생명연 "공기 중 항생제 내성균 간편 검출…감염병 대응 패러다임 전환"

공기 중 부유하는 항생제 내성균을 현장에서 간편하게 검출할 수 있는 기술이 개발됐다. 이를 계기로 감염병 대응의 패러다임 전환이 가능할 것이라는 기대가 나온다.

한국생명공학연구원(이하 생명연)은 바이오나노연구센터 임은경 박사 연구팀이 연세대 황정호 교수 연구팀과 공동연구를 진행해 이 같은 기능의 진단기술 'CN-TAR(Cas9 Nickase-Triggered Amplification Reaction)'을 개발했다고 17일 밝혔다.

(오른쪽부터) 연구책임자 임은경 박사, 제1저자 서승범 박사, 이진아 연구원. 한국생명공학연구원 제공

최근 공기 중으로도 전파가 가능한 슈퍼박테리아가 심각한 문제로 여겨지고 있다. 특히 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA)과 반코마이신 내성 장구균(VRE)은 폐렴, 패혈증 등 질병을 유발할 수 있지만 기존 항생제로는 치료가 어려운 한계가 있다.

이전에는 MRSA 등이 환자를 통해서만 감염될 수 있다고 여겨졌지만, 최근에는 공기 중으로도 전파될 수 있다는 사실이 밝혀져 공기 중 감염 우려를 배제하기 어렵게 됐다. 같은 이유로 병원, 공공장소에서 감염을 유발할 수 있는 균을 즉시 찾아낼 수 있는 '현장 진단 기술'이 요구된다.

공동연구팀이 개발한 기술(CN-TAR)은 이러한 요구를 반영한 '현장형 플랫폼 기술'로 감염 예방과 공중보건 안전망 구축에 게임 체인저 역할을 할 것으로 기대된다.

이 기술은 유전자 가위로 널리 알려진 CRISPR-Cas9 시스템을 진단목적으로 변형해 박테리아가 가진 특정 유전자를 정확히 찾아 재단한 후 절단 산물을 실시간으로 증폭해 빛으로 표시한다. 공기 중에 떠다니는 극미량의 박테리아 유전자를 실시간으로 포착·분석해 빛으로 결과를 알려주는 원스톱 스마트 진단 기술 방식이다.

성능 검증 결과 CN-TAR은 1~2개 유전자 복사본 수준(1.40 copies/μL, 1.13 copies/μL)에서도 박테리아를 정확하게 감지할 수 있을 만큼 매우 민감하게 작동했다. 또 병원에서 널리 쓰이는 RT-PCR 분석법과 비교해도 비슷하거나 더 우수한 성능을 나타냈다는 것이 공동연구팀의 설명이다.

무엇보다 CN-TAR은 별도의 고가 장비 없이 휴대용 진단기로 만들 수 있어 병원, 학교, 요양원, 식품공장, 제약공장은 물론 공장 하수나 토양까지도 실시간 감시할 수 있어 폭넓게 활용할 수 있는 장점이 있다.

임은경 박사는 "CN-TAR은 고가 장비 없이도 공기 중 박테리아를 언제 어디서나 누구든 빠르고 쉽게 찾아낼 수 있는 획기적인 '현장형 진단 기술'로 국민의 생명과 건강을 지키는 데 직접적인 기여를 할 것으로 기대된다"고 말했다.

한편 이번 연구는 환경부의 실내 공기 생물학적 위해 인자 관리기술개발사업, 과학기술정보통신부의 개인 기초연구사업, 생명연 주요 사업 등의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 환경 저널 'J. Hazard. Mater' 온라인판에 최근 게재됐다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr