[2015 청년 에세이 대상] 전염병 예방 어디까지 준비했니?

요 약

2015 대학(원)생 에세이 공모전 대상

' 전염병 예방 어디까지 준비했니? '

- 이화여자대학교 박유진, 박윤정

대상작 「전염병 예방 어디까지 준비했니?」는 메르스 사태로 고통을 겪고 있는 지금의 우리 사회의 상황을 마치 예감이라도 하듯 정확하게 진단하면서 이에 대한 대처 방안을 구체적으로 제시한 수작이다. 한반도 기후 변화 현실을 바탕으로 전염병의 대두라는 새로운 문제를 제시하면서 식물백신이라는 대안을 제시하고 있다 .

------------------------------------------

박태준미래전략연구소에서는 전국 대학(원)생을 대상으로

「10년 내에 한국사회가 당면할 가장 중요한 이슈는?」 라는 주제로 공모전을 개최하였다. 국내 53개 대학을 비롯해 튀니지대학(튀니지), 튈버그대학(네덜란드), 하노이국립대(베트남) 등 해외대학에 유학하는 학생 등 57개 대학 138개팀 179명이 응모해 높은 호응도를 보였으며, 이중 대상 2편, 우수상 10편을 선정하였다.

목 차

우리나라가 더워지고 있다

전염병의 위협

과연 우리나라는 이런 상황에 얼마나 대처하고 있을까?

식물로 백신을 만든다고?!

식물백신, 아직 완벽한 것은 아니다

앞으로 나아가야 할 방향

내 용

[2015 청년 에세이 대상] 전염병 예방 어디까지 준비했니?

박유진, 박윤정 (이화여자대학교)

2025년, 한국에

알 수 없는 전염병이 돌고 있다는 소문이 들린다. 지금 당장 백신이 필요하지만 우리나라에는 아직 백신이

만들어지지 않아 외국에서 들여와야 한다고 한다. 오! 드디어

개발한 모양이다. 하지만 달걀로 만든 소량 백신인 탓에 내가 맞을 차례는 한참 멀었다. 과연 나는 이 혼돈 속에서 살아남을 수 있을까?

▣ 우리나라가 더워지고 있다

매년 봄이 되면 전국에서는 꽃놀이가 한창이다. 전국의

연인들은 거리로 쏟아져 나와 흐드러진 벚꽃을 보며 흐뭇해한다. 하지만 나는 제대로 벚꽃놀이를 가본 적이

없었다. 매년 중간고사 기간은 비슷한데 어쩜 그렇게 딱 고 기간에만 개화를 하는지. 하지만 올해 드디어 벚꽃을 보러 갈 수 있었다. 무려 시험기간보다 2주 전에 개화를 했기 때문이다. 일단 나는 꽃놀이를 시험에 쫓기지

않고 즐길 수 있어 좋았지만, 참 이상한 일이라고 생각했다. 어째서

제 작년까지만 해도 이때는 꽃이 피지 않았는데, 해가 갈수록 꽃이 일찍 피는 것일까?

개화는 온도와 밀접한 관련이 있다. 꽃은 온도가

상승하다 본인이 느끼는 적당한 온도가 되면 봉오리를 터트린다. 그렇기 때문에 매 해마다 꽃놀이의 시작은

남쪽에서부터 서서히 북상한다. 따라서 개화 시기의 변화는 결국 우리나라의 기온이 증가하는 것을 반증하고

있는 셈이다.

실제로 우리나라는 꽤 오래 전부터 기온이 상승하고 있었다.

환경부와 기상청에서 발표한 ‘한국 기후변화 평가 보고서 2014’을 보면 실제로 한반도의

연 평균 기온은 1954∼1999년 기간에는 10년에 0.23도 올랐지만,

1981∼2010년에는 10년에 0.41도가 상승했다. 2001년과

2010년 사이에는 0.50도가 올랐다. 단순히

온도가 상승 할 뿐 아니라 그 기울기도 증가하는 것을 알 수 있다. 이 정도의 속도라면 2025년에는 약 1.5도의 기온 상승을 보인다는 예측을 할 수 있다.

