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코로나 사이언스: 팬데믹에서 엔데믹으로(코리아 팬데믹 시리즈 5)
기초과학연구원 동아시아
16,000
책 소개

중국산 백신은 왜 효과가 없을까?
코로나19 바이러스와 백신 그리고 달라진 세계

세계 각국 각사에서 저마다 백신 개발에 뛰어들면서 “어떤 백신이 효과가 좋을까” 하는 궁금증 역시 생길 수밖에 없었다. 세계 최초로 임상 1상에 들어간 것은 중국의 시노팜(Sinopharm)에서 개발한 백신이다. 중국, 동남아시아, 남미 등을 비롯한 개발도상국에서 주로 접종이 이루어졌으나 그 효능에 대한 논란이 잇달아 번졌다. 그런데 사실 백신의 효능은 그저 단순히 백신의 예방률을 줄지어서 결정할 수 있는 것이 아니다. 각 백신의 효능 차이는 기실 각 백신의 유형과 크게 결부되어 있다. 가령 시노팜과 시노백 백신은 사백신이다. 열이나 방사선, 화학물질 등으로 비활성화시킨 병원체를 직접 주입함으로써 면역 반응을 유도한다. 병원체가 살아 있지 않으므로 백신으로 주입한 병원체가 증식하지도 않고, 질병을 일으키지도 않는다. 이미 존재하는 병원체를 이용한 백신이기에 개발 속도가 빠르고 안정성이 높지만, 대신에 면역 반응이 적고 지속 기간이 짧다. 말하자면 이들 백신이 시간이 흐름에 따라 효능이 떨어지는 것은 사백신이라는 유형에서 기반한 태생적인 한계다. 한편 화이자와 모더나 등에서 개발에 성공하면서 조명을 받은 mRNA 백신이나 DNA백신은 핵산(Nucleic acid) 백신으로 분류된다. 병원체의 항원에 관한 정보를 담은 유전물질을 전달하는 방식으로 작동한다. 무엇보다 백신 생신이 빠르고 장기간 면역 반응을 유도할 수 있다는 게 큰 장점이다. 각 백신에는 개발 방식에 따라 각기 다른 특성이 있다. 방역당국 만이 아니라 개개인 또한 이러한 점들을 알아야 한다. 기초과학에 관한 지식은 위기 상황에서 안전한 삶을 꾸려나가기 위한 무기가 된다.
이는 《코로나 사이언스: 팬데믹에서 엔데믹으로》에서 이야기하는 풍부한 정보의 빙산이 일각이다. 전작인 《코로나 사이언스》가 코로나19 바이러스의 정체와 발생 원리를 밝히는 데 주목했다면, 이번에는 진일보한 진단 방식과 백신, 치료제 등에 초점을 맞췄다. 반려동물의 코로나19 감염 문제, 수리통계학적으로 본 코로나19 방역 모델링, 코로나 팬데믹이 지구 기후에 미친 영향, 감염병과 외상후스트레스장애(PTSD)와의 관계 등, 한결 다른 시각으로 코로나19를 분석하는 시도 또한 시사적이다. 고규영 IBS 혈관 연구단 단장, 김빛내리 RNA 연구단 단장을 비롯한 대한민국 굴지의 기초과학자들이 다시 한번 힘을 모아 대중들에게 정확하고 신속한 정보를 전달하기 위해서 뭉쳤다. 이들이 전망하는 것은 단순히 파편화된 과학적 지식이 아니라, 코로나19가 바꿔놓은 세계 그 자체이다. 앞서 “코로나19가 완전히 종식되기는 어려울 것 같다. 앞으로는 주기를 두고 나타나는 사스코로나바이러스-2에 의한 감염에 잘 대응하며 살아갈 방안을 찾아야 한다”라고 전망한 고규영 단장의 말처럼, 우리는 코로나19와 더불어 사는 ‘코로나 엔데믹’ 시대를 맞이했다. 이 부정할 수 없는 현실 앞에서, 기초과학 지식은 안전을 보장하기 위한 최소한의 자구책이다. 그리고 《코로나 사이언스: 엔데믹에서 팬데믹으로》가 여기에 앞장설 것이다.

