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[과학자와의 대화] 바이러스 길들이기! 코로나19 언제 종식될까

한국화학연구원은 40년이 넘는 시간 동안 신약 개발 연구에 매진하며 국민 건강을 지켜온 국가 거점 연구소입니다. 특히 감염병 제어기술 연구단은 최근 전 세계를 위협하는 코로나19와 같은 바이러스 치료제 개발에 역량을 집중하고 있습니다. 우리가 흔히 복용하는 아스피린이나 타미플루 역시 화학자들의 합성을 통해 탄생한 결과물입니다. 이처럼 화학 기술은 질병을 진단하고 치료하는 의약학 분야의 핵심적인 토대를 마련하며 감염병 종식을 위한 중추적인 역할을 수행하고 있습니다. 코로나19는 우리 몸의 호흡기 세포를 숙주로 삼아 생존하며, 특히 폐 세포 중에서도 산소 교환이 일어나는 폐포에 침투합니다. 바이러스가 폐 세포 안에서 무분별하게 증식하면 면역 반응으로 인해 염증이 발생하고 고름이 차게 되어 심각한 호흡 곤란을 유발하게 됩니다. 단순히 코나 목에 머무는 것이 아니라 생명과 직결된 폐 기능을 파괴한다는 점에서 그 위험성이 매우 큽니다. 따라서 바이러스의 침입을 막는 것이 무엇보다 중요하며, 이를 위한 마스크 착용과 개인 위생 수칙은 필수적입니다. 현재 코로나19를 완벽하게 제압할 수 있는 치료제는 아직 개발 과정에 있습니다. 렘데시비르가 치료제로 승인되어 사용되고 있지만, 초기 경증 환자에게만 제한적인 효과를 보일 뿐 중증 환자 치료에는 여전히 한계가 존재합니다. 또한 완치자의 혈액을 이용한 혈장 치료법 역시 기증자의 혈액 공급량에 의존해야 한다는 단점이 있습니다. 이러한 상황에서 환자들은 신체의 면역 체계가 스스로 항체를 형성할 때까지 염증을 완화하는 대증 요법에 의존하며 완치되기를 기다리는 힘겨운 과정을 겪고 있습니다. 전 세계가 극찬한 우리나라의 우수한 진단 역량은 과거 사스와 메르스를 겪으며 축적된 장기적인 연구의 결과입니다. 진단의 핵심인 PCR(중합효소 연쇄 반응)은 환자의 검체에서 추출한 미세한 양의 유전자를 여러 번 증폭하여 특정 염기서열의 존재 여부를 확인하는 방식입니다. 이는 종이 한 장의 두께를 재기 위해 여러 장을 겹쳐서 측정하는 원리와 비슷합니다. 국가 차원의 지속적인 연구 개발 투자가 뒷받침되었기에, 위기 상황에서 신속하고 정확하게 감염 여부를 가려낼 수 있는 세계적인 수준의 진단 키트를 보급할 수 있었습니다. 치료제 개발은 크게 두 가지 방향으로 진행되고 있습니다. 첫째는 이미 안전성이 검증된 기존 약물 중에서 효과를 찾는 '약물 재창출' 방식인데, 이는 신약 개발 기간을 획기적으로 단축할 수 있는 장점이 있습니다. 둘째는 질병의 표적을 설정하고 새로운 화합물을 합성하는 정통 신약 개발 방식입니다. 비록 신약 개발에는 10년 이상의 긴 시간이 소요되지만, 현재는 긴급한 상황에 맞춰 모든 연구자가 선택과 집중을 통해 연구에 매진하고 있습니다. 머지않은 시점에 부작용이 적고 효능이 뛰어난 국산 치료제가 탄생할 것으로 기대됩니다. 코로나19와 같은 RNA 바이러스는 DNA 바이러스에 비해 변이가 잦은 편이지만, 다행히 아직은 대응 불가능한 수준의 큰 변이가 보고되지는 않았습니다. 전 세계 국가들이 백신 개발에 사활을 거는 이유는 자국민을 보호하고 막대한 경제적 이익을 창출할 수 있기 때문입니다. 백신은 건강한 사람들이 예방 차원에서 접종하는 것이기에 시장 규모가 매우 크고 국가의 기술력을 입증하는 척도가 되기도 합니다. 비록 개발 과정이 복잡하고 까다롭지만, 고령층과 의료진 등 고위험군을 우선순위로 하여 안전한 백신 보급이 이루어질 것입니다. 면역력은 외부 침입자로부터 몸을 보호하는 중요한 방어 기제이지만, 반드시 높다고 해서 좋은 것만은 아닙니다. 면역 세포가 과도하게 반응하여 정상 세포까지 공격하는 '사이토카인 폭풍' 현상이 발생하면 오히려 신체 조직이 심하게 손상될 수 있기 때문입니다. 특히 흡연이나 기저 질환으로 폐 기능이 저하된 경우 이러한 과잉 면역 반응이 더 치명적으로 작용할 수 있습니다. 결국 최선의 치료는 예방에 있음을 잊지 말고, 개인 위생 수칙을 철저히 준수하며 바이러스와의 공존이 아닌 완전한 종식을 향해 함께 노력해야 합니다.

