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제목 돌파 감염(Breakthrough Infection) 가능성을 높이는 요인
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돌파 감염(Breakthrough Infection)  가능성을 높이는 요인

 

- 돌파감염 Q & A, 현재까지 확인된 사항 -

 






 

전 세계적으로 새로운 COVID-19 사례가 증가하고 델타 변이과 같은 전염성이 높은 변이에 대한 우려가 증가함에 따라 2차 백신 접종을 받은 사람들에게도  COVID-19에 대해 양성반응 보고가 나오고 있다. 불과 몇개월 전에 초기 코로나19 백신이 개발되었을때에는, COVID-19 백신 접종을 완전히 받게되면 더 이상 코로나 바이러스에 감염은 걱정할 필요가 없다고 생각했던 적이 있다. 그러나 뉴욕 양키스 선수, 미국 올림픽 체조 선수, 영국 보건장관 사지드 자비드 등은 이른바 '돌파 감염' 진단을 받은 사람들이 뉴스에 연일 보도되고 있다. 

 

사실 돌파감염이라는 용어는 다소 생소하고 무섭게 들릴 수 있다.  하지만 너무 두려워할 필요가 없다. 비록 일부 사례에서 비록 백신 접종 후에도 돌파 감염은 매우 드물게 발생고 있다고 하지만, 현재 개발되어 있는 COVID-19 백신은 코로나바이러스 감염예방에 매우 뛰어난 효능이 있음은 사실이기 때문이다. 

그렇다면 과연 돌파감염이 무엇이고 얼마나 위험할 수 있으며, 특별히 백신접종을 완료했음에도 불구하고 돌파감염에 대한 위험 요소, 혹은 취약한 대상자는 누구인지에 대한 내용을 최신 연구결과를 바탕으로 아래 요약하여 정리하였다.




 

1. 돌파감염(Breakthrough Infection)이란무엇인가?

100% 효과적인 백신은 없습니다. Jonas Salk 박사의 소아마비 백신은 마비 예방에 80~90%의 효과가 있다. 홍역 백신의 경우에도 대규모 발병 기간 동안 백신 접종률이 높은 집단에서 94%의 효능을 나타내었다.



 

이와 비교하여 COVID-19 임상시험에서 Pfizer와 Moderna의 mRNA 백신이 증상이 있는 COVID-19를 예방하는 데 94~95% 효과가 있는 것으로 나타났다.

 

하지만, 백신 효능이 95%라고 해서 예방접종이 95%의 사람들을 보호하고 나머지 5%가 바이러스에 감염된다는 것을 의미하지는 않는다. 백신효능은 상대적 위험도의 척도이다. 동일한 노출 조건에서 백신을 접종한 그룹과 백신을 접종하지 않은 그룹을 비교할 필요가 있다. 따라서 백신을 접종하지 않은 10,000명 중 100명이 COVID-19에 걸린 3개월의 연구기간을 생각해 보자. 같은 기간에 5명의 예방접종을 받은 사람이 아플 것이라고 예상할 수 있습니다. 이는 백신을 접종받지 않은 100명의 환자 중 5%에 해당하는 수치이지 10,000명 전체의 5%가 아니다.




 

2. 백신접종 완료한 사람들에게 COVID-19 돌파감염은 얼마나 흔한가?

 

돌파감염은 이전에 예상했던 것보다 더 자주 발생하고 있으며, 델타 변이체의 우세 증가로 인해 아마도 증가할 추세이다. 그러나 백신 예방접종을 받은 사람들의 감염은 여전히 ??매우 드물며 일반적으로 증상이 경미하거나 증상이 거의 나타나지 않는다.



 

예를 들어, 2021년 1월 1일부터 4월 30일까지 미국의 46개 주와 지역에서 미국 질병통제예방센터 (U.S. CDC)에 10,262건의 돌파감염 사례가 자발적으로 보고되었다. 이에 비해 같은 기간 동안 총 1,180만 건의 COVID-19 진단이 나타났다.

