주철현 교수가 들려주는 코로나바이러스의 모든 것

“바이러스의 시간은 바이러스가 정한다” _앤서니 파우치 미국 국립알레르기전염병연구소 소장 팬데믹과 인포데믹 시대에 당신이 알아야 할 모든 것- 코로나바이러스, 그 과학과 통찰의 결정판! 팬데믹의 게임 체인저는 백신이 아니라 사람이다

지금, 무엇이 가장 중요한가? 2021년 2월 26일, 백신 접종이 시작되었다. 당분간 백신 접종과 집단면역이 초미의 관심사가 될 것이다(2월 25일 기준, 코로나19 확진자는 88,513명, 사망자는 1,581명이다). 그렇다면 백신은 지친 사람들에게 희망의 불씨가 될 수 있을까? 문제는 3월 4일에서 4월 23일 사이에 코로나19 감염이 더 크게, 더 많이 정점을 찍을 것이라는 우울한 경고에 있다. 유행 패턴의 수학적 모델링에 따르면, 방역 수준, 변이 바이러스, 백신 접종 등 다양한 변수가 있긴 하나, 유행 간격은 짧아지고 유행 규모는 커지는 폭발적인 4차 유행이 올 것으로 예측된다고 한다. 바이러스야말로 아는 만큼만 보인다. 『바이러스의 시간』은 코로나보다 무서운 가짜뉴스 ‘인포데믹’ 속에서 바이러스 시대를 살아가는 일반인들을 위해 과학의 키워드 55개를 씨줄로 하고 빛나는 통찰을 날줄로 하여 풀어쓴 책이다. 주철현 울산의대 미생물학과 교수는 팬데믹 시대 1년을 겪으며 좁은 전공의 울타리 밖으로 걸어나와 사람들이 필요로 하는 ‘정리된’ 정보를 전달하기 위해 코로나19의 모든 것을 담아냈다. WHO의 팬데믹 선언(‘팬데믹 특성을 가진다’) 1주년에 즈음하여 출간된 이 책은 코로나바이러스에 대한 과학과 통찰의 결정판이자, 나아가 ‘코로나 이후’에도 지속될 바이러스와의 전쟁을 승리로 이끌, 바이러스 시대의 ‘생존키트’라 할 만하다. 현재 ‘백신 정쟁’이라고 불릴 만큼 접종 시기, 면역효과, 백신별 장단점 등을 놓고 연일 치열한 공방이 벌어지고 있다. 바이러스로 인한 팬데믹 상황에서 빠르게 백신이 개발되어 대량 접종이 이루어지는 것은 인류가 처음 경험하는 상황이기 때문이다. 당연히, 백신은 현재 코로나19에 대항할 수 있는 가장 현실적이고 강력한 무기다. 하지만 백신은 종식 그 자체가 아니라, 종식을 향한 첫걸음이다. 지은이는 말한다, 백신은 다다익선이라고. 장단점이 모두 다른 다양한 백신들 가운데 어떤 백신이 가장 성공적일지, 어떤 백신이 가장 뛰어난지 줄을 세우는 것은 아무런 의미가 없다. 바이러스는 변이가 빈번하기에, 코로나19의 항원 변이의 발생을 억제하기 위해서는 가능한 한 백신을 동시에 접종해야 한다. 하지만 백신의 동시 접종은 현실적으로 불가능하다. 바이러스의 증식과 변이가 폭증하는 상태에서 백신을 장기간에 걸쳐 접종하면 항원의 변이가 일어날 확률이 점차 높아진다. 따라서 백신의 접종과 방역은 계속 함께 진행되어야 한다. 지은이는 말한다, 팬데믹의 게임 체인저는 백신이 아니라 사람이라고. 아무리 좋은 최첨단 백신도 제대로 사용해야 빠르게 상황을 끝낼 수 있다고 말이다.

