코로나 교차접종: 코로나19 백신 자체부터 알아보자

[코로나 교차접종: 코로나19 백신 자체부터 알아보자]

 

백신을 보다 많은 사람에게 접종하는 이유는, 그 사람 자체를 보호하는 것이 하나이고, 두번째는 코로나 바이러스가 살 수 있는 서식지를 제거하는 의미도 있다. 약하거나 백신접종을 할 수 없는 사람을 보호하게 되는 것인 [집단면역]이 이루어지게 한다. 생체(인간포함 동물)를 떠나면 오래 생존 할 수 없으니 말이다. ( 사진은 pixabay)

 

코로나 백신을 권고된 대로 2회 접종을 마친 사람은 관심이 없겠지만, 아스트라제네카 백신을 1차에 접종하고 화아자 백신을 2차로 접종하게 되는 상황이 발생했다. 이 두 가지 백신을 중심으로 교차 백신의 개념을 알아보자. 

 

아스트라제네카 백신은 2회의 접종이 권고되어 있다. 그 말인즉 1회보다는 2회에 걸쳐서 접종하는 것이 면역 형성에 훨씬 유리하다는 뜻이다. 아스트라제네카 백신과 함께 많이 사용하고 있는 화이자 백신도 2회 접종을 권고하고 있다. 

 

백신의 목적은 우리의 몸이 세균이나 바이러스 등의 감염원에 미리 노출될 기회를 주어 면역을 기르고 그 감염원에 대비하는 체계를 갖추게 하는 데 있다. 

 

우리의 몸을 세균이나 바이러스에 어떻게 노출시킬 것인가가 매우 중요한 문제이다. 고전적인 방법은 세균이나 바이러스를 분리하고 실험실이나 동물체에서 대량으로 배양(키워서)한 다음 1) 독성을 약화시키거나 2) 죽인 사체로 만든 다음 인간의 몸에 주사를 놓는다. 

 

 

2021년에 코로나 19 백신에 적용시킨 방법은 고전적인 방법이 아니다. 이제껏 인류가 생각만 하고 실행에 옮기지는 못했던 현대적 방법으로 생산한 백신, 즉 핵산 백신을 사용하는 방법이다. 핵산 백신은 다시 DNA백신과 RNA백신으로 나뉘게 되는데, 아스트라제네카 백신은 DNA 백신이고, 화이자 백신은 RNA백신이다. 

 

 

핵산 백신은 우리 몸의 면역계가 반응할 특정 단백질을 결정하는 게 1차적이다. 특정 단백질(항원)을 결정하면 단백질 구조를 분석하여 역으로 DNA/RNA를 유추할 수 있다. 단백질이 일반적으로 만들어지는 방법은 DNA->RNA->단백질 순이다. 고전적인 방법은 마지막인 단백질(약화되거나 사체)을 사용하는 것이고, 화이자는 중간단계인 RNA를, 아스트라제네카는 최초의 DNA를 사용한다는 차이점이 있을 뿐이다. 

 

 

최종적으로 우리 몸의 면역 체계는 단백질에 대하여 활동을 시작한다. 그러니까 화이자 백신은 RNA에서 단백질로, 아스트라제네카 백신은 DNA에서 RNA로 다시 단백질이 되어야 우리 몸이 면역 시스템을 활성화 하기 시작한다는 것이다. 

 

 

각 단계의 단백질 백신과 핵산 백신은 각각의 장점과 단점이 있으나, 내용이 너무 길어져서 다른 자료를 참고하기를 바란다. (장점과 단점으로 말해지고 있는 것들이 아직 검증되지 않은 이론적인 것들이라 더 언급을 하지 않겠다. 연구가 더 필요한 지점이라 생각하고 있다)

 

 

