△ 신개념 진단 기술이 잇따라 개발되고 있다.

국내에서 차세대 진단 기술을 잇따라 개발해 상용화 기대감을 높이고 있다.

11일 의료계 등에 따르면 국내 연구진들은 최근 항생제 내성 유전자 현장진단,초기 폐암 진단·예후 예측, 심장 혈관 상태 간단 예측 장비 등을 개발했다.

국립보건연구원은 최근 '유전자가위(CRISPR)' 기술과 유전자 증폭 기술을 결합해 이원 내 집단감염 위험이 높은 병원성 세균의 주요 내성 유전자를 40분 이내에 검출할 수 있는 현장형 유전자 검출 기술을 개발했다.

이 기술은 별도의 복잡한 장비 없이 현장에서 항생제 내성 유전자를 신속하게 검출할 수 있으며 특히 검출 과정에서 교차 오염을 완전히 차단한 것이 특징이다.

연구팀에 따르면 기존 강력한 항생제인 카바페넴에도 내성을 가진 '카바페넴 분해효소 생성 장내세균목(CPE)' 검사법인 유전자증폭 검사(Polymerase Chain Reaction, PCR)는 높은 정확도에도 검사 시간이 길고 전문 장비와 인력이 필요하다는 단점이 있다.

이에 연구팀은 유전자의 증폭과 검출 과정을 하나의 시험관에서 동시에 진행하는 진단 방식인 '단일튜브(one-pot) CRISPR 분자진단' 방식을 개발해 검사 과정을 대폭 단순화하고 검출 성능을 향상시켰다. 

그 결과 주요 카바페넴 내성 유전자인 KPC와 NDM을 매우 낮은 농도에서도 검출할 수 있었으며 실제 환자 검체 평가에서 민감도 94.4%, 특이도 98.7%를 기록했다. 또 검체 전처리부터 결과 확인까지 약 40분 이내에 가능해 기존 검사보다 신속한 현장 진단이 가능함을 확인했다.

연구팀은 실증 연구를 통해 현장 적용성을 높이고 실제 의료 환경에서도 활용이 가능한 제품화 단계로 발전시킨다는 계획이다.

고려대학교 구로병원 심장혈관흉부외과 김현구 교수는 최근 고려대학교 의과대학 의과학과 최병현 연구교수, 통계학과 안형진 교수, 바이오의공학과 최연호 교수와 함께 혈액 내 작은 세포외소포(small extracellular vesicle, sEV)에 존재하는 'GRIP 및 코일드코일 도메인 함유 단백질2(GRIP and coiled-coil domain-containing protein 2, GCC2 단백질)'이 초기 폐암의 진단과 예후 예측에 활용될 수 있음을 확인했다.

연구팀은 혈액 속 sEV에 포함된 GCC2 단백질에 주목했다. 

sEV는 세포가 분비하는 나노 크기의 물질로 암세포의 특성과 질병 진행 상태를 반영할 수 있어 액체생검 기반 바이오마커로 활발히 연구되고 있다. 

연구팀은 국내 5개 병원과의 다기관 협력을 통해 고려대 구로병원, 분당서울대병원, 강남세브란스병원, 서울아산병원, 삼성서울병원에서 확보한 임상자료와 혈액 샘플을 바탕으로 정상 대조군 150명과 폐 선암 환자 320명 등 총 470명의 혈장 샘플을 분석했다.

분석 결과 폐 선암 환자에서 혈액 내 sEV-GCC2 농도는 정상 대조군보다 유의하게 높았다.

특히 sEV-GCC2은 정상 대조군과 폐 선암 환자를 높은 정확도로 구분해(AUC 0.904) 혈액 기반 초기 폐암 진단 바이오마커로서의 가능성을 확인했다.

또 sEV-GCC2는 폐암의 존재 여부뿐만 아니라 환자의 예후와도 관련이 있는 것으로 나타났다.

