SARS-CoV-2/베타 변이

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1. 개요2. 발견 과정3. 주요 변이4. 경과

4.1. 2020년4.2. 2021년4.3. 대한민국

5. 백신 및 치료제 연관성

5.1. 현재까지 나온 결과

6. 관련 문서

1. 개요

남아프리카공화국(이하 남아공)에서 시작된 코로나 19의 변이종 바이러스다. 코로나19 바이러스 백신에 의해 형성되는 중화항체를 일부 무효화시키는 것으로 밝혀졌다. 발견 이후 20H/501Y.V2 (구 20C/501Y.V2), B.1.351 lineage, 남아공 변이 등 여러 명칭으로 불리다가 공식 명칭인 '베타 변이'로 최종적으로 명명되었다.

2. 발견 과정

2020년 6~7월, 전 세계적인 1차 대유행이 일어났을 때 심각하게 타격을 받았던 남아프리카공화국의 '이스턴 케이프 주'의 행정구역인 '넬슨 만델라 베이'에서 처음 발견되었다. 넬슨 만델라 베이는 포트엘리자베스가 있는 곳이기도 하다.

2020년 11월, 빠르게 확산을 시작해 이스턴케이프, 웨스턴케이프 주 다수에 퍼진다. 이미 이전에 심각한 코로나 19 변종 바이러스가 나왔는데, VOC-202012/10 바이러스라고 한다. 그래서 이 때문에 영국은 결국 기존에 없었던 4단계 대응 시스템까지 가동 했으나, 이미 영국의 주변 국가를 비롯한 10개국 넘게 전파되었다.

하지만, 이후에 또 나온 바이러스가 더 심각하다. 남아프리카공화국을 다녀온 관광객 2명이 확진 판정을 받았는데, 확진 판정을 받은 관광객 2명을 검사한 결과, 매우 놀라운 정보를 파악했다고 한다. 그것은 바로 남아프리카공화국에서도 모양이 변화된 바이러스가 생긴 것이라고 한다. 그렇게 501.V2 바이러스가 생겨난 것이다. 문제는 현재의 사태가 남아프리카공화국으로부터 전파돼서 발생한 일이며, 그렇기에 영국에서 발생한 것보다 더욱 강력하고 심각하다고 한다. 이유는 후술.

2020년 12월 초, 남아공의 콰줄루-나탈 연구혁신-시퀀싱플랫폼(Krisp)의 유전체학 팀이 최초로 확인하고 이름을 붙였다. #

2020년 12월 18일, 남아공 보건부는 남아공 내 코로나19 확진자의 대다수가 이 변이 바이러스라고 밝히며, 보다 젊은층을 타겟하여 감염력이 높아졌다고 발표하면서 세상에 알려졌다.

2020년 12월 22일, 콰줄루-나탈 대학 연구팀이 medRxiv에 올린 논문에 따르면, 501.V1은 영국의 VOC-202012/01와 동일하게 수용체 결합 도메인에 N501Y 돌연변이를 가졌다. 그러나 VOC-202012/01와는 달리 69번과 70번 위치의 아미노산이 그대로 유지됐고, RBD에는 N501Y 외에도 스파이크 단백질 아미노산 8개가 바뀐 것으로 나타났다. # 특히 E484K 돌연변이가 중요한 역할인 것으로 보인다.

백신 항체에 저항하는 돌연변이가 있다. #

문제가 되는 것은 501.V2의 변이가 창궐하는 남아공의 경우 에이즈의 온상[1]이라는 것이다. 에이즈로 인한 면역결핍 때문에 바이러스의 변이가 가속화된 것 아니냐는 분석이 있다.[2][3]

3. 주요 변이

B.1.351 주요 변이:

변이	E484K	K417N	N501Y	A701V
특징	백신 회피 돌연변이	백신 회피 증폭 돌연변이

잘못 분류된 B.1.351.4(B.1.351이 아닌 델타 변이에 속한다)

