과학 포털 iKAOS

5 Contents

✨댓글 이벤트✨ 눈에는 눈, 모기에는 🦟모기?! 뎅기열 퇴치 프로젝트(with 질병관리청 김현우 연구사) | 요즘과학

최근 중남미 지역을 중심으로 뎅기열 감염 사례가 폭발적으로 증가하며 인류의 건강을 위협하고 있습니다. 브라질과 아르헨티나 등지에서는 역대 최악의 감염 수치를 기록하고 있으며, 이는 지구 온난화로 인한 기온 상승과 밀접한 관련이 있습니다. 기온이 오르면 모기의 성장 주기가 단축되어 개체 수가 급격히 늘어나기 때문입니다. 또한 도시화가 진행되면서 서식지를 잃은 모기들이 도심으로 유입되는 현상도 감염병 확산의 주요 원인으로 지목되고 있습니다. 뎅기열은 주로 이집트숲모기를 통해 전파되는 바이러스성 질환으로, 고열과 근육통, 발진 등을 동반합니다. 다행히 국내에는 이집트숲모기가 서식하지 않지만, 유사한 특성을 가진 흰줄숲모기가 존재하여 해외 유입 환자를 통한 전파 가능성을 완전히 배제할 수 없습니다. 특히 최근에는 바이러스의 혈청형이 변화하면서 기존 면역 체계를 회피해 감염자가 급증하는 현상도 관찰되고 있습니다. 이는 단순한 환경 변화를 넘어 바이러스 자체의 진화가 방역의 새로운 변수로 작용하고 있음을 시사합니다. 인류는 이러한 위기에 대응하기 위해 '볼바키아 박테리아'라는 공생 미생물을 활용한 혁신적인 생물학적 방제 기술을 도입하고 있습니다. 볼바키아 박테리아에 감염된 수컷 모기가 일반 암컷 모기와 교미하면 수정란이 부화하지 못하는 '세포질 불화합성' 현상이 발생합니다. 이 기술은 살충제를 사용하는 화학적 방제보다 친환경적이며, 특정 지역의 모기 개체 수를 효과적으로 조절할 수 있다는 장점이 있습니다. 실험실에서 배양된 모기를 자연에 방사하여 질병의 고리를 끊으려는 시도가 전 세계적으로 활발히 진행 중입니다. 볼바키아 박테리아 기술의 놀라운 점은 단순히 개체 수를 줄이는 데 그치지 않고, 모기 체내에서 뎅기 바이러스가 증식하는 것을 직접 억제한다는 사실입니다. 실제 야외 실험 결과, 볼바키아 박테리아 감염 모기를 방사한 지역에서는 모기 개체 수가 급감했을 뿐만 아니라 뎅기열 발생률도 획기적으로 낮아지는 성과를 거두었습니다. 비록 말라리아나 일본뇌염을 옮기는 다른 종의 모기에게는 아직 동일한 효과를 기대하기 어렵지만, 이집트숲모기를 대상으로 한 방역에서는 인류의 강력한 무기가 되고 있습니다. 하지만 모기를 완전히 박멸하는 것이 생태계에 미칠 영향에 대해서는 신중한 접근이 필요합니다. 모기는 복잡한 먹이사슬의 한 축을 담당하고 있어, 특정 종의 멸종이 예상치 못한 연쇄 반응을 일으킬 수 있기 때문입니다. 따라서 과학계는 모기를 완전히 없애기보다는 질병을 전파하지 못하는 수준으로 관리하는 '에너지 효율적 방제'를 지향하고 있습니다. 인류의 건강을 지키는 과학 기술의 발전과 자연의 균형을 유지하려는 노력이 조화를 이룰 때 비로소 지속 가능한 방역이 완성될 것입니다.

