바이오인

I. 서론

 인류는 오랜 역사 속에서 다양한 감염병에 맞서 싸워왔다. 치명적인 질병들을 퇴치하기 위해 과학 기술을 발전시켜 항생제와 백신을 개발했지만, 생활 영역을 넓혀 나가면서 예상치 못한 새로운 감염병들이 끊임없이 등장하며 인류에게 위협을 가하고 있다. 특히 교통망의 확대로 인해 감염병이 짧은 시간 안에 멀리 퍼질 수 있게 되었다. 마치 전 세계가 하나의 커다란 마을이 된 것처럼, 한 곳에서 발생한 질병이 순식간에 전 세계로 퍼질 수 있는 위험이 커졌다. 이러한 감염병 중에서도 호흡기 질환 감염병은 전 세계적으로 엄청난 피해를 주는 주요 사망 원인 중 하나였다. 20세기 초 스페인 독감을 시작으로, 1957년 아시아 독감, 10년 뒤에는 홍콩 독감이 많은 사망자를 발생시키며 전 세계를 위협하였다. SARS, 신종플루, MERS, 코로나19 등 최근 2000년 이후 나타난 신종 호흡기 질환 감염병들은 그 발생 주기가 점점 짧아지고 더 빠르게 확산되어 치명적인 결과를 초래하여, 2020년 초 발발한 코로나19 팬데믹으로 인해 2024년 3월 말 현재까지도 7억 명 이상의 감염자와 7백만 명 이상의 사망자가 생기고 있으며, 수조 달러의 경제적 손실이 발생하였다. 

 코로나19 팬데믹 시기에는 심각한 집단감염을 막기 위해 전 세계 국가들은 지역봉쇄, 활동 제한, 이동 제한 등 강력한 사회적 거리 두기 정책을 시행하였다. 이러한 정책들은 확실히 팬데믹 확산을 억제하는 데 효과적이었지만, 동시에 국민의 일상생활과 기업의 경제활동에 큰 타격을 입혔다. 

 이러한 위협에 맞서 긴급한 진단 기술을 비롯하여 백신 및 치료제 개발, 예방 조치 강화 등 다양한 노력이 이루어져 현재는 코로나19 팬데믹을 극복한 상태가 되었다. 

 특히 진단 기술의 발전은 감염병과의 싸움에서 가장 중요한 역할 중 하나를 담당했다. 신속하고 정확한 진단은 조기 치료 및 격리를 가능하게 하고, 감염 확산을 막으며, 공중 보건 관리를 위한 중요한 정보를 제공하였다. 

 이처럼 감염병 진단 기술은 인간의 건강과 안전을 지키는 데 중요한 역할을 하였다. 앞으로도 새로운 바이러스의 등장과 변종 바이러스의 출현 가능성에 대비하여 지속적인 연구개발과 혁신이 필요하다. 더욱 정밀하고 빠르며 저렴한 진단 기술 개발을 통해 미래의 바이러스 위협에 적극적으로 대응할 수 있도록 해야 할 것이다. 본고에서는 지금까지 개발되어 사용되고 있는 감염병 진단 기술의 동향을 살펴보고, 미래 진단 기술 발전 방향에 대해 논의해 보고자 한다.

II. 감염병 진단 기술 개요

 감염병 진단 기술은 특정 병원체의 흔적을 찾아내는 데 활용된다. 이 기술은 병원체의 유전자나 단백질을 직접 검출하거나, 감염된 사람이나 동물의 체내에서 생성된 항체를 찾아 감염 여부를 확인하거나 감염된 병원체를 특정하는 기술이다. 

 감염병 진단 기술은 여러 측면으로 세분될 수 있다. 그중에는 병원체 자원의 확보와 분석 기술, 분자 진단 및 면역 진단과 같은 진단 기술의 고도화, 진단을 위한 플랫폼 기술, 그리고 개발된 진단 기술의 성능을 평가하는 기술 등이 있다. 

 병원체 자원 확보는 환자, 보균자, 감염 동물, 매개 동물, 병원체를 포함한 체액과 배설물 등에서 병원체 자원을 확보하여 새로운 질병의 원인을 파악하는 데 필수적인 단계이다. 

 병원체 자원 분석 기술은 확보된 원인 불명 병원체의 정체를 밝혀내는 기술로 현미경을 통한 형태학적 분석은 물론, 차세대 염기서열 분석법을 활용하여 병원체의 유전 정보를 획득하여 분류하고 변이를 추적한다. 이는 새로운 질병의 특징을 파악하고 치료 및 예방 전략을 개발하는 데 중요한 역할을 한다.

 진단 고도화 기술은 병원체 감염 여부를 확인하는 데 사용되는 다양한 기술을 아우르는 광범위한 분야이다. 이는 질병의 조기 진단, 정확한 판별, 효과적인 치료 개발에 필수적인 역할을 한다. 크게 분자 진단 기술, 면역 진단 기술, 영상진단 기술 등으로 나눌 수 있다. 

 진단 플랫폼 기술은 나노 기술을 활용한 바이오센서, 미세 유체 기술, DNA 칩이나 단백질 칩 등 여러 기술을 복합적으로 사용하여 진단기기의 고집적화와 프로세스 자동화를 구축하고, 인공지능 등을 활용한 분석 및 데이터 처리 기술로 진단 기술의 고도화를 위한 핵심 기술이다. 

 마지막으로, 진단 성능 평가 기술은 개발한 진단 기술의 검출한계, 민감도, 특이도, 비표적 물질의 간섭, 측정 재현성 등을 평가하고, 임상적 성능을 확인하고, 진단 방법 표준화 및 매뉴얼 제작 등이 이에 해당한다.