고속 항생제 감수성 검사 기술 현황과 개발 방향

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ｌ저자ｌ 최수진 PD / 한국산업기술평가관리원 권소현 선임 / 한국산업기술평가관리원 최정일 과장 / ㈜ 퀀타매트릭스 한상권 과장 / ㈜ 퀀타매트릭스 김동영 부장 / ㈜ 퀀타매트릭스 권성훈 교수 / 서울대학교

SUMMARY

목적

균혈증은 패혈증으로 발전할 수 있는 심각한 질환으로 항생제 내성 문제로 인해 심각성이 더해지고 있음. 이를 해결하기 위해서 빠르고 정확한 항생제 감수성 검사의 필요성이 더해지고 있는 시점에서 고속 항생제 감수성 검사의 주요 기술과 제품 현황에 대해 알아봄

주요현황

패혈증은 매년 전 세계적으로 1,800만 명의 환자가 발생하며 미국에서는 70만명의 환자가 발생하는데 치사율이 30~40 % 가량 됨

패혈증은 시간 당 9%씩 감소하는 생존율을 극대화하기 위해선 항균제 감수성 검사 시간 단축이 중요함 항생제 내성 균주는 계속해서 증가하고 있지만 새로운 항생제 개발은 지체되고 있음

시사점 및 정책제안

현재 존재하는 항생제를 빠르고 정확하게 처방하여서 환자의 생존율을 올림과 동시에 항생제 내성 균주 발생을 억제할 수 있음

국가적인 차원에서 신속 항생제 감수성 검사의 인증 및 신의료기술 도입을 가속화하여서 기술 진입을 가속화할 필요성이 있음

고속 항생제 감수성 검사 기술 현황과 개발 방향

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PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03

KEIT PD Issue Report

1. 고속 항생제 감수성 결과의 필요성

항생제 내성 균주의 증가

최초의 항생제 페니실린을 발견한 알렉산더 플레밍의 예언 적중

- 페니실린을 처음으로 발견한 알렉산더 플레밍은 노벨상 강의 중에서 세균이 페니실린에 대해서 내성을 갖는 것은 어려운 일이 아니라고 하며 미래에는 항생제에 대해서 내성을 가진 균주에 의해서 사람들이 사망할 것이라고 경고함 - 1980년대에 내성율이 5% 미만이었던 메치실린 내성 정도는 2002년에는 50%를 초과하였고 1986년 거의 없던

반코마이신 내성균주는 2002년에 20% 정도의 내성율을 나타내고 있음¹⁾

- 매년 유럽에서만 25,000명, 그리고 미국에서 23,000 명 정도가 항생제 내성 균주에 감염되어 사망하고 있음²⁾ - 항생제 내성 균주로 인한 매년 경제적 손실은 유럽에서는 2조, 미국에서는 66 조가량 된다고 추정하고 있음³⁾

1) 미국 CDC

2) S. J. Howard, S. Hopwood and S. C. Davies, Science Translational Medicine, 2014, 6, 236ed210-236ed210.

3) ECDC/EMEA JOINT TECHNICAL REPORT, 2009

| 그림 1 항생제 내성 균주의 증가와 항생제 개발 제약사 수 |

A PERFECT STORM

As bacterial infections grow more resistant to antibiotics, companies are pulling out of antibiotics research and fewer new antibiotics are being approved.

60 50 40 30 20 10 0

18 15 12 9 6 3 0

Antibiotic-resistant (%)* Number of antibiotics approved

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

* Proportion of clinical isolates that are resistant to antibiotic. MRSA, methicillin-resistant Staphylococcus aureus.

VRE, vancomycin-resistant Enterococcus. FQRP, fluorquinolone-resistant Pseudomonas aeruginosa.

