PCR보다 간단하고 신속항원검사보다 정확한 바이러스 검출기술도 개발

패혈증은 감염 때문에 신체가 비정상적 면역 반응을 보이면서 발열, 빠른 맥박, 호흡수 증가, 백혈구 수의 급격한 증감 등 호흡기, 신경계, 순환계 등 전신에 걸친 염증 반응이 급속히 진행되는 질환으로 치료의 골든아워를 놓치게 되면 사망에 이르게 된다. 실제로 패혈증은 10대 사망원인으로 꼽힐 정도로 치명률이 높다. 2014년 ‘마왕’ 신해철이 우리 곁을 떠나게 된 것도 이 패혈증 때문이다.

패혈증 증상이 나타나더라도 치료를 위해 원인균을 분석해야 하는데 수 일이 걸리는 경우가 많다. 국내 연구진이 2~3일 이상 걸리는 혈액의 세균 감염여부를 3시간 안에 진단할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다.

울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과, 분당서울대병원 응급의학과 공동 연구팀은 혈중 감염성 세균을 빠르게 검출하고 추가 검사 없이 세균의 종류와 양까지 분석이 가능한 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 기술은 동물모델과 세균 감염 환자의 혈액을 이용한 실험을 거쳤기 때문에 임상적 유용성도 증명해 빠른 상용화도 가능할 것으로 기대되고 있다. 이번 연구 결과는 나노·마이크로 분석과학 분야 국제학술지 ‘스몰 메서드’에 실렸다.

패혈증으로 인한 사망사고를 막기 위해서는 빠른 진단이 필요하다. 현재 사용되는 혈액 배양법은 최소 하루, 정확한 처방을 위해 원인균까지 밝혀내기 위해서는 추가 검사나 시간이 필요하다.

연구팀은 미세 유체 칩 기술에 ‘유전물질 검출’(FISH) 기술을 접목해 손가락 크기의 칩에 혈액을 흘리면 혈중 세균을 분리하고 농축한 다음 FISH 기술로 검출해 3시간 내에 원인균 종류까지 알 수 있는 방법을 만든 것이다. FISH 탐침이 특정 세균의 유전자와 결합하면서 형광빛을 내도록 해 색깔 변화에 따라 세균 감염여부를 알아내는 방식이다.

연구팀은 이번 기술로 기존 방법으로 음성이 나온 패혈증 의심 환자의 혈액에서도 세균이 얼마나 있는지 정량적 검출에 성공했다.한편, 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부, 서울대 화학생물공학부 공동 연구팀은 색 변화를 통해 신속하고 정확하게 바이러스를 관찰하고 분석할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 기술을 활용하면 PCR 검사의 복잡성과 신속진단키트의 낮은 정확도를 보완할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다.

연구팀이 개발한 이번 바이오센서 플랫폼은 간단한 표면 처리만으로도 유전자 증폭이나 표지 부착 없이 직관적으로 낮은 농도의 바이러스도 감지할 수 있도록 했다. 또 현미경 스캐닝을 이용한 색도 분석으로 바이러스 입자 분포 및 밀도까지 파악할 수 있어 빠르고 간단하게 바이러스를 검출해 정량적 분석까지 할 수 있는 방법을 개발한 것이다.

연구팀은 일반인들도 육안으로 바이러스를 쉽게 식별할 수 있는 기술 개발을 위한 추가 연구를 진행하고 있다.