모리스 힐먼

모리스 힐먼은 1919년 8월 30일, 미국 몬태나주의 작은 도시인 마일스시티에서 태어났다. 그의 가족은 농장을 운영했으며, 힐먼은 여덟 형제자매 중 둘째였다. 그의 어머니와 쌍둥이 누나는 그가 태어난 지 이틀 만에 인플루엔자로 사망했는데, 이는 1918년 스페인 독감 대유행의 여파였다. 이 개인적인 비극은 훗날 그의 생애와 공중보건에 대한 헌신에 깊은 영향을 미쳤다.

그는 지역 학교를 다녔으며, 농장 일을 도우면서 자연에 대한 관심과 과학적 호기심을 키웠다. 1937년에 몬태나주립 대학교(현 몬태나 주립 대학교)에 장학금을 받고 입학하여 미생물학을 전공했다. 학부 시절 그는 이미 뛰어난 연구 능력을 보였으며, 1941년에 우등으로 졸업했다. 이후 그는 시카고 대학교 대학원에 진학하여 박사 학위 과정을 시작했다.

시카고 대학교에서 힐먼은 미생물학과 면역학을 공부했으며, 그의 박사 연구 주제는 클라미디아 감염증이었다. 그는 1944년에 박사 학위를 취득했다. 그의 학위 논문은 박테리아성 질환에 대한 연구였지만, 이후 그의 경력은 주로 바이러스학과 백신 개발에 집중되었다. 이 시기의 교육과 연구 훈련은 그에게 과학적 방법론의 기초를 탄탄히 다져주었다.

모리스 힐먼은 1944년 시카고 대학교에서 박사 학위를 취득한 후, 미국 육군 의학연구소(Army Medical Center)에서 본격적인 연구 경력을 시작했다. 이곳에서 그는 인플루엔자 백신 개발에 참여하며 실질적인 바이러스학 연구 경험을 쌓았다. 특히 2차 세계대전 중 군인들의 건강을 위협하던 인플루엔자에 대한 대응 연구는 그의 초기 연구 방향을 형성하는 데 중요한 역할을 했다.

1948년, 그는 월터 리드 육군연구소(Walter Reed Army Medical Center)의 호흡기 질환 부서장으로 부임했다. 이 시기 그의 주요 연구 성과 중 하나는 1957년 아시아 독감 팬데믹을 일으킨 인플루엔자 A 바이러스 H2N2 아형의 조기 발견과 백신 개발에 기여한 것이었다. 그는 이 바이러스가 기존 백신으로는 예방되지 않는다는 것을 신속히 확인하고, 새로운 백신 주산을 위한 바이러스 샘플을 확보하는 데 핵심적인 역할을 수행했다[1].

이러한 군 연구소에서의 경험은 힐먼에게 두 가지 중요한 자산을 제공했다. 첫째는 대규모 유행병에 대응하는 공중보건적 시야를 키웠고, 둘째는 백신 개발을 위한 실용적이고 체계적인 연구 방법론을 익히는 계기가 되었다. 그는 이 시절을 통해 백신 연구의 핵심은 우수한 과학적 탐구뿐만 아니라, 실제 질병 위협에 신속하고 효과적으로 대응하는 데 있음을 체득했다.

모리스 힐먼은 홍역, 유행성이하선염(볼거리), 풍진에 대한 단일 백신인 MMR 백신을 개발하는 데 핵심적인 역할을 했다. 그는 1960년대에 각각의 바이러스를 약독화시켜 개별 백신을 먼저 개발했으며, 이후 1971년에 이 세 가지 백신을 하나로 결합했다[3]. 이 결합 백신은 접종 횟수를 줄이고 보급 효율성을 극대화함으로써 공중보건 프로그램에 혁신을 가져왔다.

그의 홍역 백신 개발은 특히 중요했다. 1963년에 허가를 받은 이 백신은 당시 미국에서 매년 수백 명의 아동 사망을 초래하던 홍역 유행을 근절하는 데 기초를 제공했다. 힐먼은 에드먼스턴 계통 홍역 바이러스를 약독화하는 과정에서 면역글로불린과 함께 투여하는 방법을 고안해 안전성을 높였다.

MMR 백신의 도입은 해당 질병들의 발병률을 급격히 감소시켰다. 아래 표는 미국에서 백신 도입 이후 주요 질병의 연간 평균 발병 건수를 보여준다.

