신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19)이 세계적 대유행이 되면서 전 세계의 이목이 코로나바이러스 치료제와 백신 개발에 집중되고 있다. 치료제도 중요하지만 근본적인 해결책은 백신(vaccine)이다. 그러나 코로나 바이러스 백신개발은 사스(SARS), 메르스(MERS) 등의 감염병(感染病)을 겪으면서 여러 차례 개발에 착수 했으나 아직 개발된 백신은 없다.  

미국 마이크로소프트(MS) 창업자 빌 게이츠(Bill Gates, 1955년生)는 모든 것이 완벽하게 진행된다면 1년 안에 백신 대량생산에 돌입할 수 있지만, 최대 2년까지 걸릴 수 있다고 말했다. ‘빌&멀린다게이츠재단(財團)’은 코로나바이러스 감염증 대처에 2억5000만달러(약 3083억원)를 기부했으며, 향후 자신의 재단이 코로나19 대처에 전적으로 집중하겠다고 밝혔다.  

미국 워싱턴포스트(WP) 4월 23일자 보도에 따르면, 미국 터프츠(Tufts)대학병원, 뉴욕 장로(Presbyterian)병원 등 주요 대형병원 의료진은 최근 화상회의에서 병원마다 COVID-19 환자 중 일부에서 혈액이 응고하는 현상이 관찰된 사실을 확인했다. 특히 애틀랜타주 에모리(Emory)대학병원 산하 병원 19곳에서는 중중환자 중 혈액이 뭉치는 현상이 멈추지 않는 사례가 공통으로 발견됐다. 

병원 의료진이 이들 환자들에게 항응고제(抗凝固劑), 혈액 희석제(稀釋劑)를 투여하였지만 별다른 효과가 없었고, 혈액투석기(血液透析器, hemodialyzer)가 하루에 수차례 막히는 일까지 벌어졌다. 사망자를 부검(剖檢)하면 폐(肺)속에 미세한 혈전(血栓) 수백 개가 가득 한 것이 확인되기도 했다. 

지난해 12월 중국 우한(武漢)에서 처음 ‘우한 페렴(肺炎)’이 발병된 후 초기에는 호흡기 바이러스로 여겨졌지만, 시간이 지날수록 폐뿐만 아니라 신장(腎臟), 심장(心臟), 내장(內臟), 간(肝), 뇌(腦) 등을 공격하는 위험한 바이러스라는 정황이 뚜렷해지고 있다고 전문가들은 분석했다. 

미국 트럼프 대통령은 지난 3월 19일 “코로나 바이러스 사태의 게임 체인저(game changer: 판도를 바꾸는 것)가 될 수 있다”며 하이드록시클로로퀸(Hydroxychloroquine)과 클로로퀸에 대해 언급했으며, 이후 공개석상에서 50차례 가까이 이 약물에 대해 말했다. 미국 식품의약국(FDA)은 이 약품들을 코로나 치료제로 긴급사용승인을 내린 바 있다. 

그러나 4월 24일 식품의약국은 트럼프 대통령이 ‘신의 선물’이라며 극찬하면서 홍보한 말라리아 치료제 하이드록시클로로퀸과 클로로퀸에 대해 심각한 부작용 가능성이 있다며 광범위한 사용을 자제하라는 공개 경고에 나섰다. 즉, 해당 약물로 치료받은 환자들이 ‘심각한 심장 박동 문제’를 보였다는 임상연구들이 있다. 

클로로퀸과 하이드록시클로로퀸은 말라리아, 루푸스(lupus, 자가면역질환), 류마티스 관절염 등을 치료하기 위해 사용돼온 약물이다. FDA 경고는 사우스캐롤라이나ㆍ버지니아대 공동 연구팀이 보훈병원에 입원한 코로나 감염증 환자들의 의무기록을 분석한 연구 결과에 따르면 하이드록시클로로퀸을 복용한 환자들이 비(非)복용 환자에 비해 사망률이 높은 것으로 나타났다. 

현재 가장 유력한 코로나 치료제 후보는 미국 제약회사 길리어드(Gilead Sciences, Inc.)가 개발한 항바이러스제 렘데시비르(Remdesivir)이다. 렘데시비르는 원래 길리어드가 에볼라(Ebola virus) 치료제로 개발하다가 수백명 이상을 대상으로 약물의 안전성과 약효를 최종적으로 판정하는 임상시험(臨床試驗, clinical trial) 3상(相, phase)에서 실패한 약이었는데 코로나 바이러스에 효과가 있는 것으로 알려졌다. 길리어드는 1996년에 신종 독감 치료제인 타미플루(Tamiflu)를 개발한 제약사다. 

국제학술지 사이언스(Science)는 미국 뉴욕의 노스웰병원이 지난 4월 7일부터 가슴쓰림(heart-burn) 약으로 널리 쓰이는 파모티딘(약품명 Pepcid)이 코로나 환자에게 효과가 있는지 알아보는 임상시험(1174명 목표)을 시작했다고 밝혔다. 존슨앤존슨이 개발한 파모티딘은 가격이 저렴해 중국의 가난한 농부들이 만성 가슴쓰림 증세를 치료하기 위해 많이 복용한다. 중국인 코로나 환자를 조사한 결과, 파모티딘 복용 환자는 코로나 사망률이 14%로, 다른 환자의 27%보다 훨씬 낮았다. 

코로나(corona) 같은 유전정보가 리보핵산(RNA)으로 이뤄진 바이러스의 가장 큰 특징은 체내에 침투한 뒤 바이러스를 늘리기 위해 유전정보를 복제하는 과정에서 돌연변이(突然變異)가 잘 일어난다. 유전정보를 담당하고 있는 핵산(核酸)이 디옥시리보핵산(DNA)인 DNA바이러스에 비해 RNA 바이러스는 유전정보를 한 번 복제할 때 돌연변이가 일어날 확률이 1000배 이상 높다. 

