에이즈로부터 코로나 19에 대한 교훈을 얻다

Illustration by 김명호

“우리는 지금 인간 대 미생물의 역사적 싸움에 있어 또 하나의 치명적인 사건을 겪고 있습니다. 이 전투는 인류 진화와 역사의 흐름을 형성해 왔습니다. 우리가 마주하고 있는 적은 아주 작은 바이러스입니다.” 1985년 9월 26일 미 상원 분과위원회 앞에서 나는 이런 말을 했다. 나는 에이즈에 대해 이야기하고 있었지만, 오늘 우리가 직면하고 있는 코로나바이러스에 대해서도 같은 말을 할 수 있다.

모든 바이러스가 그런 것처럼 코로나바이러스는 전문적인 코드 파괴자(code cracker)다. 이 SARS-CoV-2(이하 코로나19 바이러스)는 분명 우리의 유전자를 깨트렸다. 자신의 생태적 틈새에서 적응하기 위해 계속해서 DNA 실험을 하는 영리한 생물학적 기계로서 바이러스를 생각해보자. 이 바이러스는 인간의 가장 취약한 세 가지 지점에 작용하면서 대유행의 원인이 되었다. 우리의 생물학적 방어, 사회적 행동의 군집화 그리고 들끓는 정치적 분열이 그것이다.

미생물과의 대결은 앞으로 몇 년, 몇십 년 후엔 어떻게 전개될까? 사망, 진행 중인 질병, 부상 및 기타 장애에서의 인명 피해는 얼마나 될까? 새로운 백신과 치료법이 이 바이러스를 억제하거나 근절하는데 얼마나 효과적일까?

누구도 말할 수 없다. 그러나 에이즈를 일으킨 HIV(human immunodeficiency virus, 인체면역결핍바이러스. 이하 에이즈 바이러스)와의 오랜 싸움에서 얻은 몇 가지 교훈은 앞으로 닥칠 일을 시사한다. 에이즈는 인간이 직면했던 최악의 재앙 중 하나였다. 코드 파괴자로서 에이즈 바이러스는 전문가다. 2019년 말까지 이 바이러스로 인한 전 세계 사망자 수는 약 3300만 명이었다. 모두 7600만 명의 사람들이 감염되었고, 과학자들은 매년 170만 명의 사람들이 바이러스에 감염될 것으로 추정하고 있다.

그러나 우리는 과학적 방어가 이룬 성취에 감사해야 한다. 현재 약 3800만의 에이즈 환자 중 2500만 명이 완전한 항레트로바이러스 치료를 받고 있다. 이를 통해 그들은 질병을 예방하고 바이러스를 잘 억제함으로써 더 이상의 바이러스를 전염시키지 않을 것이다. 이 치료법은 대부분의 나라에서 이용 가능하다. 따라서 나는 사하라 이남의 아프리카에서 2500만 명 이상 에이즈 감염이 발생하지 않는다고 장담할 수 있다.

에이즈와의 전쟁을 통해 의사, 바이러스학자, 역학자, 공중보건 전문가들은 현재 벌어지고 있는 전투에 적용할 수 있는 중요한 교훈을 배웠다. 예를 들어, 백신은 결코 보장할 수 없고 치료제가 우리의 가장 중요한 무기가 될 수 있다는 것을 보았다. 인간 행동은 어떤 질병 퇴치 노력에 있어서도 중요한 역할을 하며 인간의 본성을 간과할 수 없다는 것을 발견했다. 또한 이전의 판데믹에서 쌓은 지식과 도구를 기반에 두는 것이 얼마나 중요한지를 보았다. 이는 판데믹이 끝난 후에도 연구를 계속 지원해야만 가능한 전략이다.

 

백신 개발을 위한 도전

 

인체에서 에이즈 바이러스가 어떻게 작용하는지에 대한 초기 관찰은 백신 개발이 길고 어려운 도전이 될 것임을 보여주었다. 에이즈가 발발하자 우리는 감염자의 항체 수치와 T세포(침입자와 전쟁을 벌이는 백혈구)를 추적했다. 환자들은 두 수치 모두 높은 수준을 나타내며 믿을 수 없을 정도로 활발한 면역 반응을 보였다. 이것은 우리가 다른 어떤 질병에서 보았던 것보다도 더 강력한 면역 반응이었다. 그러나 아무리 최대한으로 작동한다 하더라도 인체 면역계는 에이즈 바이러스를 완전히 제거할 정도로 충분히 강하지는 않았다.