단순히 기온만 오른 것이 아니다. 강수량의 변화도

크다. 마치 동남아같이 갑작스럽게 비가 몰아치고 갑자기 그치는 등의 스콜성 소나기가 나타나는가 하면, 아직 반팔도 입기 전인데 태풍이 몰아친다. 실제로 강수량을 측정한

자료를 보면 2001~2010년까지의 강수량이 지난 30년간의

강수량 보다 7.4% 증가하였다. 여름철 장마기간의 증가와

태풍의 빈도가 잦아졌기 때문이다. 이러한 모든 수치를 보았을 때 분명 우리나라는 더워지고 또 습해지고

있다. 이는 곧 우리나라가 아열대화 되고 있다는 신호이다.

(아래 그림은 기상청의 조사 결과에 따른 1910-2011년의

기온 변화)

이러한 기후의 변화는 단순히 한반도에 있는 모든 것에 영향을 미친다. 대구 사과는 사라질 것이며 제주도의 특산품이 바나나가 되는 날이 분명 올 것이다. 반팔의 소비량은 늘 것이고 우산과 우비의 판매량은 매년 증가할 것이다. 매년 여름에는 모기를 비롯한 곤충과의 사투로 에프킬라를 비롯한 퇴치제들은

우리들의 사랑을 받을 것이다. 이처럼 우리의 의식주에 모든 영향을 끼칠 것이다.

뿐만 아니라 아주 작은 미생물에게도 영향을 우리나라에선 볼 수 없을 줄 알았던 전염병이

유행할 수 있고, 새로운 바이러스가 등장할 수 있다. 어쩌면

재난 영화에서 보던 그 끔찍한 상황이 당장 눈앞에서 일어날 수 있다. 비현실적일 수 있겠지만 현재 이런

상황은 진행 중이고 실제로 일어나고 있다.

▣ 전염병의 위협

전세계적으로 큰 영향력을 떨친 전염병들의 기원지를 찾아보면 흥미로운 사실을 알 수 있다. 유럽 국가들의 아메리카 대륙 침공의 일등 공신이었던 천연두의 기원은 고대 이집트로 기록돼 있고, 지금도 음지에서 조금씩 그 감염자를 늘려가는 에이즈 바이러스의 경우 그 진원지가 콩고를 포함하는 중앙 아프리카이다. 최근에 가장 큰 논란이 됐던 에볼라 바이러스의 최초 발생 지역도 아프리카의 가나였다. 세계적으로 악명 높은 전염병들의 대다수가 적도부근의 흔히 말하는 열대, 아열대

지방에서 발병했다. 즉, 우리가 흔히 열대, 아열대라고 말하는 지역에서 감염률이 높은 균과 바이러스의 출현이 잦았다는 이야기 이다. 현재 우리나라가 아열대가 돼 가고 있다면 이 이야기가 얼마나 무서운 이야기인지 알 수 있다.

세계에서 가장 인간을 많이 죽인 동물은 뭘까? 정답은

모기이다. 이처럼 모기와 진드기, 설치류들은 전염병의 전파에

많은 부분 관여를 하고 있다. 동물에 의한 전염은 여러 전염병의 발병 경로 중 가장 큰 부분을 차지하고

있다. 이러한 모기와 진드기 등은 온도가 높고 습할수록 개체 번식의 속도가 현저히 빠르다. 모기가 판치는 때가 여름이라는 것을 생각하면 쉽게 그렇다는 것을 알 수 있다.

(아래 그림은 기상청에서 조사한 모기 개채수 변화)

실제로 부산지방기상청에서 부산지역을 중심으로 모기의 개체 수를 조사한 결과 월 평균 기온이

높은 6~9월에 모기의 개체 수 또한 집중되며, 이중 최고

온도를 보이는 8월에 모기의 개체 수 또한 최대를 찍었다고 조사됐다.

하지만 지금처럼 기온이 올라가고 있는 상황이라면 모기를 비롯한 이런 질병을 옮길 수 있는 매개체의 동물 수가 증가할 것이고 이는 곧바로

질병의 발병이 증가한다는 사실로 연결된다.

단순히 이런 사실을 넘어서 열대지방의 환경에서만 서식하던 여러 매개동물들이 한국에서도 살아갈

수 있게 된다면 그곳에서 유행하는 매개전염병들이 대거 유입될 가능성이 있다. 실제로 진드기에 의해 매개돼

전염되는 질병인 쯔쯔가무시의 경우 동남아시아에서만 있던 풍토병이었다. 하지만 우리나라에 도입이 되고

지난 10년 사이에 환자가 3배 증가했다. 이 또한 고온다습해진 기후로 인한 매개 동물인 진드기의 증가를 가장 큰 이유로 보고 있다. 그리고 말라리아 모기 또한 열대지방에만 서식하던 것이 현재 한국, 특히

북한 지역에서 심심찮게 발견되고 있다. 고온 다습해 질수록 모기와 진드기를 비롯한 매개 동물들이 증가하게

되고 이는 질병의 유병률을 높이는 큰 원인이 된다.

