지난해 12월 말 중국 우한에서 처음 시작된 코로나19가 9개월째 확산 중이다. 아직도 빠른 전파력으로 사람들의 안전을 위협하고 있는 가운데 가짜뉴스의 범람으로 정보가 진짜인지 가짜인지 파악하기 어려워지는 ‘인포데믹’도 나타나고 있다. 이런 잘못된 정보에 과학자들은 검증된 과학적 연구를 내놓고 있다. 지금까지 과학자들이 밝혀낸 코로나19 바이러스의 과학적 특성은 어떤 것들이고, 또 앞으로 규명되어야 할 것은 어떤 것일까. 코로나19의 밝혀진 사실과 궁금증을 Q&A로 정리해 보았다.
1 코로나19 바이러스의 염기서열은 누가 처음 밝혔을까
2019년 12월 31일, 세계보건기구(WHO)에는 알려져 있지 않던 폐렴을 중국 당국자들이 확인했다. 이어 올해 1월 11일 중국 상하이 푸단대학교 장용젠 교수가 우한 화난수산시장에서 일하던 41세 환자의 바이러스 염기서열을 공개했다. 그 뒤 다른 집단의 환자에게서 똑같은 바이러스의 염기서열을 확인했다. 이런 연구 결과를 모아 새로운 종의 코로나 바이러스가 이 질병을 일으킨다는 사실을 지난 2월 국제학술지 네이처를 통해 전 세계에 알렸다.
코로나19 바이러스의 게놈은 2만9800개의 염기서열로 구성되어 있다. 게놈(genome)은 유전자(gene)와 염색체(chromosome)를 합쳐 만든 말로, 하나의 세포에 들어 있는 염기서열 전체를 뜻한다. 코로나19 바이러스는 2002년 중증급성호흡기증후군(SARS)을 일으킨 원인 바이러스와 유전자가 89.1% 유사했다.
2 코로나19 바이러스는 인체에 어떻게 침입할까
중국 산둥의과학원과 산둥제일의대, 산둥대 감염병및역학연구실 공동연구팀은 코로나19 바이러스가 사람의 세포 표면에 나 있는 ACE2 수용체에 들러붙어 사람의 세포 내로 침입한다는 사실을 밝혔다. 바이러스 표면에 가시처럼 뾰족뾰족 돋아난 스파이크(spike) 단백질과 사람의 수용체 ACE2가 잘 달라붙을 수 있는 모양이라서 서로 결합하여 침투한다는 것이다. 공동연구팀에 따르면 이 같은 방법은 사스 바이러스의 인체 침입 방식과 같지만, ACE2 수용체와의 결합력이 10배나 강하다. 이후 TMPRSS2라는 수용체에도 결합할 수 있음이 알려졌다.
3 감염 시 나타나는 증상은 정식으로 보고된 사실일까
코로나19 바이러스에 감염되었을 때 나타나는 증상은 지난 2월 11일 국제학술지 ‘랜싯’에 발표됐다. 우한 내 병원에 있는 코로나19 환자들을 분석한 첫 증상 보고서다. 코로나19 감염증은 주로 호흡기 질환을 유발했는데, 흉부 엑스레이 사진에 나타난 환자의 폐가 부옇게 변해 있었다. 이후 폐만 공격하는 게 아니라 뇌, 심장, 간, 신장 등 여러 장기를 손상시키는 사례도 보고됐다. 후각이 마비되는 증상과 함께 혈액 내 산소 포화도가 급격히 떨어지는 현상도 입증됐다.
4 바이러스 돌연변이로 전염성이 더 강해졌을까
바이러스가 무서운 점은 변신의 명수이기 때문이다. 모든 바이러스는 증식하는 과정에서 염기서열에 변이가 생길 수 있다. 지난 7월 2일 미국 듀크대, 영국 셰필드대, 로스앨러모스 국립연구소 과학자로 구성된 연구팀은 국제학술지 ‘셀’을 통해 현재 세계에서 확산하는 코로나19는 우한 바이러스의 변종으로, 전염성이 최대 6배에 달한다고 밝혔다. D614G라는 돌연변이가 스파이크 단백질의 숫자를 증가시켜 바이러스의 체내 침투를 더 쉽게 한다는 것이다.