이 백신은 이후 2005년 수두 백신이 추가된 MMRV 백신으로도 발전했다. 모리스 힐먼의 MMR 백신 개발은 하나의 접종으로 여러 질병을 예방하는 다가 백신의 표준을 정립한里程碑적인 업적으로 평가받는다.

B형 간염은 간염 바이러스 중 하나인 B형 간염 바이러스(HBV)에 의해 발생하는 감염병으로, 급성 간염, 만성 간염, 간경변, 간세포암으로 진행될 수 있는 심각한 질환이었다. 1960년대까지 이 바이러스에 대한 효과적인 예방 수단은 존재하지 않았으며, 감염은 전 세계적으로 주요 공중보건 문제로 여겨졌다.

힐먼은 B형 간염 백신 개발을 위해 독창적인 접근법을 채택했다. 당시 바이러스는 실험실에서 배양할 수 없었기 때문에, 그는 감염된 환자의 혈액에서 바이러스 표면 항원(HBsAg)을 직접 추출하여 백신 원료로 사용하는 방법을 고안했다. 이는 혈액에서 바이러스를 불활성화시켜 면역원성은 유지하지만 병원성은 제거하는 기술이 필요했다. 그는 포름알데히드를 사용해 바이러스를 불활성화시키는 공정을 개발했고, 이를 통해 세계 최초의 B형 간염 백신을 만들어냈다.

이 백신은 1981년 미국에서 승인을 받았다. 초기 백신은 인간 혈장 유래 항원을 사용했기 때문에 생산량의 제한과 잠재적 안전성 우려가 있었다[5]. 그러나 이 혁신적인 백신은 고위험군을 보호하는 데 중요한 역할을 했으며, 이후 재조합 DNA 기술을 이용한 2세대 백신이 개발되는 길을 열었다. 힐먼의 B형 간염 백신은 간암을 예방할 수 있는 최초의 '항암 백신'으로 평가받는다.

모리스 힐먼은 수두 바이러스(바리셀라 조스터 바이러스)로 인해 발생하는 수두에 대한 백신을 개발한 주요 인물이다. 그는 1970년대 초, 자신의 딸이 수두에 걸렸을 때 병에 걸린 딸의 인후 면봉에서 바이러스를 채취하여 연구를 시작했다[6]. 이 바이러스 배양물을 계대 배양하며 약독화시키는 과정을 거쳐, 1981년에 임상 시험을 시작했고, 1995년에 미국에서 정식으로 승인을 받았다.

이 백신의 개발은 세포 배양 기술이 핵심이었다. 힐먼은 바이러스를 인간 태아 세포와 기니피그 배아 세포에서 순차적으로 배양하여 병원성을 약화시키면서도 면역 반응을 유도할 수 있는 안정적인 약독화 생백신을 만들어냈다. 그의 접근법은 백신의 안전성과 효능에 대한 철학을 반영했으며, 수두 백신은 예방 접종 후 장기간에 걸친 면역력 유지가 입증되었다.

수두 백신의 도입은 공중보건에 지대한 영향을 미쳤다. 이전에 거의 보편적으로 경험하던 수두로 인한 입원 및 합병증(예: 세균성 피부 감염, 폐렴, 뇌염 등)이 현저히 감소했다. 또한, 이 백신은 나중에 성인기에 나타날 수 있는 대상포진의 위험을 줄이는 데에도 기여하는 것으로 알려졌다. 힐먼의 이 업적은 하나의 백신이 소아 질환의 유병률을 극적으로 바꿀 수 있음을 보여주는 또 다른 사례가 되었다.

모리스 힐먼은 MMR 백신과 B형 간염 백신, 수두 백신 외에도 여러 중요한 백신 개발에 기여하거나 그 기초를 마련했다. 그의 연구는 폐렴을 일으키는 폐렴구균과 수막염을 일으키는 수막구균에 대한 백신 개발로 이어졌다. 또한, 인플루엔자 백신의 생산 공정을 개선하여 대량 생산을 가능하게 하는 데 핵심적인 역할을 했다.

그는 아데노바이러스 감염증에 대한 백신 개발에도 선구적인 업적을 남겼다. 아데노바이러스는 군대에서 호흡기 질환의 주요 원인이었는데, 힐먼은 이를 배양하여 백신을 개발했다. 이 백신은 군대 내에서 호흡기 질환 발병률을 현저히 낮추는 데 성공했다[7].

