바이러스 변이에 대해 알아보기 (2)

전 세계적으로 전파력이 강한 델파 변이 바이러스 확산되는 이 시점에 국내에서도 우려했던 코로나 4차 대유행이 현실화되었다. 수도권 지역은 12일부터 약 2주간 사회적 거리두기 4단계로 격상하여 적용하기로 했다. 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2) 변이의 자세한 내용과 이 바이러스 변이에 대한 대처방안에 대해 알아보고자 한다.

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바이러스 변이는 다 위험한걸까?

 

• 바이러스는 증식하기 위해 유전정보를 복제하는 과정을 거치는 데 여기서 일부 염기서열이 잘못 복제되는 경우가 돌연변이이다.
• 이 돌연변이의 대다수는 바이러스 특성에 영향을 주지 않고, 무의미하다고 한다. 오히려 바이러스 자체에 이롭지 않게 작용하기도 한다.
• 돌연변이로 인해 바이러스 특성이 변화하려면 유전자 변이(염기변이)->단백질 변이-> 생화학적 특성 변이(기능 변화) 3가지가 연쇄적으로 작용해야만 하다.
• 수많은 돌연변이 중 극소수만이 바이러스의 특성을 바꾸며 진화로 이어지는 것이다. 

 

코로나19 바이러스(SARS-CoV-2) 구조 

 

• 유전물질 RNA : 유전물질의 기초 구성성분인 네종류의 염기(A, U, G, C) 약 3만 개가 쭉 나열되어 한가닥의 염기 사슬을 이루고 있다. 
• 단백질 껍데기 : 스파이크(돌기)가 있는 원형의 단백질 구조이다.
• 염기 약 3만개가 모여 유전물질RNA가 되고 이 설계도에 따라서 스파이크(돌기)가 특징인 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)가 만들어진다.

 

코로나바이러스 구조

 

코로나19 바이러스(SARS-CoV-2) 변이

 

WHO(세계보건기구)에서는 전 세계적으로 코로나 대응에 영향을 끼칠 가능성이 있는 변이주를 분류하고 있다. 

 

• 관심 변이(Variant of Interest)와 우려 변이(Variants of Concern)

1. 관심 변이 : 여러 나라 혹은 여러 집단 감염에서 검출되어 '주의 필요'로 평가된 변이주이다.
2. 우려변이 : 관심 변이 중에서 전파성이 증가하거나 중증도에 변화가 있는 경우 , 백신과 치료제 등의 유효성 저하가 확인되는 경우에 해당하면 우려 변이로 분류된다. 

• 알파α, 베타β, 감마γ, 델타δ 변이 바이러스가 이에 해당된다.
  
  • 영국발-알파 변이 바이러스
  • 남아공발-베타 변이 바이러스
  • 브라질발-감마 변이 바이러스
  • 인도발-델타 변이 바이러스

※코로나19 변이 바이러스 작명 방식은 발생지가 보고된 국가명을 앞에 붙였었다. 세계 보건기구(WHO)에서 국가 명칭 대신 그리스 문자를 사용하기로 정하였다. 이는 명칭에서 오는 혼란을 피하고, 국가에 대한 낙인효과를 제거하려는 목적이라고 한다. 

 

알파α, 베타β, 감마γ, 델타δ 변이 바이러스

 

알파형 변이 

• 2020년 12월 1일 영국에서 처음 발견됐다.
• 스파이크 단백질을 이루는 아미노산에 N501Y 변이가 일어났다.
• 기존 바이러스보다 1.5배 높은 전파력을 가지고 있다.
• 증상을 심화시키거나 기존 승인된 백신 효과를 무력화하지는 않는다고 보고됐다.

 

베타형 변이

• 2020년 12월 20일 남아프리카 공화국에서 처음 발견됐다.
• 면역 반응을 저하하는 것으로 알려진 E484K 돌연변이와 전파속도를 높이는 N501Y 돌연변이 둘 다 가지고 있다.
• 백신을 맞거나, 코로나19에 걸렸다 나은 사람도 감염될 수 있는 것으로 알려져 있는 변이다.
• 백신의 효과를 줄이긴 하지만, 아예 무력화하진 않고, 증상도 심화시키지 않는 것으로 보고됐다.

 

감마형 변이

• 2020년 12월 24일 브라질에서 처음 발견됐다. 베타형 변이와 비슷한 양상을 보인다.
• E484K와 N501Y 돌연변이가 있어, 백신의 효과를 줄이고 전파속도도 빠르다. 

