[EUREKA] 폐수 內 바이러스 파악하는 종이 테스트 개발
수정일 2020년 04월 10일 금요일
등록일 2020년 04월 10일 금요일

  

 코로나 19의 바이러스 SARS-CoV-2가 폐수에 존재하는지 파악할 방법이 개발되었다. 폐수에 코로나 19 바이러스가 존재하는지를 미리 알게 되면 도시에 코로나 19 관련 조기 경보할 수 있다. 

크랜필드대학 연구진은 종이 기반 장치로 하수도 시스템에 존재하는 바이러스를 신속하게 파악할 수 있다고 밝혔다. 이 테스트가 실제로 사용된다면, 지역 사회의 역학 연구 및 코로나 19 검출 조기 경보 등에 큰 도움이 될 것으로 기대를 모은다. 연구 결과는 환경 과학 및 기술 저널에 게재됐다.

바이러스학에서 흘림(shedding)이란 첫 번째로 침입한 바이러스 이후 후손인 바이러스를 추방 및 방출하는 것을 의미한다. 바이러스는 세포 메커니즘을 사용해 수많은 자가 복제 후손을 만들어낸다.인플루엔자의 경우, 인플루엔자 바이러스의 복제 바이러스가 건강한 세포를 감염시키는 식으로 활동하는 것이다. 복제가 끝나면 후손 바이러스는 숙주의 신체 내의 다른 세포를 감염시킨다.

사스(SARS)가 발병했을 때, 주요 감염 원인은 재채기나 기침을 통해 방출되는 비말이었다. 또 이후의 연구에 따르면 이 바이러스가 감염된 사람의 대변에서도 흘림을 발생시켰다. 이 사실이 밝혀진 다음 진행된 추가 연구에서는 소변에서도 흘림이 발생한다는 사실이 드러났다.

지난 2005년, 연구진은 사스 진단을 받은 54명의 환자에게서 486개의 다양한 표본을 채취해 RNA에 바이러스가 있는지 조사했다. 특히 사스 바이러스인 SARS-CoV-1에 대응하는 항체를 검사받은 73명의 환자에게서는 314개의 혈장 표본을 테스트했다. 테스트 결과 54명의 환자 중 28명에게서 바이러스 RNA가 발견됐으며, 278명의 건강한 사람 중 1명만 바이러스에 대한 항체를 갖고 있었다. 환자들에게서 채취된 소변과 대변 샘플에서도 바이러스가 검출되면서 바이러스가 환자의 소변 및 대변에서도 생존 가능하다는 사실이 알려졌다.

최근 크랜필드대학 연구진은 코로나 19의 원인이 되는 바이러스인 SARS-CoV-2에 대한 새로운 테스트 방법을 개발 중이라고 전했다. 연구진은 폐수 테스트에 중점을 둔 테스트 키트를 만들고자 했다.

연구 저자 주겐 양 박사는 "위해 폐수에서 유전 물질을 테스트하기 위한 종이 장치를 개발했다. 이 장치는 값이 매우 싸고 사용하기 쉬울 것이다"라고 말했다. 장치의 가격은 한화 약 1,500~2,000원이다.

연구진은 코로나 19 퇴치를 위한 폐수 기반 역학(WBE) 접근법을 강조했으며, 이 접근법은 역학 조사관들이 질병의 확산을 예측하는 데 필요한 데이터를 얻을 수 있도록 돕는다. 예를 들어 하수구에서 흐르는 폐수를 테스트해 도시에 사는 사람들의 대변과 소변 등에서 질병의 바이오마커를 빠른 속도로 알아볼 수 있기 때문에, 바이러스에 많이 노출된 지역 사회의 하수 시스템을 다른 지역과 식별한 다음 해당 도시 전체에 감염 확산에 대해 경고할 수 있는 것이다.

연구진은 2020년 3월 15일을 기준으로 중국에서부터 15만 8,000건 이상의 확진 사례와 3,200건의 사망 사례 등이 기록됐다고 언급하며 임상적으로 확인된 사례 중 일부는 증상이 없는 무증상 확진자였다고 말했다. 

연구진은 말라리아, HIV, 로타 바이러스, 지카 바이러스 탐지에 이미 사용되는 종이 기반 장치를 개발했다. 폐수용 테스트 키트는 왁스 프린터로 생산이 가능하다. 또 다른 기계로 결과를 확인하는 수고스러움을 없애기 위해 종이만으로 테스트 결과를 확인할 수 있도록 만들었다.

종이 기반 장치를 사용한 테스트는 다른 방식에 비해 편리하다. 테스트 장치 자체의 부피가 그리 크지 않기 때문에 보관 및 운반할 수 있으며 사용 후에는 오염 가능성을 제한하기 위해 소각하면 된다.

연구진은 “폐수 성분에서 병원체를 검출하는 데 종이 기반 장치가 큰 장점을 갖고 있다. 강력한 이미지 분석 기술 등을 통해 성능을 테스트했다”고 설명했다. 

 

미국은 지난 4월 1일 기준으로 16만 3,199명 이상의 확진자를 보고했다. 이탈리아의 확진자 10만 5,792명이나 중국의 확진자 8만 2,631명보다 훨씬 많다. 당시 날짜를 기준으로 사망자 수는 이탈리아가 1만 2,430명으로 가장 많았다. 4월 9일 기준, 미국의 확진자 42만 4,945명, 이탈리아 확진자 13만 9,422명이다. 미국의 사망자는 1만4,529명, 이탈리아 사망자는 1만 7,669명이다. 

연구진은 “바이러스가 감염자의 대변이나 소변에도 남아 있다면, 폐수를 통한 전염도 가능하다”고 폐수 테스트의 중요성을 강조했다. 

조선우 기자 ra@gmail.com
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