집단면역(Herd immunity) 또는 지역사회 면역(kekebalan komunitas)은 코로나19 팬데믹(세계적 대유행) 속에서 뜨겁게 논의되는 이슈이다.
이 용어는 백신 접종 프로그램과 질병 퇴치 노력을 논의할 때 자주 사용된다. 그러나 집단 면역이 정말로 코로나19와 싸우는 전략이 될 수 있을까? 집단 면역의 의미는 효과적인 코로나19를 통제할 수 있는 잠재력에서 나타낸다.
* 집단 면역의 정의
집단 면역은 감염에 면역된 개인 비율로 자연 감염이나 예방 접종을 통해 얻을 수 있다.
집단 면역이 달성된 조건에서 감염된 개체는 더 이상 감수성이 있는 개체가 없기 때문에 풍토병 발병을 일으킬 수 없다.
감염에 취약한 개인은 특정 항원에 면역학적으로 노출되지 않은 개인, 면역이 저하된 개인, 의학적 이유 또는 개인의 따라 예방 접종을 받지 않은 개인이다.
* 과거 집단 면역
특히 백신 접종 프로그램을 통해 집단 면역을 달성함으로써 성공적으로 근절된 전염병의 분명한 예는 바리올라 바이러스에 의한 천연두다. 천연두는 20세기에 전염병을 일으키고 약 3억~5억 명의 사망자를 냈다.
천연두 백신은 1796년 에드워드 제너에 의해 개발 된 최초의 백신이었다. 세계적으로 예방 접종 프로그램을 통해 마침내 근절 선언되었다. 천연두는 가장 큰 성공 사례 중 하나다.
현재까지 집단 면역은 소아마비, 홍역, 풍진, 디프테리아 및 백일해를 통제하는 데에도 사용되었다. 이것은 코로나19 전염병을 처리하고 SARS-CoV-2의 전염을 줄이기 위한 고려 사항이다.
* 코로나19 집단 면역치
집단 면역을 달성하려면 먼저 달성해야 하는 임계값이 있다. 이 임계값은 지역사회에서 감염에 면역이 되어야 하는 사람들의 비율이다. 면역이 있는 사람의 비율이 임계값을 초과하면 발병이 성공적으로 멈출 것이다.
감염병에 대한 집단 면역치는 기본생식수(R0)에 따라 달라지는데, 이는 해당 질병에 감염된 1명으로부터 감염될 수 있는 평균인 수이다. 임계값을 계산하는 데 사용되는 공식은 1 1/R 0 이다.
코로나19의 경우 기본 번식률(R0) 범위가 2~3이므로 계산된 집단 면역치는 50~67%이다. 이는 집단 면역을 달성하기 위해 전체 인구의 최소 50~67%가 코로나19 감염에 면역이 되어야 함을 의미한다.
* 코로나19 팬데믹 동안 집단면역을 달성하기 위한 도전
집단 면역의 지속 기간은 병원체의 항원 다양성과 면역노화 즉, 병원체에 대한 반응의 점진적 손실로 인해 항체가 세포 반응이 감소하는 현상에 따라 달라질 수 있다.
SARS-CoV-2는 다양한 항원 변이체로 구성된 RNA 바이러스다. 이것은 예를 들어 노로바이러스, 뎅기열 및 인플루엔자와 같이 단일 바이러스 혈청형으로 집단이 자연 감염 또는 백신 접종을 통해 광범위한 면역을 획득하는 것을 어렵게 만든다.
또한 RNA 바이러스는 생존을 위해 돌연변이 가능성이 높아 면역체계가 돌연변이된 바이러스를 인식하지 못하는 경향이 있어 집단면역을 이루기가 더 어렵다.
그러나 SARS-CoV-2가 유전적으로 비교적 안정적이라는 연구도 있다. 이것은 가장 큰 코로나바이러스 단백질이 대부분의 분리주에서 변하지 않는다는 발견을 기반으로 한다. 또한 인간의 안지오텐신 전환 효소 2 (ACE2) 수용체와 상호작용하는 단백질 S도 돌연변이가 없는 것으로 보고되었다.
* 집단 면역을 달성하기 위한 코로나19 예방 접종
현재까지 전 세계 인구의 10% 미만이 코로나19에 감염된 것으로 보고되었다. 실제로 달성해야 하는 집단 면역의 임계값은 50~67%다. 집단 면역을 달성하기 위해 자연 감염에 의존 한다면 여전히 수백만 명의 사람들이 코로나19에 감염되어야 한다. 코로나19의 경우 치사율 이 3.4%이기 때문에 이것은 확실히 매우 높은 사망률을 초래할 것으로 보인다.
위와 같은 이유로 자연감염을 통한 집단면역의 달성은 비현실적인 것으로 여겨진다. 따라서 백신 접종을 통해 집단 면역이 달성될 것으로 기대된다. SARS-CoV-2 백신은 사망자 수를 늘리지 않고도 집단 면역의 임계값에 도달하는 데 도움이 될 것으로 예상된다.
개발 중인 백신의 효과는 아직 연구 중이다. 그러나 백신의 효과에 초점을 맞추는 것 외에도 집단 면역을 달성하기 위해서는 인도네시아에서는 많은 인구가 예방 접종을 받아야 하기 때문에 백신의 광범위한 배포는 보건 기관의 관심사이기도 하다.
적절한 기술이 되면 백신 생산 시간을 단축되고 백신 생산 비용도 절감할 수 있어 백신이 널리 보급되고 집단 면역이 보다 빨리 달성될 것으로 기대된다.
결론
집단 면역은 감염에 대해 면역이 있는 개인의 비율이 높기 때문에 감염에 취약한 개인이 얻는 간접적 보호다. 코로나19 집단면역의 달성은 대유행을 줄이고 취약계층을 감염으로부터 보호할 것으로 기대된다.
이를 달성하기 위해 코로나19에 필요한 집단 면역치는 50~67%다. 이는 인구의 최소 50~67%가 코로나19에 면역이 있어야 함을 의미한다. 이것은 매우 높은 사망률을 유발하기 때문에 자연 감염을 통한 집단 면역의 달성은 비현실적이다.
백신 접종은 집단 면역을 달성하기 위한 선택 경로가 될 수 있다. 그러나 이것은 또한 백신의 효능과 백신이 인구에 널리 보급되어야 하는 보건 기관의 숙제이다.
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