MRSA VRE FQRP

COMPANIES RESEARCHNG

ANTIBIOTICS:

18

COMPANIES RESEARCHNG

ANTIBIOTICS:

4

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ISSUE 1 고속 항생제 감수성 검사 기술 현황과 개발 방향

항생제 개발 현황

항생제 신약 개발은 매년 줄어들다가 최근에 활기를 띄고 있음

- 항생제의 경우, 단기간의 치료로 끝나기 때문에 제약회사에서 많은 수익을 얻기 어려움. 유럽의 통계를 살펴보면 평균 항생제 신약에 13년 정도의 개발기간 동안 $600 million이 지출되며, 출시 후 20년간 $2,500 million의 매출을 거두는 것으로 보고됨. 그러나 미래의 매출액을 현재가치로 재계산하여 투자대비 매출액의 총 현재가치를 보여주는 NPV(Net Present Value)는 마이너스 $50 million으로, 항생제 신약이 개발에 성공하더라도 5000만불의 손실을 가져다 준다는 결론이 나온다. 이러한 통계는 미국의 경우도 비슷하며 대부분 항생제의 경우 NPV 는 $40 million 이하이며 90% 가 마이너스를 나타냄⁴⁾. 신약 개발에 투자한 비용보다 수익이 낮아서 항생제를 개발하는 제약회사가 줄고 있음⁵⁾

- 최근 들어 슈퍼 박테리아에 대한 사람들의 관심과 우려가 증가하면서 항생제 신약 개발에 대한 관심이 높아지고 있음. 최근 수년 동안 항생제 내성 세균이 널리 퍼지면서 각국의 보건당국과 경제학자들의 주목을 받기 시작되었고

‘뉴스위크’ 보도에 따르면 프린스턴 대학이 실시한 연구는 2000~2010년 사이 전 세계의 항생제 소비가 36%가 증가했으며 이 가운데 중국, 러시아, 인도, 브라질, 남아프리카공화국이 76%를 차지했다고 밝혔다⁶⁾

- 미국의 대형 제약업체 머크(Merck & Co.)는 현금 84억 달러에 부채 11억 달러를 동원해 전염병 치료제를 전문적으로 개발하는 회사로 항생제 개발이 전문인 큐비스트(Cubist)제약을 인수함

신속한 진단이 필요한 패혈증 환자

패혈증 환자의 생존율은 시간당 9% 씩 감소함⁷⁾

- 패혈증은 균혈증의 진행 단계 중 하나로 세균 감염으로 인해서 전신에 염증 반응을 일으키는 상태를 가리킴

- 패혈증 환자의 30 일 이내 사망률이 20~30%로, 뇌졸중 (9.3%), 심근경색 (2.7~9.6%) 보다 높음. 2012년 국내에서 패혈증 환자는 7만 여명이었음

- 패혈증 환자의 치료를 위해서 수액치료를 통해서 혈압을 유지하고 광범위 항생제를 투여해야 함. 그러나 항생제 내성 균주의 증가로 인해서 광범위 항생제 치료의 성공이 위협을 받고 있음

4) 조영락, 신약개발연구동향, 2015

5) M. A. Cooper and D. Shlaes, Nature, 2011, 472, 32-32.

6) 김형근, the science times, 2015

7) Garnacho-Montero, J. et al. Crit. Care 10, 2006, R111

| 그림 2 패혈증 환자수와 시간별 생존율 |

Patient survival rate(%)

100%

80%

60%

40%

20%

0 hours 1 2 3 4 5 6 9 12 24 36 Time to antibiotics

Patients with effective antibiotic therapy seconds

ONE PERSON DIES OF SEPSIS

EVERY

3SECONDS

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KEIT PD Issue Report

기존 병원에서 사용하는 항균제 감수성 검사 (Antimicrobial susceptibility test, AST)의 소요시간

혈액 채취에서 항균제 감수성 검사 결과까지만 3일이 소요됨

- 균혈증 환자의 혈액에는 1ml당 1~10 마리의 적은 수의 균이 존재함. 균혈증으로 의심되는 환자의 혈액에서 양성율은 7% 미만임. 균혈증 확인을 위해서 혈액 배양을 하는데 평균적으로 20시간이 소요됨

- 혈액 배양을 통해서 균의 존재를 확인한 뒤에 혈액과 혼합되어 있는 균을 분리하기 위해서 고체 아가플레이트에서 분리 배양을 하는데 20시간이 소요됨

