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"코로나 진단엔 유전자검사, 감염 환자수 파악엔 항체검사 유용"

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"코로나 진단엔 유전자검사, 감염 환자수 파악엔 항체검사 유용"

2020.03.20 03:00
도심 속으로 침투한 코로나 10일 오전 서울 구로구 신도림동 코리아빌딩 11층 콜센터에서 발생한 코로나19 집단 감염으로 인해 빌딩 외부에 설치된 선별진료소에서 의료진들이 검진을 하고 있다. 동아일보 DB
도심 속으로 침투한 코로나 10일 오전 서울 구로구 신도림동 코리아빌딩 11층 콜센터에서 발생한 코로나19 집단 감염으로 인해 빌딩 외부에 설치된 선별진료소에서 의료진들이 검진을 하고 있다. 동아일보 DB

이달 19일 국내 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 누적 검사 수가 30만 건을 넘었다. 많을 때는 하루에 1만8000건이 넘는 검사가 이뤄졌다. 2015년 메르스(MERS·중동호흡기증후군) 사태 이후 도입한 ‘긴급사용승인제도’를 통해 질병관리본부의 허가를 받은 국내 기업 5곳의 우수한 진단 기술 덕분에 가능한 일이다. 전국 500여곳의 의료기관과 선별진료소, 80여 개의 검사기관의 헌신적 노력도 힘을 보탰다. 

 

한국의 진단 기술은 최근 미국 청문회에서 두 차례에 걸쳐 언급되면서 주목을 받았다. 마크 그린 미국 하원의원(공화당)이 이달 11일 미국질병통제센터(CDC)와의 통화를 언급하며 “미국의 기술이 ‘항체(이뮤노글로불린)’를 더 다양하게 검사한다”며 한국 기술보다 우월하다는 주장을 폈다. 같은 달 12일에는 미국식품의약국(FDA)의 보고를 언급하며 “한국 진단키트가 미국에서 사용하기 적합하지 않다”고 주장했다. 일부에선 이런 발언을 인용해 한국 기술의 정확도에 의문을 제기했지만 적어도 첫 번째 언급은 현재 한국은 물론  다른 나라에서 시행하는 검사와는 관련이 없는 것으로 드러났다. 

 

●한국과 미국 쓰는 RT-PCR

 

코로나19 사태 이후 한국을 비롯해 각국이 확진 검사에 사용하는 진단키트는 '실시간 역전사중합효소연쇄반응(RT-PCR)' 기술을 쓰고 있다. 흔히 ‘분자진단법’ ‘유전자검출검사법’이라고 불리고 있다. 세계보건기구(WHO)가 정한 절차에 따라 바이러스가 비교적 쉽게 관찰되는 콧속이나 목구멍에서 가검물을 채취한 다음 유전 물질을 식별해 감염 여부를 판별한다. 


코로나19를 유발하는 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)는 리보핵산(RNA)이라는 유전물질에 유전정보가 들어있다. 바이러스는 염기쌍이 약 2만 9900개로 이 가운데 바이러스만의 특성을 나타내는 특징적인 표식이 곳곳에 들어있다.사람으로 따지면 지문이나 홍채처럼 개인을 식별하는 부위가 있는 셈이다. RT-PCR은 이 특징을 식별하는 분자로 이 바이러스의 RNA의 정체를 찾아낸다. 목표한 표식 부위를 찾으면 효소를 이용해 이 서열을 DNA로 바꾸고 다시 수 백만 배로 복제한다. 약 6시간 뒤 복제된 표식 서열의 양이 충분해지면 양성 반정을 내리는 식이다. 

 

미국 질병통제예방센터(CDC)가 허가한 코로나19 검사용 키트의 모습이다. 선별진료소에서 채취한 가검물을 시설을 갖춘 실험실에서 분석해 코로나19 바이러스 감염 여부를 판별할 수 있다. 6시간의 시간이 걸리지만 정확도가 현재로서는 가장 높은 검사 기술이다. 사용하는 유전자만 일부 다를 뿐 전세계가 비슷한 방식을 사용한다. CDC 제공
미국 질병통제예방센터(CDC)가 허가한 코로나19 검사용 키트의 모습이다. 선별진료소에서 채취한 가검물을 시설을 갖춘 실험실에서 분석해 코로나19 바이러스 감염 여부를 판별할 수 있다. 6시간의 시간이 걸리지만 정확도가 현재로서는 가장 높은 검사 기술이다. 사용하는 유전자만 일부 다를 뿐 전세계가 비슷한 방식을 사용한다. CDC 제공

대부분의 국가는 정확도를 높히기 위해 코로나19 바이러스의 RNA에 들어있는 표식을 여러 개 사용한다. 진단키트를 만드는 나라와 기업마다 어느 유전자에 어느 서열을 쓰는지 모두 다르다.

18일 질병관리본부가 공개한 긴급사용승인 제품정보에 따르면 국내 진단키트 기업 제품 가운데 3개는 바이러스의 E 유전자와 RdRp 유전자를, 1개는 E와 RdRp, N 유전자를 검사하는 것으로 나타났다. 나머지 한 제품은 N 유전자와 ORF1a 유전자를 이용해 검사한다. 미국은 N 유전자의 서열 세 개를 쓰고, 중국은 ORF1ab와 N 유전자를 사용한다.

