신종 코로나는 공기 중으로 전파 될까?

마스크에 대한 논란이 많다. 하나 확실한 것은 이번 COVID-19는 '무증상자'가 많을 수 있기 때문에 사람이 많은 곳에서는 '남'을 위해서 마스크를 착용하는 것이 옳다. 하지만 '나'를 지키는 데는 얼마나 효과가 있을까? 이 질문에 답하기 위해서는 SARS-CoV-2가 공기 중으로 전파 가능한지부터 알아야 한다. 마침 4월 2일자 Nature에 이를 정리한 뉴스가 실렸다.

공기전파 가능성에 긍정적이면 빨간색, 부정적이면 파란색으로 표시해봤다.


Nature NEWS  02 APRIL 2020

Is the coronavirus airborne? Experts can’t agree

신종 코로나바이러스가 공기 중으로 전파가 될까? 
(Experts can't agree는, 음, 기사 내용상 agree 하는 전문가도 있어 제목이 적절한 지는 모르겠다)

The World Health Organization says the evidence is not compelling, but scientists warn that gathering sufficient data could take years and cost lives.

WHO는 증거가 불명확하다는 입장, 과학자들은 충분한 증거 모으는데 수 년이 걸릴 것이고 그 사이 많은 생명을 앗아갈 수도 있다고 경고

Since early reports revealed that a new coronavirus was spreading rapidly between people, researchers have been trying to pin down whether it can travel through the air. Health officials say the virus is transported only through droplets that are coughed or sneezed out — either directly, or on objects. But some scientists say there is preliminary evidence that airborne transmission — in which the disease spreads in the much smaller particles from exhaled air, known as aerosols — is occurring, and that precautions, such as increasing ventilation indoors, should be recommended to reduce the risk of infection.

▷신종 코로나 전파력이 너무 강하기 때문에 과학자들은 과연 이번 바이러스가 공기 중으로 전파 가능한지 파악하고자 노력 중이다. 보건당국은 신종 코로나는 기침, 재채기 비말이 직접 전파되거나 사물 표면에 묻어 간접적으로 전파되는 것만이 유일한 경로라고 말한다. 하지만 일부 과학자들은 공기 중 전파 가능성을 시사하는 증거가 있다고 주장한다. 감염자의 날숨에서 나오는 공기(에어로졸, aerosol)에서 훨씬 작은 입자의 형태로 전파될 수 있다는 것이다. 그러므로 실내환기 등의 사전 예방이 꼭 필요하다고 한다.

In a scientific brief posted to its website on 27 March, the World Health Organization said that there is not sufficient evidence to suggest that SARS-CoV-2 is airborne, except in a handful of medical contexts, such as when intubating an infected patient.

▷WHO는 3월 27일자로 SARS-CoV-2의 공기전파 가능성에 대한 증거가 충분치 않다고 밝혔다. 다만 감염자의 삽관술 같은 일부 의료 환경에서는 예외라고.

But experts that work on airborne respiratory illnesses and aerosols say that gathering unequivocal evidence for airborne transmission could take years and cost lives. We shouldn’t “let perfect be the enemy of convincing”, says Michael Osterholm, an infectious-disease epidemiologist at the University of Minnesota in Minneapolis.

▷하지만 에어로졸 전문가들은 증거를 얻으려면 수 년의 시간이 걸릴 텐데, 그 동안 많은 생명을 앗아갈 수 있다고 경고한다. University of Minnesota 감염질환 전문가인 Michael Osterholm은 "증거가 완벽해야만 조치를 취해야 하는 것이 아니다"라는 의견을 전했다.

“In the mind of scientists working on this, there’s absolutely no doubt that the virus spreads in the air,” says aerosol scientist Lidia Morawska at the Queensland University of Technology in Brisbane, Australia. “This is a no-brainer.”

▷호주 Queensland University of Technology의 에어로졸 전문가인 Lidia Morawska도 "바이러스가 공기 중으로 전파되는 것에 대해서는 의심의 여지가 없다"라는 입장이다.