- 고체 아가플레이트에 자란 균의 군집을 이용해서 항균제 감수성 검사를 시행하는데 항생제가 든 액체 배지에 균액을 접종하여서 자라는 정도를 확인함. 이 방법을 액체배지 미량희석법이라고 불리는데 항균제 감수성 검사의 표준 방법 중 하나님. 세균이 분열함에 따라 액체 배지의 탁한 정도가 변하는 것을 관측하기 때문에 20시간이 소요됨

- 총 3번의 배양이 필요하기 때문에 60시간이 소요되어 임상에서는 경험에 기초하여 항생제를 처방하고 나중에 결과가 나오면 처방을 바꾸는 형식을 이용함

| 그림 3 기존 병원에서 진행되는 혈액 채취에서부터 항균제 감수성 검사까지 걸리는 시간 |

2. 기존 항생제 감수성 검사 기술과 시장 동향

가. 기존 항생제 감수성 검사 기술 Vitek2, bioMeieux : 프랑스

현재 항균제 감수성 검사 시장의 1위 제품

- 프랑스의 bioMerieux사는 VITEK2 라는 자동화 AST 장비를 개발하여 전 세계적으로 공급함

- 균의 동정 (Identification)와 항균제 감수성 검사 (AST)를 제공하는 장비로서 세계 시장에서 51% (2008년 조사 결과) 가까이 점유하고 있음

혈액 채취 혈액 배양 분리 배양 항균제 감수성 검사

0h 20h 40h 60h

혈액 배양 분리 배양

항균제 감수성 검사

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- 기본적으로 검사 카드 안에는 다른 약물들이 들어 있는 chamber가 있으며 여기서 균이 자라면서 대사활동을 측정하여 ID를 하고 AST는 균의 탁도를 측정하여 항균제 감수성 정도를 판단함

- 15분마다 측정하여서 균의 탁도의 증가 정도를 관찰하여 AST 결과를 도출해 냄, 평균적으로 9~12시간에 AST 결과를 얻을 수 있다는 장점이 있음

| 그림 4 Vitek2 장비와 키트 |

MicroScan, Beckman Coulter : 미국

표준방법인 액체배지 미량희석법을 자동화한 장비 - 하나의 well plate에서 ID와 AST를 동시에 수행하는 방식

- 세계 시장 점유율이 42% (2008년 조사 결과). VITEK2와 같이 균의 대사활동에서 나오는 부산물과 탁도를 측정함.

AST에 평균적으로 20시간이 소요됨

- Prompt와 Renok이라는 소모품을 이용해서 균의 탁도를 편리하게 맞추고 패널에 접종하는 방식을 이용함

| 그림 5 Beckman Coulter사의 MicroScan 장비와 키트 |

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KEIT PD Issue Report

Pheonix, BD : 미국

MicroScan과 Vitek2 사이에서 중간 정도의 성능을 보임

- VITEK2와 MicroScan과 동일하게 균의 탁도를 통해서 AST를 수행함. 세계 시장 점유율은 6% 수준 (2008년), 국내에서는 거의 사용하지 않음

- 균의 동정만 하는 키트, AST만 하는 키트, 동정과 AST를 같이 하는 키트로 나누어져 있음

| 그림 4 BD사의 Phenix 제품 장비와 키트 |

MicroScan Phoenix Vitek 2

일간 성능 검증 소요 시간 3.4분 1.25분 0.9분

1개 패널 준비 시간 3.53분 3.4분 3.19분

장비 크기 : 높이/너비/ 깊이 (cm) 86/99/72 106/112/75 67/100/70

무게 (kg) 181 151 109

세균 동정에 걸리는 평균 시간 2.5시간 (Rapid 패널)

6~18시간 (기본 패널) 4.3시간

3시간 5.7시간 (colormetric 방법)

항균제 감수성 검사에 걸리는 시간 20시간 12시간 9시간

장비의 수율 한 번에 96 샘플 한번에 100개

한번에 15, 30, 60, 120개 샘플을 넣을 수 있는 제품이

따로 나와 있음.

| 출처: P. SELLENRIEK, J. HOLMES, R. FERRETT, R. DRURY and G. A. STORCH, 2005 |

| 표 1 현재 임상에서 사용하는 3사의 기술 비교 |

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나. 기존 항생제 감수성 검사 시장 동향 국내·외 시장동향

