2021년 봄에 코로나바이러스 알파 변이가 급격히 확산되더니 전 세계적인 우세종이 되었습니다. 그러나 전파력이 더 강한 또 다른 변이가 등장하고 있습니다. 바로 델타 변이입니다. 두 변이가 충돌하면 무슨 일이 일어날까요?

사고 실험을 한번 해보죠. 이 바이러스들이 가상의 고립된 도시에 같은 날 출현했다고 가정해 보죠. 도시에는 두 바이러스에 전혀 면역이 없는 100만 명이 삽니다. 여기서 누군가가 알파 변이에 감염되면 평균적으로 밀접 접촉자 5명에게 바이러스를 옮긴 후 아프기 시작해서 즉시 격리에 들어가고 모의실험을 하는 내내 격리합니다. 델타 변이 역시 마찬가지인데 다만 평균적으로 밀접 접촉자 7.5명에게 옮깁니다.

그 다음에는 무슨 일이 일어날까요?

6일 후, 알파 변이 감염자 수는 15,625명에 이르고 델타 변이 감염자 수는 그보다 열 배는 많을 겁니다. 20시간이 더 지나면 델타 변이가 남은 사람들을 모조리 감염시킬 겁니다. 알파 변이가 그 중 6%를 감염시키기도 전에 말이죠. 감염시킬 사람이 아무도 없으니 알파 변이는 사라집니다.

이 모델은 무척 단순화한 것이지만 한 가지 현실을 정확하게 반영하고 있습니다. 두 변이가 경쟁할 때 델타 변이는 불과 몇 주 만에 알파 변이를 멸종으로 몰고 갔습니다.

바이러스도 진화한다

바이러스는 무척 성공적인 유기체입니다. 지구에는 관측 가능한 우주의 별들보다 1억배 가량 많은 바이러스 입자들이 있습니다. 그럼에도 바이러스는 멸종될 수 있고 멸종되고 있습니다.

바이러스가 멸종되는 세 가지 주요 방법이 있습니다.

첫째, 바이러스의 숙주가 부족한 경우입니다.

2020년 초 B형 야마가타라는 독감 계통이 바로 그 경우죠. 코로나19 확산 방지를 위해 국가들이 봉쇄와 사회적 거리두기를 시행하고 마스크를 착용하면서 B형 야마가타가 감염시킬 수 있는 숙주의 수가 급감했습니다. B형 야마가타가 정말 멸종한 것인지 동물 보유 숙주에 잠복해 있는 것인지는 독감 유행기를 몇 번 더 겪어보면 알겠죠.

대부분의 바이러스는 수명 주기의 일부 구간에서 숙주를 죽일 수 있을 정도로 심각한 질병을 유발합니다. 이는 문제가 될 수도 있는데 바이러스가 숙주를 모두 죽인다면 이론상 감염시킬 숙주가 부족해서 멸종될 수 있기 때문입니다.

1950년대 호주에서 이러한 일이 일어날 뻔했습니다. 당시 호주에는 침입종인 유럽 토끼가 들끓었습니다. 그래서 개체 수를 조절하고자 과학자들은 점액종이라는 바이러스를 살포했습니다. 과거에 유럽 토끼에게는 치사율 거의 100%였죠. 초기에는 계획대로 유럽 토끼 수천만 마리, 어쩌면 수억 마리가 죽었습니다.

하지만 바이러스가 확산됨에 따라 덜 치명적인 돌연변이로 진화했고, 치사율이 낮아지면서 죽는 토끼 수가 줄었습니다. 변종 바이러스에 감염된 숙주들이 더 많이 돌아다니면서 치명적인 이전 바이러스에 비해 변종 바이러스가 퍼질 가능성이 커졌죠. 물론, 토끼도 진화하면서 더 나은 면역을 얻게 되었습니다.

결국, 토끼를 몰아내기는커녕 바이러스는 진화하고 토끼 개체 수는 다시 회복되면서 바이러스와 토끼 모두 살아 남았습니다.

바이러스가 멸종될 수 있는 두 번째 방법은 인간이 효과적인 백신을 활용해 바이러스와 싸워 이기는 것입니다.

1800년대에 백신이 개발된 이후 백신 접종 캠페인을 실시해 뿌리를 뽑은 두 바이러스가 있습니다. 바로 천연두와 소의 전염병인 우역입니다. 백신에 대해서는 나중에 더 보겠습니다.

바이러스가 멸종될 수 있는 세 번째 방법은 다른 바이러스나 변종과 겨루어 밀려나는 것입니다. 앞서 살펴봤던 델타와 알파 변이처럼 말이죠.

그런데 바이러스가 항상 서로 경쟁하지는 않습니다. 바이러스 종은 각자 고유한 위치에 자리를 잡습니다. 예를 들어, 독감 바이러스는 기도에 감염되고 노로바이러스는 장 세포에 감염됩니다. 그래서 두 바이러스는 공존할 수 있죠.

바이러스 막을 만능 백신 개발에 주력해야

바이러스는 아주 작은 곳에도 침입할 수 있습니다. B형 간염과 C형 간염은 같은 세포에 감염할 수 있습니다. B형 간염은 세포핵에, C형 간염은 세포질에 침투합니다. 실제로 전염병 학자들은 C형 간염자의 2~10%가 B형 간염에도 감염되어 있다고 추정합니다.

그렇다면, SARS-CoV-2, 즉 코로나19를 유발하는 바이러스 종은 멸종될 수 있을까요?

해당 종의 변이는 계속해서 나타날 것입니다. 변이들이 이전 바이러스 종을 몰아낼 수도 있고 아닐 수도 있습니다. 변이들이 어떤 방식으로 경쟁을 하든, 하지 않든 간에 모든 변이가 속한 바이러스 종 자체는 인간 사이에서 꽤 확고하게 자리 잡고 있습니다.

사람들이 충분히 백신을 접종하면 코로나바이러스는 사라질까요?

천연두 백신 사업이 성공했던 이유는 감염에 대한 백신의 방어력이 높고 천연두가 숨을 만한 동물 숙주가 가까이에 없었기 때문입니다. 하지만 코로나바이러스는 숨을 만한 동물 숙주가 있고 현재 백신이 중병이나 사망을 예방하는 효과는 뛰어나지만 모든 감염을 막지는 못합니다.

따라서 코로나바이러스 종 전체가 멸종될 수 있는 방법은 두 가지가 있다고 볼 수 있습니다.

엄청난 대재앙이 일어나 우리 모두가 죽거나 모든 코로나바이러스 감염을 막는 만능 백신을 개발하는 거죠. 현존하는 변이로 인한 감염과 아직 나타나지 않은 변종으로 인한 감염도 모두 막아주는 겁니다. 우리 모두 두 번째 방법을 위해 노력합시다.

내용 및 사진 출처 / www.ted.com

정리 / 오명철 기자 mcoh98@hkrecruit.co.kr