Repeated SARS-CoV-2 Introductions with Limited Local Establishment in Bangladesh, 2020-2025

바이러스는 눈 위에 남겨진 발자국처럼 인구 집단을 이동하며 유전적 변화의 흔적을 남깁니다. 과학자들이 바이러스의 유전 코드를 시퀀싱(염기서열 분석)할 때, 이들은 이러한 변화를 읽어내어 바이러스가 어디에서 왔는지, 어떻게 이동했는지, 그리고 현지에서 퍼지기 시작한 것인지 아니면 외부에서 유입된 것인지를 재구성할 수 있습니다. 게놈 감시(genomic surveillance)라고 알려진 이 연구 분야는 테스트와 시퀀싱이 끊임없이 이루어지는 부유한 국가들에서 매우 성공적이었습니다. 그러나 한 가지 중요한 질문이 해결되지 않은 채 남아 있었습니다. 바로 시퀀싱이 드물고 가끔씩만 이루어지는 국가에서도 이러한 바이러스의 여정을 추적할 수 있는가 하는 점입니다. 자원이 제한적이고 데이터가 부족한 방글라데시와 같은 곳에서, 과학자들이 단순히 지나쳐 간 바이러스와 현지에 뿌리를 내리고 퍼진 바이러스를 확실히 구별할 수 있을지는 불분명했습니다. 이러한 차이를 이해하는 것은 공중 보건에 있어 매우 중요한데, 왜냐하면 바이러스를 막기 위해서는 새로운 유입을 차단하기 위해 국경 통제에 집중해야 할지, 아니면 지역사회 확산을 막기 위한 현지 조치에 집중해야 할지를 알아야 하기 때문입니다.

이를 밝히기 위해 연구진은 2020년 3월부터 2025년 7월 사이에 방글라데시에서 수집된 바이러스 게놈을 모아 이를 전 세계적인 바이러스 서열 배경과 비교했습니다. 그들은 바이러스의 계통도(family tree)를 구축하여 국가 내에서 서로 다른 바이러스 계통, 즉 바이러스의 가지들이 언제, 어디에서 나타났는지 지도화했습니다. 전체 감염 사례 중 극히 일부만을 관찰했다는 사실을 고려하기 위해 통계 모델을 사용함으로써, 외부로부터 바이러스가 얼마나 많이 유입되었는지 추론할 수 있었습니다. 연구 결과, 바이러스는 방글라데시에 361번 별도로 유입되었습니다. 이러한 유입 사례 중 절반 이상, 구체적으로 51.8%는 단 하나의 샘플링된 게놈만을 남겼으며, 바이러스가 다른 이들에게 더 확산되었다는 증거가 없었습니다. 이는 많은 바이러스 유입이 현지에서 전파 사슬을 형성하지 못한 채 빠르게 소멸했음을 시사합니다.

연구진은 이어 이 바이러스들이 어디에서 왔는지 살펴보았습니다. 그들은 인도와 걸프 지역이 주요 출처였으며, 우연에 의해 예상되는 것보다 훨씬 더 많은 바이러스 계통을 들여왔다는 것을 발견했습니다. 동아시아와 동남아시아를 포함한 다른 지역들은 통계 모델이 예측한 것보다 훨씬 적게 기여했습니다. 연구팀은 또한 방글라데시 바이러스에서 나타난 특정 유전적 변화, 즉 돌연변이를 조사했습니다. 그들은 바이러스가 해외에서 가지고 들어온 돌연변이와 바이러스가 입국한 후 현지에서 발생한 돌연변이를 구분했습니다. 그들은 현지 샘플에서 풍부하게 나타난 18개의 돌연변이를 식별했으며, 이는 11개의 독립적인 신호로 그룹화되었습니다. 이 돌연변이들이 계통에서 나타난 171번의 사례 중 53번은 해당 계통이 이미 방글라데시에 들어온 후에 발생했으며, 이는 현지 진화가 일어나고 있었음을 입증했습니다.

스파이크 단백질의 G446V로 알려진 특정 돌연변이는 현지 진화의 극적인 사례를 제공했습니다. 이 변화는 해당 돌연변이를 가진 19개의 서로 다른 바이러스 계통 중 17개에서 현지에서 나타났습니다. 한 외래 유입 델타 계통에서는 이 현지 발생 돌연변이가 291개의 게놈 중 267개에 퍼져 91.8%를 차지했습니다. 이는 특정 바이러스 계통 자체가 유입되었더라도, 그 안에서 발생한 돌연로가 지배적이 될 수 있음을 보여주었습니다. 그러나 연구진은 시간 경과에 따른 추세를 추적하는 데 있어 한계가 있다고 언급했습니다. 시퀀싱 노력의 양이 수년에 걸쳐 변했기 때문에, 시간이 흐름에 따라 국가가 새로운 바이러스 유입에 대한 의존도가 낮아졌는지 여부를 결정할 수 없었습니다. 데이터는 유입이 방글라데시에서 순환하는 바이러스 계통을 결정하는 반면, 현지 진화는 그 계통 내부에서 일어나는 일을 결정한다는 것을 보여주었습니다. 비록 현지 돌연변이가 쉽게 퍼지기는 했지만, 그 돌연변이를 가진 계통들이 유전적 기록에서 사라지기 전까지 관찰된 시간이 짧았기 때문에 전체 계통의 빈도에 도달하는 경우는 드물었습니다.