코로나 사이언스: 팬데믹에서 엔데믹으로

코로나 사이언스: 팬데믹에서 엔데믹으로

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Description
팬데믹? 이제는 엔데믹이다!
급변하는 바이러스, 기민하게 움직이는 과학
2019년 11월 17일, 처음으로 보고된 이래 사스코로나바이러스2(코로나 19)는 계속해서 우리 인간의 예상을 뒤집어오고 있었다. “호흡기 질병은 겨울철에 발생하여, 바이러스가 활동하기 어려운 더운 여름철에는 거의 사라진다”, “팬데믹 전에는 어느 정도 인체 간 감염이 발생하여 적응하는 기간이 필요하다”…. 병인이 되는 바이러스의 변이 또한 이어지고, 코로나19 바이러스는 계속해서 인류의 희망을 보기 좋게 배신해왔다. 두 번의 여름이 지나면서도 코로나19 팬데믹은 종식되지 않았고, 오히려 WHO에서 ‘엔데믹(Endemic)’으로의 전환을 점치고 있을 정도다. 본래 엔데믹이란 말라리아나 뎅기열 등 지역에 따라 주기적으로 나타나는 ‘풍토병’을 의미한다. 그런데 코로나19의 대유행 이후로는 ‘감염병의 주기적 유행’을 의미하는 용어로 새롭게 쓰이고 있다. 코로나19는 그야말로 감염병의 문법을 바꿔놓은 커다란 전기인 것이다.
그러나 기존의 상식을 뒤엎는다는 점에서는 과학계와 의학계 또한 이에 뒤지지 않았다. 2020년 1월 1일, 코로나19 바이러스의 염기서열이 밝혀진 이후 세계 각국에서 일제히 백신 개발에 착수했다. 그리고 2020년 12월 11일, 화이자(Pfizer)의 백신이 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받았고, 그로부터 3일 후 드디어 접종이 시작됐다. 질병에 시름하던 사람들에게는 지지부진한 속도였겠지만, 이는 이례적으로 빠른 속도다. 과거 미국 국립알레르기감염병연구소(NAID)에서 사스(SARS)의 백신 후보물질의 임상 1상에 진입하는 데에만 해도 20개월이 걸렸다는 것을 감안하면 이 비범함을 실감할 수 있을 것이다. 일반적으로 백신 개발에 소요되는 약 5년 이상의 기간을 5분의 1로 감축시킨 것은 mRNA 기반 백신의 특징도 있겠으나, 인류가 맞이한 미증유의 재해에 대해 전 세계의 면역학자, 바이러스학자, 의학자들이 적극적으로 정보를 공유하며 공동 대책을 수립하고자 노력한 덕택이기도 하다.
이러한 정보 공개와 지식의 공유는 학계를 넘어 일반 대중에게까지 미치고 있다. 에피데믹, 팬데믹을 넘어 사람들을 현혹시키고 사회를 혼란에 빠뜨리는 인포데믹(Infodemic)을 방지하기 위해서이기도 하다. 한국기초과학연구원(IBS)에서 2년째 지속해오고 있는 〈코로나19 과학 리포트〉와 이를 기반으로 한 《코로나 사이언스》 시리즈는 여기에 해당하는 대표적인 결과물이다. 한국에서 내로라하는 기초과학자들이 이를 통해 기존에 학계에서 알음알음 공유되던 연구 현장 최전선의 정보를 아낌없이 대중들에게 풀어놓고 있다. 앎이란, 삶에 드리운 미지의 장막을 걷어내는 지시등이다. 팬데믹에 이어 엔데믹이라는 상황하에서 코로나19 바이러스 그리고 앞으로 맞닥뜨릴지도 모르는 미지의 질병과 정면으로 마주해야 한다. 《코로나 사이언스: 팬데믹에서 엔데믹으로》과 같이 누구나가 접할 수 있도록 정제된 정보들이 모든 사람들의 앞길을 밝힐 것이다.
저자

기초과학연구원(IBS)

MakingDiscoveriesforHumanity&Society
기초과학연구원(IBS)은세계수준의기초과학연구를위해대한민국이설립한연구기관이다.현재수학ㆍ물리ㆍ화학ㆍ생명과학ㆍ융합등분야에1개연구소,30개연구단을운영중이다.연구단은대전도룡동의본원외에도KAISTㆍ서울대ㆍPOSTECH등전국의연구중심대학에서인력과인프라를공유하며운영된다.
IBS는국가차원의장기ㆍ대형ㆍ집단기초과학연구를수행하고있다.특히정부의지원과우수한연구자들의노력에힘입어NatureIndex2020에서세계17위연구소로빠르게성장했다.IBS의비전은‘MakingDiscoveriesforHumanity&Society’이다.우리가살고있는세계에대한논리적이해와발견을통해,위대한과학자들이그랬듯인류를새로운인식의지평으로인도하는것이IBS의사명이다.그럼으로써우리나라가세계인들의존경과사랑을받는지식강국이되도록기여하고자한다.

