SARS-CoV-2 오미크론 변이

1. 개요

SARS-CoV-2 오미크론 변이는 2021년 11월 남아프리카 공화국에서 처음 보고된 SARS-CoV-2의 변이 바이러스로, 세계보건기구(WHO)는 이 변이를 우려 변이로 지정하고 그리스 문자의 오미크론(Ο)으로 명명했다. 오미크론 변이는 델타 변이보다 전염력이 높고 스파이크 단백질에 많은 변이를 가지고 있으며, 기존 백신의 효능을 감소시킬 수 있다. 2022년 1월에는 오미크론 변이가 전 세계적으로 우세종이 되었고, 여러 하위 변이들이 등장했다. 오미크론 변이 감염은 기침, 피로, 콧물, 두통 등의 증상을 보이며, 중증도는 델타 변이보다 낮은 경향을 보이지만, 백신 접종과 부스터 샷을 통해 중증 질환 및 사망 위험을 줄일 수 있다.

2. 명칭

세계보건기구(WHO)는 2021년 11월 26일, B.1.1.529 변이를 우려 변이로 지정하고, 그리스 문자 Ο(오미크론)를 따서 명명했다. WHO는 혼동을 피하기 위해 Ν(뉴)와 Ξ(크시)를 건너뛰었다. 뉴(Ν)는 영어 단어 'new'(새로운)와 유사하고, 크시(Ξ)의 영어 표기 'Xi'는 시진핑 중화인민공화국 주석을 포함하여 중국인의 흔한 성씨인 시(Xi)와 발음이 비슷하기 때문이다. WHO는 "크사이(xi)는 흔한 성씨이기 때문에 사용하지 않았다"고 설명했다.

일부 영어 사용자는 그리스 문자에 익숙하지 않아 '옴니크론(Omnicron)'으로 잘못 발음하기도 한다.

3. 역사

오미크론 변이의 잠재적 경제적 영향에 대한 우려로 2021년 11월 26일 세계 시장이 급락했다. 다우존스 산업평균지수는 2021년 최악의 하락을 기록했고, 브렌트유와 서텍사스산 중질유 가격은 각각 10%와 11.7% 하락했다. 암호화폐 시장도 하락했으며, 남아프리카 공화국 랜드는 미 달러 대비 가치가 6% 하락하며 2021년 사상 최저치를 기록했다.

3.1. 초기 발생 및 확산

세계보건기구(WHO)는 2021년 11월 26일 B.1.1.529를 우려 변이로 지정하고, 그리스 알파벳의 15번째 글자인 오미크론(Omicron)이라는 이름을 붙였다.

오미크론의 첫 번째 확진 표본은 2021년 11월 8일 남아프리카 공화국에서, 11월 9일 보츠와나에서 채취되었다. 2021년 11월 24일, 남아프리카공화국에서 채취된 11월 14일부터 16일 사이의 샘플을 기반으로 해당 변이가 처음 WHO에 보고되었다. 남아프리카공화국의 과학자들은 11월 초부터 PCR 검사에서 S 유전자 표적 실패와 가우텡 주에서 COVID-19 사례가 급증한 것을 통해 처음으로 경고를 받았다.

11월 24일 WHO에 경고가 발령되었을 때, 홍콩은 아프리카 외 지역에서 오미크론 사례를 확인한 유일한 곳이었다. 11월 11일에 남아프리카공화국에서 온 한 사람과 같은 격리 호텔에 머물면서 이 사례에 의해 교차 감염된 또 다른 여행객이 있었다.

이후 오미크론 변이는 전 세계로 확산되었다.

