[서울=뉴스핌] 이영기 기자 = 퀀타매트릭스(대표 권성훈)는 서울대학교병원, 서울대학교 공과대학과 공동 개발한 올인원 신속 항균제 감수성 통합 검사 솔루션인 'uRAST (Ultra-Rapid Antimicrobial Susceptibility Testing)' 원천기술이 우리나라 진단 업계에서 처음으로 유명 학술지인 '네이처(Nature)' (Impact factor: 64.8) 본지에 게재됐다고 25일 밝혔다. 

영국 의학저널 랜싯에 따르면 2019년 전 세계에서 항생제 내성으로 사망한 사람은 127만 명에 달하며, 2050년에는 암으로 사망한 사람 820만 명보다 1.2배 많은 1000만 명을 돌파할 것이라 보고된 바 있다. 또한 세계보건기구(WHO)는 항생제 내성 문제가 코로나19 팬데믹 수준의 최대 보건 위기를 낳을 것이라 경고한 바 있다. 네이처 본지가 과학∙사회의 전 분야를 다루는 저널인 만큼, 본 논문이 채택된 것은 항생제 내성과 패혈증 문제가 매우 중요하고 비중 있게 다뤄야 한다는 것을 의미한다. 

패혈증은 뇌졸중 또는 급성 심근경색과 같이 치료의 '골든 타임'이 있는 질환으로, 최적 항균제 처방을 적기에 받지 못할 경우, 환자의 시간당 생존율이 9%씩 급격하게 감소하여 30일 내 사망률이 30%에 이르는 치명적인 질환이다. 때문에 패혈증 환자의 신속한 진단을 위해서는, 환자 혈액 내 존재하는 균의 증식을 억제하는 최적 항균제의 처방이 필수적이다. 

평균적으로 항균제 감수성 검사는 채혈 이후 최소 3일 이상이 소요되는데, 최초 단계인 혈액 배양 과정에만 1~2일이 소요된다. 기존에 혈액 배양 이후 단계를 단축한 제품들은 개발되었으나, 시간이 가장 많이 소요되는 혈액 배양 단계를 단축한 제품은 없었다. 혈액 배양 단계를 줄이기 위해 국내∙외의 많은 연구팀들이 노력해 왔지만, 혈액 내에 적은 수라도 균이 존재하는 경우 이를 증식 시켜서 존재 여부를 확인하는 과정인 혈액 배양 시간을 단축하는 데에는 한계가 있었다. 

이러한 문제를 해결하기 위해 퀀타매트릭스, 서울대학교, 서울대병원은 기존의 혈액 배양 과정을 생략한 혁신적인 기술인 'uRAST'를 개발했다. 'uRAST'에서는 미생물에 결합하는 능력을 가진 합성 나노입자로 균(박테리아)을 혈액으로부터 선택적으로 분리하여 순수한 균 샘플을 확보하고, 퀀타매트릭스의 균 동정(Identification) 기술인 'QmapID (Quick Mapping ID Assay)'와 이미 사업화 중인 신속 항균제 검사인 'dRAST (direct & Rapid Antimicrobial Susceptibility Test)'와 같은 혁신 기술들과 융합되어, 채혈 이후 평균 13시간 이내에 빠른 검사 결과를 제공한다. 

검사 정확도는 94.9%로 기존 검사법과 높은 일치 결과를 보였다. 특히 혈액 감염 초기에는 혈액 내의 소량의 작은 균 (1/109 혈구)을 감지해야 해서 기술적으로 불가능하다고 알려진 난제를 해결한 것으로, 사회∙경제적 파급효과가 클 수 밖에 없다. 'uRAST' 기술이 상용화되면 의료진과 환자들에게 더 빠르고 정확한 진단과 치료 기회를 제공할 것이다.  

장시간이 소요되는 혈액 배양 과정을 생략하고 균 동정 및 항균제 감수성 검사를 한 번에 포함한 임상 미생물 올인원 진단 기술 'uRAST'를 서울대병원의 패혈증 환자 샘플에 적용하였을 때, 혈액 배양 양성 판정으로부터 최적 항균제 처방까지 소요 시간을 현재 검사법 대비 평균 48시간을 단축하는 것을 확인할 수 있었다. 

이는 혈액 배양, 균 동정, 항균제 감수성 검사 등으로 물리적으로 분리된 각 단계별 순수한 검사 시간뿐 아니라, 단계별 순차적 이동에 따른 대기 시간 등에 소요되는 시간을 줄일 수 있어 실제 임상 현장에서는 환자에게 최적 항균제를 처방하는데 소요되는 더 많은 시간을 줄일 수 있다는 의미이다. 세 가지의 다른 검사를 하나의 전 자동화 시스템으로 통합한 'uRAST' 기술은 채혈 이후 평균 13시간 이내에 신속한 검사 결과를 제공하므로, 응급 치료를 위한 병원의 운영 현황과 워크플로우상에서 24/7 (하루 24시간, 일주일 7일 운영) 미생물진단검사실을 구현하는 가장 적합하고 유망한 솔루션이 될 것으로 기대된다. 

서울대학교병원 감염내과 박완범 교수는 "항균제 감수성 검사에 소요되는 시간이 길어, 최적 항균제를 적기에 투여받지 못하여 사망한 환자들이 상당히 많이 발생하고 있는 것이 현실이다. uRAST와 같은 신속 검사가 도입될 경우 패혈증 환자의 생존율을 획기적으로 높일 수 있어, 환자의 치료에 근원적인 혁신을 가져오는 데 중요한 역할을 할 것"이라고 강조했다. 

또한, 진단검사의학과 김택수 교수는 "채혈 이후 빠른 시간 안에 필요한 모든 진단 검사 과정을 통합한 검사 기술은 패혈증 진단에 있어 획기적인 발전이다. 이번 연구 성과를 시작으로 uRAST가 머지않은 미래에 혈액 속 병원균의 동정 및 치료 옵션을 신속히 제공하는 신의료기술로 활용되길 바란다"고 말했다. 

권성훈 대표는 "이번 네이처 본지에 게재된 'uRAST' 기술은 혈액 배양 과정을 생략한 올인원 진단 기술로써 향후 퀀타매트릭스는 이 기술을 통하여 약 56억 달러(원화 기준 약 7.6조 원)의 항균제 감수성 검사 시장뿐 아니라 약 43억 달러(원화 기준 약 6조 원)의 혈액 배양 시장까지 통합하여, 약 147억 달러(원화 기준 약 20조 원)에 달하는 전 세계 임상 미생물 검사 시장을 선도할 수 있을 것으로 예상한다"며 "항균제 감수성 검사 시간을 획기적으로 단축하여 활발한 상업화가 진행 중인 'dRAST'에 이어 퀀타매트릭스가 지향하는 임상 미생물 진단 혁신의 궁극적 지향점인 'uRAST' 기술로 인류의 공공 보건에 공헌하는 회사가 되겠다"고 말했다.

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