한번 감염된 후 오랫동안 면역이 유지되는 ‘치고 빠지는’ 폴리오 바이러스와 달리 에이즈 바이러스는 ‘붙들고 늘어지는’ 바이러스다. 감염이 되면 병원체는 면역계를 파괴할 때까지 몸 안에 머물기 때문에 가벼운 감염에도 무방비 상태가 된다. 게다가 에이즈 바이러스는 빈틈없는 상대로 우리의 면역 반응을 피하기 위해 계속해서 진화한다. 이것은 백신이 불가능하다는 것을 뜻하지는 않았지만, 쉽지는 않다는 의미다. 비록 1980년대에 에이즈가 강타했을 땐 분명 백신을 개발할 수 있다고 보았지만 말이다. "불행히도 누구도 에이즈 백신을 만들 수 있다고 확실히 예측할 수 없었습니다.”라고 1988년 대통령 직속 에이즈 판데믹 위원회에서 증언했다. “그렇다고 해서 에이즈 백신을 만드는 것이 불가능하다는 말은 아니며, 다만 우리는 성공을 확신할 수 없다는 뜻일 뿐입니다.” 30년 이상 지난 지금도 에이즈 감염을 예방할 효과적은 백신은 없다.

*에이즈 바이러스는 자신의 유전자 정보(RNA)를 면역세포에 삽입해 계속해서 증식하고, 감염된 면역세포는 점차 죽게 된다. 5~10년간의 잠복기 동안 이러한 과정이 반복되며 면역세포는 지속적으로 줄어들어 결국 면역계가 망가진다(면역결핍 상태).

우리가 코로나19 바이러스에서 본 바로는, 그것은 우리의 면역계와 복잡한 방식으로 상호작용을 하는데, 어떤 면에서는 소아마비 바이러스 또 다른 면에서는 에이즈 바이러스와 닮아 있다. 거의 60년 동안 코로나 바이러스를 관찰한 바로는 우리의 면역계가 이들을 제거할 수 있다는 것을 알고 있다. 코로나19 바이러스도 대체로 그런 것 같다. 그러나 에이즈 바이러스와 마찬가지로 감기를 일으키는 코로나바이러스는 나름의 속임수도 가지고 있다. 그들 중 하나에 감염되도 같은 종의 바이러스에 의한 재감염이나 증상에 면역이 주어지지 않는 것 같다. 그래서 동일한 감기 바이러스가 매 계절마다 되돌아오는 것이다. 이러한 코로나바이러스는 소아마비 같이 ‘치고 빠지는’ 바이러스나 에이즈와 같이 ‘잡고 늘어지는’는 바이러스가 아니다. 나는 그것을 ‘겪은 걸 까먹는’ 바이러스라고 부른다. 일단 제거되면 우리의 몸은 이 적과 싸운 경험이 있다는 것을 잊어버리는 경향이 있다. 코로나19 바이러스와 관련한 초기 연구는 이 녀석도 그 사촌들과 매우 유사하게 행동한다는 것을 암시했다.

레트로바이러스의 감염 메커니즘

코로나19 백신을 개발하기 위한 길은 장애물로 가득 차 있을지도 모른다. 코로나19에 감염된 이들 중 몇몇은 바이러스를 제거할 수 있는 중화 항체를 만들지만 모두가 그런 건 아니다. 백신이 모든 사람에게 그러한 항체를 만들도록 자극할지는 아직 알 수 없다. 게다가 우리는 그 항체가 얼마나 오랫동안 지속될지도 모른다. 우리 스스로 결과에 확신을 갖고 말할 수 있는 데이터를 쥐려면 2, 3년이 걸릴 것이다.

