감기 영화로 본 인플루엔자 바이러스의 정체는?

영화 [감기]로 본 ‘인플루엔자 바이러스의 정체?’

| 기사입력 2013-08-22 16:29

여름철 공포영화는 무더위를 이기는 방법으로 많은 사람들의 사랑을 받아 왔다. 최근 들어서는 질병을 소재로 한 공포영화들이 여름철 극장가에 거르지 않고 등장하고 있다. 지난해 연가시의 흥행에 이어 올해는 인플루엔자 대유행을 소재로 한 “감기”라는 영화가 극장에서 화제가 되고 있다. 누구나 걸릴 수 있는 질병인 감기가 재난이 될 수 있다는 설정을 바탕으로 한 것인데 영화 “감기”속의 설정이 현실에서 가능한지 알아봤다.

독감 바이러스와 바이러스 대유행

독감바이러스인 인플루엔자는 호흡기를 통해 감염되어 독감을 일으킨다. 주로 겨울철에 유행하고 고열과 몸살을 동반하는데 독감 자체가 사람을 죽음에 이르게 하는 것은 아니고 심할 경우 폐렴을 일으켜 사망에 이르게 한다. 인플루엔자 바이러스의 표면은 헤마글루티닌(HA: Hemagglutinin)과 뉴라미니데이스(NA: Neuraminidase)라는 돌기형태의 당단백질로 둘러 쌓여 있다. 인플루엔자 바이러스는 헤마글루티닌은 H1 ~ H17, 뉴라미니데이스는 N1 ~ N9로 나뉘는데 바이러스가 어떤 당단백질의 조합을 가졌는가에 따라 여러 아형으로 분류된다. 2009년 세계적으로 유행한 신종플루는 H1N1에 속하며, 최근 중국에서 발생한 조류독감은 H7N9에 속한다.

세계보건기구(WHO)는 인플루엔자 대유행의 규모에 따라 대유행 경보단계를 1단계에서 6단계까지 나누는데 최고 경고등급인 6단계를 ‘판데믹(pandemic; 전염병의 대유행)’이라 한다. 대부분 새로운 인플루엔자바이러스가 출현해 전세계적으로 확산되는 경우인데 독성이 강하거나 대다수의 인구에게 면역항체가 없어 매우 빨리 확산될 수 있다.

역사적으로 가장 악명 높았던 판데믹 인플루엔자는 1918년 스페인독감(사망자 약 2,000~5,000만 명 추정), 1957년 아시아독감(사망자 약 100만 명 추정), 1968년 홍콩독감(사망자 약 80만 명 추정)을 꼽을 수 있다. 2009년에는 4월 멕시코와 미국에서 첫 환자가 발생한 신종 인플루엔자 A(H1N1)가 전 세계를 덮쳤다. 세계보건기구(WHO)는 2009년 6월 신종플루 ‘대유행’ 선언을 내렸고, 1년 2개월 만인 2010년 8월에 이르러서야 대유행 종료를 공식 선언했다. 이 시기 동안 이 바이러스는 214개국에서 발병했고, 최소 1만 8500명의 사망자를 발생시켰다. 당시 국내에서도 신종플루 확진 환자가 75만 명(추정환자는 150만 명)으로 조사되기도 했다.

100%치사율의 바이러스가 있다?

영화 ”감기”는 흔히들 독감이라고 부르는 인플루엔자 바이러스가 돌연변이를 통해 치명적인 질병이 될 수 있다는 가정하에 만들어 진 영화다. 2001년부터 2003년 사이 아프리카 콩고에서 유행한 에볼라바이러스는 치사율 90%를 기록한 바 있다. 2002~2003년 사우디, 요르단, 아랍에미레이트, 영국 등에서 발생한 신종코로나바이러스에 의한 중동호흡기증후군(MERS)의 경우 약 50%의 치사율을 보였다. 그러나 치사율이 50%를 넘는 바이러스는 희귀하다. 그리고 대부분의 치사율이 높은 바이러스는 호흡기를 통해 감염되지 않고, 직접적인 접촉이나 피, 체액을 통해 감염된다.