국내 시장 동향 및 규모

- 컨설팅 회사인 Frost and Sullivan에 따르면 국내 체외진단 시장의 5.7%가 임상 미생물학적 진단 시장이며 연평균 5.9%대의 성장을 보이고 있음

- 현재 항생제 감수성 검사 시장은 bioMerieux사의 Vitek2와 Beckman Coulter사의 MicroScan이 양분하여 합계 90%의 시장 점유율을 보이고 있음

- 국내 전체 병원수(81,696)의 비해 진단검사의학과가 있는 병원의 수는 약 1.9%인 1613개임 - 의료보험공단 통계 최근 3년 간 연평균 항생제 감수성 검사 건은 400만 건임

- 현재 기술의 병원 판매 가격은 7,000원으로 약 280억 원의 시장을 형성하고 있음. 이는 2010년 국내 체외진단 시장 약 4750억 원의 5.9%임

- HAI(hospital acquired infection, 병원내 감염)의 심각성에 따라 병원에서는 자동화된 ID/AST 시스템을 적극적으로 도입, AST 검사 건수가 많아짐에 따라 증가하게 되는 비싼 인건비의 부담 증가, 소모품을 많이 사용하는 병원의 경우 장비 가격은 거의 부담 없이 이용 가능하기 때문에 자동화 장비를 선호하는 추세를 보임

국외 시장 동향 및 규모

- 세균 감염의 진단, 적절한 항생제의 선정과 투여량을 결정하는 진단 전반에 걸친 시장이 존재함

- bioMerieux사가 자동화기기를 앞세워 전체 37.7%의 시장점유율로 1위를 나타내고 있으며 Becton Dickinson, Abbott 사와 함께 중국 시장에서도 70% 점유의 강세를 보이고 있음

- Top 3 회사가 전체 시장의 91.8%를 점유하고 있음

- 현재 세계 4위 시장인 중국이 최근 3년째 매년 30%가 넘는 AST시장의 성장을 보이고 있음

| 그림 7 전세계 미생물 동정/ 감수성 검사 시장 동향 | Europe

8,000

North America

7,000 PacificAsia

4,100

2,200LA

BD:6,10% Others:2,20%

biomerieux:

37,70%

Beckman coulter:

35,80%

Thermo Fisher:

18,30%

22,000 Identification / AST instruments installed Worldwide* | 출처: bioMerieux, BD, IR report, 내부 분석 자료 |

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KEIT PD Issue Report

3. 고속 감수성 검사 기술 개발 현황

가. 국외 연구개발 동향

세계적으로 배양 후 흡광도 측정 기반의 기존 기술에 대한 한계를 인식한 상태임 - 다양한 신기술을 통해 빠르게 검사를 수행할 수 있는 기술들이 소개되고 있음⁸⁾ - 이러한 기술 기반의 회사들이 제약업계나 벤쳐캐피탈로부터 큰 관심을 받고 있음

- 특히 오바마정부의 슈퍼박테리아문제 해결에 대한 큰 투자로 올해만 1.2조 원을 투자하기로 하여, 관련 연구 및 기술 상용화가 활성화되고 있음

8) A. van Belkum and W. M. Dunne, Journal of Clinical Microbiology, 2013, 51, 2018-2024

Verigene System, Nanosphere : 미국

나노 입자에 특정 oligonucleotides를 붙여서 혈액 배양 병에서 어떤 균이 있는지, 그리고 어떤 항생제에 대해서 내성이 있는지 확인함

- 샘플을 자동으로 처리하여서 유전물질을 추출해낸 뒤에 PCR (polymerase chain reaction, 중합효소연쇄반응)을 이용해서 유전자를 증폭시킴

- 특정 균을 바인딩할 수 있는 DNA가 붙어 있는 나노입자를 증폭시킨 샘플에 넣고 hybridization을 시킨 후에 은을 이용해서 staining을 하고 나서 신호 증폭량을 측정함

- 항생제 내성 유전자가 밝혀진 경우에 대해서는 바로 항생제 감수성 검사를 실시하지만 항생제 내성 기작이 밝혀진 유전자 종류가 제안적이기 때문에 모든 항생제를 포함하는 일반적인 검사로는 부적합.

