체계적인 교육과 실무위주의 미래지향적 교육!

의생명공학과

바이오산업동향

[바이오토픽] 긴급 점검 : 집단면역(Herd immunity), 올바른 COVID-19 대응전략인가?
등록일
2020-10-26
작성자
의생명공학과
조회수
21

트럼프 등이 좋아하는 ‘바이러스가 갈 데까지 가도록 내버려두자’라는 제안이 이루 말할 수 없는 죽음과 고통을 초래하는 이유
 
Herd immunity
Herd immunity / ⓒ Wikipedia


지난 5월, 200만 명의 인구를 가진 브라질의 마나우스시(市)는 대규모 COVID-19 집단감염으로 황폐화되었다. 병원은 만원이었고, 주변의 숲은 새 무덤을 파느라 아수라장이었다. 그러나 8월이 되자 뭔가가 달라졌다. 6월 초 강화되었던 사회적 거리두기가 느슨해졌음에도 불구하고, 하루 사망자 수가 '120명'에서 '거의 0명'으로 감소한 것이다.

그리고 9월, 두 연구팀은 출판전 서버에 업로드한 논문에서, "지난 여름 마나우스에서 COVID-19의 증가세가 (최소한 부분적으로) 둔화한 것은, 상당수의 사람들이 이미 바이러스에 노출되어 면역을 보유하게 되었기 때문"이라고 제안했다.

상파울루 대학교의 에스터 사비노(면역학)가 이끄는 연구팀은 마나우스 혈액은행에 보관된 6,000여 개의 혈액샘플을 대상으로 SARS-CoV-2 항체를 검사했다(참고 1). "1차 집단감염의 물결이 잔잔해질 즈음, 감염된 사람들의 비율은 무려 66%에 달했다"라고 사비노는 말했다. "그렇게 높은 감염률은 '바이러스에 취약한 사람의 수가 너무 적어, 새로운 집단감염을 초래할 수 없다'는 것을 의미한다. 다시 말해서 집단면역(herd immunity)이 생긴 것이다." 또 다른 브라질 연구팀도 그와 비슷한 결론을 내렸다(참고 2).

(팬데믹 초기에 큰 피해를 입었던) 이탈리아의 몇 개 지역에 대한 비슷한 주장과 함께, 마나우스에 대한 보고서들은 '집단면역을 추구하는 세력'이 힘을 얻는 데 도움이 되었다. 그들의 제안을 요약하면, "사회의 대부분을 평상시 상태로 되돌리되, '중증 위험이 가장 높은 사람들'을 보호하기 위해 몇 가지 조치를 취하자"는 것이다. 본질적으로, 코로나바이러스가 갈 데까지 가도록 내버려두자는 것이다.

그러나 역학자들은 그런 발상을 호되게 질책해 왔다. "바이러스에 항복한다는 건 방어계획이 아니다"라고 캘리포니아주 라호야 소재 스크립스 연구소(Scripps Research Institute)의 크리스티안 안데르센(면역학)은 말했다. "그런 접근방법은 인간생활의 파국적인 손상을 초래하며, 사회의 정상화를 반드시 가속화하는 것도 아니다." 그에 의하면, 그런 시도는 지금껏 성공한 적이 없으며, 용인할 수 없는 수준의 불필요한 사망과 고통을 초래할 게 불을 보듯 뻔하다고 한다.

광범위한 비판에도 불구하고, 집단면역 옹호론은 많은 나라(예: 스웨덴, 영국, 미국)의 정치가와 정책입안자들 사이에서 지속적으로 제기되어 왔다. 미국의 도널드 트럼프 대통령은 지난 9월 "집단 멘탈리티(herd mentality)"라는 익살스런 단어를 써 가며 집단면역을 옹호했다. 심지어 극소수 과학자들도 그런 어젠다를 밀어붙였다.

10월 초, 한 리버럴한 탱크탱크와 소규모 과학자 그룹은 「그레이트 배링턴 선언(Great Barrington Declaration)」이라는 문서를 발표했다. 그들은 그 문서에서, "저위험군을 일상생활로 돌려보냄으로써, SARS-CoV-2로 하여금 집단면역이 형성되기에 충분한 수준으로 확산되도록 허용하자"고 주장했다. 또한 애매모호한 방법을 들먹이며 노인과 같은 고위험군을 보호할 수 있다고 장담했다. 그들은 백악관의 호응을 얻었지만, 또 다른 과학자 그룹의 역공을 받았다. 뜻있는 과학자들은 《랜싯》에 보낸 서한에서(참고 3), 집단면역을 "과학적 근거에 의해 뒷받침되지 않은 위험한 오류(dangerous fallacy unsupported by scientific evidence)"라고 불렀다.

‘바이러스가 갈 데까지 가도록 내버려두자’라는 주장들의 공통점은, '집단면역이란 무엇인가'와 '집단면역을 달성하는 최선의 방법은 무엇인가'에 대한 대체로 미확인된 오해를 공유한다는 것이다. 이에 《Nature》에서는 논란이 되고 있는 발상에 대한 5가지 의문을 검토해 보기로 했다.

1. 집단면역이란 무엇인가?