지난 2002년 미국에서 284명의 사상자를 내 미국전역을 공포로 몰아넣은 웨스트나일 바이러스의 경우에도 치사율은 10~15%정도였다. 이 경우에도 모기를 통해 감염되었다. 에볼라 바이러스는 환자와의 긴밀한 접촉, 즉 감염된 체액이나 분비물 또는 드물게 성적 접촉을 통해 전염된다. 에볼라와 같이 직접적인 접촉을 통해 전달되는 바이러스는 호흡기로 감염이 이루어질 경우보다 바이러스의 확산도가 낮아 치사율이 높아도 통제를 잘 하면 피해를 줄일 수 있다.

사스(SARS)로 잘 알려진 코로나바이러스는 드물게 호흡기로 감염되지만 치명적인 바이러스다. 사스의 경우 9%의 치사율을 보였다. 그러나 호흡기 감염되는 바이러스는 공기 중에 확산되어 전염되기 때문에 환자수가 폭발적으로 늘어나며 사망자수는 에볼라바이러스보다 많았고 그래서 인명피해는 더 클 수밖에 없다. 최근에는 치사율이 50%가 달하는 중동호흡기증후군 코로나바이러스(MERS-CoV)가 출현하면서 사우디아라비아를 중심으로 중동아시아 일대를 공포로 몰아넣고 있다. 그러나 코로나바이러스는 대부분의 경우 일반적인 감기의 흔한 원이지만, 일부 변종(SARS, MERS)의 경우에만 중증폐렴을 초래하여 두드러지는 치사율을 보이고 있다.

그럼 영화 속 바이러스인 H5N1은 어떨까? H5N1바이러스는 지금까지 사람간에는 감염되지 않는 것으로 알려져 있지만 조류를 통해 사람이 감염되어 사망한 사례는 이미 백여건 이상 보고된 바 있다. WHO에 따르면 2007년까지 60%에 이르는 사망률을 보이지만 WHO는 인플루엔자의 특성상 그냥 독감 증상을 앓고 지나간 환자가 많을 것으로 보기 때문에 실제 사망률은 60%에 미치지 못할 것으로 추정하고 있다.

사람간에 감염되는 다른 계절 독감의 경우에는 이보다 현저히 낮은 사망률을 보이고 있다. 계절 인플루엔자의 경우 미국에서 장기간 치사율에 대한 통계를 가지고 있다. 이 자료에 따르면 미국에서 매년 계절인플루엔자로 20여만명이 입원치료를 받으며, 평균 36000여명이 인플루엔자와 관련폐렴으로 사망한 것으로 보고되고 있다. 결국 사망률 100%에 호흡기를 통해 감염되는 바이러스는 현재까지는 존재하지 않으며, 그 가능성도 희박하다.

그러나 변이를 거듭하며 독성이 강해지는 바이러스의 특성상 일정 기간 동안 100%사망률을 보이는 바이러스가 존재할 수 있는 가능성이 완전히 없는 것은 아니며, 독감 즉 인플루엔자는 한번 유행을 하면 수만명이 감염되기 때문에 전 사회적인 의료부담을 가중시키는 원인이 된다.

인플루엔자 백신을 만드는데 얼마나 걸리나?

영화 속의 가정(초당 3.4명 감염, 감염 후 2~3일 내 사망)을 모두 받아들이면 분당인구 48만명을 구할 수 있는 시간은 5일 남짓에 불과하다. 과연 인플루엔자 백신을 만드는데는 얼마나 시간이 소요될까? 결론부터 말하자면 백신을 새로 만들어서 5일내에 환자에게 투약할 수 있는 가능성은 현재로서는 없다.

인플루엔자 백신은 달걀을 이용하여 바이러스를 증식 시킨 후 바이러스만을 정제하여, 포르말린을 가해 감염력을 없앤 것이다. 백신을 주사하면 인체의 면역반응에 의해 바이러스에 대한 항체가 자연 생성돼 인플루엔자에 면역력을 가지게 된다. 이 전통적인 인플루엔자 백신의 생산 과정은 통상 6개월가량 소요된다.