아래 표는 모리스 힐먼이 주요 기여를 한 추가 백신들을 정리한 것이다.

이러한 광범위한 연구 활동은 힐먼이 단일 병원체가 아닌 공중보건에 위협이 되는 다양한 전염병 전체를 목표로 삼았다는 점을 보여준다. 그의 작업은 현대 예방의학과 백신학의 범위를 크게 확장시키는 계기가 되었다.

모리스 힐먼은 백신 개발에 있어 세포 배양 기술을 선구적으로 활용한 과학자이다. 그는 생체 내에서가 아닌, 실험실에서 인공적으로 배양한 동물 세포를 바이러스 배양의 매개체로 사용하는 방법을 적극 도입했다. 이 접근법은 당시 흔히 사용되던 계란 배양법에 비해 바이러스 변이 위험을 줄이고, 대량 생산의 효율성을 높이며, 알레르기 반응 가능성을 낮추는 장점을 지녔다.

그의 대표적 성과 중 하나인 유행성이하선염 백신 개발 과정에서 이 기술의 효용성이 두드러지게 나타났다. 힐먼은 자신의 딸 제럴다가 감염된 유행성이하선염 바이러스를 샘플로 채취한 후, 이를 닭 배아 세포가 아닌 계란 알란토이스막이 아니라 세포 배양된 닭 배아 섬유아세포에서 배양하고 약화시켰다. 이렇게 개발된 Jeryl Lynn 계통 바이러스는 안전성과 면역원성이 우수하여 MMR 백신의 핵심 구성 요소가 되었다.

이러한 세포 배양 기술은 풍진 백신 개발에서도 결정적 역할을 했다. 힐먼 팀은 태아의 폐 조직에서 유래한 WI-38 인간 태아 섬유아세포 계통을 사용하여 풍진 바이러스(RA 27/3 계통)를 배양하고 약화시켰다. 이 방법은 기존에 원숭이 신장 세포에서 배양되던 백신 바이러스보다 더 강력하고 지속적인 면역 반응을 유도했을 뿐만 아니라, 잠재적인 동물 바이러스 오염 위험을 크게 줄였다. 그의 방법론은 현대 바이러스학 및 백신학의 표준 실험 기법으로 자리 잡으며, 이후 수많은 생명을 구하는 백신 개발의 토대를 마련했다.

힐먼은 백신 개발에서 안전성과 효능을 최우선으로 여겼다. 그의 철학은 단순히 질병을 예방하는 것을 넘어, 백신이 가능한 한 부작용 없이 강력하고 지속적인 면역을 제공해야 한다는 믿음에 기반했다. 그는 새로운 백신 후보물질을 발견하는 것만으로는 충분하지 않으며, 그것을 인간에게 안전하게 적용할 수 있는 형태로 정제하고 테스트하는 과정이 훨씬 더 중요하다고 강조했다.

그의 접근법은 철저한 임상 시험과 장기적인 안전성 모니터링에 중점을 두었다. 예를 들어, 홍역, 유행성이하선염, 풍진 백신을 개발할 때, 그는 각 구성 요소 백신을 개별적으로 광범위하게 테스트한 후에야 결합 백신(MMR)으로 통합했다. 이 과정에서 그는 백신의 약독화 균주가 병원성을 되찾지 않도록 보장하고, 백신 구성 요소 간의 간섭 현상이 면역 반응을 저해하지 않음을 확인하는 데 세심한 주의를 기울였다.

힐먼은 백신의 안전성에 대한 우려를 경시하기보다는 적극적으로 조사하고 해결하는 자세를 취했다. 그는 백신 개발 과정에서 발생할 수 있는 모든 잠재적 위험 요소를 식별하고 제거하려고 노력했다. 이 철학은 B형 간염 백신 개발에서도 잘 드러나는데, 당시 혁신적이었던 재조합 DNA 기술을 이용해 혈장 유래 백신의 잠재적 위험을 완전히 제거한 것이 대표적인 사례이다.

그의 효능에 대한 기준도 매우 높았다. 그는 백신이 단순히 항체를 생성하는 수준을 넘어, 실제로 임상적으로 의미 있는 질병 예방 효과를 제공해야 한다고 믿었다. 이를 위해 그는 백신 접종 후 수년간에 걸친 추적 연구를 통해 면역력의 지속 기간과 실제 감염 예방 효과를 입증하는 데이터를 수집했다. 이와 같은 엄격한 기준은 현대 백신학의 표준을 정립하는 데 기여했다.