온도가 올라간다는 것은 단순히 매개동물들의 증가만을 의미하지 않는다. 미생물학 실습시간에 우리는 균을 배양하기 위한 배지를 만들고 여기에 균을 접종해 관찰하는 여러 실험을 한다. 균을 접종한 후에는 약 40도의 따뜻한 히터가 있는 곳에서 배양한다. 왜 그런 것일까? 수분과 온도, 그게

바로 미생물이 번식하는데 가장 적당한 온도이기 때문이다. 그렇기 때문에 균들은 36.5도의 사람 몸 속에서 증식하고 체내를 벗어났을 때 급격히 증식률이 감소한다. 미생물들은 습할수록, 그리고 따뜻할수록 가장 잘 자란다. 그렇기 때문에 대다수의 질병들은 적도부근의 열대와 아열대 기후 국가에서 발생한다.

지금까지는 우리나라에서 심각한 균을 통한 전염병이 생긴 적은 없었다. 해외 여행을 했던 사람들은 그러한 전염병에 걸릴 수 있었을 지 모르겠지만 적어도 국내는 안전지대라고 생각했다. 그러나 아열대 기후가 되면서 점점 열대지방에서 유행하는 질병들이 우리나라까지 침범하고 있다. 우리도 더 이상 동남아시아 지역의 전염병이

먼 얘기가 아니게 됐다.

중국과 홍콩에서 2003년 유행한 SARS는 오리의 바이러스가 인간의 바이러스의 특징을 띄게 되면서 인간에게도 전염이 가능하게 된 것에 의한 질병이었다. 전문가들은 SARS바이러스가 탄생할 수 있었던 배경에는 그 지역의

기후가 큰 역할을 했다고 생각했다. 중국 광동성은 열대기후의 특성을 띄는데 이런 환경이 바이러스와 인간의

공존이 용이하기 때문이라고 설명했다. 이에 따라 치명적으로 작용할 수 있는 조류의 독감 바이러스가 인간에게로

넘어올 수 있도록 변종이 되는데 좋은 환경이 조성 된 것이다.

바이러스는 유전물질을 갖는 가장 작은 단위의 유기체이다.

인간은 가장 안정한 형태로 진화가 되어 왔다면 바이러스들은 최대한 변이가 잘 형성되어 살아남기 좋은 형태로 진화 해 왔다. 그렇기 때문에 올해 왔던 독감이 점 하나 찍고 내년에 다시 오는 것이 빈번하다. 이처럼 바이러스는 잘 변형하고 이것이 바이러스가 생존을 위해 택한 방법이다.

바이러스는 숙주의 몸 밖을 나가는 순간 환경이 변하면 죽게 된다. 더 이상 생물체라 부를 수 없는 단백질 덩어리가 된다. 그렇기 때문에

열대 지방은 바이러스에겐 다양한 시도를 해 볼 수 있는 좋은 환경이 된다. 일단 온도가 37도정도가 되면 신체의 온도와 매우 유사해진다. 체 내와 비슷한

온도이기 때문에 바이러스가 나와도 큰 스트레스를 받지 않을 수 있다. 또한 습기가 많으면 바이러스가

외부에 노출되지 않고 물 속에 갇혀 다른 숙주에게로 옮겨가기 쉬운 환경이 된다. SARS의 경우도 이러한

경로를 통해 돼지에게 전달된 인간의 바이러스와 조류의 바이러스가 융합될 수 있는 기회를 얻게 된 것이다. 뿐

아니라 바이러스가 유전자 변형을 일으키기 위해서는 적절한 온도가 필요한데 열대지방에서는 그러한 온도를 쉽게 충족시킬 수 있다. 앞서 설명한 천연두를 비롯한 에이즈와 최근에 큰 이슈가 된 에볼라는 모두 바이러스에 의해 일어나는 질병이고

모두 적도부근의 후덥지근한 기후에서 발생한 것이 설명된다. 아직까지 우리나라에서 지구 온난화의 영향으로

발생한 바이러스도 발견되지는 않았다. 하지만 우리나라가 점점 더 더워져 열대화 된다면 우리나라에서도

위와 같은 질병이 발생하지 않으리란 보장은 없다.

