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미생물이야기 <다양한 백신>
2013-08-06 12:59:23
이엠생명과학연구원

<다양한 백신>

 

백신이란 일종의 ‘가짜’ 병균이다. 죽거나 기능이 약해진 병균, 또는 그 몸의 일부분이기 때문에 병균으로서의 자격은 엄밀하게 말하여 미달이다. 그러나 이 병균을 몸에 접종하면 몸은 ‘가짜’ 병균을 ‘진짜’로 알고 방어 체계를 가동시킨다. 그 덕에 나중에 ‘진짜 병균’이 몸에 침투해도 이와 대등하게 맞서 싸우는 것이다. 이것을 ‘약독화 백신’, ‘생(生)백신’ 또는 ‘순화백신(attenuated vaccine)’이라고 한다. 이들은 제조 비용이 적게 들고 보통 한 번 접종으로 면역력을 완전하게 얻을 수 있다.

그러나 생백신의 경우 병균의 독성을 없앴다고 해서 그 병균의 생명이 완전히 끊어진 것은 아니다. 그렇기 때문에 어느 순간 병균이 맹독성을 다시 얻지 않으리란 보장이 없는 것이다. 또한 생산비가 많이 들고, 효과가 상대적으로 미약하다.
그래서 등장한 것이 ‘불활화 백신(inactivated vaccine)' 또는 ‘사(死)백신(killed vaccine)’ 요법이다. 생백신이 위험하다면 아예 병균을 죽여서 백신을 만들면 안전하다는 것으로 파스퇴르가 사용한 방법이다.
백신을 제작할 때 포르말린 등의 약품을 이용하여 병원성 미생물을 사멸시키는데 실제로 독감, 콜레라, 백일해, 그리고 광견병 백신은 이런 형태로 만들어지고 있다.
미국과 독일의 경우 소아마비용 백신은 사백신을 활용하는데 그것은 생백신의 부작용 때문이다. 미국의 경우도 초기에는 생백신을 이용해 소아마비를 예방했는데 생백신을 맞은 아이들에게 1년에 5~6건 정도의 부작용이 나타났었다.
그러나 사백신은 생명력이 사라진 병균을 백신으로 만들기 때문에 면역력이 생백신보다 떨어진다는 단점이 있다. 그래서 사백신을 사용할 경우 별도의 면역 증강제를 함께 투여해야 한다. 또 면역 효과가 나오기까지 상대적으로 오랜 시간이 걸리는 것도 단점이다.
위의 것들보다 나중에 개발된 톡소이드(toxoid)는 병원체가 가지고 있는 독소(toxin)에 열을 가하거나 포르말린 등의 약품을 처리하여 독성은 파괴시키고 독소가 특이하게 지니고 있는 면역원으로서의 성질은 그대로 둔 것이다. 결국 인체에 해는 주지 않고, 면역 반응 등의 인체의 방어 기작은 계속 작동할 수 있도록 하여 동일 병원체가 침입했을 때 제거할 수 있도록 한다. 상황에 따라 생백신이나 사백신에 톡소이드의 특성도 부가한 백신도 생산된다.
학자들은 여기에서 중단하지 않는다. 바로 생백신, 사백신보다 더 안전한 백신의 개발에 투입했는데 바로 단백질 백신이다. 병균의 유전자를 떼어 내어 실험실에서 대량으로 복제한 후 이들로부터 만들어지는 단백질을 백신으로 이용한다는 개념이다. 병균이 몸 속에서 단백질을 만들어 내며 활동한다는 것에 착안한 것이다. 현재 사용되는 B형 간염 백신이 바로 단백질로 만든 것이다.
그러나 이 단백질 백신은 안정성은 제일 높지만 면역 효과는 떨어진다. 즉 병균에 대한 항체는 만들어 내지만, 세포 속에 숨은 병균을 파괴하지는 못한다는 단점을 갖고 있다. 많은 학자들이 단백질 백신의 효능을 높이기 위해 연구하고 있음은 물론이다.