 

RT-PCR은 정확도가 높고 검사속도가 빠른 것이 장점으로 꼽힌다. 이전에는 모든 코로나바이러스를 검출하는 ‘판코로나바이러스’ 검사법을 먼저 쓰고 감염 사실이 확인되면 다시 사스코로나바이러스-2인지 여부를 확인하기 위해 염기서열 해독 기술을 썼다. 검사에 소요되는 시간만 하루가 걸렸다. 반면 RT-PCR법은 기존 검사시간의 4분의 1에 불과한  6시간만에 결과를 얻었다. 정확도는 97% 수준이다.

 

미국은 최근 기존 방법보다 빠르게 대량으로 검사하는 새 자동화 기술을 도입했다. 미국 식품의약국(FDA)는 이달 13일(현지시간) 글로벌제약사인 로슈가 개발한 PCR 자동화 검사 장비인 코바스6800과 8800을 이용해 실시하는 새 사스코로나바이러스-2 검사법에 대해 신속사용승인을 허가했다.  새 기술은 시료 하나의 결과가 나오는데 세 시간 반이 걸린다.  기기 한 대로 하루 최대 4100개의 검사를 할 수 있다.

 

미국 식품의약국(FDA)은 13일 다국적기업 로슈 사가 개발한 PCR 기반 자동화 장비인 코바스6800과 8800을 코로나19 긴급사용승인 허가했다. 로슈 제공
미국 식품의약국(FDA)은 13일 다국적기업 로슈 사가 개발한 PCR 기반 자동화 장비인 코바스6800과 8800을 코로나19 긴급사용승인 허가했다. 로슈 제공

●미 의원 오인한 혈청학적 검사

 

그린 의원이 언급한 항체검사법은 RT-PCR 기술과는 전혀 다른 기술이다. '혈청 검사' 또는 '면역검사'라고 부른다. 바이러스가 감염됐을 때 체내에 형성되는 항체를 찾아 바이러스 감염 여부를 진단하는 기술이다. 항체는 몸 속에 바이러스 등 병원체가 침입했을 때 이를 막기 위해 면역세포가 만드는 일종의 탐지 장치다. 바이러스를 알아보는 일종의 몽타주를 그려 보관하고 있다가해당 바이러스가 침입하면 금방 알아보는 원리다. 

 

항체검사법도 인체가 바이러스 몽타주를 갖고 있는지 확인함으로써 바이러스가 침입했는지 여부를 간접 확인한다. 감염 의심 환자의 혈액을 채취한 뒤 항체와 결합하는 바이러스 단백질 일부(항원)를 시료에 넣어 이 항원과 결합하는 항체가 있는지 여부로 바이러스를 탐지한다. 

 

주로 면역반응 초기에 생성하는 항체인 이뮤노글로불린M(IgM)과 이뮤노글로불린G(IgG)이 상용된다. 인체의 항체는 크게 5가지 종류가 있는데, 그 중 IgG가 주요 면역 반응을 담당한다. IgM은 IgG가 만들어지기 전, 감염 초기에 먼저 만들어지는 항체다. 두 가지 항체를 모두 검사하면 검사의 안정성을 높일 수 있다. 그린 의원이 청문회에서 “미국 진단기술은 IgM과 IgG 등 두 개 항체를 두 개 써서 한 개만 쓰는 한국보다 낫다”고 주장한 이유다.

 

항체검사법은 검진 속도가 빠르고 간편하다는게 특징이다. 피를 뽑아 넣기만 하면 쉽게 항체를 검출한다.  당뇨 검사를 하듯 손끝 등에서 피를 뽑으면 된다. 결과도 10분이면 충분히 나온다. 코로나19 유행 이후 ‘피 한 방울로 쉽고 빠르게 감사가 가능하다’며 기업에서 홍보를 하고 있는 검사기술은 대부분 이 기술이다. 

 

RT-PCR과 항체검사법을 비교했다. 질병관리본부, 대한진단검사의학회, CDC, BRIC 제공
RT-PCR과 항체검사법을 비교했다. 질병관리본부, 대한진단검사의학회, CDC, BRIC 제공

코로나19 환자가 급속히 늘면서 전문기관에서 결과를 얻어야 하는 RT-PCR 검사 외에도 간편검사를 위한 항체검사 키트도 긴급사용승인을 해달라는 요청이 나온다. 다만 아직은 정확도가 낮아 도입은 이르다는 지적도 있다.  

 

대한진단검사의학회 등 6개 국내 진단검사 단체는 17일 “면역검사(혈청검사)의 정확도는 50~70% 수준으로 나타났다”고 발표했다. 몸에서 항체가 형성되는 시기가 감염 뒤 일주일 뒤라 초기 진단이 어렵다는 것도 약점이다. 코로나19는 증상이 나타나기 시작하는 시기가 평균 5일뒤인데 증상이 나타나기 전에도 감염 가능성이 제기되고 있어 조기 진단이 강조되고 있다. 

 

항체검사는 목적도 RT-PCR과 다르다. 감염 진단을 알아볼 수도 있지만, 지역사회에 병원체에 대한 면역력이 형성됐는지 알 때 더 유용하다. 로버트 레드필드 미국질병통제예방센터(CDC) 센터장은 11일 그린 위원의 질문에 대해 “항체검사는 감염병이 얼마나 퍼졌고 몇 명이 바이러스에 영향을 받았는지 감시에 활용할 때 유용하다”고 말했다.

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