모리스 힐먼이 개발하거나 개발에 기여한 백신들은 전 세계적으로 감염병 발병률과 사망률을 극적으로 감소시켰다. 그의 가장 중요한 업적 중 하나인 홍역, 유행성이하선염, 풍진에 대한 MMR 백신은 이 세 가지 질병을 사실상 퇴치 가능한 상태로 만들었다. 특히 홍역은 백신 도입 이전에 매년 수백만 명의 감염과 수십만 명의 사망을 초래했으나, 광범위한 예방접종 이후 그 수가 급격히 줄어들었다. 이는 직접적인 질병 부담 감소뿐만 아니라, 홍역으로 인한 합병증인 뇌염이나 아급성 경화성 범뇌염(SSPE)과 같은 심각한 후유증도 방지하는 효과를 가져왔다.

그가 개발한 B형 간염 백신은 간암과 간경변의 주요 원인 중 하나를 표적으로 삼아, 만성 간질환 및 간암 발병률을 낮추는 데 기여했다. 특히 B형 간염 바이러스의 수직 감염(모체에서 신생아로의 전파)을 차단하는 것은 간세포암 예방에 있어 매우 중요한 전략으로 자리 잡았다. 수두 백신 또한 어린이들의 흔한 질병이었던 수두와 그 합병증을 현저히 감소시켰으며, 이후 대상포진 예방에도 연결되는 공중보건적 가치를 증명했다.

힐먼의 업적은 경제적 측면에서도 막대한 영향을 미쳤다. 백신으로 예방 가능한 질병에 대한 치료 비용, 입원 비용, 그리고 사회적 생산성 손실을 절감하는 효과는 수천억 달러에 달하는 것으로 추산된다. 그의 연구는 단순히 백신을 만드는 것을 넘어, 대규모 예방접종 프로그램의 표준과 정책의 기초를 마련했다. 이로 인해 세계보건기구(WHO)와 같은 국제기구의 확대 예방접종 사업(EPI)이 강화되고, 많은 국가에서 필수 예방접종 목록에 그의 백신들이 포함되게 되었다.

결과적으로, 모리스 힐먼의 작업은 현대 공중보건의 패러다임을 치료 중심에서 예방 중심으로 전환하는 데 결정적인 역할을 했다. 그의 백신들은 매년 수백만 명의 생명을 구하고 있으며, 이는 의학 역사상 가장 큰 공중보건 성과 중 하나로 평가받는다.

모리스 힐먼의 연구 철학과 방법론은 수많은 후속 연구자들에게 지속적인 영감을 제공했다. 그의 핵심 접근법은 세포 배양 기술을 적극적으로 활용하여 안전하고 효과적인 백신을 개발하는 것이었으며, 이는 현대 백신학의 표준 연구 패러다임으로 자리 잡았다. 특히, 그는 백신 개발 과정에서 면역학적 이해와 임상적 적용을 강조하며, 순수 과학과 공중보건 실천을 연결하는 모범을 보였다.

그의 제자들과 동료들은 힐먼의 지도 아래에서 훈련받으며 직접적인 영향을 받았다. 그들은 힐먼으로부터 엄격한 과학적 검증과 실용적인 문제 해결 능력을 배웠으며, 이후 독자적인 연구자나 제약 산업의 리더로 성장하여 인플루엔자, 인유두종바이러스(HPV), 로타바이러스 백신 등 새로운 백신 개발에 기여했다. 힐먼의 업무 윤리와 끈질긴 연구 정신은 연구실 문화로 전수되었다.

힐먼의 영향력은 직접적인 제자 관계를 넘어서기도 한다. 그의 성공 사례는 백신 개발이 얼마나 광범위한 공중보건적 성과를 낼 수 있는지 보여주는 살아있는 교과서가 되었다. 이는 젊은 과학자들이 전염병 퇴치라는 분야에 진입하도록 동기를 부여하는 중요한 요인이 되었다. 오늘날 많은 백신 연구자들은 그들의 작업이 힐먼이 세운 기준과 기대에 부응하기를 희망한다.

다음 표는 모리스 힐먼의 연구 철학이 후대에 전달된 핵심 요소를 요약한다.