예루살렘, 15 October, 2026 (TPS-IL) — 이스라엘 연구진이 류마티스성 심장 질환과 관련된 혈액 표지자를 더 간단하고 잠재적으로 저렴하게 탐지할 수 있는 폴리머 기반 기술을 개발했다. 이 접근법은 항체 기반 시약 및 냉장 보관에 대한 의존도를 줄여, 자원이 부족한 환경에서의 실험실 검사에 대한 일부 장벽을 해결할 수 있도록 설계되었다.

네게브 베르셰바에 위치한 벤구리온 대학교의 아옐렛 다비드 교수가 개발한 이 기술은 특정 물질에 결합할 때 측정 가능한 형광 신호를 생성하는 합성 폴리머를 사용한다. 연구 결과는 동료 검토 저널인 ACS Biosensors에 게재되었다.

류마티스성 심장 질환은 치료되지 않은 세균성 인후 감염이 심장 판막을 손상시키는 비정상적인 면역 반응을 유발할 때 발생한다. 세계보건기구(WHO)는 2021년 이 질환이 전 세계적으로 약 5,500만 명에게 영향을 미쳤고 약 360,000명의 사망자를 발생시켰으며, 그 부담은 주로 저소득 및 중소득 국가에 집중되었다고 추정한다.

환자가 증상이 거의 없거나 전혀 없을 수 있기 때문에 조기 진단이 어려울 수 있다. 진단에는 일반적으로 의학적 평가와 심장 초음파 검사인 심장 초음파 검사가 포함되며, 이는 외딴 지역이나 서비스가 부족한 지역 사회에서는 접근하기 어려울 수 있다. 시기적절한 진단과 치료 없이는 이 질환은 영구적인 심장 판막 손상, 심부전, 평생 장애 및 조기 사망을 초래할 수 있다.

혈액 검사는 추가 평가가 필요한 환자를 식별하는 데 도움이 될 수 있지만, 일부 기존 검사는 온도 변화에 민감하고 냉장 운송 및 보관이 필요한 항체에 의존한다.

보건 과학 대학 생의학 연구 학부 벤구리온 대학교 연구원이자 강사인 다비드 교수는 질병을 나타낼 수 있는 신체의 측정 가능한 물질인 바이오마커를 탐지하는 시스템을 설계했다. 이 폴리머는 특정 바이오마커에 결합하도록 설계된 짧은 아미노산 사슬과 형광 염료 분자를 결합한다. 표적에 결합하면 형광 신호를 활성화할 수 있다.

실험실 분석에서 연구진은 니켈 코팅된 플레이트에 프로브를 포집하고 형광 판독기를 사용하여 신호를 측정하고 존재하는 바이오마커의 양을 추정했다.

폴리머 프로브 테스트

연구진은 완충 용액과 표지된 바이오마커로 농축된 태아 소 혈청에서 프로브를 테스트했다. 프로브는 완충액에서 E-셀렉틴과 VCAM-1을 탐지했지만, 혈청에서의 성능은 달랐다. E-셀렉틴 프로브는 농축된 혈청 샘플에서 측정 가능한 농도 의존적 신호를 생성했지만, VCAM-1 탐지는 다른 혈청 단백질이 결합을 방해했기 때문에 손상되었다.

E-셀렉틴과 VCAM-1은 염증과 관련된 분자로, 그 수치가 류마티스성 심장 질환과 관련이 있다. 그러나 둘 다 이 질환에 대한 확립된 독립적인 진단 표지자는 아니며, 실험은 이 기술이 환자의 질병을 진단할 수 있음을 입증하지 못했다. 이러한 바이오마커가 개별적으로 또는 조합하여 류마티스성 심장 질환을 다른 심장 판막 질환 및 염증성 질환과 구별하는 데 도움이 될 수 있는지 여부를 결정하기 위해서는 추가 연구가 필요하다.

후속 연구에서 신뢰성이 확립된다면, 이 기술은 궁극적으로 자원이 제한된 실험실에서 바이오마커 스크리닝을 지원할 수 있다. 모듈식 설계를 통해 연구진은 표적 결합 구성 요소를 교체하여 다른 물질을 탐지할 수 있으며, 잠재적으로 플랫폼을 추가 질병으로 확장할 수 있다.

연구진은 이 플랫폼을 항체 기반 시약에 대한 잠재적으로 더 안정적이고 저렴한 대안으로 설계했다. 그러나 저장 요구 사항, 실제 비용 및 장비가 제한된 실험실에 대한 적합성을 확립하기 위해서는 추가 테스트가 필요할 것이다. 현재의 연구 결과는 완전한 진단 검사가 현장 조건에서 냉장 또는 특수 장비 없이 작동할 수 있음을 입증하지 못했다.

다비드 교수는 이 플랫폼이 자원이 부족한 환경에서 혈액 바이오마커 검사에 대한 실용적인 접근 방식을 제공할 수 있다고 말했다. 그녀는 이 폴리머가 제조가 비교적 간단하고, 열악한 현장 조건에서도 안정적으로 유지될 수 있으며, 혈액 내 추가 바이오마커를 탐지하도록 조정될 수 있다고 언급했다.

이 기술의 성능을 인간 혈액 샘플에서 확립하고, 류마티스성 심장 질환 환자와 다른 질환 환자를 신뢰성 있게 구별할 수 있는지 여부를 결정하며, 기존 방법과 비용 및 성능을 비교하기 위해서는 추가 연구가 필요할 것이다. 이 기술의 잠재적 이점은 진단 정확도나 환자 결과의 입증된 개선이 아니라 바이오마커 검사에 대한 접근성 향상에 있다.

이 연구는 이스라엘, 미국, 브라질, 탄자니아, 우간다, 인도, 네팔, 캐나다의 연구원들이 참여하는 국제 협력체인 PRIMA 컨소시엄을 통해 Leducq Foundation의 지원을 받았다.