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분자진단검사의 효율적 이용 방안 <3-2>

<다중핵산증폭검사의 기술적 유효성>

멀티플렉스 PCR, 적은 검체로 한 번에 여러가지 검사 ‘장점’

‘반응저해’ 현상이 문제…숙련된 기술·특수검사실 필요

기술적 유효·안정성 평가-검사 대행업체 질관리도 중요

저는 다중핵산증폭검사가 기술적으로 유용한지, 어떻게 평가하는지 말씀드리겠습니다. 기본적으로 생명체라면 전부있는 핵산이 존재하느냐 안하느냐 알고 싶을 때, 옛날엔 원하는 양만큼 쉽게 많이 얻을 수 없었지만, 핵산합성이란 자연현상을 이용해 굉장히 많은 양을 증폭해 내는 방법입니다.

그래서 단 한 개의 DNA만 있더라도 기하급수적으로 계속 증가합니다. ‘폴리머라제’란 합성효소가 있고, 체인처럼 계속 반복해 반응시키면 한 싸이클 마다 2배수로 계속 증가합니다. 보통 30회에서 최근 45회까지 하는데 그렇게 하면 평균적으로 처음 한 개에서 6800만 카피까지 증폭됩니다.

장점은 굉장히 민감합니다. 그래서 미량을 아주 짧은 시간 안에 많이 증폭시킬 수 있다는 것이고, 또 비교적 빠릅니다. 그래서 두 시간 정도면 반응이 다 끝납니다. 가장 문제가 지금까진 복잡하고 까다로운 검사였습니다. 그래서 일반 혈액검사에 비해 훨씬 숙련자와 특수 검사실이 필요한 문제가 있었습니다.

또 워낙 민감하고 증폭을 잘하다 보니 엉뚱한 놈이 우연히 끼어도 있는 것처럼 나온다거나 죽었는데 핵산이 남아 있으면 나온다는 문제점이 있었습니다. 멀티플렉스 PCR은 동시 여러 타깃을 한 번에 증폭하는 것입니다. 한 튜브 안에 유전자 여러 군데를 동시 증폭하는데 쓰입니다.

사람 뿐 아니라 같은 감염증을 일으킬 수 있는 여러 다양한 세균들도 동시에 검사할 수 있어 멀티플렉스 PCR이 많이 쓰이게 됐고, 세계적으로 이미 중요 분자진단이 돼 업계에서 다양한 목적으로 진단 키트를 많이 만들고 있습니다.

가장 많이 감염질환의 진단에 쓰이고 사람 유전질환 진단 점변이도 있고 유전자 결실도 검사할 수 있습니다. 최근엔 스닙(SNP)이라고 폴리몰피즘이라 해서 굉장히 많은 수의 폴리몰피즘에 대해 한 번에 유전자형을 결정하는 것도 있고, 또 많이 쓰이는 게 개인식별입니다. 법의학이나 친자친부 감별할 때 쓰입니다.

그리고 멀티플랙스 PCR의 장점은 정리하면 크게 세 가지가 있습니다. 하나는 한 번에 여러개를 검사하니 매번 따로 할 때보다 훨씬 적은 검체를 갖고 할 수 있습니다. 피를 조금만 뽑아도 되고 작은 면봉채취 가지고도 굉장히 많은 검사를 할 수 있습니다. 또한 한 번에 검사하니 따로따로 검사하는 것보다 훨씬 싸고 검사시간도 굉장히 줄었습니다.

그런데 단점이 있습니다. 여러 개를 놓다 보니 이것들끼리 ‘반응저해’ 현상이 발생합니다. 그리고 동시에 하다보니 아무래도 덜 민감합니다. 그러다 보니 검출할 수 있는 한계가 안 좋아지는 거죠. 또 매 검사마다 잘 검출되는지 확인하고 검증하는 게 굉장히 복잡해지게 됩니다. 그래서 한 가지 할 때보다 훨씬 일이 많아지는 거죠.

그래서 멀티플렉스 PCR이 기술적으로 유효하냐는 걸 알려면 예측할 수 없는 현상이 발생하기 때문에 검증하는 게 중요합니다. 쉽게 이야기하면 검사하고자 하는 반응에 한 가지는 복잡하지 않지만 2~50가지가 섞이면 그들끼리 어떤 타깃 간 복잡한 반응이 생겨 원치 않는 결과가 나올 수 있다는 겁니다.

