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신제품 바이오센서, 모기로 감염되는 질병 탐지
등록일 : 2018-07-25 14:33 | 최종 승인 : 2018-07-25 14:33
김성은
▲모기 매개 질병을 탐지할 수 있는 바이오센서 기술(출처=위키미디어 커먼즈)

[메디컬리포트=김성은 기자] 일본뇌염, 지카열을 비롯해 모기가 옮기는 질병들이 많다. 이런 모기 매개 질병 탐지에 효과적인, 가격이 저렴하면서도 효능을 신속히 발휘하는 탐지기가 개발됐다. 미국 퍼듀 대학의 연구진이 고안한 이 기기는 곤충이 전염시키는 바이러스성 질병을 효과적으로 탐지한다.

이 탐지기는 뎅기와 지카 바이러스를 탐지하는 바이오센서 기술을 기반으로 하며, 바이러스의 존재를 포착하는 물질로 코팅된 전극을 가지고 있다. 기기에 사용된 바이오센서는 바이러스 입자를 효과적으로 탐지하기 위해 유전적 물질을 분석해, 잘못된 결과 도출의 위험을 피할 수 있다.

바이오센서 기술이란?

퍼듀 대학의 SMK 진단학과 교수진들이 개발한 이 기기는 표면적에 특별한 요소를 코팅한 전극으로 이뤄져 있다. 코팅된 전극은 모기의 특정한 생물학적 분자, 즉 바이러스의 RNA와 결합된 분자를 고정할 수 있다. 표면적에 결합된 바이러스성 DNA 또는 RNA는 전극의 표면 내성을 변화해 바이러스 존재 신호를 보내게 되는 것이다.

SMK 진단학과 공동 창립자 리아 스탠슈 교수는 "센서를 통해 질병을 조기에 탐지하면, 조기에 질병에 개입할 수 있다. 현지 관계 당국이 질병의 존재를 알게 된다면, 더 이상 전염되지 않도록 조기에 개입할 수 있다"고 말했다.

바이오센서는 바이러스를 탐지하는 일 외에, 모기의 특수한 플라비바이러스를 탐지할 수 있다. 질병통제예방센터(CDC)에 따르면, 플라비바이러스는 모기로 전염되는 바이러스과로 뎅기열이나 황열병, 서부나일강 열, 지카열, 일본뇌염 같은 여러 종류의 질병을 유발할 수 있다. 이 바이러스는 키아샤나산림병, 옴스크 출혈열 같은 기타 질병의 원인이 되기도 한다.

질병을 탐지하는 데 여러 시간이 걸리는 다른 기술에 비해 퍼듀 대학 연구진이 만든 기기는 60분 이하의 시간이 걸린다. 각국에서 모기 매개 질병이 확산되기 전에 해결하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

그러나 새로운 바이오센서 기기는 박테리아나 기생충 같이 모기 외의 다른 감염성 미생물을 탐지할 수는 없어 말라리아에는 사용할 수 없다.

모기 매개 질병 관찰하기

모기로 확산되는 질병을 조기에 탐지하는 것은 어려운 일이다. 연구진과 보건 관계 당국이 병원균과 매개원을 감시하기 위해 주로 사용하는 방법은 매핑 작업과 감시뿐이다.

2017년 사우스 다코타 주립대학의 연구진은 질병을 위한 위험 인자 매핑 방법을 개발했다. 2003~2012년, 연구팀은 사우스 다코타에서 전염됐던 WNV의 위험을 예측하기 위해 위성영상을 사용했다. 그 결과 식물 변동성과 지표수 등으로 지역의 질병 확산의 위험성이 증가할 수 있다는 것을 확인했다.

한편, 각국의 정부가 사용하고 있는 감시 시스템도 전염병 발병의 가능성을 예측할 수 있다. 호주 퀸즐랜드의 보건부는 다양한 종류의 모기 매개 질병을 감시할 수 있는 여러 가지 감시 시스템을 수립했다. 이 감시 시스템은 현지의 보고 사례 횟수와 국외에서 감염된 사례, 질병 경로 등에 의존하고 있다.

모기로 감염되는 질병 진단

질병을 진단할 수 있는 가장 일반적인 테스트 중 하나는 효소면역정량법(ELISA)이다. 테스트는 감염의 유형을 판단하기 위해 혈액 샘플에 들어있는 항체를 활용한다. 주로 환자를 진단할 때 사용하지만, 유기체의 생물학적 샘플을 분석할 때도 사용할 수 있다.

그러나 모기 매개 질병은 신체적 증상이 중복되기 때문에 진단이 어려울 수 있다. 뎅기열의 경우, 실험실 테스트로 바이러스를 탐지할 수 있지만, 결과가 나오기까지 시간이 오래 걸린다. 즉, 임상의가 환자의 증상을 정확하게 진단해야 한다는 의미다. 치쿤쿠니야 열병의 경우, 혈액 테스트로 바이러스에 반응하는 면역글로불린 항체 G와 M의 존재를 확인할 수 있다. 서부나일강 열은 여러 차례의 실험실 테스트가 필요하다.

▲모기로부터 보호할 수 있는 모기장 (출처=셔터스톡)

모기 안 물리는 법

모기로 인한 질병 확산을 막는 가장 효과적인 방법은 물리지 않는 것이다. 모기는 언제 어디서든 사람과 동물을 물 수 있다. 질병통제예방센터는 모기에게 물리지 않는 몇 가지 예방법을 제안했다.

1 모기퇴치용품을 사용한다. 성분 중에 DEET와 피카리딘(이카리딘), IR3535, 레몬 유칼립투스 오일, 2-운데칸온, 파라메탄디올이 함유되었는지 확인하자.

2 팔과 다리를 덮을 수 있는 긴 소매 옷과 긴 바지를 입는다.

3 실내의 경우, 창문을 닫고 에어컨을 가동해야 한다. 도어 스크린을 설치하는 것도 도움이 된다.

4 실외에서 잠을 자게 될 경우, 모기장을 사용한다.

SMK 진단학의 바이오센서는 아직 태동기이지만, 연구진은 상업화를 통해 모기가 많은 지역에서 사용하게 될 수 있기를 바라고 있다.

[메디컬리포트=김성은 기자]

[메디컬리포트=김성은 기자]

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