국립과천과학관요즘과학👏

생명과학
지구환경과학
융합

[카오스 짧강] 인류와 함께 공존하는 감염병과 수리모델링_by정은옥｜2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 7강

4차 산업혁명 시대에 접어들었음에도 불구하고 인류는 여전히 신종 인플루엔자의 위협으로부터 자유롭지 못합니다. 2009년의 신종 인플루엔자 대유행과 2015년의 메르스 사태는 현대 사회에서 감염병 관리가 얼마나 중요한 과제인지를 여실히 보여주었습니다. 이러한 위기 상황에서 수리 생물학자들은 감염병의 확산 양상을 예측하고 효과적인 대응 방안을 마련하기 위해 수학적 모델링을 활용합니다. 특히 미분방정식을 이용한 모델은 시간에 따른 감염자 수의 변화를 정교하게 계산하여 방역 정책의 과학적 근거를 제시하는 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다. 감염병 모델링은 단순히 수학적 수식만으로 완성되는 것이 아니라 역학자들과의 긴밀한 협력이 필수적입니다. 수학자들은 질병관리청의 감염 역학 전문가들과 소통하며 잠복기, 유병 환자, 회복자 등 의학적 개념을 수식에 반영하는 과정을 거칩니다. 대표적인 모델인 SEIR 모델은 인구 집단을 감수성자, 잠복기 감염자, 증상 유무에 따른 감염자, 그리고 회복자 그룹으로 세분화하여 분석합니다. 이러한 다학제적 접근은 복잡한 감염병의 전파 경로를 정확하게 파악하고 현실의 데이터를 모델에 투영하여 예측의 신뢰도를 높이는 근간이 됩니다. 2009년 신종 인플루엔자 확산 당시, 연구진은 전국적인 지역 확산 모델을 구축하기 위해 한국 특유의 통근 및 통학 데이터를 적극적으로 활용했습니다. 우리나라는 인구의 60% 이상이 지역 간 이동을 하는 특성을 가지고 있어 이를 반영한 네트워크 모델링이 무엇보다 중요했습니다. 연구자들은 사인 함수를 이용해 하루 중 출퇴근 시간에 따른 인구 흐름을 모델링하였고, 이를 미분방정식과 결합하여 수도권 각 지역 간의 감염 확산 양상을 매우 정교하게 재현해냈습니다. 이는 단순한 통계 수치를 넘어 질병이 지리적으로 어떻게 이동하는지를 시각화하는 성과를 거두었습니다. 수리 모델링의 진정한 가치는 과거의 데이터를 재현하는 것에 그치지 않고 다양한 방역 정책의 효과를 미리 시뮬레이션해 볼 수 있다는 점에 있습니다. 백신이나 치료제가 충분하지 않은 초기 단계에서는 격리나 이동 제한과 같은 비약물적 중재 전략이 매우 중요합니다. 정책 입안자들은 모델을 통해 제한된 예산과 자원을 어디에 집중할 때 가장 큰 효과를 거둘 수 있는지 판단할 수 있습니다. 이는 막대한 사회적 비용을 절감하고 인명 피해를 최소화하기 위한 전략적 의사결정 도구로서, 과학적 방역 체계의 핵심적인 요소로 자리 잡고 있습니다. 연구 결과에 따르면 감염병 확산을 막기 위해 교통망의 중심지인 허브 지역을 통제하는 것보다 최초 발생지인 소스 지역을 집중적으로 관리하는 것이 훨씬 효과적이었습니다. 예를 들어 유동 인구가 많은 강남 지역보다 최초 환자가 발생한 소도시의 이동을 제한했을 때 전국적인 감염자 감소 효과가 더 크게 나타났습니다. 또한 중재 시점은 빠를수록 좋으며 일정 기간 이상의 과도한 통제는 오히려 효율성이 떨어진다는 점도 확인되었습니다. 이러한 정밀한 분석 결과는 미래의 신종 인플루엔자 위기 상황에서 자원을 효율적으로 배분하고 최적의 방역 타이밍을 결정하는 데 중요한 지침이 됩니다.

카오스재단질토과 + 짧강

[해썰이 있는 과학뉴스]원숭이 두창, 제2의 팬데믹 되나??

