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슈퍼전파자

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목차

1. 개요

슈퍼전파자는 질병을 일반적인 감염자보다 훨씬 많은 사람에게 전파하는 사람을 의미한다. 슈퍼전파 현상은 명확하게 정의되지 않았지만, 감염병의 유효증식수, 푸아송 분포 등을 활용하여 슈퍼전파자를 정의하려는 시도가 있어 왔다. 슈퍼전파자는 증상을 보일 수도, 불현성 감염 상태일 수도 있으며, 장티푸스의 메리 맬런, 2003년 SARS 유행, 2019년 코로나19 대유행 등 다양한 사례가 보고되었다. 슈퍼전파의 요소로는 바이러스 부하, 기초감염재생산수, 개체재생산수, 중복 감염, 집단 면역 부족 등이 있다.

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슈퍼전파자
정의
설명특정 감염병을 다른 사람들보다 훨씬 더 많이 전파하는 사람 또는 사건
용어
다른 이름슈퍼 전파자
감염 확산자
원인
개인적 요인독성
바이러스 수치
행동 양식
환경적 요인위생 상태
인구 밀도
사회 구조
관련 질병
질병 종류SARS
MERS
홍역
결핵
에볼라
코로나19

2. 슈퍼전파의 정의

슈퍼 전파 현상(super-spreading event|슈퍼 스프레딩 이벤트영어)은 명확하게 정의되어 있지 않지만, 더 명확한 기준을 만들려는 시도가 있었다. 2005년 로이드-스미스 등이 발표한 논문에서 슈퍼 전파에 대한 정의를 제시했다.

이들은 2003년 중국 베이징에서 중증 급성 호흡기 증후군(SARS, 사스)가 유행했을 때, 역학자들이 최소 8명 이상에게 사스를 전염시킨 사람을 슈퍼 전파자로 정의한 사례를 언급했다.

슈퍼 전파자는 질병의 증세를 보일 수도 있고 보이지 않을 수도 있다.[52][53]

2. 1. 로이드-스미스 등의 정의 (2005)

슈퍼전파는 대략적으로 정의되어 있으나, 보다 명확하게 슈퍼전파(SSE, super-spreading event)임을 만족하는 조건에 대한 노력이 기울여져 왔다. 로이드 스미스(Lloyd-Smith) 등은 2005년 다음과 같은 슈퍼전파 확인의 원안을 정의하였다.[49]

# 문제가 되는 질병과 사람 수에 대한 유효증식수를 'R'이라 한다.

# 개체 변이 없는 확률성에 의한 예상 범위 'Z'를 표시하는 평균 'R'의 푸아송 분포를 구성한다.

# 다른 'Z(n)'명보다 많이 감염시키는 감염자를 슈퍼전파자로 정의한다. 여기에서 'Z(n)'는 푸아송('R') 분포의 n번째 백분위수를 의미한다.

이 안에 따르면 동족으로 구성된 인구의 99%의 전염의 내력에서 예상되는 것보다 더 많은 감염자를 발생했을 때 99번째 백분위수의 슈퍼전파로 정의한다.[49]

2003년 베이징에서 중증 급성 호흡기 증후군(사스)가 발생했을 때, 역학자들은 최소 8명에게 사스를 전염시킨 개인을 슈퍼전파자로 정의하였다.[51]

슈퍼전파자는 질병의 증세를 보일 수도, 보이지 않을 수도 있다.[52][53]

2. 2. 2003년 SARS 유행 당시 정의

2005년 로이드 스미스(Lloyd-Smith) 등은 다음과 같이 슈퍼전파 확인 방법을 정의하였다.[49]

  • 문제가 되는 질병과 사람 수에 대한 유효증식수를 'R'이라 한다.
  • 개체 변이 없는 확률성에 의한 예상 범위 'Z'를 표시하는 평균 'R'의 푸아송 분포를 구성한다.
  • 다른 'Z(n)'명보다 많이 감염시키는 감염자를 슈퍼전파자로 정의한다. 여기에서 'Z(n)'는 푸아송('R') 분포의 n번째 백분위수를 의미한다.