집단면역은, 어떤 바이러스가 '감염에서 보호된 사람들'을 계속 만나는 바람에 더 이상 확산되지 못할 때 생겨난다. 일단 충분한 비율의 인구가 더 이상 취약하기 않게 되면, 어떤 새로운 집단감염도 잠잠해 지게 된다. "어떤 집단에서 100%가 면역될 필요는 없으며, 충분한 비율이 면역되는 것으로도 족하다"고 하버드 공중보건 대학원의 캐럴라인 버키(역학)는 말했다.

전형적으로, 집단면역은 '광범위한 백신접종 프로그램의 바람직한 결과물'로서 논의된다. '백신에 의해 유도된 높은 수준의 집단면역'은 백신에 접근할 수 없거나 충분히 반응하지 않는 사람들(이를테면 면역계가 약화된 사람들)에게 혜택을 준다. "많은 의료 전문가들은 '집단면역'이라는 용어를 혐오하고, '집단방어(herd protection)'라는 용어를 선호한다." 버키는 말했다. "왜냐하면 집단면역은 바이러스 자체에 대한 면역성을 부여하는 게 아니라, 취약한 사람들이 병원체와 접촉할 위험을 줄여 줄 뿐이기 때문이다."

공중보건 전문가들은 집단면역을 '백신이 부재하는 상황에서의 도구'로 언급하지 않는게 상례다. "요즘 집단면역이라는 용어가 '얼마나 많은 사람이 감염되면 COVID-19가 종식될 수 있나?'라는 의미로 쓰이는 것을 볼 때마다 적잖이 당황스럽다"라고 스위스 연방공대의 마르셀 살라테(역학)는 말했다. "집단면역은 원칙적으로 백신접종의 결과이지, 자연적 감염의 결과가 아니다."

2. 집단면역은 어떻게 달성되나?

역학자들은 집단면역이 작동하는 데 필요한 문턱값, 즉 '면역된 사람의 비율'을 추정할 수 있다. "그 문턱값은 기초감염재생산수(R0: basic reproduction number)—쉽게 말해서, 한 명의 감염자가 평균적으로 몇 명을 감염시킬 수 있는지(참고 4)—에 의존한다"고 홍콩 대학교의 감염병 역학자 겸 수리모델 분석가인 궉킨온은 말했다. 집단면역의 문턱값을 계산하는 공식은 「1 – 1/R0」인데, 이는 '한 사람에 의해 감염되는 사람의 수'가 많을수록 '집단면역에 도달하기 위해 면역되어야 하는 사람의 비율'이 높아진다는 것을 의미한다. 예컨대, 홍역은 감염력이 극단적으로 높아, R0 값이 전형적으로 12~18에 달한다. 따라서 집단면역의 문턱값은 인구의 92~94%가 된다. 감염력이 낮은 바이러스(R0가 낮은 바이러스)의 경우, 문턱값은 홍역보다 낮을 것이다. [R0는 '모두가 바이러스에 취약하다'고 가정하지만, 그것은 유행병의 진행에 따라 달라진다. 왜냐하면 어떤 사람들이 감염되어 면역성을 획득하기 때문이다. 따라서, 그런 경우에는 R0 대신 유효감염재생산수(Re: R effective)가 간혹 사용되는데, Re(또는 Rt)는 취약성의 변화를 반영한 감염재생산수다.]
 
The relation between the basic reproduction number of a virus(R0) and the proportion of the population that needs to be immunized to achieve herd immunity(P)
The relation between the basic reproduction number of a virus(R0) and the proportion of the population that needs to be immunized to achieve herd immunity(P): Note the steep rise of the curve at values of R0 between 1 and 5; three examples are shown: R0 =2, proportion = 50%, R0 = 5, proportion = 80%; R0 = 10, proportion = 90%; the inset shows a linearization of the main graph, generated by plotting P against 1/R0 ※ 출처: CEBM(참고 5)


위의 공식에 숫자를 대입하면 집단면역에 필요한 이론적 수치가 나오지만, 현실적으로 집단면역이 달성되는 정확한 점(point)을 포착하는 것은 불가능하다. "집단면역의 문턱값은 '점'보다는 '범위'라고 생각하는 게 좋다"고 존스 홉킨스 대학교의 집시앰버 드'수자(역학)는 말했다. "그리고 변수들(R0, 바이러스에 취약한 사람의 수)이 달라질 수 있으므로, 집단면역은 항정상태(steady state)가 아니다."

설사 전체적으로는 집단면역이 달성되었더라도, 접종률이 낮은 지역에서 국지적인 대규모 집단감염이 여전히 발생할 수 있다. "백신의 안전성에 대한 오해가 만연한 나라에서, 그런 사례들이 종종 발생하고 있다." 살라테는 말했다. "기술적으로 '수학 공식에 따른 집단면역'에 도달했을지라도, 백신 접종률이 낮은 지역에서 대규모 집단감염이 얼마든지 발생할 수 있다." 따라서 궁극적인 목표는 '모델상의 문턱값'에 도달하는 게 아니라, 인구 전체를 질병에서 보호하는 것이다.

(...To be continued...)
 

※ 참고문헌
1. https://doi.org/10.1101/2020.09.16.20194787
2. https://doi.org/10.1101/2020.09.25.20201939
3. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)32153-X
4. https://www.nature.com/articles/d41586-020-02009-w
5. https://www.cebm.net/covid-19/when-will-it-be-over-an-introduction-to-viral-reproduction-numbers-r0-and-re/

※ 출처: Nature https://www.nature.com/articles/d41586-020-02948-4

 

원문 보기 (클릭)