"실내 공기 분석, 독감·코로나 유행 예측 가능"... 기존 데이터 분석보다 포착 빨라

미국 시카고 공동 연구팀, 2년간 의료시설 등 10곳 공기 분석
4종 호흡기 바이러스 농도, 실제 '환자 수·하수 데이터'와 일치
하수 감시보다 유행 포착 빨라… 새로운 환경 감시 도구로 부상

공기 감시는 기기 배치가 몇 분밖에 걸리지 않고 비전문가도 쉽게 수집 카트리지를 교체할 수 있어 현장 활용도가 높다(참고용 이미지)｜출처: 클립아트코리아

실내 공기를 채집하는 것만으로도 독감이나 코로나19 같은 호흡기 바이러스의 유행 상황을 파악할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이번 연구는 대규모 하수 처리장을 조사하거나 개별 환자를 검사하지 않고도, 간편한 공기 채취를 통해 지역사회의 감염병 유행을 감지할 수 있는 대안적 도구를 제시했다는 점에서 이목을 끌고 있다.

미국 시카고 보건부(CDPH)와 러시 대학교 의료센터 공동 연구팀은 시카고 전역의 병원과 집단 거주 시설 등 열 곳에 실내 공기 채집기를 설치했다. 2023년부터 2025년까지 두 차례의 호흡기 바이러스 유행 시즌에 걸쳐 매주 공기 샘플을 수집·분석했으며, 감시 대상 병원체는 인플루엔자(독감) A·B형, 호흡기세포융합바이러스(RSV), 코로나19(SARS-CoV-2) 등 네 종류였다.

분석 결과, 실내 공기에서 검출된 바이러스의 양성률과 농도는 해당 지역의 실제 환자 발생 수 및 하수 속 바이러스 수치와 매우 밀접한 상관관계를 보였다. 특히 공기 분석 데이터는 바이러스 종류나 유행 시기에 따라 실제 환자가 급증하거나 하수 농도가 높아지기 전 유행 징후를 먼저 포착하는 경향을 나타냈다. 또한 코로나19의 경우, 공기 중 바이러스의 전유전체 분석(유전 정보 전체를 읽어내는 기술)을 통해 확인한 변이 비중이 실제 유행하는 변이 정보와 거의 일치하는 것으로 나타났다.

이번 연구는 건물 한 곳에 장비 한 대만 설치해도 해당 건물은 물론 지역사회 전반의 호흡기 질환 유행 양상을 효율적으로 감시할 수 있음을 입증했다. 기존 하수 감시는 수많은 인구의 배출물이 섞이기 때문에 희석 효과로 인해 희귀하거나 새로운 병원체의 신호를 놓칠 수 있고, 특정 건물이나 소집단의 유행 원인을 짚어내기 어렵다.

반면, 공기 감시는 개별 환자의 진단 결과에 기대지 않고도 유행 추이와 변이 발생을 실시간으로 파악할 수 있다는 강점이 있다. 일부 바이러스의 경우 공기 데이터의 유행 추이가 임상 환자나 하수 감시 데이터보다 최대 1주일가량 앞서 감지되기도 해, 유행을 미리 알려주는 조기 경보 지표로서의 가능성도 확인됐다.

이번 연구의 제1저자인 해나 J. 바비안(Hannah J. Barbian) 박사는 논문에서 "실내 공기 감시가 건물 또는 지역사회 차원에서 호흡기 바이러스 환자 및 변이 추세를 제공할 수 있음을 보여 준다"며 "공중보건 환경 감시를 위한 독립적 수단 혹은 보완 도구로 충분히 활용될 수 있다"고 밝혔다.

이번 연구 결과(Citywide indoor air sampling mirrors wastewater and clinical case surveillance of respiratory viruses: 도시 전역의 실내 공기 채집을 통한 호흡기 바이러스 하수 및 임상 사례 감시 반영)는 2026년 5월 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 게재됐다.

김진우 기자 hidoceditor@mcircle.biz