성균관대, 혈액 한 방울로 초기 간섬유화 찾는 바이오센서 개발

(서울=뉴스1) 김지현 기자 = 성균관대학교는 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 소량의 혈액으로 초기 간섬유화를 진단할 수 있는 초고감도 전기화학 바이오센서를 개발했다고 9일 밝혔다.

이날 성균관대학교에 따르면 이번 개발 건은 가톨릭대학교 의과대학 성필수 교수, 은평성모병원 배시현 교수 공동연구팀과 함께 진행됐다.

간섬유화는 만성 간질환으로 간 조직에 콜라겐 등이 쌓이며 간이 딱딱하게 굳는 질환이다. 초기에 발견하면 생활습관 개선이나 치료를 통해 진행을 늦추거나 회복을 기대할 수 있지만, 뚜렷한 증상이 없어 조기 진단이 쉽지 않다.

현재 간섬유화 진단에는 간 조직을 바늘로 채취하는 조직검사나 영상검사가 주로 활용된다. 다만 조직검사는 통증과 출혈 위험이 있고 반복 검사에 부담이 따르며, 영상검사는 비용과 접근성 측면에서 한계가 있다.

연구팀은 간섬유화가 진행될 때 혈액에서 증가하는 PICP 단백질을 진단 표지자로 활용했다. PICP는 콜라겐 생성 과정에서 함께 만들어지는 물질로, 간 조직의 섬유화가 얼마나 활발하게 진행되는지를 보여주는 바이오마커다.

연구팀이 개발한 진단 플랫폼 'FIB-EIS'는 금 나노입자가 결합된 탄소 전극 위에 PICP와 결합하는 항체를 고정한 방식이다. 혈액 속 PICP가 항체와 결합하면 센서 표면의 전기적 저항 변화가 발생하고, 이를 측정해 간섬유화 여부를 판별한다.

별도의 염색이나 복잡한 전처리 과정 없이 전기적 신호만으로 바이오마커를 분석할 수 있어 검사 과정을 단순화할 수 있다는 설명이다. 연구팀은 혈액 속 다른 단백질이 센서에 달라붙어 진단을 방해하는 현상을 줄이는 차단 기술도 적용했다.

그 결과 이 센서는 PICP를 0.81 pg/mL 수준까지 검출했다. 실제 환자 혈액을 활용한 실험에서는 정상인과 간섬유화 환자를 구분하는 데 민감도 95.24%, 특이도 100%를 기록했다. 민감도는 질환이 있는 사람을 양성으로 정확히 판별하는 비율이고, 특이도는 질환이 없는 사람을 정상으로 판별하는 비율이다.

연구팀은 향후 이 기술을 소형화하면 동네 의원 등에서도 활용할 수 있는 휴대용 혈액 진단기기로 발전할 가능성이 있다고 봤다. 조직검사 부담을 낮추고, 만성 간질환 환자의 상태를 반복적으로 점검하는 데도 활용할 수 있다는 것이다.

박진성 성균관대 교수는 "이번 연구는 조직검사 없이도 단순 혈액검사로 간질환을 조기에 발견할 수 있음을 보여준 데 의미가 있다"며 "소형 진단 기기로 발전한다면 간질환 예방과 관리에 도움이 될 것으로 기대한다"고 밝혔다.

mine124@news1.kr