IBS 한국바이러스기초연구소 출범!
10주년을 맞이한 IBS와 날개를 달고 도약하는 바이러스 연구

2021년 7월 1일, 드디어 IBS 한국바이러스기초연구소가 문을 열었다. ‘바이러스 연구’라는 분야가 그다지 대중적으로 인지도가 있거나 화제가 되기 쉬운 학문 분과가 아니라는 점을 고려하면 몹시 고무적인 일이다. 미국이나 영국 등 해외 선진국에는 바이러스를 전문으로 연구하는 기관이 이미 존재했으나, 우리나라에서는 코로나 팬데믹이 터진 이후에야 비로소 논의가 진전될 수 있었다. 어쩌면 이러한 지연으로 인해 한국이 이번 사태에서 게임 체인저가 될 백신과 치료제 개발을 자력으로 해내지 못했으며, 백신 수급을 타국에 의존할 수 밖에 없는 현실을 만들었을지도 모른다고 생각하면 안타까운 일이다. 가령 살아 있는 사스코로나바이러스-2를 다루기 위해서는 생물 안전 3등급(BSL3) 이상의 연구 시설이 필요하다. 그러나 한국바이러스기초연구소 개소 전에는 IBS에 BSL3 이상의 시설이 없어, 다른 연구소의 시설을 일시적으로 빌리는 경우를 제외하고는 BSL2 시설에서 할 수 있는 연구만을 진행할 수밖에 없었다. 그런 열악한 상황에서도 사스코로나바이러스-2의 유전자 지도를 완성해내는 등 성과를 창출한 것은 고무적이나, 이러한 한국의 연구진들에게 좀 더 많은 기회가 주어졌더라면 우리나라가 세계를 선도하는 게임 체인저가 될 수 있지 않았을까 하는 아쉬움 또한 남는다.
그러나 질병이 휩쓸고 간 폐허를 수습하는 것이 아니라, 다가올 질병을 미리 예방하고 견딜 수 있는 체력을 만드는 것이야말로 기초과학이 할 수 있는 진정한 역할이다. 앞으로 들이닥칠지도 모르는 코로나21, 코로나22를 생각하면 지금의 시작은 결코 늦은 게 아니다. 2021년 11월 19일, IBS는 창립 10주년을 맞이한다. 지금 이순간도 바이러스만이 아니라 각 분야의 기초과학 연구에 매진하고 있는 과학자들의 노력은 ‘안전하고 ?V요로운 대한민국’의 모습으로 돌아올 것이다.

가짜뉴스를 반박할 진짜 과학
_이영완(한국과학기자협회 회장, 조선일보 과학전문기자)