그래서 이걸 평가하기 위한 가이드라인도 있습니다. 평가 기본항목은 분석 민감도, 특이도, 정밀도, 정확도, 실제 검사할 때 참고치 등으로 멀티플렉스 PCR이 아니라도 항상 평가해야 하는 항목인데, 거기다 멀티플렉스 PCR을 함으로써 이런 것들에 영향이 없는지 또 검증해야 합니다.

예를 들어 한 가지 항목이라면 이것들을 한 번씩 평가하면 되는데 만약 두 타깃을 한 번에 검사했다고 하면 각각 하고, 2개 섞어 3번을 해야 합니다. 5개 타깃을 한다면 그 조합이라는 게 굉장히 많아지게 됩니다. 그런데 그것을 다 평가하지 못하기 때문에 간단치 않은 문제가 있습니다.

일례로 어떤 멀티플렉스 PCR을 할 때 얼마나 적은 양을 검출할 수 있느냐는 만일 싱글플렉스이면 그것만 검사하면 되지만, 2~4개 되면 어떤 한 개가 굉장히 많고 한 개는 적을 때도 검사해야 하고, 다 적을 때도 검사해야 하며 다양한 조합을 다 평가해야 한다는 겁니다.

그 외에도 얼마나 원하는 것만 증폭하느냐의 경우도 그것들의 간섭 등을 다 평가해야 하죠. 예를 들면 실제 제 논문인데 호흡기 바이러스 12종을 두 번의 PCR로 검사하는 것이었습니다. 얼마나 민감하냐 평가한다 치면 한 가지 바이러스에 아주 높은 농도에서부터 작은 농도까지 희석합니다. 어디까지 나오는지 체크하게 되고 각각 싱글일 때 하나씩 다 평가하고 진짜로 검사할 때 섞는 멀티플렉스 PCR에서도 같은 결과가 나오는지 반드시 평가해야 하는데 이 시험 자체도 굉장히 복잡하고 힘듭니다.

이것도 제대로 하려면 어떤 바이러스는 많고 적을 때 여러 조합을 다 설정해 테스트해야 하는 복잡한 평가를 거쳐야 하는 것들입니다. 다른 논문인데 예를 들어 결핵균하고 다른 비슷한 균이 있을 때 멀티플렉스 PCR로 검출하는 게 얼마나 민감한지 본 논문이 있습니다.

싱글과 멀티플렉스를 비교하면 싱글일 때 훨씬 더 많이 검출합니다. 그리고 멀티플렉스일 때 그렇지 못하다는 데이터도 나오기 때문에 실제 멀티플렉스 PCR이 많이 쓰이고 유용하지만 평가하는 것도 중요하다고 말할 수 있습니다.

정리하면 지금은 분자진단 멀티플렉스 PCR이 굉장히 많이 쓰이는 게 사실이지만, 실험실 연구목적이냐 진단목적이냐는 다를 수 있습니다. 특히 진단목적으로 쓰일 때는 설명드린 것처럼 세심한 평가가 반드시 필요하다는 겁니다. 그런데 이게 쉽지 않은 면이 있습니다. 이미 외국에서 개발한 키트 같은 경우 그걸 싱글로 평가할 수 있는 키트 자체를 아예 공급 안 해 줍니다.

그리고 또 한가지 문제가 요로감염증에서 멀티플렉스 PCR을 평가하고 싶은데 평가할 다른 좋은 방법이 사실 없는 경우도 많습니다. 그래서 평가는 분명 필요한데 쉽지 않은 경우도 있습니다. 평가 과정은 굉장히 복잡하고 데이터 해석도 간단치 않습니다.

다행이 최근 국내에서 키트들이 많이 나오고 있습니다. 그래도 한 기관에서만 평가해선 안되고 진단키트를 만드는 업체와는 별개의 여러 기관에서 평가가 진행이 돼 충분히 임상적, 진단적으로 유효성이 검증돼야 하며 피어리뷰 같은 잡지까지 발표되고 논문화돼야 유효한 검사라고 생각할 수 있겠습니다.