* 11월 25일, 말라위에서 돌아온 여행객으로부터 이스라엘에서 확진자가 확인되었고, 남아프리카공화국에서 돌아온 두 명과 마다가스카르에서 돌아온 한 명이 더 있었다.
* 11월 26일, 벨기에에서 첫 번째 사례가 확인되었다. 감염자는 11월 11일 터키를 경유하여 이집트에서 온 백신 접종을 받지 않은 사람이었다.
* 11월 27일, 영국에서 두 건, 독일 뮌헨에서 두 건, 이탈리아 밀라노에서 한 건의 사례가 감지되었다.
* 11월 28일, 네덜란드에서 11월 26일 남아프리카공화국에서 도착한 624명의 항공 승객 중 13건이 확진되었고, 이후 추가로 5건이 확인되었다. 오스트레일리아에서는 남부 아프리카에서 도하 공항을 경유하여 시드니 공항으로 이동한 두 사람이 확진되었다. 같은 날, 덴마크와 오스트리아에서도 첫 번째 오미크론 사례가 확인되었으며, 체코와 캐나다에서도 오미크론 사례가 보고되었다.
* 11월 29일, 오스트레일리아 다윈에서 확진자가 발생했다. 포르투갈에서는 축구 클럽 회원 13명이 확진되었고, 스웨덴과 스페인에서도 첫 번째 사례가 확인되었다.
* 11월 30일, 일본에서 첫 번째 사례가 확인되었다.
* 12월 1일, 미국 샌프란시스코에서 11월 22일 남아프리카공화국에서 돌아온 거주자가 확진 판정을 받으며 미국 내 첫 사례가 보고되었다. 대한민국과 아일랜드에서도 첫 번째 사례가 보고되었다. 한국은 나이지리아에서 입국한 5명의 여행객으로부터 사례를 보고했다.

2022년 1월 6일까지 149개국에서 오미크론 변이가 확인되었다.

3.2. 대한민국

2021년 12월 1일, 대한민국에서 나이지리아를 방문하고 귀국한 부부 등 5명이 오미크론 변이에 최종 확진 판정되었다. 이 부부는 11월 24일 오후에 입국하였고, 지인인 외국 남성이 운전하는 차를 타고 집으로 갔으나 역학조사에서 방역 택시를 탔다고 거짓 진술을 하였다. 이로 인해 외국 남성은 접촉자로 분류되지 않고 29일까지 일상 생활을 하였으며, 28일 인천광역시 미추홀구의 한 대형 교회에 방문하여 집단 감염이 우려되고 있다. 방역 당국은 이 교회를 오미크론 변이와 관련한 첫 집단감염 사례라고 밝혔다. 백신을 맞았는데도 오미크론 변이에 감염된 것으로 확인되면서 기존 백신이 오미크론에는 소용없다는 불안이 제기되었다.

12월 3일 0시부터 한시적으로 2주간 모든 국가/지역을 예방접종 격리면제 제외국가로 지정되었다. 12월 5일 오미크론 변이 관련 확진자가 12명으로 늘었다. 12월 6일 0시 기준 오미크론 변이 감염자는 24명이며, 국내 감염의 대부분은 인천 교회 관련이다.

2022년 1월 24일 정부는 지난 한 주(1월 17일 ~ 1월 23일)간 오미크론 변이의 검출률이 50.3%로 우세종이 되었다고 발표하였다.

4. 특징

2021년 11월 26일, 세계보건기구(WHO)는 SARS-CoV-2의 새로운 변이(PANGO 식별자 B.1.1.529)를 우려 변이로 지정하고 그리스 문자 오미크론(ο)으로 명명했다. 이전 변이인 뮤 변이(μ) 다음의 그리스 문자인 뉴(ν)와 크사이(ξ)는 건너뛰었는데, 뉴(ν)는 영어 단어 "New"와 혼동될 수 있고, 크사이(ξ)는 중국의 일반적인 성씨와 겹칠 수 있기 때문이었다. 특히 크사이(ξ)를 건너뛴 것은 시진핑 중화인민공화국 주석의 성씨와의 중복을 피하기 위한 것이라는 추측도 있었지만, WHO는 흔한 성씨이기 때문에 사용하지 않았다고 설명했다.

GISAID 프로젝트는 이 변이에 GR/484A 식별자를, Nextstrain 프로젝트는 21K 식별자를 할당했다.

WHO는 과거 감염이나 백신 접종으로 형성된 면역력이 오미크론 변이에 의해 약화될 가능성을 우려했다. 2021년 11월 말, 변이의 효과는 아직 명확히 밝혀지지 않았지만, WHO는 백신 접종률이 낮은 국가에서 의료 붕괴가 발생할 가능성을 경고하며, 모든 국가에 백신 접종률을 높일 것을 촉구했다.

