내 ‘피·땀·눈물’로 병을 알아낸다? ‘체외진단’의 세계 – LG 공식 블로그
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내 ‘피·땀·눈물’로 병을 알아낸다? ‘체외진단’의 세계

작성일2018-07-13

‘내 피 땀 눈물, 내 마지막 춤을!’ 글로벌 스타가 되어 한국을 빛내고 있는 방탄소년단의 노래 ‘피땀눈물’의 한 부분입니다.

방탄소년단 LG G7 ThinQ TVCF 캡처. 방탄소년단 멤버들이 어깨동무를 하고 밝은 분위기로 정면을 보고 있다.

(출처: LG전자 홈페이지)

누군가는 멋진 춤과 노래를 만들기 위해, 또 누군가는 자신의 목표를 향해 힘껏 달리기 위해 흘리는 이 피, 땀, 눈물은 다른 용도로도 그 가치를 발휘하는데요. 바로 우리 몸 속의 다양한 질병을 진단하는데 쓰일 수 있습니다. 복잡한 검사 없이 어떻게 피, 땀, 눈물 한 방울로 질병을 진단할 수 있을까요?

체외진단이란?

여러분은 학창시절 신체검사날이 기억나시나요? 저는 신체검사날 빠짐없이 하던 소변검사가 떠오르네요. 가느다란 스틱을 들고 화장실에 다녀오는 잠깐의 수고로 몇 가지 질병을 검사할 수 있다니, 다시 생각해보면 참 신기하고 간편한 일입니다.

리트머스 종이가 꽂힌 시약병이 여러 개 누워있고 앞에 시약 종이가 놓여 있다.

간단한 병을 알아내기 위해 일일이 내시경 검사를 하고, MRI 촬영을 해야한다면 우리는 신체검사날이 얼마나 부담스럽고 힘들었을까요? 소변검사, 혈액검사처럼 혈액, 분뇨, 체액, 침 등 인체에서 유래한 물질을 이용해 병의 감염여부나 치료효과를 확인할 수 있는 의료기술이 바로 체외진단입니다.

도통 감이 안오신다면 ‘체내진단’과 비교해보시면 쉽게 이해가 되실 겁니다. 체내진단은 신체 내부를 들여다보고 질병이 있는지 진단하는 방법으로, MRI, 초음파, 내시경 등을 생각하시면 됩니다.

혈액 채취를 하는 작은 기계를 누군가가 손으로 들고 있다.

이러한 체외진단에 이용되는 의료장비나 시약을 통틀어서 체외진단 의료기기라고 합니다. 대표적인 체외진단 의료기기로는 환자들이 직접 사용할 수 있는 혈당계임신진단기가 있습니다.

최근에는 암, 치매 등 진단이 어려웠던 질병에 대해서도 다양한 체외진단키트가 개발되어 상용화를 위한 연구가 이뤄지고 있습니다. 이에 따라 지금은 진단하기 번거로운 질병도 미래에는 더 간편하고 부담 없는 진단이 가능해질 것으로 예상됩니다.

체외진단에 숨어있는 원리

이런 체외진단에는 다양한 과학적 원리가 숨어있습니다. 많은 체외진단 분야가 있지만 오늘은 그중에서도 가장 널리 쓰이고 있는 면역화학적진단과 가장 높은 성장률을 높이고 있는 분자진단에 숨어있는 2가지 원리를 대표적으로 설명해드리려 합니다. 

면역화학적진단? 분자진단? 이라고 칠판에 쓰여 있고, 그 앞에 연필꽂이와 책, 플라스크, 돋보기 등이 놓여 있다.

겁내지 마세요, 제가 쉽게 설명해드리겠습니다.

① 우리 몸 속에 열쇠와 자물쇠가 있다? ‘항원-항체반응’

먼저 면역화학적진단에 쓰이는 항원-항체반응에 대해 살펴보겠습니다. 항원-항체반응이 어떻게 병을 진단하는데 쓰이는지 알아보기 전에 먼저 항원, 항체가 무엇인지 간단히 알려드리겠습니다.