이 정의에 따르면, 동족으로 구성된 인구의 99%가 전염되는 과정에서 예상되는 것보다 더 많은 감염자를 발생시켰을 때, 99번째 백분위수의 슈퍼전파로 정의한다.[49]

2003년 중국 베이징에서 사스가 발생했을 때, 역학자들은 최소 8명에게 사스를 전염시킨 사람을 슈퍼전파자로 정의하였다.[51] 슈퍼전파자는 질병의 증세를 보일 수도, 보이지 않을 수도 있다.[52][53]

2. 3. 증상 유무

슈퍼전파자는 질병의 증세를 보일 수도 있고 보이지 않을 수도 있다.[52][53] 불현성 감염 상태로 장티푸스를 퍼뜨린 메리 맬런(장티푸스 메리)이 대표적인 예이다.[14][15]

3. 슈퍼전파의 요소

슈퍼전파자는 감염 기간 동안 일반적인 경우보다 많은 병원체를 배출하여, 다른 사람들을 더 높은 바이러스 부하(Viral load)에 노출되게 한다.[54] 이들은 평균보다 훨씬 많은 2차 감염을 일으킨다.[16]

구성원의 면역력 유무에 따른 감염 전파 양상

3. 1. 기초감염재생산수 (R₀)

기초감염재생산수(R0)는 완전히 병에 걸리기 쉬운 집단에서, 전형적인 감염자가 일으키는 2차 감염의 평균을 의미한다.[55] 기초감염재생산수는 평균 접촉 횟수와 병에 걸리기 쉬운 개인이 감염될 확률의 평균을 곱하여 얻는다. 여기에서 '병에 걸리기 쉬운 개인이 감염될 확률'을 'shedding potential(발산 잠재력)'이라 한다.[56]

R0 = 접촉 횟수 X 발산 잠재력[56]


한편, 개체재생산수는 특정 개체로부터 감염 기간 동안 발생한 2차 감염의 수를 나타낸다. 집단 중에는 평균보다 훨씬 많은 2차 감염을 일으키는 개체가 있는데, 이를 '''슈퍼전파자'''라고 부른다. 접촉자 추적을 통해 홍역, 결핵, 풍진, 원숭이두창, 천연두, 에볼라 출혈열, 중증 급성 호흡기 증후군(SARS)에서 슈퍼전파자가 발생했음이 밝혀졌다.[19]

3. 2. 개체재생산수

개체재생산수는 특정 개체로부터 감염 기간 동안 발생한 2차 감염의 수를 나타낸다. 집단 중에는 평균보다 훨씬 많은 2차 감염을 일으키는 개체가 있는데, 이를 '''슈퍼 전파자'''라고 부른다. 접촉자 추적을 통해 홍역, 결핵, 풍진, 원숭이두창, 천연두, 에볼라 출혈열, 중증 급성 호흡기 증후군(SARS)에서 슈퍼 전파자가 발생했음이 밝혀졌다.[19]

3. 3. 중복 감염

인간 면역 결핍 바이러스(HIV) 외에도, 임균(임질), C형 간염 바이러스, 단순 헤르페스 바이러스 2형 등 최소 1개 이상의 성병에 감염된 사람은 바이러스 양이 동일하고 성병에 중복 감염되지 않은 사람에 비해 HIV 확산 확률이 8배 높다. 중복 감염된 성병의 치료가 완료되면 확산 확률은 중복 감염이 없는 사람과 동일한 수준으로 돌아간다.[20][21]

3. 4. 집단 면역 부족

집단 면역은 특정 질병에 면역력을 가진 사람들에 의해 집단 내 질병 확산이 방지되어, 면역력이 없는 사람이 감염으로부터 보호받는 간접적인 효과를 의미한다. 집단 내에서 면역력을 가진 비율이 커질수록 감염 가능성이 있는 접촉 기회가 줄어들고, 유행 발생도 줄어든다. 역학적으로 집단 면역은 "종속 현상"(dependent happening)이라고 불리며, 시간을 초월하여 전염성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 생존자에게 면역력을 부여하는 병원체가 감수성을 가진 집단 내에서 전파될 경우, 감염 가능성이 있는 접촉은 점점 줄어든다. 감수성이 있는 개체가 남아 있더라도 접촉 상대가 면역력을 가지고 있을 가능성이 높아지고, 결과적으로 감염 확산이 방지된다. 집단 내에서 면역력을 가진 비율이 일정 수준을 넘어서면 해당 질병은 전염되지 않게 되는데, 이 수준을 "집단 면역 역치"(herd immunity threshold)라고 한다. 이 값은 병원체의 감염력, 백신의 유효성, 그리고 집단 내 접촉 횟수에 따라 변동한다. 또한 이 역치는 유행 발생을 완전히 부정하는 것이 아니라, 발생하더라도 제한적이라는 숫자이다.

