Update2024.05.17 (금)
질병 조기진단·치료 가능 나노-바이오 융합기술
선진국을 중심으로 65세 이상의 고령 인구가 폭발적으로 증가하고 있다. 우리나라의 경우 노인인구 비중이 2000년 7.2% 수준에서 2050년 37.6%로 크게 증가하여 일본에 이어 OECD 국가 중 두 번째로 노인인구 비중이 높은 국가가 될 것으로 전망된다(Ageing societies, OECD Factbook 2009).
인구노령화에 따라 건강한 삶을 유지하고자 하는 욕구가 자연스럽게 증가하고 있어 질병의 조기진단과 조기치료 기술에 대한 사회적 수요가 증대되고 있다.
테라그노시스(Theragnosis)는 이러한 사회적 수요에 부응하는 새로운 개념의 기술이다. 치료를 뜻하는 ‘테라피(Therapy)’와 진단을 뜻하는 ‘다이아그노시스(Diagnosis)’가 합쳐진 이 용어는 질병의 진단과 치료가 동시에 수행 가능한 신개념 진단-치료 기술을 의미한다(임용택 외, 2010).
테라그노시스는 화학, 물리 및 다양한 나노기술에 의학·유전학·분자생물학·세포학·약학 등의 바이오 기술이 결합된 대표적인 나노바이오 융합기술의 한 분야이다.
나노바이오 융합기술은 학문적·상업적·사회문화적 중요성과 향후 기술의 발전 가능성이 높기 때문에 세계 각국에서는 정부 차원에서 연구개발 투자에 박차를 가하고 있다.
대표적으로 미국의 경우 2001년에 수립한 국가나노전략(National Nanotechnology Initiative)에서 2015년까지 성취할 10대 나노기술연구개발목표를 발표했는데, 그 중 4가지가 나노바이오 융합기술이며 특히 ‘암의 조기발견·진단·완치 기술’이 포함되어 있다(A Jain PharmaBiotech Report, 2007).
국내에서도 2000년대 들어 21세기 프론티어사업, 성장동력사업, 국가핵심연구센터사업 등을 통해 나노바이오 융합기술 개발을 적극 지원하고 있다.
최근에는 질병 진단 분야에 있어 단순한 병변에 대한 분석보다는 조기진단의 신뢰도 향상에 대한 필요성이 대두되고 있어, 다양한 나노바이오 융합기술이 개발되고 있다.
또한 질병 부위에 선택적으로 전달함으로써, 부작용을 최소화할 수 있는 다기능성 나노바이오물질 기반 약물전달 시스템은 전 세계적인 관심의 대상이 되고 있다. 더 나아가서 이 시스템은 질병의 진단과 치료, 또는 치료 후의 상태를 지속적으로 모니터링할 수 있는 기술로 발전할 가능성을 가지고 있다.
향후 진단 기술 개발의 패러다임은 기존의 해부학적 이미징 및 진단 기술에서 필연적으로 발생하는 조기 진단의 어려움과 인체에 초래되는 심각한 부작용을 최소화할 수 있는 분자 기반 진단 기술로 변화하고 있다.
분자기반의 진단 기술은 질병 원인의 생리학적 근간이 되는 표적 분자를 선택적으로 조절하여 진단하는 기술이다. 현재의 질병 치료 시 발생할 수 있는 약물의 부작용과 해부학적 진단 기술의 예측 불가능한 문제들을 해결하는 데 도움을 줄 것이다.
나노 기술을 이용한 질환의 진단과 치료기술 개발은 기존 의학의 패러다임을 허무는 새로운 도전이다. 이와 동시에 고령화 시대에 닥칠 사회·경제적 문제들을 해소함으로써 사회적 비용 절감 및 국민 건강 증진에 이바지할 것으로 기대된다.
■ 관련기술-질병의 진단과 치료를 동시에 가능케 해주는 테라그노시스
◇ 기술의 정의
테라그노시스(Theragnosis)는 치료(therapy)와 진단(diagnosis)의 조합으로 이루어진 합성어로서, 형광물질 등으로 질환을 조기에 진단하고 여기에 약물을 붙여 치료를 병행하는 기술
◇ 기술실현의 장애요인
시각화가 가능한 치료용 탐사물질(imageable therapeutic probe)의 개발이 필요하며, 진단의
감도 및 특이성 향상 등 이미지 분석의 고도화 필요한 상황이다.
조직특이성, 친화성 등 생체 내 안전성이 강화된 바이오이미징 프로브 개발과 치료의 선택성 및 유도성 향상이 필요하다.
◇ 기술의 예상실용화 시기
테라그노시스기술의 상용화에는 천문학적인 연구개발비용과 10년 이상의 연구기간이 소요될 것으로 전망된다.
◇ 기술개발동향
○ 한국
한국과학기술연구원(KIST) 의과학연구센터에서 새로운 나노입자형 스마트 센서 치료제를 개발
고려대·연세대 연구진은 테라그노시스 전달체의 개발을 위한 기술에 응용될 수 있는 MRI촬영용 조영제를 개발한 상태다.
○ 미국
라이스대학과 베일러 의대는 MRI로 실시간 추적이 가능하고, 형광염료로 표식할 수 있으며, 열로 암세포를 죽일 수 있는 단일 나노입자를 개발
라이스대학은 금나노입자에서 발생된 플라즈몬 나노버블을 이용하여 진단과 치료, 광학적 유도를 동시에 할 수 있는 기술 개발
센트럴플로리다대학은 기능화 시킨 나노입자를 사용해서 약물(taxol)을 암세포에 전달하고 이미지 관찰이 가능한 기술 개발
