(Update: 뭔가 자동링크 기능때문에 링크가 안 걸린 것 같습니다. www.nytimes.com/2020/04/13/opinion/coronavirus-immunity.html 여기를 카피하면 원문을 보실 수 있습니다)
Marc Lipsitch 교수의 글. 다시 초벌번역
코로나바이러스에 면역이 있는 이들이 누굴까?
이 질문 또한, 중차대한 결정들을 적은 정보를 바탕으로 내려야한다.
COVID-19과 관련해서 남아있는 많은 불확실성들 중에는, 이 바이러스에 걸렸을 때 인체 면역계가 어떻게 반응하는지, 그리고 이런 면역반응이 전염병의 확산에 어떤 역할을 하는지에 대한 부분이다. 영구적인 면역에서부터, 사실상 아무런 면역력도 획득하지 않게 되는 수준까지, 감염 후 면역은 굉장히 다를 수 있는데, COVID-19을 일으키는 SARS-CoV-2 바이러스에 대한 면역에 대해선, 지금까지 극히 적은 정보만 나와있다.
이렇게 실질적인 정보가 부족한 상황에서, 과학자들과, 그들의 결과들을 바탕으로 판단해야하는 정책결정자들은 어떻게 접근해야할까? 가장 최선의 접근법은 일단 현재 우리가 알고 있는 면역계와 바이러스들과 관련된 정보를 바탕으로 어떤 식으로 면역이 일어날지 여러 가정들을 엮어 모델을 세워보고, 각기 가정들이 어떻게 틀릴 수 있을지, 틀리다면 어떻게 이를 알 수 있을지, 그리고 그렇게 틀릴 경우 정책적 함의는 어떻게 될지 생각해보는 것이다. 나아가, 과학자들은 이런 잠정적 모델을 개선시키기 위해 관찰과 실험을 수행해야할 것이다.
이상적인 시나리오로는, 한 번 감염을 겪고 나서 영구적인 면역력을 획득하는 것인데, 이는 여러 감염병의 경우의 케이스다. 감염 후 영구적 면역을 획득할 수 있다는 것은, 1846년 홍역 유행병이 터졌을 때 덴마크 의사 Peter Panum이 Faroe제도 (스코틀랜드와 아이슬랜드 사이의 군도)를 방문을 통해 확립되었다. 그는 1781년 홍역에서 살아남은 65세 이상의 섬주민들이 1846년 전염병에선 병에 걸리지 않았다는 것을 발견했다. 이 놀라운 관찰은 면역학 및 역학(epidemiology)를 수립하는데 도움을 주었으나, 물론 면역학계와 역학계는 그 이후로, 다른 어떤 분야에서 흔히들 겪는대로, 문제가 그렇게 단순명쾌하진 않을 수 있다는 점 또한 배웠다.
“단순명쾌하지 않은” 면역의 한 예가 바로 코로나바이러스에 대한 면역인데, 이 바이러스종은 종종 동물숙주로부터 인간에게 들어오곤 한다: 2002-3년 사스(SARS)와, 2012년 시작된 메르스(MERS)에 이어 3번째로 동물로부터 전파된 바이러스다.
코로나바이러스에 대한 인체면역에 대한 우리의 지식은, 상대적으로 적은 숫자의 사람들을 감염시킨 SARS나 MERS가 아니라, 매년 감기서부터 폐렴까지 다양한 증상의 호흡기질환을 일으키는 코로나바이러스들로부터 비롯된 것이다. 두 개의 독립된 연구들에서, 연구자들은 자원자들에게 이런 계절성 코로나바이러스를 1년을 간격으로 두고 같은 종, 또는 비슷한 바이러스종을 접종을 해봤다.
첫번째 연구는, 1977년 또는 1978년 접중(“도발된(challenged)”이란 표현을 쓴다) 후 감기증상을 일으킨 18명의 자원자들을 대상으로 한 연구다. 이들 중 6명은 같은 바이러스종을 1년 후 접종했으나 아무도 다시 감염되지 않았기에, 첫번째 감염 이후 면역을 획득했다고 추정되었다. 나머지 12명의 자원자들에겐 살짝 다른 코로나바이러스 변종에 노출시켜봤고, 이 때 면역은 부분적이었다.