4. 슈퍼전파 사례

장티푸스균은 생쥐의 대식세포에 감염되어 염증 상태와 비염증 상태를 반복하며 생존과 증식을 반복하는데, 이 현상으로 무증상 보균자의 원리를 설명할 수 있다.[32][33][34][35]

홍역과 관련하여, 2017년 일본 야마가타현의 자동차 운전 학원에서 집단 감염이 발생했는데, 이 경우에는 발리 섬 여행에서 귀국한 남성이 지표 환자가 된 것으로 추정된다.[37][38][39]

4. 1. 장티푸스 메리 (1900년대 초)

메리 맬런도 참조

뉴욕 노스브라더섬에 있는 리버사이드 병원. 맬런은 이 병원에 강제 격리되었다. 2006년 촬영.


맬런을 풍자한 기사


장티푸스는 살모넬라속의 티푸스균(''Salmonella enterica subsp. enterica'', 구칭 ''Salmonella typhi'')에 의해 발생하는 사람 고유의 질병이다[27]. 감염성이 매우 높고, 항생제 내성이 생기는 경우도 많다[28][29]. 담낭 등에 보균하여 무증상 보균자가 되기도 하는데, 그중에서도 "장티푸스 메리"(Typhoid Mary)로 알려진 뉴욕의 메리 맬런, 잉글랜드 Folkestone|포크스톤영어의 "우유 가게의 N 씨"(Mr. N. the Milker)의 사례가 널리 알려져 있다[30]. 두 사람에 의한 슈퍼 전파 사례는 거의 같은 시기에 일어났으며, 맬런이 1902년부터 1909년까지 51명에게 감염을 확산시킨 반면, N 씨는 1901년부터 1915년까지 14년 이상에 걸쳐 200명 이상을 감염시킨 것으로 추정된다. N 씨는 보건 당국의 요청을 받아 식품 산업을 그만두었다. 맬런은 요리사를 그만두는 것을 거부하고, 뉴욕 North and South Brother Islands, New York City|노스브라더섬영어에 있는 병원에 강제 격리되어 1938년 11월 69세로 사망할 때까지 이 병원에서 지냈다.[31]

4. 2. 1989년 핀란드 홍역 유행

홍역은 비말핵 감염(공기 감염)을 일으키는 전염성이 높은 바이러스로, 백신을 접종한 집단에서도 재발할 수 있다. 1989년 핀란드의 한 마을 학교에서 51명이 감염되는 유행이 발생했는데, 감염자 중에는 백신 접종을 받은 사람도 있었다. 또한, 한 명의 어린이가 22명에게 감염시켰다고 한다. 이 유행에서는 백신 접종을 한 형제가 감염 환자와 같은 침실을 사용하면서 9명 중 7명이 감염되었다는 사례도 보고되었다[36].

4. 3. 2003년 SARS 유행

중국 남부 광둥성은 2003년 SARS의 첫 번째 유행이 발생한 곳이다


중증 급성 호흡기 증후군 (SARS)의 첫 번째 사례는 2002년 11월 중순 중국 광둥성에서 발생했다. 이후 2003년 2월에는 홍콩에서 유행이 발생했는데, 이 당시 SARS 치료에 관여했던 광둥성의 의사가 친족의 결혼식 때문에 홍콩을 방문했던 것이 발생의 계기가 되었다고 지적되었다. 그는 증상이 있었음에도 홍콩으로 가서 구룡에 있는 메트로폴 호텔 9층에 숙박하며 같은 층에 숙박하던 16명에게 2차 감염을 일으켰다. 숙박객은 캐나다, 싱가포르, 대만, 베트남 등으로 이동하여, 가는 곳마다 SARS를 발병시켜 세계적인 전염을 일으키게 되었다[40]。