최근에는 동물세포에 바이러스를 배양하는 생산법이 새로이 고안되고 있으나 이 또한 3개월 이상이 소요되는 것으로 알려져 있다. 현재 한국에서는 SK케미칼, 녹십자, 셀트리온 등이 이 기술을 보유하고 있다. 신종인플루엔자는 백신이 개발되기까지 6개월 가량이 소요되기 때문에 이 기간 동안 국가적 차원에서 위험에 노출되게 된다. 그래서 많은 나라들이 판데믹에 대비하기 위해 백신개발을 지원하고 백신이 개발되기 전에 사용할 수 있는 항바이러스제(타미플루 등)를 비축하고 있다.

대유행 독감에 걸리면 2~3일만에 죽는다?

영화 속에서는 바이러스에 감염되면 2~3일만에 죽는 것으로 묘사되고 있다. 그러나 이는 사실이 아니다. 바이러스에 감염된다는 것은 인간이 바이러스 증식의 숙주가 되는 것이지 바이러스 자체가 사람을 죽이는 것은 아니다. 바이러스 감염으로 인해 면역력 약화된 상태에서 폐렴과 같은 2차적인 병이 발생하여 사망하게 되는 것이다. 따라서 체내에 바이러스가 가장 많이 퍼지는데 얼마나 걸리는지 그리고 감염 당시 환자가 어떤 위생, 건강상태에 있는지에 따라 사망까지 이르는 시간은 다를 수 밖에 없다. 특히 바이러스가 체내에서 가장 많이 퍼지는데 일반적으로 7일 가량이 소요되므로 최악의 상황에서도 7일은 지나야 환자가 사망한다고 보는 것이 맞다.

또한 환자의 건강상태에 따라 7일이 아니라 더 오래 생존할 가능성도 있다고 봐야 한다. 현재까지 기록된 H5N1 감염으로 사망한 사람의 경우에도 수주간 고열이 지속된 것으로 보고되고 있고, 사망률이 60%선이라는 점을 생각하면 2~3일만에 모두 사망에 이른다는 설정은 영화적 허구라고 봐야 할 것이다.

또한 H5N1의 경우에도 항바이러스제인 타미플루, 리렌자 등이 어느 정도 작용하는 것으로 알려 져 있어 이런 극단적인 설정은 현실성이 더 떨어진다고 할 수 있다.

영화는 왜 H5N1을 선택했을까?

영화는 흑사병이 퍼진 유럽에서와 같이 바이러스의 확산을 막기 위해 도시폐쇄를 결정한다. 이 바이러스는 감염된 사람의 100%가 2~3일내 사망하는 치명적인 독성을 가지고 있다. 인플루엔자 바이러스를 소재로 한 다른 영화도 다 비슷하지만 아직 알려 진 바가 별로 없는 바이러스 종을 소재로 삼고 있다. 인플루엔자 바이러스를 소재로 한 일본영화 ‘블루타워’는 H17N1바이러스를, 케이블방송 드라마였던 ‘더 바이러스’는 H16N9 바이러스를 소재로 했다. 이 두 바이러스는 잘 알려 진 바이러스가 아니기 때문에 기존에 존재하지 않던 강력한 독성을 가진 바이러스로 영화적 설정을 하는데 자유로울 수 있었을 것이다. 그런데 “감기”는 하필 왜 새로운 바이러스가 아닌 이미 어느 정도 알려 져 있는 H5N1을 바이러스의 설정했을까?

여러 가지 추측이 가능하지만 H5N1이 인류에게 가장 독감의 공포를 강하게 심어 준 스페인 독감과 그 뿌리를 같이하고, 최근 사람에게 감염이 일어나면서 공포감이 커지고 있는 조류독감의 일종이기 때문이 아닐까?

