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코로나19 사촌뻘 바이러스 대부분 1년내 재감염…'탈코로나19' 난항 예상

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코로나19 사촌뻘 바이러스 대부분 1년내 재감염…'탈코로나19' 난항 예상

2020.09.15 18:52
네덜란드-벨기에 연구팀 35년간 항체 추적결과…항체 지속 짧아
코로나바이러스를 일으키는 사스코로나바이러스-2의 모습(먼 그림)과, 인체 세포 침입에 중요한 역할을 하는 것으로 추정되는 스파이크 단백질(오른쪽 앞)의 모습을 그래픽으로 표현했다. NIH 제공
코로나바이러스를 일으키는 사스코로나바이러스-2의 모습(먼 그림)과, 인체 세포 침입에 중요한 역할을 하는 것으로 추정되는 스파이크 단백질(오른쪽 앞)의 모습을 그래픽으로 표현했다. NIH 제공

신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19, 코로나19)을 일으키는 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 재감염 가능성이 제기된 가운데, 이 바이러스의 '사촌'뻘인 다른 인체 감염 코로나바이러스의 항체를 무려 35년간 추적한 연구 결과가 나왔다. 동일한 코로나바이러스에 재감염되는 사례는 대단히 흔했고 빠르면 1년 내에도 재감염이 일어나는 것으로 나타났다. 연구팀은 “직접 코로나19 바이러스를 대상으로 연구하지는 않았지만, 코로나바이러스의 공통 특징일 가능성이 높은 만큼 백신 접종주기 등 정책 결정에 이를 고려해야 한다”고 주장했다.


리아 반데어 호크 네덜란드 암스테르담대 의대 교수와 벨기에 앤트워프대 공동연구팀은 네덜란드 암스테르담에 거주하는 건강한 성인 남성 10명으로부터 1985년부터 채취한 혈액 검체 500여 개를 이용해 인체에 감염되는 4종의 코로나바이러스 항체를 검사했다. 그 결과 항체는 감염 뒤 대부분 줄어드는 패턴을 보이며 빠르면 6개월, 길면 수 년만에 재감염을 통해 다시 항체가 많아지는 패턴을 반복한다는 사실을 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 메디신’ 14일자(현지시간)에 발표됐다.


코로나19 항체의 지속 시간과 재감염 가능성은 백신과 방역 정책에 기초 정보를 제공하기 때문에 최근 각국 방역당국의 가장 큰 화두 중 하나다. 8월 말 미국과 홍콩에서 재감염 사례가 나오면서 코로나19도 재감염이 가능하다는 사실은 어느 정도 입증됐다. 체내에 형성된 항체가 장기간 지속되지 않고 일정 기간만 지속될 가능성 역시 제기된 상태다. 


하지만 아직 코로나19가 전세계적으로 유행한지 1년이 채 되지 않아 항체가 얼마나 오래 지속될 수 있는지는 정확하게 밝혀지지 않은 상태다. 이달 1일 아이슬랜드 기업 디코드 제네틱스와 아이슬란드대가 자국 인구 8%에 해당하는 3만 명을 대상으로 항체 조사를 해 의학학술지 ‘뉴잉글랜드의학저널(NEJM)’에 발표한 논문에 따르면, 체내 항체는 2개월까지 급속도로 늘다 일시적으로 줄어든 뒤 안정화돼 최소 4개월간은 항체가 안정적으로 유지된다는 사실까지가 현재 밝혀진 사실이다(아래 그림. 관련 기사 : 지속 기간 논란 코로나19 항체, 4개월까지는 유지된다).

 

코로나19 감염 뒤 체내에 형성되는 항체가 4개월 이후에도 안정적으로 검출된다는 연구 결과가 나왔다. 초기 2달까지는 급속히 항체가 증가하다 이후부터 완만한 기울기로 지속되는 것으로 나타났다. NEJM 제공
코로나19 감염 뒤 체내에 형성되는 항체가 4개월 이후에도 안정적으로 검출된다는 연구 결과가 나왔다. 초기 2달까지는 급속히 항체가 증가하다 이후부터 완만한 기울기로 지속되는 것으로 나타났다. NEJM 제공

연구팀은 1985년 암스테르담에서 만들어진 코호트 연구의 검체를 이용해 코로나바이러스 항체를 추적했다. 코호트 연구는 특정 요인에 노출된 인구집단과 노출되지 않은 인구 집단을 비교해 요인과 병 발생 사이의 관계를 파악하는 추적조사 연구다. 이를 위해 같은 요인을 지닌 동일 인구집단(코호트)을 오랜 시간 추적하게 된다. 


