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미 대학 mRNA백신 연구…'기억 B세포' 강화 효과

감염세포 없애는 '면역력 다른 축' T세포도 생성

"부스터샷 없이 시간지나도 몸이 싸우는 법 기억"

화이자와 모더나 백신.

메신저리보핵산(mRNA)을 활용한 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 백신을 맞고 시간이 지나면 체내 중화항체가 줄긴 하지만 필요하면 금방 재생산된다는 연구 결과가 나왔다.

미국 펜실베이니아대 페렐만 의과대학 연구진이 이 같은 연구 결과가 담긴 논문을 논문 사전공개 사이트 '바이오아카이브'(biorxiv)에 공개했다고 블룸버그통신 등이 27일 전했다.

해당 논문은 아직 동료평가를 받지 않았다.

연구진은 화이자-바이오엔테크나 모더나의 백신을 접종받은 61명을 조사했다.

조사 대상 가운데 15명은 코로나19에 감염된 적이 있었다.

연구진에 따르면 신종 코로나바이러스 스파이크 단백질의 수용체결합영역(RBD)을 중화하는 항체는 백신을 접종받고 1개월이 지났을 때부터 꾸준히 감소했다.

그러나 백신으로 유도된 신종 코로나바이러스 특화 '기억 B세포' 반응은 백신을 접종받은 이후 3~6개월 사이에 꾸준히 강해졌다.

특히 mRNA 백신은 알파·베타·델타 등 변이에 대응할 수 있도록 변화된 '기억 B세포'를 만들어내는 것으로 나타났다.

연구진은 "백신이 형성시킨 '기억 B세포'는 (바이러스가 체내에 들어왔을 때) 신속하게 새로운 항체반응을 일으킬 수 있다"라면서 "백신 접종자가 신종 코로나바이러스에 노출됐을 때 방어면역에 크게 기여할 수 있다"라고 설명했다.

연구진은 mRNA 백신이 '항원에 특정한 CD8+ T세포'와 '기억 CD4+ T세포'도 형성한다고 밝혔다.

T세포는 백혈구의 일종으로 바이러스 등 항원에 감염된 세포를 찾아 제거하는 데 중요한 역할을 한다.

연구진은 mRNA 백신이 신종 코로나바이러스에 대해 오래 지속하는 면역기억을 형성하며 면역기억은 시간이 지나면서 점점 발달한다는 점이 이번 연구로 입증됐다고 밝혔다.

이번 논문 교신저자인 존 웨리 펜실베이니아대 의대 면역학연구소장은 "부스터샷이 항체를 증가시켜 신종 코로나바이러스를 더 오래 잘 막게 해주는 것은 맞다"라면서 "다만 우리 몸에는 체내 항체농도가 낮아진 뒤 코로나19 방어를 지원하는 자연적인 방안이 존재한다"라고 말했다.

항체 더 많이 형성될 확률 50% 넘어

사망 위험 37% 줄고 면역 체계 강화

운동을 하면 백신 접종 효과도 높아진다.

활발한 신체 활동, 즉 운동은 심장병 같은 비감염성 질환의 위험을 줄여줄 뿐 아니라 감염성 질환에 대응하는 인체의 면역 체계에도 영향을 미친다.

운동은 면역체계를 자극하는 백신의 효과에도 영향을 미칠까?

벨기에와 영국 연구진이 그동안의 연구들을 체계적으로 분석한 결과, 규칙적인 운동은 인체의 면역체계를 강화해 감염병에 걸리거나 사망할 위험을 3분의1 줄여주고 백신 접종의 효과도 크게 높여주는 것으로 나타났다고 지난 20일 공개 국제학술지 ‘스포츠의학’ 저널에 발표한 논문에서 밝혔다.

이는 연구진이 미국의학도서관의 ‘메들라인’(MEDLINE)을 비롯한 7가지 학술논문 데이터베이스에서 코로나19의 주요 사망 원인인 폐렴 등에 감염되거나 사망할 위험, 면역체계의 기능, 백신 효능에 대한 운동 효과와 관련한 모든 논문들을 수집해 검토한 결과다.

연구진은 우선 전체 50만명 이상 참가자를 대상으로 한 6건의 운동면역학 연구를 검토한 결과, 권장 기준을 충족하는 운동을 하면 감염병으로 사망할 위험이 37% 줄어든다는 일관된 증거를 발견했다고 밝혔다. 이는 나이나 당뇨 등 기저질환 같은 코로나19의 다른 위험 요인에 대해 운동이 갖는 효과보다 더 좋지는 않더라도 최소한 그만큼은 강력한 수준이라고 연구진은 설명했다.

