전 세계로 확산하는 코로나바이러스, ‘나노포어진단키트’와 ‘핵산백신’에 주목하는 생명과학자들│물질에서 생명으로│코로나19/바이러스/Global pandemic/글로벌팬더믹/시퀀싱
연일 코로나19로 인한 확진자 수가 늘고 있다는 보도가 나오고 있습니다. 중국 우한에서 시작된 코로나19가 이젠 세계적 유행병 수준인 글로벌 팬더믹으로까지 확산하고 있는데요, 마크 립시치 하버드대 보건대학원 교수는 전세계 70%의 사람들이 이 바이러스에 걸릴 수도 있다는 전망을 내놓았습니다.
‘코로나바이러스’라는 단어가 사람들 귀에 익숙해진 지는 갓 1개월이 넘은 상태이지만, 코로나는 이미 우리에게 익숙한 사스, 메르스와 같은 ‘RNA바이러스’를 총칭하는 단어입니다. 즉, 2002년 11월 중국에서 사스가 창궐한 이후 지금까지 코로나바이러스는 줄곧 우리의 생명을 위협해온 것이죠.
RNA바이러스는 DNA바이러스에 비해 돌연변이가 발생할 확률이 높기 때문에 마땅한 백신이나 치료제를 개발하기 어렵다고 합니다. 다행히 이번 코로나19는 돌연변이가 발생하지 않는다는 연구결과가 나왔기 때문에 치료제 개발에 큰 어려움은 없을 것으로 보입니다. 다만 미 보건당국은 현재 개발 중인 치료제인 ‘렘데시비어(Remdesivir)’가 출시되려면 각종 임상실험과 행정절차를 거쳐야하기 때문에 출시까지 1년은 족히 걸릴 것으로 예상하고 있습니다.
마이크로소프트의 창업자 빌게이츠는 이런 상황을 지켜보며 핵무기보다 바이러스 테러로 인한 전염병 확산이 더 위협적일 것이라 우려했습니다. 빌게이츠는 전염병에 빠르게 대응할 수 있는 의료시스템의 필요성을 강조하고 있는데요, 이에 공감하는 전세계 생명공학자들은 신종코로나 바이러스에 더 빠르게 대응할 수 있는 진단키트와 백신을 개발하는 데에 주력하고 있습니다.
이번 영상에서는 그 과정에서 생명공학자들이 탄생시킨 ‘나노포어진단키트’와 ‘핵산백신’ 기술에 주목해보려고 합니다. 치료제가 아닌 진단키트와 백신에 주목하는 이유는 ‘집단면역’상태를 유지하는 것이 ‘집단감염’을 해결하는 것보다 더 효과적이기 때문입니다.
(1) 나노포어 진단키트
현재 우리나라는 코로나19를 진단하기 위해 실시간 PCR검사법(RT-PCR)을 이용하고 있습니다. 이 검사는 인체 분비물에서 RNA 유전자를 채취한 후 수백만배로 증폭시키기 때문에 바이러스를 정확하게 발견할 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 분석시간이 3시간에서 최대 6시간이 소요되고 가끔 오류가 발생할 수도 있다는 취약성이 여전히 존재합니다.
나노포어 진단키트 ‘MinION’은 무거운 PCR기계와는 달리 작고 이동이 용이할뿐더러 검사시간도 15분에서 60분 정도로 짧습니다. MinIon은 소량의 RNA유전자를 이용하여 바이러스를 진단하는데요, RNA의 염기서열을 구성하고 있는 아데닌(A), 우라실(U), 구아닌(G), 사이토신(C)이 발생시키는 전류가 서로 다르기 때문에 바이러스에 해당하는 염기서열을 쉽게 찾을 수 있죠. 2016년엔 새로운 나노포어 진단키트 ‘ONT’가 개발되어 정확도를 70%에서 85%이상으로 높였습니다.
PCR검사법이 진단키트보다 정확도가 높긴 하지만, 둘 다 완벽한 기술이 아니라는 점에서 개인적으론 검사시간이 적게 소요되는 MinIon과 ONT가 더 좋은 대안이라고 생각하고 있습니다. 여러 차례 검사할 수 있기 때문이죠. 키트 가격도 1만원대 수준으로 비싸지 않기 때문에 일반인들이 손쉽게 접근할 수 있습니다. 다만 개인이 스스로 진단했을 경우 정부는 마냥 개인을 신뢰할 수 없기 때문에 결과를 투명하게 관리할 수 있는 집계 시스템이 필요할 것으로 봅니다.
(2) 핵산백신
백신은 바이러스 예방주사를 맞을 때 쓰는 물질을 말합니다. 백신 안에는 단백질, 죽은 코로나 바이러스, 면역작용을 높일 수 있는 물질들이 섞여 있습니다. 죽은 코로나 바이러스를 백신에 섞는 이유는 무엇일까요? 이는 마치 수능을 보기 전 모의고사를 여러 번 치르는 과정과 같습니다. 건강한 사람이라도 한 번도 접하지 못한 바이러스가 몸 속에 침입하면 빠르게 대처할 수 없지만 미리 백신을 접종한다면 질병에 더 쉽게 대처할 수 있죠.
다만 백신을 만드는 시간이 오래 걸리다보니 집단 전염병에 빠르게 대응할 수 없다는 단점이 있습니다. 이를 해결하기 위해 생명공학자들은 핵산백신을 연구하기 시작했습니다. 핵산은 뉴클리익 액시드(nucleic acid)의 준말으로 유전자인 DNA와 RNA의 NA를 의미하는 말입니다. 여기서 데옥시리보스(deoxyribose)가 붙으면 DNA가 되고 리보스(ribose)가 붙으면 RNA가 됩니다. 코로나바이러스는 앞서 말했듯 RNA바이러스기 때문에 RNA백신에 대해서만 알아보겠습니다.
RNA백신을 몸 속에 투여하면 바이러스에 대항할 수 있는 염기서열을 스스로 만들어 낼 수 있습니다. 외부에서 만든 항체를 몸 속에 투여했던 기존의 방식과는 달리, 개인의 몸상태에 맞는 항체를 스스로 만들어낼 수 있다는 점에서 차별성이 있죠. RNA백신은 출시기간을 대폭 줄여줄 뿐만 아니라 비용적인 측면에서도 효율적입니다. 기존에는 개인 맞춤형 백신을 만들기 위해선 천문학적인 비용이 필요했기 때문이죠.
지금까지 알아 본 방법들이 국내에 적용되기 위해서는 우리 같은 일반 시민들이 관심을 갖고 정부의 결정을 유도할 필요가 있습니다. 현재로서는 개인위생수칙을 잘 지키는 것이 최선의 예방법입니다. 다들 건강 조심하시길 바라며 다음 영상으로 또 찾아오겠습니다.