세계 최초로 한번의 PCR로 다종의 단일유전자 변이(SNP, Single Nucleotide Polymorphism)를 검출할 수 있는 신기술이 개발됐다.

또 이 신기술을 적용하여 다약제내성 결핵(Multidrug-resistant tuberculosis, MDR-TB)의 정확한 진단을 위한 키트 개발에 성공했다.

한국보건산업진흥원(원장 이영찬)에 따르면 이번 연구는 (주)바이오메트릭스 테크놀로지(대표이사 김태선) 연구팀과 연세대학교 조남훈 교수 연구팀의 협력연구 결과로 보건복지부 감염병위기대응기술개발사업(난치성결핵 극복 기술개발)의 지원으로 추진됐다.

이번에 개발된 다중 단일유전자변이 검출 기술은 신의료기술사업평가본부(NECA)로부터 신의료기술로 인정(2016년 5월 16일)을 받았으며, 다약제내성 결핵 진단키트인 MTBDR-RIF 9G Membrane KIT는 식품의약품안전처로부터 의료기기 제조(품목)허가(2016년 8월 5일)를 받았다.

이번에 인정받은 신의료기술은 선형 단일유전자 변이(SNP) 검출기술로 결핵의 내성관련 유전자인 rpoB 유전자의 코돈 531, 526, 516, 522, 511 5종의 SNP를 동시에 분석이 가능하다.

특히 한번의 PCR로 여러 부위의 변이영역을 거의 동일한 수준의 형광감도로 확인할 수 있어 각각의 코돈에서 나타나는 SNP 변이를 기존의 기술에 비해 50-100배 높은 수준의 분석능으로 확인하는 세계 최고의 기술이다.

이를 기반으로 (주)바이오메트릭스 테크놀로지사는 신개발 제품인 MTBDR-RIF 9G Membrane KIT를 개발했다.

이 KIT는 조기에 결핵균을 확인함과 동시에 감염된 결핵균에 대한 약제 내성을 확인하여, 진단결과에 따른 적절한 의약품으로 처방해 추가적인 약제 내성에 대한 위험성을 최소화하고 치료 기간 및 비용을 줄일 수 있다는 것이 회사측의 설명이다.

기존 분자진단법은 결과 판독을 위해 10단계 이상의 과정을 거쳐서 6-10시간 이상의 검사시간을 거쳐야만 결과 판독이 가능하며, 80% 수준의 민감도와 90% 이하의 특이도를 보이기 때문에 신속하면서 정확한 진단에 문제가 있는 것으로 알려져 있다.

하지만 이번 과제에서는 난치성 결핵의 신속진단을 위하여 샘플채취부터 결과분석까지 3-4시간 이내에 결과 분석이 가능하면서 95%이상의 민감도와 100% 수준의 특이도를 보이는 임상결과를 확인했다.

공동연구 책임자인 연세대학교 조남훈 교수는 “개발제품이 다약제내성에 의한 난치성 결핵의 관리 및 퇴치에 도움이 되기를 기대하고 있다”고 밝혔다.

이번 연구결과는 국제학술지인 ‘Chemical Communication(IF=6.7)’에 발표했고, 제품의 임상결과는 결핵 전문 국제 학술지인 ‘Tuberculosis’에 발표된 바 있다.

한편 국내의 결핵사망자수는 2008년 기준으로 4.7명/10만 명, 신환자 수는 45000 명, 결핵유병자는 70.3명/10만 명 수준으로 보고되고 있다.

특히 이러한 결핵환자의 46.1%가 생산연령 계층인 20~40대가 주를 이루고 있으며 연간 결핵 신환자 발생 수와 결핵 사망자수는 OECD 국가 중 1위에 해당된다.

난치성 결핵은 대부분인 결핵의 약제 내성에 의해 발생하고 있으며 일반적으로 결핵 약제에 대한 내성은 해당 약제의 타켓 유전자의 돌연변이에 기인하는 것으로 알려졌으며, 약제내성관련 유전자 돌연변이를 신속하게 검출함으로써 각 결핵환자에 대한 적절한 약제의 선정에 참고할 수 있음이 제시됐다.

배양된 결핵균을 대상으로 약제내성관련 유전자의 돌연변이 여부와 배지를 이용한 전통적인 약제감수성 검사 결과를 비교하는 연구는 많이 이루어졌으나 결핵환자의 객담을 이용한 신속내성검사 결과에 근거한 치료약제의 선정에 대한 연구는 충분히 이루어지지 않았다.

다제내성 결핵환자가 중도에 치료를 포기하는 가장 큰 이유는 환자들이 복용해야 할 약제들이 부작용에 있기 때문이며, 다제내성 결핵환자가 발생하였을 경우 환자를 적극적으로 치료하고 관리하여 완치함으로써 주위 사람들에게 다제내성 결핵균의 전염을 차단해야 한다.