연구팀은 수술 전 혈액 내 sEV-GCC2 농도가 높은 환자군에서 재발 위험 및 무재발 생존과의 관련성을 확인했으며 이를 통해 수술 후 재발 위험 평가와 환자별 치료 전략 수립에 활용될 가능성도 제시했다.

아울러 연구팀은 세포 및 동물실험을 통해 sEV-GCC2가 암세포 증식, 종양 성장, 림프절 전이와 관련될 수 있음을 확인함으로써 GCC2가 단순한 진단 바이오마커를 넘어 폐암의 진행 및 악성화에 관여하는 표적 물질이 될 가능성도 확인했다.

연구팀은 향후 수술 전후 환자 위험도 평가와 치료 전략 수립에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대했다.

연세대학교 강남세브란스병원 심장내과 이병권 교수는 최근 상지대학교 소프트웨어학과 이상석 교수와 함께 맥박 파동 측정으로 혈관질환 여부를 알아보는 의료 장비 '코로나이저(Coronyzer, KH-3000)'를 개발하고 그 정확도를 임상 자료를 근거로 조사했다.

연구팀은 심장 혈관 이상이 의심되는 대상군을 선별해 두 단계로 나눈 후 공정한 조사 과정을 가졌다.

먼저 협심증세가 의심되는 100명을 맥박 파동을 이용한 코로나이저 검사를 시행한 후 관상동맥 조영술로 실제 혈관 내부를 직접 확인해 진단에 대한 정확성을 전향적으로 비교했고 다음 단계로 실제 임상 현장에서 코로나이저 검사를 적용했던 관상동맥 조영술이나 컴퓨터 단층촬영 관상동맥조영술을 시술받은 136명 환자를 대상으로 독립적인 후향적 검증 연구를 시행했다. 

연구팀은 중증 관상동맥질환의 경우, 혈관 직경 협착률이 50% 이상인 경우로 정의했고 의료 장비가 지닌 진단 성능은 미리 정해진 저항(Resistance, R)과 순응도(Compliance, C)로 평가했다.

저항은 혈관 속에 낀 노폐물이 얼마나 혈액 흐름을 방해하는지를 의미하며 순응도는 혈관이 얼마나 탄력성을 지니고 잘 늘어나 혈압을 유연하게 받아내는지 정도를 의미한다.

연구팀은 심장 혈관 상태를 정확하게 파악하기 위해 저항과 순응도를 동시에 살폈다.

연구팀은 저항이 1.24보다 높거나(R > 1.24), 순응도가 0.8보다 낮은 경우(C < 0.8) 심장 혈관질환 위험 신호로 해석했다.</p>

연구 결과 코로나이저 검사를 먼저 시행한 전향적 코호트 연구에서 질환을 지닌 사람을 '병이 있다'고 맞추어내는 민감도는 81%를 보였다.

특이도는 89%를 보여 ‘건강한 사람을 아픈 사람으로 오진 판정할 확률이 낮음’을 나타냈다.

후향적 검증 코호트 연구 대상자에게는 저항과 순응도를 동시에 대입했다.

두 가지 요소 중 한 가지만이라도 위험수치에 들어가면 심장질환을 의심하는 'OR 규칙(R >1.24, or C <0.8)'에서는 높은 민감도(0.77)와 낮은 특이도(0.41)를 보였다.</p>

두 가지 요소가 모두 위험수치에 해당되는 'AND 규칙(R >1.24, and C <0.8)'에서는 낮은 민감도(0.53)와 높은 특이도(0.78)를 보여 측정 의료 장비가 유용함을 나타냈다.</p>

검사장비 측정 적중률을 그래프로 나타낸 AUC(Area Under the Curve)에서는 0.69을 기록해 해당 기기가 보조적 또는 선별적으로 심장질환을 살피는 도구로 활용이 가능함을 보였다. 

연구팀은 방사선 노출 위험이 없어 반복 검사가 가능하며 위험군을 사전에 선별할 수 있어 의료비 절감이라는 사회적 비용도 절약할 수 있을 것으로 기대했다.

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