◇차영주 교수(좌장) : 네, 분자진단 검사가 외국에서 수입되는 부분도 있지만 국내도 굉장히 많이 만들어지고 있는데 실제 기술적으로 유효성이 잘 평가되지 않고, 식약청 허가 자체도 없다시피하고 검사대행업체에서 과연 할 수 있는 건가 생각할 문제라 여겨집니다. 처음 한번 허가받을 때 잘 만든 것인지 아는 것도 중요하지만 지속적으로 품질을 유지하는 것도 중요하고 검사실에서도 과연 그 품질을 유지하고 있는 상태로 쓸 수 있는 건가도 생각할 문제라고 봅니다.

<신의료기술 측면에서 분자진단검사>

첨단 검사기법 개발과 수요증가는 시대적 흐름

검사 정확성-유용성 평가방법 체계화 시급

기술적 벨리데이션, 학회와 기관이 역할 분담

국내 자료로 근거삼는 허가당국 유연성 필요

멀티플렉스 PCR이 관심사인거 같은데 분자검사 신의료평가에 관한 일반적 이야기가 될 것 같습니다. 유전자 분자진단검사와 관련된 이슈들은 워낙 유전자가 방대한 정보를 갖고 있고, 검사에 대한 지식, 정보 양이 폭발적으로 증가하고 있다는 것, 이런 노력 때문에 유방암, 백혈병 등 암 종류, 감염 등 임상진료에 괄목할 만한 영향을 미쳤습니다.

또 약리유전학과 관련 약물반응이 사람마다 다를 수 있는 것, 그래서 환자중심 맞춤형 치료들이 꿈의 치료처럼 도입되고 있습니다. 하지만 임상현상에서 의료인이나 일반인에게 이런 정보의 양이 어떤 역할을 할 것이냐는 문제점도 상당수 남아 있습니다. 그래서 DTC 테스트 즉, 유전자가 있을 때 어떤 질병 위험이 있다고 해서 위험검사라고도 하고, 약을 슈퍼 판매하듯 OTC 검사라고도 하는 영역이 문제되고 있습니다.

이 부분이 상업화돼 광고하고 그럴 때 부정확한 이해와 믿음이 있어 오는 혼란이 상당한 이슈라고 생각합니다. 따라서 유전자 검사를 언제 수행하고 어떻게 해석하며 검사역할이 뭔지 정확한 근거에 입각한 임상진료 지침이 필요하다고 생각합니다.

그리고 정보의 투명성과 체계적 관리도 필요합니다. 미국 같은 경우 NIH에서 유전자 검사 등록을 2011년부터 시작할 예정입니다. 휴먼지놈만 해도 2002년 페이퍼에 보면 3만~3만5000개로 십만개 이상 단백질이 형성되고 있고, 이론적으로 뭐든 질병 유발 가능성이 있기 때문에 잠재적 검사대상 규모는 셀 수 없을 정도의 많은 필요성이 있습니다.

2010년에 나온 내용에 따르면 1700여 질병상태에 대한 유전학적 검사가 존재한다고 합니다. 우리나라 통계는 정확한 건 아니지만 지금까지 비급여·급여 목록과 저희 평가사업에서 평가된 걸 합치면 320여 가지 유전자 검사가 비급여 또는 급여 인정된 걸로 알고 있기 때문에 현존 검사조차 우리나라에선 평가 수요가 굉장히 많이 남아있습니다.

이런 검사법들은 잠복질환, 산전 검사, 신생아 스크리닝, 약물유전학, 진단법 검사, 예측검사 등 다양하게 쓰이고 있습니다. 또 의료뿐 아니라 친자 확인, 개인 식별, 가계, 계통, DNA 뱅킹 등 다른 목적으로도 사용되고 있습니다.

1997년 이미 미국 정부 차원에서 휴먼지놈 리서치를 할 때 윤리적·법적·사회적 합의에 대한 이야기를 하며 안전성과 효능을 평가하기 위해 세 가지 기준을 제시했습니다. 첫째는 분석적 타당성, 둘째 임상적 타당성. 셋째 임상적 가치, 즉 검사법이 위해를 능가하는 이득이 있느냐입니다.

