만성폐쇄성 폐질환 치료제 부작용 검사 기술 개발

아주경제 박정수 기자 = 미래창조과학부는 국내 연구팀이 천식이나 만성폐쇄성 폐질환의 치료제인 '테오필린'의 혈중 농도를 검출할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다고 25일 밝혔다.

이번 성과는 미래부가 추진하는 글로벌프론티어사업의 바이오나노헬스가드연구단의 지원으로 한국과학기술원 생명화학공학과 박현규 교수팀이 수행했다.

기관지 확장제로 사용되는 테오필린은 혈중농도 상승에 따른 부작용을 우려해 보통 연령·증상·합병증 등을 고려해 환자 개개인에게 맞는 적정 복용량을 결정한다.

그러나 개인마다 복용량에 대한 흡수가 달라서 같은 복용량이라도 테오필린의 혈중농도 증가될 수 있어 환자에게 테오필린을 투여할 경우 혈중농도의 지속적인 측정이 요구된다.

현재 테오필린 약물의 혈중농도 분석에 사용되는 방법은 크로마토그래피, 자외선 분광법, 효소면역측정법이 있으나 복잡한 실험절차와 숙련된 기술을 필요로 해 분석 비용과 시간이 오래 걸려 환자들에게 부담이 크다.

이에 연구진은 테오필린과 은 이온에 특이적으로 반응하는 DNA를 이용해 테오필린의 혈중 농도를 측정하는 기술을 개발했다.

조작된 DNA를 테오필린 복용자의 혈액과 반응시켜 혈중 테오필린의 양이 적을 경우, 은 이온이 조작된 DNA와 반응해 형광특성을 가진 은 나노클러스터를 형성해서 강한 형광신호가 나오며 반대로 테오필린의 양이 많은 경우에는 형광신호가 약해진다.

연구진은 이 형광신호의 차이를 적용해 혈액 내에 존재하는 테오필린 약물을 분석해 내어 임상 유용성을 검증했다. 이 기술이 상용화가 예상되는 향후 3~4년 후에는 기존의 3~4시간이 소요되는 분석을 10분 내외로 줄이고 분석에 드는 비용도 15분의 1로 줄일 수 있을 것으로 예상하고 있다.

박현규 교수는 "이번 연구는 기존 검출 시스템의 문제점을 극복해 손쉽고 신속한 분석을 가능하게 해주는 새로운 원천기술"이라며 "다양한 병원체 물질 및 화학물질의 검출 기술로 확대될 잠재력이 매우 크다"고 연구 의의를 밝혔다.