서울대병원, 세계 최단시간 항균제 감수성 검사 기술 개발

연구팀, 기존 검사 대비 48시간 단축…세계서 가장 빠른 속도
"패혈증 치료 혁신에 중요한 역할"…'네이처' 소개

초고속 항균제 감수성 검사(uRAST) 진행 순서. (서울대병원 제공)

(서울=뉴스1) 천선휴 기자 = 국내 연구팀이 세계 최단시간 항균제 감수성 검사 기술을 개발했다. 치료에 촌각을 다투는 치명적 질환인 패혈증의 예후를 획기적으로 개선할 길이 열린 것이다.

25일 서울대병원에 따르면 감염내과 박완범 교수, 진단검사의학과 김택수 교수, 혈액종양내과 김인호 교수, 서울대 전기공학부 권성훈 교수 연구팀이 (주)퀀타매트릭스와의 공동연구를 통해 개발한 '초고속 항균제 감수성 검사(uRAST)' 기술이 기존 방법 대비 검사 시간을 평균 48시간 단축했다는 임상시험 결과를 발표했다.

이 기술을 활용하면 2~3일이 걸리는 검사를 반나절 만에 완료할 수 있어 연구팀은 신속한 패혈증 치료가 가능해질 것으로 기대하고 있다.

패혈증은 병원균의 감염으로 인해 전신에 염증 반응이 나타나는 질환으로 매시간 사망률이 약 9%씩 빠르게 증가해 결국 10명 중 2~5명은 사망에 이른다.

문제는 치료를 위해선 최적의 항균제를 신속하게 처방받아야 하는데 항균제 감수성 검사가 오랜 시간이 걸린다는 점이다.

항균제 감수성 검사를 위해선 먼저 36~48시간의 '사전 배양'(혈액 배양+순수 배양)을 통해 충분한 수의 병원균을 확보해야 한다. 다음으로 24~36시간 동안 '병원균 동정 및 항균제 감수성 검사'를 통해 병원균의 종류를 파악하고 효과적인 항균제를 찾는다.

특히 사전 배양 초기 단계인 '혈액 배양'은 병원균의 성장 속도에 따라 최대 7일까지도 소요돼 이 단계를 단축하는 것이 패혈증 예후 개선을 위한 중요한 기술적 도전과제였다.

이에 연구팀이 개발한 '초고속 항균제 감수성 검사'는 혈액 배양 단계를 생략한 대신 합성나노입자를 투여해 혈액 속에서 병원균을 직접 분리하는 세계 최초의 기술이다.

이 합성나노입자는 선천 면역물질로 코팅되어 있어 병원균의 공통된 분자구조를 인식해 광범위한 종류의 병원균에 달라붙을 수 있다. 이후 자석을 이용해 이 나노입자만 걸러내면 60분 이내로 혈액 속 병원균의 대부분을 얻을 수 있다.

그 후 6시간 동안의 신속 배양을 통해 감수성 검사에 필요한 충분한 양의 병원균 확보가 가능해 최소 36시간이 걸렸던 사전 배양 시간을 단축하고 신속한 후속 검사를 진행할 수 있다.

더불어 연구팀은 배양 이후 실시하는 병원균 동정 및 항균제 감수성 검사 과정에서 ㈜퀀타매트릭스의 신속 병원균 동정(QmapID)과 신속 항생제 감수성 검사(dRAST)를 도입하여 최소 24시간이 걸렸던 기존 소요시간을 6시간까지 단축했다.

이 연구 결과를 토대로 연구팀은 패혈증 감염 의심 환자 190명을 대상으로 임상시험을 실시한 결과 '초고속 항균제 감수성 검사'는 10mL의 전혈만으로 모든 검사를 13시간 이내에 완료했다. 이는 기존 장비 대비 약 48시간 단축된 것으로 현재까지 전 세계에서 입증된 가장 빠른 속도의 항균제 감수성 검사 기술이다.

속도뿐만 아니라 '초고속 항균제 감수성 검사'는 또 표준 방법과 유사한 수준의 높은 정확도를 갖는다.

검사 결과 병원균 동정 단계에서 100% 일치하는 수준으로 균 식별이 가능했으며 CA(범주적 정확도)도 FDA 기준을 충족하는 94.9%로 나타났다.

박완범 감염내과 교수는 "항균제 감수성 검사에 소요되는 시간이 길어 최적 항균제를 적기에 투여받지 못해 안타깝게도 사망하는 환자들이 종종 발생한다"며 "초고속 항균제 감수성 검사는 환자의 생존율을 높이고 나아가 패혈증 치료의 혁신을 가져오는 데 중요한 역할을 할 것"이라고 말했다.

연구팀이 개발한 항균제 감수성 검사 기술이 세계 최고 학술지 '네이처(Nature, IF;50.5)'에 소개됐다.

sssunhue@news1.kr