▣ 과연 우리나라는

이런 상황에 얼마나 대처하고 있을까?

우리나라에서 백신 개발은 최근에서야 가속화 되고 아직까지는 외국의 잘 개발된 백신을 우리나라로

수입 해 들어오는 것이 대부분이다. 외국의 백신들은 주로 열대지방의 개발도상국형 질병이 아닌 유럽형

질병들 위주로 만들어진다. 그렇기 때문에 에볼라를 비롯한 열대지방에서 유행하는 질병에 대한 대처는 아직

확실하게 되어있지 않다. 우리나라에서 생산하고 있는 백신들도 B형

간염백신, 녹농균, 디프테리아 등 열대지방의 더운 기후에서

발생하는 질병에 대해서는 자체적으로 개발할 수 있는 능력이 없다. 과연 이대로 괜찮을까?

우리나라는 상당한 인구 밀집 국가이다. 따라서

전염병이 서울을 비롯한 인구 밀집 도시에서 발생한다면 걷잡을 수 없이 퍼져나가게 된다. 또한 앞으로

동남아시아를 비롯한 열대 지방과 비슷한 기후가 된다는 점에서 그쪽 국가들에서 유행하는 질병들이 발생할 가능성이 크다. 영화 감기를 보면 분당 지역에 동남아 밀입국하려는 사람들에 의해 유입된 독감 바이러스가 퍼져 어찌 할 도리도

없이 속수무책으로 당하는 모습이 나온다. 극적으로 항체를 찾아 치료제 개발에는 성공했지만, 이런 독감이 동남아지역에서 유행하고 있다는 사실을 빠르게 캐치하고 재빠르게 예방접종으로 막았더라면 그렇게 수많은

분당 시민들이 죽는 일은 없었을지도 모른다. 질병에 대해 더 연구가 필요하고 이를 예방할 백신 기술의

개발에 박차를 가해야 한다.

우리나라 백신의 대부분은 현재 동물백신으로 달걀을 이용해 만들어진다. 그렇기 때문에 여러 가지 문제점이 발생한다. 가장 큰 문제점으로는

비윤리적인 생산방법이다. 바이러스 백신의 경우 바이러스는 반드시 살아있는 세포 안에서 증식하기 때문에

살아있는 생물체에 주입해야만 한다. 유행병에 대한 백신일 경우는 단시간에 많은 수요가 몰려있고 질병관리본부에

등록된 필수 백신인 경우에는 지속적으로 수요가 많기 때문에 반드시 대량생산을 해야 한다. 생산량을 늘리기

위해서 달걀을 살아있는 세포로 이용하여 바이러스를 증식시키는데 이러한 과정을 거친 대량의 달걀들은 성장하지 못하고 의료폐기물로 분류되어 사체가

되고 만다. 이러한 과정에서 불필요한 생명의 희생이 존재하게 된다. 또한

이러한 달걀의 생산을 위해 축사에 많은 닭이 갇혀 끊임없이 달걀을 생산해야 하는 것도 동물학대에 해당한다. 더불어

생산과정에서 생산되는 달걀과 실험동물들의 사체는 ‘의료폐기물’로 처리가 까다로우며 폐기비용이 높게 책정이 된다.

이로 말미암아 경제적으로 불필요한 비용의 지출이 일어나며 더 나아가 환경오염의 주범이 된다.

우리나라에서 백신 예방접종을 할 때 항상 달걀 알러지가 있는지를 물어본다. 이 또한 달걀로부터 백신을 만드는 동물백신의 특징 때문이다. 동물백신은

달걀에 바이러스를 주입하여 증식시키는 과정이 필수적이다. 이 과정을 거친 후 다른 공정들을 거치지만

결국 바이러스는 달걀의 세포를 이용하여 분열을 했기 때문에 달걀의 단백질 재료로 바이러스 단백질 부분, 즉

외피 부분을 형성한다는 것을 알 수 있다. 따라서 달걀로 만들어졌다는 꼬리표를 달고 있는 상태이므로

이를 흔히 tagging이라 한다. 달걀에 알러지 반응이

있는 사람은 달걀을 이용하여 증식한 바이러스에게도 알러지 반응을 일으킬 가능성이 높으므로 사용하기 매우 조심스럽다. 알러지 반응이 만약 아나필락시스 쇼크를 유발한다면 심할 경우 발작, 호흡억제, 죽음에 이를 수 있기 때문이다. 질병을 예방하려다가 질병을 유도하는

셈이 된다.

