“퀀타매트릭스에서 패널 20개를 생산할 때마다 패혈증 환자 1명을 살릴 수 있습니다. 기존 미생물 진단제품과 결이 다른 혁신 제품으로 선진국 시장을 공략하겠습니다.”
권성훈 퀀타매트릭스 대표(사진)가 패혈증 치료에서 신속한 항균제 감수성 검사의 필요성을 설명하며 이같이 말했다. 퀀타매트릭스는 서울대 공대 전기공학부 교수인 권 대표가 2010년 세운 미생물 진단기술 개발 업체다. 미생물 진단시장의 본고장인 유럽 8개국에 미생물 진단제품을 납품하며 그 성과를 인정받고 있다. 오는 9월 코스닥 상장이 목표다.
한국 디스플레이 성과 보며 창업
패혈증은 혈액에서 자란 균이 온몸으로 퍼지면서 전신에 염증을 일으키는 질환이다. 제때 대응하지 못하면 균의 감염을 막기 위해 체내에서 과도한 면역반응이 일어나 쇼크로 사망에 이르게 된다. 감염 후 30일 이내 사망률이 30%에 이른다. 미국 워싱턴대 연구에 따르면 해마다 전 세계에서 약 4900만 명이 패혈증에 걸리고 이 중 1100만 명이 패혈증으로 사망한다. 혈액에서 균 등 미생물이 번식하면 1주일 내에 사망에 이를 수 있어 신속하게 항생제를 투입하는 게 패혈증 치료의 핵심이다.하지만 슈퍼박테리아 등 항생제 내성균이 잇따라 등장하면서 기존에 쓰이던 항생제가 듣지 않는 일이 일어나고 있다. 세균 감염에 많이 쓰이던 항생제인 반코마이신은 내성률이 60%까지 올라갔다. 경제협력개발기구(OECD)는 항생제 내성균에 의한 사망자가 2050년에는 암 질환으로 인한 사망자보다 더 많아질 것으로 예측하고 있다. 감염된 균에 들어맞는 항생제를 빠르게 찾아내는 작업이 패혈증 사망자를 줄이는 핵심이 된 것이다.
퀀타매트릭스는 패혈증 확진 후 항균제 감수성 검사에 걸리는 시간을 기존 대비 10분의 1 수준으로 줄였다. 항균제 감수성 검사는 세균이 항균제에 의해 얼마나 잘 파괴되는지를 알아보는 검사다. 특정 균이 민감하게 반응하는 항균제를 찾는 게 이 검사의 골자다.
권 대표는 미국 유학 중이던 2000년 한국 디스플레이 제품들이 미국에서 혁신 제품으로 인정 받는 쾌거를 보면서 다른 분야에서도 한국 공학기술을 접목한 혁신 제품을 내놓겠다는 생각을 품었다. 한국에 돌아온 권 대표는 서울대 연구실에서 반도체 공정 기술에서 쓰이던 미세유체 제어기술을 이용해 항균제 감수성 검사 시간을 줄이는 기술을 논문으로 발표했다. 당시만 해도 이 기술은 60시간 걸리던 검사 시간을 10시간 줄여 50시간 정도로 만드는 수준에 불과했다.
검사 60시간에서 6시간으로 단축
통상 항균제 감수성 검사는 세 가지 배양 단계를 거친다. 먼저 채취한 혈액에 균이 있는지 확인하고 균수를 늘리는 혈액배양을 한다. 그 다음 혈액에서 배양된 균만 별도 분리해 배양하는 정제배양 단계를 거친다. 마지막으로 배양된 균을 항균제가 섞인 액체 배지에 넣고 배양하는 항균제 감수성 검사 단계를 거친다. 각 배양 단계는 20시간가량 걸린다. 패혈증 환자가 자신에게 맞는 항생제를 처방 받기 위해선 최소 3일이 걸리는 셈이다.퀀타매트릭스가 개발한 항균제 감수성 검사 제품인 ‘dRAST’는 정제배양 절차를 없앴다. 혈액에서 배양한 균으로 바로 항균제 감수성 검사를 실시해 총 검사시간을 6~7시간으로 줄였다. dRAST는 항균제별 균의 번식 정도를 시간에 따라 촬영해 어떤 항균제에 균이 더 잘 반응하는지를 단시간에 확인한다. 권 대표는 반도체 공정에 쓰이는 미세유체 기술을 활용해 머리카락 두께보다 얇은 유리입자에 균을 물리적으로 고정시켜 배양하는 기술인 ‘미세유체 아가로즈 채널’ 기술을 개발했다. 권 대표는 “미세 유리입자별로 다양한 단백질, 항체, DNA를 붙여 놓으면 단 한 번의 혈액 검사로도 균이 어떤 항생제에 반응하는지를 확인할 수 있다”고 강조했다. 이 검사 절차는 자동화돼 검사자의 숙련도에 따라 결과가 달라질 우려도 없다.
“바로 검사하는 제품 내놓겠다”
퀀타매트릭스는 이미 유럽에서 수출 성과를 보여주고 있다. 권 대표는 “프랑스, 영국 등 유럽 8개국에 있는 대형병원에서 이미 dRAST 설치를 끝냈다”며 “플레밍, 파스퇴르 등 미생물과 관련해 저명한 학자들이 나왔던 유럽에서 긍정적인 반응을 이끌어낸 건 고무적인 일이다”고 말했다.권 대표는 후속 제품 개발에도 나섰다. 미세유체 아가로즈 채널 기술을 활용해 결핵균에 대한 항결핵제 감수성 검사를 하는 장비인 ‘QDST’는 개발이 끝났다. 정제배양 단계에 이어 혈액배양 절차도 생략할 수 있는 제품도 연구 중이다. 권 대표는 “환자에게서 혈액을 채취한 직후에 균의 종류를 곧바로 파악하면 2시간 이내로 검사 시간을 줄일 수 있다”고 강조했다.
이주현 기자 deep@hankyung.com
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