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폐수에서 바이러스 검출을?...전염병 예측하는 효율적인 방법 |
코로나19, 원숭이 두창 등 인류는 다양한 전염병에 직면하고 있다. 특히, 약 3년 동안 코로나19 팬데믹을 겪으며 그 어느 때보다 전염병에 대한 대비책을 세우는 것의 중요성이 커졌다.
전염병 대비책 중 중요한 한 가지는 치료제다. 2009년 신종플루 팬데믹 때는 타미플루라는 치료제가 존재했다. 덕분에 환자의 증상을 빠르게 완화했을 뿐 아니라 전염성도 낮춰 팬데믹 종식을 앞당겼다. 그러나 코로나19는 아직까지 혁신적이고 효과적인 치료제가 나오지 않아 여전히 많은 이들이 고통받고 있다.이처럼 전염병은 대처 능력에 따라 전염병 지속 기간과 치료 결과 등이 확연히 달라진다. 앞으로도 계속 새로 생겨날 전염병에 잘 대처하려면 과학적인 분석과 예측을 바탕으로 선제적으로 준비하는 것이 무엇보다 중요하다. 전염병을 예측하기 위해서 취약 집단, 감염자 집단, 회복자 집단의 변화를 수학적으로 계산하여 전염병 발생의 가능성을 예측하는 방법, AI를 이용하여 사람들의 관심과 검색을 통해 다양한 질병의 확산을 예측하는 시스템을 구축하는 방법 등이 쓰이고 있다.이중 가장 관심을 받는 예측법은 폐수를 이용한 방법이다. 사람의 대변을 오폐수 처리장에서 채취하고 정제하여 전염병을 일으키는 바이러스의 RNA를 검출하는 방식이다. 바이러스에 감염된 사람의 대변에서도 바이러스가 검출되기 때문이다. 하수도에서 일정 수준 이상의 바이러스 농도가 감지되면, 그 지역에 바이러스가 존재함과 동시에 확진자 증가 추세까지 확인할 수 있다. 이로써 무증상인 확진자, 증상을 숨기면서 검사 받지 않고 생활하는 사람까지도 확인할 수 있는 점도 의미 있다.폐수를 이용한 연구는 시간이나 비용 측면에서도 효율적이다. 확진자의 동선을 파악하고 접촉자들을 찾는 것과 전염 여부를 검사하는 것보다 폐수의 바이러스의 농도를 통해 그 심각성을 예측하는 것이 훨씬 경제적이기 때문이다. 폐수를 활용해 전염병을 예측하는 방법은 1940년대부터 활용돼왔다. 당시에는 소아마비나 간염, 독감, 홍역 등을 감지하는 방법으로 사용됐다. 하지만 바이러스의 생존 기간이 길지 않은 특성상 과거에는 하수도를 이용해 연구하는 것이 쉽지 않았다. 이 한계점을 극복하고자 최근에는 파괴된 바이러스의 유전자를 증폭시켜 그 전염도나 위험성을 파악하고 있다. 파괴된 바이러스일지라도 유전자가 비교적 오래 물에 남아있기에 가능하다.세계 각국에서는 폐수를 활용해 전염병을 예측하고 있다. 대표적으로 네덜란드의 KWR연구소는 첫 코로나19 환자가 확인되기 6일 전에 하수를 통해 코로나 바이러스의 RNA를 먼저 확인했다. 영국은 지난 6월 런던의 폐수에서 소아마비 바이러스를 검출해, 바이러스의 발원지, 감염 가능성, 공중 보건에 대한 위협 여부 등을 조사하기도 했다. 국내에서도 지난 3월 코로나19 전염 정도를 파악하기 위해 하수도 연구에 나서겠다는 움직임이 일었다.여러 나라가 폐수 활용에 적극적인 것은 전염병의 시작과 변이 발생을 어느 정도 예측할 수 있기에, 이를 예방할 수 있는 대책을 마련하기 위함이다. 사전에 감지해 국가적으로 대처한다면 연구에 박차를 가해 백신이나 치료제 조달을 서둘러 의료종사자는 물론 시민에게 큰 도움이 될 수 있다.단, 하수를 확인하는 방식은 엄청난 양의 물속에서 바이러스의 흔적을 찾는 일이라 정확도는 조금 떨어질 수 있다. 아울러 하수도 사용량이 가정마다 달라 검출되는 바이러스 농도가 달라진다는 점은 한계로 지적된다.
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