같은 유행 중에 관상 동맥 질환, 만성 신장병, 제2형 당뇨병을 앓고 있던 54세 남성이 SARS로 진단된 환자와 접촉한 직후 발열, 기침, 근육통, 인두통 등을 보였다. 이 남성은 SARS 감염이 의심되어 관상 동맥 질환을 치료받던 다른 병원으로 전원되었다. 남성은 이 병원에서 SARS로 진단되었지만, 이후 단 2일 만에 33명에게 감염을 확산시킨 것이 밝혀졌다. 그는 원래 병원으로 다시 전원되어 이 병원에서 SARS로 사망했다.

SARS는 광둥성에서 시작된 유행 이후 2주 만에 37개국으로 확산되었는데[41], 그 배경에는 이러한 슈퍼 전파자의 존재가 있었다고 한다. 특히 홍콩과 싱가포르의 감염자는 무려 75% 이상이 슈퍼 전파 사례의 결과였다고 한다[42]。

4. 4. 2014년 서아프리카 에볼라 유행

2014년에 발생한 에볼라 출혈열 유행 당시에도 슈퍼 전파자의 존재가 지적되었으며, 61%의 감염이 불과 3%의 환자로부터 발생했다는 연구 보고도 있었다[43][44]。 서아프리카의 전통적인 장례 방식이 슈퍼 전파 사례의 원인이라는 지적도 존재한다[45]。

4. 5. 2019년 코로나19 (COVID-19) 대유행

2020년, 2019 신종 코로나바이러스에 싱가포르에서 감염된 후 다수의 사람에게 바이러스 감염을 전파한 영국인 남성이 슈퍼 전파자로 지목되었다.[46]

시크교 지도자 발데브 싱은 이탈리아, 독일에서 인도 귀국 후 감염이 발각되어 자가 격리를 지시받았지만 이를 무시하고 펀자브주 내의 농촌 10여 곳을 돌아다니며 설교를 한 후 사망했다.[47] 이미 여러 감염자가 발생했으며, 싱은 슈퍼 전파자가 되어 감염되었을 가능성이 있는 1만 5천 명이 엄중한 격리 조치에 들어갔다고 2020년 3월 29일에 보도되었다.[47]

참조

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[2] 웹사이트 なぜ特定の人が病気を他人にうつしやすいのか―「スーパースプレッダー」の秘密 http://jp.wsj.com/ar[...] ウォール・ストリート・ジャーナル 2017-09-24
[3] 웹사이트 MERS・SARS流行の裏にあるスーパースプレッダーの存在 https://allabout.co.[...] AllAbout 2017-09-24
[4] 웹사이트 SARSの謎を解く鍵となるか？ 「スーパースプレッダー」(上) https://wired.jp/200[...] WIRED.jp 2017-09-24
[5] 웹사이트 WHO/CDS/CSR/GAR/2003.11 - 重症急性呼吸器症候群（SARS）の疫学に関する統一見解文書 http://idsc.nih.go.j[...] 2003-12-26
[6] 웹사이트 2）SARSの流行・旅行 http://idsc.nih.go.j[...] 国立感染症研究所 感染症情報センター 2017-09-24
[7] 논문 疫学： スーパースプレッディング現象の脅威と対策ブックマーク http://www.natureasi[...] 2017-09-24
[8] 웹사이트 Q78. SARSや鳥インフルエンザ（将来的には発生するかもしれない新型インフルエンザ）の感染経路について教えてください． http://www.kansensho[...] 日本感染症学会 2017-09-24
[9] 논문 Epidemiology: Dimensions of superspreading
[10] 논문 Superspreading and the effect of individual variation on disease emergence
[11] 논문 Superspreaders in Infectious Disease
[12] 웹사이트 SARSの謎を解く鍵となるか？ 「スーパースプレッダー」(下) https://wired.jp/200[...] WIRED.jp 2017-09-24
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