보통 사춘기에 겪는 2차 성징이 훨씬 이른 8~9세에 나타나는 성조숙증을 혈액 대신 소변 검사로 정확히 진단할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다.한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구단 이효진·이관희 박사팀과 도핑콘트롤센터 김기훈 박사팀은 4일 어린이 소변에 극미량 존재하는 성호르몬을 세계 최고 수준 감도로 검사할 수 있는 비침습적 호르몬 검사법을 개발했다고 밝혔다.
현재 성조숙증의 정확한 진단을 위해 사용하는 '호르몬 방출 검사'(성선자극 호르몬 검사)는 유도제 주사 후 일정한 간격으로 채혈해 주사 전과 후의 호르몬 수치를 비교하는 방식이다.
이 방법은 어린이들이 반복적인 채혈로 인한 통증과 심리적 부담감을 호소하고, 인위적으로 자극을 가해 호르몬을 측정하기 때문에 검사 대상자의 신체 환경이나 주변 요인이 검사 결과에 영향을 미치는 단점이 있다.연구진은 이 연구에서 소변 속에 미량 들어있는 여성 호르몬 에스트라디올(Estradiol)이나 남성 호르몬 테스토스테론(Testosterone)과 반응하는 금(Au) 나노입자를 만들고, 여기 신호증폭 기능을 하는 화학물질을 붙여 질량분석기로 정밀 검출하는 검사법을 개발했다.
먼저 에스트라디올과 선택적으로 반응할 수 있는 단일가닥 핵산물질(압타머)을 붙인 나노입자와 테스토스테론과 반응하는 항체를 붙인 나노입자를 만들고, 이들 나노입자에 각각 쉽게 이온화되는 다른 종류의 화학물질을 붙였다.
나노입자에 결합한 화학물질들은 소변을 분석하는 질량분석기에서 특정 호르몬과 반응한 나노입자의 신호를 크게 증폭시켜 성호르몬 검출 능력을 획기적으로 높이는 역할을 한다.
이 검출법은 소변 내 호르몬을 직접 질량분석기로 검사하는 방법보다 신호증폭 효과가 약 1만배 이상 높은 것으로 확인했다.
이는 학계에 보고된 호르몬 검출성능 중 최고 수준이라고 연구진은 밝혔다.
이효진 박사는 "이 검사법은 바코드가 물건 정보를 알려주듯 호르몬과 반응하는 항체와 압타머, 화학물질이 바코드 역할을 하는 원리"라며 "향후 호르몬뿐 아니라 소변으로 검사하기 어려웠던 다양한 저분자 물질 검사에도 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.한국연구재단 이공분야 기초연구사업과 바이오의료기술개발사업 지원으로 수행된 이 연구 결과는 국제학술지 '센서와 액추에이터 B : 케미컬'(Sensors and Actuators B: Chemical)에 게재됐다.