[KRISS 인터뷰 뒷 이야기] 미생물분석표준팀 김세일 책임연구원

코로나19 바이러스의 RNA를 인공적으로 합성하여 만든 표준물질은 진단 검사의 정확도를 높이는 핵심적인 역할을 수행합니다. 이 물질은 유전체의 양을 정밀하게 정립하여 실제 검사 대상과 비교함으로써 체내에 존재하는 바이러스의 개수를 정확히 파악할 수 있게 해줍니다. 특히 qPCR 진단법에서 상대정량이나 절대정량의 기준점이 되어 환자의 감염 상태를 수치로 환산하는 기능을 담당합니다. 이는 단순히 감염 여부를 확인하는 수준을 넘어 정량적 분석을 가능케 하는 기술적 토대가 됩니다. 표준물질은 진단 키트의 성능을 검증하고 정확한 판독 기준을 마련하는 데 중추적인 역할을 합니다. 양성과 음성을 가르는 경계선을 명확히 설정함으로써 진단 결과의 신뢰도를 확보할 수 있게 하며, 이를 통해 위양성이나 위음성과 같은 오류를 최소화합니다. 개발자는 표준물질을 활용하여 자신이 개발한 진단법을 최적화하고 임상적 유효성을 높이는 지표로 삼습니다. 이는 결과적으로 진단 현장에서 발생할 수 있는 혼란을 줄이고 방역 체계의 정확성을 보장하는 밑거름이 됩니다. 우리나라의 표준물질 개발은 기술력 측면에서 상당한 강점을 보유하고 있습니다. 다른 국가에서도 빠르게 표준물질을 내놓았으나, 국내에서 개발된 물질은 바이러스 전체 유전체의 약 90%를 포함하도록 설계되었습니다. 이는 유전체의 일부만을 포함했던 초기 모델들과 차별화되는 지점으로, 변이나 진단 타깃 유전자가 달라지더라도 유연하게 대응할 수 있는 확장성을 제공합니다. 이러한 포괄적인 설계 덕분에 긴박한 키트 개발 상황에서도 정확한 바이러스 양을 측정하며 임상 시험의 효율성을 극대화할 수 있었습니다. 개발 과정에서 전 세계적인 물류 대란과 시약 품귀 현상으로 인해 많은 어려움이 따랐습니다. 특히 코로나19 초기에는 관련 시약을 구하는 것조차 쉽지 않았으나, 연구팀은 필요한 자원을 조기에 확보하기 위해 발 빠르게 움직였습니다. 평소에 사용하던 일반적인 시약들마저 수급이 불안정한 상황 속에서, 미리 주문하고 도착 즉시 연구에 투입하는 긴박한 과정을 거쳤습니다. 이러한 헌신적인 노력 덕분에 전 세계적으로 정보가 부족했던 시기에도 표준물질을 성공적으로 구축하여 방역 현장에 기여할 수 있었습니다. 감염병 대응을 위한 연구 인프라는 마치 국방과 같이 평상시의 준비가 무엇보다 중요합니다. 전쟁이 일어나지 않는 것이 최선이지만 만약의 사태를 대비해 군대를 유지하듯, 평소에는 무관해 보이는 연구와 인력, 장비들이 구축되어 있어야 위기 상황에서 제 역할을 할 수 있습니다. 당장 눈앞의 성과가 보이지 않더라도 지속적인 연구 활동을 확대하고 인프라를 이해하는 사회적 인식이 필요합니다. 비록 지금은 소강상태일지라도 언제 다시 찾아올지 모르는 위협에 대비해 각자의 자리에서 준비를 이어가는 노력이 절실합니다.

PCR진단

[과학자와의 대화] 바이러스 길들이기! 코로나19 언제 종식될까

한국화학연구원

[KRISS 인터뷰 뒷 이야기] 미생물분석표준팀 김세일 책임연구원

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