카디프대학교의 폴 모건 교수는 백신 접종을 권장하며, 면역력이 완전히 사라지는 것이 아니라 약화될 가능성이 높다고 설명했다. 바이러스가 스파이크 단백질의 모든 에피토프를 잃으면 기능하지 못하기 때문에, 이전 바이러스나 백신으로 생성된 항체 및 T세포 클론의 일부는 효과가 없을 수 있지만, 나머지는 효과를 유지할 것이라고 말했다.

2022년에 들어서면서, 화이자와 모더나 등은 오미크론 변이에 대응하는 백신(기존 바이러스와 오미크론 변이의 정보를 결합한 2가 백신) 개발 및 시험을 진행했고, 유럽, 미국, 일본 등에서는 같은 해 9월 이후 순차적으로 접종이 시작되었다.

4.1. 변이

오미크론 변이는 스파이크 단백질에 32개의 변이를 포함하고 있으며, 이는 델타 변이가 가진 변이 수의 2배이다. ORF1ab, 외피단백질, 막 단백질, 뉴클레오캡시드에도 변이가 존재한다. 특히 스파이크 단백질 중 인체 세포와 가장 먼저 접촉하는 RBD(수용체 결합 도메인)에는 15개의 변이가 있어, 인체 세포와의 결합력 및 항체 회피 능력이 증가한다. 과학자들은 코로나바이러스 스파이크 단백질 RBD의 변형된 N501Y 변이가 전염력을 강화시킬 것으로 예상하고 있다.

4.2. 전염력

오미크론 변이는 델타 변이보다 전염력이 높다는 분석이 나오며, 일부 연구에서는 델타 변이보다 5배 이상 높다고 보고된다. 이는 오미크론 변이가 돌연변이를 통해 인체 세포와의 결합력을 강화하고 항체 공격을 회피하는 능력이 진화했기 때문으로 보인다. 코로나바이러스는 스파이크 단백질을 통해 인체 세포에 결합하여 감염을 일으키는데, 오미크론 변이는 스파이크 단백질에 델타 변이보다 2배 많은 32개의 돌연변이를 보유하고 있다. 특히 인체 세포와 가장 먼저 접촉하는 수용체 결합 영역에는 델타 변이(2개)보다 훨씬 많은 10개의 돌연변이가 발생했다.

이론적으로는 인체 감염력이 더 강해질 가능성이 있지만, 보고된 사례가 적어 델타 변이보다 전염성이 더 강한지는 단언하기 어렵다. 그러나 델타 변이보다 6배 이상 감염력이 높다는 주장도 제기되었다.

남아프리카 공화국의 낮은 백신 접종률(24%)과 이전 변이에서 관찰된 변이 영역 등도 오미크론 변이의 전염력 증가에 영향을 미칠 수 있다는 분석이 있다. 과학자들은 오미크론 변이가 전염력, 감염력, 면역 체계 저항력 등에서 어떤 기능을 하는지 예의주시하고 있다.

베타 변이가 면역 체계 저항력이 가장 강한 반면, 델타 변이는 감염력에서 더 실질적인 기능을 하여 우세종이 된 것처럼, 오미크론 변이의 영향력 역시 게놈 서열 변이가 어떤 기능을 하는지에 대한 지속적인 이해가 필요하다.

홍콩에서 최초로 확인된 확진자 2명은 모두 백신 접종 완료자였으며, 1명은 남아프리카공화국 입국자, 다른 1명은 남아공 입국자의 맞은편 호텔방에 머물던 사람이었다.

4.3. 증상

다른 변이에 비해 미각 상실(미각 소실)과 후각 상실(후각 소실)은 드물게 나타난다. 오미크론 변이의 특징적인 증상으로 보고된 것은 야간 발한(야간 발한)이며, 특히 BA.5 하위 변이에서 그렇다. 2021년 12월 1일부터 7일까지 미국 질병통제예방센터(질병통제예방센터)에서 실시한 연구에 따르면 가장 흔하게 보고된 증상은 기침, 피로, 그리고 콧물이나 막힘(코막힘)이었다. 2021년 12월 25일 런던에서 발표된 연구에 따르면 Zoe Covid 앱 사용자들이 언급한 가장 흔한 증상은 콧물, 두통, 피로, 재채기, 인후통이었다.

