바이러스든 세균이든 한 번에 찾는다…팬데믹 막아낼 유전자 검사

美서 병원균 종합 유전체 검사법 개발
FDA의 혁신 의료기기 지정도 받아

미국 샌프란시스코 캘리포니아대(UCSF) 연구진이 병원균을 탐지할 수 있는 차세대 메타유전체 시퀀싱 검사(mNGS)를 개발하고 10년 동안 검증했다./pixabay

국제 연구진이 팬데믹(감염병 대유행) 대비의 일환으로 바이러스와 세균, 진균, 기생충 등 다양한 병원체를 단 한 번에 탐지할 수 있는 검사법을 개발했다. 학계는 감염병의 조기 탐지와 통제에 획기적인 변화를 가져올 기술이라고 평가했다.

미국 샌프란시스코 캘리포니아대(UCSF) 연구진은 병원균을 탐지할 수 있는 차세대 메타유전체 해독 검사(mNGS)를 개발하고 10년 동안 검증하는 데 성공했다고 12일 밝혔다. 연구 결과는 이날 국제 학술지 ‘네이처 메디슨’과 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 공개됐다.

지금까지는 병원체를 각각 따로 탐지해야 했다. 이를 해결하기 위해 연구진은 2010년대 초 뇌척수액 시료에 포함된 DNA, RNA와 같은 모든 핵산을 빠르게 분석해 감염원을 찾아내는 방법을 개발했다. 뇌척수액에 있는 모든 유전물질의 염기서열을 분석한 다음, 인간과 세균, 바이러스, 진균, 세균에서 나온 서열을 분리하는 방식이다.

이후 10년 동안 미국 전국의 병원에서 수천 명의 환자를 대상으로 차세대 검사법을 검증했다. 연구진은 2016년부터 지난해까지 뇌척수액 시료 약 5000개를 분석했다. 그중 14.4%가 감염된 시료로 밝혀졌다. 검사의 정확도는 86%에 달했다.

신경계 질환은 원인이 희귀하거나 알려지지 않은 병원체에 감염된 경우가 많아 진단하기 매우 어렵다고 알려졌다. 연구진은 새 검사법이 진단 시간을 앞당길 뿐 아니라 환자의 상태가 악화하는 것을 막는 데 쓰일 수 있다고 밝혔다.

연구진은 “팬데믹이 발생하면 감염병의 조기 진단과 통제가 가능하도록 검사 시간을 단축하고 자동화된 절차를 도입해 단 하루 안에 결과를 얻을 수 있게 개선했다”며 “뇌척수액 검사는 100개 단계로 이뤄져 2~7일이 걸릴 수 있지만, 호흡기 체액을 이용한 검사는 12~24시간 내에 결과를 얻을 수 있다”고 설명했다.

미 식품의약국(FDA)은 뇌척수액 또는 호흡기 감염 진단용 mNGS 검사에 대해 혁신 의료기기 지정을 승인했다. 연구 책임자인 찰스 치우 UCSF 교수는 “이 검사는 여러 번의 진단을 하나로 줄여 신속하게 감염을 파악하고 치료할 수 있다”며 “팬데믹 초기 경보 체계로도 큰 도움이 될 것”이라 밝혔다.

참고 자료

Nature Medicine(2024), DOI: https://doi.org/10.1038/s41591-024-03275-1

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