대게 피를 뽑아 밖에서 하는 검사니 안전하다고만 생각할 수 있지만 실상 잘못 양성으로 판단했거나 음성으로 판단해 치료 판단에 영향 주었을 때 그로 인해 위해를 줄 수 있고, 그래서 위해 없다고는 이야기할 수 없습니다. 또 잘못 알아 질병 없는 상태인데 질병이 있다고 생각하면 환자가 상당히 불안해하는 정신적 위해가 있을 수 있습니다. 그래서 이런 검사가 위해를 능가하는 이득이 있느냐도 따져야 합니다.

우리나라에서 현재 신의료기술로 평가된 걸 보겠습니다. 점점 증가 추세라고 할 수 있고, 신청기관별로 의료기관이 제일 많습니다. 방법은 여전히 염기서열 검사가 제일 많고 다음에 MLPA, 실시간 PCR 이런 방법들이 있으며, 결과를 보면 신의료기술로 인정된 게 60% 정도 80건이 되고 연구단계로 본 게 31건 정도 됐습니다.

2008년 당시 75건이 1년에 막 들어와 너무 폭주했기 때문에 현실적으로 모든 걸 일일이 다 평가할 수 없어 신속평가란 제도가 필요했습니다. 현재도 추가적으로 더 전문적인 유전검사에 대한 평가원칙을 만들려 재논의 중에 있습니다. 당시 원칙들로 검사목적은 국내 실시 여부, 임상적 유용성을 평가하고 대상질환으로는 선천성 유전질환, 종양성 유전질환 등 진단 퍼포먼스에 대한 부분, 문헌적 근거 등을 보도록 했습니다.

하나의 알고리즘으로 이를 통해 국내에서 실시되는 행위냐, 임상적 유용성이 있느냐, 그리고 검사목적으로 사용하는 방법인가, 진단 정확성 등에 관한 부분들과 애널리틱 퍼포먼스에 관한 자료가 있느냐, 과거 테크니컬 이슈에서 입증돼 있는 정형화된 검사인가, 다 만족될 때 완전한 평가가 면제돼 신속으로 통과되고 불충분하거나 논의가 필요하면 신의료기술 평가대상이 돼서 완전 프로세스를 거치는 알고리즘입니다. 결론적으로 말씀드리면 유전자 분자검사 영역에 방대한 정보가 증가하고 있어 향후 관련 검사법에 신의료기술 신청 증가가 예상됩니다.

또한 검사의 정확성, 임상적 타당성, 유용성 평가방법이 체계화되고, 검사도입에 대한 윤리적·사회적 고려도 필요합니다. 아울러 유전자 검사관련 국내 등록도 필요하다고 생각되고, DTC 관련 국가적 규제 대책이 필요하다고 생각됩니다.

◇차영주 교수(좌장) : 이런 검사가 많이 나오고 필요하다는 데는 어떤 식으로든 다 공감할 거라고 생각합니다. 그런데 문제는 벨리데이션을 어떻게 할 것이냐가 문제입니다. 크게 임상적, 기술적, 분석적 벨리데이션이 있는데 임상적 벨리데이션을 누가 하고, 기술적 벨리데이션은 누가 할 건가를 생각해 봤을 때 대표적으로 진단검사의학회를 전문학회로 생각했고, 다음 보건의료연구원, 심평원 그리고 시약을 허가하는 식약청을 생각해 봤습니다.

식약청에서 시약 허가를 할 때 일차적 벨리데이션이 이뤄진다 생각합니다. 식약청 임상시험 임상평가라는 툴을 통해 전문가 집단에서도 기술적 벨리데이션에 참여할 것으로 생각되고, 다음 전문가 집단과 보건의료연구원에서도 기술적 벨리데이션 작업을 하고 계시고 심평원에서도 일정 역할을 할 수 있을 걸로 생각합니다.

그런데 현재까지 기술적 벨리데이션이 거의 없었다고 할 수 있습니다. 식약청에서 허가해준 적이 없기 때문에 안하는 겁니다. 허가 당국에서 외국 문헌만 볼게 아니라 우리나라에서 새로운 가이드라인을 만들어 퍼뜨리면 되는데 항상 외국에 그런게 있느냐하고 따지다 보니 못합니다.

