국내 연구팀, 가장 빠른 항생제 내성검사 기술 개발
기존 방식보다 최대 20시간이나 빨리 항생제 내성 유무(有無)를 확인할 수 있는 항생제 내성검사 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 항생제에 내성을 가진 슈퍼박테리아 등 세균성 감염 환자의 생존율을 높이는데 기여할 것으로 기대된다.
서울대병원 송상훈·김의종(진단검사의학과)이정찬·김희찬(의공학과) 교수와 서울대 권성훈(전기공학부) 교수, 가톨릭의대 이승옥 교수, ㈜벤처기업 퀀타매트릭스 정용균 박사 공동연구팀은 항생제에 따라 다양한 형태로 변하는 세균 세포의 변화 양상을 유형별로 분석해내는 방식으로 항생제 내성 유무를 확인할 수 있는 방법을 개발했다고 18일 밝혔다. 이 연구 결과는 저명 국제학술지 사이언스 트랜스레셔널 메디신 12월호에 게재됐다.
세균성 감염 환자는 내성이 없는 항생제를 처방 받기 위해 항생제내성검사를 받는다. 기존 검사법인 배지미량희석법은 환자의 세균을 검사실에서 배양한 뒤 특수 용액 및 항생제와 반응시켜 용액의 흐린 정도를 보고 항생제 내성 유무를 진단한다.
이 방식은 검사 시간이 오래 걸린다는 문제가 있다. 결과를 확인하기까지 보통 16~24시간이나 걸린다. 이 때문에 상황이 급할 때면 의사들은 자신의 경험을 근거로 일단 내성이 없을 것으로 예상되는 항생제를 투여한 후 검사 결과에 따라 다른 항생제를 처방하게 된다.
그러나 새 검사법은 3~4시간이면 결과를 확인할 수 있다. 원리도 비교적 간단하다. 항생제에 따라 다양한 형태로 변하는 세균 세포의 형태 변화를 유형별로 분석해 항생제 내성 여부를 확인하는 것.
연구팀은 이를 위해 먼저 검사 키트를 개발했다. 검사 키트는 가로 12.8 cm 세로 8.6 cm 크기의 특수 화학처리한 칩으로, 칩에는 96개의 홈이 있고, 각각의 홈은 미세유체로 둘러싸여 있다. 이 미세유체에 환자에게서 채취한 세균 세포와 최대 20여 종의 항생제를 투여한 후 현미경 리더시스템으로 세균 세포의 형태 변화를 분석한다.
실제로 연구팀은 이 방법을 이용해 임상적으로 중요한 5개의 균주인 포도상구균·반코마이신 내성 장알균·대장균·폐렴간균·녹농균을 각 항생제와 반응시킨 뒤 현미경 분석을 시행했다. 그 결과, 내성이 있는 항생제에서는 세균 세포가 분열됐고, 내성이 없는 항생제에서는 세균 세포의 모양이 길어지거나 부풀어지는 특성이 나타났다.
연구팀은 “이를 토대로 세균 세포의 형태 변화에 따라 항생제 내성 유무를 확인할 수 있다”고 설명했다. 예컨대 대장균 환자의 세균 세포를 채취한 후 검사 키트에 아미카신(Amikacin)항생제와 아작탐(Aztreonam)항생제를 반응시켜 아미카신에는 세균 세포가 분열됐고, 아작탐에는 세균 세포의 모양이 길어지면, 이 환자에게는 내성이 없는 아작탐을 처방하면 된다.
연구팀은 “새 검사법을 검증하기 위해 서울대병원, 인천성모병원의 감염성 세균 환자 189명의 임상균주를 채취, 새 검사법(비교군)과 기존 검사법(대조군)으로 비교검사한 결과, 91.5%가 일치해 미국 FDA의 새로운 항생제 검사 권장 성능 기준을 충족시켰다”고 말했다.
김의종 교수는 “세균성 감염병 치료에서 적절한 항생제의 신속한 처방이 매우 중요하다”면서 “새 검사법은 이를 가능하게 해 환자의 생존율을 높이고 입원 기간도 크게 줄일 수 있을 것”이라고 기대했다.
심재억 의학전문기자 jeshim@seoul.co.kr