 

2021년 5월 1일부터 CDC는 입원이나 사망을 초래하지 않는 한 백신 돌파감염 사례에 대한 모니터링을 중단했다. 2021년 7월 19일까지 미국 전역에서 전체 백신 접종을 받은 1억 5,900만 명이 넘는 사람들 중 5,914명의 COVID-19 백신접종 후 돌발감염 환자발생하여 입원하거나 사망했다.

 

2020년 12월 15일과 2021년 3월 31일 사이에 화이자 또는 모더나 백신 2회 접종을 받은 참전 용사 258,716명을 포함하는 한 연구에서 돌파감염이 발생한 410명을 추척했을때 이는 전체의 0.16%에 불과하다. 유사하게, 뉴욕의 한 연구에서는 2021년 2월 1일부터 4월 30일 사이에 대부분 mRNA 백신을 완전히 접종한 126,367명의 사람들 중 86건의 COVID-19 돌파 감염 사례를 기록했고, 이는 전체 COVID-19 사례의 1.2%, 백신접종 완료 인구 중 돌파감염은 0.07%를 차지한다.

 

백신 접종 후에도 사람들에게 감염이 발생되면 과학자들은 이러한 경우를 "돌파감염" (Breakthrough Infection)이라고 부른다. 바이러스가 백신이 제공하는 보호 장벽을 뚫고 감염을 일으켰지 때문이다.





 

3. COVID-19 돌파 감염은 얼마나 심각한가?

 

CDC는 백신 돌파감염을 FDA 승인 COVID-19 백신의 전체 권장 용량을 완료한 후 14일 이후, 비강을 통한 면봉검체물 체취를 통하여 SARS-CoV-2 RNA 또는 단백질을 검출할 수 있는 것으로 정의하고 있다.

 

백신접종 후 돌파 감염이 되었더라도, 환자가 반드시 아프다는 것을 의미하지는 않는다. 실제로 CDC에 보고된 돌파감염 사례의 27%는 무증상이었다. 돌파감염자의 10%만이 입원한 것으로 알려졌으며(일부는 COVID-19 이외의 이유로) 2%는 사망했다. 

미군 치료시설에서 수행된 연구에서 보고한 결과에 의하면, 돌파감염 사례 중 입원으로 이어진 경우는 없었음을 보고했다. 또 다른 연구에서는 화이자 백신을 단 1회 접종한 후 코로나19에 양성 반응을 보인 백신 접종자들은 백신 접종을 하지 않고 양성 반응을 보인 사람들보다 몸에 바이러스가 4분의 1이 적게 나타났다.





 

4. 돌파 감염의 가능성을 높이는 요인은 무엇인가?

 

미국의 통계에 의하면 평균적으로 COVID-19 검사의 5% 이상이 양성으로 돌아오고 있다. 알라바마, 미시시피, 오클라호마에서는 양성률이 30% 이상으로 나타난다. 지역에서 확산되고 있는 코로나 바이러스는 획기적인 감염의 가능성을 높이고 있다.

 

비좁은 작업 공간, 파티, 레스토랑 또는 경기장과 같이 밀접하게 접촉하는 상황에서는 가능성이 더 커진다. 돌파감염은 또한 감염된 환자와 자주 접촉하는 의료 종사자들 사이에서 더 가능성이 높다.

 

미국 CDC 데이터에 의하면 남성에 비교하여 여성이 돌파감염의 63%를 차지하는 것으로 나타났다. 일부 소규모 연구에서는 여성이 돌파감염 사례의 다수로 확인되었다.

 

노인들에게 백신의 효능은 낮게 나타나며, 낮은 면역 반응을 유발한다. 즉, 나이가 들수록 돌파 감염의 가능성이 높게 나타난다. CDC에서 추적한 획기적인 사례 중 75%는 65세 이상 환자에서 발생했다.