여기서 말하는 운동 가이드라인은 하루 30분씩 주 5일 운동하는 것을 기준으로 한다. 세계보건기구는 운동을 통해 건강 효과를 보려면, 18~64세 성인의 경우 1주일에 150~300분의 중등도 유산소 운동이나 75~150분의 강한 유산소 운동을 하라고 권고한다. 보건기구가 정의하는 ‘중등도 운동’은 심박수가 높아지고 호흡이 가빠지지만 운동하면서 말은 할 수 있는 정도를 말한다. 빠르게 걷기, 춤추기 등이 이에 속한다.

    운동은 감염병으로 인한 사망 위험을 줄여준다. 노스웨스턴대 코로나19 중환자실의 모습.

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운동이 감염병에 영향을 미치는 3가지 방식

연구진은 또 규칙적인 운동이 인체의 면역 체계를 강화한다는 증거들도 찾아냈다. 어떤 시험 결과가 과학적 증거로 채택되려면 독립적인 무작위 대조시험이 전제돼야 한다. 연구진이 이런 조건을 충족한 35건의 무작위 대조시험 결과를 종합해보니 규칙적인 운동을 하면 면역글로불린A(IgA)라는 항체 단백질 수치가 상승했다. 이 항체는 폐 등의 조직에 있는 점막을 에워싸서, 바이러스나 세균이 상피세포에 달라붙는 것을 막아준다.

규칙적인 운동은 또 면역세포 가운데 CD4+ T세포의 수를 증가시킨다. 이 세포는 면역 시스템에 외부 세균이나 바이러스의 공격을 알리고, 어떻게 대응할지 조절해주는 역할을 한다.

연구진은 마지막으로 자체적으로 실시한 무작위 대조군 실험 결과, 운동을 한 뒤에 백신 주사를 맞으면 백신 효과가 더 높은 것으로 보인다고 밝혔다. 운동을 한 사람은 운동을 하지 않은 사람보다 백신 접종 후 항체가 더 많이 형성될 확률이 50% 이상이었다.

연구를 이끈 영국 글래스고칼레도니안대 세바스티앵 샤스탱(Sebastien Chastin) 교수(보건행동역학)는 온라인 연구자미디어 ‘더 컨버세이션’ 기고에서, 운동이 감염병 억제에 효과를 발휘하는 데는 세 가지 메카니즘이 작동한다고 밝혔다.

첫째, 운동은 심각하고 치명적인 감염 위험으로부터 사람을 보호해준다. 운동을 하는 사람들은 비만이나 당뇨병, 호흡기 및 심혈관 질환이 발생할 가능성이 낮다. 코로나19는 이런 기저질환을 가진 사람들한테 더 위험하다.

둘째, 운동은 스트레스와 만성 염증을 줄여준다. 코로나19의 주요 사망 원인은 사이토카인폭풍이라고 불리는 과도한 염증 반응이다. 셋째, 앞에서 예로 든 것처럼 운동은 인체의 면역 체계를 강화해준다.

    코로나19 팬데믹 이후 사람들의 운동량이 크게 줄었다.

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규칙적으로 운동하고 기분 좋은 상태에서 백신 접종을

문제는 코로나19 발생 이후 전 세계적으로 사람들의 운동량이 크게 줄었다는 점이다. 2020년 11월 미국 ‘내과의학연보’(Annals of Internal Medicine)에 발표된 한 연구에 따르면 지난해 1~6월 중 187개국 45만명의 스마트폰 만보계 데이터를 조사한 결과, 세계보건기구가 팬데믹을 선언한 이후 30일 사이에 사람들의 걸음 수가 평균 27% 감소했다. 사회적 봉쇄와 함께 피트니스 및 각종 운동시설 폐쇄, 재택근무 등이 복합적으로 영향을 미친 탓이다.

샤스탱 교수는 “운동량이 줄면 감염성 질환에 더 취약해진다”며 “이를 방치할 경우 질병 치료와 관련한 사회, 경제적 비용이 늘어날 것”이라고 경고했다.

2017년 발표된 노팅엄대의 한 연구에 따르면 기분 좋은 상태에서 백신을 맞으면 면역력이 더 오래, 더 강하게 유지되는 것으로 나타났다. 과학이 우리에게 ‘규칙적인 운동으로 몸의 활력을 높인 뒤 접종 당일 유쾌한 기분으로 백신을 맞으라’고 권하는 셈이다. 곽노필 기자

새 정보에 반응하는 속도는 떨어지지만

주의·집중력은 70대 중후반까지 좋아져

늙었다고 모든 뇌 기능이 다 약해지는 것은 아니다.

