코로나19 백신 면역효과 얼마나 가나 How does Covid immunity work and what does it mean for vaccines?

코로나19 백신 맞으면 면역효과 얼마나 갈까

   영국을 시작으로 미국, 캐나다 등 일부 국가에서 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 백신 접종이 이뤄지고 있다. 백신 접종으로 코로나19 팬데믹을 극복할 수 있을 것이라는 기대감이 높아지고 있지만 과학자들은 백신과 면역력에 관해 규명돼야 할 연구들이 아직 남아 있다고 입을 모은다. 백신 접종으로 인한 면역효과가 얼마나 지속될지, 바이러스 변이에도 현재 접종중인 백신이 효과가 있을지 등이 아직 명확하지 않다는 것이다. 

미국 메릴랜드 의·약대 소속 과학자들이 코로나바이러스, 필로바이러스, 인플루엔자 바이러스를 잠재적으로 제어할 수 있는 신약 화합물을 발견했다. 사진 세계보건기구 갈무리

How does Covid immunity work and what does it mean for vaccines? Multiple studies have been looking into how the body responds to coronavirus infection What are the major components of the immune system involved in fighting Covid? The immune system has several parts, including a first-line response involving immune cells that alert the body to an attack and home in on infected cells. This response leads to the activation of what is known as the “adaptive” immune system, which is important for future immunity. “[The adaptive immune system] has this special feature of memory, which is what you exploit in vaccines,” said Prof Danny Altmann, an expert in immunology of infectious disease at Imperial College London. It involves two main types of white blood cells, known as lymphocytes. B cells produce antibody proteins that can stick to the virus to prevent it from entering cells. T cells kill virus-infected cells and make proteins called cytokines. These cytokines help to convert B cells into long-lived cells that produce even better antibodies, and “memory” B cells that can rapidly churn out specialised antibodies should the body be exposed to the virus again. View full text https://www.theguardian.com/science/2020/dec/18/how-does-covid-immunity-work-and-what-does-it-mean-for-vaccines

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영국 일간지 가디언은 지난 19일 코로나19로 인한 체내 면역반응은 어떻게 생성되며 면역반응의 특성이 백신 접종에 어떤 영향을 미치는지를 전문가들의 견해와 기존 연구결과들을 통해 분석했다. 면역반응으로 생긴 항체가 바이러스를 물리치는 데 반드시 도움이 되지 않는다는 사실과 다른 바이러스 감염시 생기는 면역반응과 코로나19 면역반응과의 관계, 백신의 면역효과 지속 기간이 아직 명확하지 않다는 지적이 많다. 

The Conversation

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코로나19 면역반응...규명되지 않은 궁금증들

인체의 면역시스템은 여러 부분으로 구성된다. 여기에는 인체에 외부 바이러스 침입을 경고하는 면역세포와 감염된 세포가 있음을 알려주는 면역세포가 포함된다. 면역세포는 면역력에서 매우 중요한 것으로 알려진 ‘적응 면역 시스템’을 활성화하는 역할을 한다.  

면역반응에는 림프구로 알려진 2가지 유형의 백혈구가 관여한다. 하나는 바이러스에 달라붙어 세포에 침입하는 것을 막는 항체 단백질 생산을 담당하는 B세포다. 또다른 면역세포인 T세포는 바이러스에 감염된 세포를 죽이고 ‘사이토카인’이라는 단백질을 만들어낸다. 사이토카인 단백질은 B세포의 수명을 늘리는 데 도움을 주는 것으로 알려져 있지만 과할 경우 정상 세포를 공격하는 ‘사이토카인 폭풍’을 유발하기도 한다. 

특정 바이러스 항원을 인식하고 한차례 항체를 생산한 B세포는 사이토카인 단백질을 통해 항체 생성 과정을 기억하는 ‘기억 B세포’로 전환돼 인체가 다시 바이러스에 노출될 경우 항체를 빠르게 생성할 수 있다. 대니 알트만 영국 임페리얼칼리지런던 감염병 및 면역학 교수는 “기억 B세포와, T세포, 항체 등으로 구성되는 이같은 적응 면역 시스템은 백신이 투여됐을 때 활용하는 기억과 관련된 특별한 기능을 갖고 있다”며 “일반적으로 T세포 면역과 B세포 면역, 그리고 생산물인 항체는 바이러스를 물리치는 데 도움이 된다”고 말했다. 

