저널명 : HY ERICA 
게재일자 : 2017-09-08 
원문기사 주소 : http://hyerica.com/?p=2057 

<HY ERICA 2017년 가을호>

생명나노공학과 주재범 교수


혈액 몇 방울로 난치성 질환을 진단한다?

X선, CT, 내시경 같은 번거롭고 복잡한 정밀검사 없이도 난치성 질환을 진단할 수 있다면 얼마나 편리할까. 

게다가 메르스, 지카바이러스 같은 신종질환은 신속한 진단이 중요하다. 



혈액검사만으로 암 진단 


‘몇 달 전 건강검진을 받았을 때만 해도 분명 이상이 없다고 했는데 암이라니….’ 


건강검진을 받은 지 얼마 되지 않아 암 진단을 받는다면 그야말로 황당하고 억울한 심정일 것이다. 하지만 우리 주변에서 어렵지 않게 들을 수 있는 이야기이기도 하다. 암은 단순한 혈액검사만으로는 진단할 수 없기 때문에 정밀검진을 받지 않으면 놓치는 경우가 많다. 물론 혈액검사만으로도 당뇨, 신장질환, 감염, 호르몬 이상 등 많은 질병을 진단할 수 있지만 암, 뇌질환 같은 난치성 질환은 조직검사, MRI, CT 같은 정밀검사를 통해야 확진할 수 있다. 


하지만 최근에는 X선, CT, 내시경 등 번거롭고 복잡한 진단법에서 벗어나 몇 방울의 혈액만으로도 난치성 질환을 조기 확진할 수 있는 방법들이 속속 개발되고 있다. 주재범 교수도 ‘나노플라즈모닉스’라는 새로운 개념의 광센서 기술을 이용해 고감도 체외진단(혈액검사) 기술을 연구하고 있다. 지난 10년간 고려대구로병원 진단검사의학과, 한양대 류마티스병원, 삼성의료원 감염성 내과, 질병관리본부, 이원의료재단 등 많은 의료기관들과 공동연구를 진행하며 실제 임상진단 적용 가능성도 검증했다.


이를 통해 거둔 학술적 성과는 지난 3월 케미컬 소사이어티 리뷰(Chemical Society Reviews, Impact Factor=38.618)를 비롯한 다수의 국제학술지에 발표됐으며 2건의 국제특허도 출원한 상태다. 또한 그동안 이룩한 연구 성과를 인정받아 지난 2015년 HYU학술상, 백남석학상을 연이어 수상했고, 2016년에는 한국바이오칩학회에서 최우수 연구자에게 시상하는 학술대상도 수상했다. 



나노플라즈모닉스 기술로 고감도 검출 


“가장 기본적인 검사인 혈액검사만으로도 기존에 진단하지 못한 질병들을 진단하려면 기존 측정방법과는 다른 새로운 진단방법을 개발해야 합니다.” 


레이저 빛을 물질에 주사하면 물질은 빛을 흡수하거나 방출한다. 이러한 빛을 분광장치로 검출하면 특정물질의 물리화학적 성질과 양을 측정할 수 있다. 혈액이나 소변에 들어있는 바이오마커(질병을 유발하는 단백질이나 유전자)를 측정해 특정 질환을 진단하는 면역분석이나 분자진단법은 대부분 물질에 의해 흡수되었다가 방출되는 빛의 양을 측정하는 방식이다. 그러나 주재범 교수는 빛과 물질의 충돌에 의해 나타나는 빛의 산란 현상을 이용한다. 거기에 기능성 나노입자를 활용, 빛의 세기를 크게 증폭시키는 나노플라즈모닉스 기술로 고감도 검출을 가능하게 했다. 즉, 주재범 교수는 빛의 산란을 이용한 라만분광법과 나노기술을 융합한 신개념 체외진단 기술로 기존 검출기술의 한계를 넘어서는 데 성공했다. 


“현재 대부분의 대학병원 진단검사의학과에서는 애보트(Abott), 코바스(Covas), 로슈(Roche), 지멘스(Siemens) 등 해외 바이오업체에서 제작한 고가의 자동화 형광·발광 진단장비와 시약을 사용하고 있습니다. 그러나 고감도 검출과 여러 개의 마커를 다중 진단하는 것은 어렵습니다. 기존 장비의 한계를 극복할 수 있는 고감도 분석기술이 필요한 실정입니다.” 주재범 교수가 연구하는 나노플라즈모닉스 진단 기술은 기존의 진단 기술의 문제를 해결할 수 있는 신개념 기술로 기대를 모으고 있다. 


