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소셜 네트워크(social network)는 개인이 다른 사람이나 집단 등과 우정, 취미, 학교, 성별, 지역 등의 요인으로 맺는 사회적 관계망을 일컫는다. 소셜 네트워크 서비스(SNS)의 대명사로 알려진 ‘페이스북(facebook)’이나 ‘트위터(tweeter)’를 생각해보면 쉽게 이해할 수 있다.
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소셜 네트워크 분석(Social Network Analysis)은 개인이나 집단의 사회관계망 특성과 구조를 분석하고 시각화하는 첨단 분석 기법이다. 다분야의 과학자들은 소셜 네트워크 분석이 가족에서부터 국가적 차원까지 다양한 수준에서 중요한 역할을 할 수 있다는 점을 보여줬다.
어떤 전염병이 확산될 때 질병통제국의 주요관심 가운데 하나는 전염병의 확산을 저지하는 것이지만, 전염병 확산의 주된 원인이나 최초 확산의 근원 등도 중요한 관심사 중 하나다. 사람을 매개로 한 질병의 확산경로를 추적한다고 할 때 사람과 사람 사이의 관계망을 분석하는 소셜 네트워크 분석은 유용한 도구가 될 수 있다.
소셜 네트워크 분석을 통해 어떤 전염병이 발병한 집단에 소속된 개인과 개인 사이의 자세한 관계망 지도를 구축할 수 있다면 게노믹스(Genomics)는 전염병을 일으키는 원인균에 대한 세밀한 정보를 제공한다. 미국 과학잡지 테크놀로지 리뷰(Technology Review)는 최근 질병확산의 원인을 규명하기 위해 소셜 네트워크와 게노믹스를 융합한 흥미로운 사례를 소개했다.
소셜 네트워크 분석과 게노믹스 융합, 페결핵 확산 원인 규명
캐나다 브리티시컬럼비아 주 질병통제국(British Columbia Centre for Disease Control) 은 세계최초로 소셜 네트워크 분석과 게노믹스를 혼합해 지난 2006년 포트 알버니(Port Alberni)에서 발병한 폐결핵의 확산 원인을 조사했다. 연구팀은 폐결핵 확산의 원인이 지역 내 코카인 흡입과 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다고 과학저널 ‘New England Journal of Medicine’ 최신호에 보고했다.
포트 알버니의 폐결핵은 지난 2006년 4월에 최초로 보고됐다. 이 병의 확산은 같은 해 12월 지역민 15명이 폐결핵 진단을 받으면서 최초 보고됐다. 2008년 12월까지 모두 41명의 감염자가 보고됐으며 이는 이 지역의 평균 수치의 10배에 달한다. 2009년 이후 더 이상의 감염자는 보고돼지 않았으며 질병통제국은 2006년 이후 약 3,000명의 지역민들을 대상으로 폐결핵의 감염여부를 검진했다.
질병통제국은 확산의 근원이 무엇인지, 박테리아의 돌연변이가 전염을 보다 용이하게 만들었기 때문이지 또는 집단에서 발생한 알 수 없는 변화가 박테리아의 확산에 일조했는지 등을 규명하고 싶었지만 기존의 방법으로는 정확한 해답을 구할 수 없었다. 기존의 방법은 간호사들이 환자의 가족들에게 밀착질문을 통해 정보를 얻는 방식이다.
질병통제국은 환자로부터 얻은 샘플 분석을 통해 감염된 모든 사람들이 똑같은 박테리아 균주에 감염된 것은 확인할 수 있었지만 누가 누구에게 병을 전염했는지 질병 발병의 최초 근원은 무엇인지 등은 여전히 풀리지 않았다. 이에 질병통제국은 소셜 네트워크 분석과 게노믹스를 혼합한 새로운 분석도구를 활용했다.
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논문의 주요저자이자 질병통제국 게놈 연구소 제니퍼 가디(Jennifer Gardy) 박사는 “우리가 2008년에 이 작업을 수행했을 때만해도 박테리아의 전염 확산 경로 추적에 게노믹스를 적용한 사람은 아무도 없었다”고 말했다.
