오미크론 변이 바이러스의 확산으로 5일 기준 확진자 수가 25만 명을 넘어섰고 일일 검사 건수가 100만 명을 돌파했다. 지난 3일부터 고위험군 등 우선 대상자에게만 바로 PCR 검사를 시행하고, 그 외에는 신속 항원검사 및 자가진단키트를 실시하는 방식으로 코로나19의 검사 체계가 변화했다. 우리 삶에 한층 더 다가온 코로나19 진단 검사에 관해 이양순 의과대학 진단검사의학과 교수와 이야기를 나눠봤다.

증폭을 통해 바이러스를 검출하는 '중합효소 연쇄반응 PCR'

코로나바이러스 검출에는 여러 방법이 사용된다. 가장 대표적인 검사법은 중합효소 연쇄반응 PCR(Polymerase Chain Reaction) 검사이다. PCR 검사는 코로나바이러스의 특정 유전자 부위를 증폭한 후 전기영동을 사용해 바이러스를 검출하는 방법이다. PCR은 DNA의 양이 아주 적어도 원하는 특정 부분을 수십만 배 이상 증폭할 수 있다. 육안으로 확인할 수 없는 바이러스성 병원체와 유전자를 확인할 때 PCR 검사 방식을 사용한다.

PCR 검사에는 실시간으로 검사 결과를 확인할 수 있는 ‘실시간(Real-time) PCR’과 RNA 성 바이러스의 검출에 사용하는 ‘역전사(Reverse Transcriptase) PCR’이 있다. 실시간 PCR은 형광 물질을 붙여 증폭과 검출을 하나의 단계로 결합해 PCR 검사 시간을 6시간 이내로 줄여준다. 형광 물질의 발현 정도에 따라 감염 여부를 판단할 수 있고, 현재 코로나 19 검사에 가장 많이 활용되는 방법이다. 역전사 PCR은 이중 가닥인 DNA에 비해 불안정하고 증폭이 어려운 단일 가닥 RNA 성 바이러스의 검출에 사용하는 방식이다. RNA를 DNA로 역 전환해 생성된 역전사 DNA인 cDNA를 검출해 PCR 검사를 진행한다. 

PCR은 가장 기본적인 검사 방법이며, 코로나바이러스의 검출뿐 아니라 여러 분야에 활용된다. 유전자를 검사하는 ‘휴먼 제네틱스(Human Genetics)’는 PCR로 염기 서열을 분석해 암 유발 유전자를 검출한다. 미생물학과 생태학 분야에서는 각 생물이 가진 특정 유전자를 확인해 생물 다양성 조사, 종의 특징 등을 연구한다. 국립과학수사연구원은 범죄 현장에서 소량의 DNA 시료를 획득한 후 PCR 검사를 활용해 용의자를 좁히고 범인을 추적한다. 고고학 분야서는 유적지에서 채집된 다양한 시료에서 DNA를 추출해 고대 인류의 계통, 생활사 등을 복원 연구하고 있다. 

항원항체반응을 활용한 '신속항원검사'

코로나19 확진자 수가 급증하며 동네 병·의원, 선별진료소 등에서 시약으로 확인할 수 있는 신속항원검사가 확대되고 있다. ‘신속항원검사’는 코로나바이러스의 항원을 검출할 수 있는 항체가 붙여진 진단 키트를 통해 검사하는 방식이다. 비인두에서 채취한 검체를 묻힌 후 범퍼액을 떨어뜨리면 된다. 검체에 코로나바이러스의 항원이 있다면 키트의 C-T 라인에 붙여진 항체와 만나서 결합하게 된다. 키트는 발색효과가 나는 기질 물질을 붙여 검사 결과를 육안으로 확인할 수 있도록 설계됐다.

코로나바이러스가 신체에 들어오면 항원에 의해 항체가 생성된다. ‘항체검사’는 체내 항체 생성 여부를 확인하고자 채혈을 통해 바이러스에 대한 신체 반응을 검사한다. 항체 검사에서는 현재 확진된 사람과 완치 판정을 받은 사람 모두 양성 반응이 나올 수 있다. 이 교수는 “항체 검사의 결과가 양성인 경우에는 병원에서 환자의 상태를 진단, 점검한 후 정확한 판단과 해석을 내리는 것이 중요하다”고 말했다.

감염증 진단의 기준이 되는 심사법은 골드 스탠더드로, 코로나바이러스의 골드 스탠더드는 PCR 검사다. PCR 검사를 제외한 코로나 진단 검사들은 PCR 검사와 비교해 검사의 정확도와 검출력을 판단할 수 있다. 항원 검사는 PCR 검사보다 바이러스 검출량이 최소 100~1000배 이상이어야 검출할 수 있다. 이러한 이유로 무증상 확진자는 항원 검사 시 양성 반응이 나오지 않을 수도 있다. 이 교수는 “증상이 뚜렷할수록 항원 검사의 정확도가 올라간다”며 “무증상인 경우는 항원 검사를 권장하지 않는다”고 답했다.

진단 검사의 최신 연구 동향은?

코로나19 사태를 신속하게 마무리하고 앞으로 다가올 미래의 신종 바이러스에 대응하기 위해서는 향상된 진단 검사의 연구가 필요하다. 다양하게 진화하는 세균, 바이러스 등의 병원체에 효과적으로 대처하기 위해서는 전유전체 연관 연구, 염기서열 분석 등 분자유전학 연구의 수반이 필수적이다. 이 교수는 “코로나19와 앞으로의 바이러스 사태를 위해서는 분자·유전학계와 함께 장내 세균인 마이크로 옴 연구, 자가진단 키트의 활성화 및 디지털 분야와의 협업 발전 등이 필요하다”고 답했다.