KAIST "혈액으로 알츠하이머병 진단"

진단 센서 개발... 민감도 90%, 정확도 88.6% 달해

KAIST(총장 신성철)는 신소재공학과 박찬범 교수와 스티브 박 교수 공동 연구팀이 혈액으로 알츠하이머병을 진단할 수 있는 센서를 개발하는 데 성공했다고 15일 밝혔다.

연구팀이 개발한 진단 센서를 활용, 혈액에 존재하는 베타-아밀로이드 및 타우 단백질 등 알츠하이머병과 관련한 4종의 바이오마커 농도를 측정 및 비교하면 민감도 90%, 정확도 88.6%로 중증 알츠하이머 환자를 구별해 낼 수 있다고 KAIST는 설명했다.

김가영 박사과정과 김민지 석사과정이 공동 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스(Nature communications)'1월 8일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명: Clinically accurate diagnosis of Alzheimer’s disease via multiplexed sensing of core biomarkers in human plasma)

알츠하이머병은 치매의 약 70%를 차지하는 대표적 치매 질환이다. 현재 65세 이상 세계 인구 중 10% 이상이 이 질병으로 고통을 받고 있다. 하지만 현재의 진단 방법은 값비싼 양전자 단층촬영(PET) 또는 자기공명영상진단(MRI) 장비를 사용해야만 한다. 보다 많은 환자를 진단하기 위해서는 저렴하면서도 정확한 진단 기술개발 필요성이 제기돼 왔다.

KAIST 연구팀은 랑뮤어 블라젯(Langmuir-blodgett)이라는 기술을 이용해 고밀도로 정렬한 탄소 나노튜브(Carbon nanotube)를 기반으로 한 고민감성의 저항 센서를 개발했다. 탄소 나노튜브를 고밀도로 정렬하면 무작위 방향성을 가질 때 생성되는 '접합 저항(Tube-to-tube junction resistance)'을 최소화할 수 있어 분석물을 더 민감하게 검출할 수 있다.

실제로 고밀도로 정렬된 탄소 나노튜브를 이용한 저항 센서는 기존에 개발된 탄소 나노튜브 기반의 바이오센서들 보다 100배 이상 높은 민감도를 보였다고 KAIST는 밝혔다.

연구팀은 고밀도로 정렬된 탄소 나노튜브를 이용해 혈액에 존재하는 알츠하이머병의 바이오마커 4종류를 동시에 측정할 수 있는 저항 센서 칩을 제작했다. 알츠하이머병의 대표적인 바이오마커인 베타-아밀로이드 42 (β-amyloid42,), 베타-아밀로이드 40 (β-amyloid40), 총-타우 단백질 (Total tau proteins) 및 과인산화된 타우 단백질 (Phosphorylated tau proteins)은 그 양이 알츠하이머병의 병리와 직접적인 상관관계를 가지기 때문에 알츠하이머병 환자를 구별해 내는 데 매우 유용하다.