"코로나19 모바일 진단 플랫폼, 시분해 형광기술로 개발"

[라이트펀드 감염병 지원사업2] 프리시젼바이오 황규연 이사

기사입력 2020-09-29 07:00     최종수정 2020-09-29 07:50 프린트하기 메일보내기 스크랩하기 목록보기   폰트크게 폰트작게

한국의 강점과 혁신을 활용해 국제보건을 위협하는 소외감염병 대응 기술 개발을 지원하는 국제보건 연구 지원 플랫폼 글로벌헬스기술연구기금 ‘라이트펀드’(RIGHT Fund)가 올해 새롭게 17개 연구에 대한 지원을 시작했다.

라이트펀드는 보건복지부와 빌앤멜린다게이츠재단, 한국 생명과학기업 8개사(SK바이오사이언스, LG화학, GC녹십자, 종근당, 제넥신, 바이오니아, 유바이오로직스, 에스디바이오센서)의 공동 출자로 형성된 기금을 한국의 우수한 보건의료 기술력을 활용할 수 있는 감염병 대응 기술 개발 연구에 투입하는 독특한 성격의 국제보건연구기금이다.

한정된 자원을 활용해 최대한의 효과를 이끌어내려는 민관협력 국제보건연구기금의 성공 전략에 따라 라이트펀드는 저개발국의 감염병 문제 해결에 한국의 강점과 혁신이 활용된 우수한 기술 개발 연구를 발굴해 지원하는 것이다.

올해 라이트펀드가 지원을 시작한 17개 감염병 기술 개발 연구 중에는 ‘코로나19, 사스, 인플루엔자 A/B형 바이러스를 동시 검출할 수 있는 모바일 진단 플랫폼 개발 연구’가 있다. 프리시젼바이오와 한국기초과학지원연구원이 공동 연구하는 이 프로젝트에 어떤 강점 기술이 담겼고, 앞으로 어떤 새로운 기술이 개발돼 국제보건 문제에 활용될지 프리시젼바이오 이사 황규연 박사를 만나 들어봤다.
 

라이트펀드 지원으로 코로나19, 사스, 인플루엔자 A/B형 바이러스를 동시 검출할 수 있는 모바일 진단 플랫폼을 개발하고 있다. 구체적으로 어떤 연구인가.

-우선 호흡기 감염병은 질병 별로 신속한 구분과 후속 조치가 매우 중요한데, 초기 증상이 유사하기 때문에 적시에 대응하기 어렵다는 문제가 있다. 이러한 이유에서 여러 질병을 동시에 조기 진단하는 기술 개발이 절실히 필요하다고 생각한다. 이것이 바로 코로나19, 사스, 인플루엔자 A/B형 바이러스를 동시 검출할 수 있는 모바일 진단 플랫폼 개발을 시작한 배경이며, 이 연구를 통해 현장에서 감염병 동시 다중 진단하는 것이 가능해질 것이라고 생각한다.

예를 들어 코로나19 같은 전염병을 현장에서 신속히 진단하고 유사 공통 증상의 환자 분류, 치료 및 질병 감시를 가능하게 함으로써, 상대적으로 의료 인프라 및 자원이 부족해 질병에 신속하게 대응하기 어려운 개발도상국 등 의료환경 개선과 환자들 삶의 질 개선에 도움을 줄 것으로 기대한다.

바이러스 4종을 동시 진단할 수 있는 모바일 플랫폼 개발에 난제는 무엇이며, 이를 해결하는데 프리시젼바이오와 한국기초과학지원연구원에 어떤 강점들이 있나

-이 연구를 통해 극복해야 하는 것은 우선 다양한 질병을 동시 진단하기 위한 정확한 진단 마커를 확보하는 것이며 신속한 조기진단을 위해 고감도 측정 원리가 탑재된 플랫폼을 개발해 현장진단에 적용할 수 있도록 구현하는 것이다.

프리시젼바이오는 일반적인 흡광 방식보다 최대 100배 민감도가 우수한 형광 기반 검사법을 스마트폰에 접목시켜 현장 진단 정확도를 향상시키려 한다.

