역사 속의 백신 이야기

역사 속의 백신 이야기

 

2020년 1월 13일, 중국의 공식적 언급 이후  전 세계는 코로나-19 바이러스로 인해 4월 9일 기준 2,914,285명이 사망했습니다. 이는 20세기 초 스페인 독감 이후 최대 사망자를 기록한 범유행 전염병으로 기록될 것입니다. 계속되는 사망자 때문에 전 세계는 공포에 휩싸이게 되었지만, 그래도 희망은 있습니다. 왜냐하면 러시아를 필두로 미국과 독일, 그리고 영국 등지에서 백신을 개발하여 상용화하였기 때문입니다. 그리고 지금 전 세계는 백신 확보를 위해 총성 없는 전쟁 중입니다.

백신 vaccine

 

코로나-19 백신

 

디프테리아, 풍진, 수두, 폐렴구군, 장티푸스, 결핵, A형 간염, B형 간염, 파상풍, 소아마비, 홍역, 일본뇌염 등 우리가 맞는 예방접종은 무수히 많습니다. 인류에게 이 백신들이 없었다면 지구 상 인구는 지금처럼 이렇게 폭발적인 증가를 이루지 못하였을 것입니다. 과거 역사에서 그랬던 것처럼 말입니다.  그중 최초의 백신은 두창 바이러스 variola가 원인인 천연두 smallpox로  천연두는 백신 덕에 지구 상 최초로 근절된 질병입니다.

 

인류 최대의 위협 - 천연두

‚두창 또는 마마‘라고도 불렸던 천연두는 인류 역사상 인간에게 가장 큰 적으로 여겨져 왔던 질병이었고 한 세기 전인 20세기까지 사망률 2위의 질병이었습니다. 18세기 이전까지 유럽에서만 매년 4십만 명 이상 천연두로 사망했을 뿐 아니라 시력을 잃은 사람 중 30% 이상이 천연두에 의한 합병증 때문에 시각장애로 평생 살아야 했습니다.

천연두는 최초 이집트에서 기원전 1천 년 정도에 상인들을 통해 유럽과 인도로, 그리고 인도에서 기원전 1세기경 중국을 통해 기원 후 6세기경에는 한국과 일본까지 확산되었을 것으로 전문가들은 추측한다. 일본의 경우 735-737년 천연두가 유행했는데, 당시 인구의 30% 이상이 사망했다고 추측하고 있습니다.

아메리카의 스페인 제국주의 식민지 개척자들

15세기 말 아메리카 대륙의 인구감소의 가장 큰 원인도 바로 이 천연두 때문이라고 역사학자들은 보고 있습니다. UCL런던 대학의 과학자들은 15세기 말 아메리카 지역 인구는 당시 전 세계 인구의 10%인 6천만 명 정도 되었는데, 식민지와 이후 인구는 500-600만 명으로 줄었다고 추정하는데, 그 가장 큰 이유는 바로 유럽에서 건너온 제국주의 식민지 개척자들이 가지고 온 천연두와 같은 질병 때문이라고 주장하였습니다. 심지어 1763년 펜실베이니아에 있던 영국군은 인디언에게 천연두 균이 묻은 담요를 주어 대량 학살하였다고 합니다. 현대로 말하면 생화학전을 했던 것입니다. 미국 독립전쟁 당시에도 천연두가 무기로 사용되었다는 기록들이 있다고 합니다.

이렇게 맹위를 떨쳤던 천연두는 지구 상에서 박멸되어 WHA 세계 보건총회는 1980년 5월 천연두 종식을 공식으로 선언하였습니다.

천연두가 발견된 람세스 5세의 미라

문헌에 남아있는 역사만을 기준으로 계산하다면 이집트 파라오 람세스 5세 시대부터 20세기까지 대략 3천 년 동안 인류를 괴롭혀 왔던 질병이 사라진 것입니다. (물론 비공식적으로는 만년 이상이라고 보고 있습니다.) 이제 이렇게 역사 속으로 사라진 질병이 되었습니다.

이것이 가능했던 이유는 바로 백신 때문이었습니다.