프롤로그

제1부 팬데믹
01 예고 코로나19의 데자뷔
02 단계 신종 바이러스의 증식 곡선
03 방심 공포와 허무한 결말
04 사망 삶과 죽음의 임계전이
05 전초 방역의 예행연습
06 오판 양치기 소년의 딜레마
07 징조 고요 속의 외침
08 폭증 팬데믹 공식 선언
09 실전 방역의 시험 무대
10 임계 팬데믹의 골든타임
11 정보 인포데믹의 창궐

제2부 바이러스
12 정체 생물도 무생물도 아닌 이중성
13 핵심 생명을 지배하는 중심원리
14 기원 RNA 세계의 유전자 화석
15 지향 바이러스의 종간 장벽
16 호흡 코로나19의 침입
17 내포 트로이의 목마
18 증식 바이러스 생산 공장
19 배출 무너지는 공장 탈출
20 경보 감염세포의 호각소리
21 개전 면역 전쟁의 서막
22 비말 바이러스에 오염된 침방울

제3부 면역
23 면역 탐구의 짧은 역사
24 공조 두 면역의 협력
25 확전 면역을 농락하는 코로나19
26 항원 침입자의 표식
27 항체 한 개의 자물쇠와 천만 개의 열쇠
28 지휘 적응면역의 통제 사령관
29 살해 세포를 죽이는 킬러 세포
30 순환 면역세포의 이동과 유도
31 반격 체액면역과 세포면역의 공조
32 과잉 지나치면 아니함만 못하다
33 기억 면역의 성장과 노화

제4부 방역
34 유사 면역과 방역
35 방역 통제와 부작용의 균형
36 숙주 세포와 사람
37 진단 방역의 항체
38 격리 방역의 취약점
39 의료 치사율의 결정 요소
40 본부 방역의 중앙통제 기구
41 신약 항바이러스제 개발의 어려움
42 백신 희망의 시작
43 진화 바이러스의 변이, 선택, 적응
44 결말 코로나19의 엔딩 시나리오

제5부 과거, 현재, 미래
45 숙명 이타적 유전자의 진화
46 역사 흩어지면 살고 뭉치면 죽는 역병
47 과학 인류 문명의 반격
48 부상 보이지 않던 위험의 등장
49 지구 생태계 균형과 교란
50 방향 복습과 예습
51 난제 개인과 집단의 가치 충돌
52 개인 방역의 주인공
53 위생 머리로만 보이는 더러움
54 습관 감염 경로의 차단
55 복면 팬데믹 시대의 개인 장비

