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주요연구성과

제목 타미플루 내성 바이러스 신속 진단 키트 개발 등록일 2020.03.09 14:44
  • 타미플루 내성 바이러스 신속 진단 키트 개발

  • 정주연(한국생명공학연구원)
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성과개요

연구기관/연구책임자 한국생명공학연구원 / 정주연
과제명 기후변화 기인 감염성 병원체 검출용 리셉터 개발 및 POCT 활용기술 개발
성과개요 세계보건기구 (WHO) 보고에 의하면 최근 항바이러스제(타미플루)의 광범위한 사용으로 인하여 타미플루에 내성을 보이는 바이러스의 출현이 증가함
타미플루 감수성 바이러스와 타미플루 내성 바이러스의 뉴라미니데이즈 표면 구조가 유사한 것으로 알려져 표적 단백질의 특정 구조를 인식하는 검출용 항체 개발에 많은 어려움이 있음
기존 진단법은 하나의 아미노산 돌연변이를 검출하기 위한 유전자 검사 기술에 집중되어 있어 분석 시간이 길고, 숙련된 전문 인력과 고가의 분석 장비가 추가적으로 필요하기 때문에 다양한 현장에서 활용하기에는 어려움이 있음
타미플루의 수요가 급증하는 대유행 시기에는, 타미플루의 내성 보균자를 신속하고 효과적으로 분류하는 기술 개발이 필요함
이에 본 연구팀은 타미플루 내성 바이러스 표면에 선택적으로 결합하는 유기 분자 발굴, 이를 종이 기반 바이오 검출장치(Lateral flow immunochromatography)에 적용하여 타미플루 내성 바이러스를 10분 이내에 별도의 분석 장비 없이 신속하고 간편하게 타미플루 내성 바이러스 감염 여부를 확인함.

▲ 타미플루 내성 바이러스 검출용 래피드 키트 개념도(좌), 타미플루 내성 바이러스 검출용 래피드 키트를 활용한 타미플루 내성 (Tamiflu resistance)바이러스 검출 결과 (우)


타미플루 감수성/내성 바이러스 (WT/Tamiflu resistance)의 혼합 조건에서도 타미플루 내성 바이러스 검출 키트를 활용하여 고감도로 내성 바이러스만 검출 가능함을 확인한 결과. 내성 바이러스 농도 증가함에 따라 테스트 라인 (TL)의 선명도 증가함

성과내용

주요내용

  • 본 연구에서는 2차원 종이기반 현장진단키트의 기술적 어려움을 획기적으로 개선한 3차원 종이기반 현장진단키트를 개발함. 키트 내에서 수 분 내에 신진대사질환 바이오마커인 당, 콜레스테롤, 중성지방의 농도를 정량적으로 동시 다중 측정이 가능하며, 각각 0.3, 0.2, 0.3 mM까지 검출이 가능함. 또한 혈청 내에서도 각 바이오마커들이 10분 내 정량적으로 동시에 검출 가능함을 확인함.

    혁신성

    기존 지식/기술 대비 성과의 차별성 :
  • 타미플루 내성 바이러스의 신속 진단 키트를 개발함.
  • 기존 유전자 검사법은 분석 시간이 길고(2-3 일) 숙련된 전문 인력과 확진까지 오랜 시간이 소요되는 단점 존재함. 본 기술은 면역 진단 원리를 기반으로 1) 타미플루 내성 바이러스의 직접적/육안 검출이 가능, 2) 소량의 체액 (콧물)을 이용하여 현장에서 10분 내에 신속/간편하게 진단 가능함.
  • 타미플루 감수성/내성 바이러스 혼합 조건에서도 내성 바이러스의 농도에 따라 검출선 (Test line; TL)의 진하기의 차이를 보여, 이 키트를 활용한 내성 바이러스의 정량 분석의 가능성도 확인함.

    우수성

    세계최고 수준의 성과와 비교 :
    성과지표 타미플루 내성 바이러스 신속 진단 키트 현재 세계최고 수준
    ○ 진단/검출 시간
    ○ 공정단계
    ○ 현장 검사 유무
    ○ 전문인력 필요유/무
    ○ 검출감도
    ○ 측정범위
    ○ 시료 보관온도
    ○ 10분 이내
    ○ 공정 단순화
    ○ 현장 검사 가능
    ○ 전문인력 불필요
    ○ 1*104P FU/mL (103 PFU/rxn)
    ○ 1mL이하
    ○ 실온 보관 (25 oC)
    ○ 90-100 분
    ○ 다공정 단계
    ○ 현장 검사 불가능
    ○ 전문 인력 및 추가 장비 필요
    ○ 1.6*104 PFU/mL
         (2.3*104  TCID50/mL)
    ○ 냉장 보관 (4 oC)

    주요 기능/사양

    주요기능/사양 내용
    타미플루 내성 바이러스 검출 타미플루 내성 바이러스 감염 여부를 소량의 콧물을 이용하여 별도의 추가 장비와 전문 인력 필요 없이 신속하게 (10분 이내) 현장 검사가 가능

기대효과 및 향후계획

  • 고 부가가치의 현장진단 의료기기 시장으로 진입
  • 진단 시스템의 생산 비용 절약 및 기존의 해외 기술 의존도 감소
  • 내성 바이러스의 치료제 개발 등으로 응용 가능

성과근거자료

주요연구실적 : 특허출원/등록, 학술지, 언론보도 등 기재

  • SCI 국외 학술지 게재 : Scientific Reports, 12999, 2018(IF: 4.259)
  • 국내특허등록 2건(10-1788454, 10-1575747)
  • 국내언론보도(디지털타임스 외 3건)

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