또 다른 도전은 코로나19 바이러스가 비점막을 통해 어떻게 신체 안으로 침투하는 가다. 현재 개발 중인 코로나19 백신은 코를 통한 감염을 예방할 수 있는 능력을 보여주지 못했다. 인간이 아닌 영장류에서 일부 백신은 이 질병이 폐로 퍼지는 것을 막을 수 있었다. 그러나 이 연구들은 동일한 약이 인간에게서 어떻게 작용할지 말해주는 것은 별로 없다. 인간에서의 코로나19는 원숭이에서완 매우 다르다. 원숭이는 코로나19에 감염되도 눈에 띄게 아프지 않다.

우리는 에이즈를 겪으며 에이즈뿐만 아니라 인플루엔자와 심지어 소아마비를 포함해 다른 많은 바이러스의 유입을 완전히 막으려는 시도는 효과가 없다는 것을 배웠다. 백신은 화재경보기와 같은 역할을 한다. 화재가 발생하는 것을 예방하기보다는 일단 불이 난 후에 면역계를 불러온다.

세계는 코로나19 백신에 희망을 걸고 있다. 올해 안에 과학자들은 ‘성공’을 발표할 듯 하지만 말처럼 간단하지는 않을 것이다. 내가 썼던 것처럼 러시아의 관료들은 코로나19 백신을 승인했다고 보고했다. 효과가 있을까? 안전할까? 오래 지속될까? 아마도 오래 걸리진 않겠지만, 당장은 그 누구도 곧 등장할 백신에 대해 이러한 질문에 설득력 있는 답을 내놓지는 못할 것이다.

우리는 1980년대 이후 분자생물학 도구로 괄목할 만한 발전을 이루었지만, 인간 시험은 여전히 약물 개발의 가장 느린 부분으로 남아 있다. 그렇긴 해도 에이즈 연구를 위해 만들어진 기반 시설은 현재 시험 과정을 가속화하고 있다. 전 세계 3만 명의 자원봉사자들이 새로운 에이즈 백신 후보에 대한 연구를 위해 국립보건원이 구축한 네트워크에 참여하고 있으며, 이 네트워크들은 코로나19 백신의 초기 테스트에도 활용되고 있다.

의사들은 죽음을 앞둔 환자를 치료할 때 약이 환자를 아프게 할 수 있지만 생명을 구할 수 있다면 위험을 기꺼이 감수한다. 그러나 병을 예방하기 위해서라면 의사들은 꺼릴 것이다. 환자에게 더 큰 해를 끼칠 가능성이 너무 높기 때문이다. 수십 년 동안 에이즈 감염을 예방하기 위한 백신 연구가 치료제 개발에 뒤쳐져 온 이유다.

 

치료에 집중하기

 

이 약들은 이제 믿을 수 없는 성공 스토리로 자리 잡고 있다. 최초의 에이즈 치료제들은 연쇄종결반응약물(chain terminator drugs)로 알려진 핵산 억제제였다. 이 약은 에이즈 바이러스가 면역 세포의 DNA에 자신의 RNA를 복사하는 데 있어 추가적인 “연쇄종결반응(Chain termination)” 뉴클레오티드를 삽입해 DNA에서 에이즈의 유전자 사슬이 늘어나는 것을 막았다.

1990년대까지 우리는 환자들이 에이즈에 노출된 직후 감염을 통제하기 위해 약을 조합해 사용하는 것에 익숙해졌다. 첫 번째 약인 AZT(아지도티미딘)은 실수로 바늘에 찔려 오염된 혈액에 감염된 의료종사자들에게 즉시 효과가 있다는 것을 발견했다. 산모와 태아 간 전염을 줄이는 데도 사용되었다. 예를 들어 당시 에이즈에 걸린 산모에 대한 산전 치료로 감염된 출산아 수를 2/3 정도 줄였다. 오늘날 복합적인 화학요법은 산모와 태아 간 전염을 감지할 수 없는 수준으로 감소시키고 있다.