세 번째로 동물백신은 오로지 주사를 통해서 접종이 이루어진다. 그렇기 때문에 통증이 따르기 때문에 아이들에게 접종할 때 어려움이 따르고 용량 조절이 힘들다는 단점이 있다.

네 번째로 동물의 수를 급하게 증가시키는 것은 단가가 높고 급하게 증가시키고 나면 수요가

다시 줄었을 때 다시 생산규모를 줄이기가 힘들기 때문에 일반적으로 생산규모를 처음부터 정한 후에 유지한다. 이러한

이유로 대량 생산에 있어 어려움이 존재한다.

▣ 식물로 백신을 만든다고?!

이러한 단점들을 훌륭히 보완할 수 있는 백신이 바로 식물을 이용해 백신을 만드는 것이다. ‘식물백신’은 인간이나 동물에서 질병의 예방을 위한 백신으로 이용되는 항원 유전자를 식물에 도입해 이를 섭취하는

것으로써 백신의 효과를 낼 수 있도록 만든 것이다. 항원 유전자 대신 항체 유전자를 삽입한 것은 ‘식물항체’라고

한다. 식물항체는 동물백신과는 달리 체내에서 외부물질(항원)이 인식되는 경우 면역반응이 일어나게 될 때, 외부물질에 결합하여

제거하는 데 도움을 주는 항체를 식물에서 바로 생산하도록 하여 우리가 식물을 먹으면 몸에서 그 항체를 바로 이용할 수 있도록 한다. 이러한 면역을 수동적 면역이라 하며, 식물항체는 비교적 짧은 기간이긴

하지만 체내에 체류하고 있으므로 넓은 범위에서 식물백신과 단어를 혼용할 수 있다. 동물백신은 항원을

소량으로 약화시켜 일부러 주입하여 항체가 미리 생성되도록 유도하는 기전으로 능동적 면역을 이용한다. 식물항체를

생산하기 위해서는 동물백신과 달리 항원으로 작용하는 단백질의 특이한 구조에 항체로 작용하는 물질을 찾아내고 그 항체의 유전자 염기서열을 규명한

뒤 이미 알려져 있는 식물바이러스를 벡터(vector)로 이용하여 항체유전자를 삽입하여 식물에 감염시키는

방법을 사용한다. 이 항체의 효과와 안전성을 검사하기 위한 임상실험단계에서는 동물백신을 비롯한 다양한

의약품과 마찬가지로 동물실험이 필요하지만 생산과정에서는 동물의 희생을 필요로 하지 않는다.

그리고 달걀을 이용하지 않기 때문에 이렇게 달걀에 알러지 반응을 가지고 있는 사람에게 식물

유도 백신이나 식물항체는 더할 나위 없이 좋은 대안이다.

이 뿐 아니라 기존 백신의 투여 경로는 대부분 주사에 의한 접종, 분무에 의한 접종, 그리고 경구에 의한 접종이다. 그 중에서도 주사에 의한 접종이 과반수를 차지한다. 이 경로는 침습적이므로

통증을 유발하고 전문가의 도움을 받아야 하기 때문에 불편하다. 또 다른 방법으로 분무에 의한 접종이

있지만 이 역시 동물의 경우에는 접종 비용이 저렴하기 때문에 이용 되고 사람의 경우에는 질병의 경로가 코나 기관지의 점막인 경우에 국한되기 때문에

사용 범위가 제한적이라는 단점이 있다. 이와 다르게 식물 백신의 주 투여방법인 경구 투여는 위의 두

투여경로에 비해 입으로 섭취하기 때문에 통증의 불편함이 없고 분무 투여의 단점인 백신 접종 량을 조절할 수 없는 것 역시 해결되며 질병 경로에

상관하지 않고 사용할 수 있다. 한편 1992년 세계보건기구(WHO)에서는 어린이를 위한 백신으로는 비용이 저렴하고, 쉽게 접종이

가능하고, 냉동 작업 없이 보관이 가능한 백신이 목표라고 발표하였는데,

이에 가장 적합한 것이 경구백신이라고 할 수 있다. 나아가, 소아백신뿐 아니라 축산업에서도 저렴한 비용과 접종의 용이성으로 유용하게 사용될 수 있다.