최근 미국의 질병통제예방센터 산하 연구팀은 1918년에 스페인독감으로 죽어 알래스카에 묻힌 한 사망자의 폐에서 독감 바이러스를 채취해 재생시킨 결과, 스페인독감의 H1N1 바이러스는 인체에 치명적인 변종 아미노산들을 현 조류독감 바이러스인 H5N1과 공유하고 있음을 밝혀냈다.

스페인독감은 제1차 세계 대전이 끝난 직후인 1918년에서 1919년 사이에 주로 참전 군인들에 의해 전염되었다. 스페인독감은 당시 전쟁으로 인한 사망자보다 더 많은 인명 피해를 낸, 인류 역사상 최악의 전염병 중 하나다. 중세의 유럽을 황폐화시킨 흑사병(페스트)과 같이 인류를 절망시킨 가장 공포스런 병이었다.

인류를 죽음의 공포로 내몰았던 스페인독감 바이러스가 결과적으로 조류독감의 일종이라는 사실은 또 다시 인류에게 대재앙의 공포감을 안겨주고 있다. 더욱이 '조류독감은 사람에게 직접 감염되지 않는다'는 그간의 정설을 깨고 1997년 사람이 조류로부터 직접 조류독감에 감염된 사례가 발생했고 최근 H7N9에 이르기까지 그 사례들이 점차 늘어나고 있다는 점에서도 H5N1의 대유행은 과학적으로도 공포를 불러내기 충분한 설정이 아니었나 싶다.

바이러스 대재앙, 살처분 이외에 해결책은 없나?

영화 속에서는 바이러스의 숙주가 되는 감염된 사람의 살처분을 통해 바이러스 확산을 막으려는 시도가 묘사되어 있다. 많은 사람들이 영화의 가장 충격적인 장면으로 인간 살처분 장면을 꼽았다. 살처분을 통해 바이러스 확산을 막을 수 있을까? 그리고 그런 예방법이 인간에게도 똑같이 적용될 수 있을까?

우선 살처분이 바이러스의 확산을 막는 한가지 방법이 될 수 있다는 점은 과학적으로 근거가 있다. 그러나 영화가 아닌 실제 상황에서는 바이러스에 감염되었다고 다 죽는 것이 아니기 때문에 너무 잔인할 뿐 아니라 현실적으로 검토할 수 있는 해결책은 아니다.

백신이 개발되기 전까지 바이러스의 확산을 막고 인명을 구할 수 있는 방법은 없는 것은 아니다. 다양한 항바이러스 약제들이 개발되어 있고 경우에 따라서는 매우 효과적이다. 현재 사용 가능한 항바이러스제는 신종플루를 통해 유명세를 탄 타미플루를 포함하는 시알산분해효소 억제제(Sialidase inhibitor), M2 이온채널 차단제, RNA 중합효소 차단제 등이 있다. 그러나 이 약들은 감염된 뒤 48시간 내에 투여되어야 약효를 발휘하고 그 후에는 약을 복용해도 약효가 미미하다. 또한 이 약제들에 대해 내성을 가진 바이러스들이 속속 생겨나고 있다. M2 이온채널 차단제인 아만타딘의 경우 거의 대부분의 인플루엔자 바이러스들이 내성을 가지고 있으며 2009년 계절성 인플루엔자 바이러스의 경우 북미 및 서유럽에서 채취한 H1N1인플루엔자의 90%가 타미플루에 저항성을 보이는 것으로 나타났다. 따라서 제3의 치료제 혹은 예방제가 절실하다.

이 때문에 개발되는 것이 항체치료제다. 항체치료제들은 바이러스의 표면 단백질 중 변이가 일어나지 않는 부위에 붙어 바이러스를 무력화 시킨다. 그래서 많은 제약회사들이 바이러스가 변이를 일으켜도 동일한 효과를 낼 수 있는 항체치료제를 개발하고 있다. 대표적인 회사는 셀트리온을 비롯, 크루셀, 테라클론, 펑셔널제네틱스 등이다.

