"패혈증 환자 항균제 검사, 2~3일서 13시간 이내로 단축"

서울대병원-퀀타매트릭스 개발
세계에서 가장 빠른 속도 입증
국제학술지 '네이처' 게재

서울대병원 박완범·김택수·김인호 교수, 서울대 권성훈 교수

국내 연구진이 빠른 시간 안에 패혈증 환자에게 쓸 최적의 항균제를 찾는 검사법을 개발했다. 2~3일 가량 걸리던 검사 시간을 13시간 이내로 단축할 수 있어 치료 효과를 높이는 데 도움이 될 것이란 평가다.

서울대병원은 박완범 감염내과 교수와 김택수 진단검사의학과 교수, 김인호 혈액종양내과 교수 가 권성훈 서울대 전기공학부 교수, 퀀타매트릭스와 함께 '초고속 항균제 감수성 검사(uRAST)'를 개발해 기존 방법보다 검사 시간을 평균 48시간 줄여주는 것을 입증했다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 네이처에 실렸다. 

패혈증은 병원균에 감염돼 전신 염증 반응이 생기는 질환이다. 매시간 사망률이 9%씩 빠르게 증가해 10명 중 2~5명은 숨을 거둔다. 최적의 항균제를 신속하게 처방받아야 하는데 이를 파악하는 항균제 감수성 검사가 오래 걸린다는 게 치료 한계로 꼽혔다.

항균제 감수성 검사를 위해선 36~48시간 동안 사전 배양(혈액 배양+순수 배양)을 거쳐 충분한 수의 병원균을 확보해야 한다. 이후 24~36시간 동안 병원균 동정, 항균제 감수성 검사를 해 병원균을 종류를 파악하고 효과적인 항균제를 찾는다.

사전 배양 초기 단계인 혈액 배양은 병원균의 성장 속도에 따라 최소 1일부터 최대 7일까지 걸린다. 이를 단축하는 게 중요한 숙제였다.

연구팀이 개발한 'uRAST'는 혈액 배양 단계를 생략하고 합성나노입자를 투여해 혈액 속에서 병원균을 직접 분리하는 '초고속 항균제 감수성 검사' 기술이다.

선천 면역물질로 코팅된 합성나노입자를 투입하면 병원균의 공통된 분자구조를 인식해 광범위한 종류의 병원균에 달라붙는다. 이후 자석으로 나노입자만 걸러내면 60분 안에 혈액 속 병원균을 대부분 파악할 수 있다.

이후 6시간 정도 신속 배양을 거치면 감수성 검사에 필요한 병원균을 확보할 수 있다. 36시간 가량 걸렸던 사전 배양 시간을 크게 단축할 수 있다는 의미다.

연구팀은 배양 후 실시하는 병원균 동정, 항균제 감수성 검사 과정도 퀀타매트릭스의 신속 병원균 동정 기술(QmapID)과 신속 항생제 감수성 검사(dRAST)를 도입해 6시간으로 줄였다.

패혈증 감염 의심 환자 190명을 대상으로 임상시험을 진행했더니 uRAST는 10mL의 전혈만으로 모든 검사를 13시간 안에 마칠 수 있었다. 기존 검사보다 평균 검사 시간을 48시간 단축했다. 세계에서 입증된 항균제 감수성 검사 기술 중 가장 빠른 속도라고 연구팀은 설명했다.

정확도도 높았다. 표준 검사방법과 비교한 결과 uRAST는 병원균 동정 단계에서 100% 일치하는 수준으로 균을 식별했다. 감수성 검사 정확도(CA)는 미 식품의약국(FDA) 기준을 충족하는 94.9%였다. 2~3일 걸리는 검사를 반나절 만에 완료할 수 있는 데다 기존 검사와 정확도도 유사했다는 의미다.

박 교수는 "항균제 감수성 검사에 소요되는 시간이 길어 최적 항균제를 적기에 투여받지 못해 안타깝게도 사망하는 환자들이 종종 발생한다"며 "초고속 항균제 감수성 검사가 가능한 uRAST는 환자 생존율을 높이고 패혈증 치료 혁신을 가져오는 데 중요한 역할을 할 것"이라고 했다.

김 교수는 "채혈 후 빠른 시간 안에 필요한 모든 진단 검사 과정을 통합한 uRAST 기술은 패혈증 진단에 있어 획기적 발전"이라며 "uRAST가 신속하게 병원균의 종류를 파악하고 효과적인 항균제를 찾는 신의료기술로 활용되어 패혈증 환자의 예후를 개선할 수 있길 기대한다"고 했다.

이지현 기자 bluesky@hankyung.com