모든 생산품은 QA(Quality Assurance)과정을

거치며 생산품의 품질관리를 거쳐 규정 기준에 적합한 것만을 내놓는다. 백신도 예외가 아니며 오히려 의료

목적인 만큼 더욱 정밀하고 까다로운 품질을 원한다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 백신은 약독화되거나

불화된 병원체로 생산과정에서 병원체는 살아있는 상태이기 때문에 변형을 일으켜 강독성과 감염성을 갖게 될 우려가 있다. 반면, 식물체 유도 백신은 바이러스가 독성을 회복하는 것과 같은

위험이 전혀 없다. 식물체 유도 백신은 포유동물 바이러스에 감염되지 않기 때문에 인간 병원성 바이러스에

의해 오염된 위험성이 없다. 사람과 기타 동물간에는 인수공통병원체가 존재하는데, 이로 인한 감염병을 1958년

WHO/FAO 합동 전문가 회의에서는 "척추동물과 사람과 사이에서 전파하는 성질이

있는 미생물에 의한 감염 또는 질병"으로 정의하고 있다. 따라서

식물 유도 백신은 이러한 인수공통병원체에 의한 오염 위험도 전혀 없다.

더불어 동물 백신과 달리 식물항체는 농사가 가능하여 쉽게 대량생산이 가능하다. 식물은 수를 증가시키기 쉽고 다시 감소시키기도 쉽기 때문에 유연한 생산규모 조정이 가능하다. 또한, 동물은 식물과 달리 행동이 있어 통제가 어렵기 때문에 생산

시에 식물로 개발한 것과 비교했을 때, 수율이 낮고 품질을 통일시키기 어렵다. 품질의 편차가 크기 때문에 생백신의 경우에는 소아마비 백신의 경우처럼 종종 인명사고를 일으키곤 하는 것이다.

식물항체를 이용하여 항균작용을 하는 물질을 생산한다고 가정해보자. 기존의 항생제는 경구로 투여하면 위장관 속의 우리 몸에 이로운 균까지 제거한다. 하지만 식물항체는 표적이 명확하게 존재하기 때문에 특정 균에게만 결합하여 제거하여 체내 균총이 일정하게 유지될

수 있다. 따라서 이미 개발된 약물의 부작용도 보완할 수 있고 동량을 사용했을 때 더 큰 효과를 얻을

수 있으며 백신의 목적이 아니라

치료의 목적으로도 사용 범위를 넓힐 수 있으므로 경제적이다.

또한, 동물세포를 이용하여 생산된 항원단백질은

바이러스나 암 유발 DNA와 프리온 등을 걸러내야 하므로 많은 공정비용이 필요하다. 동물세포를 이용하는 것의 0.1%의 비용으로 생산할 수 있다는 것은

큰 장점이 될 것이다. 또한 식물은 빠르게 자라기 때문에 동물을 성장시키는 것보다 시간도 단축할 수

있으며 이는 곧 경제성으로 직결된다.

▣ 식물백신, 아직 완벽한 것은 아니다

이런 좋은 대안의 식물항체에도 단점이 있다. 그것은

인간과 식물 간의 당화과정의 결과물이 다르다는 것이다. 세포 핵에서 단백질을 생산하면 세포질에 존재하는

소포체와 골지체를 거치며 번역 후 가공과정을 진행한다. 이 때, 세포에서

생성된 단백질에 락토스나 푸코스 등의 당이 붙는 과정을 통틀어 '당화'라고

한다. 단백질 위에 부착하여 존재하고 있는 당(glycans)의

종류와 구조는 식물과 동물에서 서로 차이가 있고 이러한 당의 종류 및 구조에 의해 단백질의 활성이 완전히 다르게 변화되지는 않지만, 단백질의 접힘 (folding), 안정성 (stability), 용해도 (solubility) 및 protease 에 대한 민감성, 혈중 반감기 (serum half-life), 항원성 (antigenicity) 등에

영향을 미친다. 단백질에 붙는 당에 따라

N-glycosylation, O-glycosylation으로 나뉘는데, 포유동물의 경우 N-glycan 은 일반적으로 세가지 N-glycan subtype 즉 high-mannose, hybrid, complex type 등의 구조를 갖는다. 반면, 식물의 N-glycan은 high-mannose, paucimannosidic, complex type 등으로 변형된다. 이러한 당화 결과물로 인해서 식물고유의 당화과정이 인간유래 당단백질인 항체의 당구조를 식물특이적으로 변형시킬

수 있는 문제점을 갖고 있다. 즉, 인체에 적응하지 못하고

부작용을 나타내거나 효능이 없을 수 있다는 것이다.

