검체에서 얻은 코로나19 바이러스 염기서열 변이로 짐작하는 유행 예측(게놈 역학)

코로나19바이러스는 유전체 염기서열이 1개월에 1~2개 정도씩 바뀐다고 함. 코로나19바이러스의 RNA는 30kilobase 정도라는데, 그 중 코로나19바이러스가 코로나19바이러스로 분류되는 데는 영향을 주지 않는 염기가 변한 샘플이 그렇게 관찰됨. (바이러스든 사람이든, 생존과 번식에 심각한 페널티가 되는 변이는 '발생하지 않는 것이 아니라' 관찰되기 전에 도태된다) 아직까지 관찰된 변이는 확진자 검사 키트에 영향을 줄 정도도 아니고 바이러스의 독성이나 질병 양상을 바꾸는 정도는 아님.

이 변이의 몇 가지 특징은 수학적으로 분석할 수 있어서 그 작은 코로나19바이러스를 세부적으로 식별하는 지문 또는 가계도처럼 이용할 수 수 있음.

만약 역학조사로 연관이 없다고 알려진 A감염자와 B감염자가 같은 코로나19바이러스를 가지고 있다면, 두 감염자는 같은 사람(또는 동일한 감염자집단)에게서 전염됐다 또는 같은 감염자에게서 유래한 바이러스를 가까운 전파 단계^[각주:1]를 통해 전염된 사람이라고 짐작할 수 있음. 그래서 이론상으로는, 개인정보보호에 정면으로 역행하는^{[각주:2] [각주:3]} 감염자 동선추적을 어느 정도 대신가능함. 이것을 "게놈 역학"이라고도 부른다. (아래 기사)

전세계 과학자, 코로나19 정보 모아 예측한다 - 동아사이언스 2020.03.13

2020년 2월 말 미국 워싱턴주에서 발생한 두 번째 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 환자에게서 채취한 바이러스의 게놈이 6주 전 보고된 첫 번째 환자와 동일했음. 이는 두 번째 환자가 외부에서 유입된 바이러스가 아니라 이미 워싱턴주 내에서 암암리에 퍼져 있던 환자에게서 감염됐다는 의미. 과학자들은 워싱턴주에서 코로나19 환자가 속출할 것이라고 이미 예측했고, 과연 불과 며칠 새 워싱턴주에서만 100명이 넘는 환자가 발견됨. - 동아사이언스

전세계 과학자들은 자기들이 채취해 분석한 코로나19 바이러스의 게놈 서로 공개하고 비교하는 오픈 데이터 전략으로 이 바이러스의 전파 특성, 이 질병의 유행 특성을 연구하고 예측함.

2008년 국제인플루엔자데이터공유이니셔티브(GISAID; 비영리기구)가 설립돼 감염병 바이러스의 게놈 정보가 공개되고 있는데, 코로나바이러스도 3월 12일까지 333개 등록. 이것을 오픈소스 분석 프로그램 '넥스트트레인'을 사용해 정리하면, 2019년말부터 전세계에서 발견된 모든 코로나19바이러스의 가계도와 유입 경로(바이러스 동선이라고 부를 수 있는)를 그림그릴 수 있음.

"데이터는 정확히 알고 있다. 바이러스가 어디서 왔는지"…오픈데이터로 코로나 추적 - 2020.03.11 동아사이언스 

예를 들어 전체 대륙 중 가장 마지막에 코로나 19 환자가 나온 남미의 브라질의 경우, 바이러스의 ‘족보’를 확인해 보면 이탈리아와 영국에서 각각 건너왔다는 사실을 추정할 수 있다. 영국 바이러스는 중국에서 왔고, 이탈리아 바이러스는 중국에서 오스트리아를 거쳐 온 것으로 보인다. 43개의 데이터를 올려 가장 많은 데이터를 공유한 미국의 경우 대부분 중국에서 온 바이러스가 퍼진 것으로 추정된다. 흥미롭게도 현재 가장 많은 환자가 나오고 있는 북서부 워싱턴주 부근에 한국에서 간 것으로 보이는 바이러스도 하나 보고돼 있다. 다만 이미 그 일대에 지역감염이 이뤄진 뒤에 뒤늦게 건너간 바이러스로 보인다. 한국은 12개의 게놈 데이터를 제공했는데, 중국 후베이성과 광둥성, 베이징에서 최초 유입한 바이러스가 퍼진 것으로 추정된다.