해마다 10월이면 전 세계 과학자들의 눈이 스웨덴으로 쏠린다. 노벨상이 발표되는 시즌이기 때문이다. 기자들은 그동안 취재를 통해 그해의수상자를 점쳐본다. 노벨상은 보통 수십 년 전에 나온 연구 성과에 돌아간다. 잊고 있었지만 막상 발표가 되면 수상이 당연했다는 생각이 든다.
올해는 조금 달랐다. 지난 2년 동안 전 세계를 공포에 몰아넣은 신종코로나바이러스감염증(코로나19)이 사상 유례 없는 속도로 개발된 백신에 의해 조금씩 통제되고 있다. 과학기자들은 이번에 처음 상용화된 mRNA(전령리보핵산) 백신 개발자가 노벨상을 받지 않을까 기대했다. 바로 미국 펜실베이니아대의 드루 와이즈먼(Drew Weissman) 교수와 커털린 커리코(Katalin Karik?) 독일 바이온텍 수석 부사장이다.
두 사람은 최근 ‘실리콘밸리 노벨상’이라는 브레이크스루 생명과학상과 ‘의학 노벨상’이라는 라스커상을 잇따라 수상했다. 커리코 부사장은 로레알 세계여성과학자상도 받았다. mRNA를 백신으로 쓰는 아이디어는 1990년대부터 나왔지만 염증 반응을 막지 못해 상용화되지 못했다. 두 사람은 2005년 펜실베이니아대에서 mRNA의 구성 분자 하나를 다른 형태로 바꾸면 면역세포가 공격하지 않는다는 사실을 알아냈다.
기자들은 mRNA 구조를 바꾼 연구라는 점에서 노벨 의학상이 아니라 화학상을 받을 것이라고 구체적인 기대까지 했다. 하지만 예상과 달리 화학상은 근 10년 만에 순수 화학 연구 성과에 돌아갔고, 의학상은 인간의 감각 기능을 밝힌 연구자가 받았다. 그렇지만 오랜만에 여러 과학기자들이 같은 생각으로 노벨상 수상자를 기대하는 경험을 했다.
지금이야 코로나 바이러스나 mRNA, 백신 등이 익숙한 용어이지만 코로나19 초기에는 여간 생소한 개념이 아니었다. 바이러스를 잘 아는 전문가도 부족했고, 항체 치료제나 백신은 기초과학자들이 익숙하지 않은 의학과 제약의 영역이어서 어디까지 물어야 할지 가늠하기 어려웠다. 과학기자들이 노벨 화학상 수상자로 mRNA 백신 개발자들을 예상한 것은 기초과학연구원IBS의 『코로나 사이언스』 시리즈에 힘입은 바 크다.
이 중 한 편에서는 커리코 부사장과 와이즈먼 교수의 연구에 대해 ‘mRNA 백신의 경우 RNA의 자연적인 염기 성분을 수도유리딘(pseudouridine), 메틸수도유리딘(N1-methyl-pseudouridine), 메틸사이토신(5mC)과 같은 인공적인 유도체로 교체함으로써 과다한 면역 반응을 피하고 단백질 생산이 잘 일어나도록 설계한다’라고 썼다. 암호 같은 문장이지만 읽고 또 읽으면 무엇이 문제였고 무엇을 해결하려 했는지 감이 잡혔다.
평상시 같으면 쉽게 쓴 글이 필요했을지 모르나, 이번 코로나19 위기 속에서는 가짜뉴스를 반박할 진짜 과학이 필요했다. 과학자들이 쉽게 설명하려고 하다 보면 꼭 필요한 이야기가 누락되어 잘 모르는 사람들이 오해하게 되는 경우가 적지 않다. 반면에 IBS의 『코로나 사이언스』 시리즈는 불필요한 윤색을 거의 하지 않아 그런 점에서 자유로웠다. 항체 치료제를 소개한 글은 기본 원리와 효과, 기대감과 함께 예상 가능한 부작용까지 총망라했다는 점에서 균형 잡힌 시각을 제공했다.
물론 아쉬움이 없는 것은 아니다. 아무리 시간이 부족했다 하더라도 그동안 나온 리포트들을 이해하기는 고전 읽기만큼이나 어려운 일이었다. 투명한 정보 공개 자체는 좋은 일이지만, 정작 공개된 정보 자체가 이해하기 어렵다면 역시 소수에게만 활용되는 악순환이 벌어질 수밖에 없다. 그 점에서 앞으로 과학자와 기자들의 적극적인 소통이 더 필요하지 않을까 생각한다.

