혈액 속 세균 감염 3시간 내 확인..패혈증 사망률 낮춘다

[이데일리 강민구 기자] 혈액의 세균 감염 여부를 3시간 안에 진단할 수 있는 기술이 개발됐다. 최대 2~3일이 걸리던 진단 시간을 앞당긴 기술로 앞으로 패혈증 치료, 항생제 내성균 검출 등에 활용할 수 있게 될 전망이다.

울산과학기술원(UNIST)과 분당서울대병원 연구팀은 혈중 감염성 세균을 빠르게 검출하는 진단 칩 기술을 개발하고, 동물모델과 세균 감염 환자의 혈액을 이용해 임상 활용성도 입증했다.

울산과학기술원(UNIST)의 강주헌, 권태준, 김하진 교수 연구팀.(사진=울산과학기술원)

혈액의 세균 감염 여부(균혈증)를 알아내면 세균 감염이 악화해 발병하는 패혈증 사망률을 낮출 수 있다. 전신 염증 증상인 패혈증은 치명률이 높지만 조기에 발견하면 완치할 수 있다.

하지만 세균 감염 여부를 진단하기 위해 쓰이는 혈액 배양법은 최소 하루 이상의 시간이 걸린다.

이에 연구팀은 미세 유체 칩 기술에 유전물질 검출(FISH) 기술을 접목해 3시간 안에 원인균의 종류까지 알 수 있는 기술을 개발했다. 손가락만 한 칩 안에서 혈액을 흘려 혈중 세균을 분리·농축한 뒤 이를 FISH 기술로 검출하는 방식이다. 탐침이 특정 세균의 유전자와 결합하면서 형광 발색이 이뤄지고, 이 변화를 보고 특정 세균 감염 여부를 알아낼 수 있다. 형광 세기를 분석하면 감염 사실과 감염된 세균의 양도 확인할 수 있다. 연구팀은 진단기술을 이용해 기존 진단기술로 음성이 나온 패혈증 의심 환자의 혈액에도 세균을 정량적으로 검출했다.

연구팀은 미세 유체 칩 안의 자성 나노입자를 넣어 혈액 속에서 세균만 분리해 빠르게 농축시켰다. 입자 표면에는 면역 단백질이 코팅돼 세균만 자성 나노입자에 달라붙는데, 이 상태에서 자기장을 이용해 세균을 분리한다.

연구팀 관계자는 “하루 이상 걸리던 기존 혈액 배양법이나 복잡한 유전체 기반 진단 검사의 단점을 보완할 수 있는 빠르고 간편한 검사법”이라며 “빠른 세균 분리 농축과 즉각 감지 기술로 시간을 줄이고 검사 과정도 단순화했다”고 말했다.

연구 결과는 세계적인 학술지인 ‘스몰 메소드’ (Small Methods)에 3월 18일 자로 공개됐다.