실험실 변형 모기 방출 후 뎅기열 발생률 급감

• 콜롬비아 Aburra Valley 3개 도시에서 Wolbachia 감염 모기가 지역 개체군에 퍼진 뒤 뎅기열 감염이 최대 97% 감소한 것으로 나타남
• World Mosquito Program은 뎅기열·지카 바이러스·황열병 같은 모기 매개 질병을 줄이기 위해 Wolbachia 감염 모기를 대량 방출해 왔음
• 2015년 Bello에서 시작된 방출은 Medellín과 Itagüí로 확대됐고, 2022년 4월에는 Bello·Itagüí 모기의 약 80%, Medellín 모기의 약 60%가 Wolbachia에 감염됨
• Medellín 사례-대조 연구에서는 방출 지역의 뎅기열 47% 감소가 확인돼, 대도시에서도 이 방식이 운영 가능하다는 근거가 됨
• 한 번 정착하면 추가 방출이 필요 없다는 장점이 있지만, 비용과 뎅기열의 주기적 유행 때문에 감소 원인을 Wolbachia만으로 단정하기는 어려움

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Wolbachia 감염 모기와 뎅기열 감소

• Wolbachia 박테리아에 감염된 모기는 콜롬비아 Aburra Valley 3개 도시에서 뎅기열 감염 97% 감소와 연관됨
• World Mosquito Program 연구진은 10월 말 American Society of Tropical Medicine and Hygiene 연례 회의에서 이 결과를 공개함
• 전 세계 뎅기열은 매년 최대 1억 건의 감염과 2만2천 명의 사망을 일으킴

Wolbachia가 전파 능력을 낮추는 방식

• Wolbachia 박테리아는 Aedes aegypti 모기가 질병을 퍼뜨리는 능력을 크게 낮춤
• Aedes aegypti는 뎅기열, 치쿤구니야, 지카열, 황열병 등 여러 바이러스를 퍼뜨릴 수 있는 모기임
• World Mosquito Program은 질병이 흔한 지역에 Wolbachia 감염 모기를 수백만 마리 방출해, 지역 모기 개체군 안에서 감염이 퍼지도록 함

콜롬비아 3개 도시 방출 규모

• 연구진은 2015년 콜롬비아 Bello에서 파일럿 방출을 시작한 뒤 인근 Medellín과 Itagüí로 확대함
• 이 방출은 World Mosquito Program이 진행한 실험 중 당시 가장 큰 규모였음
• 2022년 4월 기준 Wolbachia 감염 모기가 교배를 통해 지역 개체군에 퍼진 비율은 도시별로 차이가 있었음
  • Bello와 Itagüí: 전체 모기의 약 80%
  • Medellín: 전체 모기의 약 60%
• 연구진은 방출 기간부터 2022년 7월까지 보고된 뎅기열 사례 수를 평가함

도시별 감소 폭과 Medellín 사례-대조 연구

• 감염 모기가 지역 개체군에 도입된 뒤 각 도시의 뎅기열은 실험 시작 전 10년과 비교해 최대 97% 감소와 연관됨
• Medellín 사례-대조 연구에서는 감염 모기 배치와 뎅기열 감소 사이의 인과적 연관성이 확인됐다고 연구진이 밝힘
• 감염 모기가 방출된 Medellín 지역에서는 뎅기열이 47% 감소함
• 이 방출은 Wolbachia 감염 모기 방출의 가장 큰 연속적 구현으로, 대규모 도시 환경에서의 운영 가능성과 실제 효과를 보여준 것으로 평가됨

다른 지역의 결과와 한 번 정착하는 장점

• World Mosquito Program은 콜롬비아 외에도 여러 지역에서 유사한 실험을 진행해 왔음
• 이전 연구에서 관찰된 감소 폭은 지역마다 달랐음
  • 인도네시아 Yogyakarta: 뎅기열 사례 77% 감소
  • 브라질: 질병 부담 38% 감소
• 전문가들은 World Mosquito Program 방식의 장점으로 한 번 정착하면 계속 유지되는 “one-and-done” 특성을 꼽음
• Brazilian Oswaldo Cruz Foundation과 Bernhard Nocht Institute for Tropical Medicine의 생물학자 Rafael Maciel de Freitas는 Wolbachia 모기가 토착 모기 개체군에 들어가면 계속 남아 있어 추가 방출이 필요 없다고 말함