사스코로나바이러스-2가 델타형, 람다형으로 진화하며, 방역에 지속적인 위협을 가하고 있다. 백신과 치료제도 이에 맞춰 진화되어야 할 것이다. 바이러스의 본질과 우리 몸의 면역작용, 백신과 치료제의 원리에 대한 정확한 지식도 지속적으로 시민들에게 제공되어야 한다. 기초과학연구원이 작년에 이어 올해도 이 막중한 작업을 계속해오는 데 찬사와 응원을 보낸다. 이 책은 우리 사회를 한층 더 건강하게 해줄 것이다.
_노정혜(전 한국연구재단 이사장)


코로나19는 인류에게 닥친 커다란 재난이며 극복해야 할 도전이다. 이러한 위기 속에서 우리는 객관적인 과학 지식과 냉철한 통찰로 이 어려운 도전을 슬기롭게 극복하여 나아가야 한다. 한국의 저명한 기초과학자들이 힘을 모은 『코로나 사이언스: 팬데믹에서 엔데믹으로』는 명확한 분석과 합리적인 해답을 제시하여 미래 코로나19 조기종식을 위한 중요한 단서를 제공한다.
_이광형(KAIST 총장)

저자 소개

기초과학연구원(IBS)
Making Discoveries for Humanity & Society
기초과학연구원(IBS)은 세계 수준의 기초과학 연구를 위해 대한민국이 설립한 연구기관이다. 현재 수학ㆍ물리ㆍ화학ㆍ생명과학ㆍ융합 등 분야에 1개 연구소, 30개 연구단을 운영 중이다. 연구단은 대전 도룡동의 본원 외에도 KAISTㆍ서울대ㆍPOSTECH 등 전국의 연구중심대학에서 인력과 인프라를 공유하며 운영된다.
IBS는 국가 차원의 장기ㆍ대형ㆍ집단 기초과학 연구를 수행하고 있다. 특히 정부의 지원과 우수한 연구자들의 노력에 힘입어 Nature Index 2020에서 세계 17위 연구소로 빠르게 성장했다. IBS의 비전은 ‘Making Discoveries for Humanity & Society’ 이다. 우리가 살고 있는 세계에 대한 논리적 이해와 발견을 통해, 위대한 과학자들이 그랬듯 인류를 새로운 인식의 지평으로 인도하는 것이 IBS의 사명이다. 그럼으로써 우리나라가 세계인들의 존경과 사랑을 받는 지식 강국이 되도록 기여하고자 한다.

고규영
전북대 의대에서 박사학위를 취득하고, 미국 코넬대와 인디애나주립대에서 박사후연구원으로 일했다. 전북대 의대 교수와 포스텍 생명과학과 교수를 거쳐 현재 IBS 혈관 연구단 단장이자 KAIST 의과학대학원 특훈교수로 재직 중이다. 혈관 및 림프관 연구 분야 세계적 권위자로 꼽힌다. 최근에는 코로나19 감염이 비강 섬모상피세포에서 시작됨을 규명한 연구로 주목받았다.

권예슬
한양대 분자시스템공학과를 졸업하고, 서강대 일반대학원 과학커뮤니케이션 협동과정에서 석사학위를 받았다. 동아사이언스에서 《동아일보》의 과학담당기자, 과학전문 잡지 《과학동아》 기자로 일했다. 현재는 IBS 커뮤니케이션팀에서 근무하고 있다. 『미래를 읽다 과학이슈 11: 시즌6』, 『미래를 읽다 과학이슈 11: 시즌7』 등을 공동 저술했다.

김빛내리
마이크로RNA 분야를 개척한 세계적 석학으로, IBS RNA 연구단 단장이자 서울대 생명과학부 석좌교수로 재직 중이다. 2007년 호암의학상, 2013년 대한민국 최고과학기술인상, 2019년 아산의학상 등을 수상했으며, 최근 영국왕립학회 회원으로 선출됐다. 2020년 사스코로나바이러스-2의 고해상도 유전자 지도를 처음으로 완성하며 전 세계의 주목을 받았다.

김호민
KAIST 생명과학과에서 박사학위를 취득했으며, 현재는 KAIST 의과학대학원 부교수로 재직 중이다. 구조 생물학 분야에서 혁신적 성과를 창출해온 젊은 연구자로, 2018년 IBS 바이오 분자 및 세포구조 연구단 단백질 커뮤니케이션 그룹의 CI(Chief Investigator)로 선정되었다. 2007년 신진과학자상, 2018년 젊은 의학자 부문 아산의학상을 수상했다.