(가능한 검사 종류 - 그람 양성군주 : mecA (methicillin), vanA, vanB (vancomycin), 그람 양성균주 : IMP, KPC, NDM, OXA, VIM (cabapenemase))

| 그림 8 유전자를 증폭하여 샘플에서 바로 균에 대한 동정과 감수성 검사를 실시하는 veregen system의 장비와 키트 |

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Accelerate ID/AST, Accelerate diagnostics : 미국

Accelerate Diagnostics는 미국 애리조나에 위치한 회사로 단일 세포를 관찰하는 방법을 사용함 - 단일 세포를 현미경으로 관찰하여 감수성 검사를 수행함

- 혈액 배양 양성 샘플을 전처리 과정에서 혈구 세포의 제거를 위해 용해제를 사용하고 세균 고정을 위해 전기장을 가함 - 전기장을 가해서 세균을 고정시키기 때문에 감수성 결과에 영향을 미칠 수 있는 가능성이 있음

- 주요 특허

(1) Same-day blood culture with digital microscopy (WO2014040088 A1, 2013년 9월 10일 출원): 당일 혈액배양과 전자현미경을 이용한 이미지 확인

(2) Rapid microbial detection and antimicrobial susceptibiliy testing (US 20130217063 A1, 2013년 3월 15일 출원):

빠른 미생물 탐지와 약제 감수성 검사

(3) Sensitive and rapid determination of antimicrobial susceptibility (US 8460887 B2, 2010년 2월 8일 출원): 빠르고 정확한 판단이 가능한 약제 감수성 검사

| 그림 9 Accelerate Diagnostics사의 진단 장비와 키트 |

GeneWEAVE, Roche : 스위스

GeneWEAVE는 실리콘벨리에서 만들어진 회사로 유전물질을 이용하여 고속 감수성 검사를 수행함

- 혈액 배양 양성 샘플에 있는 세균에 특이적으로 붙는 유전 물질이 붙은 입자를 이용해서 특정 균에 접합한 다음에 Bacteriophage를 이용하여 대상 세균 안에 유전자를 투입하는 방식임

- Bacteriophage를 통해 생체 발광 효소(Luciferase)유전자를 투입한 후에 세균이 내는 발광을 측정하는 방식으로 항생제에 대한 세균의 반응을 관측함. 발광 측정으로 높은 감도를 얻기 때문에 감수성 시간을 단축시킬 수 있음 - FDA 인증을 받지 못한 상태이며 Bacteriophage가 세균의 성장에 영향을 줄 수 있기 때문에 감수성 결과에 영향을

배제할 수 없는 한계가 있음

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KEIT PD Issue Report

- 매출이 없는 초기회사임에도 불구하고 올해 8월 거대 제약회사인 Roche가 4300억 원에 인수하며 세균 동정 및 항균제 감수성 검사에 대한 제약업계의 관심을 드러냄

- 주요 특허

(1) Systems and methods for detection of cells using engineered transduction particles (US 8829473 B1, 2013년 10월 8일 출원): 제작된 형질도입 입자를 이용 하여 세포를 찾는 방법 및 시스템

(2) Non-replicative transduction particles and transduction particle-based reporter systems (WO 2014160418 A3, 2014년 3월 13일 출원): 비복제 되는 형질도입 입자와 형질도입 입자를 이용하여 결과를 확인하는 시스템

| 그림 10 GeneWeave 사의 항균제 감수성 검사 기술 개요 |

Ocelloscope, Phillips : 네덜란드

균을 일정 시간 간격으로 현미경을 통해서 관찰하는 방법을 사용함

- 샘플에서 균을 원심분리 과정을 통해서 정제한 이후에 균액을 배지와 혼합하여 관찰

- 기술적으로는 균액 샘플에서 3-4시간 안에 검사가 가능하지만 혈액 배양 양성 샘플에 바로 검사가 가능한 것에 대한 결과는 없음

- 현미경 관찰시에 평면에서부터 6.25°의 경사를 주어서 관측함으로서 관측 깊이를 높이는 방법을 이용함 - 덴마크에서 개발한 기술을 네덜란드의 글로벌 진단 기기 회사인 필립스에서 구매함

