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코로나19 국내 첫 환자 발생 100일…진단검사법도 진화 中

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코로나19 국내 첫 환자 발생 100일…진단검사법도 진화 中

2020.04.28 16:29
신종 코로나바이러스 진단을 위한 선별진료소에 시민들이 검사를 받고 있다. 연합뉴스 제공
신종 코로나바이러스 진단을 위한 선별진료소에 시민들이 검사를 받고 있다. 연합뉴스 제공

이달 28일 국내에서 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)에 걸린 첫 환자가 보고된 지 100일을 맞았다. 지난 1월 20일 중국 우한에서 온 1번 환자가 처음보고된 뒤 석달 넘는 기간 동안 국내에서는 모두 60만8514명이 코로나19 진단 검사를 받았다. 전체 인구 중 약 1.2%, 국민 100명 중 1명꼴로 코로나19 진단 검사를 받은 셈이다.  지금까지  진단 검사를 통해 코로나19 양성 판정을 받은 환자만 1만 752명에 이른다. 100일 동안 시간이 흐르면서 코로나 19 환자를 빠르고 정확하게 가려내기 위한 검사법도 점차 진화하고 있다.

 

코로나19 환자 진단의 '기본' RT-PCR...6시간 소요되지만 정확성 높아

 

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

질병관리본부에서 코로나19 환자를 판별할 때 쓰는 제일 기본적인 진단 검사는 코로나19 바이러스를 특정하는 유전자를 이용한 ‘실시간 중합효소연쇄반응(RT-PCR)’ 방식이다. RT-PCR은 환자의 타액이나 코, 목구멍 등에서 검체를 채취한 후 속에 담긴 바이러스 DNA를 수차례 복제하는 방식이다. 바이러스를 특정할 유전자가 대규모로 늘려 실제로 유전자가 늘어난다면 환자가 감염된 것으로 판정한다. 검사에 약 6시간이 소요되지만 정확도가 97%에 이를 정도로 높다.


코로나19 바이러스 검출에는 '프라이머·프로브' 세트가 쓰인다. 프라이머는 특정 유전자를 합성하는 위치를 일러주는 짧은 유전자 서열이다. 프로브는 특정 유전자 증폭을 실시간으로 볼 수 있도록 빛을 내는 유전자 서열이다. 여기서 어떤 유전자를 선택하냐에 따라 진단키트는 조금씩 차이가 있다. 주로 쓰이는 유전자에는 '뉴클레오캡시드'(N)와 RdRp를 비롯해 ‘E’와 ‘Orf1’도 있다. 


국내에서는 코젠바이오텍과 씨젠, 솔젠트, 에스디바이오센서, 바이오세움 5곳이 유전자 진단 방식인 RT-PCR을 활용하는 코로나19 진단키트를 긴급사용 승인을 받아 제품을 공급하고 있다. 5곳이 각자 진단키트를 생산하는 만큼 코로나19 바이러스를 특정할 수 있는 유전자도 다양하게 사용되고 있다. 업체의 판단에 따라 어떤 유전자가 가장 잘 코로나19 바이러스를 특정할 수 있는 지 차이가 있다. 질병관리본부는 RdRp와 E 유전자를 검출하는 방법을 권고하고 있다.

 

'취합 검사법' 10명씩 묶어 검사한다...군대 훈련소와 무증상 집단검사에 쓰여

 

육군 훈련병이 코로나19 감염을 막기 위해 마스크를 쓴 채 훈련을 받고 있는 모습이다. 육군훈련소에서는 재빠른 검사를 위해 취합 검사법이 사용된다. 육군훈련소 홈페이지
육군 훈련병이 코로나19 감염을 막기 위해 마스크를 쓴 채 훈련을 받고 있는 모습이다. 육군훈련소에서는 재빠른 검사를 위해 '취합 검사법'이 사용된다. 육군훈련소 홈페이지

질병관리본부는 코로나19 검사를 최대 10명씩 묶어 진행하는 ‘취합 검사법’도 도입했다. 여러 명의 검체를 묶어 검사를 진행하고, 양성이 나오면 개별검사를 진행하는 방식이다. 이 방식은 비용을 줄이고 빠르게 코로나19 진단을 진행할 수 있는 게 장점이다.


앞서 국방부는 대구·경북 지역 훈련병들의 코로나19 검사를 4명씩 묶어 진행했다. 이 방법은 최대 32명까지 한번에 검사를 할 수 있는 것으로 알려졌다. 이달 9일 실제 취합검사법을 도입했다. 다만 확진 여부 판단보다는 감염 위험군의 질병 감시 목적으로 사용할 것이란 게 보건당국의 판단이다. 


정은경 중대본 본부장은 9일 브리핑에서 “보건환경연구원을 중심으로 해 지역사회의 집단선별검사 때 사용할 예정”이라며 “요양시설 입원자 등 증상이 없는 감염위험군에 대해 질병 감시 목적으로 시행할 때 큰 효과가 있을 것으로 생각되고, 검사가 필요한 유증상자는 개별검사를 할 것”이라고 말했다.


질병관리본부와 대한진단검사의학회 소속 3개 의료기관이 협업해 650회 평가 시험을 거친 결과, 10개 검체를 혼합해 시험해도 개별 검체 대비 96% 이상 민감도를 유지한 것으로 나타났다. 이달 6일 미국의학협회지(JAMA)도 취합검사법에 대해 제한된 자원을 효율적으로 사용하고 지역사회 전파 감시를 위한 방법이라고 소개했다. 현재 취합 검사법은 보건환경연구원에서 무증상자에 대한 집단검사를 실시할 경우와 논산훈련소 군대 입대 때 사용하고 있다.

