Global immuno-epidemiology and the persistence of mpox clade IIb in MSM

바이러스는 국경을 존중하지 않으며, 그것을 옮기는 사람들도 마찬가지입니다. 특정 집단 내에서 질병이 확산될 때, 그 질병이 계속 순환할 수 있는 능력은 여전히 감염에 취약한 사람이 얼마나 많은지, 그리고 방어력을 갖춘 사람이 얼마나 많은지 사이의 미묘한 균형에 달려 있습니다. 이 균형은 두 가지 주요한 힘에 의해 형성됩니다: 외부로부터 유입되는 새로운 사례와 인구 집단 내에서 점진적으로 약해지는 면역력입니다. 만약 바이러스가 감염시킬 새로운 숙주를 다 써버린다면, 대개 바이러스는 사멸합니다. 하지만 인구 규모가 충분히 크고 전 세계와 충분히 연결되어 있다면, 바이러스는 살아남을 방법을 찾아내어 돌아올 적절한 순간을 기다릴 수 있습니다. 이러한 현상을 이해하는 것은 공중 보건에 있어 매우 중요한데, 왜냐하면 그것이 질병이 정말로 사라진 것인지, 아니면 단지 숨어 있다가 다시 나타날 준비를 하고 있는 것인지를 알려주기 때문입니다.

2022년, 클레이드 IIb(clade IIb)로 알려진 엠폭스(mpox) 바이러스 변종이 전 세계적으로 성 접촉을 통해 주로 남성 동성애자들 사이에서 빠르게 확산되기 시작했습니다. 그 해 여름, 유럽과 북미에서의 신규 사례 수가 급격히 감소하기 시작했습니다. 이러한 감소는 사람들이 감염을 피하기 위해 행동을 변화시키고 많은 이들이 백신을 접종했기 때문에 발생했습니다. 2023년 무렵, 이 지역들의 보고된 사례는 거의 사라졌으며, 소수의 산발적인 전파 사례만이 남았습니다. 이러한 갑작스러운 정적은 과학자들에게 한 가지 당혹스러운 질문을 던졌습니다: 만약 바이러스가 이러한 주요 거점들로부터 사라진 것처럼 보인다면, 어떻게 이 바이러스는 생존하여 결국 장기적이고 낮은 수준의 존재감을 유지할 수 있었는가? 바이러스는 사람의 몸 안에서 불과 몇 주 동안만 감염력을 유지하므로, 전파 사슬을 지속하려면 끊임없는 새로운 감염의 흐름이 필요합니다. 만약 이 흐름이 멈춘다면, 사슬은 끊어져야 합니다.

이 미스터리를 풀기 위해, 연구진은 베를린 내 남성 동성애자들의 성적 접촉 네트워크를 통해 바이러스가 어떻게 이동하는지에 대한 상세한 컴퓨터 시뮬레이션을 구축했습니다. 이 모델은 디지털 실험실 역할을 하며, 사람들이 바이러스를 배출하는 기간, 백신의 작용 방식, 시간이 지남에 따라 약해지는 면역력, 그리고 외부로부터 유입되는 새로운 사례 등을 고려하여 바이러스가 사람에서 사람으로 어떻게 퍼지는지를 추적했습니다. 연구팀이 베를린만을 대상으로 시뮬레이션을 실행했을 때, 결과는 바이러스가 사멸해야 함을 보여주었습니다. 실제로 모델은 베를린에서 2023년 동안 바이러스가 멸종할 확률이 80% 이상이라고 추정했는데, 이는 여전히 취약한 상태에 있는 사람들이 너무 적고 흩어져 있어 전파 사슬을 이어갈 수 없었기 때문입니다.

하지만 연구진이 관점을 넓히자 이야기는 달라졌습니다. 그들은 베를린 시뮬레이션을 유럽 전역의 남성 동성애자들을 대표하는 더 큰 네트워크에 연결했고, 그다음에는 글로벌 네트워크에 연결했습니다. 범위가 넓어짐에 따라 바이러스가 사라질 확률은 급격히 떨어졌습니다. 유럽 네트워크에서는 멸종 가능성이 60% 미만으로 떨어졌습니다. 모델에 전 세계가 포함되었을 때, 베를린에서 바이러스가 사멸할 확률은 거의 제로에 가깝게 낮아졌습니다. 이 생존의 핵심은 '유행의 비동기성(epidemic asynchrony)'이라 불리는 현상이었습니다. 바이러스가 유럽과 아메리카에서 사그라드는 동안, 아시아 일부 지역에서는 여전히 활발히 퍼지고 있었습니다. 이러한 시차는 유럽의 면역력이 약해지기 시작하여 인구가 다시 취약해질 때, 바이러스가 다른 곳에서 여전히 순환하고 있음을 의미했습니다. 그 후 바이러스는 유럽으로 다시 이동하여, 거의 끊어질 뻔했던 전파 사슬을 재구축했습니다.

이러한 지속 패턴은 단순히 이론적인 가능성에 그치지 않고, 바이러스의 유전자 검사가 밝혀낸 사실과도 일치합니다. 연구진은 독일 내의 활발한 엠폭스 클러스터가 두 가지 특정 출처와 연결되어 있음을 발견했습니다: 바이러스가 아메리카로부터 다시 유입되었거나, 혹은 아시아에서 기원한 새로운 변종으로부터 나타났다는 것입니다. 바이러스는 사라졌다가 마법처럼 다시 나타난 것이 아니라, 한 지역에서 타오르는 동안 다른 지역에서는 번창하고, 이후 다시 유입되는 글로벌 순환 체계에 의해 생존을 유지해 온 것이었습니다. 이 연구는 엠폭스의 지속성이 이러한 글로벌 네트워크가 어떻게 연결되어 있는지의 직접적인 결과임을 시사합니다. 이는 해당 질병을 통제하는 데 있어 지역적인 노력 그 이상이 필요함을 강조합니다. 즉, 국제적인 감시 체계가 조율되어야 한다는 것인데, 왜냐하면 바이러스는 세계의 한 부분에 숨어 있다가 적절한 때가 되면 다른 곳으로 돌아올 수 있기 때문입니다.