전 세계에서 350만명의 목숨을 앗아간 코로나19 팬데믹의 기원을 놓고 중국 우한바이러스연구소에서 유전자 조작으로 제작된 바이러스가 유출된 것이라는 주장이 최근 들어 국제적으로 힘을 얻고 있다. 조 바이든 미국 대통령도 지난 5월 27일 정보기관 등에 90일 이내에 관련 조사보고서를 제출하라고 지시했다. 반면 중국은 이런 흐름에 강력하게 반발하고 있다. 그런데 코로나19 바이러스가 전 세계로 확산하기 시작하던 지난해 2월 중국 정부가 우한 등의 각 대학과 연구소에 코로나 바이러스 실험을 엄격히 통제하고 실험실의 안전관리 등을 지시했다는 사실이 새삼 주목받고 있다. 중국 정부가 자국 내에서 코로나 바이러스 조작 실험이 진행되고 있으며, 연구소의 안전기준이 미흡했다는 사실을 이미 인지하고 있었다는 추정을 가능케 하기 때문이다.

이와 관련된 중국 측 문건은 팬데믹 초기인 지난해 2월 4일 중국 교육부가 내려보낸 ‘대학교 신형 코로나 바이러스 방지 연구의 난제를 해결함에 관한 교육부 통지문(敎育部關于加强高校新型冠狀病毒防治科硏攻關的通知)’이다. 이 통지문은 지난해 2월 1일 하달됐고 중국 교육부 홈페이지에는 2월 18일 올라온 걸로 돼 있다. 이 통지문에서 유출설과 관련해 주목하는 부분은 두 가지다. 첫째는 실험실의 안전관리를 언급한 4항으로 ‘관련된 요건을 엄격하게 준수할 것. 실험실 안전을 확보할 것. 관련된 연구를 진행하는 대학교 및 연구소는 ‘병원 미생물실험실 생물안전관리 조례’의 관련 요건을 준수하며, 특히 신형 코로나 바이러스의 연구에 대하여 각 등급에 부합하는 생물안전실험실에서 진행할 것. 관련된 연구를 진행하는 연구팀은 그 프로젝트에 존재하는 생물안전 위험을 충분히 고려하고 주동적으로 학교의 관련 부서에 등록할 것’이라는 내용이다.

최근 미국·영국 등의 전문가 연구에 따르면 코로나19 팬데믹의 원인이 되는 코로나 바이러스의 일종인 사스2(SARS-COV2)는 감염 위험이 매우 크기 때문에 생물학적 안전기준 최고급 단계인 BSL(Bio Safety Level)4 수준의 실험실에서만 취급해야 한다. BSL4는 치명적인 에볼라 바이러스가 관리되는 수준으로, 연구자들이 우주복을 입고 근무한다. 현재 미국·영국 학계에서는 중국 우한바이러스연구소의 BSL2나 BSL3 수준의 실험실에서 사스2 바이러스가 유출된 것으로 의심하고 있다.

중국 교육부는 또 통지문에서 특별히 팬데믹이 시작된 우한 지역의 대학에 신형 코로나 바이러스 연구와 관련해 ‘본교 실험실에서 하여서는 아니되는 실험활동’이라며 다음과 같은 실험들을 금지했다.

‘바이러스와 관련한 배양(바이러스 분리, 배양, 살아 있는 바이러스 및 그 단백 순화, 바이러스의 동결건조 및 살아있는 바이러스의 생산 재구성실험 등), 동물감염(살아 있는 바이러스에 감염된 동물, 감염동물 샘플, 감염성 샘플 처리 및 검측 등) 등 실험활동: 반드시 생물안전3급 실험실에서 진행하여야 함. 아직까지 본교에서 취득할 수 없는 물질은 본교 실험실에서 실험활동을 하여서는 안 됨.’

위 금지항목만 보더라도 중국 우한의 연구실에서는 코로나 바이러스의 재구성(조작)과 동물감염실험이 BSL3 이하의 연구실에서 진행되고 있었다고 유추할 수 있다.

통지문에서 중국 정부는 코로나 바이러스가 아닌 일반 바이러스 실험은 허용했다. 즉 ‘본교 실험실에서 진행할 수 있는 실험활동’이라는 항목에 아래와 같이 기술돼 있다.

‘1. 신형 코로나 바이러스를 통하지 않고 배양된 감염재료의 조작(바이러스 항원검측, 혈청검측, 핵산추출, 생화학분석 등을 포함), 죽은 재료의 조작(감염성 재료 또는 살아 있는 바이러스를 죽인 후 진행된 핵산검측, 항원검측, 혈청검측, 생화학분석 등을 포함): 기존의 생물안전2급 실험실에서 진행할 수 있음. 나아가 등록된 병원 미생물 종류 중에 코로나 바이러스가 포함되는 경우에는 진행하는 실험실 과정에 반드시 생물안전3급 실험실의 개인방호조치를 채택할 것.