우리 몸은 세균이나 바이러스처럼 몸에 들어오는 해로운 물질을 항원으로 인식합니다. 그리고 항원이 몸에 들어오면 우리는 이를 제거하기 위한 대항마로 항체를 만들어내죠. 이렇게 항원-항체 짝이 만나게 되면 몸속에서 면역반응이 일어납니다.

항체 반응을 도식화한 그림. 몸속 항원이 침입 - 항체를 생산 - 항원-항체 반응이 일어남

항원과 항체는 오직 짝이 맞는 것들끼리만 반응합니다. 마치 열쇠와 자물쇠 같은 관계이지요.

'항원'이라고 쓰인 자물쇠 주변에 열쇠가 우르르 몰려 있다.

나 ‘항원’과 결합할 수 있는건 오직 나와 짝이 맞는 ‘항체’뿐

그렇다면 항원-항체 반응이 체외진단에 어떻게 쓰일까요? 항원-항체반응을 이용하는 대표적인 체외진단기기는 바로 임신진단기입니다.

임신진단기의 모습. 흡수 막대, 임신 여부 표시창, 검사 종료 표시창 등이 보인다.

임신이 된 경우, 항체가 항원 반응을 만나 붉은색 띠가 두 개 나타나는 모습을 표현한 GIF 이미지.

임신한 여성의 몸에서는 HCG라는 호르몬의 수치가 높아지는데요. 임신진단기에는 임산부의 소변에 배출되는 HCG를 항원으로 인식하고 HCG와 짝꿍이 되어 반응하는 항체가 붙어있습니다. 그래서 이 항체가 임산부의 소변으로 배출된 고농도의 HCG와 만나면 항원-항체 반응을 통해 색깔이 변하고, 임신 여부를 알게 해주는 것이지요.

② 내 혈관 속 DNA가 말해줘~ ‘분자진단’

여름철 휴가를 맞이해 바닷가에 놀러간 세종이와 슬기, 제일 유명하다는 횟집을 찾아가 실컷 먹방을 찍었습니다. 그러나 행복한 시간은 잠깐, 낮에 먹은 회가 잘못 되었는지 탈이 나고 말았네요. 그런데 이런 증상이 과식 때문인지, 식중독 때문인지 알 수가 없었습니다.

참치회가 접시에 놓여 있는 모습.

이들을 밤새도록 괴롭힌 배탈의 원인을 어떻게 확인할 수 있을까요? 바로 분자진단이 제 능력을 발휘할 때 입니다. 분자진단은 유전자 정보가 들어있는 DNA, RNA를 분석해 병을 진단하는 기술입니다. 체외진단 분야 중 가장 빠른 성장률을 보이고 있는 분야이며, 혈액이나 소변을 이용한 진단보다 정확도가 높고 조기진단이 가능한 것이 특징입니다.

누군가가 스포이드와 실험관을 들고 있는 모습.

분자진단은 메르스나 에볼라, 지카바이러스 같은 신종 감염병 진단에도 아주 큰 역할을 하고 있습니다. 우리나라에서도 신종 감염병 문제가 대두되었을 때, 메르스, 지카바이러스 감염 진단을 위한 체외진단용 분자진단 시약의 사용이 긴급 승인되기도 했습니다.

사람의 작디작은 DNA로 어떻게 병을 알아낼 수 있을까요? 병을 진단할 수 있을 만큼 많은 양이 있으면 됩니다. 그럼 어떻게 DNA의 양을 늘리냐구요? 그 비밀은 바로 PCR 기술에 있습니다.

PCR 기술은 원하는 유전자를 대량으로 증폭시키는 기술입니다. PCR 과정을 통해 검출 가능한 수준의 양까지 유전자의 양을 늘리고, 증폭시킨 유전자를 검출하려는 비교 대상과 동일한지 확인하여 병의 양성/음성 여부를 가려냅니다.

세종이 DNA 샘플, 슬기 DNA 샘플, 식중독 세균 DNA 샘플을 가지고 PCR(DNA 증폭)을 거친 결과 일치하는 DNA 발견. 검사 결과, 세종이는 식중독 세균에 감염되었네요!

