작년 말 신종 코로나바이러스 변이가 처음 나타난 후 기존 코로나 감염이나 백신 접종으로 생기는 방어 면역이 변이 코로나로 무력화되는 게 아니냐는 우려가 제기돼 왔다. 감염 후 회복 환자가 변이 코로나에 재감염되거나 백신 효과도 떨어뜨릴 위험이 있다는 관측이 적지 않았다.
그런데 변이 코로나가 나타나기 전 코로나19에 감염됐다가 회복한 환자는 변이 코로나도 식별하는 T세포 방어 면역을 유지한다는 연구 결과가 나왔다. 회복 환자의 CD8 양성 T세포(CD8+ T cells)가 현재 유행 중인 주요 변이 코로나에 보존된 항원 결정 인자(epitope)를 조준 공격할 수 있는 것으로 확인됐다.
이 연구는 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립 알레르기·감염병 연구소(NIAID) 과학자들이 주도했다. 연구 결과는 30일(현지 시각) 미국 감염병학회(IDSA) 저널 '오픈 포럼 인펙셔스 디지즈(OFID)'에 논문으로 실렸다. NIAID의 앤드루 레드(Andrew Redd) 박사가 이끈 이 연구엔 미국 존스 홉킨스 의대 연구진도 참여했다.
연구팀은 변이 코로나가 나타나기 전 기존의 야생형 코로나에 감염됐던 회복 환자 30명의 혈액 샘플을 분석했다. 회복 환자의 CD8 양성 T세포가 영국발( B.1.1.7)·남아공발(B.1.351)·브라질발(B.1.1.248) 변이를 식별할 수 있는지 확인하는 것이 목적이었다.
이들 변이 코로나는 모두 스파이크 단백질에 돌연변이를 갖고 있다. 코로나19 감염 과정에서 스파이크 단백질은 숙주세포와 결합해 침입 루트를 여는 역할을 한다. 스파이크 단백질에 돌연변이가 생기면, 신종 코로나 감염 또는 백신 접종 이후 면역계의 B세포가 생성하는 T세포와 중화 항체의 바이러스 식별 능력이 약해질 수 있다. T세포와 중화 항체가 변이 코로나를 알아보지 못하면 당연히 항체가 바이러스를 공격하는 것 역시 어려워진다.
과학자들은 아직 신종 코로나의 핵심 감염 기제에 대해 잘 모르는 게 많다. 일례로 신종 코로나에 대한 방어 면역을 형성하기 위해서는 어느 정도 수위의 T세포와 항체 반응이 필요한지 그리고 그런 면역 반응이 어떻게 구성돼야 하는지 등이 상세히 규명되지 않았다. 하지만 과학자들은 T세포와 항체 모두 폭이 넓고 강력한 면역 반응을 일으켜야 한다고 믿고 있다. 통상 CD8 양성 T세포는 감염된 세포의 표면에 드러난 바이러스 단백질 조각을 식별해 감염 세포를 제거한다.
연구팀은 이번에 회복 환자로부터 분리한 신종 코로나 특정 CD8 양성 T세포의 면역 반응이 대체로 온전하게 이뤄지고, 영국·남아공·브라질발 변이를 모두 식별한다는 걸 확인했다. 이들 3개 변이 코로나에서 확인된 돌연변이가, 코로나19 회복 환자의 T세포 반응에 대체로 영향을 미치지 않고, 특히 회복 환자가 추가로 백신을 맞은 경우엔 십중팔구 그렇다는 걸 시사한다고 연구팀은 설명했다.
물론 이상적인 면역 반응을 일으키려면, 기존의 신종 코로나와 변이 코로나를 모두 방어하는 중화 항체 등의 반응과 강력한 다가(多價·multivalent) T세포 반응이 모두 필요하다고 한다. 따라서 회복 환자와 백신 접종자의 2차 접종이 필요한지 판단할 때 신종 코로나에 맞서는 T세포 반응의 범위와 규모, 지속성 등을 면밀히 모니터하는 게 중요하다고 연구팀은 강조했다.
한편 백신 접종 등을 통해 형성되는 중화 항체는 T세포와 달리 주요 변이 코로나에 대한 식별 능력이 떨어지는 것으로 보고됐다. 미국 보스턴의 라곤 연구소(Ragon Institute) 과학자들은 최근 접종 선호도가 높은 화이자·모더나 백신이 브라질발 변이나 남아공발 변이를 중화하는 덴 항체 효과가 떨어진다는 요지의 논문을 저널 '셀(Cell)'에 발표한 바 있다. 화이자 백신과 모더나 백신으로 형성되는 중화 항체에 대한 저항력은 남아공 변이의 경우 야생형의 20~40배, 브라질·일본발 변이의 경우에는 5~7배인 것으로 나타났다. 라곤 연구소는 하버드의대와 최대 수련병원 MGH(매사추세츠 제너럴 호스피털), MIT(매사추세츠 공대)의 전문가들로 구성된 다학제(multidisciplinary) 면역치료 연구기관이다.
/박신원 인턴기자 shin01@sedaily.com
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