다음 약들은 단백분해효소 억제제(protease inhibitors)였는데, 그중 하나는 내가 개발하는 데 도움을 주었다. 첫 번째 약은 1995년에 도입되었고, 다른 약을 결합해 환자를 치료했다. 이 약들은 바이러스가 자신의 긴 전구 단백질을 짧은 길이의 활성 요소로 자르는데 쓰는 프로테아제(protease, 단백질 분해효소)를 억제했다. 이러한 약들은 바이러스가 DNA를 증식하는 데 있어 도움이 되는 바이러스의 중합효소(polymerases: DNA, RNA 형성의 촉매가 되는 효소)를 억제하지만, 근본적인 문제가 있다. 우리의 몸 또한 정상적인 기능을 위해 프로테아제를 사용하며, 우리는 우리의 핵산을 복제하기 위해 중합효소가 필요하다. 바이러스의 단백질을 억제하는 약은 또한 우리의 세포를 대상으로도 똑같이 작용한다. 약이 바이러스 표적을 억제하는 정도(concentration)와 인간의 단백질을 해하는 정도의 차이를 치료 지수(therapeutic index)라고 한다. 치료 지수는 그 약이 환자에게 과도한 부작용을 일으키지 않으면서 바이러스에 대해 효과적인지 볼 수 있는 창문이 된다. 그 창은 모든 중합효소와 단백질 분해효소에서 다소 좁다.

단백분해효소 억제제의 원리

현재 에이즈 치료의 최적 기준은 항레트로바이러스 치료법이라고 불린다. 환자들은 다른 방식으로 에이즈 바이러스를 공격하는 최소한 세 가지 다른 약물을 혼합해서 복용한다. 그 전략은 우리가 암 퇴치에서 얻은 초기 성공에 바탕을 두고 있다. 1970년대 후반에 나는 하버드 대학의 다나-파버 암 연구소에서 암 환자를 치료할 신약 개발 연구부서를 설립했다. 암은 시간이 지남에 따라 단일 약물에 대한 내성이 생겼지만, 약의 조합은 암의 속도를 늦추거나 멈추거나 혹은 암을 죽이는 데 효과적이었다. 우리는 에이즈에서 화학치료제 조합에 대한 동일한 교훈을 얻었다. 

1990년대 초까지 최초의 조합 에이즈 치료제는 감염된 사람들의 생명을 구하는 것이었다. 오늘날 에이즈 감염은 과거의 사형선고와는 거리가 멀다. 이제 환자들은 에이즈의 영향을 거의 받지 않으며 살 수 있다. 

우리는 이미 단일 약물에 대한 내성이 코로나19 치료를 방해할 것임을 알고 있다. 우리는 초기 실험실 연구에서 단일 항 코로나19 약물에 대한 저항력이 급속히 발달하는 것을 보아왔다. 에이즈, 암과 마찬가지로 우리는 이 질병을 치료하기 위해 약의 조합이 필요하다. 현재 생명공학 및 제약 산업의 목표는 바이러스의 각각 다른 기능을 목표로 하는 일련의 매우 강력하고 구체적인 약품을 개발하는 것이다. 에이즈 바이러스에 대한 수십 년의 연구는 그 길을 보여주었고 우리에게 궁극적인 성공에 대한 자신감을 주었다.

 

인간 행동

 

에이즈 전염병을 이해하고 대항하기 위해 노력하면서 1980년대 초에 의사 겸 바이러스학자 로버트 레드필드(현재 질병관리본부장이고)와 나는 좋은 친구가 되었다. 우리는 전 세계의 많은 정치인들이 에이즈를 자국민에 대한 위협으로 인식하기를 거부하지만, 군대는 예외라는 것을 재빨리 인식했다. 거의 모든 나라에선 에이즈를 군대와 전투능력에 대한 심각한 위험으로 간주하고 있으며 잠재적인 미래에 들이닥칠 군예산의 엄청난 유출로 간주했다. 그들의 견해는 “우리 스스로 아무것도 못 보는 척하지 말고, 군인이 성자인 척도 하지 말자. 그들은 그렇지 않다. 군인도 보통의 사람이다.” 당시 월터 리드 육군 병원의 레드필드는 에이즈 감염에 대한 미군 전체를 검사하는 프로그램을 설계하고 관리하는 것을 도왔다(이 실험의 결과는 논란이 있었지만, 양성반응을 보인 신병들은 군 복무가 금지되었다). 