나이가 들면 신체 능력뿐 아니라 정신 능력도 떨어진다는 게 통념이다. 그러나 뇌의 모든 기능이 다 저하되는 것은 아닌 모양이다.

미국과 포르투갈 연구진이 최근 국제학술지 ‘네이처 인간행동’에 발표한 연구에 따르면 뇌의 기본 기능 가운데 두 가지 핵심 기능은 오래 숙성한 위스키가 더 좋은 맛을 내듯, 나이를 먹을수록 좋아지는 것으로 나타났다.

하나는 새로운 정보에 주의를 기울이는 능력, 다른 하나는 주어진 상황에서 중요한 것에 집중하는 능력이다. 이는 기억력과 의사 결정, 자제력, 탐색이나 수학, 언어, 읽기 같은 인지력의 중요한 토대가 되는 기능이라고 연구진은 설명했다.

연구진은 58~98세의 실험 참가자 702명을 대상으로, 이들의 주의력과 실행력을 측정하는 실험을 했다. 연구진이 이 연령대를 실험 대상으로 삼은 것은, 나이가 들어가면서 인지 기능이 변화를 겪는 시기이기 때문이다.

연구진은 컴퓨터 화면에 3개의 화살표를 띄워놓고, 실험 참가자들에게 중앙에 있는 화살표가 가리키는 방향을 최대한 빨리 누를 것을 요청했다. 또 화살표를 보여주기 전에 화면에 화살표의 위치 등을 암시하는 신호를 띄웠다.

그 결과 나이가 더 든 사람일수록 다음 신호에 대해 반응할 준비가 덜 돼 있다는 걸 발견했다. 이는 거꾸로 말하면 현재의 상황에 대한 집중력이 좋다는 걸 뜻한다. 또 나이가 많을수록 화면에 주의를 산만하게 하거나 상충되는 신호가 나타나더라도, 이를 잘 상쇄하는 경향을 보였다. 이런 능력은 적어도 70대 중후반까지는 나이가 들수록 더 좋아지는 경향을 보였다.

   나이가 들어갈수록 주의를 산만하게 하는 정보를 차단하는 능력이 좋아진다.

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새 정보를 처리하는 3단계 뇌 네트워크

연구진이 이번 연구에서 살펴본 것은 1990년 포스너가 내세운 ‘주의력 이론’에 기반한, ‘경보-지향-실행 억제’라는 3단계 뇌 네트워크다. ‘경보’는 새로운 정보를 받아들일 준비가 돼 있는 상태를 말한다. ‘지향’은 뇌의 관심을 특정 공간 위치로 이동시키는 것을 말한다. ‘실행 억제’는 뭔가에 집중하기 위해 산만함 또는 상충하는 정보를 차단하는 것을 말한다,

논문 제1저자인 주앙 베리시무 포르투갈 리스본대 교수에 따르면 우리 뇌는 항상 이 세 기능을 사용한다. 예컨대 차를 운전하고 있다고 치자. ‘경보’ 기능은 차가 교차로에 다가가면서 더 잘 각성된 상태가 된다. ‘지향’ 기능은 운전자가 보행자 출현 등 예기치 않은 움직임에 주의를 돌릴 때 작동한다. ‘실행 억제’ 기능은 운전에 집중할 수 있도록 운전하는 동안 새나 광고판 같은 것에 눈길을 주지 못하게 해준다.

실험 결과, 세 가지 기능 중 경보 기능만이 나이가 들면서 약해질 뿐, 나머지 두 기능은 오히려 좋아지는 것으로 나타났다.

이유가 뭘까? 연구진은 ‘지향’과 ‘실행 억제’는 사람들한테 선택적으로 사물에 주의를 갖게 하는 단순한 기술이기 때문이라고 추론했다. 연구진은 따라서 이 기술은 연습을 통해 개선될 수 있다. 이 연습에서 얻는 효과는 노화에 따른 신경 감퇴를 상쇄하고도 남을 만큼 클 수 있다고 연구진은 말했다. 반면 ‘경보’ 기능은 뇌의 기본 상태에 해당한다. 따라서 연습을 통해 향상시킬 수 없기 때문에 시간이 흐를수록 저하될 가능성이 높다는 것이다.

연구진은 ‘지향’과 ‘실행 억제’는 많은 행동의 기초 역할을 하기 때문에, 이번 발견이 알츠하이머 같은 노인성 질환자를 치료하는 데 도움이 될 수 있기를 기대했다. 곽노필 기자

이스라엘 140만명 이상 접종… 확진자 하락세 불구 중증 · 사망자 증가세

에크모 적용 환자 전원 60대 미만 백신 미접종자…"안 맞으면 증상 더 심해"

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 백신을 3차까지 접종했을 경우 재감염률이나 중증 악화율을 낮춘다는 연구 결과가 나왔다.

