항생제 내성 슈퍼박테리아 10분 내 진단, 신속 검출키트 나와

mPAD 검출 민감도 97%, 특이성 88%, 정확도 95% 수준

▲KBSI 연구팀이 개발한 mPAD. 아래 키트는 실험 후 사진으로, 항원 1종(GDH)과 독소 2종(Toxin A, B)이 검출됐음을 붉은 선을 통해 확인할 수 있다. (사진제공=한국기초과학지원연구원)

국내 연구진이 항생제에 내성을 갖춘 슈퍼박테리아를 10분 내 진단하는 신속검출키트를 개발해 주목된다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 소재분석연구부 최종순 박사(현 부원장) 연구팀이 ‘클로스트리디오이데스 디피실(C.디피실)’을 현장에서 바로 검출할 수 있는 신속검출키트를 개발했다고 15일 밝혔다.

클로스트리디오이데스 디피실(Clostridioides Difficile)은 항생제로는 치료가 불가능한 장내세균이다. 감염되면 발열, 설사, 복통을 유발하며 심한 경우 전격성위막대장염, 독성거대결장, 패혈증 등을 동반해 사망에까지 이르게 할 수 있다. 미국질병통제예방센터(CDC)에서는 C.디피실을 최고위협단계 ‘Urgent’ 레벨로 그 위험성을 규정하고 있다.

KBSI 소재분석연구부 최종순ㆍ한도경 박사와 바이오화학분석팀 권요셉 박사는 전북대 의대 진단검사의학과 김달식 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 C.디피실을 빠르게 검출하는 고감도 다중 분석기술을 개발하고, 이를 적용한 종이 기반의 다중 검출키트(mPAD)를 개발했다.

▲mPAD의 작동방법. 키트의 슬라이드를 열고 S홀에 분변 시료, B홀에 물을 각각 떨어뜨린 후 키트를 닫으면 C.디피실 검출 여부를 알 수 있다. (사진제공=한국기초과학지원연구원)

C.디피실은 아직 뚜렷한 치료제가 없어서 감염 확산을 차단하기 위해 빠르고 정확한 조기진단이 필요하다. 그러나 현재 사용되는 검사법은 환자 분변에 대한 C.디피실 항원 검사, 독소검사, 유전자 검사까지 3단계에 걸쳐 시행되기 때문에 많은 시간이 소요되고, 항원 검사와 독소검사의 민감도가 매우 낮아 정확하고 신속한 진단이 어려웠다.

KBSI 연구팀이 개발한 mPAD는 단 1회 분석만으로도 10분 안에 검출할 수 있으며, 미량의 저농도 C.디피실 시료 역시 고감도 신호 증폭을 통해 최대 1시간 안에 검출할 수 있다. C.디피실 감염 의심 환자의 분변 시료를 mPAD에 떨어뜨리면, C.디피실 바이오마커 항원 1종(GDH)과 독소 2종(Toxin A, B)의 검출 여부를 동시에 육안으로 확인할 수 있다. mPAD의 검출 민감도는 97%, 특이성은 88%, 정확도는 95%로, 종이로 만들어져 제작비용이 저렴하고 추가적인 장비가 필요하지 않아 이용자 친화적이다.

연구결과는 분석화학 분야 최상위 학술지인 바이오센서&바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics) 15일 자에 게재됐다.