4.4. 중증도

2022년 1월 6일 기준, 오미크론 변이는 델타 변이보다 기관지(폐 기도)에서 약 70배 빠르게 증식했지만, 델타 변이와 비교했을 때 이전 변이보다 중증도가 낮다는 증거가 제시되었다. 폐 조직 깊숙이 침투하는 능력이 떨어질 수 있기 때문이다. 2022년 1월 기준, 남부 캘리포니아에서는 감염으로 인한 사망률이 델타 변이보다 91% 낮았고, 입원 위험은 51% 낮았다. 그러나 재감염을 제외했을 때 영국에서 추정되는 고유 입원 위험의 차이는 0~30%로 크게 감소했다.

2022년 1월 21일 기준, 덴마크, 인도, 남아프리카 공화국, 영국의 검토 결과에 따르면 BA.1과 BA.2의 입원 위험은 동일했다.

5. 하위 변이

오미크론 변이에는 여러 하위 변이체가 발견되었으며, 새로운 변이체가 계속 등장하고 있다. 현재 오미크론 변이체와 관련된 판고 계통은 310개이다. '표준' 하위 계통은 BA.1(또는 B.1.1.529.1)이며, 다른 두 개의 하위 계통은 BA.2(또는 B.1.1.529.2)와 BA.3(또는 B.1.1.529.3)으로 알려져 있다. 2022년에는 BA.4(또는 B.1.1.529.4)와 BA.5(또는 B.1.1.529.5)가 여러 국가에서 검출되었다.

BA.1과 BA.2는 32개의 돌연변이를 공유하지만 28개의 차이점이 있다. BA.1은 BA.1과 BA.1.1(또는 B.1.1.529.1.1)로 나뉘는데, 주요 차이점은 후자에 R346K 돌연변이가 있다는 것이다.

표준 PCR 검사와 신속 항원 검사는 모든 오미크론 하위 변이체를 COVID-19로 계속 검출하지만, 하위 변이체와 다른 COVID-19 변이체를 구별하려면 추가 검사가 필요하다.

6. 진단

오미크론 변이는 전체 유전자배열 검사 없이도 기존 PCR 검사만으로 델타 변이를 비롯한 다른 변이와 구별되는 패턴을 보여줘 검사에서 쉽게 검출된다.

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여러 유전자 표적을 검출하는 PCR 검사는 COVID-19 양성 여부를 확인할 수 있다. S 유전자 소실 또는 표적 실패(SGTF)는 오미크론 변이와 델타 변이를 구별하는 간편한 방법으로 제안되었다. 2021년 12월 기준으로, 덴마크와 노르웨이는 비교적 빠르고 여러 유전자를 확인하는 변이 qPCR 검사에서 발견된 사례를 완전한 시퀀싱 전에 오미크론으로 간주했다.

2021년 12월 7일 기준으로, BA.2는 BA.1과 달리 특징적인 S 유전자 표적 실패(SGTF)를 유발하는 결손(Δ69-70)이 없다는 것이 알려졌다. 많은 정량 PCR 검사는 이 결손을 통해 이전에 우세했던 델타 변이와 구분하여 오미크론(또는 알파) 변이 감염 사례를 빠르게 감지할 수 있었다. 2022년 오미크론이 우세해지고 델타 변이가 드물어짐에 따라, 정량 PCR 검사에서 델타와 BA.2를 유사하게 만들었던 SGTF 돌연변이는 BA.1과 BA.2를 서로 구분하는 데 유용한 것으로 밝혀졌다.

7. 백신

오미크론 변이는 기존 백신이 대응하도록 설계된 원래 코로나바이러스와는 상당히 다른 것으로 평가되었다. 스파이크 단백질에 변이가 많이 발생할수록 기존 백신이나 항체치료제의 효능이 떨어질 수 있으며, 최악의 경우 백신을 다시 개발해야 할 수도 있다는 경고도 나왔다.

BA.2 변이는 BA.1 변이보다 전파력이 더 강하고 더 심각한 질병을 유발할 수 있다는 연구 결과가 있었으나, 이후 BA.2가 BA.1에 비해 질병의 중증도가 낮았다는 연구 결과로 반박되었다. COVID-19 감염자 치료에 사용되는 치료용 단클론 항체는 BA.2에 거의 효과가 없었다.