명경재
서울대 동물학과를 졸업하고 분자생물학 석사학위를 취득한 뒤 미국 브라운대에서 분자생물학 박사학위를 받았다. 현재는 IBS 유전체 항상성 연구단 단장이자 UNIST 생명공학과 특훈교수로 재직 중이다. DNA 복구 및 게놈 안정성 연구 분야 석학으로 인류 최대의 관심사인 암·노화·진화에 대한 DNA의 작용 기작을 분자 수준에서 규명하는 연구를 진행하고 있다.

신의철
연세대 의대에서 박사학위를 취득하고, 미국 국립보건원(NIH) 연구원으로 일했다. 현재는 IBS 한국바이러스기초연구소 바이러스 면역 연구센터장이자 KAIST 의과학대학원 교수로 재직 중이다. 간염 바이러스에 대한 면역 반응 연구에 매진해온 세계적 연구자로, 최근에는 코로나19가 중증으로 발전하는 원인 규명, 코로나19 기억 면역 가능성을 확인한 연구 등으로 주목받았다.

심시보
고려대 경영학과를 졸업하고, 1997년~2012년 매일경제신문사 기자로 일했다. 과학기술을 담당하며 교육과학기술부 과학기자단 간사와 한국과학기자협회 부회장을 맡은 바 있다. IBS로 자리를 옮기고 전략기획팀장, 대외협력실장, 정책기획본부장을 거쳐 현재 연구지원본부장으로 일하고 있다. 한국기자협회 이달의 기자상, 씨티그룹 대한민국언론상 등을 수상했다.

안광석
서울대 생물교육과를 졸업하고, 미국 일리노이주립대(어바나-샴페인)에서 생리학 박사학위를 취득했다. 미국 스크립스연구소 및 존슨앤드존슨의 연구원으로 일했다. 고려대 생명과학부 교수를 거쳐 현재는 서울대 생명과학부 교수이자 IBS RNA 연구단 연구위원으로 재직 중이다. 주요 연구 분야는 면역학으로 바이러스의 면역 회피 메커니즘을 연구하고 있다.

엄재구
전북대 수의과대학을 졸업하고 동 대학에서 박사학위를 취득했다. 농림축산검역본부 및 국립환경과학원에서 연구사 및 연구관으로 근무했으며, 이후 캐나다 서스캐처원대 VIDO연구소 연구원으로 일했다. 현재는 전북대 수의과대학 교수로 재직 중이다. 박쥐에서 인간으로 전파 가능한 바이러스의 특성 연구를 수행하고 있다.

이보영
건국대 생물학과를 졸업하고, 미국 오하이오주립대에서 신경생물학 박사학위를 취득했다. 미국 예일대 및 한국과학기술연구원(KIST)에서 박사후연구원으로 일했다. 현재는 IBS 인지 및 사회성 연구단 연구위원으로 재직 중이다. 주요 연구 분야는 신경생물학으로 여러 정신질환 동물 모델에서 당질화의 기전 연구를 하고 있다.

이재현
연세대 화학과를 졸업하고, 동 대학원에서 무기화학 박사학위를 취득했다. 로스앤젤레스캘리포니아대(UCLA) 물리학과 방문연구원 및 하버드대 화학과 박사후연구원으로 일했다. 현재는 연세대 고등과학원 조교수이자, IBS 나노의학 연구단 연구위원으로 있다. 주요 연구 분야는 나노바이오 및 나노바이오일렉트로닉스로 나노물질을 이용한 바이오 디바이스를 연구 중이다.

이준이
이화여대 과학교육학과를 졸업하고, 서울대 대기과학과에서 이학 박사학위를 취득했다. NASA GSFC에서 박사후연구원을 거쳐 하와이대 국제태평양연구소에서 연구원으로 일했다. 현재는 부산대 기후과학연구소 부교수이자 IBS 기후물리 연구단 연구위원으로 재직 중이다. 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC) 6차 평가보고서에서 제1실무그룹 총괄 주저자를 역임했다.