하지만 기존 연구에 따르면 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)에 감염된 많은 사람들은 T세포와 항체를 보유하고 있지만 일부는 둘 중 하나만 보유하고 있는 경우도 있다. 알트만 교수는 “이같은 현상이 무엇을 의미하는지 알아내기가 무척 어렵다”고 말한다. 

특히 모든 면역 반응이 바이러스를 물리치는 데 도움이 되는 것은 아니다. 최근 연구에서는 항체 수치가 일정하게 유지되지 않을 경우 수주 또는 수개월 동안 코로나19 증상이 지속되는 조건을 만드는 데 일정 부분 역할을 한다는 사실도 알려졌다. 

지난 7월 논문 사전공개사이트에 발표된 한 연구에 따르면 코로나19 항체 수치는 3개월 동안 감소하고 경우에 따라 없어지는 사례도 있었다. 이같은 현상은 성별로도 다를 수 있고 항체 수치와 지속 기간은 질병의 중증도와 관련이 있다는 분석이다.  

하지만 아직 동료들의 검증을 거치지 않은 또다른 연구에 따르면 코로나19 항체는 감염 뒤 6개월 동안 일부만 감소하는 것으로 나타났다. T세포 수치는 3~5개월 동안 절반 수준으로 감소했지만 6개월 뒤에는 감소된 상태에서 유지됐고 오히려 ‘기억 B세포’ 수치는 더 많아진 것으로 나타났다. 

전문가들은 코로나19가 신종 감염병이기 때문에 장기적인 추적 연구가 필요하다고 입을 모은다. 다만 항체가 수개월간 지속되거나 면역세포 수치가 떨어지지 않는 것만으로도 긍정적이라는 견해도 있다. 

Future Citizen Institute

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다른 바이러스에 감염되면 면역에 어떤 영향 미칠까

일부 연구는 감기 바이러스나 코로나19 외 다른 코로나바이러스가 적응 면역 시스템에서 기억 B세포 생성을 파괴할 수도 있다는 사실을 공개하기도 했다. 이는 면역세포들이 존재한다고 하더라도 기대했던 것보다 면역 효과가 낮을 수도 있다는 사실을 의미한다. 반면 다른 코로나바이러스에 의해 만들어진 T세포가 이른바 ‘교차 반응’으로 알려진 코로나19에 대한 면역 효과를 발휘할 수 있다는 가능성도 제기된다. 

T세포 자체만으로 충분한 면역 효과를 발휘할 수 있는지도 의문이다. 그러나 아직 동료 검증을 거치지 않은 최근 발표된 연구논문에서는 코로나19에 대한 T세포 수치가 높은 사람들은 감염 가능성이 적고 이들 중 절반 이상이 바이러스에 대한 항체를 보유한다는 사실이 공개됐다. 반면 45%는 바이러스에 대한 항체가 없는 것으로 나타났다. 

영국 임페리얼칼리지런던의 웬디 바클레이 교수는 “매년 정기적으로 사람들이 코로나19 바이러스에 감염될 수도 있다는 사실은 면역력이 장기간 오래 동안 지속되지 않다는 점을 시사하고 있다”고 말했다. 일각에서는 코로나19에 재감염될 경우 처음 감염됐을 때보다 증상이 덜 심각하거나 무증상일 가능성도 있다는 지적도 제기되고 있다. 

백신 맞으면 효과는 얼마나 갈까

현재 시점에서 긍정적인 소식은 화이자나 모더나, 아스트라제네카 백신이 모두 면역반응을 유발하고 예방 효과를 제공하는 것으로 밝혀졌다는 점이다. 또 계절성 인플루엔자는 매년 변이가 생기기 때문에 해마다 다른 종류의 백신이 필요하지만 코로나19 백신의 경우 계절성 인플루엔자 백신처럼 매년 새롭게 개발해야 할 필요성은 없어 보인다. 

알트만 교수는 최근 영국에서 보고된 신종(new strain) 코로나19 바이러스가 현재 진행중인 백신 접종에 문제를 유발하지 않을 것으로 봤다. 하지만 백신 접종으로 만들어진 면역력이 얼마나 오래 지속될지는 명확하지 않다. 장기적인 추적 연구가 필요하다는 지적이다. 

김민수 기자 reborn@donga.com 동아사이언스

http://dongascience.donga.com/news.php?idx=42565

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