콩팥이식 환자 소변으로 1시간 내 ‘면역거부 반응’ 신속 진단 장비 개발

경희대 의대 이상호·공대 서태석교수

말기 신장병으로 콩팥이식을 받는 사람은 매년 2000명을 조금 웃돈다. 다른 장기 이식과 마찬가지로 콩팥이식 후 가장 걱정해야 할 것이 남의 장기를 받아들이면서 생기는 면역 거부반응이다. 초급성 거부반응은 대개 이식 후 1시간 내에 찾아오며 급성 거부반응은 주로 6개월 안에 5~10%에서 발생한다. 이식 1년 후부터 장기간 진행되는 만성 거부반응의 빈도도 20~30% 된다. 이 경우 이식받은 콩팥마저 망가져 결국 다시 힘든 투석을 받아야 하는 상황에 처한다.

초급성 면역 거부반응은 대개 입원기간(통상 2~3주)에 나타나 응급조치가 가능하지만 급·만성 거부반응은 퇴원 후 일상에서 갑자기 겪을 수 있으므로 발빠르게 포착해 대처해야 한다. 거부반응이 심하면 소변량 감소, 이식 콩팥의 통증, 거품 오줌 증가 등이 생길 수 있다. 문제는 대부분 면역억제제를 사용하기 때문에 이식 초기에는 거부반응 증상이 거의 나타나지 않는다는 점이다. 이로 인해 이식된 콩팥이 상당히 손상된 상태에서 발견되는 경우가 많다.

게다가 거부반응 검사와 진단은 꼭 병원을 방문해야 가능하다. 이식 콩팥에 굵은 바늘을 찔러 떼낸 조직으로 검사를 진행하는데, 자칫 혈관을 잘못 건드리면 출혈 위험이 있다. 또 조직검사를 하려면 통상 하루이틀 입원이 필요하고 결과 확인에도 2일 이상 걸려 번거롭다.

그런데 의학과 공학기술의 접목으로 콩팥이식 환자의 오줌을 이용해 면역 거부반응을 보다 신속·편리하게 진단하는 기기가 개발됐다. 해당 기기를 활용하면 입원 없이 집에서도 1시간 내에 거부반응 여부를 확인할 수 있다.

강동경희대병원 신장내과 이상호 교수와 경희대 공대 서태석 교수는 ‘미세유체시스템’과 ‘LAMP 등온 유전자 증폭법(PCR)’을 통해 콩팥이식 환자 소변에서 거부반응을 예측하는 진단 모델과 현장 검사장비를 제작했다. 미세유체시스템은 1㎜ 보다 작은 공간에서 움직이는 유체의 특성을 연구하거나 이를 이용한 제품을 만드는 기술이다. 피나 소변 한방울로 각종 질병을 찾아낼 수 있어 ‘칩 위의 실험실(랩온어칩)’로 불린다. LAMP 등온 유전자 증폭법은 핵산(DNA, RNA) 진단에 3시간 이상 걸리는 기존 PCR과 달리 1시간 내에 결과가 나오는 분석법이다. 환자 소변에서 RNA를 추출·증폭해 거부반응 관련 3가지 생체지표의 발현량을 측정하는 방식으로 연구팀은 실제 콩팥이식 환자 10명에게 적용해 진단해냈다. 해당 연구결과는 생물공학 분야 국제학술지에 발표됐다. 연구팀은 현장 신속 PCR 기기의 상용화를 준비 중이다.

이 교수는 13일 “콩팥이식 환자의 최대 걱정인 거부반응에 대한 치료 골든타임을 확보할 수 있는 획기적 방식”이라며 “상용화될 경우 이식환자들의 생존율과 삶의 질을 높이는 데 기여할 것”이라고 말했다.

민태원 의학전문기자