 

수술·임신용 '긴급 RT-PCR 검사법'...1시간 안에 진단 끝낸다

 

질본은 긴급하게 수술이나 분만이 필요할 경우 1시간 내 코로나19 감염 여부를 가리는 긴급 RT-PCR 검사법을 도입한다고 26일 밝혔다.연합뉴스 제공
질본은 긴급하게 수술이나 분만이 필요할 경우 1시간 내 코로나19 감염 여부를 가리는 긴급 RT-PCR 검사법을 도입한다고 26일 밝혔다.연합뉴스 제공

이달 26일에는 긴급하게 수술이나 분만이 필요할 경우 1시간 내 코로나19 감염 여부를 가리는 긴급 RT-PCR 검사법을 도입한다고 밝혔다. 현재 국내에서 사용하는 코로나19 진단법인 RT-PCR은 약 6시간 소요된다. 코로나19 의심 환자의 검체에서 바이러스의 RNA을 추출해 DNA로 바꾸고 이를 수만 배로 증폭시키는, 크게는 3단계 과정을 거친다. 흔히 분자진단법이나 유전자검출검사법이라고도 불린다.


질본이 언급한 신속 RT-PCR 방식은 RNA 추출부터 증폭까지 하나의 카트리지나 키트 내에서 이뤄지는 시약을 뜻하는 것으로 분석된다. 익명을 요구한 한 진단키트 관련 전문가는 “이런 시약들을 ‘샘플인 리저트아웃’ 혹은 ‘샘플인 앤서아웃’ 시스템이라 표현한다”며 “핵산 추출부터 검사결과까지 한꺼번에 진행되는 방식”이라고 설명했다. 이어 “쉽게 말하자면 검체만 넣어주면 코로나19 양성 혹은 음성 판정을 낸다는 것”이라고 덧붙였다.


미국 의료기기업체인 세페이드는 이런 방식의 진단키트를 생산한다. 미국 식품의약국(FDA)은 지난달 23일(현지시간) 세페이드의 진단키트를 긴급사용 승인을 내줬다. 세페이드가 개발한 '진엑스퍼트'라는 장비를 사용할 경우 45분 안에 감염 여부를 판정할 수 있다고 알려졌다. 세페이드는 미국 전역에 2만3000여개의 진엑스퍼트 장비가 있다고 밝혔다. 검체를 넣은 진단키트를 진엑스퍼트 장비에 꽂으면 1시간 이내로 코로나19 감염 여부가 나오는 방식이다.


질본은 신속 RT-PCR 검사법에 어떤 진단키트를 사용할 지 구체적으로 밝히지 않았다. 다만 익명을 요구한 한 진단키트 관련 전문가에 따르면 이 두 업체의 진단키트를 포함해 진단에 45분이 걸린다는 프랑스 의료기기업체 비오메리외 진단 키트 등 4종이 신속 RT-PCR 방식 후보군으로 꼽히는 것으로 알려졌다. 익명 전문가는 “미국 세페이드의 검사장비인 ‘진엑스퍼트’의 경우 결핵 진단 장비로 이미 국내에 많이 도입이 돼있어 진단키트만 들여온다면 바로 활용이 가능할 것”이라며 “보건소에서도 바로 코로나19 진단 검사가 가능해질 것”이라고 밝혔다.

 

항체 검사법, 진단 검사보다는 집단의 면역 형성 여부 조사에 쓰여

 

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

항체 검사의 경우, 코로나19 진단을 위해서는 아니지만 코로나19 확산 범위와 면역 형성 여부를 알아보기 위해 도입을 검토하고 있다. 정은경 본부장은 27일 브리핑에서 “지역사회 감염이 있던 대구 경북 지역을 대상으로 어느 정도 감염률을 보이고 어느 정도 항체가 형성됐는지 집단면역에 대한 조사 필요성이 있다고 판단하고 있다”며 “어느정도 샘플을 대상으로 테스트를 할지 또 정확하게 항체를 평가할 검사법이 무엇인지 내부 검토가 진행되고 있다"고 말했다.


항체검사는 혈액을 뽑아 액체 성분 안에 녹아 있는 항체를 검출하는 ‘혈청검사’의 일종이다. 바이러스 등 감염병에 걸리면 체내에서 이를 막기 위해 형성되는 이뮤노글로불린M(IgM), 이뮤노글로불린G(IgG) 같은 항체를 검출해 바이러스 감염 여부와 면역 형성 여부를 간접 확인한다. IgM는 감염 초기 면역 반응에, IgG는 감염 전반의 면역 과정에는 관여한다. 


항체검사는 10분 정도면 결과를 알 수 있다. 하지만 RT-PCR 검사법보다 정확도가 낮다. 50~70%의 정확도를 가진 것으로 알려져 있다. 더군다나 코로나19 바이러스의 경우 감염 뒤 약 일주일~10일 뒤부터 항체가 형성되기 시작해 방역에 특히 중요한 초기 감염자를 발견할 수 없다. 전세계적으로 진단 검사용으로는 거의 사용되지 않고 있다.


대신에 이미 바이러스에 감염됐다 완치된 사람의 비율을 알 수 있다. 지역사회 감염 패턴과 면역 형성률 등 바이러스의 역학적 측면을 알 수 있다는 장점이 있다. 정 본부장은 “대구지역 헌혈혈액 검체를 확보하고 있고 국민건강영양조사 같은 전국을 대표로 하는 대표 건강조사와 연계한 검사를 기획해 검체를 확보하고는 있다”며 “지역의 상황을 좀더 볼 수 있는 표본을 확보하고 정확한 검사법을 확정한 뒤에 조사계획을 확정할 것”이라고 말했다.
 

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