코로나 바이러스는 변이가 잦아 백신 만들기가 매우 어렵다. 영국 케임브리지대학 피터 포스터 교수(유전학)는 지난해 12월부터 올해 3월까지 세계 각국의 코로나 감염증 환자 160명에서 채취한 바이러스를 분석한 결과 COVID-19가 원래 A형에서 B형, C형 3가지 종류로 변이돼 전 세계로 확산됐다는 연구논문을 미국 국립과학원 회보(PNAS)에 발표했다. 분석 결과 A형은 발원지인 중국 우한(武漢)의 박쥐, 포유류 천산갑(穿山甲, Pangolin)에서 발견됐다. 

전문가들은 코로나 백신이 시장에 나오려면 빨라도 1년에서 1년 반 이상 시간이 걸린다고 한다. 코로나 감염증 백신 개발을 하루 앞당기면 2만명, 1주일이면 13만명, 한 달이면 50만명 이상 생명을 구할 수 있다는 통계가 있다. 이에 코로나백신 개발 속도를 높이기 위해 실시하는 ‘챌린지 시험(human challenge)’에 지원자가 1500명이 넘었다고 한다. 

표준적인 임상시험은 수천 명에게 백신과 가짜 약을 접종하며, 이들은 자신이 어떤 약을 접종 받았는지를 모른다. 접종 후 이들이 일상생활을 하다가 바이러스에 대한 면역력(免疫力)이 어떤지 비교하는 방식으로 진행된다. 반면 ‘챌린지 시험’은 통제 상황에서 의도적으로 시험 대상자들을 감염인자에 노출시키는 유효성 시험이다. 

챌린지 시험은 소규모 인원이 백신을 접종받고 일부러 코로나 바이러스에 감염되도록 해서 면역력이 있는지 알아보는 방법이므로 위험성이 따른다. 시험 자원자들은 위험성을 인지하고 있지만, 백신 개발 가속화의 혜택이 워낙 커 충분히 위험을 감수할 가치가 있다고 믿는다. 또한 지원자들은 코로나 대유행에 대항해 건설적인 일을 하고 싶어 하는 사람이 많다. 코로나 사망률은 세계 평균 4.5%이며, 낮은 국가는 1-2%대다. 

현재 코로나19 확산 속도가 둔화되고 있지만 2차 유행이 일어날 수 있다는 경고가 국내외에서 잇따라 나오고 있다. 즉, 올가을에 더 교활해지고 더 세져서 돌아온다는 것이다. 호흡기 바이러스 감염병은 치료제나 백신이 개발되지 않으면 초기 유행 이후 2차 유행을 피하기 어렵다. 

코로나 팬데믹(pandemic, 세계적 대유행)은 현재 유럽과 미국 등 지구 북반구(北半球) 국가들에서 감염자가 많다. 곧 북반구에 여름이 오면, 남반구(南半球)는 겨울로 넘어가게 된다. 벌써부터 브라질, 칠레 등 남미 지역에서 감염자가 늘고 있다. 이 과정에서 바이러스는 생존을 위해 변이(變異)를 해 나간다. 남반부에서 사람의 면역을 회피하는 새로운 변이가 생기고 그것이 북반구에 가을이 왔을 때 넘어올 수 있다. 

그렇게 되면 훨씬 전파력이 강한 바이러스가 되어 2차 대유행의 원동력이 될 수 있다. 기온과 습도가 떨어지는 가을과 겨울은 바이러스가 활동하기에 최적의 조건이 된다. 바이러스는 기온 섭씨 5도와 습도 20% 정도의 환경에 있을 때 기온 20도와 습도 50%일 때보다 생존 기간이 두 배 정도 길어진다. 즉 바이러스가 손잡이에 묻었을 때, 현재는 2-3일인 생존 기간이 겨울에는 최대 일주일까지 갈 수 있다. 

스페인 독감(毒感, Spanish flu)은 1918-19년에 유행하였으며, 유럽에 창궐했던 14세기의 흑사병(黑死病, plague)과 함께 인류 역사에 기록된 최악의 전염병이다. 스페인 독감은 1918년 봄, 1918년 가을, 1919년 봄에 걸쳐 3차례 유행이 전 세계에서 나타났다. 이 가운데 1918년 가을에 나타난 2차 대유행이 가장 치명적(1000명당 사망률(死亡率) 25명)이었다. 독감 바이러스가 1차와 2차 유행 사이에 변이를 일으켜 더 치명적으로 변했기 때문이다. 

당시 세계 인구 약 17억명 중 감염자는 약 5억명, 사망자는 최소 1,700만에서 최대 5,000만(총 감염자의 3-9%)에 달한 것으로 추정된다. 이는 1차대전 사망자 900만명의 2-5배가 넘는 수치다. 우리나라도 1918년 가을부터 겨울에 대유행을 하여 당시 인구 1,678만명 중 절반에 가까운 742만명이 감염되어 14만명이 사망했다.  

건국대 수학과 정은옥 교수팀이 대표적인 감염병 확산 수학모형(mathematical modeling)인 ‘SEIR 모형’을 통해 확진자 증가를 예측한 결과는 사회적 거리두기(social distance) 강도를 절반으로 줄이면 10월 24일 쯤 2차 대유행이 시작된다고 말했다. 전문가들은 대구ㆍ경북 같은 코로나19 확진자 폭증 사태가 수도권에서 벌어진다면 확진자 수가 대구ㆍ경북(6800여명)보다 4배는 더 많아질 것이라고 분석한다. 이에 대구에서 초기에 겪었던 실패 경험을 교훈 삼아 대비책을 세워야 한다.