패혈증 진단을 위한 검사 시간을 48시간가량 줄여 13시간 이내에 끝낼 수 있는 기술이 개발됐다. 세계에서 가장 빠른 검사법이다.
박완범(감염내과)·김택수(진단검사의학과)·김인호(혈액종양내과) 서울대병원 교수팀과 권성훈 서울대 전기공학부 교수가 ㈜퀀타매트릭스와 공동 연구를 통해 개발한 ‘초고속 항균제 감수성 검사(uRAST)’ 임상 시험 결과에서다.
연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처(Nature)’에 게재됐다.
패혈증은 인체가 병원균에 감염돼 전신에 심각한 염증반응이 나타내는 질환으로, 시간당 사망률이 9%씩 늘어날 정도로 치명적이다. 환자 10명 중 2~5명은 사망에 이를 수 있어 신속히 치료해야 한다.
이를 위해선 감염된 병원균 종류를 파악하고 이에 맞는 최적의 항균제를 처방해야 한다. 그동안은 이 과정에서 오랜 시간이 걸리는 항균제 감수성 검사를 받아야 하는 문제가 있었다.
기존의 항균제 감수성 검사는 36~48시간이 걸리는 ‘사전 배양’ 단계를 거쳐 충분한 병원균을 확보해야 했다. 그런 다음 24~36시간의 ‘병원균 동정(同定) 및 항균제 감수성 검사’로 효과적인 항균제를 찾는 과정을 거친다.
특히 사전 배양 도중 초기 단계인 ‘혈액 배양’은 병원균 성장 속도에 따라 1~7일 정도 걸리기에 이를 단축하는 게 패혈증 예후(치료 경과) 개선을 위한 중요한 과제였다.
연구팀이 개발한 새 검사법은 세계 최초로 혈액 배양 단계를 생략한 대신 합성 나노 입자를 투여해 혈액 속에서 병원균을 직접 분리하는 기술을 활용했다.
이 합성 나노 입자는 선천 면역 물질로 코팅돼 있어 광범위한 종류의 병원균에 달라붙을 수 있다. 이후 자석을 이용해 이 나노 입자만 거르면 60분 안에 혈액 속 병원균 대부분을 얻을 수 있다.
이어 6시간의 신속 배양을 거쳐 감수성 검사에 필요한 충분한 양의 병원균 확보가 가능해지면서 이전까진 최소 36시간이 걸렸던 전체 사전 배양 시간을 7시간 내외로 단축하게 됐다.
연구팀은 또한 사전 배양 후 실시하는 일련의 검사 과정에서도 ‘신속 병원균 동정(QmapID)’과 ‘신속 항생제 감수성 검사(dRAST)’를 도입해 최소 24시간이 걸렸던 시간을 6시간까지 단축했다.
패혈증 감염 의심 환자 190명에게 임상 시험한 결과, 새 검사법은 10mL의 혈액만으로 검사를 13시간 이내 모두 끝내 기존 검사 시간 대비 평균 48시간 단축했다.
연구팀은 “이 신기술이 현재까지 전세계에서 입증된 가장 빠른 속도의 항균제 감수성 검사 기술이라며, 균 식별 수준도 기존의 표준 검사법과 비교해 100% 일치하는 결과가 나왔다”고 했다.
감수성 검사의 범주적 정확도는 94.9%로, 미국 식품의약국(FDA) 기준을 충족하는 것으로 나타났다.
박완범 교수는 “항균제 감수성 검사에 걸리는 시간이 길어 최적 항균제를 적기에 투여받지 못해 안타깝게도 사망하는 환자가 종종 생긴다”며 “초고속 항균제 감수성 검사가 가능한 uRAST는 환자 생존율을 높이고 패혈증 치료 혁신을 가져오는 데 중요한 역할을 할 것”이라고 했다.