초록 ▼

연구 목표(목적)
우리나라에서는 결핵으로 인해 매일 7.4명이 사망하며 이는 OECD 가입국 중 1위를 차지하고 있다. 또한,결핵 감염은 국내 전염병 발생 건수의 60%를 차지하고 있어 국민생명을 위협하는 질환이다. 일반적으로 1차 결핵의 경우 6개월간의 치료를 통해 잘 치유되므로, 활동성 결핵환자의 조기 발견과 항결핵제 내성검사의 신속화가 효과적이며 중요하다. 그러나, 결핵은 고체배지 배양시 4-8주의 시간이 필요하고, 액체배지를 이용할 경우 고체 배지에 비해 빠른 2-4주 이내에 배양 되지만, 고가의 장비와 기구를 사용하여

연구 목표(목적)
우리나라에서는 결핵으로 인해 매일 7.4명이 사망하며 이는 OECD 가입국 중 1위를 차지하고 있다. 또한,결핵 감염은 국내 전염병 발생 건수의 60%를 차지하고 있어 국민생명을 위협하는 질환이다. 일반적으로 1차 결핵의 경우 6개월간의 치료를 통해 잘 치유되므로, 활동성 결핵환자의 조기 발견과 항결핵제 내성검사의 신속화가 효과적이며 중요하다. 그러나, 결핵은 고체배지 배양시 4-8주의 시간이 필요하고, 액체배지를 이용할 경우 고체 배지에 비해 빠른 2-4주 이내에 배양 되지만, 고가의 장비와 기구를 사용하여야 하는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 고체배지와 액체배지의 장점을 모두 구현할 수 있는 Hydrogel을 scaffold 형태의 결핵 배양 배지의 개발과 이의 실용화를 이루고자 하였다.
연구 성과(결과)
본 연구를 통해 Fmoc-Phe-Phe-OH의 self assemble하는 성질을 이용하여, 기존의 액체배지를 상온에서 결핵균의 성장에 저해를 주지 않고 Gel화 하는 것에 성공하였다. Gel 내부에 세포를 넣어서 성장 시키려는 다른 여러 시도가 있지만, 모두 방법이 어렵고 처리과정이 복잡하고, 여러 In situ immobilized cell을 위한 scaffolds를 만들려는 노력들이 있었으나 세포의 배양에는 적합하지 못하였다(phase emulsion, air bubbling, 또는 templates의 사용 등). 가장 큰 이유는 온도 변화의 폭이 크거나, 사용하는 용매나 용질이 세포의 성장에 치명적인 영향을 주기 때문이었다. 또한, Fmoc-Phe-Phe-OH를 이용한다고 하더라도, Hydrogel의 농도에 따라서, 생성되는 scaffold의 치밀도가 달라지며, 세포에 전달되는 영양분과 산소의 량이 달라지기 때문에 배양조건을 찾기 위해서는 여러번의 반복 실험이 필요하였다. 따라서, 본 연구의 1차연도에서는 수 많은 반복 실험을 통해 결핵균의 배양에 최적인 조건을 찾아내어 안정적인 Gel을 생성해내었다. 이에 연이은 연구를 통하여 Gel 속에서 배양된 결핵을 보다 안정적이고 손 쉬운 방법으로 검출하기 위한 방법에 대하여 연구를 진행하였고, Gel 속에 배양된 결핵을 염색, PCR, Antigen 검출 등의 기존 방법을 통하여 확인할 수 있도록 최적화 하였으며, 이를 위한 Gel의 Reversing 방법에 관한 연구를 진행하였다. 마지막 3차 연도 기간을 통하여, 개발된 Gel의 최적화와 실제 임상 검체를 이용한 검사 성능의 확인을 진행하였다. 우선은 표준 M ycobacterium bovis BCG 균주를 이용하여 0.5 McFarland standard로 희석한 액을 다시 최대 1:10,000까지 희석하여 Gel에 배양하였고, 1:10,000까지의 모든 희석 농도에서 4일 이내에 배양이 되는 것을 확인하였다. 이는 액체 배지의 배양 성능과 유사한 정도의 속도이며, 1:10,000과 같이 고 희석 배수에서는 액체 배지에서 보다 더 빠른 성장을 보였다. 이후 전향적으로 임상에서 처리한 객담검체 200개를 Gel 배양과 기존의 고체 및 액체 배양과 함께 비교하는 실험을 진행하였으며, 위 음성 결과는 전혀 보이지 않고, 오직 1.9%의 위양성 결과를 보여, 매우 우수한 성능을 보였다.
응용분야 및 활용범위
액체배지보다 경제적이고, 고체배지보다 신속한 결핵균의 배양을 통해 활동성 결핵환자의 조기진단이 보다 신속하고 활용도가 높아짐으로써 국민건강증진에 이바지할 것이다. 또한, 배양과 동시에 항결핵제 감수성 검사가 함께 이루어 질 수 있으므로, 신속하게 약제내성 결핵균의 전파를 억제할 수 있을 것으로 생각된다. 결핵균을 Gel 내에서 안전하게 배양함으로써 고체배지나 액체배지를 이용한 검사보다 안전한 검사가 되어, 보다 많은 검사실에서 결핵배양 검사와 항결핵제 감수성 검사를 실시할 수 있게 될 것이다. 이는 궁극적으로 국가적 차원에서의 의료비 절감과 결핵 관리 성공으로 이어질 수 있을 것이다. 그리고, 학문적으로도 Gel을 통한 균배양에 대한 많은 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 생각된다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내·외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 8
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 8
• Ⅲ. 연구성과 ... 9