변이	L452R	T478K
변이	백신 회피 돌연변이

4. 경과

4.1. 2020년

12월 23일, 영국은 남아공을 2주 다녀온 영국인에게서 확인되었다고 밝혔다. #

12월 29일, 일본에서도 남아공발 입국자로부터 처음 확인되었다. #

12월 29일, 호주에서도 남아공발 입국자로부터 확인되었다. #

12월 30일, 잠비아 2차 유행 원인이 이 바이러스로 밝혀졌다.[4] #

12월 30일, 스위스에서도 발견되었다. #

4.2. 2021년

1월 9일, 브라질에서도 발견되었다. #

1월 10일, 이스라엘에서도 발견되었다. #

1월 20일(현지시각), 남아공 국립전염병연구소 연구팀은 코로나19에 걸렸다 완치된 44명으로부터 체취한 혈액 샘플을 남아공 변이 바이러스에 노출시킨 결과 샘플 중 절반이 완전히 무력화됐고 나머지 절반은 항체 반응이 약해진 것으로 나타났다. 이에 대해 CNN은 백신을 맞거나 코로나19에 감염돼 이미 항체를 갖고 있더라도 변이 바이러스에 감염될 수 있다는 것을 보여줬다고 보도했다. 연구팀은 남아공 변이가 코로나19 바이러스 내 스파이크 단백질을 변형시켰기 때문이라고 판단했다. #

1월 21일, 질병관리청은 "최근 발표된 논문에 따르면 확진자의 회복기 혈청을 대상으로 남아공 변이 바이러스에 대한 방어 능력을 연구한 결과 일부 환자 혈청에서 방어능력이 무력화된 것이 관찰된 바 있다"고 말했다. 이는 재감염 가능성이 있다는 것을 의미하며, 현재 개발 중인 백신을 접종해도 코로나19로부터 안심할 수 없다는 의미가 된다. #

1월 27일, 미국 라호야 면역학 연구소(LJI) 연구팀은 인체 면역계의 T세포가 신종 코로나바이러스를 공격할 때 필요한 항원 결정기(Epitopes)가 스파이크 단백질 외 영역에도 많이 존재한다는 연구 결과를 발표했다. 이는 변이한 신종 코로나가 침입하더라도 면역계가 이를 알아보고 공격할 수 있는 잠재적 도구를 갖췄다는 의미이며, 백신과 치료제 연구가 집중되고 있는 스파이크 단백질 외에도 신종 코로나를 공략하는 취약 지점이 여럿 존재한다는 뜻도 된다. #

남아공 변이에 효과가 제한적이라는 잠정적인 연구 결과 이후, 남아공에서 아스트라제네카 백신 사용을 보류하기로 했다. # 하지만, 코백스 퍼실리티는 현재로써는 아스트라제네카의 백신을 거부할 계획이 없다는 뜻을 밝히면서 백신 전문가들이 접종 보류에 대해 지적하자 남아공 당국은 10만명을 대상으로 효과를 측정하는 '단계적' 접종을 하겠다며 입장을 선회했다. #

2021년 2월 8일, 질병관리청 정례브리핑에서 501.V2가 31여개국으로 확산됐다고 밝혔다.

델타 변이와의 경쟁에서 밀려 남아공에서도 감염 세가 완전히 꺾였다. 델타는 물론이고 알파보다도 전염성이 낮은 편이라 사실상 처음 등장할 때에 비해 그리 어려운 변이는 아니었다는 것이 평가.

4.3. 대한민국

사례명	발생기간	변이확정	비고
경기 김포시 일가족	2.22-2.23.	3명	해외 입국자 및 외국인 접촉 추정
서울 강서구 직장/가족	2.24-3.12.	6명	경기 김포시 일가족 관련 추정
경기 부천시 주간보호센터2	4.23-4.30.	35명	지역사회 감염 및 외국인 접촉 추정
출처: 질병관리청 2021년 5월 18일 정례브리핑

2021년 1월 2일, 한국에서도 남아공발 입국자로부터 확인되었다. #

2021년 3월 8일, 정례브리핑에서 경기 김포시의 일가족 3명에게 변이가 확인되며 첫 남아공 변이 국내감염 사례가 나왔다. 특히, 해외 입국 이력이 있는 해당 집단감염 내 첫 확진자(지표환자)에게선 변이가 확인되지 않고 나머지 가족들로부터 변이가 검출되는 특이한 사례이다.