- 한번 test 에 하나의 샘플만 test 할 수 있기 때문에 임상 적용에는 한계가 있음 - 주요 특허

(1) Antimicrobial compound susceptibility test (PCT/US2014/058146, 2014년 9월 29일 출원): 항생제에 대한 세균의 감수성 정도를 세균이 용해되거나 온전한 정도를 통해서 구별하는 방법

Light

Target bacteria present and not susceptible to antibiotics assay

Susceptibility

No Light

Target bacteria not present or susceptible to antibiotics assay Smarticles

Clinical Sample

Antibiotics Rx

Detection

No Light

Target bacteria not present Smarticles

Clinical Sample

Light

Target bacteria in assay

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| 그림 11 필립스사의 Ocelloscope 진단 장비와 이미징 방법을 통한 세균성장 측정원리 |

나. 국내 연구개발 동향

국내에서는 새로운 항생제 감수성 검사 기술 개발이 전무한 실정임

- Vitek2, MicroScan 두 제품의 독보적인 점유로 시장 진입 장벽이 높다고 판단함 - 항생제 감수성 검사 기술의 학술적 의미가 저평가되어 관련 연구그룹이 극소수임

QMAC-dRAST, QuantaMatrix : 대한민국

국내에서 유일하게 고속 항생제 감수성 검사 기술 개발하고 있음 - 단일세포를 직접 현미경으로 관측하는 새로운 항생제 감수성 검사 방법

- 바이오칩을 이용, 아가로즈와 섞은 세균을 고정한 뒤 다양한 항생제 처리한 후에 현미경으로 세균 분열여부를 단일 세포 관측을 통해 각 항생제에 대한 감수성 유무 판별

- 균액 샘플을 이용해서 고속 감수성 검사에 대해서 임상 시험을 하였고 3-4 시간에 FDA에서 제시하는 성능을 만족시키는 결과를 냄⁹⁾

- 환자의 혈액 샘플에서부터 항균제 감수성 검사에 걸리던 기존 60시간을 24시간으로 단축시키는데 성공함 - 혈액 배양 샘플에서 다양한 균 농도를 전처리 없이 바로 검사할 수 있는 장점을 가지고 있음

- 세균 동정 과정이 없지만 현재 전세계적으로 사용이 증가하고 있는 MALDI-TOF MS (Matrix assisted laser desorption/

ionization time-of-flight mass spectrometry) 와 연계해서 사용 가능함

9) J. Choi, J. Yoo, M. Lee, E.-G. Kim, J. S. Lee, S. Lee, S. Joo, S. H. Song, E.-C. Kim, J. C. Lee, H. C. Kim, Y.-G. Jung and S.

Kwon, Sci Transl Med, 2014, 6, 267ra174.

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KEIT PD Issue Report

- 주요 특허

(1) Rapid antibiotic susceptibility testing system based on bacterial immobilization using gelling agent, antibiotic diffusion and tracking of single bacterial cells (US20130196364 A1, 2013년 2월 1일 출원): 세균을 아가로즈와 같은 매체를 이용하여 고정한 뒤에 이미징을 통해서 신속한 항균제 감수성 검사를 수행하는 방법

| 그림 12 퀀타매트릭스사의 Qmac-dRAST시스템의 장비와 키트, 그리고 단일 세포 이미지 분석을 통한 판단 원리 |

고속 항균제 감수성 검사 기술 비교

가. 고속 감수성 검사 기술 요약 및 장단점 비교

기본 기술

• 하이드로젤을 이용한 세균 고정

• 현미경으로 세 균 관찰

• 전기장과 하이 드로젤을 이용 한 세균고정

• 현미경으로 세 균 관찰

• 유전 물질을 이 용한 세균 흡착

• 바이러스 이용 하요 세균에 유 전 물질 주입

• 형광 발현 관측

• 특정 DNA나 단 백질에 붙는 자 성 입자의 뭉침 현상 이용

• 자기 공명 현상 을 측정함

• 세균을 고정하 지 않고 액상에 서 현미경으로 관찰

측정 가능한

샘플 혈액 배양 샘플,

분리 배양 샘플 혈액 배양 샘플 혈액 샘플 혈액 샘플 분리 배양 샘플

Row Image

resistant

Microscopic Time-Lapse Images

Susseptible Processed

Image

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측정 한계

(CFU/ml) 10⁴ 10⁵ ^~10 ^~1 10⁵

AST 검사 시간

혈액 배양 샘플 (4-6시간) 분리 배양 샘플

(3-4시간)