당사는 현재 2D 이미징 기술과 독자 개발한 AI 알고리즘을 활용해 기존 형광 대비 민감도와 정확성을 획기적으로 높인 시분해형광기술(TRF: Time-Resolved Fluorescence)을 적용한 면역현장진단 검사기를 양산, 판매하고 있다. 광원 제어, 형광 신호 캘리브레이션, 대용량 이미지 데이터 처리 등 형광 검출을 구현하는 데 필요한 제반 기술을 TRF 검사기 개발 및 양산 과정에서 축적한 역량이 우리 강점이라고 할 수 있는데, 이러한 역량을 모바일 진단 검사 플랫폼 개발에 활용할 예정이다.

또, 고감도 진단, 호흡기 감염성 질병 동시 다중 진단, 코로나19 바이러스 특이적 진단도 이번 연구 관련 강점이다.

이번 기술은 자동 형광 신호 취득, 결과 해석, 데이터 전송/관리 등의 일련의 진단 과정을 모바일 앱을 통해 수행하는 것으로, 신속 진단 디바이스의 형광 신호 검출에 필수적인 고가 전용 검사기 두뇌 역할을 스마트폰 앱으로 대체한다. 전 세계적으로 빠르게 발전하는 모바일 인프라를 고려할 때, 현장 진단용 모바일 플랫폼은 그 가치를 더해 갈 것이다.

특히, 스마트폰이 전세계 시장에 보급되고 있어, 경제적 리소스가 한정돼 초기에 고가의 검사기 인프라 투자가 어려운 국가들도 현장진단 혜택을 볼 수 있다. 또, 이 기술은 열, 피로 등 유사 공통 증상을 보이는 코로나19, 사스, 인플루엔자 A/B형 바이러스를 하나의 신속 진단 디바이스에서 동시 진단할 수 있다. 신속한 질병 구분은 환자 관리, 질병 유행 감시, 사람 간 질병 전파 통제 수단이 될 수 있고, 특히 감염성 질병 종류에 따른 효과적 환자 치료 및 처방 가이드를 제공할 수 있다.

현재 신속 진단 검사와 같은 면역 진단법은 SARS-CoV-2에 대한 특이적 검출이 어려운 상황이다. 사스(SARS: Severe Acute Respiratory Syndrome)를 일으키는 SARS-CoV와는 유전 서열이 매우 유사해 코로나19 특이적인 항체 개발이 어렵다.

프리시젼바이오는 이 연구에서 신속한 진단 기술 개발에 필수요소인 항체 개발 역량을 보유하고 있는 한국기초과학지원연구원과의 협력을 통해 신속한 항체 개발 및 제품화에 기여할 것이다.         

 ∆ 이 연구가 성공했을 때 어떤 파급력이 있을 것이라고 생각하는가

-의료기술 및 전문 의료진이 부족한 개발도상국 등은 현장에서 바로 적용 가능한 양질의 진단 검사법이 절실하다.

지난 2013년 에볼라 사태, 최근의 코로나19 팬데믹은 모두 공공의료 보급율이 낮은 국가 또는 지역에서 시작돼 조기에 감염병을 실시간 모니터링하는 기술 보급 필요성을 높이고 있다. 아프리카 지역 스마트폰 보급률이 55% 정도에 이를 정도로 정보통신기술(ICT) 인프라는 지속적으로 발전하고 있다. 체외진단 기술을 ICT 와 융합해 의료진에 의한 진단 및 치료 가이드가 스마트폰 기반 모바일 진단 플랫폼에서 가능해질 수 있다면 세계 공중보건에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

또, 현재 코로나19 세계적 유행에 따른 국가 별 감염 및 대응 현황은 공공의료 인프라 확충과 국가별 예산 및 전문 인력을 고려한 진단 정책 확립이 얼마나 중요한지를 보여주고 있다. 고민감도 면역 진단법을 합리적인 가격으로 공급할 수 있는 모바일 진단 플랫폼은 국가별 감염병 대응 정책을 확립하는데 보탬을 줄 수 있을 것이다.

아울러 모바일 플랫폼은 원격 의료환경에 접목될 수 있는 최고 진단 플랫폼으로, 제도적 보완이 뒤따라야 하겠지만 변화하는 의료환경을 감안하면 향후 성장 잠재력은 매우 높다고 생각한다.

이번 연구로 개발될 모바일 진단 플랫폼을 활용해 프리시젼바이오는 외부 ICT 회사 혹은 의료기관과 컨텐츠 확장 협력 및 서비스 분야에서 신규 비즈니스 기회 생성 등을 계획 중이다.

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