그는 “하지만 우리는 이 기법이 질병의 확산이 어떻게 시작됐으며 어떤 경로 확산됐는지에 대해 보다 빠른 정보를 제공할 수 있다는 점에서 앞으로 잠재력이 매우 높다고 전망한다”고 덧붙였다.
소셜 네트워크 분석은 지난 10년 동안 질병의 이동 경로를 추적하는데 사용됐다. 게노믹스는 박테리아의 전체 DNA를 분석하는 것으로 현재까지 질병의 확산에는 몇몇 사례에만 적용됐다. 게노믹스는 단지 몇몇 DNA의 단면만을 분석하는 전통적 분석법에 비해 보다 정확하며 자세한 정보를 제공한다는 점에서 기존 방법과 구별된다.
가디 박사는 “최초로 알바니 지역 사람들의 관계망을 세밀하게 그릴 수 있었으며 박테리아 자체 사이의 관계망 또한 만들 수 있게 됐다”고 말했다. 이를 통해 연구팀은 박테리아가 어떻게 사람들 사이에서 전파됐는지 전파경로를 확립했다.
연구팀은 환자의 샘플에서 추출한 36개의 박테리아 게놈을 분석하며 박테리아가 확산될 때 개별적으로 DNA상에 나타나는 돌연변이를 비교했다. 분석을 통해 박테리아가 서로 다른 2개의 계통으로 구별됐다는 점이 규명됐다.
코카인 사용 주된 확산 원인 규명 및 슈퍼스프레드 확인
이는 질병의 확산이 서로 독립적으로 다른 2개의 경로로 확산됐다는 점을 의미한다. 연구팀은 “질병 확산의 핵심요인이 유전적 요인보다 환경적 요인에 기인하고 있다는 점을 보여 준다”고 지적했다.
게놈분석과 함께 연구팀은 소셜 네트워크 분석을 위해 개개인별로 하루를 기준으로 어디에 가며, 무엇을 하며, 누구와 함께 하는지 등 개인적인 질문을 했다. 단순히 이름만을 기입하는 것이 아니라 이름, 장소 그리고 행동패턴 등에 대한 정보를 얻음으로써 지역사회를 구성하는 지역민들의 보다 자세한 사회관계망 지도를 구축했다.
가디 박사는 “핵심 인물과 장소 그리고 특정 행동들이 질병의 확산에 기여했다는 점이 점점 더 명확해졌다”면서 “새로운 정보가 실시간으로 제공되면서 연구도 탄력을 받았다”고 덧붙였다.
연구팀은 박테리아의 개개별 돌연변이를 확인할 수 있는 유전자 자료에 지역민 개개인이 누구와 접촉했는지를 보여주는 소셜 네트워크 자료를 교차함으로써 이른바 ‘슈퍼 확산자(Super spreaders)’를 확인했다. 슈퍼 확산자는 많은 다른 사람들을 감염시킨 핵심 요인을 일컫는다.
연구팀은 확산이 궁극적으로 집단 내에서 코카인 사용의 증가와 관련됐다고 결론지었다. 구체적으로 코카인을 흡입하기 위한 파이프를 서로 공유해서가 아니라 통풍이 잘 안 되는 위생이 열악한 공간에서 심하게 기침을 했기 때문으로 드러났다.
질병통제국 패트릭 탕(Patrick Tang) 박사는 “코카인 사용이 잠재적 질병의 재활성화와 질병의 확산을 촉진시킨 것으로 보인다”고 말했다. 미국 하바드 대학 공공보건학 조엘 밀러 박사는 “이번 연구는 게노믹스와 소셜 네트워크 분석이 서로 결합해 질병 확산의 원인을 규명할 수 있다는 점을 보여준 것”이라고 지적했다.
연구팀은 향후 수년 이래 혼합 기법이 질병 확산 연구의 전형적인 분석 도구가 될 것으로 예상했다. “전체 DNA를 분석하는 게놈 분석의 비용이 수백 달러 수준으로 내려가면서 많은 사람들이 전 세계적인 문제에 게놈 분석을 적용하는 것에 관심을 기울이고 있다”고 탕 박사는 말했다.
게노믹스는 전체 DNA를 분석한다는 점에서 기존 항생제에 내성을 띠는 이른바 ‘슈퍼박테리아’의 확산을 추적하는 것과 같은 보다 복잡한 케이스에 보다 효율적일 수 있다. 문제는 게놈 분석의 비용이 아니라 게놈 분석의 방법이라고 탕 박사는 지적했다.