 

면역이 저하되었거나 고혈압, 당뇨병, 심장병, 만성 신장 및 폐 질환, 암과 같은 기저 질환이 있는 경우 돌파 감염의 가능성이 증가하고 심각한 COVID-19로 이어질 수 있다. 예를 들어, 한 연구에서 완전히 백신 접종을 받은 장기 이식 수혜자는 돌파 감염에 걸릴 확률이 82배 더 높았고 돌파 감염 후 입원 및 사망 위험이 485배 더 높게 나타났다.

 




 

그림 1. 2021년 1월 16일부터 4월 17일까지 SARS-CoV-2 양성 판정을 받은 의료 종사자 506명을 대상으로 한 예방접종 현황 및 양성판정시기 (출처 : NEJM. N Engl J Med 2021; 385:e7. DOI: 10.1056/NEJMc2107808)




 

최근 NEJM보고에 의하면, 백신접종이 시작된 이래로 506명의 의료 종사자가 SARS-CoV-2에 대해 양성 반응을 보였다. 양성판정을 받은 의료 종사자의 백신접종 상태는 그림 1에 나타나 있다. 의료 종사자 7,170명 중 총 184명(2.6%)이 백신 1회 이상 접종 후 양성 판정을 받았다. 첫 번째 접종을 받은 후 양성반응을 보인 시간의 중앙값은 44일이었습니다(사분위수 범위, 25~59). 3,650명의 의료종사자 중 총 72명(2.0%)이 2차 접종 후 양성 반응을 보였다. 두번째 접종을 받은 후 양성이 나올 때까지 걸린 시간의 중앙값은 20일이었습니다(사분위수 범위, 11~34). 두번 접종을 모두 받고 2차 접종 후 최소 14일의 추적 관찰을 완료한 의료 종사자 중 돌파 감염의 발생률은 1.6%(의료 종사자 3000명 중 48명)로 나타났다. 두 번째 용량을 받은 후 돌파감염까지 걸린 시간의 중앙값은 29.5일이었다(사분위수 범위, 20-35).





 

5. 델타와 같은 변이 바이러스들은 어떻게 변화하나?

 

현재 개발된 백신은 SARS-CoV-2 바이러스의 초기 변이를 막기 위해 개발되었다. 그 이후로 새로운 변이들이 나타났고, 그 중 많은 변종은 현재 승인된 백신이 생산하는 항체를 더 잘 피하고 있다. 기존 백신은 입원 예방을 위해 이러한 변이체에 대해 여전히 매우 효과적이지만 이전 변이체에 비해 덜 효과적이다.

 

Public Health England에 따르면, mRNA 백신의 2회 투여량은 델타로 증후성 질환을 예방하는 데 79%의 효과를 보인 반면, 초기 알파 변이의 경우에는 89%의 효과를 보였습니다. 단일 용량은 델타에 대해 35%만 보호 기능을 나타내었다.  7월 19일까지 영국 전역의 229,218명의 델타 변이 사례 중 약 12.5%가 백신 접종을 완료한 사람들이었다.

 

높은 예방 접종률을 보이는 이스라엘은 화이자 백신을 통한 전체 예방 접종이 모든 중증도의 델타 변이체 감염을 예방하는 데 39%-40.5%만 효과적일 수 있다고 보고했다. 이는 초기 추정치인 90%에서 상당히 감소한 수치이다. 이스라엘의 연구 결과에 따르면 6개월 이내에 감염 및 증상성 질환 예방에 대한 COVID-19 백신의 효능이 감소했음을 보고했다. 그러나 좋은 소식은 백신이 현재 지배적인 델타 변이체로 인한 입원(88%) 및 중증 질병(91.4%)으로부터 보호하는 데 여전히 매우 효과적이라는 것이다.





 

6. 그렇다면 백신은 과연 얼마나 효과적이고 잘 버티고 있는가?

 

2021년 7월말 기준으로 미국 인구의 49.1%인 1억 6천 3백만 명이 완전히 예방접종을 받았다. 65세 이상 미국인의 거의 90%가 적어도 1회 접종을 받았다. 과학자들은 백신 접종이 미국에서 약 279,000명의 생명을 구했고 2021년 6월 말까지 최대 125만 명의 입원을 예방했을 수 있었음을 보고했다. 마찬가지로 영국에서는 약 30,300명의 사망자, 46,300명의 입원 및 815만 명의 감염이 COVID-19에 의해 예방되었음을 추정했다. 이스라엘에서는 높은 백신 접종률로 인해 해당 국가의 감염병 정점에서 감염사례는 77% 감소하고 입원이 68% 감소한 것으로 추정하고 있다.

