이광형 KAIST 교수 연구팀
2017년 국제학술지 발표 논문
'꺾이는 점' 존재·시점 예측 가능
2017년 국제학술지 발표 논문
'꺾이는 점' 존재·시점 예측 가능
신종 코로나바이러스 감염증 국내 확진자가 지속적으로 늘고 있는 가운데, 신종 코로나와 감염자 수가 반드시 감소하는 전환점이 존재하고, 그 수가 하루 평균 7명 이하로 떨어지면 안전하다는 연구결과가 뒤늦게 주목받고 있다.
9일 KAIST에 따르면 이광형 교수(바이오 및 뇌공학과)와 바이오 브레인 김기성 대표 (당시 대학원생, 제1저자)는 이같은 내용을 담은 논문(복잡계 네트워크를 이용한 감염병 확산예측 모델연구)을 2017년 5월 국제학술지에 게재했다. 이 논문은 2015년 3월 메르스(중동호흡기증후군) 사태 이후 감염병이 생기면 어떻게 확산되는지와 어느 시점에서 그 기세가 꺾이는지, 그리고 감염병 확산 이후 언제 사라질지 등에 대한 연구결과를 담았다.
이 교수 연구팀은 전염병 확산은 감염성, 지속성(감염 후 완치되기까지 시간), 사회구조(단위 시간당 접촉한 사람 수) 등 세 가지 특성에 의해 결정된다고 보고, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 연구를 수행했다.
우선 감염병에 노출된 대상 인구와 평균 접촉자 수를 나타내는 네트워크를 만든 후, 접촉자 수를 변화시켜 감염병 확산 추세를 컴퓨터 시뮬레이션으로 확인했다. 그 결과, 초기에는 감염자 수가 증가하다가 감소하기 시작하는 '꺾이는 시점(VRTP)'이 항상 존재한다는 사실을 밝혀냈다.
다시 말해, 특정 감염병이 네트워크(사회)에서 발생하더라도 반드시 줄어드는 시기가 존재한다는 것으로, 감염자가 정상으로 회복하거나, 사망으로 인해 감염병 확산 경로가 차단되기 때문이라고 연구팀은 파악했다.
신종 코로나 역시 국내 확진자 2명이 퇴원하고, 확진자 수가 점차 줄어듦에 따라 감소세로 접어드는 게 아니냐는 예측이 조심스럽게 나오는 이유다.
연구팀은 특히 어떤 감염병도 하루 평균 접촉자 수가 7명 이하로 줄면 안전하다고 주장했다. 어떤 조건에서 감염병이 인간에 가장 위험한지를 알아보기 위해 감염률과 지속시간과 네트워크 구조 특성 변화를 시뮬레이션 한 결과, 감염률이 높고 지속시간이 길며 치사율이 100%인 감염병이 가장 위험했다. 하지만, 그 어떤 감염병도 접촉자 수를 하루 평균 7명 이하로 줄이면, 전체를 감염시킬 수 없다는 사실을 확인했다.
감염병이 꺾이는 시점도 예측할 수 있다는 점도 제시했다. 연구팀은 감염자의 '꺾이는 점'의 선행지수는 '누적 회복자'임을 알아내고, 누적 회복자 숫자는 언제나 측정 가능하기 때문에 선행지수로 사용할 수 있다고 지적했다.
일례로, 신종 코로나의 경우, 감염률 33%, 지속기간 7.6일, 평균 접촉자 수 20명으로 가정해 네트워크 모델에 적용하면, 회복자가 전체 인구의 17.35%에 달할 때 감소세로 접어드는 것으로 나타났다. 만약 접촉자 수가 10명이라면 회복자가 전체 인구의 16.54%가 됐을 때, 감염자 수가 줄어들기 시작한다.
연구팀은 이와 함께, 치사율 100%인 최악의 감염병을 가정하더라도 접촉자 수가 7명 이하면 인구의 27%가 회복됐을 때 증가세가 꺾이는 것으로 분석됐다.
이광형 KAIST 교수는 "어떠한 감염병도 확산이 꺾이는 점이 항상 존재하고, 그 시점을 예측할 수 있는 한편, 일 평균 접촉자 수를 7명 이하로 줄이면 인간은 감염병으로부터 안전할 수 있다"며 "예방을 통해 감염률을 낮추고, 치료제 개발로 지속기간을 개선하면서 격리조치를 통해 접촉자 수를 낮추면 인간은 그 어떤 질병으로부터 생존에 결코 위협을 받지 않는다"고 말했다.
이준기기자 bongchu@dt.co.kr
[ 저작권자 ⓒ디지털타임스, 무단 전재 및 재배포 금지 ]