소셜 네트워크 분석(Social Network Analysis)은 개인이나 집단의 사회관계망 특성과 구조를 분석하고 시각화하는 첨단 분석 기법이다. 다분야의 과학자들은 소셜 네트워크 분석이 가족에서부터 국가적 차원까지 다양한 수준에서 중요한 역할을 할 수 있다는 점을 보여줬다.어떤 전염병이 확산될 때 질병통제국의 주요관심 가운데 하나는 전염병의 확산을 저지하는 것이지만, 전염병 확산의 주된 원인이나 최초 확산의 근원 등도 중요한 관심사 중 하나다. 사람을 매개로 한 질병의 확산경로를 추적한다고 할 때 사람과 사람 사이의 관계망을 분석하는 소셜 네트워크 분석은 유용한 도구가 될 수 있다.
소셜 네트워크 분석을 통해 어떤 전염병이 발병한 집단에 소속된 개인과 개인 사이의 자세한 관계망 지도를 구축할 수 있다면 게노믹스(Genomics)는 전염병을 일으키는 원인균에 대한 세밀한 정보를 제공한다. 미국 과학잡지 테크놀로지 리뷰(Technology Review)는 최근 질병확산의 원인을 규명하기 위해 소셜 네트워크와 게노믹스를 융합한 흥미로운 사례를 소개했다.
소셜 네트워크 분석과 게노믹스 융합, 페결핵 확산 원인 규명
캐나다 브리티시컬럼비아 주 질병통제국(British Columbia Centre for Disease Control) 은 세계최초로 소셜 네트워크 분석과 게노믹스를 혼합해 지난 2006년 포트 알버니(Port Alberni)에서 발병한 폐결핵의 확산 원인을 조사했다. 연구팀은 폐결핵 확산의 원인이 지역 내 코카인 흡입과 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다고 과학저널 ‘New England Journal of Medicine’ 최신호에 보고했다.
포트 알버니의 폐결핵은 지난 2006년 4월에 최초로 보고됐다. 이 병의 확산은 같은 해 12월 지역민 15명이 폐결핵 진단을 받으면서 최초 보고됐다. 2008년 12월까지 모두 41명의 감염자가 보고됐으며 이는 이 지역의 평균 수치의 10배에 달한다. 2009년 이후 더 이상의 감염자는 보고돼지 않았으며 질병통제국은 2006년 이후 약 3,000명의 지역민들을 대상으로 폐결핵의 감염여부를 검진했다.
질병통제국은 확산의 근원이 무엇인지, 박테리아의 돌연변이가 전염을 보다 용이하게 만들었기 때문이지 또는 집단에서 발생한 알 수 없는 변화가 박테리아의 확산에 일조했는지 등을 규명하고 싶었지만 기존의 방법으로는 정확한 해답을 구할 수 없었다. 기존의 방법은 간호사들이 환자의 가족들에게 밀착질문을 통해 정보를 얻는 방식이다.
질병통제국은 환자로부터 얻은 샘플 분석을 통해 감염된 모든 사람들이 똑같은 박테리아 균주에 감염된 것은 확인할 수 있었지만 누가 누구에게 병을 전염했는지 질병 발병의 최초 근원은 무엇인지 등은 여전히 풀리지 않았다. 이에 질병통제국은 소셜 네트워크 분석과 게노믹스를 혼합한 새로운 분석도구를 활용했다.
논문의 주요저자이자 질병통제국 게놈 연구소 제니퍼 가디(Jennifer Gardy) 박사는 “우리가 2008년에 이 작업을 수행했을 때만해도 박테리아의 전염 확산 경로 추적에 게노믹스를 적용한 사람은 아무도 없었다”고 말했다. 그는 “하지만 우리는 이 기법이 질병의 확산이 어떻게 시작됐으며 어떤 경로 확산됐는지에 대해 보다 빠른 정보를 제공할 수 있다는 점에서 앞으로 잠재력이 매우 높다고 전망한다”고 덧붙였다.