현재 생명공학산업에서는 인간 및 동물에서 발병하는 질병에 대한 진단 및 치료에 널리 사용되는

면역단백질인 항체를 생산하기 위하여 주로 미생물, 곤충 및 동물 세포 배양 시스템을 이용하고 있다. 박테리아를 이용한 미생물 발현시스템은 빠른 시일 내에 다량의 단백질 생산이 가능하다는 장점은 있으나 번역 후

당화가 이루어져야 활성을 갖게 되는 대부분의 의료용 당단백질의 경우, 당화시킬 수 있는 능력을 갖고

있지 않아 최종적으로 생리활성을 지니지 못한 단백질을 발현하게 된다. 따라서 이러한 면에서 식물 항체는

식물이 번역 후 당화가 이루어지기 때문에 활성을 체내에서 활성을 가질 수 있다는 장점이 있다.

생체방어의 관점에서 볼 때 식물 항체 제품을 쓸 필요는 그리 많지 않다고 생각할 수 있지만

비행기의 발명으로 해외여행이 보편화되어 질병이 보다 빠르고 멀리 퍼지고, 계속되는 지구 온난화 현상으로

균과 바이러스가 번식하기 좋은 환경으로 전염병이 더 악화되는 오늘날에는 식물 항체가 빛을 발휘할 수 있다. 과학자들은

식물 항체는 감염성 질병 치료방식을 획기적으로 바꿔놓을 신개념의 약이라는데 의견을 같이 하고 있다. 항생제와

달리 부작용이 거의 없고 내성 문제도 해결할 수 있는 장점을 지니고 있다.

▣ 앞으로 나아가야

할 방향

그러나 식물 항체의 이러한 장점에도 불구하고 식물을 기반으로 약물을 생산하는 생명공학 제약사들은

동물 세포를 이용하는 생명공학 업체들에 비해 거대 제약업체들의 주목을 받지 못하고 있다. 이러한 관점에서 블루오션이라고 여겨지며,

식물 항체를 개발하는 제약회사가 출현한다면 단 하나의 식물항체가 블록버스터급 경제 이익원이 되어 현재까지 침체되어 있는 제약업계를

활성화시키고 국가 성장의 원동력이 될 자원이라고 생각된다. 2011년 전세계에서 가장 많이 팔린 의약품인

고지혈증치료제 '리피토'(화이자)의 연간 매출액은 125억 달러(한화 13조 원)다. 이는 현대차

아반떼 약 100만 대 수출과 맞먹는다. 이처럼 차를 어찌

보면 수 백대의 차 보다 잘 빠진 약 하나가 더 큰 이익을 가져다 줄 수 있다는 거이 제약 산업의 묘미라고 할 수 있다. 신약을 개발해 제품화하기까지 많은 시간과 비용이 필요하고 시장에서 성공할 확률도 낮다. 하지만 글로벌 블록버스터로 이름을 올린다면 단숨에 글로벌 제약사로 도약할 수 있다. 고지혈증이 노인성 질병으로써 환자가 매우 많기 때문에 수요가 많아 이렇듯 블록버스터 약물이 가능한 것과 유사하게, 생명에 치명적인 전염병의 백신이 필수 접종 품목으로 정해진다면 전세계적으로 수요가 많아 블록버스터급 판매가

가능할 것이다.

의약품 시장조사기관 IMS에 따르면 전 세계

의약품 시장은 1040조원 규모다. 자동차·반도체 세계 시장을

합친 것 보다 크다. 이제 국가 발전의 트렌드는 제약업계로 기울게 된 것이다. 보건복지부는 지난 7월 국내 제약산업을 집중 육성하기 위해 제약산업

육성·지원 5개년 종합계획을 발표했다. 2020년까지 세계 7대 제약강국으로 도약한다는 구체적인 목표도 제시했다. 튼튼한 발판을

바탕으로 개발에 박차를 가하여 식물항체라는 블루 오션을 개척할 수 있을 것으로 바라보고 있다.