천연두 백신의 개발 - 에드워드 제너

 

에드워드 제너 Edward Jenner

천연두 백신을 처음 만든 사람은 영국의 의사 에드워드 제너 Edward Jenner입니다.  1774년 무렵부터 제너는 동료 의사인 존 퓨스터 John Fewster등과 천연두에 대한 토론을 했는데, 이때 제너는 퓨스터의 관찰한 이야기를 듣습니다. 바로 한 환자가 소의 천연두인 우두를 경험한 뒤 천연두에 걸리지 않는다는 것이었습니다. 이를 바탕으로 제너는 하나의 가설을 세우게 되는데 됩니다: 우두 접종이 우두에 대한 면역력을 만들게 되고, 더 나아가 천연두에 대한 면역을 만들 수 있을 것이다. 그 후 제너는 비슷한 사례들을 수집한 후 1796년 5월 14일 8살 난 제임스 핍스에게  우두에 걸린 사람의 물집에서 긁어낸 분비물을 가지고 인류 역사상 첫 번째 백신을 접종했습니다. 6주 후 그 어린아이에게 다시 천연두에 걸린 사람에게서 얻은 분비물을 접종한 결과 우두 접종이 천연두를 예방한다는 사실이 입증되었습니다.

 

8살난 핍스에게 백신을 접종하는 제너

그리고 이렇게 백신이 개발한 후 약 3백 년의 시간이 지난 1980년 5월, WHA 세계 보건총회는 천연두의 종식을 공식적으로 선언하였습니다.

이후 의학계에서는 제너가 발견한 천연두 백신처럼 독성이 약하거나 죽은 병원균을 체내에 미리 넣어서 몸 안에 항체를 형성하게 한 후 진짜 병원균이 침입했을 때 항체가 그 병에 대항할 수 있게 하는 방법이 체계적으로 연구되었고, 이를 바탕으로 프랑스 루이 파스퇴르 Louis Pasteur는 광견병과 닭 콜레라의 백신을 발명하였다. 파스퇴르는 우두법을 처음 발명한 에드워드 제너를 기리며 이러한 방법을  라틴어로 소를 뜻하는 vacca라는 단어를 따서  ‚백신 Vaccine‘이라고 명명하였습니다.

 

코비드-19 백신 - mRNA 

이렇게 시작된 인류의 백신 기술은 이번 코비드-19 COVID-19 팬데믹 상황에서 한층 더 성장하였다.

제너 이후 개발된 모든 백신은 항체를 형성하기 위해 신체 안에 면역 반응을 일으키는 병원체 전체 혹인 일부 조각을 주입해야만 했습니다. 제너가 우두를 앓았던 사람에서 얻은 분비물을 제임스 핍스에게 주입했던 것처럼 말입니다.

그렇지만 이번에 개발된 mRNA기반 백신은 항원을 체내에 주입한 것이 아니라 RNA 정보만 체내에 주입한 것입니다. 그렇기 때문에 이름이 mRNA, messenger RNA라고 부르고 있는 것입니다. 즉, 항원의 정보, 설계도만 체내에 주입하면 신체 안에서 그 정보를 바탕으로 스파이크 단백질이 생성되고, 이 스파이크 단백질을 바탕으로 항체가 형성되게 되는 것입니다.

현재 바이오 엔텍과 모더나가 개발한 백신이 바로 이 mRNA기반으로 개발한 ‚설계도를 이용한 백신‘인 것입니다.

이 백신의 큰 장점은 신속도와 안정성이라고 전문가들은 말하고 있습니다.

보통 백신 1개를 만들기 위해서는 평균 10년이라는 시간이 걸리는데, 이번에는 사스 코로나바이러스-2의 유전자 정보 공개된 후 25일 만에 1상 임상시험에 필요한 백신을 만들었다고 합니다. 또한 일반적인 백신의 유효율이 70% 정도라는 것을 감안한다면 90% 이상인 이번 mRNA 백신은 획기적인 것이라고 평가하고 있습니다.

추가적으로 항원을 외부에서 주입하는 것이 아니라 우리 몸에 있는 물질로 형성되기 때문에 그 자체로 독성이 없고 불순물이 들어갈 우려가 없기 때문에 높은 안정성을 확보했다고 평가받고 있습니다. 다만 열안정성이 약하다는 것이 단점으로 꼽히고 있습니다. 화이자 백신의 경우 초저온 상태인 -70℃ 상태에서 유통해야 하기 때문에 제약이 많이 따르고 있습니다.

 

 

감사합니다.

 

 

 

 

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참고자료: 

www.lgsl.kr/story/detail/sto/sto/63/HHSC2009090004

www.ivi.int/korean-nifds-scientists-visit-ivi/

www.pharmnews.com/news/articleView.html?idxno=5536

www.mk.co.kr/news/economy/view/2020/04/336253/

K. Bourzac, D. Bernoulli: Smallpox: Historical Review of a Potential Bioterrorist Tool. In: Journal of Young Investigators. Band 6, Ausgabe 3, 2002.

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