그래서 핵산 백신을 만들 때 어떤 단백질을 특정하는가가 매우 중요한데, 화이자와 아스트라제네카는 코로나 바이러스의 표면 단백질인 스파이크 단백질을 기준으로 제작이 되었다. 기준이 되는 스파이크 단백질 전체를 DNA나 RNA로 제작을 하였다면 두 백신은 결론적으로 동일하다고 할 수 있다. 만들어 내는 단백질이 동일하기에 그렇다. 그러나 스파이크 단백질 전체가 너무 크면 잘라서 사용해야 하고, 그렇지 않더라도 전체는 독성의 기준에서 불리하므로 또 잘라서 쓴다. 이를테면 코끼리 전체를 사용하지 않고 어떤 경우엔 양다리, 어떤 경우엔 양 팔만 사용하여 백신을 만든다는 뜻이다. 다리로 잡든 팔로 잡든 코끼리의 난동만 진압하면 되기에.

 

 

백신의 목적은 항체를 생산하는데 있고 항체는 외부 항원의 출현으로 시작된다. 이 외부항원(외부에서 백신 형태로 주어진 핵산으로부터 단백질이 만들어지기에 이를 외부 항원이라고 한다=단백질)이 들어오면, 우리 몸의 면역계는 그 항원을 적으로 인식한다. 매우 똑똑하다. 신비롭기 그지없다. 

 

 

면역세포는 그 발생(정자와 난자로부터 생명체가 되는 순간)과 분화(하나의 세포가 궁극적으로 몸을 구성하는 각기 다른 기관으로 바뀌고 성장하는 것) 과정에서 자가항원에 대한 교육을 받고 기억하게 한다. 다시 말하면 우리 몸을 구성하는 성분의 16%가 단백질인데, 핵산 백신도 단백질을 만들어 내지 않는가. 같은 단백질이라는 말이다. 백신이 만든 단백질은 항체를 형성하는데 우리 몸의 16%를 담당하고 있는 단백질은 항체를 형성하지 않는다. 그 이유는 분화와 발생과정에서 생산되는 모든 단백질에 대하여 자가항원(나의 몸)이라고 교육을 받고 기억을 하게 되기 때문이다.  우리 몸을 구성하는 단백질에는 항체를 만들지 않는 이유이다. 만드는 경우도 있는데, 이 경우는 자가면역반응이라는 질병이 되고 치료를 해야 한다. 

 

 

외부 항원이 출현하면 (백신 접종), 우리 몸의 면역계는 단백질을 복잡다단하게 연구하여 T세포와 B세포로 하여금 외부 항원으로 인식하게 하고 항체를 형성하는 체제를 만든다. 1회에 벌써 항체가 만들어지기도 하지만 2차 혹은 3차 접종까지 해야 하는 경우도 있다. 코로나19의 경우에는 2차까지이다. 1회만으로 되지 않는 이유는 많겠지만 가장 쉽게는 1) 백신이 운반 보관상에 관리자가 인식하지 못하는 가운데 약화되어 있을 경우 2) 독성을 약화하여 만든 단백질이라 항원 역할이 약할 수 있고 3) 접종받은 사람의 몸의 컨디션 등에 영향을 받아 적절하게 항체가 형성되지 않을 수 있어서 다회 접종을 하게 된다. 

 

 

이제 생각해보자. 2회 접종해야 하는 이유는 알겠고, 교차 접종은 그러면 어떻게 이해를 해야 하는 것인가. 

 

 

물론 아래에 진행될 설명은 본인의 이해다. 아스트라제네카와 화이자가 스파이크 유전자를 실험실적으로 어떻게 사용하였는지가 밝혀지지가 않았다. 그것은 회사의 기밀이라서 그런 게 아닐까 짐작만 하고 있다. 벡터를 디자인하는 일은 회사의 명운이 걸린 일이라. 일반인들의 이해만 살짝 돕겠다. 

 

 

아스트라제네카는 10가지 항원(위에서 발한 외부 항원)을 생산할 수 있는 DNA를 사용한다고 치자. 그러면 이론적으로 10가지 항원의 생산체계가 만들어진다. 화이자 백신도 10가지 항원을 생산할 수 있는 RNA를 사용한다고 치자. 이론적으로 10가지의 항체가 만들어진다. 

