코로나19 항원진단키트 제작을 위한 신속진단기술 개발-전처리 없이 현장에서 15분 내외 코로나19 감염여부 육안 식별 가능

코로나19 항원진단키트 제작을 위한 신속진단기술 개발-전처리 없이 현장에서 15분 내외 코로나19 감염여부 육안 식별 가능

 

등록일 : 2020.07.30. 작성자 : 홍보담당

 

코로나19 항원진단키트 제작을 위한 신속진단기술 개발
- 전처리 없이 현장에서 15분 내외 코로나19 감염여부 육안 식별 가능 -

□ 코로나19 분자진단, 항체 신속진단 기술에 이어 코로나19 바이러스를 육안으로 진단할 수 있는 항원 신속진단기술이 개발되었다.

□ 한국화학연구원 김홍기 박사 연구팀이 코로나19 바이러스 항원에 특이적으로 결합하는 다양한 항체들을 제작하고 이를 활용해 항원 신속진단기술을 개발했다고 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)와 행정안전부(장관 진영, 이하 ‘행안부’)는 밝혔다.

□ 항원 신속진단기술이란 항원-항체 결합반응을 활용하여 임신진단키트처럼 코로나19 바이러스 감염여부를 15분 내외에 육안으로 확인할 수 있는 기술로,

ㅇ 현재 수행 중인 분자진단(PCR)과 병행 시 코로나19 감염환자를 현장에서 보다 쉽고 빠르게 진단이 가능해 현장 의료진의 업무부담을 덜 수 있다는 것이 큰 장점이다.

< 참고 : 코로나19 진단법의 종류 및 특징 >

구 분
항원진단(RDT)
항체진단(RDT)
분자진단(RT-PCR)
진단 대상
바이러스 항원
체내 항체
바이러스 염기서열
진단 원리
항원-항체반응
항원-항체반응
유전자 증폭
소요 시간
약 15분 내외
약 15분 내외
약 6시간 내외
특징
의심환자 대량 발생 시 비교적 저렴한 비용으로 분자진단법과 병행해 신속한 육안진단 가능
비교적 저렴한 비용으로
완치자의 면역력 측정, 무증상 감염자의 사후진단 등이 가능
현재 사용되고 있는 코로나19 진단법으로 검사비용이 높으나 정확도가 매우 높음

□ 항원 신속진단키트는 채취한 검체 시료를 샘플패드에 흡수시키면 시료가 이동하면서 코로나19 바이러스가 존재하는 경우 발색 나노입자를 포함한 항체와 바이러스 항원이 결합해 육안으로 감염여부를 판단하는 원리로 작동되며,

그림. 코로나19 바이러스 항원 신속진단 기술 모식도

ㅇ 신속진단키트 개발을 위해서는 코로나19 바이러스에 특이적으로 결합하는 우수한 항체를 확보하는 것이 가장 중요하다.

□ 이번에 개발된 항체 및 신속진단기술은 7월 27일 기술이전 계약체결을 완료하여, 연내 개발완료를 목표로 신속하게 제품화를 추진할 예정이다.
□ 이번 연구는 신종 바이러스(CEVI) 융합연구단에 참여하고 있는 한국화학연구원(김홍기 박사팀, 긴급대응연구 주관연구기관)과 한국기초과학지원연구원(김승일 박사팀), 안전성평가연구소(박대의 박사팀)가 중심이 되어

ㅇ 코로나19 바이러스의 염기서열을 분석하여 항원성을 나타내는 뉴클레오캡시드 단백질(NP)* 등을 찾아내 항원으로 제작하였으며,

* 바이러스의 핵산(유전정보)을 둘러싸고 있는 단백질(Nucleocapsid Protein)

ㅇ 제작된 항원은 동물에 주입해 항체를 획득하는 면역화 과정을 통해 항체를 생산한 후, 기존 항체 대비 항원 단백질에 특이적으로 결합하는 항체를 선별해 우수한 결합을 갖는 10종 이상의 항체를 발굴하였다.

□ 신종 바이러스(CEVI) 융합연구단은 MERS(중동호흡기 증후군) 유행을 계기로 ’16년부터 총 8개 출연(연)*이 함께 힘을 모아 신종 바이러스 진단, 백신, 치료제 및 확산방지 기술 개발 연구를 수행해 오고 있었으며,

* 참여기관 : 한국화학연구원(주관), 한국건설기술연구원, 한국과학기술정보연구원, 한국식품연구원, 한국기초과학지원연구원, 한국표준과학연구원, 한국한의학연구원, 안전성평가연구소

ㅇ 코로나19가 국내에 유행하자 질병관리본부로부터 코로나19 바이러스 분리주를 2월 17일에 분양 받아 신속진단기술 개발 및 성능테스트에 활용해 조기에 성과를 창출할 수 있었다.

□ 정부에서는 우수 연구진들의 신속하고 원활한 연구 수행을 위해｢국민생활안전 긴급대응연구｣를 통해 코로나19에 신속하게 대응할 수 있도록 연구개발에 필요한 예산을 신속하게 지원하였다.

