국내 연구팀, ‘코로나 바이러스·변이’ 1000배 빠른 진단법 개발

(왼쪽부터)분당서울대병원 외과 한호성교수, 진단검사의학과 박정수 교수, 외과 김상태 수석연구원.(병원 제공)

국내 연구팀이 수초 만에 코로나 바이러스 및 수십 종의 변이체를 진단할 수 있는 바이오센서를 세계 최초로 개발했다.

이는 기존 분석법보다 1000배 이상 빠른 데다 민감도와 특이도가 높아 감염병 확산을 막는 데 큰 기여를 할 것으로 보인다.

분당서울대병원 외과 한호성 교수·김상태 수석연구원, 진단검사의학과 박정수 교수 연구팀은 전기화학적 반응을 통해 환자의 타액, 콧물, 땀, 소변으로부터 수초 내에 다양한 항원을 검출하는 비표지식 멀티 바이오센서를 개발했다고 7일 밝혔다.

지난 코로나19 팬데믹 이후 코로나19 바이러스의 다양한 변종이 지속적으로 발생하고 있지만 변이체를 정확하고 신속하게 식별할 수 없다는 한계가 있었다.

현재 감염병 진단에는 항체와 항원 반응을 이용한 현장용 신속진단키트 및 실험실 기반의 고가의 PCR(유전자증폭검사), 효소면역측정법(ELISA) 등이 보편적으로 사용되고 있다.

하지만 연구팀에 따르면 이번에 개발된 바이오센서 시스템은 기존에 항체 기반의 신속진단키트나 ELISA 분석법보다 1000배 이상 신속하며, 민감도와 특이도가 높아 극미량의 항원도 검출할 수 있다.

특히 자체 제작한 압타머(WQCSA)는 다양한 항원을 구조적인 형태로 인식하도록 디자인되어 수십 종의 변이체를 탐지할 수 있다.

여기서 말하는 압타머는 특정 분자에 결합하는 물질로 항체처럼 표적분자에 높은 친화력과 특이성을 갖고 결합해 ‘화학 항체’로 불린다.

단일 부위에 결합하는 항체와는 달리 압타머는 표적 단백질의 3차원적 형체를 인식해 항체보다 표적에 대한 선택성이 높으며 저렴한 비용으로 대량생산이 쉽다.

연구팀이 개발한 바이오센서를 통해 검사를 진행한 결과, 다양한 코로나19 바이러스 변이체를 10펨토몰(fM) 농도까지 검출하며 높은 민감도와 특이성을 나타냈다. 체내 물질의 농도는 ‘몰(mol)’ 단위로 나타내며 펨토몰은 1000조분의 1몰을 뜻한다.

한호성 교수는 바이오센서에 대해 “압타머의 유연한 구조적 결합을 기반으로 코로나19 바이러스 및 수십 종의 변이체를 정확하게 감지하는 다중항원 멀티 바이오센싱 기술”이라고 소개하면서 “저렴하고 신속하게 변이체 항원까지 검출할 수 있는 효율적인 진단 도구로 쓰일 수 있을 것”이라고 말했다.

박정수 교수는 “이번에 연구팀이 개발한 멀티 바이오센서 시스템은 질병을 조기에 발견하고 전염병 확산을 막는 데 크게 기여할 것”이라고 기대했다.

(서울=뉴스1)