2. 분자클론(복제) 등 병을 일으키는 살아 있는 바이러스를 포함하지 아니한 조작: 생물안전1급 실험실에서 진행할 수 있음.

3. 기타 위에 언급한 실험조작의 연구실험 또는 수치분석.’

이걸로 유추해 보면 중국 정부는 팬데믹 발생 이후에도 바이러스의 조작을 여전히 BSL1 수준의 실험실에서 허용하고 있었음을 알 수 있다.

그동안 코로나19 팬데믹의 기원에 대해서는 박쥐에서 인간에게 옮겨졌다는 자연발생설과 중국 우한바이러스연구소에서 만든 신종 바이러스가 유출되어 퍼졌다는 유출설이 대립하고 있었다. 최근 미국 학계와 언론계에서는 팬데믹의 원인이 되는 사스2 바이러스가 중국 우한바이러스연구소에서 유출되었다는 주장이 힘을 얻어가고 있지만, 그전까지는 음모론으로 취급되며 무시당했다. 2020년 미국 대통령선거가 진행되는 과정에서 공화당 후보인 도널드 트럼프 대통령은 중국 유출설을 주장하며 코로나19 병원균을 ‘차이나 바이러스(china virus)’라고도 불렀다. 반면 민주당과 주류 미디어들은 코로나19 사태 대처에 무능한 트럼프가 중국을 희생양으로 삼고 있다며 자연발생설을 지지했다. 중국 정부도 우한의 야생동물시장에서 판매된 박쥐가 원인인 듯하다며 자연발생설을 밀었다. 그후 자연발생설이 기정사실화되었으며, 페이스북도 코로나 바이러스 유출설을 담은 게시물은 ‘미국 대통령 선거는 부정선거였다’는 주장처럼 게시되면 즉각 삭제하였다. 미국과 유럽 등의 주류 미디어에서도 유출설은 거의 보도하지 않았다.

그런데 최근 미국의 원로 언론인인 니컬러스 웨이드(80)가 유출설을 담은 설득력 있는 기사를 온라인에 게시하면서 논란이 다시 점화되었다. 웨이드는 지난 5월 3일 자신의 블로그에 ‘코비드의 기원-실마리를 찾아서: 우한에서 판도라 상자를 연 것은 인간인가, 자연인가?’라는 제목으로 장문의 추적기사를 실었다. 웨이드는 자연발생설은 정치적 주장에 불과하다며 중국 우한바이러스연구소에서 제작된 바이러스가 유출되어 팬데믹을 일으켰다고 주장했다. 과학저널 ‘사이언스’는 1주일 뒤인 5월 10일 기사 전문을 게재하였다. 이후 미국의 주류 미디어와 학자들도 웨이드의 기사 내용을 그대로 받거나 보조 증거를 추가하며 유출설을 제기하기 시작하였으며, 마침내 바이든 대통령이 5월 27일 정부기관에 조사를 명령하게 된 것이다.

추적기사에서 웨이드는 “두 번째 팬데믹을 차단하려면 원인이 무엇인가를 정확히 파악하는 게 무엇보다 중요하다. 현재까지 (야생동물 감염설과 유출설) 두 이론에 대한 직접적 증거는 없다. 나는 과학에 기반하여 실마리만 제공한다. 그러한 실마리는 한쪽 방향을 향한다”며 중국 유출설을 주장했다.

그렇다면 도대체 누가, 왜 팬데믹을 일으킬 신형 바이러스를 만들었다는 얘기일까? 웨이드는 바이러스 학자들은 ‘팬데믹에 대비한다’는 명분으로 바이러스의 인간 감염능력을 증진하는 기능획득, 또는 기능강화(gain-of-function) 실험을 오래전부터 벌여왔다고 설명한다. 새로운 바이러스가 출현해 팬데믹 사태가 벌어질 경우 신속하게 백신을 개발하려는 차원에서 인간을 감염시킬 수 있는 신종 바이러스를 연구해왔다는 해석이 가능하다.

