방역현장서 코로나19 변이 종류별 신속 검출 가능해진다

화학연 신종바이러스융합연구단 연구팀 성과

코로나19 정상·변이 여부, 변이 종류 등 검출

웰스바이오에 이전…범용 진단기술 개발 추진

코로나19 변이 항원 현장 신속진단 기술의 원리를 설명하고 있는 화학연 김홍기 책임연구원 [사진=한국화학연구원]

코로나19 정상·변이 바이러스를 검출하고 변이 여부를 가려낼 수 있는 검출 기술이 국내 연구진을 통해 개발됐다. 기존 신속진단키트의 민감도 개선 기술과 접목하고 후속 연구개발 과정을 거치면 2년 내 범용 코로나 바이러스 진단 키트를 만들 수 있을 것으로 기대된다.

한국화학연구원은 신종바이러스(CEVI)융합연구단의 김홍기·이종환 박사 연구팀이 ACE2(Angiotensin-converting enzyme 2)-항체 조합의 결합력 차이를 이용해 코로나19 바이러스 정상 항원 뿐만 아니라, 여러 종류의 변이 항원을 각각 구별하면서 검출할 수 있는 진단 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

알파, 베타, 델타, 오미크론 등 다양한 코로나19 바이러스 변이가 발생하는 가운데, 전파율과 치사율에 차이가 있는 변이 바이러스를 검출하는 것이 중요해졌다. 현재 코로나19 변이 바이러스 검출은 유전자 증폭이나 서열분석을 통해서만 가능한데 이를 위해 장시간과 고비용의 부담을 감수해야 한다. 현장에서 변이 바이러스를 신속하게 검출할 기술이 필요하다.

화학연은 CEVI융합연구단 바이러스진단팀이 코로나19 항원 신속진단키트와 동일한 '임신 진단키트' 형태를 활용해 코로나19 정상 항원과 변이 항원을 현장에서 신속하게 검출하고 변이 바이러스를 구별할 수 있고, 체내 코로나19 중화항체 형성 여부 확인에도 활용할 수 있는 기술을 개발했다.

 

코로나19 변이 항원 현장 신속진단 기술을 개발한 화학연 CEVI 융합연구단 연구팀의 이종환 선임연구원(왼쪽)과 김홍기 책임연구원 [사진=한국화학연구원]

연구팀은 '코로나19 스파이크1 단백질'의 정상·변이 항원에 모두 잘 결합하는 항체를 발굴해 붉은색으로 표지하고 정상 항원에만 잘 결합하는 항체를 청색으로 표지한 후 이들을 ACE2와 짝지어 항원 신속진단 기술에 적용했다. 코로나19 정상 항원은 보라색, 변이 항원은 분홍색으로 각각 검출되는 결과를 얻었다.

연구팀은 이 결과에 대해 코로나19 알파, 베타 등의 변이 항원을 구별하는 데 의미가 있고 이 기술로 델타, 오미크론 등 변이 바이러스의 항원도 현장에서 신속하게 검출할 수 있을 것으로 기대된다고 밝혔다. 앞서 지난 2021년 7월 연구팀은 코로나19 인체 감염 수용체인 ACE2를 이용한 신속진단 기술을 웰스바이오에 이전했고, 양측은 범용 코로나 신속진단 기술 개발을 추진 중이다.

화학연 측은 민간기업에 관련 기술이 이전됐고 현존 코로나19 진단키트를 대체하기보다 범용 코로나 바이러스 진단키트 개발에 활용될 예정이라고 밝혔다. 이번 신기술이 기존 신속진단 키트의 민감도 개선 기술과 접목해 2년 정도 후속 연구개발을 거쳐 실용화될 것이라고 내다봤다.

이미혜 화학연 원장은 "향후 새로운 코로나19 변이 바이러스와 신종 코로나 바이러스 출현을 대비할 수 있기를 기대한다"고 말했다.

이 연구는 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 미래선도형 융합연구단사업, 한국연구재단 국민생활안전긴급대응사업으로 공동 수행됐다. 연구 결과는 화학·분석분야 저널 '바이오센서 앤드 바이오일렉트로닉스'에 지난 1월 게재됐다.
 

한국화학연구원 연구팀이 개발한 진단 기술 시연 장면(왼쪽이 정상 항원, 오른쪽이 변이 항원) [사진=한국화학연구원]