Confusing definitions
정의의 문제

When public health officials say there isn't sufficient evidence to say that COVID-19 is airborne, they specifically mean transported in virus-laden aerosols smaller than 5 micrometres in diameter. Compared with droplets, which are heftier and thought to travel only short distances after someone coughs or sneezes before falling to the floor or onto other surfaces, aerosols can linger in the air for longer and travel further.

▷보건당국이 정의하는 공기전파는 직경 5 마이크로미터 이하의 에어로졸을 통한 전파이다. 기침, 재채기 할 때 근거리에만 영향을 미치는 비말(droplet, 에어로졸 대비 더 크고 무거움)과 비교하면 에어로졸은 공기 중에 더 오래 머무르고 더 멀리 이동한다.

Most transmission occurs at close range, says Ben Cowling, an epidemiologist at the University of Hong Kong. But the distinction between droplets and aerosols is unhelpful because “the particles that come out with virus can be a wide range of sizes. Very, very large ones right down to aerosols”, he says.

▷University of Hong Kong의 유행병 전문가 Ben Cowling은 대부분의 전염은 근거리에서만 일어난다고 한다. 그는 비말과 에어로졸을 구분하는 것이 의미가 없다고 하는데, 바이러스와 함께 분출되는 입자는 그 크기가 매우 다양하기 때문이다.

And if SARS-CoV-2 is transmitting in aerosols, it is possible that virus particles can build up over time in enclosed spaces or be transmitted over greater distances.

▷만약 SARS-CoV-2가 에어로졸을 통해 전파가 된다면, 이는 밀폐된 공간에 바이러스 입자가 축적될 수 있다는 것을, 또한 장거리 이동이 가능하다는 것도 의미한다.

Aerosols are also more likely to be produced by talking and breathing, which might even constitute a bigger risk than sneezing and coughing, says virologist Julian Tang at the University of Leicester, UK. “When someone’s coughing, they turn away, and when they’re sneezing, they turn away,” he says. That’s not the case when we talk and breathe.

▷영국 University of Leicester의 바이러스 학자인 Julian Tang 은 에어로졸은 또한 기침, 재채기뿐만 아니라 대화나 호흡을 통해서도 생성이 가능하다고 한다. 오히려 기침이나 재채기 할 때는 사람들이 얼굴을 돌리지만 대화나 호흡을 할 때는 아니다며 위험성을 시사했다.

A study of people with influenza found that 39% of people exhaled infectious aerosols5. As long as we are sharing an airspace with someone else, breathing in the air that they exhale, airborne transmission is possible, says Tang.o

▷한 연구에 따르면 독감환자의 39%가 감염 에어로졸을 호흡할 때 분출한다고 했다[5]. Tang 또한 감염자와 공기를 한 공간에서 함께 쓰는 경우라면 공기전파가 가능하다는 입장이다.

The evidence so far
현재까지의 증거

Evidence from preliminary studies and field reports that SARS-CoV-2 is spreading in aerosols is mixed. At the height of the coronavirus outbreak in Wuhan, China, virologist Ke Lan at Wuhan University collected samples of aerosols in and around hospitals treating people with COVID-19, as well as at the busy entrances of two department stores.

▷증거는 모호하다. Wuhan University의 바이러스 학자인 Ke Lan은 병원 안팎과 백화점 입구에서 에어로졸 샘플을 확보했다.

In an unreviewed preprint, Lan and his colleagues report finding viral RNA from SARS-CoV-2 in a number of locations, including the department stores.

▷아직 논문 리뷰가 완료되진 않았지만, Lan팀은 백화점을 포함한 여러 장소에서 확보한 샘플에서 SARS-CoV-2의 RNA를 확인할 수 있었다고 한다[1].

The study doesn’t ascertain whether the aerosols collected were able to infect cells. But, in an e-mail to Nature, Lan says the work demonstrates that “during breathing or talking, SARS-CoV-2 aerosol transmission might occur and impact people both near and far from the source”. As a precaution, the general public should avoid crowds, he writes, and should also wear masks, “to reduce the risk of airborne virus exposure”.