고규영
전북대의대에서박사학위를취득하고,미국코넬대와인디애나주립대에서박사후연구원으로일했다.전북대의대교수와포스텍생명과학과교수를거쳐현재IBS혈관연구단단장이자KAIST의과학대학원특훈교수로재직중이다.혈관및림프관연구분야세계적권위자로꼽힌다.최근에는코로나19감염이비강섬모상피세포에서시작됨을규명한연구로주목받았다.

권예슬
한양대분자시스템공학과를졸업하고,서강대일반대학원과학커뮤니케이션협동과정에서석사학위를받았다.동아사이언스에서《동아일보》의과학담당기자,과학전문잡지《과학동아》기자로일했다.현재는IBS커뮤니케이션팀에서근무하고있다.『미래를읽다과학이슈11:시즌6』,『미래를읽다과학이슈11:시즌7』등을공동저술했다.

김빛내리
마이크로RNA분야를개척한세계적석학으로,IBSRNA연구단단장이자서울대생명과학부석좌교수로재직중이다.2007년호암의학상,2013년대한민국최고과학기술인상,2019년아산의학상등을수상했으며,최근영국왕립학회회원으로선출됐다.2020년사스코로나바이러스-2의고해상도유전자지도를처음으로완성하며전세계의주목을받았다.

김호민
KAIST생명과학과에서박사학위를취득했으며,현재는KAIST의과학대학원부교수로재직중이다.구조생물학분야에서혁신적성과를창출해온젊은연구자로,2018년IBS바이오분자및세포구조연구단단백질커뮤니케이션그룹의CI(ChiefInvestigator)로선정되었다.2007년신진과학자상,2018년젊은의학자부문아산의학상을수상했다.

명경재
서울대동물학과를졸업하고분자생물학석사학위를취득한뒤미국브라운대에서분자생물학박사학위를받았다.현재는IBS유전체항상성연구단단장이자UNIST생명공학과특훈교수로재직중이다.DNA복구및게놈안정성연구분야석학으로인류최대의관심사인암·노화·진화에대한DNA의작용기작을분자수준에서규명하는연구를진행하고있다.

신의철
연세대의대에서박사학위를취득하고,미국국립보건원(NIH)연구원으로일했다.현재는IBS한국바이러스기초연구소바이러스면역연구센터장이자KAIST의과학대학원교수로재직중이다.간염바이러스에대한면역반응연구에매진해온세계적연구자로,최근에는코로나19가중증으로발전하는원인규명,코로나19기억면역가능성을확인한연구등으로주목받았다.

심시보
고려대경영학과를졸업하고,1997년~2012년매일경제신문사기자로일했다.과학기술을담당하며교육과학기술부과학기자단간사와한국과학기자협회부회장을맡은바있다.IBS로자리를옮기고전략기획팀장,대외협력실장,정책기획본부장을거쳐현재연구지원본부장으로일하고있다.한국기자협회이달의기자상,씨티그룹대한민국언론상등을수상했다.

안광석
서울대생물교육과를졸업하고,미국일리노이주립대(어바나-샴페인)에서생리학박사학위를취득했다.미국스크립스연구소및존슨앤드존슨의연구원으로일했다.고려대생명과학부교수를거쳐현재는서울대생명과학부교수이자IBSRNA연구단연구위원으로재직중이다.주요연구분야는면역학으로바이러스의면역회피메커니즘을연구하고있다.

엄재구
전북대수의과대학을졸업하고동대학에서박사학위를취득했다.농림축산검역본부및국립환경과학원에서연구사및연구관으로근무했으며,이후캐나다서스캐처원대VIDO연구소연구원으로일했다.현재는전북대수의과대학교수로재직중이다.박쥐에서인간으로전파가능한바이러스의특성연구를수행하고있다.

이보영
건국대생물학과를졸업하고,미국오하이오주립대에서신경생물학박사학위를취득했다.미국예일대및한국과학기술연구원(KIST)에서박사후연구원으로일했다.현재는IBS인지및사회성연구단연구위원으로재직중이다.주요연구분야는신경생물학으로여러정신질환동물모델에서당질화의기전연구를하고있다.