이에 대해 WHO는 지금까지 코로나19 바이러스 샘플 6만개를 수집해 염기서열을 분석한 결과 약 30%가 돌연변이 징후를 보였으나 다행히 돌연변이가 전염을 더 쉽게 만들지도 않았고, 변이로 코로나19 증상이 더 심각해지지도 않았다고 밝혔다. 돌연변이 속도가 빠를수록 이에 대응할 백신 연구는 어려워진다.
5 정말로 코로나19 바이러스가 우한서 인공적으로 만들어졌을까
신종 감염병이 돌다 보니 코로나19 바이러스가 우한의 한 연구소 실험실에서 인공적으로 만들어졌다는 주장도 등장했다. 올 1월 31일 인도 델리대와 인도공대 연구팀은 코로나19 바이러스가 자연적으로 재조합됐을 가능성이 낮고, HIV(에이즈) 유전자에서 어떤 특정 부분을 빼내 신종 코로나를 제작했을 만한 증거를 발견했다는 논문을 발표했다.
지난 9월 14일에는 옌리멍 전 홍콩대 의대 연구원이 같은 주장을 논문 형태로 정리해 발표했다. 그 증거로 코로나19 바이러스의 염기서열이 2015년과 2017년 중국 저장성 주오샨 지역에서 발견된 2개의 박쥐 바이러스(ZC45, ZXC21)와 유사하다는 점, 스파이크 단백질 염기서열 중간에 특정 염기서열을 잘라 삽입한 듯한 흔적이 발견되었다는 점, 특히 스파이크 단백질이 두 부분으로 잘리는 ‘퓨린 절단’ 현상이 자연에서 발견되는 다른 코로나 바이러스와 다르다는 점 등을 들었다. 사람 감염력을 높이는 방향으로 염기서열을 바꾼 것으로 보인다는 것이다.
대부분의 과학자는 이들 논문은 과학적 근거가 완벽하지 않다며 그 주장을 일축한다. 일례로 감염력을 증가시키려면 스파이크 단백질의 주요 결합부위 염기서열만 편집하면 되는데, 실제로는 코로나19 바이러스 염기서열의 다른 부위에도 많은 변이가 빈번하게 발생한다는 것이다. 따라서 퓨린 절단 부위는 인위적으로 만들어진 게 아닌 자연적으로 발생할 가능성이 더 높다는 것이다. 확률이 낮다는 주장만으로는 신뢰도가 낮다는 이야기다.
6 무증상 환자가 다른 사람에게 바이러스를 옮길 수 있을까
코로나19의 또 다른 특성은 무증상 감염자의 전파다. 지난 6월 11일, WHO의 테드로스 아드하놈 게브레예수스 사무총장은 무증상 환자가 다른 사람에게 코로나19를 옮길 수 있다고 밝혔다. 부지불식간에 조용한 전파가 이뤄지고 있다는 것. 하지만 무증상 전염 정도를 규명하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하며 그 연구는 진행 중이라고 전했다. 미국 국립보건원 산하 국립알레르기·전염병연구소 앤서니 파우치 소장 또한 무증상자로 인한 확산은 큰 걱정거리라고 말한다. 증상이 없어도 확진자와 접촉했다면 검사를 받아야 하는 이유다.
7 집단면역으로 코로나19 확산 차단할 수 있을까
전 세계에서 코로나19의 확산세가 계속됨에 따라 집단면역에도 관심이 높다. 집단면역은 국민의 일정 비율이 전염병에 대한 면역력을 갖게 해 전염병 확산을 억제하려는 게 목표다. WHO는 인구의 70%가 병을 앓고 회복되거나 백신을 맞아 코로나 항체를 가지면 코로나 유행이 잦아드는 집단면역을 가지게 된다고 보고 있다.
