수리연 감염병연구팀, 학교 개학 시나리오별 대구 지역 COVID-19 확산 영향 분석 시뮬레이션 모델 개발

□ 국가수리과학연구소(소장 정순영, 이하 수리연) 감염병연구팀(이하 연구진)은 마이크로 시뮬레이션 모델을 개발하여 대구 지역 코로나바이러스감염증-19(COVID-19) 기존 확진 결과를 재현한 후, 초/중/고 개학을 가정하여 대구 지역 COVID-19 확산에 미치는 영향을 분석ㆍ예측했다.

□ 3월 30일 기준, 국내 9,661명의 COVID-19 누적 확진자 중 대구 지역 누적 확진자가 6,624명으로 전체 68.6%에 해당하며, 이 중 신천지 관련 확진자는 4,467명으로 대구 지역 확진자의 67.4%에 해당한다. 

 ◎ 대구 시민을 250만명, 대구 신천지 교인을 9,000명으로 가정하면, 신천지 교인의 COVID-19 누적 감염율은 49.63%, 비 신천지 시민의 누적 감염율은 0.08%으로서, 신천지 교인 누적 감염율이 비 신천지 시민의 누적 감염율 보다 약 575배 더 큰 양상을 보였다. 

 ◎ 결국 대구 지역 COVID-19 유행은 신천지 교인 집단이 고위험집단인 핫스폿(hotspot)이 되어 대구 지역사회로 COVID-19가 전파되었음을 보여준다.

□ 수리연 연구진은 대구 인구와 동일한 크기의 가상 인구 집단을 이용한 마이크로 시뮬레이션 모델을 개발하여 3월 26일까지의 대구 지역 COVID-19 확진 결과를 재현했다.

 ◎ 시뮬레이션 모델의 각 개인은 가구, 직장/학교, 공동체(종교 및 친목 모임)에서 감염자와 접촉을 통하여 감염될 수 있도록 설계하였으며, 재현 결과 신천지 교인 사이의 COVID-19 감염 확률은 비 신천지 대구 시민의 감염 확률보다 약 9.3배 큰 것을 확인할 수 있었다.
      ※ 신천지 교인에 대한 대대적인 검사 및 격리가 시작된 2월 29일 이후, 증상발현 후 확진까지의 평균기간이 4.3일에서 2.7일로 단축

□ 연구진은 재현 결과를 토대로 ▲ 초/중/고 방학을 계속 유지할 경우 ▲ 4월 6일 개학을 진행할 경우 ▲ 4월 6일 개학 진행 후 증상 발현-확진 평균 기간이 다시 4.3일로 다시 증가할 경우* 등 3가지 시나리오를 가정하여, 초/중/고 개학이 대구 지역 COVID-19 확산에 미치는 영향을 분석ㆍ예측했다.
      * 학생들의 증상 발현에 대한 상대적 둔감 및 소극적 표현 가능성 등을 감안한 증상 발현부터 확진까지의 평균 기간 증가를 가정

 ◎ 각 시나리오별 대구지역 최종 누적 확진자 수는 중위값을 기준으로 6,677명부터 6,784명까지 최대 107명이 추가로 발생할 수 있을 것으로 예측됐다.
      ※ 각 시나리오 별 서로 다른 100개의 랜덤 시뮬레이션 시행을 통해 중위값 도출

 ◎ 또한 마지막 신규 확진자의 발생일(유행 종료)은, 4월 26일부터 7월 27일까지 최대 92일 차이가 발생할 수 있을 것으로 예측됐다.

□ 손우식 수리연 감염병연구팀장은 “이번 연구는 해외 및 국내 다른 지역으로부터 COVID-19 신규 감염자가 대구로 유입되지 않는다고 가정 하에 진행된 제한점이 있지만, 고위험과 저위험 집단으로 확연히 분리되는 대구의 COVID-19 유행 사례를 이해하고 학교 내 감염을 시뮬레이션 할 수 있는 모델을 개발했다는데 의의가 있다”고 밝혔다.

□ 연구진은 향후 보다 정확한 예측 및 방제 정책 효과 분석을 위해 지역 간 인구 이동과 국외 감염 잠복기 환자 입국을 반영한 감염병 확산 분석ㆍ예측 모델 연구를 계속적으로 진행하고, 시뮬레이션을 전국으로 확대해 나갈 계획이다.