사실 1990년대 중반, 주재범 교수가 미국에서 인기를 끌던 레이저 분광학을 공부하고 돌아왔을 때만 해도 국내 학계에서는 주목을 받지 못했다. 하지만 의외의 분야에서 주재범 교수의 연구에 관심을 보이기 시작했다. 고려대학교 의과대학 오칠환 교수가 피부암이나 피부질환 진단에 레이저 기술을 적용하고 싶다며 공동연구를 제안한 것. 주재범 교수 연구의 진가를 가장 먼저 알아본 것이다. 그 후 고려대구로병원, 국립과학수학연구소, 생명공학연구원, 국방과학연구소, 질병관리본부 등과 다양한 국가과제를 수행하며 레이저 광학을 이용한 생체시료 분석 기술을 구축하게 됐다. 


insert.jpg


주재범 교수는 연구자가 최대한 많은 시간을 투자해야 좋은 성과를 거둘 수 있다고 믿는다. 난치성 질환진단을 위해 오늘도 그의 연구실은 밤늦게까지 불을 밝힌다.



융합연구의 핵심은 존중과 소통 


현재도 의학계에서 러브콜이 끊이지 않는 주재범 교수는 많은 임상의들과 공동연구를 진행하고 있다. 최근에는 심근경색, 전립선암(고려대구로병원 윤수영 교수), 성조숙증(이원의료재단 윤영호 원장), 류마티스 질환(한양대 류마티스병원 배상철 원장) 등에 대한 임상시료 검증을 완료한 상태다. 또한 쯔쯔가무시, 발진열과 같은 감염성 질환(삼성의료원 정두련 교수)에 대한 임상시료 실험과 고위험성 병원체 박테리아(질병관리본부 이기은 과장)에 대한 현장진단 실험을 추진 중이다. 또한, 스위스 ETH (Andrew deMello 교수), 중국과학원 (Lingxin Chen 교수) 등과 국제공동으로 다양한 체외진단용 마이크로디바이스(Micro Device)도 개발 중에 있다. 


이렇게 주재범 교수의 연구는 공학과 의학의 모범적인 융합 사례라 할 수 있다. 그래서 의학자와의 협업이 무엇보다 중요하다. 하지만 처음에는 융합연구의 특성상 협업이 쉽지만은 않았다고 한다. “의학 용어도 어렵고 공학과 의학 분야에서 사용하는 용어가 서로 다르다 보니 의사소통에 어려움이 많았습니다. 하지만 그러한 어려움을 극복해야 의학계에서 필요로 하는 실용적인 기술을 개발할 수 있습니다.” 결국 엔지니어는 현장에 도움을 줄 수 있는 기술을 개발해야 하기 때문이다. 주재범 교수는 ‘나노메디슨연구회’를 조직해 의학자와의 소통채널을 구축하고, 연구소와 대학, 기업들로 구성된 산학연 그룹 연구회를 만들어 교류에 힘쓰고 있다. 


이제 서로 다른 분야의 연구자들이 모여 공동연구하는 융합과 통섭의 시대다. 특히 생명나노공학과라는 융합학과에 재직 중인 주재범 교수는 학생들에게도 늘 협업의 중요성을 강조하고 있다. “다른 연구자의 의견을 존중하고 배우려는 자세, 그리고 토의하는 습관을 길러야 합니다. 이러한 태도는 융합형 인재에게 꼭 필요한 자질입니다.” 



메르스, 지카 바이러스 등 신종질환 센서 시급 


연구에서 ‘구(究)’ 자는 한자로 궁구하다, 즉 ‘파고들어 끝까지 파헤치다’라는 뜻이다. 그러기 위해 연구자는 자신의 모든 시간과 열정을 쏟아부어야 할 것이다. “연구자는 최대한 많은 시간을 연구에 투자해야 합니다. 그래야 좋은 성과를 거둘 가능성도 커진다는 것을 경험을 통해 알게 됐습니다.” 


지난 2015년 메르스 발병 이후 신종 감염성 질환에 대한 사회적 관심이 높아져 현장에서 신속, 정확하게 검출할 수 있는 고감도 센서 개발이 시급해졌다. 그래서 지난해부터 보건복지부의 지원을 받아 삼성의료원과 같이 쯔쯔가무시 균과 발진열과 같은 감염성 질환을 현장에서 조기진단할 수 있는 신기술을 개발하는 중이다. 한편, 국내 대학병원 진단검사의학과는 100% 해외장비에 의존하고 있는 안타까운 실정이다. “본 연구실에서 개발한 신개념 혈액진단 장비가 임상 현장에서 상용화되는 것을 보고 싶습니다.” 이를 구현하기 위하여 나노스코프시스템즈, 바디텍메드 등의 기업체들과 공동으로 소형 나노플라즈모닉스 광학진단 장비도 개발하고 있다. 강의나 회의 등을 제외한 대부분의 시간을 연구에 몰두하고 있는 주재범 교수. 밤늦게까지 연구실의 불을 밝히는 이유다.


editor 박영임 + photo 손초원



본문 URL: http://hyerica.com/?p=2057

List of Articles
제목 저널명 게재일자

혈액 몇 방울로 난치성 질환을 진단한다? imagefile

저널명 HY ERICA 

게재일자 2017-09-08 

고위험병원체 빠르게 검출한다 file

저널명 아시아경제 

게재일자 2017-08-17 

암 조기 진단·치료 위한 나노물질 개발 file

저널명 연합뉴스 

게재일자 2017-04-13 

한양대 주재범 교수, 한국바이오칩학회 학술대상 수상 imagefile

저널명 NEWSIS 

게재일자 2016-11-09 

Bionano Technology Leading the Medical Industry imagefile

저널명 NEWS H 

게재일자 2016-10-19 

Top 10 Reviewers for Analyst & Integrative Biology imagefile

저널명 Analyst 

게재일자 2016-09-22 

Impacts of Hanyang's Research_Hypersensitive Biosensor Platform imagefile

저널명 INTERNET HANYANG NEWS 

게재일자 2016-07-29 

탄저균 바이오마커 검출용 바이오광센서, 「주간 건강과 질병」에 소개 imagefile

저널명 주간 건강과 질병 

게재일자 2016-06-09 

SERS 기반 Lateral flow 식중독균 센서, RSC 학술지 Nanoscale blog 소개 imagefile

저널명 Nanoscale 

게재일자 2016-01-25 

글로벌연구실 '전국1위' 선정 file

저널명 조선에듀 

게재일자 2015-08-19 

한양대-스위스연방공대 글로벌연구실 단계평가 전국1위 선정 imagefile

저널명 한양대학교 보도자료 

게재일자 2015-08-19 

백남 석학상 수상 imagefile

저널명 한양대학교 보도자료 

게재일자 2015-05-14 

"바이오융합 분야 선도적 연구 통해 세계적 학회로 발돋움" imagefile

저널명 화학세계 

게재일자 2015-03-02 

BT News 대형연구단 및 사업소개 imagefile

저널명 한국생물공학회 소식지 

게재일자 2014-09-30 

융합과학기술 제대로 키우려면 imagefile

저널명 서울경제 

게재일자 2014-04-02 

더욱 빠르고 정확하게 심근경색을 진단할 수 있는 기술을 개발한 주재범 교수 imagefile

저널명 한국연구재단 Webzine 

게재일자 2014-03-03 

창의적 인재 양성·융합 연구 통해 세계적인 선도 연구집단으로 성장 imagefile

저널명 화학세계 

게재일자 2014-03-03 

심장을 뛰게 하는 시간, 15분 imagefile

저널명 한양의 맥박 / 인터넷한양 뉴스 (온 캠퍼스) 

게재일자 2014-02-21 

SBS 모닝와이드, YTN 사이언스 '급성심근경색 진단기술' TV 보도 imagefile

저널명 SBS 모닝와이드, YTN 사이언스 

게재일자 2014-01-22 

심근경색 빠르고 정확하게 진단 file

저널명 한국경제 

게재일자 2014-01-27 


XE Login