1990년 다른 연구에 따르면, 15명의 자원자에게 코로나바이러스를 접종했을 때 10명이 감염되었고, 14명은 일 년 이후 같은 변종에 노출된 결과 덜 심한 증상과 초기 접종에 비해서 더 적은 양의 바이러스들을 만들었고, 이전 감염에서 얼마나 강한 면역반응을 보였느냐에 따라 그 감소가 더 컸다.
SARS나 MERS에 대해서 이런 실험이 이뤄진 바는 없다. 허나 SARS나 MERS를 이겨낸 이들의 혈청 측정결과에 따르면 SARS나 MERS에 대한 면역은 일정 기간동안 유지되었는데, SARS의 경우에는 한 연구에 따르면 2년, 그리고 다른 연구에 따르면 MERS의 경우에는 거의 3년 정도 유지된 것으로 나왔다. 허나, 이들 항체의 중화효과 – 즉 바이러스의 증식을 억제하는 효과 – 는 해당 연구기간동안 이미 감소하고 있었다.
이러한 연구들이 COVID-19 환자들에게 일어난 일에 대한 경험에서 우러나오는 추측의 근거가 되는 것이다. SARS-CoV-2에 감염된 뒤에, 대부분의 사람들은 면역반응을 겪을 것이고, 어떤 이들은 다른 이들보다 더 강한 반응을 일으킬 것이다. 이 반응이, 일정 기간동안 – 최소한 1년 정도 – 어느 정도 보호효과를 발휘할 것이고, 그 이후로는 효과가 감소할 것이라는 추정이다.
다른 증거가 이 모델을 지지한다. 최근 동료학자 검토를 거친, 네덜란드 에라스무스대학 연구진의 연구결과에 따르면, 12명의 환자 관찰결과, SARS-CoV-2에 감염된 이후 항체들을 형성했다는 점을 발견할 수 있었다. 내 동료들과 학생들과 함께, 우리도 미국에서 수천명의 계절성 코로나바이러스 감염 사례들을 통계적으로 분석한 결과 두 종의 계절성 코로나바이러스들에 있어서 1년을 넘는 면역효과를 추정할 수 있다고 보았다. 이 두 계절성 코로나바이러스들이 SARS-CoV-2 바이러스에 가장 가까운 바이러스들이기때문에, SARS-CoV-2 자체가 어떤 종류의 면역효과를 일으킬지 짐작해볼 수 있다.
만약 바이러스 감염이 대부분 또는 모든 사람들에게 1년이 넘는 면역보호능력을 가져다준다면, 많은 사람들이 바이러스에 걸리면, 이른바 “집단면역”이 형성될 수 있을 것이다. 바이러스에 면역성을 갖는 사람들이 많아질수록, 감염된 사람의 바이러스는 다음 숙주를 찾는 것이 어려워질 것이다. 결과적으로, 집단면역이 퍼지기 시작하면, 감염자가 평균적으로 감염시킬 수 있는 사람의 숫자가 1명 미만으로 떨어지고, 그 시점이 되면 감염자수가 줄어들기 시작할 것이다. 만약 집단면역이 광범위하게 확립되면, 전염속도를 늦추기 위한 여러 조치들을 철회한다고 하더라도 바이러스를 통제할 수 있게 되는 것이다 — 면역력이 떨어지거나 감염에 취약한 새로운 사람들이 태어나기 전까진 말이다.
지금 이 시점에서, COVID-19 감염사례를 놓친 경우가 많은데, 진단능력이 떨어지기 때문이다 — 일부 지역, 예를 들어 3월 기준 이탈리아의 경우 약 10배 과소추정되었다고 보인다. 만약 다른 국가들에 있어서 이 정도로 과소추정이 되고 있는 것이라면, 인구의 대부분, 그리고 어쩌면 세계의 대다수의 인구는 감염에 여전히 취약한 것이고, 현재로썬 집단면역은 결정적인 요소가 되기에 부족하다. 장기적으로 바이러스를 통제하기 위해선 대다수의 사람들이 감염을 통해서건 백신을 통해서건 면역력을 획득해야하는데, 얼마나 많은 사람들이 면역력을 획득해야하는지는 감염력의 여러 요소들에 달려있고 이 또한 잘 알려져있지 않다.