이재현
연세대화학과를졸업하고,동대학원에서무기화학박사학위를취득했다.로스앤젤레스캘리포니아대(UCLA)물리학과방문연구원및하버드대화학과박사후연구원으로일했다.현재는연세대고등과학원조교수이자,IBS나노의학연구단연구위원으로있다.주요연구분야는나노바이오및나노바이오일렉트로닉스로나노물질을이용한바이오디바이스를연구중이다.

이준이
이화여대과학교육학과를졸업하고,서울대대기과학과에서이학박사학위를취득했다.NASAGSFC에서박사후연구원을거쳐하와이대국제태평양연구소에서연구원으로일했다.현재는부산대기후과학연구소부교수이자IBS기후물리연구단연구위원으로재직중이다.기후변화에관한정부간협의체(IPCC)6차평가보고서에서제1실무그룹총괄주저자를역임했다.

이창준
미국시카고대화학과를졸업하고,컬럼비아대에서신경생리학박사학위를받았다.미국에모리대박사후연구원을거쳐한국과학기술연구원(KIST)에서근무하며신경교세포연구단장을역임했다.현재는IBS인지및사회성연구단단장으로재직중이다.교세포분야의세계적권위자로2014년장진학술상,2016년경암학술상,2017년과학기술포장등을수상했다.

이효정
경북대통계학과를졸업하고,울산과학기술원(UNIST)수리과학과에서이학박사학위를받았다.일본홋카이도대의학대학원조교수,국가수리과학연구소부산의료수학센터장을거쳐,현재는경북대통계학과조교수로재직중이다.주요연구분야는수리통계학적분석을통한감염병예측으로,최근에는코로나19감염확산예측및방역정책효과분석연구를진행하고있다.

차미영
KAIST전산학과에서박사학위를취득했으며,독일막스플랑크연구소에서박사후연구원으로일했다.아시아최초로페이스북데이터사이언스팀의초빙교수로근무했고,정보과학회젊은정보과학자상과AAAIICWSMTestofTimeAward를수상했다.현재KAIST전산학과부교수이며,2019년부터IBS수리및계산과학연구단데이터사이언스그룹CI로겸직중이다.

천진우
연세대화학과를졸업하고,미국일리노이주립대(어바나-샴페인)에서화학박사학위를취득했다.KAIST교수를거쳐현재연세대화학과교수이자IBS나노의학연구단단장으로재직중이며,미국화학회에서발간하는AccountsofChemicalResearch의시니어편집자로도활동하고있다.질병의정확한진단및치료에돌파구를제시할정밀나노의학을연구하고있다.

최영기
충남대수의학과를졸업하고,미국미네소타대에서바이러스학박사학위를받았다.최근까지충북대의과대학교수로일했으며,현재는IBS한국바이러스기초연구소소장이자신변종바이러스연구센터장으로있다.최근에는코로나19연구에적합한실험동물모델을확립하고,이를이용해코로나19전파과정을동물실험으로입증한연구등으로세계적인주목을받았다.

목차

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저자소개

1부진화하는바이러스,막을수있을까
01.바이러스변이체는얼마나위협적일까
02.면역체계는돌연변이를방어할수있을까
03.신속하면서정확한새로운진단기법
04.초기감염병리기전을밝히다
05.인체면역반응의양상과특징
06.반려동물도바이러스를옮길까

2부백신과치료제,게임체인저가되다
07.백신의탄생과패러다임전환
08.백신의종류와특징
09.백신개발키워드,RNA는어떤물질인가
10.mRNA백신개발원리와전망
11.모더나의백신개발:팀사이언스의힘
12.약물재지정을통한치료제발굴전략
13.항체치료제개발경과와전망
14.자연에서발견한치료제후보물질

3부위드코로나,전환의기로에서
15.데이터분석기반의방역정책수립
16.팬데믹이기후에미친영향
17.정신건강을위한‘마음방역’의필요성
18.인포데믹에맞서는국제사회

