인체면역결핍바이러스(Human Immunodeficiency Virus). 즉, HIV를 10분만에 정확히 진단하는 신속진단키트 기술이 마침내 세상에 나와 주목된다.

이 기술은 기존 검사법의 민감도와 속도를 약 20배까지 높인데다 낮은 농도에서도 진단이 가능하다는 점에서 조기 진단 및 치료에 획기적 전환점이 될 수 있다는 것이 전문가들의 의견이다.

현지시각으로 4일 국제학술지 바이오센서-바이오일렉스토릭스(Biosensors and Bioelectronics)에는 HIV 신속진단키트의 효용성에 대한 연구 결과가 게재됐다(10.1016/j.bios.2025.117395).

HIV는 말 그대로 에이즈의 원인 바이러스로 백신과 치료법이 없는 상태에서 매년 130만건의 새로운 감염이 늘어나면서 경각심을 주고 있는 질환 중 하나다.

치료에는 항레트로바이러스 요법(ART)가 활용되지만 이 또한 빠른 처방이 필요하며 전염성이 높다는 점에서 조기 진단에 초점이 맞춰지고 있는 상황.

이에 대한 진단은 전통적으로 감염 후 몇 주후에 형성되는 HIV 특이 항체를 검출하는 방식이 활용된다.

하지만 말 그대로 항체가 나타날때까지 기다려야 하는데다 시간과 비용이 많이 든다는 점에서 현재는 진화가 거듭돼 HIV 항체와 p24 항원을 모두 검출하는 4세대 면역 검사가 활용되고 있는 상황.

그러나 이 방법도 결국 적합한 시설을 갖춘 실험실에서만 검사와 진단이 가능하며 환자가 여러번 방문해야 한다는 점에서 한계가 있었다.

노스웨스턴대 비나야크 P. 드라비드(Vinayak P. Dravid) 교수가 이끄는 연구진이 이러한 4세대 면역 검사를 기반으로 하는 마이크로 캔틸레버 센서 개발에 나선 배경도 여기에 있다.

마이크로 캔딜레버가 기존 센서의 한계를 극복해 민감도가 매우 높으며 다양한 분자에 적용할 수 있다는 점에서 이를 HIV에 적용한 셈이다.

비나야크 드라비드 교수는 "마이크로 캔틸레버 기술이 처음 개발됐을때 다양한 분자에 적용 가능한 확장성이 가장 먼저 부각됐다"며 "민감성과 항원-항체 친화성, 특이성이라는 기본적인 것에 매우 강력한 성능을 보이기 때문"이라고 설명했다.

이어 그는 "하지만 HIV의 경우 매우 악성이라 돌연변이를 일으킨다는 점에서 고유한 항체가 없다는 것이 가장 큰 걸림돌이었다"며 "이를 극복하기 위한 노력 끝에 이 기기를 개발할 수 있었다"고 덧붙였다.

이에 따라 연구진은 P24 항원 샘플을 활용해 금으로 코팅된 마이크로 캔딜레버에 항체 층을 적용해 P24가 얼마나 표면에 강하게 결합되는지를 측정했다.

항체와 항원의 상호 작용이 캔딜레버를 구부리는 기계적 운동으로 변환된다는 점에서 이를 정밀히 측정한 것이다.

그 결과 이 기기는 P24 항원 샘플을 넘어 복잡한 인간 혈액에서도 명확히 원하는 각도까지 구부러지는 결과가 나타났다.

특히 실제 HIV 감염 환자를 대상으로 하는 검증 연구 결과 이 기기는 일체의 증폭 과정 없이 1pg/mL의 낮은 혈청 농도에서도 명확하게 이를 진단하는데 성공했다.

걸린 시간은 짧게는 10분, 길어야 15분으로 과거 방식에 비해 민간도와 진단 속도가 약 20배까지 향상됐다.

이에 따라 연구진은 이를 키트 형태로 개발하는 동시에 B형 간염과 C형 간염 등 항원이 명확한 질환에 대해 동시 검사 키트로 발전시킨다는 방침이다.

비나야크 드라비드 교수는 "HIV 감염자들 사이에서 간염이 주로 동반되며 이를 치료하지 않으면 심각한 합병증이 발생한다"며 "HIV 진단에 대한 명확한 기전을 확인한 만큼 B형 간염과 C형 간염까지 동시 진단하는 키트로 개발시켜 갈 것"이라고 밝혔다.