 

미국 전역에서 5월에 COVID-19로 인한 18,000명 이상의 사망자 중 150명만이 완전히 예방 접종을 받은 사람들이었다. 이는 미국에서 거의 모든 COVID-19 사망자가 백신 접종을 받지 않은 사람들에 속한다는 것을 의미한다.  현재 미국은 백신 접종을 받은 사람과 백신 접종을 받지 않은 그룹의 사람으로 나뉜 "거의 두 개의 아메리카"가 되어 가고 있음을 나타낸다. COVID-19에 대한 완전한 예방 접종을 받지 않은 사람들은 지금까지 미국에서 600,000명 이상의 사망자를 낸 코로나바이러스의 위험에 처해 있다.

 

우리나라의 경우 , 질병관리청 관련 자료를 분석한 결과에 의하면, 신종 코로나19 백신 예방접종 후에 코로나19에 감염되는 돌파감염자 수를 분석한 결과, 백신 종류별로는 얀센 백신 접종 후가 가장 많았으며, 연령대별로는 30대가 가장 높았으며, 그 뒤를 이어 40대, 50대, 60대, 70대 순으로 나타났다.  이는 백신 접종 시에 항체 생성률이 젊은 층보다 낮은 고령층에서 돌파감염자가 많은 미국과는 대조적인 결과를 나타내었고, 우리나라에서는 젊은 층에서 돌파감염이 빈번한 요인으로 확진자 발생이 증가하고 접촉위험이 계속 늘어가는 여러 요소 등이 관련이 있음을 시사하고 있다. 

 

백신 종류별 돌파감염자 수를 살펴보면 ▲얀센 백신 접종자가 584명으로 가장 많았으며 이어 ▲화이자 백신 접종자 284명 ▲아스트라제네카 백신 접종자 254명 ▲교차접종자 10명 순이었다. 

 

  표1. 주차별 누적 돌파감염자 현황(질병관리청 7월 29일자 기준) (단위 : 명)



 

7월 29일자 기준으로 우리나라 인구 10만명당 돌파감염자는 17.8명으로 조사되었다. 백신 종류별 돌파감염자는 ▲얀센 51.4명으로 가장 높았으며, 그 뒤를 이어 ▲아스트라제네카 24.3명 ▲화이자 7.8명 ▲교차접종 1.9명 순으로 확인되었다. 



 

최근 미국 질병예방통제센터(CDC)는 델타변이의 확산과 돌파감염 사례의 증가로 인해 부수터샷 접종을 논의 중에 있으며, 우리나라의 경우도 백신 예방접종을 2~3월에 완료한 노년층들은 백신 접종 후 중화항체가 감소하는 4~6개월이 지나는 시점이 9월부터 돌파감염의 우려로 부스터 샷에 대한 논의가 필요한 시점이다. 이스라엘 보건당국은 지난 7월부터 면역취약자를 대상으로 부스터샷 접종을 시작한 데 이어 백신 접종을 2차까지 완료한 60대 이상 노년층을 대상으로 부스터샷 접종을 실시했다. 아랍에미리트(UAE)는 세계 최초로 부스터샷을 공식 도입했고, 고위험군을 대상으로 2차 접종 6개월 후 부스터샷을 받을 수 있게 했다. 독일도 이스라엘과 영국에 이어 세번째로 고령자와 취약자를 대상으로 9월부터 부스터 샷을 진행할 계획임을 발표했다.





 

      의과학연구정보센터(MedRIC) 제공





 

* 본 내용은 MedRIC (www.medric.or.kr)의 연구동향에서 제공되는 내용입니다.

 

 

 

 


2021-08-13 오전 10:06:50, 조회수 : 1622