2021년 4월 5일, 서울 강서구 직장/가족 관련에서 국내 남아공 변이의 첫 지역사회 전파 사례가 나왔다. 방대본은 감염자 가운데 한 명이 김포 일가족 한 명과 직접적 접촉력은 확인되지는 않았지만, 직장 생활을 하는 중에 일정 기간 인접한 곳에서 근무하고 있었기에 전파가 가능하지 않았을까 추정하고 있다. #

2021년 5월 11일 기준 경기도 부천시 내 상동노인주간보호센터에서 코로나 확진자 103명 중 22명이 남아공 변이에 감염된 게 확인되었다. #1 이로 인해 부천시에서는 약국 및 병원을 다녀오고 증상이 있는 모든 사람들에게 코로나 검사를 받으라는 행정명령을 내렸다. #2

2021년 5월 25일 기준 대한민국 내 변이 코로나 확진자 2,000명 중 501.V2 확진 사례는 125명이며 그 중 국내감염은 55명이다. #1 #2

5. 백신 및 치료제 연관성

오미크론 변이 다음으로 백신 회피 강도가 가장 강하다. 이 변이와 백신 회피 강도가 비슷한 변이는 A.VOI.V2와 베타 변이와 사실상 동일한 K417N가 있는 매우 드물게 발견되는 P.1의 다른 유형밖에 없다. 다만 A.VOI.V2와 달리 백신 내성을 작동시키는 기전이 다르다.

1월 6일, 전 미국 FDA국장인 스콧 고틀립 박사는 501.V2가 항체 약물을 무력화할 수 있을지도 모른다는 의견을 공식적으로 제기했다. 고틀립 박사는 한 실험 결과를 인용해 501.V2가 면역력을 감소시켜 인체에서 자동 생성되는 항체는 물론 항체약물 효과까지 떨어뜨린다고 설명했으며, 이미 남미에는 해당 변이가 만연해있을것으로 추정된다고 의견을 밝혔다. 현재 남아공내에서 활동중인 아스트라제네카 백신 실험을 주도한 샤비르 마디 교수가 상세한 실험을 진행 중이라 수주 안에 보다 정확한 결과가 나올 예정이지만, 이번 변이가 백신의 항체를 무력화할 수 있다는 위기감이 커지고있다. # #

1월 26일, 모더나는 자사의 백신 mRNA-1273이 이 바이러스에 대해 일반 코로나의 6분의 1 수준의 중화항체만 생성할 수 있지만, 그럼에도 불구하고 예방 효과에는 충분하다고 밝혔다. # 또한, 과학자들은 인체의 면역 체계는 중화항체 외에도 T-세포, B-세포와 같은 비중화항체로도 종합적으로 작동하기 때문에 변이 바이러스에 대해 백신이 생성하는 중화항체가 감소하더라도 바이러스에 무방비가 되는 것은 아니라고 설명했다. #

1월 29일, 미국 노바백스는 남아공에서 진행된 임상2b상 결과 자사의 백신 NVX-CoV2373이 전체적으로 89.3%의 예방 효과를 보였으며 501.V2에 대해선 60%의 예방 효과를 보인다고 발표했다.[5] 미 존스홉킨스대 감염병 전문가인 아메시 아달자 박사는 이에 대해 "60% 효력은 받아들일 수 있는 수준"이라면서 "미 식품의약국(FDA)은 당초 효력이 50%인 백신까지도 승인하겠다고 밝혔다"고 AP통신에 설명했다. #

2월 6일 영국 일간 파이낸셜타임스(FT)가 인용한 영국 옥스퍼드대와 남아공 비트바테르스란트대는 2,026명을 대상으로 1, 2상(단계) 임상 시험을 한 결과, 아스트라제네카(AZ)-옥스퍼드대 백신 AZD1222은 남아공 변이 감염에 따른 경증 및 중등도 증상의 발현을 막지 못했다는 공동 연구 결과를 밝혔다.[6] 단 시험 규모가 작은 데다 참가자들도 너무 젊어 연구의 한계 역시 뚜렷하며[7] 아직 논문은 전문가 심사 과정인 ‘ 동료평가’(Peer Review)를 거치지도 않았다. 실제 사망하거나 입원해야 할 정도의 중증에 효과가 있는지는 이번 시험만으로 판단할 수 없다는 게 연구진 설명이다. 제약사 측은 “특히 1, 2회차 투여 간격이 8~12주로 최적화됐을 때 우리 백신의 항체 중화 활동성이 더 심한 증상에 맞서 보여 준 다른 코로나19 백신들의 활동성과 동일하기 때문에 우리는 우리 백신이 중증을 예방해 줄 것이라 본다”고 FT에 말했다. #