이창준
미국 시카고대 화학과를 졸업하고, 컬럼비아대에서 신경생리학 박사학위를 받았다. 미국 에모리대 박사후연구원을 거쳐 한국과학기술연구원(KIST)에서 근무하며 신경교세포연구단장을 역임했다. 현재는 IBS 인지 및 사회성 연구단 단장으로 재직 중이다. 교세포 분야의 세계적 권위자로 2014년 장진학술상, 2016년 경암학술상, 2017년 과학기술포장 등을 수상했다.

이효정
경북대 통계학과를 졸업하고, 울산과학기술원(UNIST) 수리과학과에서 이학 박사학위를 받았다. 일본 홋카이도대 의학대학원 조교수, 국가수리과학연구소 부산의료수학센터장을 거쳐, 현재는 경북대 통계학과 조교수로 재직 중이다. 주요 연구 분야는 수리 통계학적 분석을 통한 감염병 예측으로, 최근에는 코로나19 감염 확산 예측 및 방역 정책 효과 분석 연구를 진행하고 있다.

차미영
KAIST 전산학과에서 박사학위를 취득했으며, 독일 막스플랑크연구소에서 박사후연구원으로 일했다. 아시아 최초로 페이스북 데이터 사이언스팀의 초빙교수로 근무했고, 정보과학회 젊은 정보과학자상과 AAAI ICWSM Test of Time Award를 수상했다. 현재 KAIST 전산학과 부교수이며, 2019년부터 IBS 수리 및 계산 과학 연구단 데이터 사이언스 그룹 CI로 겸직 중이다.

천진우
연세대 화학과를 졸업하고, 미국 일리노이주립대(어바나-샴페인)에서 화학 박사학위를 취득했다. KAIST 교수를 거쳐 현재 연세대 화학과 교수이자 IBS 나노의학 연구단 단장으로 재직 중이며, 미국화학회에서 발간하는 Accounts of Chemical Research의 시니어 편집자로도 활동하고 있다. 질병의 정확한 진단 및 치료에 돌파구를 제시할 정밀 나노의학을 연구하고 있다.

최영기
충남대 수의학과를 졸업하고, 미국 미네소타대에서 바이러스학 박사학위를 받았다. 최근까지 충북대 의과대학 교수로 일했으며, 현재는 IBS 한국바이러스기초연구소 소장이자 신변종 바이러스 연구센터장으로 있다. 최근에는 코로나19 연구에 적합한 실험동물모델을 확립하고, 이를 이용해 코로나19 전파 과정을 동물실험으로 입증한 연구 등으로 세계적인 주목을 받았다.

목차

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저자 소개

1부 진화하는 바이러스, 막을 수 있을까
01. 바이러스 변이체는 얼마나 위협적일까
02. 면역 체계는 돌연변이를 방어할 수 있을까
03. 신속하면서 정확한 새로운 진단 기법
04. 초기 감염 병리기전을 밝히다
05. 인체 면역 반응의 양상과 특징
06. 반려동물도 바이러스를 옮길까

2부 백신과 치료제, 게임 체인저가 되다
07. 백신의 탄생과 패러다임 전환
08. 백신의 종류와 특징
09. 백신 개발 키워드, RNA는 어떤 물질인가
10. mRNA 백신 개발 원리와 전망
11. 모더나의 백신 개발: 팀사이언스의 힘
12. 약물 재지정을 통한 치료제 발굴 전략
13. 항체치료제 개발 경과와 전망
14. 자연에서 발견한 치료제 후보물질

3부 위드 코로나, 전환의 기로에서
15. 데이터 분석 기반의 방역정책 수립
16. 팬데믹이 기후에 미친 영향
17. 정신건강을 위한 ‘마음 방역’의 필요성
18. 인포데믹에 맞서는 국제사회

대학생이 본 팬데믹
맺는 글

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