스웨덴은 집단면역 전략을 택한 대표적인 나라다. 코로나19 사태 초기부터 이렇다 할 방역을 취하지 않고 자연적 집단면역을 시도해 국제사회의 지탄을 받았다. 하지만 8월 이후 일일 확진자 수가 현격하게 줄어들면서 일각에선 집단면역의 효과가 나타났다고 주장하고 있다. 하지만 이 데이터만으론 집단면역의 효과를 입증할 수 없다는 게 전문가들의 중론이다. 코로나19 백신 개발 없이, 코로나19 항체 지속 기간도 불분명한 상황에서 인구 절대다수가 자연적 감염으로 집단면역이 형성돼 감염병이 종식된 사례는 없다는 것이다.
한국 질병관리청은 국민 1440명을 대상으로 코로나19 항체 보유 여부를 검사했다. 그 결과 항체 보유율이 0.07%로 나타났다. 이는 코로나19에 감염되지 않은 사람 중 항체를 보유한 사람이 거의 없어 우리나라는 집단면역을 통한 코로나19 극복이 불가능하다는 것을 의미한다.
8 코로나19 바이러스 고온에서도 생존 가능할까
사람들은 날씨가 더워지는 여름철이 되면 코로나19 확진자가 점점 감소할 거라고 기대했다. 태양빛의 자외선은 물체 표면에 남아 있는 바이러스를 파괴하는 데 도움을 주기 때문이다. 하지만 전망과 달리 여름철로 접어든 북반구에서 코로나19 감염증이 폭발적으로 확산했다. 이에 따라 날씨는 큰 변수가 되지 않는다는 분석들이 나왔다.
올 4월 프랑스 연구진은 60도 열에 1시간 노출된 코로나19 바이러스가 죽지 않고 동물 세포 안에서 복제를 한다는 연구 결과를 내놓았다. 지난 9월 17일에는 헝가리 세멜바이스대 연구진이 코로나19 바이러스 입자에 90도 열을 10분간 가했으나 죽거나 모양이 파괴되기는커녕 곧 원형으로 회복한다는 사실을 발표했다. 실험실에서 직경 80㎚인 바이러스 입자를 미세바늘로 끝에서 끝까지 100번 찔렀지만 모양이 조금 찌그러질 뿐 바늘을 빼면 다시 원상회복되었다는 것이다. 지금까지 알려진 바이러스 중 최고의 탄성과 놀라운 자가치유력은 이 바이러스가 광범위하게 각기 다른 환경에서 적응할 수 있음을 보여준다는 게 연구진의 설명이다.
9 에어컨 바람이 에어로졸을 전파했다면 공기로도 감염될까
코로나19 감염의 주된 원인은 감염된 사람이 재채기나 기침, 노래, 대화를 할 때 방출되는 비말을 직접 흡입하기 때문이다. 문제는 침방울보다 더 작은 에어로졸을 통해서도 전파할 수 있느냐였다. 에어로졸은 공기 중에 떠다닐 수 있어 공기 전파의 위험이 있기 때문이다.
중국 광저우 질병통제예방센터 연구팀은 에어컨 바람이 침방울과 에어로졸의 전파를 부추길 수 있다는 연구 결과를 국제학술지 ‘신종 감염병’ 7월호에 공개했다. 밀폐된 공간에서 에어컨을 틀었을 때 감염이 일어날 수 있다는 결과가 공개된 건 처음이다. 하지만 에어컨 바람에 의한 바이러스 전파 위험이 어느 정도인지는 앞으로 밝혀져야 할 과제다. 공기 감염 전파 여부 또한 논란의 대상이 되고 있다.
10 코로나19와 독감의 차이점, 둘의 관계가 미치는 영향은
독감 유행 시기가 다가오면서 사람들은 코로나19와 독감이 어떻게 다른지 궁금해한다. 지난 9월 4일 미국 존스홉킨스병원은 그 차이점과 유사점을 명확하게 밝혔다. 먼저 유사점은 호흡기에 감염돼 폐와 기관지에 문제를 일으키는 감염 경로와 발열·기침·두통·구토·설사 등의 증상, 그리고 심할 경우 사망에 이른다는 것이다. 반면 둘의 가장 큰 차이점은 원인 바이러스의 숫자다. 코로나19는 사스 코로나바이러스 중 하나가 질병을 일으키지만 독감은 여러 가지 인플루엔자가 유발한다는 것이다.
