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중앙방역대책본부 환자관리팀에 따르면 2021년 1월부터 3월까지의 코로나19 확진자 중 중증환자의 격리치료 기간은 약 24.6일, 경증환자는 약 11.9일입니다(2021년 5월 31일 기준). 그렇다면 코로나19 확진자의 적정 격리기간을 어떻게 계산할 수 있을까요? 정일효 부산대학교 수학과 교수팀은 코로나19 확진자마다 필요한 격리기간을 수학 모형으로 분석했습니다.

연구팀은 약 10일간 격리기간을 가진 뒤 증상에 따라 연장 또는 격리를 종료하는 방법(획일적 방법)과 환자마다 중합효소연쇄반응(PCR) 검사를 실시해 격리기간을 다르게 설정하는 방법(개인화 방법)으로 구분했습니다. 그런 다음 시간에 따라 코로나19를 일으키는 사스코로나바이러스(SARS-CoV)-2 양이 어떻게 변화하는지를 분석하는 수학 모형을 만들었습니다.

연구팀은 이 모형에 SARS-CoV-2가 공격할 표적 세포가 줄어들 때 감염 증상이 완화되는 코로나19의 특성을 반영하기 위해 미감염 표적 세포 수의 비율과 SARS-CoV-2의 농도 등을 변수로 포함했습니다. 그런 다음 전염성을 보일 수 있는 혈액 속  SARS-CoV-2의 최소량을 기준으로 시뮬레이션했습니다.

그 결과 획일적 방법은 혈액 1mL 당 감염된 세포가 각각 10^4.5, 10^5.0, 10^5.5개일 때 전염성이 남아있는 환자가 조기 퇴원할 확률이 5%라면, 필요한 격리기간은 11일, 7일, 5일로 나타났으며, 불필요한 격리기간은 5.8일, 3.8일, 3.3일이었습니다. 개인화 방법의 경우 하루 간격으로 연속 2회 PCR 검사하는 우리나라의 방식은 조기 퇴원 확률이 8.1%로 추정됐습니다. PCR 검사를 연속 3회로 늘릴 경우 조기 퇴원 확률이 2.0%로 매우 낮았고 불필요한 격리기간도 2.3일 정도로 짧았습니다.

연구를 이끈 정용담 부산대학교 수학과 박사과정연구원은 “수학 모형을 통해 불필요한 격리 기간을 줄이는 데 개인화 방법이 더 유리하다는 것을 확인했다”고 말했습니다. 코로나19 감염자의 적절한 격리기간을 구하는 데 활용될 수 있는 셈입니다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘이라이프(eLife)’ 7월 27일자에 게재됐습니다.