혈액 세균 감염 진단 최대 3일 소요…패혈증 유발
UNIST, 3시간 내에 감염 여부 및 세균 종류 진단
미세유체칩 기술과 형광 FISH 기술을 접목한 세균 감염 진단 기술. 초록색 형광으로 감염 여부를 알 수 있다. UNIST 제공
최대 3일이 걸리는 혈액의 세균 감염 여부를 3시간 안에 진단할 수 있는 기술이 개발됐다. 추가 검사 없이 세균의 종류와 양에 대한 분석까지 가능해 치명률 높은 패혈증 치료에도 청신호가 켜졌다.
7일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 바이오메디컬공학과 강주헌, 권태준, 김하진 교수와 분당서울대병원 이재혁 교수팀은 혈중 감염성 세균을 빠르게 검출하는 진단 칩 기술을 개발했다.
혈액 세균 감염 여부 진단은 패혈증의 사망률을 낮추는 데 필수적이다. 패혈증은 세균 감염이 악화해 발병하는 전신 염증으로 10대 사망원인으로 꼽힌다. 조기에 발견하면 완치할 수 있지만 세균 감염 여부 진단에 쓰이는 혈액 배양법은 최소 하루의 시간이 걸리고 정확한 처방을 위한 원인균 파악에는 추가검사나 시간이 더 필요하다.
연구팀이 개발한 기술은 손가락만한 칩 안에 혈액을 흘려 혈중 세균을 분리·농축한 뒤 특정 DNA 서열을 염색체 상에 혼성화시켜 분포와 위치를 확인하는 FISH(Fluorescence in situ hybridization)기법으로 검출하는 것이다. FISH 탐침(probe)이 특정 세균의 유전자와 결합하면서 형광 발색이 되는 원리를 적용했다. 발색 변화와 세기에 따라 3시간 안에 원인균 종류는 물론 감염된 세균의 양까지 알 수 있다. 동물모델과 세균 감염 환자의 혈액을 이용해 임상적 유용성도 입증했다.
연구팀은 “혈액 배양법보다 빠른 PCR 등 유전체 기반 검사도 유전체를 추출하고 증폭하는 시간과 복잡한 과정이 필요한 데 비해 해당 기술은 빠른 세균 분리 농축과 즉각적인 감지 기술로 시간을 크게 줄이고 검사 과정도 단순화했다”고 설명했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부의 차세대 의료기기 플랫폼 기술 개발 사업의 지원을 받아 이뤄졌다. 연구 결과는 세계적인 학술지인 ‘스몰 메소드’ (Small Methods)에 지난달 18일 자로 공개됐다.
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