바이러스 학자들이 박쥐의 코로나 바이러스 연구를 진지하게 시작한 것은 이것이 사스(SARS1)와 메르스(MERS) 전염병의 원인으로 규명된 후였다. 특히 ‘박쥐여인(Bat Lady)’이라고도 불리는 중국의 시정리(石正立) 박사가 이끄는 우한바이러스연구소의 연구자들은 윈난성의 박쥐동굴에서 수백 종의 박쥐 코로나 바이러스를 채취하였다. 시 박사는 노스캐롤라이나대학의 랄프 바리크와 팀을 이루었는데, 그들의 연구는 바이러스가 인간을 공격할 능력을 향상시키는 데 집중되었다. 이를 위해 2015년 11월 그들은 사스1 바이러스를 중추로 하고 다른 박쥐 바이러스(SHC014-CoV로 알려짐)의 스파이크단백질을 대체한 새로운 바이러스를 만들었다. 이렇게 제조된 SHC014-CoV/SARS1 바이러스가 연구소에서 배양되다가 인간의 기도(氣道)세포를 감염시켰다는 것이다.

특히 주목할 부분은 미국 국립건강연구소(NIH)의 지사인 국립알레르기및감염병기구(NIAID)가 시정리 박사의 연구에 재정 지원을 했다는 사실이다. 당시 연구의 첫 계약자는 NIAID에서 연구용역을 의뢰받은 피터 다스작 박사인데, 그는 시 박사에게 연구를 재하청한 것으로 알려졌다. 2018년과 2019년에 작성된 연구 재하청 제안서에는 연구에 관한 내용이 다음과 같이 적혀 있다.

‘코로나 바이러스의 종간 전염에 대한 예측실험. 숙주 범위(말하자면 발생가능성)의 예측모델을 실험한다. 실험방법은 역유전학(reverse genetics), 가상바이러스(pseudovirus), 수용체결합(receptor binding assay) 등이며 바이러스 감염실험이 다른 종의 세포와 인간화된 생쥐들의 세포 배양을 통해 이루어질 것이다.’

‘우리는 시험관과 생체조직 내의 감염실험과 수용체 결합 분석에 스파이크단백질 서열 데이터, 감염복제기술(infectious clone technology)을 사용하여 스파이크단백질 서열의 발산한계치(divergence thresholds)의 몇%가 인간 감염 위험성이 있는지를 예측하는 가설을 시험한다.’

2019년 12월 9일 팬데믹이 세상에 알려지기 전에 다스작 박사는 한 방송 인터뷰에서 우한바이러스연구소 연구자들이 스파이크단백질을 프로그램하여 인간화된 생쥐를 감염시키는 신종 코로나 바이러스를 만들었다고 설명한 바 있다.

“우리는 지난 6~7년 동안의 연구 결과 100종 이상의 신형 사스 코로나 바이러스, 사스에 대단히 가까운 바이러스를 만들었다.… 그것들 중 일부는 실험실에서 인간 세포에 침투했으며, 일부는 인간화된 생쥐에서 사스 질병을 발병시킬 수 있다. 이 질병은 치료가 불가능하며 백신으로도 예방할 수 없다. 분명하고 현존하는 위험이다.… 코로나 바이러스는 연구실에서 손쉽게 조작할 수 있다. 스파이크단백질은 코로나 바이러스의 동물원성 감염증과 관련하여 아주 많은 일을 발생시킨다. 사스 백신을 개발하려 한다면 사람들은 사스 팬데믹을 이용할 것이다.”

이러한 사실과 정황 등을 고려해 웨이드는 네 가지 측면에서 중국 우한바이러스연구소에서 만들어진 사스2 바이러스가 유출되어 팬데믹을 일으켰다고 설명한다. 그의 주장을 요약하면 다음과 같다.

1. 최초 발생 장소

사스2와 가장 가까운 것으로 알려진 바이러스는 중국 윈난성 동굴에서 사는 박쥐에서 채취되었다. 사스2 최초 감염자가 나온다면 윈난성 동굴 주변에서 나와야 한다. 그러면 자연상태의 사스2가 사람들에게 감염(spillover)되었다는 주장이 설득력이 있다. 그러나 팬데믹은 박쥐동굴에서 1500㎞나 떨어진 우한에서 처음 발생했다. 사스2가 속한 베타 코로나 바이러스는 중국 남부에 서식하는 관박쥐를 감염시켰다. 이 박쥐는 50㎞를 벗어나지 못하는데, 우한까지 날아갔다는 것은 말이 안 된다. 또 코비드19 첫 환자는 9월에 발생했는데 이 시기에 박쥐들은 이미 겨울잠에 들어간다. 박쥐 바이러스가 중간숙주를 거쳐 인간에 감염됐을 가능성은 남는다. 그러나 우한 밖에서 자연발생한 팬데믹이 아무런 흔적도 남기지 않은 채 우한에 처음 나타났다는 것은 과장이다.

유출설로는 설명이 쉬워진다. 우한은 중국 코로나 바이러스 연구의 중심이다. 연구자들이 박쥐의 코로나 바이러스를 인간 세포를 공격할 수 있도록 만들기 위하여 유전자 조작을 하고 있었다. 그들은 최소한의 안전기준인 BSL2 연구실에서 작업하였다. 사스2가 이곳에서 만들어졌다면 유출되는 것은 놀라운 일이 아니다.