2021년 12월/2022년 1월경 BA.2는 인도 일부 지역과 필리핀에서 우세해졌으며, 스칸디나비아, 남아프리카 공화국, 싱가포르에서 빈번해졌고, 독일과 영국에서 증가하는 조짐을 보였다. 덴마크에서는 2022년 2주차에 BA.2가 전체 사례의 약 50%를 차지하며 BA.1과 비슷한 수준이 되었고, 다음 주에는 65%를 차지하며 우세해졌다. 2022년 2월에는 남아프리카 공화국과 독일에서, 3월에는 영국에서 우세한 하위 변이가 되었다. 미국에서는 2022년 3월 29일에 BA.2가 우세 변이가 되었다.

2024년 JAMA 네트워크 오픈에 발표된 연구에 따르면, 오미크론 변이 또는 델타 변이에 감염된 백신 접종자는 감염되지 않은 사람에 비해 새로운 자가면역 질환이 발생할 전체 위험이 더 높지 않았다.

7.1. 백신 효과

화이자-바이오엔테크(BNT162b2) 및 모더나(mRNA-1273) mRNA 백신은 무증상 질병에 대한 보호 효과는 감소하지만 중증 질환의 위험을 줄이는 것으로 나타났다. 2021년 12월 23일, 네이처는 오미크론이 백신 보호 효과를 약화시키는 것 같지만, 현재 사용 가능한 백신 접종과 추가 접종 접근 방식으로 오미크론에 대한 합리적인 효과를 유지할 수 있음을 보여준다.

2021년 12월, 이스라엘과 덴마크의 광범위한 전국 데이터 세트를 사용한 연구를 포함한 일부 연구에서는 여러 가지 일반적인 2회 접종 COVID-19 백신의 백신 효과가 델타 변이를 포함한 다른 일반적인 변이에 비해 오미크론 변이에 대해 상당히 낮다는 것을 발견했으며, 부스터 접종이 필요하고 효과적이며, 부스터 접종을 받지 않고 2회 접종만 받은 코호트에 비해 질병으로 인한 사망을 상당히 줄이는 것으로 나타났다.

오미크론과 그 하위 변이에 대해 백신 접종은 계속 권장된다. 카디프 대학교의 면역학자 폴 모건 교수는 다음과 같이 말했다. "완전한 면역력 상실보다는 둔화가 가장 가능성이 높은 결과라고 생각한다. 바이러스는 표면의 모든 항원 결정기를 잃을 수 없다. 그렇게 하면 스파이크 단백질이 더 이상 작동하지 않기 때문이다. 따라서 이전 버전의 바이러스 또는 백신에 대해 생성된 일부 항체와 T 세포 클론은 효과적이지 않을 수 있지만, 효과적인 다른 항체와 T 세포 클론이 있을 것이다. (...) 면역 반응의 절반 또는 3분의 2 또는 어떤 비율이 효과적이지 않고 잔여 절반만 남아 있다면, 부스터 접종을 더 많이 할수록 더 좋다." 유니버시티 칼리지 런던 유전학 연구소의 프랑수아 발루 교수는 다음과 같이 말했다. "지금까지 알게 된 바로는, 다른 변이에 비해 오미크론은 이전에 감염되어 COVID-19에 대한 어느 정도의 보호를 받은 사람들을 재감염시킬 가능성이 더 높은 경향이 있다는 것을 확신할 수 있다. 이것은 매우 분명하며, 단백질 구조에서 확인된 돌연변이 변화로 예상되었다. 이러한 변화는 항체가 바이러스를 중화하기 어렵게 만든다."

세계보건기구(WHO)는 과거 감염 또는 백신 접종을 받은 사람들의 면역력이 여러 변이에 의해 약화될 가능성에 우려를 표명하고 있다. 또한, 이전 변이주에 비해 오미크론 변이주에는 면역이 효과적으로 작용하지 않을 가능성도 있다. WHO는 특히 백신 접종률이 낮은 국가에서 의료 붕괴가 발생할 가능성을 경고하며, 모든 국가에 COVID-19 백신 접종률을 높일 것을 촉구하고 있다.

적어도 발병 예방 효과는 기존 변이주와 비교해도 접종 후 시간이 지남에 따라 감소하고 있다.

