국내 연구진, 고·저병원성 AI 바이러스 신속 진단기술 개발

[이데일리 이연호 기자] 국내 연구진이 조류독감(AI) 바이러스의 병원성을 빠르고 명확하게 구분하는 기술을 개발했다. 한국연구재단은 함승주 교수(연세대학교)?송대섭 교수(고려대학교) 연구팀은 바이러스가 감염되는 과정과 숙주세포를 모방한 나노입자를 응용해 고·저병원성 인플루엔자 바이러스를 신속하고 정확하게 감별하는데 성공했다고 22일 밝혔다.

어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 표지. 나노입자와 활성화된 인플루엔자 바이러스가 서로 융합하는 모습을 보여주고 있다. 나노입자와 바이러스가 융합될 때 나노입자에 포함된 염료가 방출되면서 형광이 발생돼 진단할 수 있다. 사진=한국연구재단.

숙주세포(Host Cell)는 바이러스가 영양분 섭취와 증식을 위해 기생하는 대상을 말한다. 고·저병원성은 바이러스의 병원성(폐사율, 전염성 등) 정도에 따른 구분이다.

고병원성 인플루엔자 바이러스는 조류 및 사람을 비롯한 포유류에서 호흡기 질환을 일으키고 사망률도 상당히 높다. 신속한 방역을 위해 현장에서 병원성의 정도를 감별할 수 있는 빠르고 정확한 진단 시스템이 필요하다.

현재 인플루엔자 바이러스 진단에 사용되는 유전자증폭, 세포배양 등의 방법은 전문 인력과 장비가 필요하고 수 시간 이상 소요되기 때문에 현장 검사가 불가능하다. 또 항원-항체 반응을 이용한 신속 진단 키트는 민감도가 떨어지는 한계가 있다.

연구팀은 바이러스의 세포 침투 과정을 응용해 숙주세포 모방형 나노입자를 개발했다. 특히 고·저병원성 바이러스가 특정 효소에 각각 다르게 반응하는 점에 착안해 이들을 구분할 수 있게 했고 바이러스 감별 진단은 30분 이내에 가능하게 했다.

특정 효소에 의해 바이러스의 융합 펩티드가 활성화되면 나노입자와 바이러스가 융합하게 된다. 이 때 발생하는 형광을 측정해 정확히 진단할 수 있다.

융합 펩티드는 바이러스가 숙주세포와 결합하기 위해 나오는 물질이다.

아울러 트립신 효소를 처리하면 고·저병원성 바이러스 모두 활성화되는 반면 퓨린 효소를 처리하면 고병원성 바이러스만 활성화된다. 이 차이를 이용하면 고·저병원성의 감별이 가능하다.

함승주 교수는 “바이러스의 세포 감염 과정과 숙주세포 모방형 나노입자를 이용한 고·저병원성 인플루엔자 신속감별 원천기술”이라며 “현장에서 신속하고 고민감도로 고병원성 인플루엔자 바이러스 감별 진단이 이뤄져 효과적인 현장대응이 가능해 질 것”이라고 말했다.

이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 글로벌프런티어사업의 지원으로 수행됐다. 국제적인 학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials) 표지논문으로 8월 22일 게재됐다. 국내 진단기기 개발 전문업체에 기술이전을 완료해 상용화 단계에 있다.