▷본 연구에서 확보한 에어로졸이 세포를 감염시킬 수 있는가는 미지수다. 하지만 Lan은 Nature에 보낸 이메일에서 "사람들이 말하거나 호흡하면 SARS-CoV-2 에어로졸이 나올 것이고 이는 근거리나 원거리 모두에게 영향을 미칠 것이다"라며, 예방차원에서 사람들이 모이는 자리는 피해야 하며, 공기 중 바이러스로부터 노출 위험을 줄이기 위해 마스크를 써야한다고 제안한다.

Another study failed to find evidence of SARS-CoV-2 in air samples in isolation rooms at an outbreak centre dedicated to treating people with COVID-19 in Singapore. Surface samples from an air outlet fan did return a positive result, but two of the authors — Kalisvar Marimuthu and Oon Tek Ng at the National Centre for Infectious Diseases in Singapore — told Nature in an e-mail that the outlet was close enough to a person with COVID-19 that it could have been contaminated by respiratory droplets from a cough or sneeze.

▷싱가폴에서 진행된 한 연구에서는 이 바이러스를 공기에서 발견하는데 실패했다. 공기정화팬 날개에서 채취한 샘플에서 발견되긴 했는데[2], 저자들은 공기정화팬이 환자들의 기침이나 재채기로 충분히 닿을 수 있는 거리라 결론을 내리기에는 적절치 않다고 전했다.

A similar study by researchers in Nebraska found viral RNA in nearly two-thirds of air samples collected in isolation rooms in a hospital treating people with severe COVID-19 and in a quarantine facility housing those with mild infections. Surfaces in ventilation grates also tested positive. None of the air samples was infectious in cell culture, but the data suggest that “viral aerosol particles are produced by individuals that have the COVID-19 disease, even in the absence of cough”, the authors write.

▷유사한 연구가 Nebraska에서도 진행됐는데, 환자가 머물렀던 병실이나 가정의 공기 샘플 2/3에서 바이러스 RNA가 발견되었다고 한다[3]. 공기정화기 표면에서도. 하지만 공기샘플로 세포 감염시키는 데에는 실패했다. 그래도 저자들은 "환자가 기침을 하지 않아도 COVID-19 바이러스 입자가 포함된 에어로졸이 생성될 수 있다"라고 정리했다.

The WHO writes in its latest scientific brief that the evidence of viral RNA “is not indicative of viable virus that could be transmissible”. The brief also points to its own analysis of more than 75,000 COVID-19 cases in China that did not report finding airborne transmission. But Ben Cowling says that “there wasn't a lot of evidence put forward to support the assessment” and, an absence of evidence does not mean SARS-CoV-2 is not airborne. The WHO did not respond to Nature’s questions about the evidence in time for publication.

▷WHO는 최근 브리핑에서 바이러스 RNA가 발견된 것이, 바이러스가 살아서 전파됨을 의미하지는 않는다고 밝혔다. 또한 WHO에서 자체적으로 진행하고 있는 연구에서는 중국 내 75,000 이상의 케이스를 분석 중인데 공기 전파를 발견할 수 없었다고 한다. 하지만 이에 대해 Ben Cowling (University of Hong Kong)은 아직 증거가 충분치 않으며, 증거가 없다고 SARS-CoV-2의 공기전파를 배제할 수 없다고 말했다.

Scientists in the United States have shown in the laboratory that the virus can survive in an aerosol and remain infectious for at least 3 hours. Although the conditions in the study were “highly artificial”, there is probably “a non-zero risk of longer-range spread through the air”, says co-author Jamie Lloyd-Smith, an infectious-diseases researcher at the University of California, Los Angeles.

