산업

[포럼] 보건당국, 코로나19 변이에 대응할 랩온칩 도입 검토해야

발행일시 : 2020-02-27 14:20

유전자 변이에 대한 선제적 대응...PCR 진단의 보완으로 병행이유 충분

 

코로나19 관련 이미지. 출처=게티이미지뱅크 <코로나19 관련 이미지. 출처=게티이미지뱅크>

최근 질병관리본부는 신종 코로나 바이러스(코로나19) 확진을 위해 신속하게 바이러스를 검출할 수 있는 진단 RT-PCR 키트를 개발했다. 차세대 염기서열 분석법(NGS: Next Generation Sequencing)을 이용한 확진에 24시간 걸리던 것을 6시간으로 줄일 수 있다고 발표했다.
 
그러나, 신종 코로나바이러스는 RNA 바이러스이다. RNA 바이러스는 DNA 바이러스 보다 변이가 빠르고 자주 일어난다. 코로나 바이러스 패밀리인 메르스나 사스 바이러스도 이미 변종이 발생한 것으로 알려져 있다. RT-PCR은 전체 염기서열이 아닌 신종 코로나 바이러스를 특정 짓는 염기서열 정보를 이용, 감염여부를 판단하는 방법이다. RT-PCR 법의 단점은 한번에 1개 혹은 최대 2개의 특정 유전자(target gene)만을 이용할 수 있기 때문에 만일 부분적인 유전자 변이(mutation)가 일어나면 감염자임에도 불구하고 ‘음성’으로 결과가 나올 수 있다.
 
또한 이러한 부분적 유전자 변이 가능성은 항상 존재하기 때문에 RT-PCR을 이용한 검사 시에는 최소 3개 이상의 특정 유전자(target gene/primer sets) 키트를 이용한 검사가 필수적이다. 이는 최소 3번 이상의 RT-PCR 과정을 거쳐야 유전자 변이를 대비 할 수 있으므로 검사시간이 길어질 뿐 아니라 많은 양의 시료가 필요하게 된다.

특히 RT-PCR 검사기법은 검사결과를 판독해야 할 전문가가 필요하다. 질병관리본부가 RT-PCR 키트를 보급한다고 하더라도 이를 판독할 인력 확충에는 많은 시간과 비용이 소요될 것으로 전망된다. 이러한 문제점은 이미 국내 여러 언론에서도 지적된 바 있다.
 
선진국들은 PCR기법과 마이크로 어레이(MicroArray) 기술을 반도체 칩에 구현한 랩온칩(Lap-on-Chip, LOC) 장비를 활용하여 판독 시간의 단축과 정확성, 판독인력 문제를 한 번에 해결하고 있다. 랩온칩 기술은 거대한 실험실을 반도체 칩에 옮겨 놓았다는 뜻으로 한 번 진단에 15개의 특정 유전자 정보(Target Gene)를 비교하도록 설계됐고, 1개의 특정 유전자를 2번 이상 반복 측정하여 유전자 변이가 발생하였더라도 짧은 시간내에 정확한 진단이 가능하다.
 
즉, 한번의 랩온칩 검사는 약 15~30번의 RT-PCR 검사와 동일한 효과가 있다. 무엇보다 이 검사방법은 조작이 간단하고, 검사결과가 자동으로 출력되기 때문에 별도의 전문가(운용요원)을 필요로 하지 않는다.
 
대규모 국가급 행사의 경호/경비를 주관하는 청와대 경호처를 비롯한 각급 정부기관에서 이러한 랩온칩(Lap-on-Chip, LOC) 진단장비를 활용하여 생물학 위협에 대비한다면 보다 효과적인 검역시스템을 구축할 수 있을 것이다.

출처=API사 <출처=API사>

 
결론적으로, 기존의 진단 소요시간이 24시간에서 6시간으로 단축되었지만 급증하는 검사대상 수요를 충족 하기에는 여전히 부족하다. RT-PCR키트를 이용하는 방법은 상대적으로 검사 시간이 길고 유전자 변이가 발생한 신종 코로나바이러스를 정확히 진단하기 위해서 추가적인 검사를 반복하여야 한다. 뿐만 아니라 판독에 필요한 전문인력을 확충하기가 어려워 장비를 추가 보급 하더라도 풀 가동이 어렵다.
 
따라서 질병관리본부는 물론 경호처 등 대테러, 안보관련 국가기구에서는 RT-PCR 방법뿐 아니라, 선진국에서 활용하고 있는 랩온칩 장비의 국내 도입을 시급히 추진하여 기하급수적으로 늘어나는 신종 코로나바이러스의 유전자 변이에 선제적으로 대응해야 할 것이다.

허윤종 API 대표 <허윤종 API 대표>

 
허윤종 에이피아이 대표 yoonhuh@amberpi.com / 1988년부터 1997년까지 LG반도체에서 소재개발 엔지니어와 D램 회로설계 등을 해온 반도체 엔지니어로 시작, LSI로직을 거쳐 2004년 글로벌 테크놀로지 리더(GTL)을 설립했다. 미국과 아시아 기업을 대상으로 반도체칩 ESD 설계 컨설팅을 하고 있으며, 2006년 앰버 프리시즌 인스트루먼츠(API)을 설립해 대표로 활동 중이다.
 
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