혈액 배양 샘플 (5시간)

혈액 샘플 (~ 4시간)

혈액 샘플 (3-5 시간)

분리 배양 샘플 (3-4시간)

세균 동정 없음 FISH 이용 특정 유전

물질 이용

자성물질의

응집 이용 없음

장비 수율

(샘플/시간) 15 / 6 1 / 5 아직 장비 없음 ~6 / 3-5 1 / 3

장점

• 다양한 균 농도 에서 검사 가능

• 자동화된 샘플 전처리

• 임상적으로 중 요한 대부분의 세균과 항생제 검사 가능

• 세포 형태 분석 가능

• 임상 검증이 됨

• 세균 동정 가능

• 혈액 샘플에서 바로 검사 가능

• 세균 동정 가능

• 혈액 샘플에서 바로 검사 가능

• 세균 고정 과정 이 없음

• 세포형태분석 가능

단점

• 세균 동정이 없 음

• 전기장에 의한 영향 가능성

• 수율이 낮음

• 상대적으로 높 은 가격

• Bacteriophage 에 의한 감수성 결과 차이 가능 성 존재

• 다양한 세균에 게 일반적으 로 적용하기 어 려움

• 곰팡이균에 대 해서만 적용 가능

• 다양한 세균에 게 일반적으 로 적용하기 어 려움

• 세균 동정이 없음

• 혈액 배양 양성 샘플에서 적용 하기 어려움

• 세포 형태 분석 시 정확도 확보 어려움

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KEIT PD Issue Report

| 그림 13 각 회사별로 혈액 샘플에서부터 항균제 감수성 검사까지 걸리는 시간 비교 |

4. 시사점 및 전망

고속 감수성 검사 기술 개발의 경쟁이 심함

기존에는 혈액 배양 샘플에서 균을 분리하기 위해서 분리 배양 과정을 거치는 방법을 이용함

- 이를 통해서 순수한 균으로 이루어지고 정확한 균의 농도가 있는 샘플을 얻은 뒤에 항균제 감수성 검사를 수행함 새로 개발되고 있는 기술들은 혈액 배양 샘플을 바로 이용해서 신속하게 항균제 감수성 검사를 수행하는 방법을 이용

- 향후 이 제품들이 항균제 감수성 검사 시장의 판도를 바꿀 것으로 예상함

국내 기술 개발 및 세계 시장 진출 지원의 필요성

현재 내성 문제 증가와 더불어 고속 감수성 검사 기술의 필요성은 증가함

- 유망 기술 개발에 대한 경제적 지원과 동시에 빠른 식약처 인증 획득을 통해서 세계 시장에도 진입 할 수 있도록 정책적 지원이 필요함

혈액 배양 분리 배양 항균제 감수성 검사

혈액 배양 분리 배양 AST

혈액 배양 AST

0 h 20 h 40 h 60 h

0 h 20 h 24 h

0 h 20 h 40 h 44 h

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( 참고문헌 ) 1. 미국 CDC

2. S. J. Howard, S. Hopwood and S. C. Davies, Science Translational Medicine, 2014, 6, 236ed210-236ed210.

3. ECDC/EMEA JOINT TECHNICAL REPORT, 2009 4. 조영락, 신약개발연구동향, 2015

5. M. A. Cooper and D. Shlaes, Nature, 2011, 472, 32-32.

6. 김형근, the science times, 2015

7. Garnacho-Montero, J. et al. Crit. Care 10, 2006, R111

8. van Belkum and W. M. Dunne, Journal of Clinical Microbiology, 2013, 51, 2018-2024.

9. J. Choi, J. et al. Sci Transl Med, 2014, 6, 267ra174.

( 국내외 주요 기술개발 현황 )

연구기관명 프로젝트명 개요 연구기간

서울대학교병원 • 의료/혁신기술 융합사업화 연구

• 마이크로칩 기반 신속 항균제 감수성

검사시스템 개발 (총괄과제 1) 2013.11 - 2019.11