▷미국의 다른 연구팀도 에어로졸에서 바이러스가 생존할 수 있으며 최소 3시간 이상 감염성을 유지함을 밝혔다고 한다[4]. 저자 중 한 명인 Lloyd-Smith (UCLA)는 물론 실험조건이 매우 인위적이긴 했지만, 공기로 원거리 전파됨을 배제하기는 어렵다고 밝혔다.

Gaps to fill
더 밝혀져야 할 것들

Leo Poon, a virologist at the University of Hong Kong, doesn’t think there’s enough evidence yet to say SARS-CoV-2 is airborne. He’d like to see experiments showing that the virus is infectious in droplets of different sizes.

▷University of Hong Kong의 바이러스 학자인 Leo Poon은 SARS-CoV-2의 공기전파 가능성에 대한 증거가 아직 불충분하다고 생각한다. 비말의 크기별로 바이러스가 얼마나 감염성이 있는지 확인이 필요하다는 입장이다.

Whether people with COVID-19 produce enough virus-laden aerosols to constitute a risk is also unknown, says Lloyd-Smith. Air sampling from people when they talk, breathe, cough and sneeze — and testing for viable virus in those samples — “would be another big part of the puzzle”, he says. One such study failed to detect viral RNA in air collected 10 centimetres in front of one person with COVID-19 who was breathing, speaking and coughing, but the authors didn’t rule out airborne transmission entirely.

▷Lloyd-Smith (UCLA) 또한 COVID-19 감염 위험 수준의 바이러스를 탑재한 에어로졸을 생성할 수 있는지는 아직 밝혀지지 않았다고 말했다. 그는 사람들의 말이나 호흡, 기침, 재채기로부터 채취한 샘플 안에 바이러스가 '생존'하고 있는지를 밝히는 것이 중요한 단서가 될 것이라 설명했다. 또 다른 연구에서는 COVID-19 환자 전방 10센티미터에서 채취한 공기 샘플에서 바이러스 RNA 확인을 실패했지만, 저자는 여전히 공기전파를 배제할 수는 없다고 전했다[6].

Another crucial unknown is the infectious dose: the number of SARS-CoV-2 particles necessary to cause an infection, says Lloyd-Smith. “If you’re breathing aerosolized virus, we don’t know what the infectious dose is that gives a significant chance of being infected,” he says. An experiment to get at that number — deliberately exposing people and measuring the infection rate at different doses — would be unethical given the disease’s severity.

▷또 하나 필수적으로 밝혀져야 할 것은 감염 도스, 즉, 감염을 일으키는데 필요한 SARS-CoV-2 입자의 숫자라고 Lloyd-Smith (UCLA)는 말했다. "설령 환자가 바이러스 에어로졸을 분출한다고 해도 우리는 어느 정도 바이러스가 모여야지 감염이 일어나는지 알 수 없다"라고 말을 이었다. 하지만 이를 밝히는 것은 실험대상자를 COVID-19에 감염시켜야 하므로 윤리적인 문제가 클 것이다.

Whatever the infectious dose, length of exposure is probably an important factor too, says Tang. Each breath might not produce much virus, he says, but “if you’re standing beside [someone who’s infected], sharing the same airspace with them for 45 minutes, you’re going to inhale enough virus to cause infection”.

▷감염 도스가 얼마일지는 모르겠지만 그것보다는 노출 시간이 더 중요할 것이라고 Tang (University of Leicester)은 말했다. 그는 매 호흡이 충분한 양의 바이러스를 생성하지는 않을 것이지만, 환자 바로 옆에서 45분간 같이 있다면 충분한 양의 바이러스에 노출될 것이라고 전했다.

But capturing those small concentrations of aerosols that, given the right combination of airflow, humidity and temperature, might build to an infectious dose over time, is “extremely difficult”, says Morawska. “We could say that we need more data, but then we should acknowledge the difficulty of collecting the data,” she says.

▷Morawska (Queensland University of Technology)는 적당한 공기의 흐름과 적당한 온습도 하에 감염을 일으킬 농도의 바이러스 에어로졸을 모으기는 굉장히 힘들다고 전했다. 데이터가 더 필요하지만, 데이터를 수집하는 것 자체가 매우 어려움을 인정할 수 밖에 없다고 한다.