https://www.gisaid.org/

이것을 이용해보면, 코로나19가 처음 유행하기 시작한 국가들의 경우, 모두 중국 바이러스가 유행을 만듬. 그리고 2~3월 이후로는 중국에서 전염된 이탈리아, 영국^[각주:4], 한국 등에서 그 다음 나라들로 넘어간 흔적이 보인다고 함. 일단 왼쪽에 그려진 계통도의 시작부분은 모조리 중국이기도 하고.^[각주:5] 

(그래서, 의사들이 중국발 입국금지를 하고 중국발 한국인 입국자는 무조건 격리하라고^[각주:6] 그렇게 요구했는데! 정부는 중국눈치보고 설설 기며 자진해서 '대국의 어려움이 소국의 어려움' 운운했고, 복지부장관이라는 책상물림은 "한국인 환자가 더 많다" 이런 어이없는 소리나 했다. 우리나라가 중국이 아니라 한국이니 당연히 한국인 환자가 많지, 그 장관은 중국인인가. 문송한 멍청이 정치가들.. 지금은 베트남이 한국보다 잘한다는 소리들을 정도다. 하여튼, 그렇게 무대책으로 몇 달간 문을 열어놓은 정부는, 이제는 '이미 버린 몸'이니 문닫아봐야 소용없다며 국민에게 참으라고 변명..)

* 일본 역시 중국인 관광객이 무척 많고^[각주:7] 중국과 교류가 많은 나라인데, 일본정부는 3월 말 도쿄올림픽 1년 연기를 공식 언급하기 전까지는 올림픽 개최를 위해 의도적으로 이슈를 숨기고 확진자판정 검사조차 적게 시행했기 때문에 저 통계에는 반영되지 않았다고 볼 수 있다. 그리고 중국과 인적, 물적 교륙가 많은 인도차이나, 사망자가 대량 발생한 이란, 역시 환자가 많이 발생한 터키 등은 의료 및 연구 인프라가 열악해 역시 그 나라들의 실상이 저 계통도에  반영되지 않았을 것이다. 

확진자 없어 더 걱정 ‘코로나 청정국’…“팬데믹 사각지대” - 경향신문 2020.3.30

코로나19가 각 국가와 지역 공동체에 유행하는지 촉진하고 경제에 미치는 영향을 짐작하는 데는, 

1. 상업용 인공위성이 쏟아내는 사진,

2. 종래의 SNS와 검색데이터를 위치정보와 현실세계와 연결되는 데이터(SNS들이 이용자에게 반강제로 혹은 반사기로 동의를 받아낸)

등을 결합 가공해 활용. 

주로 기업경영을 감시하거나 중국처럼 경제통계마사지하는 악습이 있는 나라의 실상을 확인하는 데 사용해왔는데 그걸 응용. 이것을 이용한 결과 중국은 3월부터 경제활동(공장 출고, 출퇴근 인구유동)이 활발해지기 시작했음. 

