 하도록 하는게 백신입니다. 다만 백신은 치료가 아닌 예방이라는 사실을 기억할 필요가 있습니다.

김원국 
약사/향우