최근 아프리카의 풍토병으로 알려졌던 엠폭스가 유럽과 북미를 포함한 전 세계로 확산하며 새로운 보건 위기에 대한 우려가 커지고 있습니다. 과거 특정 지역에 한정되었던 이 질병이 여러 국가에서 동시다발적으로 발생함에 따라, 코로나19 이후 또 다른 팬데믹이 도래하는 것이 아니냐는 긴장감이 고조되는 상황입니다. 현재 우리나라는 직접적인 영향권에 들지는 않았으나, 세계 보건 당국은 확산 추이를 예의 주시하며 방역 체계를 점검하고 있습니다. 엠폭스는 1958년 실험실 원숭이에게서 처음 발견되었으며, 1970년 콩고에서 인간 감염 사례가 확인된 인수공통감염병입니다. 인류가 최초로 박멸한 천연두와 유사한 계통의 바이러스로, 감염 시 온몸에 물집이 잡히고 흉터가 남는 증상을 보입니다. 과거 천연두가 30% 이상의 높은 치명률을 기록했던 것과 달리, 엠폭스는 상대적으로 독성과 전염성이 낮습니다. 하지만 최근 보고된 치명률이 3~6% 수준으로 코로나19보다 높다는 점은 경계해야 할 대목입니다. 감염 초기에는 발열, 오한, 근육통 등 감기나 독감과 유사한 증상이 나타나며, 이후 얼굴을 중심으로 전신에 수포성 발진이 퍼지는 것이 특징입니다. 잠복기는 보통 6일에서 13일 정도이며, 주로 감염된 야생동물이나 환자와의 밀접한 신체 접촉, 또는 오염된 환경을 통해 전파됩니다. 공기나 비말로 빠르게 확산하는 코로나19와 달리, 엠폭스는 피부 병변과의 직접적인 접촉이 주요 경로이기에 상대적으로 전파력이 낮다는 평가를 받고 있습니다. 전문가들은 엠폭스가 코로나19와 같은 대유행으로 번질 가능성은 낮다고 보고 있습니다. 이는 엠폭스가 변이가 잦은 RNA 바이러스가 아닌, 구조적으로 안정적인 DNA 바이러스이기 때문입니다. 변이 발생 확률이 낮아 인간 간 전염력이 갑자기 급증할 위험이 적으며, 이미 천연두라는 유사 질병을 겪으며 축적된 의학적 데이터와 대응 수단이 존재한다는 점도 긍정적인 요인입니다. 우리나라도 이미 관련 대응 전략을 수립하여 만일의 사태에 대비하고 있습니다. 현재 엠폭스 전용 백신은 없으나, 기존 천연두 백신이 약 85%의 예방 효과를 보이는 것으로 알려져 있습니다. 우리나라는 공중보건 위기에 대비해 상당량의 백신을 비축하고 있으며, 2016년에 이미 정밀한 유전자 진단법 개발을 완료한 상태입니다. 개인 차원에서는 야생동물과의 접촉을 피하고 손씻기와 마스크 착용 등 기본 방역 수칙을 준수하는 것이 중요합니다. 또한, 확인되지 않은 정보로 인한 공포 확산을 경계하며 차분하게 대응할 필요가 있습니다.