에필로그
참고문헌
도판출처

잘못된 정보의 급속한 전파는 방역을 어렵게 만드는 것은 물론이고, 개인을 불필요한 위험에 노출시키는 결과도 가져온다. 백신이 바이러스의 전파를 차단하듯, 올바른 지식이 잘못된 정보의 전파를 차단한다. 하지만 바이러스에 대한 지식은 여전히 학문의 울타리 속에 갇혀 있다. 전자현미경으로 바이러스의 실체를 처음 확인한 것이 고작 82년 전이며, 바이러스에 대항하는 면역의 작동 기전이 본격적으로 규명되기 시작한 것은 불과 10여 년밖에 지나지 않았다. 이런 상황에서 대중의 상식 부족을 탓하는 것은 무책임한 일이다. 누구의 잘못이나 무지의 결과가 아니며 이기적 유전자의 습격이 너무 빨리 들이닥친 것뿐이다. 하지만 상황이 변했다면 상식의 종류도 바뀌어야 한다. 현재 상황을 정확하게 이해하기 위해선 바이러스에 대한 최소한의 지식이 필요하다. (14~15쪽)사스, 돼지독감의 뒤를 이어 신종 바이러스가 다시 인간으로 건너온다. 사스와 먼 친척관계인 메르스바이러스였다. 사스보다 치사율이 높아 악명이 높지만 전파력은 낮았다. 그럼에도 사스에 대한 대응과 달리 중간 숙주를 모두 살처분할 수가 없어, 메르스는 등장 이후 매년 유행이 반복되고 있다. 하지만 반복되는 유행으로 의료 인프라가 미리 준비되고 방역 절차가 정착되는 데에 도움이 되었다. 그 결과 유행이 발생해도 최소한의 피해로 통제가 되고 있다. 이는 코로나19 발생 초기에 방역을 과대 평가하는 원인이 된다. 하지만 중동 이외의 지역에서 발생한 유일한 메르스 유행의 무대였던 대한민국은 강제로 방역 시험을 치르게 된다. 코로나19에 대한 예방접종을 맞은 셈이 된 것이다. (52쪽)바이러스는 인간사에 관심이 없는 철저한 비인격 요소다. 따라서 그 위험성은 독립적으로 투명하게 과학적인 방법으로 측정되어야 가치가 있다. 하지만 앞에서 본 것처럼 모든 신종 바이러스의 발생 초기에는 정치ㆍ경제ㆍ사회적 요소가 바이러스의 위험성 평가에 영향을 미치는 상황이 벌어진다. 꼬리가 몸통을 흔드는 것이다. 그리고 위험성 평가의 가치는 임계전이 부근에서 극대화된다. 폭발기에 들어서 병원이 마비되고 사망자가 늘어나면 이제 어린아이도 알 정도의 위험한 상황이 된다. 코로나19 팬데믹 초기에도 바이러스에 대한 위험성 평가가 이루어졌다. 하지만 객관적인 데이터를 얻을 수 없었던 상황 때문에 실제 바이러스의 위험성을 제대로 평가할 수 없었고, 이는 방역을 제대로 하지 못하는 오판의 근거가 되었다. (63쪽)바이러스가 생물인지 무생물인지는 과학자들의 오랜 논쟁거리였다. 자기복제가 일어난다는 점에서 생물, 에너지 생성 능력이 없다는 점에서는 무생물이라고 할 수 있기 때문이다. 이런 박쥐 같은 이중성은 숙주세포 안에서만 증식이 가능한 기생체이기 때문에 나타난다. 숙주세포의 밖에서 바이러스 입자로 존재할 때는 무생물이다. 하지만 숙주세포의 안에서는 에너지와 단백질 생산 시스템을 훔쳐서 자기복제를 하는 생물이 된다. 이렇게 자기복제를 하는 생물 상태에서는 바이러스의 구체적인 형체가 없으며, 복제가 끝나서 다른 세포를 감염시키기 위해 다시 밖으로 나온 무생물 상태에서는 바이러스의 형체를 가지게 된다. 