서울대병원 박완범(감염내과)·김택수(진단검사의학과)·김인호(혈액종양내과) 교수와 서울대 권성훈(전기공학부) 교수는 퀀타매트릭스와의 공동연구를 통해 개발한 '초고속 항균제 감수성 검사'(uRAST) 기술이 기존 방법 대비 검사 시간을 평균 48시간 단축했다는 임상시험 결과를 25일 발표했다.
(사진 왼쪽부터) 서울대병원 박완범·김택수·김인호 교수, 서울대 권성훈 교수.
패혈증 환자의 생존율을 높이려면 환자 혈액 내 존재하는 균을 확인하고, 이에 맞춰 최적의 항균제를 처방해야 한다. 문제는 세균을 배양하고 항균제를 고르는 '항균제 감수성 검사'가 오랜 시간이 걸린다는 점이다. 우선 36~48시간의 '사전 배양'(혈액 배양+순수 배양)을 통해 충분한 수의 병원균을 확보해야 한다. 다음으로 24~36시간의 '병원균 동정 및 항균제 감수성 검사'를 통해 병원균의 종류를 파악하고 효과적인 항균제를 찾는 과정이 필요하다. 특히 사전 배양 초기 단계인 '혈액 배양'은 병원균의 성장 속도에 따라 최소 1일부터 최대 7일까지도 소요될 수 있어 이 단계를 단축하는 것이 패혈증 예후 개선을 위한 중요한 기술적 도전과제였다.
합성나노입자를 활용한 uRAST의 병원균 분리 단계./사진=서울대병원
6시간의 신속 배양을 통해 감수성 검사에 필요한 충분한 양의 병원균을 확보하면 최소 36시간이 걸렸던 사전 배양 시간을 단축하고 신속한 후속 검사를 진행할 수 있다는 설명이다. 추가로 연구팀은 배양 이후 실시하는 병원균 동정 및 항균제 감수성 검사 과정에서 퀀타매트릭스의 신속 병원균 동정(QmapID)과 신속 항생제 감수성 검사(dRAST)를 도입, 최소 24시간이 걸렸던 기존 소요 시간을 6시간까지 단축했다.
초고속 항균제 감수성 검사(uRAST) 진행 순서./사진=서울대병원
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정확도도 입증했다. 표준 검사방법과 비교했을 때 uRAST는 병원균 동정 단계에서 100% 일치하는 수준으로 균 식별이 가능했다. 감수성 검사의 범주적 정확도(Categorical Agreement, CA)는 미국 식품의약국(FDA) 기준을 충족하는 94.9%로 확인됐다. uRAST가 빠른 진단뿐 아니라 표준 방법과 유사한 수준의 높은 정확도를 갖는다는 것을 의미한다.
종전에는 패혈증의 '골든타임'을 사수하기 위해 원인균을 파악하기 전 항바이러스제·항생제 등 최대한의 처치를 시행하는 것이 치료 전략이었다. 적합한 약물을 선택하지 못했거나 환자에게 약물 내성이 있을 때는 생존을 담보하기 어려웠다. 박완범 교수는 "항균제 감수성 검사에 드는 시간이 길어 최적 항균제를 적기에 투여받지 못해 안타깝게도 사망하는 환자들이 종종 발생한다"며 "초고속 항균제 감수성 검사가 가능한 uRAST는 환자의 생존율을 높이고, 나아가 패혈증 치료의 혁신을 가져오는 데 중요한 역할을 할 것"이라 강조했다.
김택수 교수는 "채혈 후 이른 시간 안에 필요한 모든 진단 검사 과정을 통합한 uRAST 기술은 패혈증 진단에 있어 획기적인 발전"이라며 "uRAST가 신속하게 병원균의 종류를 파악하고 효과적인 항균제를 찾는 신의료기술로 활용되어 패혈증 환자의 예후를 개선할 수 있길 기대한다"고 말했다.