피 한방울로 바이러스 진단 10분 이내 결과 도출 기술 개발!

혈액 한 방울로 바이러스나 세균 감염 여부를 빠른 시간 내에 알 수 있다면 어떨까요?

 

인체의 면역반응을 모방한 ‘인공 혈관 칩’에 혈액 한 방울을 떨어뜨려 바이러스나 세균 감염 여부를 즉석에서 진단하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐습니다.

 

 

 

 

열과 같은 증상이 나타나기 전에 감염 여부를 알 수 있을 뿐만 아니라 복잡한 검사기가 필요 없어 현장에서 바로 사용이 가능하다고 합니다. 

목   차

 

1. 병원균 감염여부 조기 판별할 수 있는 미세 유체 칩 개발

2. 감염여부 판단 원리

3. 혈액배양이나 PCR 검사방법보다 진단 결과가 빠르다

4. 글을 마치며

 

 

 

1. 병원균 감염여부 조기 판별할 수 있는 미세 유체 칩 개발

 

 

 

울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬 공학과 강주헌 교수팀은 병원균 감염 여부를 조기에 판별할 수 있는 미세 유체 칩을 개발했다고 23일 밝혔습니다. 머리카락 수준으로 가느다란 관으로 이뤄진 칩에 감염된 혈액(유체)을 넣으면 혈액 속 백혈구가 유체 관(인공 혈관) 벽면에 달라붙습니다.

 

 

2. 감염여부 판단 원리

 

감염된 사람은 벽에 달라붙는 백혈구 숫자가 건강한 사람에 비해 눈에 띄게 많기 때문에 저배율의 광학현미경만으로 감염 여부를 쉽게 판독할 수 있습니다.

 

 

 

 

검사에 소요되는 시간은 10분 내외로 짧습니다. 또 감염된지 1시간에도 감염 여부를 알아낼 수 있어 열과 같은 증상이 없는 잠복기 환자를 조기에 선별할 수 있습니다. 문진이나 체온 검진에 의존하고 있는 코로나 환자 선별방식을 획기적으로 바꿀 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

 

 

 

연구팀은 면역세포(백혈구)가 감염이 발생된 부위로 이동하기 위해 혈관 내벽을 통과(혈관 외유 출)하는 과정에서 혈관 내벽에 붙는 현상을 모방했습니다. 개발한 칩의 유체 관 벽면에는 감염 시 혈관 내피세포가 발현하는 단백질이 코팅돼 있습니다. 

 

이 단백질은 혈액 속을 떠다니는 백혈구를 붙잡는 역할을 하는데 환자의 백혈구 표면에서도 혈관 내벽 단백질과 짝을 이루는 단백질 발현이 증가할 뿐만 아니라 이러한 백혈구의 비율이 높아진다고 합니다. 이 때문에 환자의 혈액을 미세 유체 관에 흘렸을 경우, 유체 관 벽면에 달라붙는 백혈구 숫자가 건강한 사람에 비해 훨씬 많습니다.

연구팀은 항생제 저항성 세균에 감염된 쥐로 개발된 미세 유체 칩의 성능을 테스트했고 감염된 쥐의 혈액 한 방울 (50마이크로 리터)을 미세유체 소자에 흘려주었을 때 감염되지 않는 쥐보다 더 많은 양의 백혈구가 유체 관 벽면에 붙어 있는 것을 확인할 수 있었습니다. 또 감염된 지 1시간밖에 지나지 않은 초기에도 정상 쥐와 비교해 더 많은 양의 백혈구가 붙어 있었는데 이는 감염 환자 조기 선별이 가능한 대목입니다.

 

3. 혈액배양이나 PCR검사방법보다 진단 결과가 빠르다

 

강주헌 교수는 “기존의 혈액배양이나 PCR검사 방법보다 더 빠른 시간 안에 진단 결과를 알 수 있고, 진단에 필요한 광학현미경도 이미지 확대에 필요한 배율이 낮아 스마트폰에 장착이 가능한 수준”이라며 “궁극적으로 5~10분 내에 감염 여부를 진단하는 저렴한 휴대용 진단 시스템을 완성하는 것이 목표”라고 설명했습니다.

 

 

 

그는 또 “인체에도 동일한 면역 시스템이 있고, 인간의 백혈구는 실험에 사용된 쥐보다 수천 배 더 민감한 반응을 보이기 때문에 상용화 가능성이 높다”며 “병원과의 공동연구를 통해 환자를 선별하는 임상 연구를 계획 중”이라고 밝혔습니다.

이번 연구결과는 엘스비어(Elsevier) 출판사에서 발간하는 국제학술지 ‘바이오센서 & 바이오일렉트로닉스’ 8월 29일 온라인 공개됐습니다.

 

 

4. 글을 마치며

 

대한민국은 예전부터 빨리빨리 문화때문에 뭐든 한번 시작하면 끝을 보는 민족이라는 것을 전 세계사람들 다 알고 있습니다. 이번 진단시스템 개발 또한 한국인의 이런 특성 때문에 이룬 쾌거 같아 보입니다.

 

 

 

 

 

병원균이나 바이러스의 경우 검사를 얼마나 빨리 진행하고 결과를 도출하느냐에 따라 환자의 목숨이 달려있는데 이번 진단 시스템은 기존 혈액배양이나 PCR보다도 빠른 진단 결과를 알 수 있기 때문에 상용화만 된다면 정말 획기적인 기술이 되지 않을까 예상해봅니다.

 

 

 

 

 

파트너스 활동의 일환으로 수수료를 지급받음