이렇게 바이러스는 무생물과 생물을 오가는 변신을 무한히 반복하면서 증식한다. (111쪽)사람을 감염시키고 있는 모든 코로나바이러스들은 박쥐가 고향이다. ‘박쥐 같은 놈’이라는 말처럼, 박쥐는 포유류이면서 날짐승이라는 이중성을 가지고 있다. 무거운 포유류의 몸으로 날기 위해 박쥐의 대사와 면역체계는 다른 포유류와는 다르게 조절된다. 날아다닐 때는 신진대사가 최대치를 보이고, 쉴 때는 죽은 것처럼 떨어진다. 이런 대사와 체온의 큰 폭의 변화 때문에 면역에 의한 염증 반응이 최대한 억제되어 있다. 박쥐는 같은 무게의 쥐보다 4배 이상 오래 사는 장수 동물로도 유명한데, 이런 염증 억제 능력 덕분인 것으로 추측된다. 또한 밀집해서 잠을 자는 습성 때문에 다양한 바이러스의 전파와 감염이 일상적이다. 이런 습성에 맞게 박쥐의 면역체계는 바이러스와 공존하는 전략을 택하였다. 감염된 바이러스를 완전히 없애기 위해 항체를 만들려면 너무 많은 에너지가 소모되기 때문이다. 유전자를 보존해야 하는 바이러스의 입장에서 박쥐는 기생을 허락받은 최고의 숙주인 셈이다. 이런 특성 때문에 다른 동물에서 심각한 증상을 일으키는 바이러스들이 박쥐에서는 무증상인 경우가 대부분인데, 코로나 바이러스가 대표적이다. (148~149쪽)염증 반응은 정상세포에도 부차적인 피해collateral damage를 입힌다. 염증은 포격처럼 적군과 아군을 가리지 않고 지역을 초토화시키며 더이상 바이러스가 퍼지는 것을 막는다. 호흡기 상피세포에서 염증 반응이 시작되면 인체는 증상을 느끼기 시작한다. 흔히 우리가 감기 증상이라고 이야기하는 목의 통증, 간지러움, 타는 느낌, 콧물, 기침, 재채기 등의 증상이 생기는 것이다. 그리고 바이러스의 감염이 확대되어 전신적으로 인터페론이 분비되면 발열과 몸살 증상이 뒤따른다. 염증 반응은 광범위한 부작용을 일으키지만 일단 급한 것은 바이러스 확산을 막는 일이다. 이렇게 피해를 감수하고 염증 반응이 일어나는 동안 항체를 만들기 위한 면역세포들이 해당 지역으로 모여든다. 이처럼 인터페론은 면역 시스템의 작동 스위치인 셈이다. 코로나19의 초기 증상은 열, 기침, 인후통, 몸살 등으로 다른 감기와 비슷하다. 하지만 감염자의 80퍼센트에서 발열 증상이 나타나며, 마른기침이 흔하다. 그리고 냄새와 맛을 느끼지 못하는 증상이 생기는 경우도 있다. 이는 최초 감염 지역의 특성 때문이다. (203쪽)의학의 발달로 인간의 수명이 늘어나고 있지만 건강한 시간의 증가와 비례하지는 않는다. 만물의 영장인 사람은 환경을 지배하면서 문명을 이루어 살고 있지만, 성장과 노화라는 생물의 숙명을 피할 수 있는 방법은 아직 찾지 못했다. 노화에 의한 면역의 변화는 최근에 들어서야 본격적으로 연구되기 시작했기 때문에 여전히 연구해야 할 영역이 더 많다. 하지만 새로운 항체를 만들어내는 능력이 떨어지는 노인은 신종 바이러스가 발발하면 특히 조심해야 한다는 것은 명확하다. 스페인독감과 같은 예외적인 경우가 아니라면 신종 바이러스에 대한 기억세포가 없기 때문에 적응면역을 준비하는 데에 너무 오랜 시간이 걸려 면역 전쟁에서 패배할 위험이 높기 때문이다. 