현재 형질전환 식물을 이용한 식물항체는 <표1>에서 보듯이, 연구와 함께 임상실험 단계인 상품이 많기 때문에 10년 내로 상용화될 것으로 보인다. 현재 CIGB, Cuba에서 개발한 B형 간염 항체 백신은 이미 시판 중이며

그 밖의 충치의 항체를 담뱃잎으로 생산하는 식물항체, 가축의 뉴캐슬병 백신은 각 국가의 승인을 받고

시판 준비 중인 단계이다. 그 외에도 다양한 항체들이 임상 단계에서 박차를 가하고 있다.

< 표 1.> 형질전환 식물을 이용한 경구 백신

세계적으로 식물 항체 제조 회사들은 소수이며 동물 백신 회사에 비해 거대 제약사들의 러브콜을

받지 못했다. 왜냐하면 제조 공법이 아직 안전하다는 확신이 없기 때문이라고 한다. 상대적으로 체계 정립화가 다 되어 있는 동물 백신에 투자를 하는 것이다. 하지만

이 틈새를 비집고 들어가 선구적인 자리를 차지한다면 분명 우리나라의 백신 산업은 세계를 주도할 수 있게 될 것이다.

최근 큰 이슈를 불러일으킨 에볼라는 치료제가 아직 없다고 알려졌다. 하지만 계속되는 감염에 WHO는 승인 심사 중이던 Zmapp을

비상수단으로 사태의 심각성에 따라 조건부로 허용했다. 바로 이

Zmapp이 우리가 설명한 식물 백신 중 하나이다. 원리는 에볼라 바이러스의 항체를 만들어

내는 유전자를 담배 식물에 이식해서 담배 잎에서 만들어지는 3가지의 인간 단일클론항체(monoclonal antibody, 특정 항원에만 반응하는 항체)를

혼합한 것을 주성분으로 하는 것이다. 이 3가지 인간 단일

클론항체는 맵바이오가 개발한 실험용 치료제 ‘MB003’과 토론토 소재 제약사 ‘디파이러스’ 및 ‘캐나다

공중보건국이 개발한 ‘ZMab’ 으로 실제로 일부 환자들에게는 큰 효과를 발휘한 것으로 알려져 있다. 에볼라 환자들의 치료율에 따라 식물 항체의 파급력에 영향을 미칠 것이라고 예상이 된다. 이처럼 이미 판데믹(pandemic)에서 식물백신의 사용은 증명이

됐다. 다른 곳에서 개발하길 기다리기 전에 우리 스스로 개척 해 볼 가치가 충분히 있는 사업이라 생각된다.

한국의 여름이 점점 길어지고 있고 이대로는 몇 년 후에 봄과 가을이 사라진다는 이야기도

들린다. 계속되는 지구온난화에 항공비행은 계속해서 전염병을 옮겨오고 있다. 이러한 작금의 사태에 우리는 무엇을 대비했던가? 소 잃고 외양간

고치지 말고 이제는 미리미리 외양간을 고칠 차례다.

1. 기상청 <

http://www.kma.go.kr/>

2. 질병관리본부< http://www.cdc.go.kr/CDC/main.jsp>

3. 뜨거워진 한국, 작년

평균 기온 관측 이래 ‘최고’ <뉴스한국>

2012-02-07

4. 소양강, 박다영, 김현순, 전재흥, 추영국, 고기성, 김영관,

Plant-based production of

therapeutic antibodies식물기반 치료용 항체생산, Journal of plant biotechnology

식물생명공학회지, , 2010년, pp.262-268

5. 식물을 이용한 식품 백신 개발 전망 <용인뉴스 > 2010. 9. 1. 수. 농촌진흥청 국립농업

과학원 기능성물질개발과 김종범 박사

6. Julian K-C. Ma, Pascal M.

W. Drake & Paul Christou, The production of recombinant

pharmaceutical proteins in plants, Nature

Reviews Genetics 4, 794-805

(October 2003)

7. 양문식, 형질전환

식물을 이용한 경구백신 개발 및 현황, KBCH, Biosafety vol.10 No.2

pp.43-53

8. 블록버스터급 신약 3개

개발, 세계 톱7 진입한다

2013-11-18

9. 항생제 대신할 ‘식물항체’ 나온다 2015.04.02