 

델타형 변이

• 2021년 3월 24일 인도에서 처음 발견됐다.
• 바이러스 RNA 전체에 걸쳐 10-16개의 변이가 생겼을 것으로 추정되며, 이중 주요 변이는 D614G , L452R, T478K, P681R이다. 이는 모두 스파이크 단백질의 변이를 일으킨다. 
• 알파형 바이러스와 비교했을 때 50~60% 전파력이 높다.
• 높은 백신접종률을 보이고 있는 나라(영국, 미국, 이스라엘 등)에서도 불과 몇 주 사이 이 델타 변이 바이러스에 수만 명이 감염되고 있다.
• 백신 미접종자를 중심으로 새로운 변이주인 델타형이 퍼지고 있다.
• 증상이 상기도 감염 즉, 감기 증상 (기침, 콧물, 인후통 등)과 비슷하여 착각하기 쉽다. 

 

스파이크단백질변이

스파이크 단백질의 변이

 

스파이크 단백질에 생기는 변이는 전파력과 백신 및 치료제 효과에 큰 영향을 미친다.  

• 스파이크 단백질의 역할 : 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)는 표면에 돌기(스파이크 단백질)를 숙주세포의 표면(세포 수용체)에 결합시켜 세포 내로 침투한다.
• 백신과 항체 치료제의 개발 : 면역세포가 만들어내는 중화항체는 이 스파이크 단백질에 붙어서 바이러스가 세포 수용체에 붙지 못하게 하는 것이다. 백신은 이 작용을 더 활성화시켜 더 많은 중화항체를 만들어내도록 면역체계를 형성하는 것이다. 항체 치료제의 타깃도 스파이크 단백질이다.

 

질병관리청 백신효과자료

 

변이형 바이러스에 대한 현재 나온 백신의 효과 

 

아스트라제네카와 화이자 2차 접종 완료 기준으로 

• 기존 바이러스에 대한 감염예방 효과보다는 다소 감소하였으나 각각 60%, 88% 이다.
• 무엇보다도 중증 진행으로 가는 것을 막아주는 입원 예방 효과는 각각 92%, 96% 이다.
• 백신이 유도한 중화항체가 기존 바이러스에 대항할 때만큼 스파이크 단백질을 철저히 막지 못하지만, 변이 바이러스에 대해서도 일정 수준 이상을 방어력을 유지한다.

 

변이 바이러스에 대해 어떻게 대처해야 할까?

 

• 바이러스의 증식을 늘어날 수 있는 환경을 차단해야 하며, 이는 백신 접종으로 이루어진다.
• 바이러스는 복제 횟수가 늘어날수록 변이를 일으킬 기회가 증가한다.
• 백신접종을 통해 바이러스 증식을 억제한다면 바이러스가 복제할 기회도 줄어들게 된다.
• 주의할 점은 1차 백신 접종만 시행했을 경우, 돌파감염이 일어날 확률이 높은데 이 과정에서 추가 변이를 획득할 가능성이 있게 된다. 
• 이에 2차 백신접종완료율을 높여 감염을 예방하는 방법이 최선이다.

 

코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)와 공존 

 

• 현 시점에서 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)를 인플루엔자(독감)처럼 주기적으로 발생하는 감염병이 될 가능성이 있다고 보고 있다.
• 중증도와 사망률에 있어서 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)가 인플루엔자보다 훨씬 높고, 인플루엔자와 같은 글로벌 감시체계가 아직 확립되지 않은 상태이다. 
• 그러나, 지속적으로 돌연변이를 일으키고 어떻게 진화할지 예측할 수 없는 점에 있어서 백신을 접종하더라도 완전 종식은 불가능하다는 점에서 인플루엔자(독감)처럼 계절성 감염병이 될 수 밖에 없다는 전망이다.
• 미국, 영국, 싱가포르 등 일부 국가에서도 방역조치를 해제하고 있다. 이들 국가는 높은 백신접종률에 기반하여 이와 같은 결정을 한 상태이다.
• 바이러스 변이가 계속 발생하고는 있어서, 기존 백신의 감염예방효과는 다소 감소하였으나 어느정도 수준을 유지하며 또한 중증으로 발전할 가능성을 낮춰주는 효과는 확실히 있다는 것도 방역조치 해제에 영향을 미친 것으로 보인다.

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바이러스 변이에 대해서 알아보기 (1)