영국발 변종 바이러스와 백신

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영국발 변종 코로나 바이러스가 난리다. 잉글랜드 감염자의 60%가 이 변종이란다. 

이놈이 나타나면서 S&P500은 경기 부양책이 통과가 됐음에도 이틀째 하락을 했고 특히 코로나-19 백신을 개발중이던 중소형 바이오텍 기업들의 주가가 크게 흔들렸다. 오늘 장 후반에 반등이 나온게 이정도다...

이 변종의 공식 명칭은 SARS-CoV-2 VOC 202012/01 혹은 B.1.1.7.

B.1.1.7.은 총 14개의 아미노산 치환 (substitution) 돌연변이 (non-synonymous)와 3개의 아미노산 결실 (deletion) 돌연변이를 지니고 있다. 6개의 아미노산에 영향을 주지 않는 (synonymous) 돌연변이도 지니고 있다.

https://virological.org/t/preliminary-genomic-characterisation-of-an-emergent-sars-cov-2-lineage-in-the-uk-defined-by-a-novel-set-of-spike-mutations/563

이중 중요한 돌연변이는 스파이크 단백질에 발생한 돌연변이들. 이유는 ▲스파이크 단백질이 세포와 결합을 통해 바이러스가 세포 안으로 들어가는 문 역할을 하는 단백질이기도 하고, ▲모든 백신 및 항체 치료제가 스파이크 단백질을 타게팅하고 있기 때문이기도 하다.

주요 돌연변이로는 스파이크가 세포의 바이러스 출입구인 ACE2와 닿는 부위 (RBD)의 N501Y 돌연변이, 스파이크에 furin cleavage site을 새로 만드는 P681H 돌연변이, 스파이크의 Δ69-70 (69-70 번째 아미노산 결실) 등이 있다. 

백신/중화항체 치료제가 변종 바이러스에도 작용할지 여부는 위 돌연변이들로 인해 스파이크 단백질의 구조가 백신에 의해 만들어지는 항체 혹은 항체 치료제가 인식하지 못하는 형태로 변형이 일어나는가 여부인데 아마도 1주일 정도 후면 이에 대한 해답은 알 수 있지 않을까 싶다.

 

Eli Lilly와 Regeneron의 단일 클론 중화항체 치료제는 혹시나 인식을 못하거나 중화 작용이 약화될 가능성도 배제할 수는 없다. 하지만 백신의 경우 다중 클론 항체가 생성되기 때문에 그럴 가능성은 떨어져 보인다. 

 

※ 단일 클론 항체 (monoclonal antibody), 다중 클론 항체 (polyclonal antibody): 몸에 항원이 들어와 항체가 생성될 때 하나의 B세포에서 하나의 항체를 만들어내는데 이런 B세포 여러개가 각각 항원을 인식하는 서로 다른 
항체를 만들게 되므로 특정 항원에 대한 항체는 수백 수천개의 항체 칵테일로 만들어지고 이를 다중 클론 항체라고 함. 단일 클론 항체는 이중 하나의 B세포를 분리해서 하나의 항체만을 정제해 낸 것. 동일한 항원을 인식하는 항체라고 해도 각각의 항체는 서로 다른 물리 화학 생물학적 성질을 지니게 됨.

(조금 헷갈릴 것 같아 추가) 항체가 인식하는 항원은 보통 10개 내외의 아미노산으로 구성되어 있음. 하나의 단백질은 보통 수백개의 아미노산으로 구성. 스파이크 단백질의 경우 1255개 아미노산. 따라서 단백질 하나에서 수십 수백개의 10개 내외 단백질 서열이 항원 역할을 할 수가 있음. 따라서 스파이크 단백질을 항원으로 찔렀을 때 우리 몸에서는 스파이크 단백질의 여러 부위를 항원으로 사용한 항체들이 만들어지고, 또한 하나의 동일한 항원에 대해서도 서로 다른 성질의 항체들이 만들어짐.

 

하지만 정작 중요한건 변종 바이러스 스파이크 단백질의 인식, 중화 여부보다는 혹시나 있을 antibody-dependent enhancement (ADE). ADE는 항체가 바이러스의 감염을 오히려 증진시키는 현상을 의미하는데 백신의 가장 무서운 부작용.

 

항체 치료제야 비교적 잘 분석된 하나의 항체인지라 큰 염려는 없는데, 백신의 경우 워낙 다양한 항체들이 만들어지고 만들어지는 항체 역시 개인차가 있기 때문에 어떤 놈이 만들어질지 알 수가 없다는 우려가 있음.

 

최상의 시나리오는 백신과 중화항체 치료제 모두 신종 바이러스에 잘 작용하고 ADE도 없는 것.

 

최악의 시나리오는 변종에 대해 기존 백신에서 만들어지는 항체가 ADE 작용이 있을 수 있다는 것이 실험으로 밝혀지는 건데... 이렇게 되면 기존에 만든 백신은 전부 폐기하고 백신을 다시 만들어야할 가능성도 배제할 수 없음. 이런 상황이 발생하면 완전 케이오스가 될 듯.

 

만일 변종에 대한 새 백신을 만들어야하는 상황이 발생한다면 비교 우위에 있는 백신은 역시나 mRNA 백신. 개발 속도가 다른 종류 백신에 비해 빠를 수 밖에 없는지라... 반면에 바이러스를 통째로 사용한 중국발 비활성화 백신은 좀 위험할 수도 있을 듯.