▲ 취학 전 아이들의 예방주사, 학교는 집단생활을 하는 곳이므로 각종 유행성 질병 감염에 대비하여 취학 전에 각종 백신을 접종해야 한다(사진 이은정). ⓒ 일반적으로 신생아에서 노인까지 누구나 10종 이상 백신이 투여된다. 우리나라를 비롯한 세계 각 국에서는 ‘표준백신접종지침’등을 제정해 백신 접종 확대에 노력한 결과, 각종 전염병에 걸릴 확률은 20세기 초에 비해 90%이상 감소했다.
현재 세계 각 국에서는 국가 주도의 전략적인 백신 접종사업을 통해 디프테리아, 파상풍, 천연두, 소아마비, 홍역, 유행성이하선염, 풍진 등을 유명무실한 질병으로 만들었다. 소아마비의 경우, 미국에서 1950년대엔 한 해 평균 1만 6천여 명이 발병했으나 1955년쯤부터 백신이 보급되어 60년대엔 1,000명 이하로 줄더니 1998년에는 단 한 명도 발병하지 않았다. 홍역도 1960년까지 매년 50만여 명이 발생하여 그 중 400여 명이 사망했지만 1998년에는 겨우 89명이 발병했을 뿐이다.
물론 근래 전 세계적으로 거의 자취를 감췄던 소아마비가 아프리카 전역, 중동, 남아시아로 확산되고 있다는 사실이다. 2003년 소아마비는 니제르, 이집트, 인도, 파키스탄, 아프가니스탄, 나이지리아 6개국에 집중됐는데 타 10여 개 국으로 다시 확산되기 시작했다는 설명이다. 특히 소아마비가 다시 출현한 인도네시아는 10여 년 전부터 소아마비 바이러스가 자취를 감춘 국가다.

▲ 영화 「아웃브레이크」, 전염병이 발생하면 지독한 감염인자와 접촉하게 될 현장의 의료 연구진은 철저한 보호 장비를 갖추어야 한다는 것을 영화는 잘 보여주고 있다. ⓒ 소아마비가 다시 등장한 것은 2003년 중반 이후 나이지리아 북부 여러 지방에서 백신 캠페인을 중단했기 때문이다. 회교도가 다수인 카노주와 몇몇 주들에서는 ‘예방접종 캠페인이 이슬람교를 말살시키려는 음모며 백신은 불임을 일으키고 백신에 에이즈 바이러스가 들어있다’는 소문이 돌면서 예방접종이 중단된 것이다.
소아마비는 위장 바이러스에 의한 감염으로 발생하며 사람들 간 전염이 가능하다. 바이러스는 신경세포를 파괴해 치명적인 마비가 일어난다. 현재로서는 치료방법은 없으며 예방만 가능하다. 백신의 중요성을 알려주는 증거로 자주 제시된다.
인간의 오묘한 질병 방어 체계를 연구한 현대학자들은 면역능력을 다음과 같이 설명하고 있다.
인체는 적군이 침입하면 자동으로 섬멸전을 벌이는 2단계 국방시스템을 준비하고 있는데 이것을 면역이라고 부른다. 침입자가 독성이 약하거나 소규모인 좀도둑 수준일 때는 1단계 작전으로 충분하다. 모기가 물면 즉시 빨갛게 붓는 것도 모기의 독이라는 좀도둑에 대항하기 위해 면역세포가 밀집한 혈액이 모여들기 때문이다. 그런 좀도둑은 이런 정도로도 퇴치가 충분하다.

침입자가 최소 무장공비 수준이라고 판명되면 인체는 2단계 작전에 돌입한다. 무장공비 세균들은 워낙 독성이 강하거나 병력이 많아 1단계 경찰력을 압도하고, 은신하거나 변장을 거듭해 감시망을 피해 우리 몸 곳곳에서 치열한 전투를 벌인다. 바이러스가 계속 변종을 만드는 것이 변장의 대표적인 사례다.




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