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뎅기열은 사람과 모기 사이에 전파되는 바이러스성 전염병으로, 주로 덥고 습한 기후에서 발생해요. 이 때문에 열대우림기후인 말레이시아는 뎅기열에 취약하지요. 데이비드 그린할 영국 스트래스클라이드대학교 수리통계학부 교수팀은 말레이시아 연구팀과 함께 모기를 효과적으로 잡을 수 있는 트랩을 연구했어요.

이 모기 트랩에는 알을 품은 암컷 모기를 냄새로 유혹하는 자연 물질과 곤충의 성장을 억제하는 ‘피리프록시펜’ 성분이 들어있어요. 그래서 암컷 모기가 들어와 알을 낳게 되면 알에서 깨어난 모기 유충이 성장하지 못하고 죽어버리지요. 즉, 뎅기열을 전파시키는 모기 수를 줄여 질병에 걸릴 확률을 감소시키는 원리예요.

연구팀은 2019년부터 말레이시아 페낭 지역에 모기 트랩을 설치하고 그 효과를 검증했어요. 말레이시아 보건부와 질병관리부에서 관리하는 뎅기열 정보 웹사이트인 ‘아이뎅기’에 따르면 2018년과 2020년에 이 지역에서 뎅기열에 걸린 사례 수를 비교했을 때, 6071건에서 1010건으로 83% 넘게 감소했어요. 그린할 교수는 “앞으로 말레이시아 전역으로 확대해 모기 트랩을 설치하고 싶다”며, “최근에는 싱가폴, 스리랑카, 태국, 인도네시아 등도 모기 트랩에 관심을 보이고 있다”고 전했어요.

전염병을 연구하는 수학자!

안녕하세요. 데이비드 그린할 교수입니다. 영국 스트래스클라이드대학교 수리통계학부에서 수학과 통계학을 이용해 C형 간염, 에이즈, 뎅기열과 같은 감염병의 전파와 통제 방법을 연구하고 있습니다.

2016년부터 박사후연구원 2명과 함께 말레이시아에서 진행한 뎅기열을 막을 수 있는 장치를 개발하는 연구에 참여했습니다. 뎅기열의 전파를 막기 위한 방법으로 화학 스프레이, 백신 접종, 생물학적 제어, 모기 트랩이 있어요. 저희는 그중에서도 친환경적인 방법인 모기 트랩을 연구하지요.

저희 팀은 특히 모기 트랩의 뎅기열 예방 효과를 알아보는 수학 모형을 개발했습니다. 먼저 감염병이 어떻게 전파될지 예측하는 수학 모형인 ‘SIR 모형’을 이용해 말레이시아의 뎅기열 확산 모형을 만들었어요. 그다음 말레이시아 곳곳에 모기 트랩을 설치하고 여러 실험 데이터를 얻었지요. 컴퓨터 모형을 이용해 주어진 모기 트랩 수와 인간 수, 모기 개체 수에 따라 뎅기열 예방 효과가 어떤지 예측했습니다.

수학과 통계가 생물학적 시스템을 연구하는 데 매우 유용하다고 생각해요. 수학 모형을 구축하고 나면 실제 실험을 수행하지 않아도 모기 트랩을 사용하는 다양한 방법의 효과를 예측할 수 있기 때문이에요.