백신(Vaccine)의 효과와 종류

백신

1. 백신 (Vaccine)

백신은 인체에 처리된 단백질이나 핵산을 소량 주입하여 인체가 항원에 대한 정보를 습득하게 만든다. 이를 통해 체내의 면역 시스템은 이를 외부 위협으로 인식한다. 이것은 항체와 메모리 세포를 생성하는 과정으로 이어지며 면역력을 형성하는 데 사용되는 메커니즘이다. 이렇게 생성된 후천적 면역은 이후 병원체에 감염됐을 때 병원체를 쉽게 약하게 하여 억제할 수 있다. 백신은 투여하는 병원체의 상태에 따라 구분된다. 병원체를 완전히 죽여 만드는 사백신과 독성을 약하게 만든 생백신이 있다. 바이러스를 죽이는 백신은 보통 생백신을 사용하며 사백신의 경우 세균 감염에서 주로 사용하게 된다. 사백신은 병원체를 전체 사용하는 것과 일부를 분획하여 사용하는 것으로 나뉜다. 분획한 경우 단백 기반과 다당기반으로 구분되어 분류한다. 이러한 과정을 통해 백신은 신체가 질병에 노출되었을 때 심각한 증상이나 합병증을 방지하거나 경감시킨다.

2. 백신의 역사

백신의 역사는 오랜 세월에 걸쳐 이루어졌다. 1796년 영국의 의사 에드워드 제너는 치매 환자들의 고유 방광열이 소아마비를 예방하는 효과가 있다는 것을 발견했다. 이는 백신의 초기 형태로 간주하고 있으며 그 후, 루이 파스퇴르와 로버트 코크가 박테리아나 바이러스를 약화시키고 이를 사용하여 면역력을 강화하는 백신을 개발하는 데 성공했다. 라틴어로 소를 뜻하는 Vacca에서 차용되었으며 루이 파스퇴르가 명명하였다. 국내에서도 백신이라고 부르고 있으나 사실 과거에는 부르는 말이 달랐다. 한국에는 독일어 Vakzin이라는 이름으로 일본을 통해 알려졌고 왁찐이라고 불리곤 했다. 백신이라는 이름은 20세기 후반에 들어와 퍼지게 되었다. 

3. 백신의 종류

1) 불활성화 백신 (Inactivated vaccines): 사백신은 약화한 병원체나 독소를 사용하지 않는 대신 열 또는 화학적 처리를 통해 약화한 형태를 사용한다. 일본뇌염, 광견병 등의 바이러스와 백일해, 장티푸스, 콜레라 등의 세균에 작용한다. 비감염성으로 체내에서 증식할 수 없으면 인체 내 항체의 영향을 받지 않는다. 하지만 면역 효과가 생백신에 비해 짧으며 쇼크와 같은 부작용이 나타날 수 있다. 세균이나 바이러스의 일부로 만들어진 백신은 분획화 백신이 사백신에 속한다. 단백질 부분이 주성분이 되는 분획화 백신을 단백 백신이라 부른다. 세균의 독소를 주성분으로 하는 톡소이드 백신, 바이러스 분획을 주성분으로 하는 아단위 백신이 있다. 세균의 막에 존재하는 다당 부분을 주성분으로 하는 다당 백신도 있는데 단백질을 결합한 경우 더욱 효과적으로 면역 시스템을 자극한다. 이를 단백결합 다당 백신이라고 한다. 
2) 약독화 백신(Live attenuated vaccines): 생백신이라고 부른다. 약화한 병원체를  병원성이 있는 원래 형태로 돌아갈 수 있어 체내에서 증식할 위험이 있긴 하다. 하지만 면역 체계를 자극하여 더 많은 항원을 생성하고 면역력에 있어 장기적인 효과를 보일 수 있다. 홍역, 볼거리, 수두 등 바이러스와 BCG 같은 세균에 작용한다. 
3) 바이오백신 (Bio vaccine): 유전자 재결합법에 의해 제조된 백신으로 B형 간염 바이러스 백신이 바이오백신으로 제조되고 있다. 
4) 핵산 백신: DNA와 RNA 같은 핵산들을 활용해 면역 시스템이 정보를 학습한다. 코로나바이러스 치료용으로 RNA 백신이 사용되었다. RNA 백신은 알레르기 같은 자가 면역 반응을 보유한 환자는 부작용을 일으킬 수 있어 주의가 필요하다. 기존의 단백 항원 백신보다는 생산 속도도 빠르고 비용도 적게 든다. 하지만 안정성 측면에서는 부족한 점이 있으며 쉽게 파괴되기 때문에 효능 유지를 위해서는 적절한 보관이 필수적이다. 이런 점에서 RNA 백신은 20년 전부터 개발되어 왔으나 인체에 사용되지 않았다. 하지만 2020년 인체에 최초로 사용되도록 승인된 mRNA 백신이 있다. 바로 COVID-19를 정복하기 위해서 긴급 승인되었으며, 이는 RNA 백신의 사용에 있어 큰 시발점이 되었다.
5) 단백질 재조합 백신 (Protein subunit vaccines): 병원균에서 유래되어 정제한 단백질 또는 재조합된 단백질성으로 구분된다. 단백질 재조합 백신의 경우 안정성이 뛰어나 상용화되고 있다. 세계 최초의 재조합 단백질 탄저 백신이 국내 기술로 개발되었다. 탄저균은 인수공통감염병으로 피부탄저의 경우 항생제를 통해 치료가 가능하나 호흡기 탄저의 경우 치사율이 97%라 조기 치료를 놓치면 사망에 이른다. 특히 탄저균은 포자를 형성하여 장기간 생존이 가능해 생물학 무기로 사용되어 최악의 테러를 일으켰던 균이기도 하다. 기존의 백신이 갖는 문제점을 개선하여 재조합 단백질 탄저백신이 개발되어 상용화를 앞두고 있다.

백신은 연령, 보유 질환 등에 따라 투여가 결정된다. 한번 접종을 통해 면역력이 만들어지기도 하지만 여러 번에 걸친 반복 접종을 통해 면역력이 만들어지는 병원체도 있다. 백신은 대부분 임상시험을 거쳤기 때문에 대부분 경미한 부작용을 보인다. 대표적으로 통증, 부어오름, 미열 등이 있다. 단 같은 날 2개 이상의 백신을 접종하는 경우 백신 종류에 따라 그 효과가 달라질 수 있기 떄문에 최소 간격을 두고 접종할 필요가 있다.