이스라엘이 60세 이상을 상대로 코로나19 화이자 백신의 3차 접종(부스터 샷)을 진행한 결과 이같이 나타났다고 보건부 발표를 인용해 로이터 통신이 22일 보도했다.

이스라엘 보건부는 부스터 샷을 접종한 지 10일이 지난 후 효과는 2차 접종을 마쳤을 때보다 4배가량 높았다고 밝혔다.

특히 중증 악화나 입원 등을 막는 데는 5∼6배 효과가 높았던 것으로 나타났다.

다만 이스라엘 보건부는 구체적인 전체 연구 결과 자료를 공개하지는 않았다.

앞서 이스라엘 4대 의료관리기구(HMO) 가운데 하나인 마카비도 지난주 델타 변이 확산을 막는 데 부스터 샷이 효과적이라는 조사를 내놨다.

이스라엘은 지난달 12일부터 장기 이식 수술 후 면역 억제 치료 등으로 면역력이 저하된 사람들을 대상으로 세계 최초로 3차 접종을 시작했다.

또 이스라엘은 최근 고령층은 물론 젊은 계층에서도 백신 접종 후 일정 시간이 지나면 면역력이 떨어지는 것을 확인했다.

이 가운데 고령층이나 기저 질환이 있던 경우는 코로나19에 감염돼 중증으로 악화하는 비율이 높았던 것으로 조사됐다.

이에 따라 지난달 30일부터 60세 이상에 3차 접종을 시작했으며, 지난 18일부터는 이 연령 기준을 40세 이상으로 확대했다. 여기에 임신부, 교사, 의료진도 부스터 샷을 접종토록 했다.

이스라엘에서 코로나19 백신 3차 접종은 2차 접종 후 최소 5개월이 지났을 때 가능하다.

이스라엘은 전체 인구 930만 명 가운데 140만명 이상이 코로나19 3차 접종을 마쳤다.

연령대별 3차 접종률을 보면 70대는 75%, 60대는 60%, 50대는 36%였으며 40대는 전체의 10%만 부스터샷을 맞았다.

이스라엘 정부는 3차 접종이 감염률과 중증 환자 증가세를 꺾을 수 있기를 기대하고 있다.

실제로 보건부 데이터를 보면 지난 16일 8천명 선을 넘었던 일일 확진자 수는 5천명대로 크게 줄었고, 감염 재생산지수도 1.14로 2.44를 기록했던 6월 초 이후 가장 낮은 수준이 됐다.

다만, 중증 환자와 사망자 수는 아직도 증가 일로다. 특히 사망자는 지난 주말 40여명을 포함해 지난 한주 198명이 보고되면서 우려를 키우고 있다.

이런 가운데 이스라엘 인공심폐장치(에크모, ECMO) 협회는 현재 에크모를 사용한 코로나19 환자 전원이 60대 미만의 백신 미접종자라고 밝혔다.

또 에크모에 의존하다 사망한 5명도 모두 백신을 맞지 않은 60대 미만이라고 협회는 덧붙였다.

반면 6월 중순 시작된 4차 유행 이후 에크모를 사용한 60대 이상 환자 6명은 모두 4∼6개월 전에 백신을 맞았으며, 이들은 모두 스스로 에크모를 벗어났다고 협회는 설명했다.

에크모는 환자의 몸 밖으로 혈액을 빼내 산소를 공급한 뒤 다시 몸 속으로 투여하는 장비로, 심장·폐가 제 기능을 하지 못하는 위중한 환자에게 사용한다.

에크모 협회장인 이갈 카시프 박사는 "이 데이터를 통해 백신을 맞지 않은 사람의 코로나19 감염이 더 심각하다는 것을 알 수 있다"고 말했다.

한편 이스라엘은 새 학기가 시작하기 전 3세 이상 어린이를 상대로 코로나19 항체 검사를 하기로 했다고 AFP 통신이 전했다.

이스라엘은 이미 12세 이상 어린이에 코로나19 백신 접종을 시작했다.

교육부는 항체 검사를 시작한 3∼12세는 약 150만 명으로 이번 검사가 항체 생성률을 파악하기 위한 차원이라고 밝혔다.

코로나19에 감염돼도 이를 인지하지 못하고 지나갔을 경우 항체가 형성돼 있을 수도 있기 때문이다.

항체가 충분히 형성된 어린이는 코로나19 환자를 접촉해도 격리하지 않아도 돼 학교 출석에 문제가 없다.