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림프절 '배중심' 강하게 작동…베타 변이에도 중화항체 수치 높아

감염으로 항체 생기면 1차 접종만 해도 뚜렷한 '증폭 효과'

워싱턴의대 연구진, 저널 '네이처' 논문

  화이자와 모더나가 생산하는 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 백신은 기존 백신과 전혀 다른 mRNA 백신이다.

기존 백신은 바이러스나 박테리아의 단백질 조각을 바이러스 매개체로 집어넣어 인체의 면역 반응을 유도한다.

유전자 정보를 이용하는 mRNA 백신은 면역 반응에 필요한 외부 단백질을 인체가 스스로 만들어 분비하게 한다. mRNA는 단백질 합성 정보를 가진 '전령 RNA'를 말한다.

실제로 코로나19 mRNA 백신을 맞으면 신종 코로나의 스파이크 단백질 조각이 몸 안에서 생성돼 면역 반응을 일으킨다.

지금까진 mRNA 백신이 기존 방식의 백신보다 효과 면에서 우위에 있는 거로 알려졌다.

화이자와 모더나는 지난 4월 자사 백신을 맞으면 최소 6개월간 코로나 감염을 막을 수 있다고 발표하기도 했다.

하지만 mRNA 백신을 맞았을 때 항체 면역력이 얼마나 갈지는 아직 확실하지 않다.

미국 워싱턴의대 연구진이 이런 판단의 기준이 될 만한 연구 결과를 내놨다.

화이자의 mRNA 백신을 1차 접종하면 4개월가량 강한 면역 반응이 나타난다는 게 요지다. 이번 실험에 모더나 백신은 쓰지 않았다.

신종 코로나에 감염됐다가 회복한 사람이 mRNA 백신을 맞으면 면역 증폭 효과가 훨씬 더 크다는 것도 확인됐다.

화이자 백신은 또 남아공발 베타 변이 등 3개 코로나 변이에 대해 높은 수치의 중화항체 생성을 유도하는 것으로 나타났다.

베타 변이는 현재 사용 중인 백신에 대해 일부 저항하는 것으로 최근 보고됐다.

이 연구는 알리 엘레베디(Ali Ellebedy) 병리학·면역학 부교수 연구팀이 수행했다.

논문은 28일(현지 시각) 저널 '네이처(Nature)'에 실렸다.

화이자와 모더나의 지난 4월 발표는 단순히 백신 접종자가 코로나19에 걸리는지 관찰한 결과를 근거로 한 것이다.

엘레베디 교수팀은 림프절의 '배중심(胚中心·germinal centers)'에서 직접적인 증거를 발견했다.

감염이나 백신 접종 후 형성되는 배중심은 면역세포의 '신병 훈련소'와 비슷하다.

면역세포는 배중심에서 적(병원체) 식별 훈련을 받고 공격 능력도 키운다.

한마디로 배중심 반응이 좋다는 건 백신이 좋다는 것과 같은 의미라고 과학자들은 말한다.

사실 과학자들은 왜 백신마다 면역 지속 기간이 다른지 알지 못한다.

일례로 천연두 백신은 한 번만 맞아도 평생 강한 면역력이 나타나지만, 백일해 백신은 정기적으로 부스터 백신을 접종해야 한다.

그래도 다수의 과학자는 백신에 따라 접종 후 형성되는 배중심의 질(質)이 다르기 때문일 거로 추정한다.

논문의 수석저자인 엘레베디 교수는 "면역 기억이 형성되는 배중심은 지속적이고 방어적인 면역 반응의 핵심"이라면서 "배중심이 오래 갈수록 면역력도 더 강하게 오래간다"라고 설명했다.

연구팀은 1차 접종 후 15주가 지난 시점까지 배중심이 강하게 작동하고, 일부 피험자의 경우 그 이후에도 일정 기간은 배중심 기능이 크게 떨어지지 않는다는 걸 확인했다.

연구팀은 화이자 백신 접종자 14명의 겨드랑이 림프절에서 초음파 유도 기술로 극소 배중심 샘플을 추출했다. 이들은 모두 신종 코로나에 감염된 적이 없는 사람이었다.

공통으로 샘플을 분리한 시점은 1차 접종 3주 후(2차 접종 직전)와 4주·5주·7주 후였다. 하지만 이 가운데 10명은 15주 후에도 샘플을 제공했다.

1차 접종 3주 후엔 14명 모두 배중심이 형성돼 있었고, B세포는 신종 코로나의 핵심 단백질을 표적으로 삼는 항체를 생성했다.

그런데 부스터 백신을 2차 접종하자 면역 반응이 대폭 강해져 높은 수준에 머물렀다.

1차 접종 후 15주가 지난 시점까지 샘플 제공자 10명 중 8명에게 배중심이 남아 있었다. 이들의 배중심엔 신종 코로나를 표적으로 삼는 B세포도 여전히 존재했다.

다른 화이자 백신 접종자 41명(감염 후 회복 8명 포함)에 대한 별도의 테스트에선 감염으로 생긴 항체의 면역 증폭 효과가 확인됐다.

연구팀은 1차 접종 직전과 4주·5주·7주·15주 후 샘플을 비교 분석했다.

비 감염 접종자는 1차 접종 이후 서서히 항체 수치가 올라가다가 2차 접종 1주 뒤에 정점을 찍었다.

하지만 감염으로 이미 항체를 갖고 있던 피험자는 1차 접종 직후 항체 수치가 급상승했고 고점 수위도 비감염자보다 훨씬 높았다.

논문의 공동 제1 저자인 제인 오 할로란(Jane O'Halloran) 조교수는 "코로나에 감염된 적이 있는 사람이 백신을 맞으면 항체 수치가 증폭하는 효과를 본다"라면서 "코로나19를 앓고 난 사람도 백신을 맞으면 이익이 되는 이유가 여기에 있다"라고 강조했다.