일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2022.3.22

신체 부담을 줄인, 미량 검체 검사
모발이나 피부로 간단하게 건강 체크
부담 적은 '변종' 검사가 속속 등장

코로나19 감염이 확대되고 반년 정도 지난 2020년 6월, 일본 후생노동성은 코로나 감염을 조사하는 PCR 검사의 검체에 비인두 세정액뿐만 아니라 타액을 사용할 수 있도록 한다는 통지를 내렸다. 타액을 사용하는 장점은 코 안쪽까지 면봉을 넣음으로써 발생하는 통증이나 불쾌감 등의 침습이 없다는 것이다. 재채기나 기침에 의한 비말 감염의 위험을 낮출 뿐만 아니라 전용기기가 필요 없기 때문에 직접 채취한 타액을 검사시설에 우송하는 서비스 등도 확산되어 부담 없이 검사를 받을 수 있게 되었다.

코로나 PCR 검사 예에서 보듯이, 신체적 부담이 적은 저침습 검사가 가져오는 이점은 크다. 저침습 검사는 타액처럼 채취가 쉬운 검체를 사용하거나 혈액처럼 주사가 필요한 경우라도 검체량을 줄이는 방법으로 실현할 수 있다. 검체의 종류를 늘리고 동시에 필요량을 줄이는 열쇠는 테크놀로지의 진화다. 감염증에 국한하지 않고 모든 질환의 검사에서, 저침습 검사를 실현하기 위한 기술 개발이 진행되고 있다.

-- 모발은 건강의 '기억 매체' --
침습성이 낮아 채취하기 쉬운 검체로 주목 받고 있는 것이 모발과 얼굴의 피지다. 이 중 모발은 여러 기업이 개발 경쟁을 벌이고 있다. 17년 이화학연구소(RIKEN) 등이 설립한 ‘모발 진단 컨소시엄’도 그 중 하나다. 모발에 축적되는 건강과 질환 지표를 이용한 새로운 비침습 진단 시스템을 확립하기 위해 모발의 빅데이터 구축을 목표로 공동 프로젝트를 진행해 왔다.

일정한 데이터 수집을 끝내고 20년에 컨소시엄 자체는 해산했지만, 이곳의 연구를 바탕으로 모발의 형태를 측정하는 전용 현미경이나, 모발의 성분 조성을 고도로 분석할 수 있는 기술 등이 태어났다.

왜 모발일까? 컨소시엄에 간사 기업으로서 참여했던 아데랑스(Aderans)는 모발을 ‘건강 상태의 기억 매체’라고 표현한다. 모발은 하루에 약 0.4mm 정도씩 자란다고 한다. 한 번 만들어지면 많은 성분은 섬유 내에 고정된다.

뿌리로부터의 거리에 따라서 언제 축적되었는지 계산할 수 있기 때문에 “연속적으로 과거의 데이터를 추종할 수 있는 것과, 식사와 같은 직전의 행동으로 수치가 변동하지 않는 것이 특징이다”(아데랑스 연구개발부 오오타(太田) 매니저).

모발 성분의 대부분은 케라틴이라는 단백질이며, 그 외의 물질은 많이 함유되지 않은 것으로 알려졌었다. 그러나 질량 분석 등의 기술 개발로 인해 미량의 성분도 검출이 가능해지면서 여러 가지 단백질이나 당, 미네랄, 호르몬 등 ‘혈액에 뒤지지 않는 성분’이 포함되어 있다는 것을 알게 되었다고 한다.

구체적인 대상 질환 등은 공개하지 않았지만, 아데랑스는 건강진단 등에 포함시킬 수 있는 모발 진단을 목표로 연구를 진행하고 있다고 한다. 독자적인 질량 분석 기술을 보유하고 있으며, 몇 가닥의 모발로 분석이 가능하다.

“현재 헤어 살롱 등에서 제공하는 미용 서비스에서 헬스케어로 단계적으로 이동시키면 젊은 층의 건강 의식 향상으로 이어질 것으로 생각한다. 특별히 의식하지 않아도 ‘어느 날 보니 건강해졌다’라고 느끼는 시스템을 목표하고 있다”(오오타 매니저는).

