일부 코로나19 백신 희귀 부작용 '혈전 형성' 원리 찾았다

과학자들이 아데노바이러스 기반 백신이 극소수 사람들에게 치명적인 혈전(피떡)과 출혈을 유발하는 원리를 규명했다. 게티이미지뱅크 제공

아데노바이러스 기반 백신이 극소수 사람들에게 치명적인 혈전(피떡)과 출혈을 유발하는 원리가 규명됐다. 아스트라제네카 등 일부 신종 코로나바이러스감염증(코로나19) 백신으로 쓰인 유형이다.

캐나다 맥마스터대 병리학·분자의학과 연구팀은 아데노바이러스 기반 코로나19 백신 접종 후 발생하는 희귀 부작용인 '백신 유발 면역성 혈소판 감소증 및 혈전증(VITT)'의 발병 메커니즘을 규명하고 연구결과를 11일(현지시간) 국제학술지 '뉴잉글랜드 의학 저널'에 공개했다. 

VITT는 혈액 희석제를 투여받은 환자들에서 나타나는 현상으로 보고됐다. 2021년 유럽에서 아스트라제네카 코로나19 백신 접종자에서 같은 증상이 발현됐고 이어 미국 기업 존슨앤존슨의 유사한 코로나19 백신 접종자 중에도 추가 사례가 발생했다.

백신 접종자 20만명 중 약 1명꼴로 발생하는 것으로 집계됐다. 공통점은 백신의 핵심인 메신저리보핵산(mRNA) 전달체로 아데노바이러스를 활용했다는 것이다. 

아데노바이러스를 구성하는 단백질이 B세포의 특정 돌연변이와 반응해 혈액 응고에 관여하는 PF4 단백질과 잘 결합하는 항체를 생산하는 것이 원인이다. B세포는 특정 목표를 공격하도록 설계된 단백질인 항체를 생산하는 면역세포다.

연구팀은 질량 분석법을 사용해 VITT 환자 21명에서 추출한 PF4 결합 항체의 아미노산 서열을 정밀 분석했다. VITT 환자의 PF4 결합 항체의 특정 위치에는 공통적으로 아미노산의 종류인 글루탐산 또는 아스파르트산이 존재했다. 음전하를 띠는 아미노산이다.

강한 음전하를 띤 변이 항체는 강한 양전하를 띠는 PF4 단백질과 쉽게 결합해 혈액 응고의 핵심인 혈소판을 활성화했다.

혈소판 활성으로 더 많은 PF4가 방출되면서 혈액이 뭉치는 연쇄 반응이 시작된다. 체내 혈소판을 소모하며 멈추지 않는 출혈을 일으키는 치명적 결과로 이어진다.

연구팀은 환자 2명의 PF4 결합 항체를 실험실에서 재현해 생쥐에서 VITT 유사 증상을 유발할 수 있다는 사실을 입증했다. 아미노산 변화가 원인이라는 점을 검증하기 위해 글루탐산 대신 다른 아미노산인 라이신을 사용한 버전을 만들자 혈전 형성이 줄었다.

연구팀은 VITT 발병 환자들이 이전에 아데노바이러스에 감염돼 B세포가 아데노바이러스 단백질의 한 종류인 'pVII'를 인식하도록 준비된 상태였다는 사실도 실험으로 확인했다.

유럽의약품청(EMA)에 따르면 유럽에서 아스트라제네카나 존슨앤존슨 백신 접종 후 약 900건의 VITT 사례가 보고됐다. 이중 200건이 사망으로 이어졌다. 아스트라제네카 백신은 전세계에서 약 30억회분 접종돼 수백만명의 생명을 구한 것으로 추정된다.

아데노바이러스 백신은 제조 비용이 저렴하고 극저온 보관이 필요 없어 유통이 용이하다. 치명적인 에볼라바이러스와 말라리아, 니파바이러스 등 다른 감염병 백신 개발에 활용된다. 새로운 아데노바이러스 백신도 VITT를 유발할 수 있을 것으로 분석된다.

과학자들은 이번 연구결과를 토대로 새로운 아데노바이러스에서 VITT 발생을 막아 안정성을 높일 수 있을 것으로 기대한다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1056/NEJMoa2514824

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]