대학생이본팬데믹
맺는글

출판사 서평

중국산백신은왜효과가없을까?
코로나19바이러스와백신그리고달라진세계

세계각국각사에서저마다백신개발에뛰어들면서“어떤백신이효과가좋을까”하는궁금증역시생길수밖에없었다.세계최초로임상1상에들어간것은중국의시노팜(Sinopharm)에서개발한백신이다.중국,동남아시아,남미등을비롯한개발도상국에서주로접종이이루어졌으나그효능에대한논란이잇달아번졌다.그런데사실백신의효능은그저단순히백신의예방률을줄지어서결정할수있는것이아니다.각백신의효능차이는기실각백신의유형과크게결부되어있다.가령시노팜과시노백백신은사백신이다.열이나방사선,화학물질등으로비활성화시킨병원체를직접주입함으로써면역반응을유도한다.병원체가살아있지않으므로백신으로주입한병원체가증식하지도않고,질병을일으키지도않는다.이미존재하는병원체를이용한백신이기에개발속도가빠르고안정성이높지만,대신에면역반응이적고지속기간이짧다.말하자면이들백신이시간이흐름에따라효능이떨어지는것은사백신이라는유형에서기반한태생적인한계다.한편화이자와모더나등에서개발에성공하면서조명을받은mRNA백신이나DNA백신은핵산(Nucleicacid)백신으로분류된다.병원체의항원에관한정보를담은유전물질을전달하는방식으로작동한다.무엇보다백신생신이빠르고장기간면역반응을유도할수있다는게큰장점이다.각백신에는개발방식에따라각기다른특성이있다.방역당국만이아니라개개인또한이러한점들을알아야한다.기초과학에관한지식은위기상황에서안전한삶을꾸려나가기위한무기가된다.
이는《코로나사이언스:팬데믹에서엔데믹으로》에서이야기하는풍부한정보의빙산이일각이다.전작인《코로나사이언스》가코로나19바이러스의정체와발생원리를밝히는데주목했다면,이번에는진일보한진단방식과백신,치료제등에초점을맞췄다.반려동물의코로나19감염문제,수리통계학적으로본코로나19방역모델링,코로나팬데믹이지구기후에미친영향,감염병과외상후스트레스장애(PTSD)와의관계등,한결다른시각으로코로나19를분석하는시도또한시사적이다.고규영IBS혈관연구단단장,김빛내리RNA연구단단장을비롯한대한민국굴지의기초과학자들이다시한번힘을모아대중들에게정확하고신속한정보를전달하기위해서뭉쳤다.이들이전망하는것은단순히파편화된과학적지식이아니라,코로나19가바꿔놓은세계그자체이다.앞서“코로나19가완전히종식되기는어려울것같다.앞으로는주기를두고나타나는사스코로나바이러스-2에의한감염에잘대응하며살아갈방안을찾아야한다”라고전망한고규영단장의말처럼,우리는코로나19와더불어사는‘코로나엔데믹’시대를맞이했다.이부정할수없는현실앞에서,기초과학지식은안전을보장하기위한최소한의자구책이다.그리고《코로나사이언스:팬데믹에서엔데믹으로》가여기에앞장설것이다.

IBS한국바이러스기초연구소출범!
10주년을맞이한IBS와날개를달고도약하는바이러스연구

2021년7월1일,드디어IBS한국바이러스기초연구소가문을열었다.‘바이러스연구’라는분야가그다지대중적으로인지도가있거나화제가되기쉬운학문분과가아니라는점을고려하면몹시고무적인일이다.미국이나영국등해외선진국에는바이러스를전문으로연구하는기관이이미존재했으나,우리나라에서는코로나팬데믹이터진이후에야비로소논의가진전될수있었다.어쩌면이러한지연으로인해한국이이번사태에서게임체인저가될백신과치료제개발을자력으로해내지못했으며,백신수급을타국에의존할수밖에없는현실을만들었을지도모른다고생각하면안타까운일이다.가령살아있는사스코로나바이러스-2를다루기위해서는생물안전3등급(BSL3)이상의연구시설이필요하다.그러나한국바이러스기초연구소개소전에는IBS에BSL3이상의시설이없어,다른연구소의시설을일시적으로빌리는경우를제외하고는BSL2시설에서할수있는연구만을진행할수밖에없었다.그런열악한상황에서도사스코로나바이러스-2의유전자지도를완성해내는등성과를창출한것은고무적이나,이러한한국의연구진들에게좀더많은기회가주어졌더라면우리나라가세계를선도하는게임체인저가될수있지않았을까하는아쉬움또한남는다.
그러나질병이휩쓸고간폐허를수습하는것이아니라,다가올질병을미리예방하고견딜수있는체력을만드는것이야말로기초과학이할수있는진정한역할이다.앞으로들이닥칠지도모르는코로나21,코로나22를생각하면지금의시작은결코늦은게아니다.2021년11월19일,IBS는창립10주년을맞이한다.지금이순간도바이러스만이아니라각분야의기초과학연구에매진하고있는과학자들의노력은‘안전하고픙요로운대한민국’의모습으로돌아올것이다.