벌써 실용화된 서비스로는, 오사카대학발 스타트업 기업인 Miruion(오사카부)이 개발한 질량 분석 이미징을 이용해 모발을 분석하는 기술 등을 들 수 있다. 개인용 당뇨병 검사 서비스 외에 기업 용으로는 스트레스 분석도 전개하고 있다. 취급이나 보관이 용이하다는 이점도 있는 모발의 활용은 앞으로 더욱 더 활발해질 것 같다.

-- 기름종이 필름으로 파킨슨병 판별 --
얼굴의 피지라는 독특한 검체에 주목한 것은 가오와 Preferred Networks다. 21년 9월, 양사와 준텐도대학은 피지에 포함된 RNA에 파킨슨병 병태와 관련된 특유의 정보가 있음을 발견했다고 발표했다. 또한 이 피지 RNA 정보를 이용한 기계학습 모델을 통해 파킨슨병을 판별할 수 있다는 것을 알게 되었다고 한다. 연구 내용은 영국 과학잡지 ‘Scientific Reports’에 공개되었다.

분석에 사용하는 검체인 피지는 1장의 기름종이 필름으로 얼굴 전체를 닦아주면 누구나 쉽게 채취할 수 있다. RNA는 원래 불안정한 물질인 데다 피부에는 RNA 분해 효소가 풍부해 각질층이나 땀에서 분석에 사용하는 RNA를 회수하기 어렵다고 여겨졌었다.

가오는 화장품 개발에서 피지 관련 연구를 진행하면서 피지에 RNA가 포함될 가능성에 주목했다. 피지가 효소의 기능을 저해한다는 사실을 밝혀내며, RNA가 피지 중에 안정적으로 존재할 수 있는 것을 알았다.

파킨슨병 연구에서는 정상인과 환자 각각에게서 채취한 피지 RNA를 차세대 시퀀서를 이용해 판별했다. 얻어진 RNA의 발현 패턴을 조사하는 과정에서, 파킨슨병 환자에서는 파킨슨병과 밀접한 관계가 있는 세포 내 소기관인 미토콘드리아와 관련된 복수의 RNA가 증가하는 것을 알 수 있었다. 이러한 포함되는 정보의 차이를 기계학습을 통해 피지 RNA와 연령∙성별이라는 정보에서 파킨슨병을 판별할 수 있다는 것을 보여주었다.

가오 등은 “간편한 검사 방법을 제공할 수 있게 되면, 조기 진단이나 선제 의료 개발에 도움이 될 것으로 기대된다”라며 새로운 검사 방법의 확립을 목표하고 있다. 앞으로는 정확도 향상을 위해 일상생활에서의 외적 요인에 따른 피지 RNA의 변화 검토 등을 추진할 방침이다.

-- 검사 허들을 낮출 수 있을까? --
고베대학이 개발한 눈물에서 유방암을 조기 발견하는 기술, 불임 치료 스타트업 기업인 Varinos(도쿄)가 개발한 질 점액에서 불임 리스크와 관련된 자궁 내의 세균 조성을 해석하는 기술 등 새로운, 그리고 미량의 검체를 사용한 검사는 잇달아 등장하고 있다. 각각의 기술이나 대상 질환에 차이는 있지만 이러한 검사의 개발 동기나 지향하는 모습에는 어떤 공통점이 있다. 그것은 “조금이라도 검사 문턱을 낮춰 많은 사람이 검사를 받았으면 좋겠다”라는 생각이다.

질환 중에는 조기에 발견하면 대책을 세울 수 있는 것도 많고, 특히 암의 경우는 정기적인 검진의 필요성이 제기되고 있다. 하지만 의료기관 방문의 번거로움이나 검사의 신체적/정신적 부담 등으로 인해 생각처럼 진찰률이 늘지 않고 있다.

검체의 미량화/다양화는 검사 수진자에 대한 침습을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 자택에서의 검체 채취와 서비스 증가에 따른 저가화로도 이어질 가능성이 있다. 누구나가 부담 없이 자신의 건강을 체크할 수 있는 사회를 목표하며 기업과 학계의 도전은 계속된다.

 -- 끝 --

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