일반적으로 mRNA 백신은 주사 후 사람의 몸 안에 들어가 스파이크 단백질을 만든다. 우리 몸의 면역세포가 이 단백질을 외부에서 침입한 항원으로 인식해 코로나19 바이러스에 대항하는 항체를 만들어낸다.

그런데 어찌된 이유인지, 백신 접종후 스파이크 단백질이 아닌 돌연변이 단백질이 만들어지는 것이 이번 연구에서 확인된 것이다.

케임브리지대 연구진은 mRNA 백신을 쥐에게 주입한 후 단백질 형성 과정을 분석했다. 그 결과, 세포 안에 있는 이른바 단백질 공장(리보솜)에서 일정한 확률로 ‘리보솜 프레임시프트’ 현상이 일어났다.

mRNA는 아데닌(A)·우라실(U)·구아닌(G)·시토신(C) 등 4개 염기로 구성돼 있다. 이 가운데 3개가 하나로 묶여 아미노산을 만들어지고, 이 아미노산들이 결합해 단백질을 형성한다.

예컨대 구아닌·시토신·우라실(GCU)이 만나면 ‘알라닌’ 아미노산이 만들어진다. 그런데 순서가 바뀌어 CUG로 묶이면 알라닌이 아닌 ‘류신’이 생성된다. 이처럼 염기 서열(순서)에 따라 아미노산의 종류가 달라진다.

그런데 리보솜 프레임시프트가 일어나면 이같은 서열에 변화가 생긴다. GCU가 만들어질 차례에 G가 빠지고 다른 염기가 달라붙어 엉뚱한 아미노산을 만드는 것이다. 엉뚱한 아미노산들이 결합하면 엉뚱한(off-target) 단백질이 만들어질 수밖에 없다.

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폴 메릭 박사는 “일반적으로 mRNA는 우리딘(Uridin) 성분으로 이뤄져 있는데, mRNA는 인체에서 너무 빠르게 분해돼 스파이크 단백질을 만들어내지 못한다”며 “(코로나19 백신 개발자들은) 그 문제를 해결하기 위해 자연 우리딘 대신 유사 우리딘을 사용하는 아이디어를 내놓았다”고 설명했다.

메릭 박사는 “네이처에 실린 논문은 바로 이 유사 우리딘을 사용하게 되면 리보솜이 mRNA를 건너 뛰거나 잘못 읽는다는 점을 보여준다”며 “그 결과 잘못된 단백질, 즉 스파이크 단백질 대신 독성이 있는, 말도 안되는 단백질이 만들어진다”고 덧붙였다.

유사 우리딘을 사용해 백신을 개발한 두명의 의사(카탈린 카리코·드루 와이즈먼)는 올해 노벨상을 받았다.

하지만 아이러니하게도 케임브리지대 연구진의 논문은 유사 우리딘으로 인해 25~30% 비율로 스파이크 단백질 대신 돌연변이 단백질이 생성된다는 것을 보여준다. 이 논문은 엉뚱한 단백질 일부가 인체에 치명적인 면역반응을 일으킬 수 있다고 언급했다.

이와 관련해 메릭 박사는 “우리는 백신에 대해 많은 것을 알지 못한다. 그러나 확실한 건 백신이 우리 몸에 있지 말아야 할 단백질을 만들어 낸다는 점”이라며 “그 중에는 우리가 모르는 심각한 독성 효과가 있을 수 있고 (엉뚱한) 면역반응을 일으켜 부작용을 초래할 수 있다”고 말했다.

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국내 한 의학 전문가도 “(돌연변이 단백질이) 자가면역질환 등 다른 부작용을 일으킬 수 있다”고 밝혔다.

이왕재 서울대 의대 명예교수는 “보다 면밀한 분석과 검토가 이어져야겠지만, 이번 논문을 통해 그동안 숱하게 지적되어 온 백신 부작용이 과학적으로 입증된 것으로 본다”고 평가했다.

물론 이에 대한 반론도 만만치 않다.

이번 논문에 교신저자로 참여한 제임스 타벤티란 케임브리지대 박사는 “백신 접종의 안전성에 대해선 의심의 여지가 없다. 다만 향후 mRNA 백신을 개발할 때는 의도치 않은 부작용이 나타나지 않도록 설계할 필요가 있다”고 말했다. 유사 우리딘(N1-메틸슈도우리딘)을 제거하면 엉뚱한 단백질이 만들어지는걸 방지할 수 있다는 설명이다.