가짜뉴스를반박할진짜과학
_이영완(한국과학기자협회회장,조선일보과학전문기자)

해마다10월이면전세계과학자들의눈이스웨덴으로쏠린다.노벨상이발표되는시즌이기때문이다.기자들은그동안취재를통해그해의수상자를점쳐본다.노벨상은보통수십년전에나온연구성과에돌아간다.잊고있었지만막상발표가되면수상이당연했다는생각이든다.
올해는조금달랐다.지난2년동안전세계를공포에몰아넣은신종코로나바이러스감염증(코로나19)이사상유례없는속도로개발된백신에의해조금씩통제되고있다.과학기자들은이번에처음상용화된mRNA(전령리보핵산)백신개발자가노벨상을받지않을까기대했다.바로미국펜실베이니아대의드루와이즈먼(DrewWeissman)교수와커털린커리코(KatalinKarik?)독일바이온텍수석부사장이다.
두사람은최근‘실리콘밸리노벨상’이라는브레이크스루생명과학상과‘의학노벨상’이라는라스커상을잇따라수상했다.커리코부사장은로레알세계여성과학자상도받았다.mRNA를백신으로쓰는아이디어는1990년대부터나왔지만염증반응을막지못해상용화되지못했다.두사람은2005년펜실베이니아대에서mRNA의구성분자하나를다른형태로바꾸면면역세포가공격하지않는다는사실을알아냈다.
기자들은mRNA구조를바꾼연구라는점에서노벨의학상이아니라화학상을받을것이라고구체적인기대까지했다.하지만예상과달리화학상은근10년만에순수화학연구성과에돌아갔고,의학상은인간의감각기능을밝힌연구자가받았다.그렇지만오랜만에여러과학기자들이같은생각으로노벨상수상자를기대하는경험을했다.
지금이야코로나바이러스나mRNA,백신등이익숙한용어이지만코로나19초기에는여간생소한개념이아니었다.바이러스를잘아는전문가도부족했고,항체치료제나백신은기초과학자들이익숙하지않은의학과제약의영역이어서어디까지물어야할지가늠하기어려웠다.과학기자들이노벨화학상수상자로mRNA백신개발자들을예상한것은기초과학연구원IBS의『코로나사이언스』시리즈에힘입은바크다.
이중한편에서는커리코부사장과와이즈먼교수의연구에대해‘mRNA백신의경우RNA의자연적인염기성분을수도유리딘(pseudouridine),메틸수도유리딘(N1-methyl-pseudouridine),메틸사이토신(5mC)과같은인공적인유도체로교체함으로써과다한면역반응을피하고단백질생산이잘일어나도록설계한다’라고썼다.암호같은문장이지만읽고또읽으면무엇이문제였고무엇을해결하려했는지감이잡혔다.
평상시같으면쉽게쓴글이필요했을지모르나,이번코로나19위기속에서는가짜뉴스를반박할진짜과학이필요했다.과학자들이쉽게설명하려고하다보면꼭필요한이야기가누락되어잘모르는사람들이오해하게되는경우가적지않다.반면에IBS의『코로나사이언스』시리즈는불필요한윤색을거의하지않아그런점에서자유로웠다.항체치료제를소개한글은기본원리와효과,기대감과함께예상가능한부작용까지총망라했다는점에서균형잡힌시각을제공했다.
물론아쉬움이없는것은아니다.아무리시간이부족했다하더라도그동안나온리포트들을이해하기는고전읽기만큼이나어려운일이었다.투명한정보공개자체는좋은일이지만,정작공개된정보자체가이해하기어렵다면역시소수에게만활용되는악순환이벌어질수밖에없다.그점에서앞으로과학자와기자들의적극적인소통이더필요하지않을까생각한다.

사스코로나바이러스-2가델타형,람다형으로진화하며,방역에지속적인위협을가하고있다.백신과치료제도이에맞춰진화되어야할것이다.바이러스의본질과우리몸의면역작용,백신과치료제의원리에대한정확한지식도지속적으로시민들에게제공되어야한다.기초과학연구원이작년에이어올해도이막중한작업을계속해오는데찬사와응원을보낸다.이책은우리사회를한층더건강하게해줄것이다.
_노정혜(전한국연구재단이사장)


코로나19는인류에게닥친커다란재난이며극복해야할도전이다.이러한위기속에서우리는객관적인과학지식과냉철한통찰로이어려운도전을슬기롭게극복하여나아가야한다.한국의저명한기초과학자들이힘을모은『코로나사이언스:팬데믹에서엔데믹으로』는명확한분석과합리적인해답을제시하여미래코로나19조기종식을위한중요한단서를제공한다.
_이광형(KAIST총장)