17가지 질환을 감지해내는 나노분석기 개발
등록일 2019년 01월 07일 수요일
수정일 2017년 11월 22일 수요일
▲ 출처=셔터스톡

이스라엘 테크니온 공과대학교(테크니온-IIT)의 연구팀은 나노레이를 사용해 호흡을 분석할 수 있는 '나노즈툴'을 개발했다고 발표했다. 나노즈툴은 실험적으로 크론병, 파킨슨 병, 신부전, 암, 다발성 경화증 등 최대 17가지의 다른 질병을 86%의 정확도로 탐지할 수 있다.

이 장치는 개개인의 독특한 화학 지문으로부터 영감을 받은 것이며, 각각의 질환마다 고유한 화학적 특성을 가지고 있다. 특정 질병으로 생성된 화학적 특성은 호흡으로 감지할 수 있다. 장치의 구성 요소는 호흡관, 센서챔버, 질병의 화학 성분을 확인하면서 사람의 일반적인 화학 지문에 미치는 영향을 해석 할 수있는 소프트웨어로 구성돼 있다. 이 기술은 사람의 호흡만을 필요로 하기 때문에, 표준 검사에 비해 비침투성이고 간단하다. 혈액 검사와 같은 일반적인 선별 검사보다 더 정확하다.

건강 문제가 생겼을 때 냄새가 나는 것은 자연에 의해 주어진 것이며, 냄새를 진단의 기초로 사용하는 것은 오래된 기술이다. 하익은 "2억 개 이상의 냄새 수용체를 사용하는 개는 피부암, 유방암, 방광암과 같은 여러 가지 암과 기면증, 편두통, 저혈당 및 발작 등을 진단할 수 있다. 또한 아프리카의 거대한 주머니쥐는 사람의 가래에서 과학자보다 더 정확하게 결핵의 냄새를 맡을 수 있다"고 지적했다.

냄새를 통해 병을 감지하는 것은 비단 동물만이 아니다. 고대 그리스인들도 호흡과 소변 냄새로 병을 진단했다. 투키디데스는 전염병에 감염된 사람들이 매우 특이한 냄새를 풍긴다는 사실을 발견했다. 히포크라테스는 질병과 관련된 구취와 나쁜 땀 냄새를 기록했다.

한편 후각 진단에 대한 연구가 전세계에서 일어나고 있다. 벨기에, 영국, 이탈리아, 스페인 등의 국가에서는 다양한 질병을 검사하기 위한 호흡 검사를 개발하고 있다.

1. 제 1형 당뇨병 - 2014년 연구 조사에서 비만인 사람의 혈액 내 케톤과 호흡의 아세톤 농도가 일반인보다 높다는 결과를 얻었다. 이 결과는 호흡 시 아세톤 측정으로 혈액 속의 케톤을 측정할 수 있다는 주장을 뒷받침한다.

2. 결장암 - 이탈리아 바리의 알도 모로 대학의 연구팀은 결장암과 사람의 호흡 사이의 연관성에 대한 소규모 연구를 발표했다. 참가자들의 호흡에서 휘발성 유기 화합물의 양을 이용하여 대장암을 가진 사람들이 그 질병에 대한 58가지 특정 화합물 중 15가지를 가지고 있다는 것을 발견했다. 이번 시험에서 나노즈툴은 건강한 사람과 결장암 환자를 75%의 정확도로 구별 할 수 있었다.

3. 폐암 - 라트비아 대학의 연구에 따르면, 폐암 환자가 독특한 화학적 특성을 나타낸다는 것을 '전자 코' 장치로 알아냈다.

4. 비만 - 비만은 여러 가지 방법으로 진단 할 수 있지만, 비만인 사람들은 숨을 쉬면서 화학적 마커를 발견하게되었습니다. 2013년에 발표된 연구에 의하면 호흡시 메탄과 수소 수치가 정상 수치를 가진 사람 보다 더 높은 사람들이 몸무게가 더 나가는 경향이 있었다. 체질량지수는 2.4포인트 더 높았다.

5. 유당불내증 - 존스 홉킨스 병원에서 의사들은 호흡기 검사를 통해 유당불내증을 진단한다. 이 질환을 가진 사람들은 우유의 유당을 소화시키는 효소가 없는데 이 유당을 박테리아가 발효시켜 호흡에 수소의 수치가 높다.

6. 과당불내증 - 존스 홉킨스 병원의 의사들은 과당에 대한 알레르기 반응을 진단하기 위해 호흡 검사를 한다. 유당불내증과 마찬가지로, 과당불내증을 가진 사람의 호흡에서는 수소 수치가 높게 나타난다.

▲ 출처=셔터스톡

테렌스 리스비 존스 홉킨스대학 블룸버그공중보건학교 명예교수에 따르면, 고대에 뿌리를 두고 있음에도 불구하고, 임상 호흡 분석은 아직 초기 단계에 있다. 때문에 연구자들은 좀 더 많은 회사에서 이 기술의 여러 응용 분야를 전문적으로 연구하기를 희망하고 있다고 밝혔다. 이에 7개 회사가 벌써 이 기술에 대한 연구 허가를 받았다. 앞으로 호흡을 통한 건강 분석법 연구는 전세계적으로 더욱 치열해질 전망이다.

이세라기자  
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