2. 자연진화 여부

바이러스는 한 종에서 다른 종으로 단번에 옮겨 가지 않는다. 사스1의 경우 연구자들은 스파이크단백질이 단계적으로 진화하여 위험한 병원균이 되어가는 연속적인 과정을 기록하였다. 박쥐에서 사향고양이로 이전한 후 스파이크단백질에서 6가지 변화가 발생하여 인간에 침투해도 약한 병원균이 된다. 14가지 변화 후에는 인간에 더 잘 적응하고 4가지 변화가 더 진행된 이후에는 전염병으로 된다.

그런데 사스2는 2019년 처음 발견되었을 때부터 사스1 수준으로 인간에 잘 전염되었다. 이유는 다스작 박사의 제안서에 나오듯이 인간화된 생쥐 세포나 배양 중인 인간 세포에서 자라났기 때문이다.

3. 퓨린분리지점(furin cleavage site)

사스2의 스파이크단백질에는 S1과 S2라는 두 부분이 있다. S1은 바이러스의 목표물인 ACE2 단백질을 인지한다. ACE2는 인간의 기도세포 표면에 있다. 바이러스가 인간 세포에 고정되면 S2는 인간 세포의 점막과 융합한다. 그다음 바이러스의 게놈이 인간 세포 안으로 주입되어 새로운 바이러스를 양산하게 만든다. 이러한 공격은 S1과 S2가 분리된 다음에 비로소 시작된다. S1·S2의 접점이 퓨린분리지점이며, 이것이 스파이크단백질이 분리되는 정확한 지점을 확인해준다.

바이러스는 자체적인 분리장치가 없다. 인간 세포 표면에는 퓨린(furin)이라고 불리는 단백질을 자르는 도구가 있다. 퓨린은 목표가 되는 분리지점을 가진 어떤 단백질 사슬도 자른다. 그런데 모든 사스 관련 코로나 바이러스에는 퓨린분리지점이 없다. 오직 사스2만 가지고 있다. 베타 코로나 바이러스는 다른 베타 코로나 바이러스와 조합해서 집단적인 게놈풀에 있는 게놈 요소를 얻을 수 있다. 게놈풀에 없는 요소는 얻을 수 없다. 어떤 베타 바이러스에도 사스2에 있는 것과 같은 퓨린분리지점은 없다. 그러므로 사스2가 퓨린분리지점을 자연히 획득했다고 설명할 수 없다.

바이오기업가인 스티븐 케이는 “1992년부터 학계에서는 바이러스를 치명적으로 만드는 확실한 방법은 연구실에서 바이러스의 S1·S2 접점에 퓨린분리지점을 삽입하는 것이라고 생각하고 있었다”며 “바이러스에 퓨린분리지점을 만드는 것을 포함하여 최소한 11가지 기능획득 실험이 우한바이러스연구소장인 시정리 박사 등에 의해 공개됐다”고 말했다.

4. 코돈(codon)의 문제

사스2 바이러스의 퓨린분리지점이 인위적 조작의 결과물이라는 또 하나의 증거이다. 유전자 코드는 DNA의 세 가지 단위를 사용한다. 코돈이란 세 가지 핵산 염기로 만들어지는 유전암호의 단위이다. 유기체별로 선호하는 코돈이 있다. 인간 세포는 알기닌을 CGT, CGC 또는 CGG 같은 코돈에 지정한다. CGG는 코로나 바이러스에는 없는 알기닌 코돈이다.

사스2가 가진 3만개의 뉴클레오티드를 가장 가까운 코로나 바이러스인 RaTG13의 것과 함께 컴퓨터에 늘어놓고 비교하면 사스2에는 S1·S2 접점에 12개의 뉴클레오티드가 삽입되어 있다. 삽입된 염기서열은 T-CCT-CGG-CGG-GC이다. 두 개의 CGG는 두 개의 알기닌을 위한 코돈이다. 이 서열이 삽입된 것도 이상하지만, 가장 이상한 부분은 CGG 코돈이 나란히 있는 것이다. 쌍둥이 코돈 CGG-CGG는 다른 어떤 베타 코로나 바이러스에서도 발견되지 않았다. CGG 코돈은 연구실에서 흔히 사용된다. 미 캘리포니아공대의 전 총장인 저명한 바이러스 학자 데이비드 볼티모어는 “퓨린분리지점은 바이러스의 기원을 알려주는 스모킹건”이라며 “사스2가 자연발생이라는 가설을 강력히 반박한다”고 말했다.