[주목! e기술] 진화하는 감염병 진단기술

[이데일리 송영두 기자] 코로나19 팬더믹 상황 이후 우리나라는 세계 최고 수준의 진단검사 능력을 인정받고 있다. 진단기업 씨젠(096530)과 에스디바이오센서(137310)(SD바이오센서)는 코로나19 진단키트 수출로 단숨에 조 단위 매출 기업으로 성장했다.

한국과학기술기획평가원 리포트에 따르면 감염병 진단기술은 특정 병원체 유전자나 단백질, 감염된 사람 또는 동물 체내 항체 생성 등을 검출, 감염 여부를 확인하거나 감염된 병원체를 특정하기 위한 기술이다.

진단기술은 크게 분자진단기술과 면역진단기술로 구분된다. PCR로 대표되는 분자진단 기술은 감염원을 직접 검출해낼 수 있기 때문에 정확도, 민감도, 재현성이 높은 진단법으로 평가받고 있다. 감염 초기에 활용할 수 있다는 장점이 있으나, 값비싼 증폭 장비 등이 필요하므로 의료 인프라가 부족한 곳에서는 활용이 어렵다는 단점이 있다.

기술적 진보도 이뤄지고 있다. 보다 정밀한 진단을 위해 Realtime PCR, Digital PCR이 개발됐으며, 이들 기술은 각각 시료 내 유전자 상대적 양을 측정하기 위한 기술과 시료 내 유전자의 초기 양에 대한 절대적인 정량 측정이 가능한 기술이다. 기존 PCR이 유전자 존재 유무만을 확인 가능한데 비해 발전한 기술이다.

(자료=한국과학기술기획평가원)

특히 2020년 미국에서는 3세대 유전자 가위인 크리스퍼 기술을 이용한 코로나19 진단키트가 상용화 됐다. 특정한 유전자 배열을 골라내거나 작은 유전자 정보를 탐색할 수 있는 크리스퍼 유전자 가위 능력을 활용하는 것이다. 유전자 가위가 바이러스를 식별할 경우, 이 유전자를 절단하면서 형광분자 신호가 생성돼 해당 바이러스 유전자 존재 유무를 1시간 이내 알 수 있게 된다.

면역진단 기술은 항체-항원 복합체를 통해 항체나 항원 존재를 파악해 질병진단 분야 기본적인 분석도구로 활용되고 있다. 진단기기에 항원 또는 항체를 부착해 항체 유무를 판단하거나, 생체 내 항원 검츨이 가능한 기술이다. 면역진단 방식으로 개발된 진단기기는 별도 진단 장비가 필요하지 않고, 10~30분 이내에 진단이 가능하다는 장점이 있어 현장 활용이 가능하다. 하지만 분자진단 정활도가 95% 이상인데 반해 면역진단은 정확도가 50~70%에 불과하다.

면역진단 역시 신기술이 개발되고 있는데, 압타머를 활용해 병원체를 검출하기 위한 기술이 개발되고 있다. 압타머는 일반적인 항체이 비해 장기간 보존이 가능하고, 낮은 면역원성과 높은 안정성을 지닌다. 화학적 합성을 통해 생산되므로 동일한 품질로 저렴하게 생산 가능하다는 등의 장점이 있다.

현재 글로벌 체외진단기기 시장 점유율은 분자진단이 27.9%로 가장 높고, 면역진단(18.6%), 현장진단(13.0%) 순이다. 특히 로슈(스위스), 애보트(미국), 다나허(미국), 지멘스(독일), 서모피셔 사이언티픽(미국), 시스멕스(일본), 비오메리으(프랑스) 등 글로벌 대형기업이 70% 이상 점유하고 있다.