췌장암 '혈액 한 방울'로 15분 만에 찾아낸다

<8>건국대 전봉현 교수팀, 암신호 1만배 키운 '나노 확성기' 개발
자가진단 키트 처럼 간편하게… 4시간 검사를 15분으로 단축

택배 상자를 열 때의 설렘, 기억하시나요? 대학 연구실에서는 지금 이 순간에도 우리 삶을 바꿀 놀라운 발견들이 쏟아지고 있습니다. 다만 '논문'이라는 두꺼운 포장지에 쌓여있을 뿐이죠. '언박싱 연구실'에서는 복잡한 수식과 이론 대신, 여러분이 알고 싶은 알맹이만 쏙 골라 담겠습니다. 자, 그럼 상자를 열어볼까요? 오늘 언박싱할 주인공은 바로 이 연구입니다.

[파이낸셜뉴스] 금 나노입자 사이에 빛을 가두어 신호를 극대화하는 혁신 기술로, 발견이 매우 어려운 조기 췌장암을 단 15분 만에 찾아내는 고감도 진단법이 건국대 시스템생명공학과 전봉현 교수팀에 의해 개발됐다. 이 기술은 기존 검사법 대비 암 신호를 잡아내는 민감도를 1만 배 이상 향상시켜, 병원의 복잡한 장비 없이 혈액 한 방울로 조기 암을 쉽고 정확하게 확인할 수 있다.

■병원 밖으로 나온 정밀 진단

이 기술은 의료 현장의 패러다임을 바꿀 전망이다. 췌장암은 초기 증상이 거의 없어 '침묵의 살인자'라 불린다. 기존에는 수 시간이 걸리는 정밀 혈액 검사나 고가의 영상 장비가 필수였다. 하지만 이번에 개발된 'SELFI' 기술을 활용하면 동네 병원이나 일상에서도 코로나 자가진단키트처럼 간편하게 조기 선별 검사를 할 수 있다.

또한 이 기술은 췌장암에만 국한되지 않는다. 전립선암이나 다양한 염증 지표 등 다른 질병의 표지자도 감지할 수 있다. 즉, 여러 중증 질환을 초기에 발견하는 '범용 진단 플랫폼'으로 확장될 가능성이 크다. 빠른 진단은 곧 빠른 치료로 이어져 환자의 생존율을 획기적으로 높이는 데 기여할 것이다.

■건국대 전봉현 교수팀이 만든 '나노 확성기'

이번 연구는 전봉현 교수팀을 중심으로 국내외 대학 및 의료기관이 참여한 다학제 공동연구로 진행됐다. 연구팀은 췌장암 표지자인 'CA19-9'가 혈액 속에 아주 적은 양만 존재한다는 점에 주목했다. 이를 해결하기 위해 실리카 입자 표면에 금 나노입자를 촘촘하게 배열한 특수 구조체를 설계했다.

입자들 사이에는 눈에 보이지 않는 아주 미세한 틈인 '나노 갭'이 존재한다. 여기에 빛을 쪼이면 에너지가 한곳으로 집중되는 '핫스폿(Hotspot)' 현상이 발생한다. 마치 돋보기로 햇빛을 모으듯 암의 신호를 강력하게 키우는 원리다. 연구팀은 이 '나노 확성기' 효과를 통해 아주 희미한 암의 흔적도 선명하게 포착하는 데 성공했다.

■1만 배의 정밀함이 만든 반전

실험 결과는 놀라웠다. SELFI 기술은 아무런 장치가 없는 일반 금 나노입자 검사법보다 신호를 감지하는 능력이 약 1만123배나 뛰어났다. 기존의 일반적인 신속진단키트와 비교해도 민감도가 약 28배 높다는 사실을 확인했다.

실제 환자 혈액을 이용한 임상 검증에서도 반전이 일어났다. 조기 췌장암 환자를 찾아내는 정확도(AUC)는 0.862를 기록했다. 이는 병원에서 사용하는 4시간짜리 정밀 장비 검사(ELISA, 0.854)보다도 높은 수치다.

단 15분 만에 전문 장비 이상의 정확도를 증명한 셈이다. 이번 연구 결과는 세계적인 학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 게재되며 그 혁신성을 인정받았다.

복잡한 장비 없이도 암의 흔적을 1만 배 더 선명하게 찾아내는 이번 '언박싱'은 인류의 난치암 정복을 향한 새로운 길을 보여주고 있습니다. 다음에도 여러분의 무릎을 탁 치게 할 흥미로운 연구 결과와 함께 찾아오겠습니다!

[e-mail] 김만기 기자