신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 환자를 감별하는 진단기술이 진화하고 있다. 국내외 환자 진단에 가장 많이 활용되는 것은 역전사중합효소연쇄반응(RT-PCR) 검사법이다. 기술 난도가 높지 않아 감염병 확산 초기 활용도가 높지만 유전자 조각을 증폭시켜 직접 봐야 하기 때문에 검사시간이 오래 걸린다. 유전자가위, 랩온어칩 등 신기술을 활용한 진단법으로 이런 한계를 극복하고 있다는 평가다.

유전자가위·랩온어칩…코로나 진단 구원투수로
6일 특허청에 따르면 국내 출원된 코로나19 진단기술 40건 중 10%에 해당하는 4건이 유전자가위 진단법이다. 아주 적은 양의 바이러스도 검출할 수 있어 코로나19 무증상 감염자를 선별하는 데 유용하다. 유전자 편집 성능이 뛰어난 것으로 평가받는 크리스퍼 유전자가위 기술은 미국에서 이미 코로나19 진단에 활용되고 있다. 셜록바이오사이언스는 올해 5월 7일 미국 식품의약국(FDA)으로부터 크리스퍼 기술을 활용한 코로나19 진단키트 긴급사용승인 허가를 받았다. 이 회사는 크리스퍼 분야 세계적 석학인 펑 장 미국 매사추세츠공대 교수가 설립했다.

크리스퍼는 특정한 염기서열을 인식하는 RNA 조각(gRNA)과 인식한 염기서열을 잘라내는 카스 단백질로 이뤄졌다. RNA 조각만 변형하면 원하는 염기서열을 찾을 수 있어 활용도가 높다. 코로나19 바이러스 염기서열을 인식하는 RNA 조각을 만들면 쉽고 빠르게 코로나19 감염 여부를 진단할 수 있다.

국내에서도 지플러스생명과학이 크리스퍼 기반 진단키트를 개발하고 있다. 대다수 크리스퍼 진단키트는 코로나19의 특정 염기서열을 자른 뒤 조각난 RNA를 찾는 방식이다. 지플러스생명과학은 염기서열을 자르는 과정을 생략해 오류율을 낮추고 진단에 걸리는 시간도 줄였다.

‘작은 칩 위의 실험실’이라는 뜻의 랩온어칩 기술도 코로나19 진단기기 개발에 활용된다. 미국 의료기기 회사인 세페이드가 만든 진엑스퍼트가 미국에서 활용되고 있다. 코로나19 RT-PCR 검사를 하려면 의심환자의 피를 뽑은 뒤 혈액에서 진단을 방해하는 물질을 제거한다. 이후 RNA를 증폭해 데이터를 분석한 뒤 감염 여부를 판단한다. 모든 과정에 서로 다른 기기가 사용되고 작업을 수행하는 사람도 다르다. 랩온어칩은 이런 모든 과정을 작은 칩 하나에 집약했다. 혈액 샘플을 넣으면 칩 위에서 모든 과정을 처리해 결과물이 나온다. 진단에 걸리는 시간은 한 시간 이내다. 국내에서는 나노엔텍, 미코바이오메드 등이 랩온어칩 기술을 활용한 코로나19 진단장비를 개발했다.

조윤경 기초과학연구단(IBS) 첨단연성물질연구단 그룹리더는 “랩온어칩은 코로나19 이후에도 각종 감염병과 질병 진단에 사용될 플랫폼 기술”이라고 했다.

최지원 기자 jwchoi@hankyung.com