2월 8일, 샤비르 마디 비트바테르스란트대 교수는 시험 결과 남아공 변이에 대한 AZ 백신 예방효과는 10%에 그쳐 사실상 없는 것으로 분석했으며 규모를 키워 시험을 다시 해도 40~50%로 나오기 어려울 것이라고 설명했다. 그는 "고혈압이나 당뇨병 등 기저질환을 가진 사람이 적은 비교적 젊은 연령집단에서도 아스트라제네카 백신이 (남아공 변이로 인한) 경증과 중등증 감염을 막지 못하는 것으로 나타났다"라고 덧붙였다. 뒤이어, 뉴욕타임스(NYT)는 비트바테르스란트대 시험에서 AZ 백신 투여군과 가짜 백신(위약) 투여군에서 감염자가 비슷하게 나오면서 "사실상 차이가 없다"라고 설명했다. # 반면 새라 길버트 옥스퍼드대 수석 연구원은 "기존 백신이 경증 환자, 무증상 환자의 증가는 막을 수 없더라도 병원에 입원하는 환자를 줄이는 데 영향을 미치고 있다"며 "의료 시스템에 매우 중요한 역할을 한다"고 설명했다. 잉글랜드 최고 의료 부책임자인 조너선 반-탐 교수 역시 "아스트라제네카 백신이 남아공 변이에 효과가 떨어진다는 연구가 나왔지만 두려워할 필요가 없다"고 언급했다. #

2월 11일, 방역당국의 정례브리핑에서 셀트리온의 항체 치료제 '렉키로나주'가 501.V2에 효과가 거의 없는 것으로 판별됐다. #1 #2 반면, 길리어드 사이언스의 렘데시비르는 501.V2에 대해 억제 효과가 있는 것으로 확인됐다. 또한 질병관리청 산하 국립감염병연구소에서는 민관협력을 통해서 영국 및 남아공 변이 바이러스 모두에 억제 효과가 있는 광범위 항체물질을 확보했으며 이를 활용해서 앞으로 변이 바이러스의 영향을 최소화할 수 있는 치료제 개발을 진행하고 있다고 한다. # 4월 29일, 셀트리온이 족제빗과 동물인 페럿을 대상으로 동물실험을 하여 일반 코로나19 바이러스와 501.V2에 각각 감염시킨 뒤 렉키로나주를 투여한 결과, 호흡기 내 바이러스 감소 속도가 거의 비슷하게 보이면서 렉키로나주도 501.V2에 효과가 있을 가능성이 높다고 밝혔다. #

4월 12일, 이스라엘 텔아비브대학 연구진은 화이자 백신 BNT162 2회 접종 완료 최소 2주 후 코로나19 확진자 400명과, 백신을 접종받지 않은 코로나19 확진자 400명을 대조분석했다. 그 결과, 백신을 접종받은 확진자 중 남아공 변이 감염자 비중(5.4%)이, 백신을 접종받지 않은 확진자 중 남아공 변이 감염자 비중(0.7%)보다 8배 높았다. 전체에서 남아공발 변이 바이러스 감염 비율은 1%였다. 이는 501.V2가 화이자 백신이 형성한 면역력을 회피할 수 있다는 뜻이다. #

2021년 5월 5일 카타르에서 화이자 백신을 접종한 후 분석한 결과 남아공 변이에 대한 감염 예방 효과가 75%에 달한다는 논문이 NEJM에 개재되었다. 38만명을 대상으로 한 접종 후 분석에서 1회 접종시 17%(2주의 면역 형성 기간 미고려), 2회 접종 시 75%, 중증 예방 효과는 97% 이상이었다. # #

2021년 7월 27일 미국 마운트 시나이 아이칸의대에서 스푸트니크 V 접종자 12명을 조사한 결과 단 한명만 베타 변이 항체를 생성해 효과가 현저히 떨어진다면서 백신 업데이트를 권장했다. #

5.1. 현재까지 나온 결과

2월 18일 현재, 501.V2에 대하여 임상 3상 결과가 나온 백신들의 해당 변이 대상 실험 결과는 다음과 같다. 예방률이라 나온 것은 임상 2~3상이며 중화항체 생성으로 나온 것은 세포실험이다.

