"알츠하이머 초기에 잡아라"…KRISS, 초정밀 간편 진단 플랫폼 상용화 수준 개발

알츠하이머를 기존 대비 10만배나 더 민감하게, 정확히 진단할 수 있는 플랫폼이 상용화 수준으로 개발됐다. 체액 내 생체지표(마이오마커)량이 1천조 분의 1g만 있어도 진단 가능하다. 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)은 체액 속 생체지표(바이오마커)가 극미량만 존재해도, 분자 광학 신호를 수억 배 증폭시키는 방법으로 알츠하이머병을 정확히 진단하는 '초고감·고신뢰' 플랫폼을 개발했다고 30일 밝혔다. 알츠하이머는 뇌 신경세포가 점차 손상되면서 기억력·사고력 등 인지 기능이 서서히 상실되는 퇴행성 뇌질환이다. 전 세계 치매의 60~70%를 차지한다. 그러나 아직까지 근본적인 치료제는 없다. 따라서 조기 진단과 지속적인 관리가 중요하다. 진단은 주로 PET(양전자방출단층촬영)·MRI(핵자기공명) 등을 활용한 영상 장비로 진단한다. 검진 비용은 1회당 100만원 이상이다. 발병 초기에는 감지가 어렵다. 유은아 책임연구원은 "증폭이 따로 필요없어, 신속 간편하게 결과를 눈으로 확인할 수 있는 기술"이라며 "각 질환의 생체지표가 들어있는 체액이나 타액, 혈액 등 어느 것도 쉽게 진단 가능하다"고 설명했다. 연구팀은 '표면증강 라만분광법(SERS)'으로 알츠하이머 생체지표인 뇌 펩타이드 아밀로이드 베타(Aβ) 42와 40을 검출할 수 있도록 해바라기 모양의 다종 금 단일 나노입자를 개발, 진단 플랫폼을 완성했다. 연구팀은 SERS를 기반으로 플랫폼을 만들어, 기존 체액 검사 방식 대비 10만 배 이상 민감도가 우수하다. 1천조 분의 1g 이하 수준(8.7×10의 -17승 g/mL, 1.0×10의 -15승 g/mL)의 극미량으로도 생체지표 검출이 가능하다는 것이 연구팀 설명이다. 유 책임은 "민감도와 검출범위에서 세계 최고 수준의 다중 정량 검출 성능이 나왔다"며 "실험적으로 진단키트로 만들어본 결과 정확한 건 더 해봐야 알지만, 좋은 결과가 나왔다"고 부연 설명했다. 유 책임은 “이 검출 플랫폼은 저비용으로 대량 생산이 가능하고, 다양한 생체지표에 유연하게 적용할 수 있다”며 “알츠하이머 뿐만 아니라 암, 뇌 질환, 감염병 등 다양한 질환의 조기·신속 체외 진단 및 모니터링에 활용할 수 있다. 범용성이 좋아 업계 제안이 오면 상용화를 적극 검토할 것"이라고 말했다. 연구는 국가과학기술연구회 중대질환 언택트 시스템 개발 사업과 KRISS 기본사업의 지원을 받았다. 연구성과는 분석 화학 분야 국제학술지 바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스(Biosensors & Bioelectronics, IF: 10.5)에 지난 4월 게재됐다.