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미 연구진, 다양한 질병 진단하는 모바일 기기 개발

   강민경 기자   2018-03-29 09:34
(출처=123RF)

질병을 진단하기 위한 혈액 검사 및 소변 검사 절차가 간단해질 전망이다. 바로 모바일 효소면역측정(Mobile Elisa Test) 장치인 MELISA 덕분이다. 원래 혈액 검사 및 소변 검사를 하려면 샘플을 연구실로 보내 분석해야 한다. 하지만 MELISA를 이용하면 의사의 진료실에서 곧바로 검사 결과를 알 수 있다.

샘플 분석을위한 모바일 장치

MELISA는 미국 사우스플로리다대학 연구진이 개발한 새로운 장치다. 스마트폰으로 효소면역측정이 가능하도록 한다. 이제 의료진은 연구실에 갈 필요 없이 검사 결과를 얻을 수 있다.

연구의 저자인 안나 피아이트 박사는 "효소면역측정이란 단백질과 호르몬의 생화학 분석에 중요한 기술이며 HIV와 라임병 등의 질병 진단에 중요한 역할을 한다. 하지만 이런 질병 검사에 사용하는 기계는 값이 비싸고 부피가 크다. MELISA는 환자가 즉시 검사 결과를 듣고 치료를 받을 수 있도록 돕는다"고 말했다.

MELISA는 노인이나 만성 질환으로 고통받는 환자도 쉽게 임상 실험을 받을 수 있도록 한다. 기기의 무게는 약 500g 정도다.

이 장치는 특정 온도에서 샘플을 배양하는 수조 히터와 스마트폰으로 캡처한 이미지 샘플을 분석하는 시스템으로 구성된다. 시스템은 스마트폰 캡처 이미지의 특정 색상을 분석한다. 빨간색, 녹색, 파란색이 구성 요소에 따라 다르게 나타나며 각 색상은 화학 물질의 농도 및 수준을 나타낸다.

(출처=123RF)

피아이트는 "MELISA를 사용하면 검사 비용이 저렴해지며 의료 품질이 크게 향상될 것이다. 환자의 신체에서 일어나는 변화를 조기에 발견할 수 있기 때문이다"라고 말했다.

현재 MELISA는 혈액 샘플에서 프로게스테론 수치를 측정하는 기능을 갖추고 있다. 여성호르몬인 프로게스테론은 임신 능력에 영향을 미치며 일부 암의 바이오마커다. 연구진은 다른 샘플을 이용한 테스트를 위해 MELISA를 조정하고 있다. 조정 작업이 끝나면 식품의약국(FDA)의 승인을 받아 다양한 분야에 해당 기기를 보급할 계획이다.

 

효소면역측정법

효소면역측정법은 특정 질병을 가리키는 항체 또는 항원의 존재를 탐지하는 검사법이다. 식물 병리학 및 식품 산업 등 다양한 분야에서 활용된다. 의학 분야에서는 서로 다른 질병을 진단하는 데 쓰인다. 효소면역측정법으로 진단할 수 있는 질병은 다음과 같다.

1. HIV : 면역 체계를 파괴하는 바이러스 감염

2. 라임병 : 진드기에 의해 퍼지는 박테리아 감염

3. 록키산 홍반열 : 진드기에 의한 치명적인 박테리아 감염

4. 편평상피암 : 피부 최상층에 발생하는 세포의 비정상적인 성장

5. 지카 바이러스 : 모기에 의해 퍼지는 질병

효소면역측정 검사 결과는 화학 물질의 색 변화로 나타난다. 이런 결과를 이끌어내기 위해서는 항체를 끌어당기는 특정 수준의 항원이 필요하다. 이를 위해 혈액 등의 샘플을 페트리 접시에 넣고 검사한다.

환자의 혈액 샘플에 특정 항원에 대한 항체가 들어 있으면 혈액이 페트리 접시의 항원에 결합된다. 실험실 기술자다 페트리 접시를 검사해 샘플과 항원 사이의 반응을 살펴본다. 실험 결과는 검사 조건 및 색상 변화에 따라 다르다.

결과가 나오면 의사가 검사 결과를 해석해 양성, 음성, 위양성, 위음성 등을 진단한다.

1. 양성 : 양성이란 항체가 항원에 결합했으며 환자의 질병 조건에 따라 색상이 변화한 상태를 말한다. 더 정확한 상태 확인을 위해 추가 검사가 필요한 경우가 있다. 예를 들어 효소면역측정 검사 결과 HIV 양성 판정이 나왔다면 추가로 웨스턴블롯검사를 받을 수 있다. 웨스턴블롯검사는 특정 단백질을 분리하고 확인하는 검사법이다.

2. 음성 : 검사 결과가 음성이라면 환자가 질병에 걸리지 않았다는 뜻이다. 환자는 더 이상 추가 검사를 받을 필요가 없다.

3. 위양성 : 위양성은 환자가 질병에 걸리지 않았음에도 검사 결과가 양성으로 나오는 경우다. 이것은 검사 도중 특정 항체의 간섭으로 인한 실험실 결과 오류다. 진실 여부를 확인하기 위해 추가 검사가 진행된다.

4. 위음성 : 위음성은 위양성과 반대의 경우다. 위음성 결과가 나오는 이유는 환자가 항원과 결합할 만큼 충분한 양의 항체를 가지고 있지 않기 때문이다. 역시 추가 검사가 필요하다.

[메디컬리포트=강민경 기자]

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