사진=건국대

건국대학교 전봉현 교수(시스템생명공학과) 연구팀이 혈액 속 췌장암 표지자를 15분만에 정밀 분석할 수 있는 차세대 신속 진단 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

이번 연구 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 지난달 온라인으로 게재됐다. 국내 과학기술 연구 성과 소개 플랫폼 ‘한빛사(한국을 빛내는 사람들)’에도 소개됐다.

췌장암은 초기 증상이 거의 없어 발견 시 이미 병이 진행된 경우가 많으며, 5년 생존율이 10% 미만에 머무는 난치암이다. 현재 영상 검사나 침습적 검사 방법은 환자 부담이 크고, 혈액검사도 분석 시간이 길거나 민감도가 충분하지 않아 조기진단에 한계가 있었다고 설명했다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 신호 증폭형 측방유동면역분석법인 ‘SELFI(Signal-Enhanced Lateral Flow Immunoassay)’ 검사법을 새롭게 개발했다. SELFI는 금 나노입자를 실리카 나노입자 표면에 고도로 조립한 나노구조체를 활용해, 나노입자 사이에서 발생하는 핫스폿 효과를 극대화함으로써 기존 신속진단키트 대비 검출 민감도를 약 28배 향상시켰다. 이를 통해 췌장암 표지자인 ‘CA19-9’를 0.15 U/mL 수준까지 검출할 수 있고, 분석 시간은 15분에 불과하다고 전했다.

췌장암 환자 혈청 샘플을 활용한 임상 검증에서도 SELFI의 성능이 확인됐다. 정상인과 조기·말기 췌장암 환자 샘플을 비교 분석한 결과, SELFI는 조기 환자와 정상인을 구분하는 진단 정확도에서 기존 검사법에 속하는 ELISA 및 신속진단키트 방식보다 높은 성능을 보였다. 조기 췌장암 진단에서 통계적으로 유의미한 향상이 입증돼 조기 선별검사 도구로서의 가능성을 명확히 제시했다.

이번 연구는 여러 대학과 의료기관, 해외 연구진이 참여한 다학제·국제 공동연구로 수행됐다. 장소현(건국대), 신민섭(건국대), 한지석(한밭대) 연구원이 공동 제1 저자로 참여했다. 김재희 교수(건국대), 송지환 교수(한밭대, 현 서강대), 이종찬 교수(서울대 분당병원), 루크리 교수(하버드 의과대학)가 전봉현 교수와 함께 공동 교신저자로 연구를 이끌었다.

이번 연구에서는 Bridge 3.0 과제 지원을 통해 해당 기술의 다양한 질병 진단 확장 가능성도 검토됐다. 연구진은 췌장암뿐 아니라 다양한 암 및 질환 바이오마커 진단으로 SELFI 기술을 확장할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

전봉현 건국대 교수는 “SELFI는 신속성, 민감도, 신뢰성을 동시에 확보한 진단 플랫폼”이라며 “다기관 공동연구를 통해 기술적 가능성을 입증했다”고 말했다.