비용, 유행 주기, 내성 가능성

• World Mosquito Program 방식은 구현 비용이 비싸다는 한계가 있음
• 콜롬비아와 다른 지역에서 관찰된 뎅기열 감소가 Wolbachia 감염 모기만의 결과인지는 아직 불분명함
• 뎅기열은 파도처럼 유행하며, 뎅기열이 흔한 지역의 도시도 몇 년 동안 유행이 없을 수 있음
• 일부 지역에서는 Wolbachia 감염 모기가 뎅기열 사례를 줄이지 못하거나, 다른 지역보다 감소 폭이 훨씬 작음
• 과학자들은 어떤 지역이 이 접근에 저항성을 보이고 어떤 지역은 그렇지 않은지 아직 확실히 알지 못함
• Freitas는 뎅기열 병원체가 Wolbachia 효과에 적응해 우회할 가능성을 우려하며, Wolbachia 방식이 뎅기열의 해결책은 아니지만 더 나은 대응이라고 말함
• World Mosquito Program은 향후 10년 동안 운영 확대를 추진하고 있으며, 브라질에 연간 약 50억 마리의 모기를 Wolbachia에 감염시키는 공장을 지을 계획을 발표함

[GN⁺]

Hacker News 의견들

• 좋은 소식임. 고향인 Malaysia에서는 뎅기가 늘 문제였고 지금도 그렇다
  어릴 때 고인 물을 없애고 증상이 있으면 진료를 받으라는 TV 공익광고를 계속 봤던 기억이 남아 있음. 이런 문제에 쉽게 적용 가능한 해법이 나온다는 게 반가움
  다만 왜 이런 연구가 열대 국가의 대학 연구실에서 더 활발하지 않은지 궁금함. Malaysia, Singapore, India 같은 곳에는 전문성과 동기가 있는 연구실이 많을 텐데, 새 모기 퇴치 혁신을 볼 때마다 정작 영향이 큰 지역에서 멀리 떨어진 미국이나 유럽 연구실에서 나오는 것처럼 보임
  자금 문제인지, 정치적 의지인지, 제도적 지식 문제인지, 아니면 서구 매체가 서구 연구실만 다루는 보도 편향인지 궁금함

  • 몇 달 전 주차장 고인 물에서 모기 유충을 발견해서, 돌아왔을 때 그 웅덩이에 표백제를 부어 둔 적이 있음
    모기가 심한 나라에서는 “고인 물을 없애라”의 반대가 더 효과적이지 않을까 생각해 봄. 일부러 모기가 알 낳기 좋은 웅덩이를 만들고, 성충이 되어 나오기 전에 알·유충·번데기를 죽이는 방식임
    찾아보니 저렴한 DIY 모기 유충 덫을 만들 수 있는 상용 제품도 있음: https://www.audubonva.org/news/how-to-set-up-a-mosquito-larv... & https://summitchemical.com/products/mosquito-dunks/
  • 다른 곳에서 방사하는 편이 더 쉬울 수도 있음. Oxford 기반 Oxitec도 뎅기 대응 모기를 갖고 있는데, Wolbachia가 아니라 유전자 조작 방식임: https://www.wired.com/story/genetically-engineered-mosquitoe...
  • 미국 CDC는 원래 미국 내 말라리아를 옮기는 모기를 다루기 위해 만들어졌음. 미국 FDA에도 뎅기를 포함한 여러 열대 질환의 예방·치료제 개발을 장려하는 우선 심사 바우처 프로그램이 있었음
    https://www.fda.gov/about-fda/center-drug-evaluation-and-res...
    미국에서도 지역 감염 뎅기 사례가 여러 건 있었고, 기후 변화로 더 늘어날 수도 있음
    https://www.cdc.gov/dengue/statistics-maps/historic-data.htm...
  • Malaysia와 Singapore에서 Wolbachia를 활용한 연구 링크들임
    [1] Wolbachia Malaysia [ https://imr.nih.gov.my/wolbachia/ ]
    [2] Singapore NEA Wolbachia 정보 [ https://www.nea.gov.sg/corporate-functions/resources/researc... ]
    [3] Malaysia의 Wolbachia 관련 2021년 기사 [ https://www.channelnewsasia.com/asia/malaysia-fight-dengue-m... ]
  • 원조 자금을 현지 정부에 줄 수도 있지만, 자기 나라 깃발을 단 병원이나 연구시설에 투자해 현지인을 고용하고 좋은 뉴스를 만들어 지속 예산 확보의 정치적 도구로 삼을 수도 있음. 다만 이런 설명은 지역 내 더 가난한 나라들에만 적용될 수 있음