* 이건 잡담인데, '게놈 역학'을 의미있는 데이터로 활용하려면 당연히, 개별 환자의 바이러스 게놈을 되도록 많이 시퀀싱해서 기초자료를 많이 축적해야 함. 우리나라는 3월초 기준 누적 확진자가 5천 명을 넘겼고 이제 증가추세는 느려졌지만 1만 명을 향해 가는데, 저 기사에 따르면 한국에서 채취해 국제기구에 제출한 바이러스 게놈 서열은 3월 초순 기준 고작 12건에 불과함. 한편 우리나라는 표지가 되는 유전자를 가지고 감염자를 확진하는 키트 승인과 생산은 상당히 일찍 시작했다. 이번 추경에서도 연구쪽은 예산을 얼마 안 주면서 '전보다 늘었다'며 생색내는 모양이던데, 정말로 유행이 지나간 다음 전세계 학생들이 공부하는 책에 남을 만한 기여를 하고 싶다면 게놈분석자료도 많이 만들어야 할 것 같다.^[각주:8] 국제공조^[각주:9]의 일환으로 모두가 게놈 데이터를 공유한다고는 하지만, 정부가 무척 신경쓰는 진단키트 수출에도 바이러스 변이 연구는 필요하지 않을까.^[각주:10]

http://ncov.mohw.go.kr/

1. 각 감염자는 독립된 '배양접시'에 비유할 수 있음. [본문으로]
2. 바로 이 이유로 독일 등 유럽 몇 개 국가에서는 자기들 상황이 위중함에도 한국정부식 대책은 사용하지 않기로 했다. 역시 GDPR의 나라. [본문으로]
3. 우리 정부는, "과학기술정보통신부와 국토교통부, 질병관리본부는 코로나19 확산 방지를 위해 역학 조사에 필요한 통신, 카드 사용 정보 등을 수집하는 스마트시티 시스템을 이달 16일부터 활용하는 방안을 추진" 중이라고 나오는데, 이후 재난문자를 보면 시행하고 있는 듯 [본문으로]
4. 영국은 소위 '집단면역'을 하겠다며 사실상 방임주의를 언급했다가 요즘 난리통이다. 총리까지 확진자가 됨. [본문으로]
5. 중국 외교부와 중국 관영매체들이, 중국이 피해자고 원조는 미국이다, 이태리다 하는 식으로 가짜뉴스를 퍼뜨리는데, 중국밖에서 그 소리를 믿는 사람은 아무도 없기에, 그건 결국 자국 지배자를 위해 자국민 들으라는 '프로파간다'다. [본문으로]
6. 전세기로 수송해오는 상황이니 저런 조치 요구가 중국에서 교민이 철수하는 입국을 막으라는 말은 아님은 당연한 것이다. 하지만 정부는 듣지 않았다. [본문으로]
7. 일본은 사드발 한한령대상국가가 아니다. [본문으로]
8. 개발도상국과 선진국의 시야 차이란 생각도 든다. 이런 부분은 종종, 한국이 동북아 3개국 중 가장 뒤떨어지고 시공간적으로 넓게 보는 안목이 부족하다. [본문으로]
9. 일각에서는 인권을 무시한다며 비하해도, 중국은 연구데이터를 쌓으면서 그 성과를 외교에 연결하고 있다. 그래서 유행 초기 중국이 자국 상황을 은폐해 다른 나라들의 초동 대응을 지연시켜 결과적으로 전세계를 위험에빠뜨린 '질병을 유포한 정부' 이미지를 벗으려 애쓰고 있다. 각국이 중국에서 받아간 키트와 마스크의 질이 나빠 때로 반품되는 일도 벌어졌다지만, 가장 먼저 생산캐파를 늘린 중국인 만큼 물량으로 묻어버릴 것이다. [본문으로]
10. 우리가 선도했다고 자찬할 수 있기는 하지만 3월말들어 생산량, 다양성, 시간단축 모두 미국이 치고 나가고 있다(美 코로나 하루 진단건수 10일만에 1만→10만건 - 동아사이언스 2020.3.27). 기초과학 연구 바탕이야 미국과 우리는 상대가 안되는데, 이런 연구까지 부족하면 우리 회사들이 오랫동안 빛을 보기는 힘들지 않을까. [본문으로]