치명률 높은 폐혈증 2~3시간내 진단…골든타임 사수한다

UNIST-분당서울대연구팀, 혈액 세균 감염 조기 진단법 개발

[아시아경제 김봉수 기자] 치명률이 높은 폐혈증, 즉 혈액의 세균 감염 여부를 3시간 안에 진단할 수 있는 기술이 개발됐다. 최대 2~3일이 걸리던 진단 시간을 획기적으로 앞당겨 치료의 골든타임을 놓치지 않을 수 있게 됐다.

울산과학기술원(UNIST)은 분당서울대병원 연구팀과 혈중 감염성 세균을 빠르게 검출하는 진단 칩 기술을 개발하고, 동물모델과 세균 감염 환자의 혈액을 이용해 이 기술의 임상적 유용성도 입증했다고 7일 밝혔다.

혈액의 세균 감염 여부(균혈증)를 알아내는 것은 세균 감염이 악화해 발병하는 패혈증의 사망률을 낮추는 데 필수적이다. 전신 염증 증상인 패혈증은 10대 사망원인으로 꼽힐 정도로 치명률이 높지만 조기에 발견하면 완치할 수 있다. 하지만 세균 감염 여부를 진단하기 위해 널리 쓰이는 혈액 배양법은 최소 하루의 시간이 걸린다. 정확한 처방을 위해 원인균을 알아내기까지는 추가 검사나 시간이 더 필요했다.

연구팀은 미세 유체 칩 기술에 유전물질 검출(FISH) 기술을 접목해 3시간 안에 원인균의 종류까지 알 수 있는 기술을 개발했다. 손가락만 한 칩 안에서 혈액을 흘려 혈중 세균을 분리·농축한 뒤 이를 FISH 기술로 검출해 내는 것이다. FISH 탐침(probe)이 특정 세균의 유전자(핵산 염기서열)와 결합하면서 형광 발색이 되는 원리를 쓴다. 이 발색 변화를 보고 특정 세균 감염 여부를 알아내는 방식이다. 또 형광 세기를 비교 분석하면 감염 사실 뿐만 아니라 감염된 세균의 양도 알 수 있다.

연구팀은 이 진단기술을 이용해 기존 진단기술로 음성이 나온 패혈증 의심 환자의 혈액에도 세균을 정량적으로 검출하는 데 성공했다. 이 진단법은 미세 유체 칩 안의 자성 나노입자 덕분에 혈액 속에서 세균만 분리해 빠르게 농축할 수 있다. 입자 표면에는 면역 단백질이 코팅되어 있어 세균만 자성 나노입자에 달라붙게 되는데, 이 상태에서 자기장(자석)을 이용해 세균을 분리하는 방식이다.

연구팀은 “하루 이상 걸리던 기존의 혈액 배양법이나 복잡한 유전체 기반 진단 검사의 단점을 보완할 수 있는 빠르고 간편한 검사법을 개발했다”라며 “혈액 배양법보다 빠른 PCR 같은 유전체 기반 검사도 여전히 유전체를 추출하고 증폭하는 시간과 복잡한 과정이 필요했는데, 이 기술은 빠른 세균 분리 농축과 즉각적인 감지 기술로 시간을 크게 줄이고 검사 과정도 단순화했다”고 설명했다. 연구팀은 또 “FISH 탐침의 종류와 정확도를 높이고 의료현장에서 사용 가능한 형태의 기기를 개발하기 위한 연구를 추가 계획 중”이며 “항생제 내성균 검출과 항생제 감수성 진단 연구에도 응용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제 학술지인 ‘스몰 메소드’ (Small Methods)에 지난 18일 실렸다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr