‘CRISPR’ 기반 진단기술→감염병 진단용이

코로나19 바이러스 등 감염병 진단을 위해 연구실 외 가정, 진료소 등 다양한 환경에서 사용 가능한 CRISPR(크리스퍼) 기반 진단기술에 대한 연구개발이 활발한 추세를 보이고 있다. 

기존 핵산 기반의 테스트 보다 사용 범위가 확장될 수 있는 CRISPR 기반의 진단 연구의 필요성이 제기됐다. 

생명공학정책연구센터는 최근 연구 보고서를 통해 “미래에는 가정 및 진료소에서 CRISPR-dx(diagnostics) 기반의 질병 진단이 보편화될 것으로 기대된다”는 의견을 밝혔다. 

현재까지 핵산 기반 테스트는 병원성 감염을 포함한 많은 질병의 민감한 검출을 위한 최적의 표준(gold standard)으로 인식됐다. 

그러나 정량적 중합체 연쇄반응(qPCR) 기법은 특정 질환을 명확하게 특정할 수 있는 소수의 DNA 또는 RNA 분자만 검출하는 능력으로 널리 채택되고 있어, 기술의 복잡성으로 인해 활용도가 실험실 내로 제한되는 한계점이 존재했다. 

이에 보고서는 “보다 경제적이고 확장이 가능할 뿐만 아니라 쉽게 실현할 수 있는 진보된 진단 기술 개발의 필요성이 강조되고 있다”면서 “감염병의 확산을 막기 위해 임상 실험실이 아닌 현장에서 빠른 진단을 내릴 수 있는 진단기술(point-of-care)의 개발이 중요하다”고 설명했다. 

실제 다양한 환경에서 적용 가능한 CRISPR 기반의 진단(CRISPR-dx) 제품이 최근 미국 FDA에 의해 승인된 바 있다. 

Sherlock Biosciences와 Mammoth Biosciences라는 신생 바이오벤처에서 CRISPR 기반의 진단제품을 개발해 지난해 5월 FDA 긴급 승인 후 상용화 단계에 있다. 

두개 회사 모두 CRISPR-Cas9 유전자가위기술을 기반으로 했으나, Mammoth사는 Cas9 효소와 다른 효소인 Cas12를 활용했고, Sherlock사는 Cas13을 활용했다. 

보고서는 “미래에는 가정 및 진료소에서 CRISPR-dx(diagnostics) 기반의 질병 진단 방법이 보편적으로 사용될 것”이라고 내다보며 “이를 위해 값비싼 장비 없이 상온에서 실행될 수 있도록 그 반응과 과정을 단순화하는 것이 중요하다”고 강조했다. 

특히 이러한 개선은 더 높은 민감도, 더 빠른 반응을 보이는 혁신적인 Cas 효소의 발견 또는 엔지니어링을 통해 달성할 수 있을 것으로 예상했다. 

또한 보고서는 “CRISPR 기술을 기반으로 단일 단계로 단순화, 휴대 가능한 장치, 여러 병원체(변이체)를 동시 감지하는 등 현장 진단에 활용 가능한 다양한 기술이 개발 중에 있다”고 덧붙였다.