소셜 네트워크 분석은 지난 10년 동안 질병의 이동 경로를 추적하는데 사용됐다. 게노믹스는 박테리아의 전체 DNA를 분석하는 것으로 현재까지 질병의 확산에는 몇몇 사례에만 적용됐다. 게노믹스는 단지 몇몇 DNA의 단면만을 분석하는 전통적 분석법에 비해 보다 정확하며 자세한 정보를 제공한다는 점에서 기존 방법과 구별된다.
가디 박사는 “최초로 알바니 지역 사람들의 관계망을 세밀하게 그릴 수 있었으며 박테리아 자체 사이의 관계망 또한 만들 수 있게 됐다”고 말했다. 이를 통해 연구팀은 박테리아가 어떻게 사람들 사이에서 전파됐는지 전파경로를 확립했다.
연구팀은 환자의 샘플에서 추출한 36개의 박테리아 게놈을 분석하며 박테리아가 확산될 때 개별적으로 DNA상에 나타나는 돌연변이를 비교했다. 분석을 통해 박테리아가 서로 다른 2개의 계통으로 구별됐다는 점이 규명됐다.
코카인 사용 주된 확산 원인 규명 및 슈퍼스프레드 확인
이는 질병의 확산이 서로 독립적으로 다른 2개의 경로로 확산됐다는 점을 의미한다. 연구팀은 “질병 확산의 핵심요인이 유전적 요인보다 환경적 요인에 기인하고 있다는 점을 보여 준다”고 지적했다.
게놈분석과 함께 연구팀은 소셜 네트워크 분석을 위해 개개인별로 하루를 기준으로 어디에 가며, 무엇을 하며, 누구와 함께 하는지 등 개인적인 질문을 했다. 단순히 이름만을 기입하는 것이 아니라 이름, 장소 그리고 행동패턴 등에 대한 정보를 얻음으로써 지역사회를 구성하는 지역민들의 보다 자세한 사회관계망 지도를 구축했다.
가디 박사는 “핵심 인물과 장소 그리고 특정 행동들이 질병의 확산에 기여했다는 점이 점점 더 명확해졌다”면서 “새로운 정보가 실시간으로 제공되면서 연구도 탄력을 받았다”고 덧붙였다.
연구팀은 박테리아의 개개별 돌연변이를 확인할 수 있는 유전자 자료에 지역민 개개인이 누구와 접촉했는지를 보여주는 소셜 네트워크 자료를 교차함으로써 이른바 ‘슈퍼 확산자(Super spreaders)’를 확인했다. 슈퍼 확산자는 많은 다른 사람들을 감염시킨 핵심 요인을 일컫는다.
연구팀은 확산이 궁극적으로 집단 내에서 코카인 사용의 증가와 관련됐다고 결론지었다. 구체적으로 코카인을 흡입하기 위한 파이프를 서로 공유해서가 아니라 통풍이 잘 안 되는 위생이 열악한 공간에서 심하게 기침을 했기 때문으로 드러났다.
질병통제국 패트릭 탕(Patrick Tang) 박사는 “코카인 사용이 잠재적 질병의 재활성화와 질병의 확산을 촉진시킨 것으로 보인다”고 말했다. 미국 하바드 대학 공공보건학 조엘 밀러 박사는 “이번 연구는 게노믹스와 소셜 네트워크 분석이 서로 결합해 질병 확산의 원인을 규명할 수 있다는 점을 보여준 것”이라고 지적했다.
연구팀은 향후 수년 이래 혼합 기법이 질병 확산 연구의 전형적인 분석 도구가 될 것으로 예상했다. “전체 DNA를 분석하는 게놈 분석의 비용이 수백 달러 수준으로 내려가면서 많은 사람들이 전 세계적인 문제에 게놈 분석을 적용하는 것에 관심을 기울이고 있다”고 탕 박사는 말했다.
게노믹스는 전체 DNA를 분석한다는 점에서 기존 항생제에 내성을 띠는 이른바 ‘슈퍼박테리아’의 확산을 추적하는 것과 같은 보다 복잡한 케이스에 보다 효율적일 수 있다. 문제는 게놈 분석의 비용이 아니라 게놈 분석의 방법이라고 탕 박사는 지적했다.
- 이성규 객원기자
- henry95@daum.net
- 저작권자 2011-02-28 ⓒ ScienceTimes
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