2022년에 들어서면서 향후 추가적인 유행에 대한 우려 등으로, 화이자와 모더나 등에 의해 오미크론 변이주 대응 백신(궁극적으로는 기존 바이러스와 오미크론 변이주의 정보를 결합한 2가 백신)의 개발 및 시험이 진행되었고, 유럽과 미국, 일본 등에서는 같은 해 9월 이후 순차적으로 접종이 시작되었다. (단, 시작 당시 백신에 통합되는 오미크론 변이주의 정보는 미국에서는 BA.4/BA.5 계통 기반, 일본에서는 BA.1 계통 기반으로 국가마다 달랐다.)

2022년 1월 영국 보건안전청(UK Health Security Agency)의 연구에 따르면, 백신은 BA.1과 BA.2 모두에서 유증상 질환에 대해 유사한 수준의 보호 효과를 제공했으며, 부스터 접종을 한 2회 접종의 경우 부스터 접종 없이 2회 접종한 경우보다 보호 효과가 훨씬 높았다. 하지만 백신의 효과가 점차 감소함에 따라, 나중에 추가 부스터 접종이 필요할 수 있다.

7.2. 백신 개발

2022년에 들어서면서, 추가적인 유행에 대한 우려 등으로 화이자(화이자)와 모더나(모더나) 등은 오미크론 변이에 대응하는 백신 개발 및 시험을 진행했다. 이들은 기존 바이러스와 오미크론 변이의 정보를 결합한 2가 백신을 개발했다. 유럽, 미국, 일본 등에서는 2022년 9월 이후 순차적으로 2가 백신 접종을 시작했다. 다만, 백신에 포함된 오미크론 변이의 종류는 국가마다 달랐는데, 미국에서는 BA.4/BA.5 계통 기반, 일본에서는 BA.1 계통 기반의 백신을 사용했다.

2가 백신은 기존 백신보다 오미크론 변이에 대한 면역 반응이 더 뛰어난 것으로 나타났다. 세계보건기구(WHO)는 새로운 변이의 등장이 지속적으로 발생할 가능성이 있기에 새로운 백신 개발을 위해 제약 회사와 협력하고 있다.

8. 치료

덱사메타손과 같은 코르티코스테로이드와 토실리주맙(악템라)과 같은 IL-6 수용체 차단제는 중증 코로나19 초기 변이 바이러스를 가진 환자 관리에 효과적인 것으로 알려져 있다.

단클론 항체 치료와 관련하여, 시험관 내 의사 유사 바이러스 데이터에 대한 전임상 데이터는 고도로 보존된 에피토프를 사용하도록 설계된 일부 단클론 항체가 오미크론 치환의 주요 돌연변이에 대해 중화 활성을 유지함을 보여준다. 소트로비맙의 모 항체인 S309 항체는 오미크론을 2-3배 감소된 효능으로 중화했다.

2021년 12월 기준으로 대부분의 단클론 항체는 오미크론에 대한 시험관 내 중화 활성을 잃었으며, 다른 연구에서 조사된 29가지 단클론 항체 중 3가지 항체만이 변하지 않은 효능을 유지했다. 광범위하게 중화하는 사르베코바이러스 단일클론항체의 일부는 RBM 외부의 항원 부위를 인식하여 오미크론을 중화했는데, 여기에는 소트로비맙(VIR-7831), S2X259 및 S2H97이 포함된다. 그러나 소트로비맙은 BA.2 오미크론 하위 계통에 대해서는 완전히 활성화되지 않았다. 2022년 2월 데이터에 따르면 오미크론은 상당한 체액성 면역 회피를 일으켰으며, 사르베코바이러스 보존 영역을 표적으로 하는 중화 항체가 가장 효과적이었다.

9. 국제적 대응

WHO는 오미크론 변이 확산 방지를 위해 각국에 감시 및 시퀀싱 강화, 정보 공유, 현장 조사 및 연구 수행 등을 권고했다. 그러나 여러 국가에서 남아프리카공화국 등 아프리카 국가에 대한 여행 제한 조치를 시행했다.

2021년 11월 26일, 유럽 질병 예방 통제 센터(ECDC)는 모델링 결과, 엄격한 입국 금지령으로 유럽 국가들에 대한 변이 바이러스의 영향을 2주 늦출 수 있으며, 각국이 대책을 세울 수 있는 가능성이 있다고 보고했다.

국가별 대응은 다음과 같다.

10. 통계