국립과천과학관요즘과학👏

생명과학
지구환경과학

[코로나TALK-15] 올바른 방역은 과학과 이것의 문제다 _황승식 교수 | 15강

역학(Epidemiology)은 단순히 질병의 원인을 찾는 것을 넘어, 집단 내 건강 문제를 과학적으로 규명하는 학문입니다. 현대 역학의 아버지라 불리는 존 스노는 19세기 런던의 콜레라 대유행 당시, 질병의 발생 양상을 지도에 기록하며 수인성 감염병의 실체를 밝혀냈습니다. 당시 사람들은 콜레라의 원인을 정확히 알지 못했지만, 그는 사망자가 발생한 위치를 시각화하여 특정 펌프가 오염원임을 직관적으로 증명했습니다. 이러한 질병 정보의 시각화는 오늘날 신종 감염병에 대처하는 역학적 대응의 핵심적인 기초가 되었습니다. 역학의 가장 중요한 특성 중 하나는 집단 간의 비교를 통해 인과관계를 입증하는 것입니다. 존 스노는 서로 다른 수돗물 공급 회사를 이용하는 가구들의 사망률을 비교함으로써, 오염된 물이 질병 확산의 결정적 요인임을 과학적으로 입증했습니다. 이는 단순히 현상을 기록하는 기술 통계를 넘어, 가설을 검증하고 정책적 대안을 제시하는 역학의 실천적 면모를 잘 보여줍니다. 현대의 방역 정책 또한 이러한 데이터 기반의 비교 분석을 통해 어떤 조치가 감염 확산을 억제하는 데 가장 효과적인지를 판단하는 과정을 거칩니다. 한국이 코로나19 유행 초기 단계에서 일정 수준의 성과를 거둘 수 있었던 배경에는 2015년 메르스 유행이라는 뼈아픈 경험이 있었습니다. 당시의 혼란은 국가적 차원의 민관 협력 대응 체계를 구축해야 한다는 강력한 교훈을 남겼으며, 이는 결과적으로 감염병 대응을 위한 일종의 예방 주사 역할을 했습니다. 과거의 실패를 거울삼아 질병관리청의 전문성을 강화하고 현장 실무자들의 대응 역량을 높인 덕분에, 예상치 못한 신종 감염병의 위협 앞에서도 보다 체계적이고 신속한 방역 조치를 시행할 수 있는 토대가 마련되었습니다. 방역 정책은 본질적으로 과학인 동시에 정치의 영역에 속합니다. 의료 전문가는 의학적 관점에서 의견을 제시할 수 있지만, 그것이 실제 정책으로 작동하기 위해서는 법률, 제도, 국가 자원의 동원 가능성 등 현실적인 제약 조건들을 함께 고려해야 합니다. 과학적 근거가 부족한 정치는 대중을 위험에 빠뜨릴 수 있고, 정치적 고려가 배제된 과학은 현실에서 실행력을 갖추기 어렵습니다. 따라서 성공적인 방역을 위해서는 과학적 지식과 정치적 판단이 조화를 이루어야 하며, 어느 한쪽으로 치우치지 않는 균형 잡힌 접근이 필수적입니다. 중대한 방역 정책의 최종 결정권과 그에 따른 책임은 결국 선출직 정치인에게 있습니다. 현장 전문가가 방역의 전술적 실행을 주도한다면, 국경 봉쇄나 사회적 거리 두기 단계 격상과 같은 고도의 정책적 판단은 국가 지도자가 책임지고 결정해야 할 몫입니다. 이는 축구 경기에서 선수가 자유롭게 기량을 펼치되, 전체적인 전술과 선발 명단은 감독이 책임지는 것과 유사합니다. 전문가의 제안을 경청하되, 사회 전체의 비용과 편익을 종합적으로 고려하여 결단을 내리고 국민을 설득하는 과정이야말로 위기 상황에서 정치가 수행해야 할 핵심 역할입니다. 한국의 방역 사례를 분석한 결과, 유행 초기에 시행된 적극적인 검사와 접촉자 추적이 감염 재생산 지수를 낮추는 데 결정적인 기여를 했음이 확인되었습니다. 옥스퍼드대의 연구에 따르면, 한국은 다른 국가들에 비해 선제적으로 정부 대책 지수를 높여 대응함으로써 사망자 수를 억제하고 유행을 효과적으로 관리했습니다. 이는 충분한 근거가 부족한 불확실한 상황 속에서도 신속하게 자원을 투입하고 정책적 대응을 강화한 결과입니다. 사후적인 평가를 통해 입증된 이러한 역학적 성과는 향후 발생할 수 있는 새로운 감염병 파동에 대비하는 중요한 지표가 됩니다. 민주주의 국가에서의 방역은 강제적인 지시보다 시민들의 자발적인 참여와 헌신의 가치를 바탕으로 이루어져야 합니다. 지도자는 재난 상황에서 국민을 끊임없이 설득하고 공동체의 안녕을 위한 협력을 이끌어내는 노력을 멈추지 말아야 합니다. 팬데믹이라는 거대한 위기를 극복하기 위해서는 정치인, 전문가, 관료, 그리고 시민이 각자의 위치에서 서로를 신뢰하고 포용적으로 연대하는 자세가 필요합니다. 바이러스의 확산을 늦추고 공동체를 유지하는 힘은 결국 우리 사회가 얼마나 유기적으로 결합하여 행동하느냐에 달려 있습니다.