네덜란드 백신회사 크루셀(Crucell: 최근 존슨앤드존슨에 합병됨)의 경우 계절성 독감 예방 주사를 맞은 사람의 혈액으로부터 항체 유전자를 얻어 그 중 헤마글루티닌(HA)에 결합하는 항체를 선별한 항체신약을 개발 중이다. 이와 다르게 셀트리온과 테라클론은 사람의 면역세포 중 표적항체를 생산해내는 B세포를 분리한 후 해당 항체의 유전 정보를 얻어 형질 전환 세포주를 만드는 방식을 사용하고 있다. 그러나 셀트리온과 테라클론의 후보물질은 각각 항체로 결합하는 타깃이 다르다. 셀트리온이 개발하는 CT-P27은 인플루엔자 바이러스의 헤마글루티닌을 타깃으로 하는 반면, 테라클론은 M2 이온채널을 타깃으로 한다. M2 이온채널은 A형 인플루엔자의 98%에서 발견되는 단백질이기 때문에 더 광범위한 치료효과를 기대할 수 있지만 상대적으로 바이러스 표면에 분포하는 타킷이 될 수 있는 단백질의 수가 매우 적어 약효를 내기위해 많은 양의 약을 투약해야 할 수도 있다.

셀트리온이 개발중인 CT-P27은?

셀트리온이 개발중인 종합인플루엔자 항체치료제 CT-P27은 바이러스의 표면단백질인 헤마글루티닌(hemagglutinin)에 결합하여 바이러스가 세포에 붙는 역할 및 세포로 침투하여 바이러스가 증식하는 역할을 방지한다.

시험관 실험과 동물실험에서 CT-P27은 지난 수십 년간 발생한 유행성 및 계절성 바이러스, 인간에게 전염된 적이 있는 인플루엔자 대부분(H1, H2, H3, H5, H7 및 H9)에 대해 효과를 보이는 것으로 나타났다. 더욱이 이 항체치료제는 타미플루 등 현재 사용되고 있는 약물과 작용기전이 달라 이 약물들에 대해 저항성이 있는 인플루엔자에도 효능을 보일 수 있을 것으로 기대된다.

셀트리온은 2009년 12월 미국 질병관리본부(US CDC)에 이들 항체 샘플을 보내 시험관내 시험 및 동물시험을 거쳐서 가장 좋은 효능을 보이는 항체를 선별했다. 이 시점이 2010년 3월이며 특허 출원 후 공정개발 및 스케일업을 지속적으로 진행하게 된다. 그리고 2011년 5월 신종인플루엔자 범부처사업단(TEPIK) 과제로 선정되어 개발에 박차를 가하고 있다. 2012년말 동물에서의 효능 및 안전성을 확인했으며, 2013년 상반기에 영국에서 임상 1상에 돌입했다. 또한 최근 조류독감이 유행했던 중국에서도 1상임상을 준비 중이다.

CT-P27은 두 항체의 복합 항체치료제이다. CT-P22는 그룹1 (H1N1, H2N2, H5N1, H9N2), CT-P23은 그룹2 (H3N2, H7N2)의 인플루엔자에 효능이 있는 항체들로 두개의 항체약이 서로 간섭을 일으키지 않고 치료효과를 함께 발휘한다는 것을 확인하여 이들을 혼합함으로써 종합항체 치료제를 개발하게 된 것이다.

따라서 CT-P27은 그 동안 유행하였던 모든 인플루엔자에 대하여 치료 효과가 있고 또한 기존의 치료제인 타미플루와 리렌자와 작용기전이 달라 이들에 대해 내성이 있는 인플루엔자에 대해서도 효과가 있을 것으로 보인다. 이런 혁신성 때문에 2009년 9월 미국 질병통제센터(CDC)가 CRADA(Corporative Research And Development Agreement)의 하나로 셀트리온과 CT-P27의 공동개발을 도와왔다. 현재까지 시험한 대부분의 바이러스에 대해서 효능이 확인되었으며, 시기별, 지역별로 많은 수의 바이러스에 대해서 검증 되었다.

<표> 대유행 A형 인플루엔자에 대한 CT-P27 항체치료제의 효과

장익경기자 ikjang@wowtv.co.kr

출처: 한국경제TV 기사제공

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