코로나19 진단키트 '메이드인 美·中·日' 성능이 가장 좋다

2020.03.04 10:39
경기 수원시 경기도보건환경연구원 생물안전밀폐실험실에서 관계자들이 중국 원인불명 폐렴 원인을 찾기 위해 채취한 검체를 검사하고 있다. 연합뉴스 제공
경기 수원시 경기도보건환경연구원 생물안전밀폐실험실에서 관계자들이 중국 원인불명 폐렴 원인을 찾기 위해 채취한 검체를 검사하고 있다. 연합뉴스 제공

신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 진단에 이용하는 진단 키트를 비교한 결과 중국과 미국, 일본의 키트가 바이러스를 잘 찾아냈다는 분석 결과가 나왔다. 감염자가 적은 양의 바이러스를 가지고 있어도 잘 찾아낸다는 의마다.


김홍기 한국화학연구원 신종바이러스(CEVI)연구단 선임연구원과 이민준 웰스바이오 연구원 공동 연구팀은 해외에서 코로나19 진단에 사용하는 진단 키트 10종을 비교한 결과 세 나라에서 사용되는 키트 민감도가 높게 나왔다고 4일 밝혔다. 이번 연구 결과는 바이오분야 논문 사전 공개 사이트 ‘바이오아카이브’에도 지난달 27일 공개됐다. 하지만 이번 분석에는 국내에서 사용되는 진단 키트는 포함되지 않았다.

 

연구팀은 신종 코로나바이러스를 검출하는 데 활용되는 ‘정량적 실시간 중합효소연쇄반응(qRT-PCR) 진단 키트의 성능을 비교했다. qRT-PCR은 환자의 타액이나 코, 목구멍 등에서 검체를 채취한 후 속에 담긴 바이러스 DNA를 수차례 복제하는 방식으로 늘린다. 이런 바이러스를 특정할 유전자가 대규모로 늘어난다. 신종 코로나바이러스 유전자가 늘어난다면 환자가 감염됐다는 뜻인 '양성'이 된다.

 

코로나19 바이러스 검출에는 '프라이머·프로브' 세트가 쓰인다. 프라이머는 특정 유전자를 합성하는 위치를 일러주는 짧은 유전자 서열이다. 프로브는 특정 유전자 증폭을 실시간으로 볼 수 있도록 빛을 내는 유전자 서열이다. 코로나19를 진단할때는 주로 바이러스의 외피(E) 유전자 혹은 바이러스 핵산과 이를 둘러싼 단백질 막을 뜻하는 '뉴클레오캡시드'(N) 유전자를 먼저 검사해 바이러스 존재를 확인한다. 이후 Orf1 혹은 RdRp 유전자 부위를 검사해 양성을 확정하는 방식으로 이뤄진다.

 

분석에는 중국과 독일, 홍콩, 일본, 태국, 미국 등 6개국에서 실제 진단에 사용하고 있는 키트 10개가 사용됐다. 코로나바이러스 RNA 중 코로나바이러스를 특정할 일부 염기서열만 정해 확인하면 되기 때문에 각국에서는 각기 다른 유전자 부위를 특정해 구성한 키트로으로 검사하고 있다. 각국이 이용하는 부위의 정보는 세계보건기구(WHO)가 모아 공개하고 있다.

 

연구팀은 각 키트의 기준값인 역치 사이클값(Ct), 판정기준치(cut off value)를 비교했다. 기준값은 유전자를 몇 번 증폭했을 때 양성이 나타나는지를 평가하는 수치다. Ct 값이 37 미만이면 양성 판정을 내리게 된다. 37보다 낮은 값에서 양성이 확인될수록 키트가 정확하게 바이러스의 존재 유무를 찾아내는 것이다.

 

각국의 진단시약이 신종 코로나바이러스를 검출할 때 목표로 하는 유전자 부위다. 바이오아카이브 논문 캡처
각국의 진단시약이 신종 코로나바이러스를 검출할 때 목표로 하는 유전자 부위다. 바이오아카이브 논문 캡처

Orf1나 RdRp 진단 키트 3개 중에서는 중국 키트가 바이러스를 가장 잘 찾아냈다. 검체 속에 들어있는 바이러스의 수가 15개 수준으로 적을 경우를 분석했을 때 Ct값은 독일의 ’RdRp_SARSr’는 43,  홍콩의 ‘HKU-ORF1b-nsp14’는 38.97, 중국의 ‘ORF1ab’는  36.85로 나타났다. 홍콩과 중국 시약은 바이러스의 수를 10분의 1 수준으로 떨어트려도 양성 반응을 보였다.

 

N 유전자를 진단할 때는 미국과 일본 키트가 중국과 홍콩, 태국의 키트보다 바이러스를 상대적으로 잘 찾아냈다.

 

연구팀은 “RdRp나 Orf1 검사에는 중국 키트가, N 검사에서는 미국 N2, N3 키트나 일본 키트가 적은 농도에도 바이러스를 찾아내는 것을 보였다”며 “두 종류 키트를 함께 조합해 검사하는 것이 현재로는 가장 정확도가 높고 결과를 신뢰할 만해 보인다”고 분석했다.

 

김 연구원은 "우선 해외 기관에서 발표한 키트를 동일한 기준에서 비교한 연구로 한국 키트를 직접 비교하는 연구는 아니다"며 "한국에서 쓰인 키트도 목표로 하는 유전자 부위를 비교해 참고할 수는 있다"고 말했다.

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