황승식

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학

[세션2-3]코로나19와 위기소통 ㅣ 코로나팬데믹, 한국의 대응과 과제_박기수_COVID-19 | 1세션 ⑦

2015년 메르스 사태는 우리 사회에 뼈아픈 교훈을 남겼습니다. 당시 정보 공개의 미흡함은 국민적 불안을 야기했고, 특정 병원이나 장소에 대한 정보 부재는 오히려 더 큰 경제적 손실과 방역의 구멍을 만들어냈습니다. 감염병 위기 상황에서 투명한 정보 공유가 얼마나 중요한지를 깨닫게 된 계기였으며, 이는 이후 대한민국 방역 체계가 리스크 커뮤니케이션을 핵심 요소로 포함하게 된 결정적인 배경이 되었습니다. 과거의 실패를 통해 우리는 정보가 단순히 알 권리를 넘어 방역의 핵심 수단임을 인지하게 되었습니다. 리스크 커뮤니케이션은 단순히 정보를 전달하는 행위를 넘어, 방역적 관점에서 매우 중요한 비의학적 대응 수단입니다. 정확한 장소와 시간을 공개함으로써 국민 스스로 위험 지역을 피하게 하고, 노출 가능성이 있는 이들이 자발적으로 검사를 받도록 유도하는 예방적 효과가 큽니다. 이는 사회적 패닉을 방지하고 경제 활동의 급격한 위축을 막는 역할도 수행합니다. 즉, 리스크 커뮤니케이션은 치료제나 백신만큼이나 강력한 방역의 도구로서 기능하며 공동체의 안전을 지탱하는 톱니바퀴와 같은 역할을 수행한다고 볼 수 있습니다. 2015년 메르스 사태 이후 대한민국은 법적, 제도적 기틀을 마련했습니다. 감염병의 예방 및 관리에 관한 법률을 개정하여 위기 상황 시 이동 경로와 방문 장소를 공개할 수 있는 명확한 근거를 수립했습니다. 또한 질병관리청 내에 리스크 커뮤니케이션 전담 조직을 신설하고 24시간 긴급상황센터를 운영하며 체계적인 대응 시스템을 구축했습니다. 이러한 변화는 코로나19 초기 대응에서 빛을 발했으며, 매일 진행되는 정례 브리핑과 실시간 정보 공유 시스템은 국민의 신뢰를 얻고 방역 참여를 이끌어내는 원동력이 되었습니다. 효과적인 리스크 커뮤니케이션을 위해서는 데이터의 투명성뿐만 아니라 공감과 연대의 메시지가 필요합니다. 해외의 사례처럼 지도자가 아는 정보와 국민이 아는 정보를 일치시키는 것은 사회적 동원의 기본입니다. 단순히 확진자 숫자를 나열하는 것이 아니라, 현재의 위험을 솔직하게 공유하고 국민의 두려움에 공감하며 함께 극복해 나가자는 의지를 전달해야 합니다. 또한, 코로나19라는 특정 질환에만 매몰되지 않고 전체적인 보건 의료 자원의 배분과 사회적 약자에 대한 배려를 아우르는 폭넓은 시각의 리스크 커뮤니케이션이 요구됩니다. 앞으로의 과제는 개인의 인권 보호와 공공의 안전 사이에서 적절한 균형점을 찾는 것입니다. 정보 공개의 범위가 지나치게 축소되면 오히려 방역의 효율성이 떨어지고 불필요한 오해를 살 수 있습니다. 따라서 과학적 근거에 기반한 명확한 가이드라인을 유지하되, 완치자들이 사회로 당당히 복귀할 수 있는 포용적인 문화를 조성해야 합니다. 결국 리스크 커뮤니케이션의 궁극적인 목표는 국민이 합리적인 의사결정을 내릴 수 있도록 돕고, 우리 사회의 가장 약한 고리를 보호하며 지속 가능한 공동체를 만들어가는 데 있습니다.

박기수

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학