Cautious approach
조심스런 접근

The assumption should be that airborne transmission is possible unless experimental evidence rules it out, not the other way around, says Tang. That way people can take precautions to protect themselves, he says.

▷Tang (University of Leicester)은 실험적 증거들이 아니라고 할 때까지는 공기전파가 가능하다고 가정하는 것이 옳다고 한다. 증거가 나올 때까지 공기전파가 불가능하다고 가정하는 접근은 위험하다고 한다. 그래야만 사람들이 사전에 주의를 기울이며 행동할 것이기 때문이다.

Increasing ventilation indoors and not recirculating air can go some way to ensuring that infectious aerosols are diluted and flushed out, says Morawska. Indoor meetings should be banned just in case, she says.

▷Morawska (Queensland University of Technology)는 실내환기를 통해 에어로졸의 농도를 줄여야 하고 실내모임은 금지되어야 한다고 전했다.

Meanwhile, Lan and others are calling for the public to wear masks to reduce transmission. Masks are ubiquitous in many countries in Asia. In the United States and some European countries, however, health officials have discouraged people from wearing them, in part because supplies are low and health-care workers need them. The Czech Republic and Slovakia, however, have made it mandatory for people to wear masks outside the home. Tang thinks those countries have taken the right approach. “They are following the southeast Asia approach. If everyone can mask, it is double, two-way protection,” he says.

▷한편 Lan (Wuhan University)은 전염을 줄이기 위해 대중들에게 마스크를 쓸 것을 요청했다. 아시아 국가들에서는 마스크를 구하기가 어렵지 않다. 하지만 미국과 유럽 일부 국가에서는 공급부족과 의료기관 당사자들의 필요성 때문에 일반인들의 마스크 사용을 자제해달라고 당부하고 있다. 체코와 슬로바키아는 반면 집 밖에서는 무조건 마스크를 사용하라고 지시하고 있다. Tang (University of Leicester)은 이 두 국가가 제대로 접근하고 있다며 "그들은 아시아 국가들의 접근을 따르고 있다. 모두 마스크를 착용한다면 양방향 보호가 가능하다"라고 전했다.

But Cowling thinks masks should be recommended for the public only after supplies have been secured for health-care workers, people with symptoms, and vulnerable populations such as the elderly.

▷하지만 Cowling (University of Hong Kong)은 마스크는 의료기관이나 유증상자, 노약자들에게 공급이 충분히 확보된 다음 일반 대중에게 권고하는 것이 옳다라고 말했다.

Reference
1. Liu, Y. et al. Preprint at bioRxiv http://doi.org/dqts (2020).
2. Ong, S. W. X. et al. J. Am. Med. Assoc. http://doi.org/ggngth (2020).
3. Santarpia, J. L. et al. Preprint at medRxiv http://doi.org/dqtw (2020).
4. van Doremalen, N. et al. N. Engl. J. Med. http://doi.org/ggn88w (2020).
5. Yan, J. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 115, 1081–1086 (2018).
6. Cheng, V. C. C. et al. Infect. Control Hosp. Epidemiol. https://doi.org/10.1017/ice.2020.58 (2020).

결론은 아직 과학계에서도 입장이 너무 다양해서 모르겠다는 것. 개인적으로는 에어로졸을 통해 감염될 확률은 지극히 낮을 것 같지만 (그래서 손 자주 씻는 것에 가장 무게를 두고 있지만), 인간의 무지는 언제나 광활하며, 심리적인 혹은 사회적인 측면에서라도 err on the side of caution이 맞지 않을까? 그리고 모두에 말했듯이 나도 무증상 감염자일 수 있으니 남을 위해서 마스크를 쓰는 것이 에티겟이겠다. 하지만 분명한 것은 공급의 제한이 있다면 수요의 우선순위는 확실해야 한다. 마지막 Cowling의 의견처럼 말이다.

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