[유용하 기자의 멋진 신세계] 방정식으로 푼 전염병 확산의 비밀

입력 : ㅣ 수정 : 2019-05-24 09:34

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존 드레이크 조지아대 교수가 전염병 확산을 예측할 수 있는 수학 모델에 대해 설명하고 있다. 미국 조지아대 제공
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▲ 존 드레이크 조지아대 교수가 전염병 확산을 예측할 수 있는 수학 모델에 대해 설명하고 있다.
미국 조지아대 제공

2002년 사스(중증급성호흡기증후군), 2015년 메르스(중동호흡기증후군), 2016년 태아의 소두증을 유발시키는 지카바이러스 등은 전 세계를 공포에 떨게 만든 신종 감염병들이다. 최근에는 이런 새로운 감염병 이외에 이미 예방백신이 나와 충분히 차단할 수 있는 홍역 같은 전염병까지 확산 추세를 보이고 있다. 이런 전염병이 판데믹(대유행)으로 번지는 것을 막기 위해서는 질병의 확산 길목을 차단하는 것이 최선의 방법이다.

미국 조지아대 생태학부, 미시간대 기계공학과, 펜실베이니아주립대 감염병역학센터, 노스캐롤라이나 A&T주립대 수학과 공동연구팀은 전염병이 발생했을 때 어떤 방향으로, 그리고 얼마나 빠른 속도로 확산해 나갈 것인지를 예측할 수 있는 수학적 방법을 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 전산생물학’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 물리학과 화학에서 사용하는 ‘상(相)변화’라는 개념을 전염병 확산 상태 변화에 적용해 병원균의 진화 속도, 감염자의 접촉 빈도, 개인이나 집단의 예방접종 여부 등을 변수로 한 ‘전염병 확산 예측 방정식’을 만들어 냈다.

연구팀은 이번에 개발한 방정식을 이용해 1880~1980년까지 100년간 유행한 홍역, 유행성 이하선염, 소아마비, 백일해 등 전염병에 적용해 예측률을 검증한 결과 실제 확산 상황과 정확하게 일치한다는 것을 확인했다. 특히 연구팀은 전염병이 시작된 이후라도 백신을 맞게 되면 전염병 확산 속도가 늦춰져 질병의 유행 시기가 짧아진다는 사실도 밝혀냈다.

존 드레이크 조지아대 감염성질병생태학 교수는 “백신 접종이 전염병의 확산을 막는 데 최선의 방법이지만 최근 백신에 대한 근거 없는 불신 때문에 집단면역이 약해지고 있는 상황은 우려스럽다”면서 “이번 연구는 감염성 질환의 확산 속도와 방향을 예측하고 백신 접종의 필요성을 보여 줘 전염병 확산을 조기에 차단할 수 있도록 도와줄 것”이라고 말했다.

edmondy@seoul.co.kr

2019-05-24 39면
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