유전자 기반연구

배경: 엠폭스(원숭이두창) 개요 및 최근 발생 현황

• **엠폭스(Mpox, 과거 명칭: 원숭이두창)**는 엠폭스 바이러스(Monkeypox virus, MPXV)에 의해 발생하는 인수공통감염병입니다. (동물에서 사람으로 전염될 수 있는 질병)
• 과거에는 주로 서아프리카 및 중앙아프리카 지역에서 발생했으며, 아프리카 외 국가에서는 국제 여행이나 야생동물과의 밀접 접촉 등으로 인해 산발적인 전파 사례만 보고되었습니다.
• 하지만 2022년 5월, 유럽, 북미, 남미, 호주, 아시아, 아프리카의 여러 국가에서 거의 동시에 엠폭스 발생이 보고되기 시작했습니다. 이렇게 넓은 지리적 영역에 걸쳐 환자 집단이 보고된 것은 처음 있는 일이었습니다.
• 특징적으로, 이 환자들은 엠폭스 풍토병 지역인 서아프리카나 중앙아프리카 국가와의 알려진 역학적 연관성(epidemiological links)이 없는 경우가 많았습니다.

기존 진단법의 한계와 새로운 진단법의 필요성

• 현재 엠폭스 진단의 **표준 검사법(gold standard)**은 **실시간 PCR (Real-time PCR)**입니다.
• 하지만 실시간 PCR은 숙련된 실험실 인력과 전문 장비가 필요하며, 결과를 얻기까지 몇 시간이 소요된다는 단점이 있습니다.
• 따라서 엠폭스의 확산을 제한하고 발생(outbreaks)을 통제하기 위해서는 **신속하고 작동이 간편한 현장 진단 검사(point-of-care diagnostic test)**의 개발이 매우 중요합니다.

새로운 신속 진단법 개발

• 이 연구에서는 엠폭스 바이러스(MPXV) 분리주를 신속하게 검출하기 위해, 재조합효소 기반 등온 증폭 검사법 (recombinase-based isothermal amplification assays) 세 가지를 개발했습니다. 이 기술에는 RPA (Recombinase Polymerase Amplification) 또는 RAA (Recombinase Aided Amplification) 와 같은 방법들이 포함됩니다. (이들은 PCR과 달리 일정한 온도에서 유전자를 증폭시키는 기술입니다.)
• 개발된 세 가지 검사법 모두 엠폭스 바이러스의 G2R 유전자를 표적으로 합니다.
• 이 검사 시스템들의 **검출 한계 (limit of detection, LOD)**는 반응 당 약 100개의 DNA 복제본 (copies) 수준입니다.
• 특이도 검증 결과, 이 검사법들은 엠폭스 바이러스에 특이적이며, 백시니아 바이러스(vaccinia virus, 우두 바이러스)와 같은 다른 폭스 바이러스(pox viruses)와는 교차 반응(non-cross reactive)을 보이지 않았습니다.
• 검사 결과는 20분에서 30분 이내에 눈으로 **확인(visualized)**할 수 있습니다.

임상 검체 검증 및 결론

• 개발된 검사법의 유효성을 검증하기 위해, 중앙아프리카의 엠폭스 의심 또는 확진 환자로부터 얻은 19개의 임상 검체에서 추출한 DNA를 사용하여 테스트했습니다.
• 그 결과, 새로 개발된 검사법들의 진단 결과가 기존의 표준 검사법인 qPCR 결과와 일치함을 확인했습니다.
• 이러한 결과는 잠재적인 엠폭스 환자를 조기에 진단할 수 있는 **견고한 기반(solid platform)**을 제공하며, 현재 및 미래의 엠폭스 발생을 통제하고 예방하는 데 도움이 될 것입니다.

요약하면, 이 연구는 기존 PCR 진단법의 단점을 보완하기 위해 엠폭스 바이러스의 특정 유전자(G2R)를 표적으로 하는 신속(20-30분), 고특이도, 현장 적용 가능성이 있는 재조합효소 기반 등온 증폭 검사법(RPA/RAA) 세 가지를 개발했으며, 임상 검체를 이용한 검증 결과 기존 qPCR과 동등한 성능을 보여 엠폭스의 조기 진단과 확산 방지에 기여할 수 있음을 제시한 내용입니다.