이번 연구에서는 인간면역결핍바이러스(HIV) 감염을 연구하기 위해 1985년부터 추적 조사를 해 온 20~40대 성인남성 10명의 코호트를 이용했다. 연구팀은 이들을 대상으로 3개월~6개월 간격으로 혈액 시료를 채취해 왔다. 중간에 사망 등으로 12년 만에 조사에서 이탈한 사람도 있었지만, 대부분 20년 이상 조사에 참여했고, 가장 오래 참여한 사람은 약 29년간 혈액을 제공했다. 


연구팀은 이렇게 확보한 혈액 시료 총 513개를 이용해 감기를 일으키는 4종의 인체 감염 코로나바이러스인 HCoV-NL63, 229E, OC43, HKU1의 껍질 단백질(N 단백질)을 인식하는 항체의 형성 여부를 조사하고, 이를 바탕으로 재감염이 얼마의 간격으로 일어났는지 조사했다. 재감염이 일어나면 해당 바이러스의 N단백질을 인식하는 항체가 혈액 내에서 급증하는데, 이 특성을 바탕으로 재감염을 파악하는 식이다.


연구 결과 이들은 평생 3~17차례에 걸쳐 코로나바이러스에 감염됐으며 짧게는 6개월 만에, 길게는 약 9년(105개월)만에 재감염을 일으킨 것으로 나타났다(아래 그림 b). 재감염 간격 가운데 중간값(중위평균)은 약 30개월로 나타났지만, 가장 많은 사람들이 재감염된 기간은 1년(12개월)으로 나타났다. 항체는 감염될 때마다 높아졌지만, 시간이 지나면 줄어들었고 재감염되면 다시 치솟는 패턴을 반복했다(아래 그림 a). 계절 별로는 6~9월의 여름에는 적고 겨울에는 늘어난다는 사실도 확인했다(아래 그림 d). 

 

a는 참여자 한 명이 네 종의 인체 감염 코로나바이러스 항체 검사 결과다. 가로축은 혈액 채취 시기고 세로축은 항체가다. 재감염에 의해 항체가가 계속 높아졌다 떨어지는 모습을 볼 수 있다. 중간에 조사가 이뤄지지 않은 기간(1998~2003년)이 보인다. b는 항체 조사 결과를 토대로 4종의 바이러스에 대해 10명의 재감염 간격을 표시한 그래프다. 맨 위가 4종을 종합한 것으로, 중위평균은 30개월이지만 가장 많은 재감염이 이뤄진 기간은 12개월 뒤로 나타났다. c는 재감염 때 이전 감염의 항체가 늘었는지 줄었는지를 표시한 그래프다. 가운데 가로 선을 기준으로 아래는 준 경우로, 대부분 항체가 줄어들었음을 알 수 있다. d는 월 별 코로나바이러스 감염 빈도를 표시했다. 6~9월 여름에 확연히 줄어들었다. 네이처 메디신 논문 캡쳐
a는 참여자 한 명이 네 종의 인체 감염 코로나바이러스 항체 검사 결과다. 가로축은 혈액 채취 시기고 세로축은 항체가다. 재감염에 의해 항체가가 계속 높아졌다 떨어지는 모습을 볼 수 있다. 중간에 조사가 이뤄지지 않은 기간(1998~2003년)이 보인다. b는 항체 조사 결과를 토대로 4종의 바이러스에 대해 10명의 재감염 간격을 표시한 그래프다. 맨 위가 4종을 종합한 것으로, 중위평균은 30개월이지만 가장 많은 재감염이 이뤄진 기간은 12개월 뒤로 나타났다. c는 재감염 때 이전 감염의 항체가 늘었는지 줄었는지를 표시한 그래프다. 가운데 가로 선을 기준으로 아래는 준 경우로, 대부분 항체가 줄어들었음을 알 수 있다. d는 월 별 코로나바이러스 감염 빈도를 표시했다. 6~9월 여름에 확연히 줄어들었다. 네이처 메디신 논문 캡쳐

연구팀은 논문에서 “사람에게 계절성 감기를 일으키는 4종의 코로나바이러스가 비슷한 특성을 보이는 것으로 보아 인체 감염 코로나바이러스의 공통 특성일 가능성이 있다”며 “사스코로나바이러스-2 역시 비슷한 재감염 패턴을 보일 것”이라고 주장했다. 


이 연구 결과는 코로나19에 감염돼 항체를 갖게 되더라도 항체 지속 시간이 1년보다 길지는 않고, 매년 재감염이 일어날 수 있다는 뜻으로 해석된다. 백신의 경우, 지금의 인플루엔자 백신처럼 매년 맞아야 할 가능성도 있다. 연구팀은 논문에서 “집단면역이나 백신 등 장기 면역에 의존하는 정책을 취할 때 주의가 필요하다”고 지적했다.
 

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