백신명	개발사	결과
BNT162	화이자	800명 대상 소규모 임상 예방률 100%로 추정 [8]
		접종 후 추적연구 이스라엘측 발표: 백신 회피 발생[9]
		카타르 접종 후 분석 2회 접종 완료시 75%, 중증 예방률 100%
mRNA-1273	모더나	세포실험 일반 코로나19 바이러스대비 12.4배 낮음 중화항체 수치 중화항체 수치 273
NVX-CoV2373	노바백스	임상 2b상 예방률 55.4%(HIV 환자는 49%) 변이주 직접분석 43%(HIV 음성군에서는 51%)[10]
AZD1222	아스트라제네카	남아공에서 예방률 10.4%[11] 베타, 감마 변이 평균 중증 예방률 83%[12]
Ad26.COV2-S	얀센	임상 2B~3상 예방률 64%로 추정[13][14]

6. 관련 문서

[1] 타보 음베키 남아공 대통령 시절 음베키가 에이즈는 존재하지 않는 질병이라고 외국의 조언을 무시하고 성관계를 장려했던 결과 남아공 전체 인구의 25%가 HIV 바이러스 보균자이다. [2] 에이즈를 유발하는 HIV와 코로나바이러스가 융합한 것 아니냐는 이야기도 나오지만, HIV는 코로나바이러스와 결이 매우 다른 레트로바이러스이다. 물론 에이즈 환자가 일반인보다 코로나-19에 더 취약한건 사실이다. [3] 특히 K417N 돌연변이가 다른 변이에 비해 일찍 등장했다. [4] 남아공은 아프리카 내에서도 가장 경제가 발전한 국가다보니, 물류이동이든 관광객이든 노동자든 아프리카 전역에 전파시키기에 쉬운 국가에 속한다. [5] 이는 HIV 양성 판정자들에게는 효과가 49%로 내려가지만, 2017년 기준 국내의 AIDS 환자는 13,584명에 불과하다. # [6] 노바백스의 백신은 남아공 변이에 대해 60%, 존슨앤드존슨의 백신은 남아공 임상에서 57%의 효능을 보였다. 모더나는 남아공 변이에 대해 생성하는 중화항체의 양이 6분의 1로 감소했다. 화이자-바이오엔테크 및 러시아 스푸트니크V는 아직 자세한 데이터가 없다. 전반적으로 백신의 효능은 영국발 변이 대상으로는 유지되나, 남아공 변이 대상으로는 감소한다. [7] 시험 참가자들의 중위 연령은 31세였다. AZ는 FT에 “시험 참가자 대부분이 젊고 건강한 성인이어서 중증 예방 효과는 제대로 확인하지 못했다”고 밝혔다. [8] 남아공 변이주에 대한 직접 분석 결과는 아니나 남아공에선 90~95%를 남아공 변이가 차지하기 때문에 거의 유사한 결과일 것으로 강하게 추정된다. 다만 시험 대상이 800명으로 매우 작았으며 접종군 0명 vs 비접종군 8명 감염의 결과가 나왔다. 전세계적으로 변이 바이러스가 늘었음에도 임상 3상의 후속 분석에서도 예방률이 91%로 유지되었기 때문에 여러 변이에도 충분한 예방효과가 유지된다고 추정된다. # [9] 위의 임상과 대비되는 결과로 화이자 백신이 남아공발 변이에 취약할 수 있다는 실제 접종 결과가 나온 것은 이번이 처음이다. 바로 밑에 나오는 카타르에서의 추적결과에서 확인할 수 있는 것처럼 화이자 백신은 남아공 변이에 대해 75%의 감염 예방률이 나왔는데 이는 기존 코로나 바이러스의 감염 예방율인 95%보다 다소 낮다. [10] # [11] 접종군 19명, 비접종군 20명 감염 [12] 대한민국 [13] 남아공 변이주에 대한 직접 분석 결과는 아니나 남아공에선 90~95%를 남아공 변이가 차지하기 때문에 거의 유사한 결과일 것으로 강하게 추정된다. [14] 일반 코로나에 대한 예방 효과가 변이보다 높은 것을 감안하면 예방 효과는 64%보다 약간 떨어졌을 것이다.