 

 

1) 10가지가 모두 중첩된다면 교차접종이지만 10가지 항체가 생성되고, 내용상으로는 동일 외부 항원에 의한 항체 생산과정이 된다. 2) 5가지가 중첩된다면 총 15가지 항체가 생산되고 3) 중첩되지 않는다면 20가지의 항체가 생성된다. 이론적으로. (10가지 단백질 항원을 생산하는 것은 어디까지나 이해를 돕기 위한 가정이다)

 

 

간단하고 쉽게 이해를 하자면, 교차접종의 장점은 항체의 종류를 많이 확보하게 된다는 것. 단점은 위에서 말한 다회 접종의 경우에 확률적으로 모두 해당되는 사람은 항체 형성이 불리하다는 것.  그러나 교차접종을 허용하는 이유는 그 확률이 너무너무 현저히 낫기 때문이다. 다시 말하면 교차접종의 이익이 더 크다는 것이다. 운이 좋으면 변이 바이러스에도 대항할 수 있다. 변이가 아주 현저하지 않다면.

 

 

교차접종이 아닌 경우에는 1) 아직 항체 형성이 약하거나 안된 사람에게 다시 접종의 기회를 주는 것 2) 이미 항체가 생성이 되었다면 본 게임 전에 스파링을 한 번 하는 경우가 된다. 연습게임을 치를 기회가 주어진 것이라고 보면 된다.

 

 

면역 체계는 이를테면 우리 국군이라고 생각하면 된다. 백신은 가상의 적이다. 백신 접종은 가상의 적에 대한 훈련이다. 그냥 막연한 훈련은 아니고 특정 적에 대한 전문가적 기술을 배우는 훈련이다. 그래서 백신 접종 과정은 실제의 적이 출현하였을 때, 가장 빠른 속도로, 가장 많이 조직되어서 적에게 대항할 수 있는 특수 정예군을 하는 준비과정으로 생각하면 되겠다. 

 

 

이 글을 읽는 분들이 백신 접종과 다회 접종, 그리고 교차 접종에 대한 기본은 이해를 하였기를 소망한다.

 

 

자가항원 인식이라니 그리고 그것을 기억을 하다니, 인체의 신비는 어디까지일까. 림프구인 Tcell과 B cell의 면역 학습과 항체 형성에 있어서의 경이롭고 신비한 협력 과정이 궁금하신 분은 공부를 좀 더 해야 한다. 인터넷과 유튜브에 전문가들의 주옥같은 강의가 많다. 지식의 공유라니 고마운 일이다. 

 

 

[플러스]

쇠고기가 뇌에 가져 올 치명적인 바이러스로 인하여 2008년에 국민들은 쇠고기 수입 반대를 위하여 그 질병에 대해 치열한 공부를 했다. 2017년 광화문에서는 탄핵의 법적 근거와 합법적 정권교체라는 것을 공부했다. 2021년에 우리는 다시 면역을 공부한다. 면역을 정치적으로 극복하고 있다. 민주시민의 깨어있는 의식의 실천으로서.

 

 

이 모든 것이 70년대 80년대 선배들이 피로 이룩한 민주주의 먹고 자라난 사람들이 있었기에 그러하다. 역사의 강물은 도도하다. 개개의 인간이 인식을 하건 못하건 안 하건 도도하게 흘러간다. 다만 역사도 늘 인간에게 친절하지 않다. 자연도 감사할 일이 너무 많지만 늘 친절하지는 않다. 

 

코로나 바이러스는 이렇게 생겼는데, 돌출된 이 것이 스파이크 단백질이다. 하나 떼어서 단백질 구조를 분석하고 핵산을 합성한 다음 백신으로 거듭나게 된다. 항체는 저 스파이크의 어딘가를 공격하게 된다. 항체는 Y자로 생겼는데 무료 이미지가 없다. Y자의 윗 부분 두 팔이 외부항원을 낚아챈다 (사진은 pixabay)