소변으로 전립선암·췌장암 진단

재료연, ‘스트립형 소변 센서’ 개발…현장서 암 진단 성공
“소변 내 대사체 성분 광신호로 10억 배 이상 증폭 가능”
“향후 대장암·폐암 진단 추가해 2년 후쯤 상용화할 계획”

한국재료연구원 정호상 박사 연구팀이 공동개발한 전립선암과 췌장암을 진단할 수 있는 스트립형 소변 센서 진단 과정. 한국재료연구원 제공

소변만으로도 전립선암과 췌장암을 진단할 수 있는 기술을 국내 연구팀이 개발했다.

이 기술은 진단 기구의 가격이 개당 100원 이하로 저렴하기 때문에 대량 검사에도 활용할 수 있을 것이라고 연구팀은 기대했다.

과학기술정보통신부 한국재료연구원(KIMS, 이하 재료연)은 소변 내 대사체의 광신호를 증폭할 수 있는 ‘스트립형 소변 센서’를 개발하고 현장에서 암을 진단하는 데 성공했다고 25일 밝혔다.

이 기술은 재료연 나노표면재료연구본부 정호상 박사 연구팀과 포스텍 노준석 교수, 경희대 의과대학 최삼진 교수의 공동 연구로 개발됐다.

연구팀은 암 환자와 환자가 아닌 사람의 소변 내에 존재하는 대사체 구성성분의 차이에 주목했다.

체내 암세포가 증식하면 비정상적 물질대사로 인해 비환자와는 다른 대사체를 소변으로 분비하게 되는데, 이를 기존 기술로 구분하기 위해서는 고가의 큰 장비가 필요했던 탓에 현장에서 활용하기가 쉽지 않았다.

그러나 연구팀은 다공성 종이 위에 산호초 모양의 플라즈모닉 나노소재를 형성해 소변 내 대사체 성분의 광신호를 10억배 이상 증폭시키는 표면증강라만산란 센서를 개발했다.

검사가 필요한 시점에 소변을 소량(10uL) 용적하고 빛을 조사하기만 하면 별도 분석과정을 추가로 거치지 않아도 암 대사체 신호가 센서 표면에서 증폭돼 암을 진단할 수 있다. 

현재 진단 가능한 암 종류는 전립선암과 췌장암이다. 

연구팀은 용적한 소변에 빛을 조사해 나온 분광신호에 대해 인공지능 기반 분석법을 적용해 본 결과 암 환자가 아닌 사람과 전립선암, 췌장암 환자를 99%까지 구분할 수 있었다고 설명했다. 

연구팀은 관련 특허를 한국과 미국에 출원했다. 연구팀은 향후 대장암, 폐암 환자의 소변도 분석해 진단 가능한 암의 종류를 늘려갈 방침이다. 

대장암과 폐암 환자의 임상시험을 마치면 2년 후쯤에는 기술을 상용화할 수 있을 것으로 내다보고 있다. 

연구책임자인 재료연 정호상 선임연구원은 “소변을 이용한 새로운 암 진단법, 현장형 신속 암 환자 스크리닝, 암 환자 치료 후 재발 모니터링 등에 활용 가능한 기술”이라며 “또 스트립형 센서의 생산가격이 개당 100원 이하여서 대량 검사에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 

이번 연구 결과는 바이오센서 분야 권위지인 ‘바이오센서 및 생체전자공학’(Biosensores and Bioelectronics)에 이달 초 게재됐다.

이승구 온라인 뉴스 기자 [e-mail]