노화에 의해 면역학적 능력이 떨어지기 시작하는 시기는 평균 60세인데, 이번 코로나19의 치사율이 높아지는 연령과 일치한다. 신종 바이러스 감염은 젊은이에게는 기억세포를 늘려주는 경험이 될 수 있지만, 노인에게는 치명적인 위험이다. (310~311쪽)다양한 방역 전략의 최종 목표는 동일하다. 집단면역이 집단효과를 나타낼 때까지 감염자의 발생 속도를 의료 인프라의 한계 이내로 유지하는 것이다. 코로나19 팬데믹은 이런 목표를 달성해나가는 각국의 방역 능력을 실시간으로 비교할 수 있는 실전 검증 무대가 되고 있다. 이렇게 방역의 전략을 구분하고 살펴본 목적은 방역의 원리를 이해하기 위해서다. 물론 개인이 방역 전략까지 깊게 이해할 필요는 없다. 하지만 그 기본 원리에 대한 이해조차 없으면 유연한 방역 전략을 우왕좌왕하는 것으로 잘못 생각하게 되거나, 봉쇄 기간이 길어지는 상황에서는 반발심만 생기게 된다. 세포와 다르게 자율성을 지닌 사람은 이해가 되지 않으면 희생을 감수하지 않는다. 힘으로 반발을 찍어 누를 수 있는 국가가 아니라면 국민의 반발은 방역 실패의 직행버스 예매권이다. (328쪽)코로나19의 경우에는 특히 무증상 전파의 비율이 높은 것이 문제다. 일상생활에서 감염자의 구분이 어렵다는 의미다. 따라서 무증상 감염의 가능성을 항상 염두에 둬야 한다. 특히 고농도의 바이러스 비말을 살포하는 무증상 감염자가 사회 활동까지 왕성한 경우에는 슈퍼 전파자가 된다. 이런 사람이 개인 방역의 원칙까지 무시하면 마른 들판에 불을 지르고 다니는 방화범이 되는 것이다. 반대로 증상의 유무에 상관없이 개인 방역을 하는 사람은 방화벽의 역할을 한다. 방화범은 일단 감염이 된 것이지만, 방화벽이 되기 위해 감염될 필요는 없다. 이처럼 감염자가 구분되지 않는 상황에서 힘을 발휘하는 것이 마스크다. 마스크는 원시적인 바이러스의 진화 과정에는 존재하지 않았던 엄청난 물리적 장벽이다. 인간만이 가진 개인 방어막인 마스크는 나를 보호하기도 하지만 타인을 보호하는 역할도 한다. (333쪽)코로나19의 항원 변이의 발생을 억제하는 것은 백신이 개발되고 나서 가장 신경써야 할 문제다. 백신을 동시에 접종하는 것은 현실적으로 불가능하기 때문에 접종이 시작된 이후의 방역이 더욱 중요해진다. 바이러스가 폭발적으로 전파된다는 것은 엄청난 수의 증식과 변이가 일어난다는 의미다. 이렇게 다양성이 폭증하는 상태에서 백신을 장기간에 걸쳐 접종하면 항원의 변이가 일어날 확률이 점차 높아진다. 따라서 백신의 접종과 방역은 계속 함께 진행되어야 한다. 백신의 성공적인 개발은 팬데믹 종식을 향한 희망의 시작이다. 하지만 팬데믹의 게임 체인저는 백신이 아니고 사람이다. 아무리 좋은 최첨단 백신도 제대로 사용해야 빠르게 상황을 끝낼 수 있다. 여기에는 우리 모두의 노력이 필요하다. (393쪽)돌연변이들 중에서 기존의 수용체가 아닌 새로운 세포 수용체와 결합하는 변이가 발생하면 새로운 신종 코로나가 출현하는 것이다. 만약 이런 돌연변이가 발생하면 팬데믹 초기에서 지금까지 겪어온 과정을 처음부터 다시 되풀이하는 악몽 같은 상황이 벌어진다. 백신이나 치료제가 개발되었다고 방역을 늦출 수 없?

