암 조직검사 통증 사라질까…머리카락 1000분의 1 나노 침 패치 개발

연구팀이 개발한 나노 침 패치를 확대한 이미지. 킹스 칼리지 런던 Chippani 제공.

수천만 개의 나노 크기(10억분의 1m) 침으로 이뤄진 새로운 암 생체검사(생검) 방법이 개발됐다. 통증으로 환자 고통을 야기하는 기존 암 생검(생체 검사)을 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 

치로 치아피니 영국 킹스칼리지런던 나노소재·바이오인터페이스학과 연구원 연구팀은 미세한 나노 침으로 구성된 패치가 전통적인 생검을 대체할 수 있다는 점을 확인하고 연구 결과를 16일 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’에 발표했다. 

질병을 미리 발견하거나 진행 중인 질병의 경과를 모니터링하려면 생검을 받아야 한다. 매년 전 세계 수백만명이 생검을 받고 있다. 현재 표준 생검은 조직이나 세포를 채취해 시행되기 때문에 채취 과정에서 통증이 동반될 수 있다. 

생검은 합병증을 일으키기도 한다. 가장 흔한 합병증으로는 출혈, 감염 등이 있고 드물게는 기흉(공기가슴증), 천공, 복막염 등이 발생할 수 있다. 

연구팀은 통증과 합병증 발생을 줄이기 위한 덜 침습적인 새로운 검사 방법을 제안했다. 사람의 머리카락보다 1000배 얇은 나노 침으로 이뤄진 패치로 검사하는 방법이다. 신체 조직을 별도로 채취해 검사할 필요가 없으며 실시간 모니터링이 가능하다.  

연구팀은 개발한 패치를 사람과 쥐의 뇌암 조직에 적용했다. 그 결과 나노 침 패치는 조직을 제거하거나 손상시키지 않은 상태에서 지질, 단백질, 메신저리보핵산(mRNA) 등 분자 수준의 정보를 획득했다. 

획득한 정보를 질량 분석법 및 인공지능(AI) 등으로 분석한 결과 종양 존재 여부, 치료에 대한 반응, 질병 진행 정도 등에 대한 자세한 정보가 추출됐다. 기존 전통 생검과 달리 조직에 손상을 입히지 않기 때문에 동일한 조직을 여러 번 샘플링할 수 있다는 점에서 다양한 분자 수준 정보를 얻을 수 있다. 

검사가 필요한 의심 부위에 패치를 적용하면 20분 내 검사 결과가 나온다. 연구팀은 “수술 중 외과의사가 조직 제거 여부를 결정할 때 패치를 적용하면 빠르고 정확하게 결정을 내릴 수 있다”며 “실시간 결정을 내리는 데 도움이 되는 검사법”이라고 설명했다. 

연구팀이 개발한 나노 침 패치는 붕대, 내시경, 콘택트렌즈 등 다양한 의료기기에 통합해 사용될 수 있다.  

연구팀은 “암, 알츠하이머병 등 다양한 질환에서 조기 진단 및 정기 모니터링을 보다 수월하게 시행할 수 있게 됐다”며 “기존의 고통스러운 생검 종말 길이 열리고 있다”고 말했다.

[문세영 기자 moon09@donga.com]