다시 세종이와 슬기 이야기로 돌아가볼까요? 세종이와 슬기는 PCR검사를 통해 식중독 여부를 알아냈습니다. 두 사람의 몸에서 DNA 샘플을 채취하고, PCR로 증폭시켜 해산물에 잘 번식하는 식중독 세균의 DNA와 비교해본 결과, 세종이의 DNA 샘플에서는 식중독 세균과 일치하는 유전자 정보가 발견되었습니다. 즉, 세종이는 식중독에 걸렸고, 슬기는 단지 과식으로 인해 탈이 난 것이었습니다.

진단시약의 베테랑 LG화학

기존의 의료 트렌드는 속담으로 비유하자면 ‘소 잃고 외양간 고치기’에 가까웠는데요, 이제는 점점 ‘돌다리도 두들겨보고 건너라’로 바뀌고 있습니다. 즉, 의료 트렌드가 치료 중심에서 예방과 조기진단으로 변화하고 있다는 뜻인데요, 이런 트렌드에 따라 체외진단시장은 앞으로 더 크게 성장할 것으로 전망됩니다.

우리나라에서도 체외진단의료기기 산업에 대한 관심이 커지고 있습니다. 정부는 올해 ICT기술을 접목한 체외진단의료기기를 개발하는 시설의 설립을 검토하고 있습니다. 또, 2016년 6월부터 국내에서 민간 유전자검사가 허용됨에 따라 유전자 진단을 이용하는 분자진단 시장의 성장도 주목됩니다.

세계 주요 지역 분자진단 시장 전망 그래프.

그러나 우리나라의 체외진단 의료기기 분야는 아직까지는 다국적 기업들이 주도하고 있는 것이 현실입니다. 식약처에 따르면 국내 체외진단용 진단시약 시장은 수입이 약 66%(2015년 기준)를 차지할 정도로 해외 의존도가 높습니다. 그러나 국내에서도 해외 의존도를 낮추기 위한 다양한 체외진단의료기기 연구가 활발히 진행되고 있는데요, LG화학도 그 대열에 합류했습니다.

LG화학의 진단시약공장에서 누군가가 마스크와 가운 등을 착용하고 시험하고 있는 모습.

LG화학이 주목한 분야는 체외진단시약입니다. LG화학은 1986년부터 진단시약 연구를 시작해 지금까지 30년이 넘게 연구를 진행하고 있습니다. 1992년에는 처음으로 제품을 생산하며 외국업체가 독점하던 국내 진단시장을 경쟁체제로 변화시켰습니다. 특히 첫 진단시약인 C형간염 진단시약은 다수의 글로벌 기업 제품과의 입찰경쟁을 이겨내고 1995년부터 꾸준히 제품을 납품하고 있습니다.

뿐만 아니라 결핵 감염 진단 제품, 인플루엔자∙신종플루 등 호흡기 질환 진단 제품, 약 90여 종의 알러지를 동시에 확인할 수 있는 ‘알러지 스크리닝’ 제품은 기술력을 인정받으며, 2016년 기준 국내 시장점유율 70%대로 시장을 선도하고 있습니다.

LG화학 오송공장 진단의약동 준공식에서 여러 관계자들이 리본을 커팅하고 있는 모습.

본격적으로 진단시약 시장 공략에 나선 LG화학은 작년 7월 충북 오송에 체외진단시약 전용 공장을 준공했습니다. 이에 따라 연간 최대 1,900만회 테스트 분량의 제품 생산능력을 확보하고, 총 12종의 진단시약 제품을 안정적으로 생산할 수 있게 되었습니다. LG화학은 향후에도 지속적인 증설과 제품 다변화를 통해 국내를 넘어 중국 등 해외 시장까지 적극 공략해 나갈 계획입니다.

첨단 바이오헬스 기술의 미래를 이끌어 갈 체외진단의 세계, 그 치열한 경쟁 시장 속에서 다국적 기업들을 넘어 꿋꿋하게 도약하고 있는 체외진단시약 계의 베테랑, LG화학의 미래를 응원합니다!

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