그런데 우리나라도 OECD에 가입하고 중요한 위치에 있기 때문에 어떤 검사가 우리 건강보험에 등재됐다고 하면 외국에 굉장한 영향력을 미칩니다. 그리고 KFDA에서 허가됐다고 하면 외국 나가서 팔 때도 유리합니다. 그러면 우리나라에서도 빨리 그 검사를 팔게 해주고, 이런 게 지금 HT나 영리중심병원 등 복지부 의료산업화에 해당되는 부분인데 이런 것들이 따라주지 않는 문제가 있다고 생각합니다.

최근 식약청 발표 설명회 자료를 보면 시약을 1단계로 의료기기로 분류하여 허가심사 관리체계를 구축하겠다고 합니다. 그래서 2012년 1월부터 4등급, 즉 다른 사람에 전파되면 크게 문제될 HBV, HCV, HIV 등을 먼저 허가 심사하고, 다음 성병의 PCR 등 대부분 3등급에 속한 것들을 2013년부터 추가해 3~4등급을 확대하고, 2014년엔 전체 시약으로 확대하겠다는 계획을 잡고 있습니다.

그래서 아직 식약청의 1차적 벨리데이션을 생각할 때 기술적 벨리데이션은 사실 없는 상태라고 생각되고, 그 부분을 식약청도 인지하고 계획하고 있으니 해결될 거라고 생각합니다. 그런데 좀 전에 말씀드린 것처럼 어떤 시약, 어떤 항목 이런 것들을 다 밸리데이션할거냐 어떻게 할거냐에 대해 어느 나라도 시약별로 다 벨리데이션하는 나라는 아직 없는 걸로 알고 있습니다.

일례로 미국에선 콜레스테롤 검사를 굉장히 중시하기 때문에 CDC에서 콜레스테롤 값이 표준과 잘 일치하는 정확도를 가진 시약과 기계 조합이 인증돼 리스트가 떠있습니다. 우리나라도 중요하게 생각되고 많이 쓰는 검사라면 어떤 기관에서 평가하는 방식을 생각할 수 있지 않나 합니다.

아시는 바와 같이 멀티플렉스 PCR기술 자체는 이미 보험 등재됐습니다. 그렇다면 신의료를 어디까지 어떤 식으로 인정할 건가, 평가는 어떤 식으로 가이드라인 할 것인가, 수가정책은 어떤 식으로 하면 좋을까 이런 면에서 주제 발표 하신 내용을 생각하셔서 자유롭게 토의를 이어가고자 합니다.

현재까지 분류된 현황은 급여와 비급여로 분류돼 있는데 급여에 PCR, PCR-Hybridization, Microarray Test 등 방법별 분류가 돼 있고, 비급여는 호흡기바이러스만 멀티플렉스가 현재 허용돼 있는 상황인데 지금 멀티플렉스가 자꾸 나오니까 계속 비급여를 할 것인지, 급여를 할 것인지 논란이 되고 있는 상태입니다.

진단검사의학회 춘계학술대회 때 보험이사가 발표한 내용에 굉장히 수긍이 가는 면이 있어서 봤습니다. 일반 의료행위는 무엇을 했나 타깃과 방법이 있고, 액션에 따라 의료행위 구조를 만드는데, 검사에 관한 경우는 어떻게 할 것이냐 입니다. 지금 보면 타깃 검사는 매우 많다는 거죠. 검체에 따라서 검체가 인정 안 된 것이라고 회수당하는 경우도 발생했지 않습니까?

저희 학회 보험이사가 학술대회 때 제안했던 내용인데 행위명엔 검출하고자 하는 물질만 어떤 방법으로 하든지 행위만을 놓고, 행위나 타깃에 검체나 채취시간이 필요하면 변경하는 코드를 만들고, means도 수술이라면 간단하지만 검사 원리, 장비, 시약도 있을 수 있는데 이런 것들을 다 어떻게 조합해 행위명을 만들 것인가?

액션 난이도와 결과보고 형태, 분석적 보고, 판독 등 진단검사 의료행위를 분류하는데 들어가는 구조라고 생각합니다. 여기까지 간단히 발표됐던 내용과 이 시간 토의돼야 할 내용들을 정리하는 의미에서 말씀드렸습니다.

/ 정리= 김자연 기자 nature@bosa.co.kr

강진원 기자  jindol0251@hanmail.net

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