한 가지 우려할 사항은 재감염의 우려다. 대한민국의 질병관리본부에 따르면 SARS-CoV-2에 감염되었다 음성으로 회복판정을 받은 사람들 중 91명이 다시 양성으로 판정받았다고 보고했다.만약 이들 중 일부라도 재감염이 된 것이라면, 환자들이 획득한 면역력에 의문이 제기될 수 있다.
다른 가능성으로, 많은 과학자들이 더 가능성 있다고 보는 것은, 이 환자들이 감염 중 위음성 결과를 얻었거나, 바이러스 증식이 잠시 멈췄다가 다시 재발흥했다는 부분이다. 대한민국 질본이 현재 이러한 가설들을 검정하는 중이다. 결핵처럼, 재감염과 예전 감염이 재발하는 것을 구분하기 어려울 수 있는데, 이 문제는 최초 감염의 유전체서열과 두 번째 감염의 유전체서열을 비교함으로써 검증할 수 있을 것으로 본다.
현재로썬, 최악의 상황을 겪은 지역에서조차 SARS-CoV-2에 면역력을 갖고 있는 인구는 소수라고 가정하는 것이 합리적이다. 이 잠정적인 결론이 새로운 결과에 따라 어떻게 변할 수 있을까? 현재 보이는 경향으로는 양방향으로 결론이 바뀔 가능성이 모두 있다.
우선 보고된 수치보다, 진담검사능력의 한계를 감안하고도, COVID-19 사례가 훨씬 많을 수가 있다. 최근 연구 (아직 동료평가를 거치지 않음)에 따르면, 현재 확진자 수치의 10가 아니라, 미국에서 100배, 아니 1000배의 감염자가 있을 가능성을 제기한다. 이 추정치는 통계적 상관관계를 통해 간접적으로 추정한 수치다. 긴급한 이런 시국에서, 이런 간접적인 추정치는 중요한 발견일 수도 있지만 통계적인 착시일 수도 있다. 하지만 만약 이 추정이 맞다면, SARS-CoV-2에 대한 집단면역이 현재 보고되는 수치보다 훨씬 빠르게 확립되어간다고 볼 수도 있다.
반면, 다른 최근 연구 (또한 동료평가를 거치지 않음)에 따르면, 모든 환자들이 집단 면역에 기여하지 않는 것으로 보인다. 175명의 경증 COVID-19 환자들 중, 70%는 강한 항체 반응을 형성했지만, 25%는 약한 반응만 있었고 5%는 아예 반응이 없었다. 경증의 경우, 다른 말로 말하자면, 항상 면역을 형성시키는 것이 아닐 수가 있다. 비슷하게, SARS-CoV-2 감염에 대한 무증상 케이스에서 면역 반응이 어떻게 되는지를 연구하는 것이 중요할 것이다. 증상의 경중이 궁극적으로 면역력을 획득하는 능력과 어떤 상관관계가 있는지 살펴보기 위해서 말이다.
이 불확실성들은 혈청학적 조사(serologic survey), 즉 피에서 항체를 확인하는 검사를 많은 사람들에게 수행함으로써 어느 정도 정리할 수 있을 것이다. 이런 조사들은 현재 시작되고 있고 조만간 결과들이 나올 것이다. 물론, 그 결과가 얼마나 큰 도움이 될지는 항체검사가 얼마나 민감하고 분별력이 있는지에 달려있다: SARS-CoV-2 항체들을 민감하게 잡아내면서도 다른 비슷한 바이러스들로부터 비롯된 위양성 신호는 피해야한다.
더 도전적인 문제는 이렇게 형성된 면역반응이 재감염 리스크와 전염성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 것이다. 계절성 코로나바이러스에 대한 자원자 조사와 SARS, MERS의 경우 수행된 항체지속 연구들을 바탕으로 볼 때, SARS-CoV-2에 대한 강한 면역 반응은 재감염 위험을 없애고 약한 면역반응이라고 하더라도 심각한 감염을 막고 여전히 바이러스의 전파를 늦출 수 있을 것이라고 추정해볼 수 있다.
