소변에 빛 비추자 '암 진단'…환자 60명 '99%' 추려낸 센서 개발

국내 암 환자 60명, 일반인 40명 검체로 연구한 결과
암 환자와 일반인 몸속 대사체 성분 다른 사실에 주목
광(光)신호로 대사체 증폭시켜 암 조기 진단 메커니즘

한국재료연구원과 삼성서울병원, 경희대 의대, 포스텍(POSTECH) 등 연구진이 미량의 소변에 빛을 비춰 암을 진단할 수 있는 센서 기술을 개발했다. / 사진=게티이미지뱅크

국내 연구진이 소변에 빛을 비춰 암을 조기 진단할 수 있는 센서기술을 개발했다. 삼성서울병원 암 환자 60명과 일반인 40명 검체를 받아 연구한 결과다. 기술을 상용화하려면 추가 임상시험이 필요하지만 미량의 소변으로 암을 진단할 수 있어 향후 파급 효과가 클 것으로 보인다.

25일 한국재료연구원에 따르면 정호상 나노바이오융합연구실 박사 연구팀은 최근 포스텍(POSTECH·포항공대), 경희대 의대와 공동으로 '암 진단용 광(光)신호 소변 센서'를 개발했다. 기술 관련 특허는 한국과 미국에 출원됐고 연구 결과는 국제학술지 '바이오센서 앤 바이오일렉트로닉스'에 게재됐다.

연구팀은 암 환자와 일반인 소변에서 '대사체' 구성 성분이 다르다는 사실에 주목했다. 대사체란 몸속 세포·조직·체액 등에 존재하는 전체 대사물질이다. 체내 암세포가 증식하면 비정상적인 물질대사를 분비한다.

연구팀은 센서 표면을 작은 구멍이 많은 다공성 구조로 만들어 움푹 파인 지점에 암 환자의 대사체를 안착시키고 소변의 대사체를 광신호로 증폭시켜 암을 구분하도록 센서를 구현했다. 센서에 소변 약 10㎖를 받아 빛을 비추면 암 대사체 신호가 센서 표면에 증폭돼 암을 진단하는 방식이다. 연구팀은 대사체의 광신호를 10억배 이상 증폭하는 표면증강라만산란 센서도 적용했다.

연구팀이 삼성서울병원 환자의 검체를 통해 진단 성능을 검증한 결과 암 환자와 일반인 총 100명을 대상으로 확보한 검체로부터 전립선암과 췌장암 환자를 99%까지 구분하는 데 성공했다.

정호상 박사는 이날 머니투데이와 통화에서 "현재 다수의 암 진단은 혈액검사 또는 영상의학적 방법, 조직검사 등으로 이뤄진다"며 "삼성서울병원 등과 공동 연구를 거쳐 소변을 이용해 암을 조기 진단할 수 있다는 사실을 확인했다"고 밝혔다.

연구팀에 따르면 국내에서 췌장암으로 인한 일평균 사망자는 14명이다. 특히 췌장암은 병변이 일어난 뒤에야 확인할 수 있어 조기진단이 필수적이다. 연구팀은 이번 기술을 고도화해 신속 암 환자 스크리닝, 재발 모니터링 기술 등에 활용할 예정이다. 현재 연구팀은 대장암, 폐암까지 기술 범위를 늘려나가고 있으며 삼성서울병원, 진단기업 등과 협력을 확대할 계획이다.

소변 샘플(Urine sample)에 빛의 스펙트럼을 계측하는 분광기(Spectrometer)로 암을 진단한 결과. / 사진=한국재료연구원