• Wolbachia라는 박테리아는 정말 특이함. 여러 생물에 엄청나게 다양한 영향을 주고, 번식 방식이나 어떤 성으로 발달할지까지 직접 건드리는 듯해서 놀라움
  모기의 경우 숙주가 다른 바이러스성 질병에 걸리지 못하게 막는 부가 효과도 있음. 기생체라서 자기에게 유리하니 그런 것 같음. 작지만 하는 일이 많음
  “계산 모델은 자연 개체군에 Wolbachia 균주를 도입하면 병원체 전파와 전체 질병 부담이 줄어들 것이라고 예측한다. 예를 들어 수명을 단축하는 Wolbachia는 더 많은 기생충을 품은 나이 든 곤충을 제거해 뎅기 바이러스와 말라리아를 통제하는 데 쓰일 수 있다. 어린 곤충의 생존과 번식을 촉진하면 저항성 진화에 대한 선택압이 줄어든다.”
  “또 일부 Wolbachia 균주는 곤충 내부에서 바이러스 복제를 직접 줄일 수 있다. 뎅기의 경우 Aedes aegypti에서는 wAllbB와 wMelPop, Aedes albopictus와 Aedes aegypti에서는 wMel이 포함된다.”
  [https://en.m.wikipedia.org/wiki/Wolbachia]

  • Wolbachia를 정말 좋아함. 아주 오래전에 이론생물학에서 Wolbachia 관련 작업을 한 적이 있음
    보통 모계로만 전파되고, 균주마다 Wolbachia 후손을 극대화하는 전략이 다름. 어떤 균주는 수컷 후손 발달을 막고, 어떤 균주는 감염된 수컷이 감염되지 않은 암컷과 번식하지 못하게 해서 감염된 암컷과만 후손을 갖게 함
    이런 전략으로 Wolbachia 개체군 확산 모델을 끝없이 만들 수 있음

• 이런 방식은 조금 이상하게 느껴짐. 뎅기는 매우 고통스럽지만, 기사에서도 말하듯 세계에서 가장 빈곤한 지역에 주로 퍼져 있는데도 생존율이 99.98% 임. 위키의 수치는 더 좋아서 생존율 99.99%, 전체 입원율 0.13%가 나옴
  예기치 못한 결과는 실제로 생기고, 자연은 예측하기 어려운 방향으로 진화할 수 있음. 예컨대 GMO 작물의 초기 주요 논거 중 하나는 제초제 사용량을 줄일 수 있다는 것이었음. 핵심 변형은 글리포세이트 저항성이었고, 글리포세이트는 다른 식물에는 매우 독성이 강하니 조금만 뿌려도 예전보다 훨씬 적은 제초제로 충분할 거라 여겨졌음
  처음에는 그 약속을 지켰지만, 자연은 글리포세이트 저항성 잡초를 진화시켰고 농부들은 더 많이, 더 자주 뿌리는 식으로 대응했음. 이제는 에이커당 제초제 사용량이 그 어느 때보다 많아짐. 1991년 GMO 작물이 본격화되기 직전에는 에이커당 1.18 단위였고, 2000년에는 1.06으로 줄었지만, “현재”(2014년)는 2.02까지 올라 빠르게 증가 중임
  자연과 상호작용하는 많은 일이 정지된 표적을 상대한다는 가정 아래 진행되는 것 같은데, 자연은 전혀 그렇지 않음
  [1] - https://en.wikipedia.org/wiki/Dengue_fever
  [2] - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5044953/

  • Indonesia의 2022년 뎅기 사망률은 0.86% 이고, 사망자의 대부분은 어린아이들임. 2022년에 약 1,200명이었음
    모두가 감염되었다고 병원에 가는 것은 아니고, 심할 때 병원에 갈 가능성이 훨씬 높으니 위 수치와 맞을 수도 있음. 하지만 매년 감염되는 사람 수가 엄청남
    두 번 걸려 봤는데, 확실히 끔찍함
    [0] https://www.kompas.id/baca/humaniora/2023/09/08/tren-angka-k...
  • 뎅기는 건조한 생존율 통계 너머로 정서적·경제적 비용이 큼
    기사에서도 연구자가 “바이러스는 아마 Wolbachia 효과를 극복할 방법을 찾을 것”이라고 분명히 말함. 그래도 수백만 명의 고통을 줄이는 일이 마법 같은 완전해법은 아니어도 가치 있다고 보는 것임
  • 99% 생존율은 아마 첫 감염 기준일 것임. 이후 뎅기에 다시 감염되면 점점 더 위험해짐
  • 이런 질병은 사람들을 활동 불능 상태로 만들어 생계에 영향을 줄 것 같음
    아픈 사람을 돌보는 데도 경제적 비용이 듦
  • 뎅기는 항체의존성 강화의 대표 사례임. 첫 감염은 보통 꽤 가볍지만, 뎅기에는 4개 균주가 있고 나머지 3개 중 하나로 두 번째 감염되면 훨씬 심각해짐
    초기 백신들은 같은 효과를 내서 폐기해야 했지만, 현재 백신들은 4개 균주 모두에 작동함

• Los Angeles도 초파리로 비슷한 일을 하고 있음. 농업 산업을 위협할 수 있는 외래종 수컷보다 불임 수컷이 경쟁에서 이기길 바라며 방사 중임
  1: https://www.smithsonianmag.com/smart-news/millions-of-steril...

  • 그게 어떻게 작동하는지 모르겠음. 오히려 어떤 정자든 이길 가능성을 더 높여 주는 것 아닌가

• Singapore는 이걸 몇 년째 하고 있음
  새 수컷을 방사할 때 엘리베이터에 “곧 모기가 엄청 많아질 텐데 걱정하지 마세요. 수컷이라 물지 않습니다”라는 전단을 붙이고, 얼마 지나면 모든 모기가 사라짐
  효과는 있어 보임. 다만 이런 식으로 자연에 개입하는 걸 좋아하지는 않음. 결국 어떤 형태로든 예상 못 한 재앙으로 끝날 거라는 의심이 전혀 없음

  • 표본 하나뿐인 경험이지만, 어릴 때는 지금보다 개구리가 훨씬 많았음

• Wolbachia는 모기에게 건강한 장내 미생물총 같은 것임
  많은 바이러스 감염을 막아 줌

  • 수명을 줄이는 것 같으니 모기에게 건강하다고 하긴 어려움

• California에서 미국 밖으로 여행한 적 없는 사람에게서 뎅기 2건이 보고됐음

  • “사례는 아직 조사 중이지만, 누군가 뎅기 바이러스에 감염된 뒤 집으로 돌아왔고, 그 사람을 문 모기가 지역 주민에게 전파한 것으로 보인다”고 Pasadena 보건 당국이 밝혔음
    https://abcnews.go.com/Health/wireStory/california-officials...
    다른 도시 지역에서 뎅기 바이러스 감염이 발생할 때 흔한 패턴의 일부처럼 보임. 다만 California에는 비인간 영장류 저장소가 없어서 풍토병화 위험은 제한될 가능성이 큼
  • 지난 10년 동안 다른 주에서도 사례가 있었음. Florida, Texas, Arizona에서는 지역 감염 사례가 훨씬 많았음. California에서는 아마 첫 지역 감염 사례였을 수 있음
    기후 변화로 더 따뜻해지면 더 흔해질지도 모름
    https://www.cdc.gov/dengue/statistics-maps/historic-data.htm...
  • France에서도 최근 해외여행을 한 적 없는 사람의 사례가 하나 있었음

• 지금 뎅기로 앓아누워 있음. 내가 사는 곳에도 이런 좋은 모기를 풀어 줬으면 좋겠음

• 이와 관련된 프로그램을 다룬 Unsung Science 팟캐스트가 아주 좋음: https://wondery.com/shows/unsung-science/episode/12810-what-...

• 진드기 물림·Lyme disease와 빈대에도 비슷한 접근이 쓰이면 좋겠음. 둘 다 지난 10년쯤 범위가 빠르게 넓어진 것처럼 보임
  해로운 곤충을 줄이는 유전자 드라이브 접근은 현재 어디까지 와 있는지 궁금함