하지만 이를 확인할 수 있는 역학연구를 설계하는 것은 쉽지 않고 – 많은 과학자들이, 그 중 일부 팀에 나 또한 소속되어 있다 – 이 문제를 풀기 위해 현재 작업중이다. 한 가지 어려운 점은 현재 완치자들이 아직 감염되지 않은 사람들과 여러 측면에서 달라서 이미 감염된 사람들을 기준으로 미래의 감염 위험도를 추정하기 어려울 수 있다는 점에 있다. 과거 노출이력이 다른 위험인자들에 비해 어떤 영향을 끼칠지 파악하는 것은 역학자들이 말하는 교란요소(confounding)를 다루는 고전적인 문제이자 오늘에 있어서는 아직 확산 중인 SARS-CoV-2 판데믹의 급격한 변화들때문에 더더욱 어려운 과제다.
하지만 이 문제를 발빠르게 대응하는 것이 매우매우 중요한 일이다: 집단면역의 수준을 추정하기 위해서 뿐만 아니라, 어떤 사람들이 사회에 다시 안전하게 복귀할 수 있는지, 재감염 우려는 없는지, 또는 매개체가 되어 다른 이들에게 전염능력이 있는지를 판단해야한다는 점에서 그렇다. 이 문제에 있어서 가장 중요한 부분은 얼마나 면역력이 유지되느냐다.
시간이 지남에 따라, 면역의 다른 측면들도 더 분명해질 것이다. 실험적 및 통계적 증거를 바탕으로 볼 때 한 종류의 코로나바이러스에 대한 감염이 일정 정도 다른, 하지만 연관된 코로나바이러스에 대한 면역능력도 제공해줄 것으로 보인다. 어떤 이들이 다른 종류의 코로나바이러스에 대한 감염이력때문에 SARS-CoV-2에 대해 더 크거나 적은 리스크를 지고 있는지는 여전히 답해야할 과제다.
마지막으로 면역항진효과에 대한 문제가 있다. 여러 기작들때문에, 코로나바이러스에 대한 면역반응이 일부 경우 감염을 억제하긴 커녕 항진시킬 수 있다. 이는 다른 종류의 바이러스, flavivirus에 있어선 잘 알려전 문제인데, 왜 뎅기열 백신이 경우에 따라 병을 더 악화시킬 수 있는지를 설명한다.
이러한 기작이 코로나바이러스에서도 일어나는지는 아직 연구 중이지만, SARS와 MERS의 경우 이러한 효과가 있을 수 있다는 우려가 백신을 개발하는데 장애물 중 하나였다. 이런 항진효과를 피하는 것이 COVID-19에 대한 백신을 개발하는 이들에게 가장 큰 도전과제 중 하나일 것이다. 좋은 소식은 SARS와 MERS에 대한 연구 덕분에 어떻게 이런 항진효과가 일어나는지 이해하기 시작했고, 이를 피하기 위한 방법들이 제안되었으며, 상상을 초월하는 속도로 COVID-19 백신 개발이 여러 경로로 진행되고 있다는 점이다.
이 새로운 바이러스에 대한 모든 측면에 대한 과학 연구가 요구되는 바인데, 이 판데믹하에서, 예전 판데믹 상황과 마찬가지로, 결정적인 데이터가 나오기 전에 중대한 결과를 야기할 수 있는 정책결정들이 이뤄질 수밖에 없다. 이렇게 긴급한 상황에서, 전통적인 과학 과정 — 숙의 끝 도출된 가설과 이를 실험과 사려깊은 역학조사를 통해 검정하는 과정 — 은 매우 급박하게 이뤄지고 있다. 대중의 관심의 정도를 감안해볼 때, 이런 과정들은 보기 드물게 노출되어 있다. 이렇게 어려운 환경에서, 저자 본인은 이 기사가 조만간 철지난 것이길 바란다 — 이 코로나바이러스에 대해 현재보다 많은 것들이 발견되길 소망한다.