[쿠키과학]의료낙후지역 위한 자궁경부암 진단기술 개발

생명연, HPV 현장 검출 진단 플랫폼 개발
한 번에 12개 시료 35분 이내 분석
운송·보관 쉬운 고형화 진단시약 개발

기사승인 2024-08-29 15:43:00

HPV 현장진단시스템 핵심기술 모식도. (위)유전자가위 기반 분자진단 기술과 (아래)디지털신호 처리기술을 융합해 표적 핵산 검출신호를 고강도로 증폭해 HPV를 현장에서 진단한다. 한국생명공학연구원

사마귀를 유발하는 인체유두종바이러스(HPV)는 자궁경부암의 중요한 원인 인자로 알려져 있다.

실제 현재까지 알려진 HPV 100여 종 중 40종 이상이 생식기관에서 발견, 자궁경부 상피 내에 병적 변화를 유발한다.

HPV는 생식기 점막에 감염되면 자궁 상피세포로 침입해 여러 단계의 종양을 거쳐 자궁경부암을 일으킨다. 때문에 백신접종이나 바이러스 조기 검출 등으로 대응하는 것이 자궁경부암을 예방하는 지름길이다.

일반적인 자궁경부암 진단법은 세포검사, 아세트산 시각검사, PCR 검사 등이 있다. 그러나 PCR 기반 HPV DNA 검사는 전문 진단시설이 필요하고 비용도 많이 들어 의료환경이 열악한 저소득 지역에서 활성화되기 어렵다.

의료 낙후지역 위한 저비용 HPV 진단법 개발

한국생명공학연구원(이하 생명연) 바이오나노연구센터 이창열 박사팀이 미국 하버드의대 이학호 교수팀과 공동연구로 HPV를 신속하게 검출할 수 있는 현장진단시스템(CreDiT)을 개발했다.

공동연구팀은 유전자가위 기반 핵산 검출기술과 디지털신호 처리기술을 융합, 표적 바이러스를 고감도로 진단할 수 있는 휴대가능 시스템을 개발했다.

특히 분자진단에서부터 광학, 컴퓨터공학, 전자공학 등에 걸친 다학제 융합연구로 표준검사법인 PCR에 수반되는 설비와 비용 제약을 극복하고 성능을 획기적으로 향상시켰다.

이를 이용해 한 번에 최대 12개 시료를 35분 이내에 분석할 수 있고, 고형화 진단시약 개발로 운송 및 보관도 쉬워져 높은 활용성이 기대된다.

실제 연구팀은 개발한 진단 플랫폼으로 임상시료 169개 모두 정확히 분석함으로써 높은 임상적용 가능성을 입증했다. 이는 향후 의료환경이 열악한 곳의 의료 소외를 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

HPV 현장진단시스템 진단능력 검증, a.동결건조 진단시약의 상온보관 안정성 검증으로 현장진단 맞춤형 진단 시약 제형 확보, b.자궁경부암 감염 세포주 테스트를 통한 진단시스템 검증, c~d. 임상시료 테스트를 통한 진단시스템의 임상 적용가능성 검증. 한국생명공학연구원

연구팀은 이를 우간다, 가나 등 의료 취약지역에서 현지 테스트를 진행할 계획이다. 아울러 이번에 개발한 진단시스템을 바탕으로 다른 종료의 암 바이오마커는 물론 신종 감염병 진단 프로브 관련 기술요소를 개선할 방침이다.

이 박사는 “이번 연구는 원인도 모른 채 자궁경부암의 위협에 그대로 노출되던 의료 소외계층에게 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 미국 국립보건원(US NIH), 매사추세츠 종합병원(MGH), 교육부 학문후속세대지원사업, 과기정통부 해외우수연구기관협력허브구축사업 지원을 받았고, 연구결과는 국제학술지 ‘네이쳐 커뮤니케이션’ 지난 7월 25일자 온라인판에 게재됐다.