그 당시에는 효과적인 약이 없었다. 에이즈는 감염자의 90% 이상을 죽였다. 부부가 검사를 받고난 후 한 배우자는 감염되고 상대편은 감염되지 않았다는 것을 알았을 때 의사들은 가장 강력한 용어를 사용해 그들에게 콘돔을 사용하도록 충고했다. 나는 그 충고를 받아들이는 사람이 1/3도 안된다는 것을 알고 깜짝 놀랐다. “그들의 남편이나 아내가 보호받지 못하는 섹스로 인해 치명적인 위험에 노출된다는 사실에도 반응하지 않는다면 정말 곤란한 상황”이라고 나는 생각했다. 그 후 5년 간 감염되지 않은 배우자의 3/4 이상이 에이즈에 감염되었다.

나는 항상 이 경험을 현실에 대한 희망을 심어주는 길잡이로 사용해 왔다. 섹스와 육체적 연결을 위한 추진력인 인간의 성(性)은 우리 본성 깊이 내재되어 있다. 나는 1980년대에 사람들이 주요한 방식에 있어 자신의 성적 행동을 바꿀 가능성이 매우 낮다는 것을 알았다. 19세기에 사람들은 매독에 어떻게 감염되고, 이것이 얼마나 심각한 질병인지를 알았다. 그러나 매독은 20세기 초에도 여전히 미국 시민의 최소한 10-15%를 감염시켰다. 사람들은 매독을 어떻게 예방하는지 모르지 않았다. 그들은 그에 따라 생활 방식을 바꾸지 않았던 것이다. 

마찬가지로 코로나19에서도 잘 언급되지 않는 성역학이 있다. 성은 사람들을 집에서 끄집어내 술집과 파티로 내모는 것의 일부다. 누구나 맥주 한 잔에 대한 갈망은 안전한 자기 집에서 해소할 수 있지만 다른 욕구, 특히 젊고 독신이며 혼자 사는 경우에는 쉽게 만족할 수 없다. 우리의 공중보건 전략은 이 사실을 무시해선 안된다.

우리가 에이즈 대유행의 한가운데서 배운 것과 같은 교훈은 오늘날 코로나19에서 젊은 사람들의 행동 변화를 돕는데 적용할 수 있다. 위험을 인식하고, 당신의 배우자와 필요한 예방조치를 취하는 것이다. 감염되도 크게 아프지 않을 것이라는 잘못된 가정 아래 행동하는 많은 젊은이들이 있다. 이 믿음은 사실이 아닐뿐더러, 심지어 증상이 없는 사람이라도 심각하고 지속적인 피해를 입을 수 있다. 그러나 더 많은 사람들이 위험을 이해할수록 그들은 자신과 다른 사람들을 보호하는 데 필요한 조치를 취할 가능성이 더 커진다. 우리는 에이즈에서 이런 일이 일어나는 것을 보았다.

 

자금 조달

 

세계 전문가들에게 코로나19 바이러스에 관한 상세한 분자 생물학이나 그러한 의미에서 다른 코로나 바이러스에 대해 무엇을 알고 있는지 물어보면, 그들은 마땅히 해줘야 할 답을 갖고 있지 못하다. 왜일까? 정부와 산업계가 2006년 제1차 사스(SARS, severe acute respiratory syndrome: 중증급성호흡기증후군) 대유행 이후 코로나바이러스 연구비 지원을 중단했기 때문이다. 미국뿐만 아니라 중국, 일본, 싱가포르, 홍콩 및 중동 (S사스 및 메르스의 영향을 받은 국가)의 모든 자금 지원 기관은 코로나 바이러스의 위협을 과소평가했다. 일선에서 사스, 메르스(MERS, Middle East respiratory syndrome: 중동호흡기증후군)와 싸웠던 많은 사람들로부터 명확하고 지속적인 경고의 목소리에도 불구하고 자금은 고갈되었다. 코로나19 바이러스에 대해서도 가능성이 유망했을 항(anti)사스 및 메르스 약물의 개발은 자금 부족으로 인해 미완의 상태로 남았다. 