< 참고 : ｢국민생활안전 긴급대응연구｣ 추진 경과 >

ㅇ 사업 목적 : 코로나19 등 예상하지 못한 다양한 재난·안전 문제에 대하여 과학기술을 활용해 신속하게 문제를 해결·예방

ㅇ추진 경과 : 수요 제기부터 과제 착수까지 약 28일 소요

* 질병관리본부 수요 제기(1.31) ⇨ 현안 확정(2.7) ⇨ 상세 기획(2.11) ⇨ 공고(2.14∼2.20) ⇨ 과제 착수(2.27)

□ 한국화학연구원 CEVI 융합연구단 김범태 단장은 “그동안 융합연구를 통해 축적된 역량을 바탕으로 조기에 성과를 낼 수 있었다.”면서,

ㅇ “기술이전 기업과 함께 코로나19 항원 고감도 신속진단제 제작을 위해 필요한 기술들을 조기 상용화할 수 있도록 노력하겠다.”고 밝혔다.

□ 과기정통부와 행안부는 “코로나19로부터 국민의 안전을 확보하기 위해 이번 항원 신속진단기술 뿐 아니라 필요한 기술들을 우리나라 과학기술 역량을 총체적으로 활용하여 신속히 개발하는 동시에,

ㅇ 개발된 기술이 신속히 현장에도 적용될 수 있도록 식품의약품안전처 등 관련 기관들과도 적극 협력해 나가겠다.”고 밝혔다.

 

참고 1

그림 설명

□ 코로나-19 바이러스 항원에 특이적으로 결합하는 항체

그림 1. 코로나19 바이러스 특이 항원(NP) 선별방법 모식도(나노입자: 육안 식별)

그림 2. 코로나19 바이러스, 사스코로나바이러스 및 메르스 코로나바이러스 항원별 반응 결과

□ 코로나-19 바이러스 특이 항원 신속진단 기술

그림 3. 측면 유동 기반 코로나19 바이러스 항원 신속진단 기술 모식도(나노입자: 육안 식별)

참고 2

CEVI 신종바이러스 융합연구단 개요(Center for Convergent Research of Emerging Virus Infection)

□ 사업개요

ㅇ (과제명) 신종 바이러스 감염 대응 융합 솔루션 개발

- 메르스, 지카 등 고위험·불특정 신·변종 바이러스의 진단, 예방·치료 및 확산방지를 통해 신종 바이러스 감염에 효율적 대응기술 개발

ㅇ (사업기간) ‘16.8.1.∼‘22.7.31(3년 + 3년)

ㅇ (’20년 예산) 104.5억원(연구회 50억+출연(연) 참여분담금 54.5억)

ㅇ (참여기관) 한국화학연구원(주관), 건설기술연, 과학기술정보연, 기초연, 식품연, 표준연, 2한의학연, 안전성평가연, 수리연 등 8개 출연(연)

* 한국파스퇴르(연), 고려대, 프리시젼바이오, 웰스바이오 등 위탁 연구기관으로 참여

□ 세부 과제별 주관 및 협동기관

 

 

참고 3

｢국민생활안전 긴급대응연구｣ 사업 개요

□ 사업 개요

ㅇ(사업 목적) 예기치 못한 다양한 재난·안전 문제에 신속하게 대응할 수 있는 연구 개발(실증 포함) 및 적용 지원을 통한 문제해결 및 예방

ㅇ (사업 예산) ’20년 총 50억원(과기정통부 35억원, 행안부 15억원)

ㅇ (지원 규모) 과제당 연 2.5억원 내외(최대 2년 지원)

ㅇ(추진 절차) 대응여부 결정 ⇨ 긴급대응연구 기획 ⇨ 기술개발·실증

- 대응여부 결정 : 수요 접수 → 중앙·지방 재난안전 연구개발 협의체(긴급대응연구 분과위원회 개최 포함) 의결 → 긴급현안 확정

- 연구개발 착수 : 신속한 착수가 가능하도록 공고 기간 단축·생략 가능, 제출 서류·평가절차를 간소화한 Fast Track型 긴급대응연구 추진

□ 2020년 코로나19 대응 신규 과제 추진 현황

ㅇ 코로나19 대응 등 총 5개 과제에 대해 국비 19.5억원 지원 중

연번
과 제 명
기간·예산
주관연구기관
1
코로나19 대응 신속진단법 개발
1년 / 총 3억원
한국화학연구원
2
코로나19 치료제 재창출 연구
1년 / 총 4억원
파스퇴르연구소
3
코로나19 위해도 평가를 위한 바이러스 특성 연구
2년 / 총 5억원
전북대학교
4
코로나19 연구자원 확보 및 확산예측 모델 개발
2년 / 총 5억원
서울대학교
5
코로나19 환자 치료약제 발굴 및 후보 약물 공익적 긴급 임상시험
1년 / 총 2.5억원
경상대학교병원