비말, 면역, 백신, 진화… 55개 키워드로 보는 바이러스 상식
신종 바이러스가 인류로 건너오는 것은 진화가 시작된 이래로 계속 반복된 일이다. 그런데 이번에는 왜 이렇게 피해가 큰 것일까? 왜 신종 바이러스가 출현하는 것일까? 왜 팬데믹은 막지 못했을까? 왜 선진국의 피해가 더 큰 것일까? 왜 코로나19는 빠르게 전파될까? 왜 바이러스는 계속 변이하는 것일까? 왜 나이가 많으면 더 위험할까? 왜 치료제는 빨리 나오지 않는 것일까? 왜 백신이 개발되어도 끝이 아니라고 하는 것일까? 이 모든 질문에 대한 답을 찾아가는 이 책은 5부로, 각 부는 11개 장으로, 각 장은 두 글자 한 단어를 키워드로 하여 총 55개 장으로 이루어져 있다.
제1부 ‘팬데믹’에서는 2000년 이후 반복되어 일어난 신종 바이러스의 습격이 현재 팬데믹에 미친 영향과 이를 막을 수 있었던 골든타임을 놓치게 된 원인을 분석한다. 제2부 ‘바이러스’에서는 코로나바이러스의 특성을 다루며, 이를 통해 코로나19가 다른 바이러스와 달리 큰 문제를 일으킨 근본적인 원인을 제시한다. 제3부 ‘면역’은 바이러스에 대항하기 위한 면역의 활약 편이다. 바이러스 감염에 의해 삶과 죽음이 갈라지는 이유를 살펴보면서 신종 바이러스가 창궐하는 이유와 코로나19의 교활함에 대해 설명한다. 제4부 ‘방역’에서는 집단의 문제라는 관점에서 코로나19를 막기 위한 노력들을 살피며, 특히 서구의 방역 성적이 좋지 않았던 이유를 알아본다. 마지막 제5부 ‘과거 현재 미래’에서는 인류와 함께한 바이러스의 오랜 역사와 세계화의 시대가 팬데믹의 시대가 될 수밖에 없는 이유를 살핀다. 그리고 팬데믹의 시대를 살아가야 할 개인으로서 가져야 할 위생 개념의 변화에 대해 이야기한다.
30년 넘도록 바이러스와 면역을 연구해온 학자로서, 지은이는 2020년 초 동료 의사들과의 SNS에 ‘COVID-19(코로나19)의 특성’이라는 짧은 글을 써서 코로나19에 대한 정확한 정보를 알렸다. 그 글이 이곳저곳에서 큰 반향을 일으킨 것을 계기로, 지은이는 더 많은 독자들과 이제는 상식이 되어야 할 바이러스에 대한 지식과 정보를, 그리고 함께 생각해봐야 할 ‘바이러스 너머의 것들’을 나눌 필요가 있다고 생각했다. 오로지 자기증식밖에 관심이 없는 이기적 유전자, 바이러스의 습격 앞에서, 우리의 평범한 일상을 돌려받기 위해서 우리는 무엇을 생각하고 무엇을 할 것인가. 우리의 봄은 언제 오는가.진화하는 바이러스, 그리고 ‘원-헬스One Health’ 패러다임
균형을 좋아하는 지구 생태계는 일등을 싫어한다. 유례없는 단일 지배종으로 번성하고 있는 인류는 천문학적 다양성을 가진 미생물들의 습격에 시달릴 수밖에 없다. 바이러스는 자기복제가 일어난다는 점에서 생물, 에너지 생성 능력이 없다는 점에서 무생물이라 할 수 있다. 생물과 무생물의 경계에 있는 이 작은 유전자 쪼가리들이 진화 과정에서 도태되지 않고 끈질기게 인류를 괴롭힌다. 인구 증가와 세계화로 환경이 변하면서 새로운 바이러스의 시간이 시작되는 것이다. 가축들은 돼지열병, 구제역, 조류독감 같은 전염병에 시달리고, 사람들은 신종 바이러스의 주기적인 습격에 시달린다. 코로나19는 생태계 교란이 만들어낸 바이러스다. 이제 생태계의 균형에 대해 고민을 시작하지 않으면 바이러스의 시간이 본격적으로 시작될 것이다.
코로나19로 팬데믹의 파괴력이 확인된 이상 인류는 새로운 패러다임을 모색해야만 한다. 변화를 두려워하여 제자리에 멈춘다면 다시 신종 바이러스가 등장하고 팬데믹은 반복될 것이다. 저자는 생태계 속의 인류에게 다가오는 문제들의 심각성을 인지하고 시작된 ‘원-헬스One Health’ 패러다임에 주목하라고 말한다. 생태계의 관점에서 인류의 건강을 생각하고 신종 바이러스를 감시한다는 개념인 원-헬스 패러다임은 기존에 사일로silo에 갇혀 있었던 학문 분야들의 긴밀한 소통 없이는 불가능하다. 이제는 다양한 전문가들이 제도, 정책, 법률 들을 각각의 학문적인 관점에서 분석하고 통합해서 팬데믹에 대비할 수 있도록 수정해야 한다. 학문이나 제도의 통합뿐 아니라 지역이나 국가도 초월해야 한다. 생태계에는 국경이 없기 때문이다.덧붙임: 다시 상식!-바이러스 전공 미생물학자가 들려주는 위생지침 셋
1. 위생은 눈이 아닌 머리로 하라
식당에서 손을 씻으러 화장실을 갔는데 때로 얼룩진 비누가 놓여 있다. 그런 비누는 손도 대기 싫을 것이다. 하지만 미생물의 세계에서 때로 얼룩진 비누는 우리 손에 비하면 병원 수술실 수준이다. 비누로 손에 묻어 있을지 모르는 바이러스를 제거하는 것이 가장 중요하다. 팬데믹 시대의 위생은 눈이 아닌 머리로 보는 개념의 전환이 필요하다.2. 희석의 개념으로 접근하라
마주보고 이야기하면서 음식을 먹는 상황. 불가피하게 같이 식사를 해야 한다면 음식을 공유하지 말고, 서로 얼굴이 보이지 않게 나란히 앉아서, 조용히 먹으라. 혹시 식사 도중에 바이러스가 들어왔다 하더라도 밖으로 퍼낼 기회는 남아 있다. 식사 후 양치나 가글을 하는 것. 감염이 되려면 일정 개수 이상의 바이러스 입자가 필요하기 때문에 이를 희석한다는 확률적 개념이다. 그러니 물로 헹궈내기라도 하라. 3. 오른손이 한 일을 왼손이…
피부가 보호하고 있는 손에 바이러스가 묻었다고 감염이 일어나는 것은 아니다. 사람은 무의식적으로 한 시간 동안 스무 번 정도 얼굴을 만진다. 이런 습관은 땅에 떨어진 바이러스를 주워서 얼굴에 문지르는 격. 깨끗한 손과 더러운 손을 정해서 사용하는 습관은 어떨까? 만약 오른손잡이라면 얼굴은 왼손으로만 만지는 식으로 습관을 들이는 것이다. 이것도 힘들다면 손을 자주 씻는 수밖에 없다.