'또 변종에 변종의 습격'…불안한 아시아, 무기 기술 얼마나 끌어올렸나 [테크토크]

코로나19 변이 연구해 온 과학자들
유전자 분석 발달로 실시간 추적 가능
유행 예측하고 백신도 미리 준비

최근 중국·태국·싱가포르 등 아시아를 중심으로 코로나19 감염이 늘자 한국 정부도 상황을 면밀히 주시하고 있습니다. 현재 아시아에서 유행 중인 코로나19 변이들은 'LP.8.1'과 'NB1.8.1'. 둘 다 2021년 말 등장해 전 세계의 우려를 샀던 '오미크론'의 하위 변종입니다.

코로나19는 지난 5년간 다양한 변종 형태로 재유행하고 있습니다. 다만 각국 보건당국의 준비 상황은 과거와 다릅니다. 이제 어떤 변종이 유행할지 수개월 전에 예상 가능해졌고, 이에 따라 백신도 미리 준비할 수 있게 됐습니다. 지난 팬데믹 기간 급속도로 발전한 유전자 분석 기술의 성과입니다.

코로나와 싸운 두 무기, 진단검사와 유전자 분석

2022년 코로나19 백신을 접종받고 있는 한 시민의 모습. 기사 중 특정 표현과 관련 없음. 연합뉴스

5년 전 우리는 코로나19 진단검사로 감염자를 판단, 2주간 격리하며 감염 전파를 억제했지요. 이 진단검사는 '종합효소 연쇄 반응(PCR)'이라는 유전체학 기술을 사용했습니다. 한편 국제 과학계는 또 다른 유전체학 기술로 코로나19에 대응했는데, 바로 전장유전체분석(WGS)이라는 기술이었지요.

PCR과 WGS 둘 다 병원균 샘플에서 유전자를 포착하는 기술입니다. 다만 용도는 다릅니다. PCR은 유전자 조각을 증폭·감지해 특정 병원균의 존재 여부를 판단합니다. 쉽게 말해 우리 몸속에 병원균이 남긴 '유전자 지문'을 찾아내는 도구입니다. WGS는 인간·동물·바이러스 등 유전자를 가진 모든 생물의 DNA를 스캔하는 기술입니다. PCR이 감염자를 식별하는 데 유용하다면, WGS는 코로나19의 정체를 밝혀내는 도구인 셈이지요.

(위에서부터 시계 방향으로) 일루미나, 옥스퍼드 나노포어, MGI 유전자 분석기. 일루미나·옥스퍼드 나노포어·MGI 홈페이지 캡처

2020년 이후 미국·유럽 등 바이오 선진국을 중심으로 WGS 연구 자금이 쏟아졌고, 각국에선 코로나19의 변이체를 추적하는 조직이 결성됐습니다. 영국 COG-UK가 대표적입니다. 원래는 대학 소속 과학자들의 자발적 모임에서 시작했으나 2021년 정부의 공식 지원을 받으면서 본격적인 활동을 시작했고, 초기 코로나19 변이 추적 기술과 데이터를 만든 장본인들이지요. 이후 다른 나라에서도 COG-UK와 유사한 기능을 하는 조직이 탄생했고, 국내에선 2022년부터 질병관리본부가 WGS를 도입했습니다.

실시간으로 추적되는 변이…5년 사투의 쾌거

생활 폐수 샘플을 유전자 분석해 바이러스 분포도를 알아낼 수 있다. 미 PBS 뉴스 유튜브 캡처

WGS는 '유전자 분석기'라는 첨단 기기를 사용합니다. 화학, 혹은 전기 반응을 이용해 생물의 DNA 코드를 해독하는 기기로, 오늘날 분석기를 제조하는 기업은 일루미나(미국), 써모피셔(미국), 옥스퍼드 나노포어(영국), MGI(중국) 등 극소수에 불과합니다. 분석기 시장도 사실상 미·중·영 세 나라가 삼파전을 이루고 있습니다. 미-중 무역 전쟁이 격화한 지난해 미 하원은 중국산 분석기 제조업체를 제재하는 법안을 가결한 바 있습니다.

이처럼 전략 기술로 취급되는 유전자 분석기는 변종 추적의 핵심입니다. 팬데믹 이후로 변종 추적 기술은 고도로 발달했습니다. 예를 들어 과학자들은 하수구 물을 샘플로 삼아 코로나19의 현황을 알아볼 수 있습니다. 하수구 물 안에는 타액, 인분 등 다양한 인간 분비물이 섞여 있고, 이 분비물에서 코로나19 유무를 알 수 있습니다. 유전자 분석기로 샘플 내의 코로나19 유전체 비율 통계를 내면 도시 안에 얼마나 많은 바이러스가 잠복해 있는지 유추할 수 있습니다. 대기 중의 바이러스를 포착해 분석하는 '공중 감시' 기술도 활용되고 있지요.

공기 필터로 바이러스 유전체를 감지할 수 있는 공중 감시 장비. 싱가포르 난양공대 홈페이지 캡처

WGS는 단순히 특정 변종의 유행 상황만 알아내는 도구가 아닙니다. 새 변종이 코로나19 바이러스에서 얼마나 변형됐는지도 면밀히 파악할 수 있으며, 이 데이터를 통해 변이체의 특성과 백신 무력화 여부도 판단 가능합니다. 만일 새 변이체의 변형이 크다면, 백신을 그에 맞춰 업데이트하면 됩니다.

코로나19는 여전히 전염성을 지닌 바이러스이며, 고위험군이 감염에 취약한 만큼 여전히 예방에 신경 써야 합니다. 보건당국이 지난달 30일 "65세 이상 어르신, 감염 취약 시설 입소자는 지금이라도 백신을 접종해 달라"며 당부한 이유입니다. 그러나 바이러스의 정체는커녕 특성도 유추할 수 없었던 5년 전과 달리, 지금은 거의 실시간으로 추적 가능합니다. 지난 수년간 생명과학계가 역병과 싸우며 일군 쾌거입니다.

임주형 기자 skepped@asiae.co.kr