폐암·대장암을 피 한방울로 40분만에 검사했다

생명공학연구원, 유전자가위 이용한 암진단 기술 개발
40분만에 16명분 동시 검사… 소형화해 휴대성도 높여

한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 강태준 박사팀이 유전자가위 기술이 적용된 암진단 장비를 테스트하고 있다. 생명공학연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 강태준 박사팀은 매사추세츠 종합병원(MGH), 하버드 의과대학(HMS), 성균관대와 함께 유전자가위를 이용한 혈액검사만으로 암을 진단하는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 연구진은 이 기술로 체액에 존재하는 바이오마커 검출 성능을 획기적으로 향상된 암 진단 시스템 'SCOPE'를 개발했다.

실제 동물 피로 폐암 여부를, 대장암 환자 피로 40분 만에 정확하게 진단해냈다. 이 시스템은 은 암 관련 유전자 돌연변이를 정밀하게 관찰해 암 조기 진단이나 치료반응 모니터링, 종양 재발 가능성을 평가하는 데 널리 활용될 수 있을 것으로 보인다.

강태준 박사는 "기존 방법으로는 어려운 주요 암 돌연변이를 전례 없는 수준의 민감도로 검출할 수 있는 효율적인 시스템"이라며, "여러 암 관련 바이오마커를 간소화된 방법으로 알아내 암 진단과 모니터링 현장에서 신속한 의사결정을 지원할 수 있을 것"이라고 말했다. 또한 함께 연구한 하버드 의과대학 이학호 교수는 "소량의 혈액만으로도 기존 영상진단 이전에 종양 변화를 확인할 수 있다"며, 이 기술이 실제 진료 현장에서 유용하게 활용될 수 있음을 강조했다.

한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 강태준 박사(오른쪽)와 성균관대 송자연 교수가 유전자가위 기술이 적용된 암진단 장비를 설명하고 있다. 생명공학연구원 제공

종양세포는 증식, 사멸하는 과정에서 특정 DNA나 RNA 등의 유전물질을 분비한다. 하지만 혈액에서 찾아내기에는 그 양이 매우 적어 임상에서 적용하기 어려웠다.

연구진은 종양 세포가 방출하는 세포 외 소포체의 mRNA를 크리스퍼 유전자가위(CRISPR-Cas13a)를 이용해 대폭 증가시켜 감지해 그간의 한계를 극복했다.

연구진은 진단 시스템 'SCOPE'을 동물모델에 적용해 극소량인 40㎕의 세포 외 소포체 샘플만으로도 초기 폐암을 진단해냈다. 또 대장암 환자의 샘플에서는 기존 PCR 검사보다 높은 민감도와 특이도로 암 돌연변이 유전자를 검출해냈다.

특히 SCOPE는 16개의 샘플을 동시에 검사할 수 있고, 시간도 40분이면 끝나 빨리 결과를 알 수 있다. 뿐만아니라 연구진은 국내 분자진단 전문기업 ㈜레보스케치와 협력해 소형화해 기존의 복잡한 장비 없이도 의료현장이나 연구현장에서 간편하게 활용할 수 있도록 했다.

한편, 연구진은 이번에 개발한 암 진단 시스템 'SCOPE'를 국제학술지 '네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)'에 발표했다.
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monarch@fnnews.com 김만기 기자