그렇다면 코로나19는 독감에 어떤 영향을 미칠까. 사실 과학자들은 아직 이를 잘 파악하지 못하고 있다. 다만 WHO의 이안 바르 사무부총장은 코로나19와 독감이 동시에, 다시 말해 2~3개 바이러스에 감염되는 건 하나에 감염되는 것보다 증상이 더 심각할 것이라고 말하고 있다.
11 치료제 개발은 어디까지 와 있을까
현재 세계는 코로나19 항체 치료제 개발에 박차를 가하고 있다. 항체 치료제는 코로나19 환자에게서 형성된 항체를 분리해서 만든 의약품이다. 전문가들은 세포 내에서 항원이 침투한 뒤 일어나는 RNA 복제를 막는 역할에 그치는 렘데시비르보다 항체 치료제가 더 효과적일 것으로 보고 있다. 렘데시비르는 에볼라 치료제로 개발한 항바이러스제다. 코로나19 치료에 효과가 있는 것으로 확인돼 치료제로 쓰고 있다.
글로벌 제약·바이오 기업 중 기존에 개발된 약물을 재창출하는 방식이 아닌 새 항체 치료제를 개발 중인 회사는 미국의 리제네론과 우리나라의 셀트리온이 유일하다. 셀트리온의 치료제는 임상 1상에서 안전성이 입증돼 9월 17일부터 임상 2·3상에 돌입했다. 임상 2상에서 탁월한 효능과 안전성이 확인되면 연말쯤 긴급 사용승인을 신청할 것이다.
12 백신 접종은 언제쯤 가능할까
한편에서는 코로나19 백신 임상이 한창 진행 중이다. 그중 미국 제약사 화이자와 모더나, 영국의 제약사 아스트라제네카가 앞서가고 있다. 최근까지 약 3만명의 지원자를 상대로 임상 3상을 진행한 화이자는 10월 말까지 그 결과를 얻을 것으로 보인다고 밝혔다. 모더나는 12월 말까지 임상 3상 결과를 얻기를 바라지만 그때까지 첫 시험 분석이 진행되지 않을 수도 있다고 말한다. 아스트라제네카는 최근 임상 3상 참가자에게서 심각한 부작용이 발견됐다가 임상이 재개돼 구체적인 타임라인을 제시하지 못하고 있다. 이런 점을 종합할 때 전문가들은 수백만 명을 접종할 수 있는 백신은 내년 상반기에나 가능할 것으로 예상한다. 지금까지의 백신 중 가장 빨리 개발된 기간은 4년. 코로나19 백신은 1년 이내에 만들기 위해 노력 중이다.
13 백신이 나오면 코로나19는 완전히 소멸될까
사람들은 백신이 나오면 코로나19는 소멸될 것이라고 생각한다. 그러나 백신을 맞는다고 모두 면역력이 생기는 게 아니다. 백신이 유용하다고 판정을 받으려면 적어도 접종자의 50%는 보호할 수 있어야 한다. 50% 정도면 다른 치료법 및 예방법과 병행할 때 전염병 확산을 막는 데 도움이 될 수 있다고 보는 것이다. 대부분의 백신이 100% 효용성과는 거리가 멀다.
전문가들은 백신이 나와도 코로나19는 퇴치되지 않고 독감처럼 그냥 관리 가능한 전염병으로 계속 남을 것이라고 예상한다. WHO의 보건긴급프로그램 책임자인 마이크 라이언 박사는 “코로나19 바이러스는 사라지지 않을 것이며 일종의 풍토병이 될 것”이라고 지난 5월 경고했다. 백신으로 제거된 질병은 딱 하나, 천연두뿐이다. 그나마 완전 퇴치에 거의 200년이 걸렸다. 바이러스의 완전 소멸은 인류의 영원한 숙제다!