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에볼라 바이러스를 조기 진단하는 새로운 방법


▲ 출처=셔터스톡

에볼라는 출혈열을 일으키는 바이러스성 감염이다. 라이베리아, 시에라리온, 기니 등 서아프리카에 퍼진 에볼라바이러스는 역사상 가장 광범위하게 발생하여 2만8,000명이 넘는 목숨을 앗아갔고 엄청난 경제적 손실을 불러 일으켰다.

에볼라는 필로바이러스(Filoviridae)과 에볼라바이러스(Ebolavirus) 속 바이러스에 감염되 발생한다. 지금까지 다섯 종류의 에볼라바이러스가 발견되었고 그 중 네 종은 인간에게 감염될 수 있으나 한 종은 영장류에게만 감염된다. 그 종류는 다음과 같다.

1. 자이르 에볼라바이러스(Zaire ebolavirus, 흔히 에볼라 바이러스라 불린다.)

2. 수단 에볼라바이러스(Sudan ebolavirus)

3. 타이포레스트 에볼라바이러스(Taï Forest ebolavirus)

4. 분디부교 에볼라바이러스(Bundibugyo ebolavirus)

5. 레스톤 에볼라바이러스(Reston ebolavirus, 영장류만 감염)

이 바이러스는 피부의 상처나 눈, 코, 입 같은 점막이 모유, 땀, 눈물 등 체액에 노출되거나 오염된 주사바늘을 사용하거나 과익박쥐나 감염된 짐승과 접촉하는 경우 그리고 병에서 회복된 남성과의 성접촉으로도 감염될 수 있다.

에볼라 감염의 증상은 인후통, 근육통, 두통, 고열이 있으며 대부분 감염 후 2일에서 3주 사이에 시작된다. 아직까지 표준 치료 방법은 정립되지 않았다. 치료 방식은 체액을 보충하거나 고통을 줄여주는 것 같은 보조적인 방법이 대부분으로 환자를 편안하게 유지하는 데 주력한다. 몇 가지 확진 이후에 항생제나 항 말라리아제를 사용하기도 한다.

에볼라 감염의 초기 증상은 말라리아나 장티푸스와 비슷하여 조기 진단이 까다롭다. 임상의들은 항원포획측정(antigen-capture assay), 효소결합면역흡착검사(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)로 조긴 진단을 하기도 한다. 또한 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)이나 바이러스분리검사(virus isolation)를 사용하기도 하며 면역글로블린M(immunoglobulin M, lgM)과 면역글로블린G(immunoglobulin G, lgG) 항체 검사로 후기 진단을 한다. 사망한 환자의 경우 면역조직화학염색법(immunohistochemistry testing)이나 PCR, 바이러스분리검사를 사용한다.

유니버시티 칼리지 런던(University of College London, UCL)과 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London, ICL)의 연구자들이 새로 개발한 방법은 lgG를 이용한다. 이 방식은 연구실에서 실험으로 진단하는 방식 대신 항원별감별면역측정(lateral flow immunoassays) 기술을 스마트폰과 접목하여 에볼라 감염을 진단한다.

레이첼 멕켄드리(Rachel McKendry) 교수는 영국 UCL 생체의학 나노기술 아이센스(i-sense) 담당자로 "이는 아이센스 분야에 획기적인 연구로 우간다에서 질병의 "뜨는 곳"을 지리학적으로 찾아낼 수 있도록 환자들의 면역 반응을 신속하게 분석할 수 있는 테스트를 스마트폰의 기능과 미세유체검사(microfluidic tests)를 결합하여 만들었다."고 전했다.

아이센스란 새로운 조기 경고 시스템을 개발하는 학제 간 연구 협력을 말한다. 이 조기 경고 시스템은 점염병의 발병을 훨씬 빠르게 알아낼 수 있다. 점염병 확산을 빠르게 알아낼 수 있다면 치료와 보호가 필요한 지역으로 의료팀이 파견될 수 있다.

새로운 진단 방식 개발은 2014년 약 2만9,000명이 감염되고 1만1,000명이 사망한 서아프리카 에볼라 유행에서 시작되었다. 이 시기에도 에볼라를 조기에 진단할 수 있는 방법이 있었지만 비싸고 시간이 오래 걸리는 장비가 필요했다. 그 결과 발병 사례의 60% 정도만 진단된 것으로 보인다.

2017년 콩코의 외진 산림 지역에서 감염이 시작되었다. 이 지역에서 에볼라 감염을 진단하고 감염을 효과적으로 관리하려면 간단하게 휴대할 수 있는 장비가 필요했다. 멕켄드리 교수는 새로 개발된 조기 진단 방식은 생존자들의 항체를 찾을 수 있는 감사지 검사를 이동 통신망에 연결하는 데 초점을 맞췄다고 밝혔다.

현재 에볼라 진단에 사용되는 방법들과 달리 새로 개발된 장비는 백신 개발 과정과 비슷하게 주요 감염원에 대응하는 lgG를 검출하여 단백질을 분리한다. 또한 분리한 단백질을 두 종류의 바이러스 단백질로 분류하여 에볼라에 감염된 인구와 생존율을 예측하는 식별자로 쓸 수 있다.

실험실에서 하는 진단은 5시간이나 걸리지만 새로운 진단은 15분 밖에 걸리지 않는다. 조기 진단으로 더 빠르게 환자들에게 다양한 치료를 신속하게 할 수 있게 되었다.

공동 연구자 레슬리 로벨(Leslie Lobel) 이스라엘 네게브의 벤구리온대(Ben Gurion University of the Negev) 박사는 "이 연구는 외진곳에서도 몇 가지 바이러스성 질병을 빠르고 확실하게 진단할 수 있게 할 것이다. 그렇게 하여 질병의 확산을 늦추고 발병지가 확산을 막는 신속한 조치를 취할 수 있다"고 밝혔다.

에볼라 감염의 조기 진단 및 예측 외에도 이 기술은 바이러스가 발생했을 때 백신의 효율을 평가할 수 있는 만큼 백신 개발에도 큰 도움이 될 것이다. 연구진은 곧 손 끝에서 뽑은 피로 검사를 할 수 있는 기술을 만들어 필요 없는 장비와 시설을 더 줄일 계획이다.

[메디컬리포트=김현민 기자]


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