8월 중순 현재 전 세계적으로 77만 6천 명이 사망하고 2200만 명이 감염되었다. 우리는 자금 지원에 박차를 가할 모든 동기를 가지고 있다. 미국은 백신과 치료제 발견을 촉진하기 위한 연구를 위해 지난봄에 서둘러 자금 지원을 시작했다. 하지만 그것으로 충분할까?

우리는 에이즈 위기에서 기존에 구축되어 있는 연구 파이프라인이 중요하다는 것을 배웠다. 1950년대, 1960년대, 1970년대 암 연구는 에이즈 연구를 위한 기반을 구축했다. 정부는 대중의 우려에 대응하여 그 수십 년 동안 암 연구에 대한 연방정부의 자금지원을 급격히 증가시켰다. 이러한 노력은 1971년 의회가 리처드 닉슨 대통령의 국가암법(National Cancer Act)을 승인함으로써 절정에 달했다. 오늘날 가치로 100억 달러에 해당하는 16억 달러의 암 연구를 위한 투자는 1980년대 에이즈를 식별하고 이해하는 데 필요한 과학을 구축했다. 물론 당시 그러한 보상을 예상한 이는 아무도 없었다. 

1980년대에 레이건 정부는 에이즈에 대해 이야기하거나 에이즈 연구에 많은 공적 자금을 투입하는 것을 원하지 않았다. 로널드 레이건 대통령이 에이즈에 대해 처음으로 주요 연설을 한 것은 1987년이었다. 그의 첫 번째 정부에서는 에이즈 연구를 위한 자금이 부족했다. 분자 생물학을 해독하는 일에 기꺼이 경력을 걸려는 과학자는 거의 없었다. 그러나 배우 록 허드슨이 에이즈 감염으로 심각한 병을 앓고 있다는 소식이 전해지자, 공화당 소속의 상원의원 테드 스티븐스는 민주당 상원의원 테드 케네디, 배우 엘리자베스 테일러, 나, 그리고 다른 몇 명과 함께 에이즈 연구를 위한 1986년 회계 예산 3억 2천만 달러를 추가하기 위한 효과적인 캠페인을 벌였다. 상원의 공화당 지도부인 배리 골드워터, 제시 헬름스, 존 워너 등이 우리를 지지했다. 그 돈은 흘러갔고, 뛰어난 과학자들이 서명했다. 나는 현재 우리나라에서 코로나19와의 싸움을 이끌고 있는 의사 앤서니 파우치와 함께 최초로 의회가 후원한 이 에이즈 연구 프로그램을 설계하는 것을 도왔다. (그리고 세계적으로 에이즈의 예방과 치료에 가장 큰 공헌을 한 사람이 있다면 그 사람은 파우치다.)

1980년대와 현재의 대응에 있어 한 가지 차이점은 이 전 세계적 질병에 맞서기 위해 필요한 조치를 취하지 못했을 때 대통령과 백악관 직원들에 대해 공화당 의원들은 더 기꺼이 맞섰다는 것이었다. 예를 들어 스티븐스는 에이즈 감염으로부터 미군을 비롯한 군과 비밀경호국의 다른 병력들을 가능한 한 보호하는 것이 자신의 임무라고 결정했다. (번역 김명호)

 

*저자 윌리엄 A. 하셀타인(William A. Haseltine)은 전 하버드 의대 교수로 하버드대 암 및 에이즈 연구학과의 설립자다. 그는 또한 글로벌 보건 싱크탱크인 ACCESS Health International의 의장 겸 회장을 맡고 있다. 그는 십여 개 이상의 생명공학 회사를 설립했으며, 가장 최근에 <A COVID Back to School Guide: Questions and Answers for Parents and Students>와 <A Family Guide to COVID-19: Questions and Answers for Parents, Grandparents and Children>를 출판했다. 

 

* 번역. 원문

https://www.scientificamerican.com/article/lessons-from-aids-for-the-covid-19-pandemic/