한국표준과학연구원 연구팀이 자체 개발한 진단 기술을 이용해 뇌전증 환자의 혈청 시료를 분석하고 있다. [한국표준과학연구원 제공]

나노물질 기반 항경련제 농도 진단기술 모식도

한국표준과학연구원(KRISS)은 국내 대학병원과 공동연구를 통해 나노물질을 기반으로 한 질병 진단기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

표준연 나노바이오측정그룹은 이상국 세브란스병원 진단검사의학과 교수 연구팀과 공동연구를 통해 뇌전증 환자의 치료약물 모니터링을 위한 새로운 진단 기술을 개발하는 데 성공했다. 기존 진단법만큼 정확하면서 소요 시간과 비용은 줄어 환자의 질병 관리 부담을 크게 낮출 것으로 기대된다.

많은 뇌전증 환자는 일상에서 발생하는 습관성 발작을 억제하기 위해 ‘항경련제’를 복용한다. 환자는 정기 검사를 통해 체내의 항경련제 농도를 추적 관리해야 한다. 혈중 약물 농도를 일정 수준으로 유지해야 치료 효과를 높이고 과다 복용으로 인한 부작용 막을 수 있기 때문이다.

현재 병원에서 사용하는 항경련제 농도 진단 기술은 검사 정확도와 소요 시간 측면에서 한계가 있다. 가장 흔히 사용되는 면역측정법은 유사 약물과 교차 반응이 발생해 검사 정확도가 떨어진다. 높은 정확도를 위해 시료를 전기분무 방식으로 이온화한 후 분석하는 질량분석법도 사용하지만, 소요 시간이 길고 진단비용이 많이 들어 환자의 부담이 크다.

연구팀은 자체 개발한 나노물질을 통해 기존 질량분석법의 한계를 극복했다. 연구진이 개발한 나노물질인 몰리브덴 디텔루라이드(MoTe₂)와 텅스텐 디텔루라이드(WTe₂) 혼합물을 분석 시료에 투여한 후 레이저로 이온화한 결과, 진단 약물의 검출 속도와 민감도를 크게 높이는 데 성공한 것이다.

실제 뇌전증 환자 120명의 시료를 연구팀이 개발한 진단 기술로 분석한 결과, 기존 진단법에 비해 신뢰성을 99.9% 이상 유지하면서 소요 시간은 16분의 1 수준으로 단축했다. 한 번에 분석할 수 있는 시료의 양도 10배 이상 늘어났다. 이태걸 표준연 나노바이오측정그룹 박사는 “이번 성과는 의료현장의 어려움을 해결하기 위해 정부출연연구기관과 국내 대학병원이 협업했다는 점에서 뜻깊다” 고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘에이씨에스 나노’ 최신호에 게재됐다.

구본혁 기자