오송첨단의료산업진흥재단(KBIOHealth)은 이승락 박사팀이 연세대 신용 교수팀과 ‘감염성 바이러스 진단 기술’ 공동연구를 통해 임상 검체에 존재하는 감염성 박테리아 또는 바이러스를 빠르고 민감하게 검출할 수 있는 자동화 분자 진단 시스템을 개발했다고 31일 밝혔다.
전세계적으로 인수공통감염병(Zoonosis)과 같은 신종 감염병(Emerging infectious diseases)의 확산을 막고 미래 유행병을 예방할 수 있는 핵산 추출 (NA extraction) 기술과 핵산 검출(NA detection) 기술이 통합된 자동화 진단 시스템의 중요성이 증가하고 있다.
특히 분자 진단 시스템의 자동화는 다양하고 복잡한 작업을 빠르고 효율적으로 처리할 수 있으며 감염 노출에 대한 위험을 줄여주고 노동력과 비용, 장소의 제약에서 비교적 자유로워 임상 환경에서 진단 유연성을 향상시킬 수 있다.
이번 연구는 연세대학교 신용 교수(교신저자)와 구본한 박사(제1저자)가 병원체 농축 및 핵산 추출이 가능한 새로운 미세유체 플랫폼 기술 개발을 수행했고 KBIOHealth 이승락 박사(교신저자)와 이기리 주임연구원(제3저자)은 파장 가변 레이저 광학 센싱 기술 기반 자동화 분자 진단 시스템 기술 개발을 수행했다.
이번 연구에서 제안한 미세유체 플랫폼은 내부의 양전하(+) 표면에 의해 음전하(-)인 병원체와 핵산을 정전기적으로 결합할 수 있고 핵산의 핵 염기와는 공유결합을 형성하여 병원체와 핵산을 농축, 분리할 수 있는 신속하고 간단한 방법이다.
KBIOHealth에서 제안한 광학 센싱 기반 자동화 분자 진단 시스템은 광 센싱 효율을 극대화할 수 있는 광 신호 검출 프로브와 신호 처리 및 분석 기술을 이용해 최소한의 조작과 간섭으로 총 80분(병원체 농축 포함) 또는 60분(병원체 농축 제외) 이내에 신종 감염병의 고민감도, 특이도 검출이 가능하다.
이번 연구를 통해 총 33명의 Q열 의심 환자와 코로나19 의심 환자의 혈액, 타액, 면봉 검체를 이용하여 자동화 진단 시스템을 검증했다. Q열 환자와 Q열이 의심된 다른 열성 질환 환자 혈액을 이용하여 Q열 환자를 정확하게 구별했고 코로나19 환자와 다른 감기 바이러스 감염 환자 타액 및 면봉 검체에서 코로나19 환자를 정확하게 구별해 100%의 민감도 및 특이도를 보였다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘Sensors and actuators B-chemical’에 1월 15일 온라인 게재됐다.
KBIOHealth 차상훈 이사장은 “신종 감염병 진단기기 개발을 위해 연구에 매진해 좋은 성과를 내준 연구원분들의 노고에 감사드린다”며 “앞으로도 의료기기 산업 발전에 기여하기를 기대한다”고 말했다.
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