임상 미생물 진단 혁신 기업 퀀타매트릭스(317690, 대표 권성훈)의 분자진단 기술 ‘QMAP’이 재조명받고 있다. 

  지난달 25일 유명 국제학술지 ‘네이처(Nature)’ 본지에 ‘uRAST’ 기술이 게재돼 국내∙외 과학계에서 주목받고 있는 배경에는 ‘다중마커분자진단기술(QMAP: QuantaMatrix Multi Assay Platform)’이 숨은 공신 역할을 한 것으로 알려졌다.

  퀀타매트릭스가 서울대학교병원 및 서울대학교 공과대학과 공동 개발한 올인원 항생제 감수성 검사 솔루션인 ‘uRAST’(Ultra-Rapid Antimicrobial Susceptibility Testing)에 퀀타매트릭 두 가지 핵심 기술이 사용됐다. 첫째는 이미 상업화된 신속 항균제 감수성 검사 기술인 ‘dRAST(direct & Rapid Antimicrobial Susceptibility Test)’ 이고, 둘째는 균 동정 기술인 ‘QmapID(Quick Mapping ID Assay)’이다. 두 기술을 통합해 기존 2~3일 걸리던 항균제 감수성 검사를 13시간 이내로 줄이는 혁신적인 결과를 달성하면서 지난달 25일 네이처 본지에 최단 시간 내 항생제 감수성 검사 기술로 소개됐다.

  최근 전 세계 상급종합병원 및 수탁검사기관 등에서 사용 중인 ‘dRAST’와 다르게 잘 알려지지 않았던 ‘QmapID’가 새롭게 관심받고 있다. 균 동정은 수십 가지 이상의 균종 및 내성 유전자를 동시에 구분해내야 하므로 최첨단 분자진단기술을 활용해야 한다. ‘QmapID’는 여러가지 정보를 한번에 구분하는 다중 진단에 특화된 기술로써 네이처 본지에 게재되면서 주목받고 있다.

  ‘QmapID’는 권성훈 대표가 창업하기 전부터 서울대 공대에서 연구해온 다중마커분자진단기술인 ‘QMAP(QuantaMatrix Multi Assay Platform)’가 본체다. QMAP은 반도체 공정에 사용하는 패터닝 기술과 노광 기술, 미세 나노 입자를 제조하는 나노 기술, 마이크로 디스크에 새겨진 코드 패턴별로 특이적으로 구분 및 검출하는 광학 기술, 표면화학 처리 기술, 생화학 기술 등 다양한 첨단 기술을 융합하여 개발됐다. 핵심은 한 번의 검사로 최대 1000개 이상의 다양한 바이오마커를 구별할 수 있다는 점이다. 

이를 위해 머리카락 굵기보다 작은 50um(마이크로미터) 크기 미세 입자인 ‘마이크로디스크(Microdisk)’에 반도체 공정을 사용하여 다양한 코드를 위치, 크기, 패턴 등을 구분하여 새겨 넣었다. 또한 마이크로디스크에 단백질, DNA, RNA 등 다양한 바이오마커를 부착할 수 있어 바이오 분야에 광범위하게 활용된다.

퀀타매트릭스 다중분자진단 기술은 네이처 자매지 논문 여러 편에서 검증된 원천기술을 융합하여 탄생했다. 재료 분야 권위지인 ‘네이처 머터리얼즈 (Nature Material)’(Impact factor: 41.2)에 2008년, 2010년, 2011년에 게재됐으며, 2009년에는 광학 분야의 유명 학술지인 ‘네이처 포토닉스 (Nature Photonics)’(Impact factor: 35.0)에 실리는 등 4년 연속 네이처 자매지에 실려 주목받았고, 두 논문은 표지논문으로 선정됐다.

다중 검사 장점은 다양한 균을 구별해야 하는 균 동정에 유용하다는 것이다. 균 동정과 내성여부를 확인하기 위해서 약 50~100종에 가까운 서로 다른 균종을 빠르게 구분할 수 있어야 한다. 퀀타매트릭스는 머리카락 단면보다 작은 미세입자에 바코드를 새기는 방법을 이용하여 다양한 균종을 한번의 검사로 특이적으로 구별할 수 있도록 개발하였고, 균 동정에 물리적으로 소요되는 작업과 시간을 과감하게 단축할 수 있었다.

퀀타매트릭스는 ‘QMAP’ 기술을 상용화하기 위해 다양한 장비를 개발하여 2014년 ‘QMAP’과 2015년 ‘QMAP 2.0’으로 의료기기 허가를 획득하였고, 2020년 올인원 솔루션으로 업그레이드한 면역진단용 전자동화 장비 ‘QMIA’ 의료기기 허가를 받았다. 혈액을 통한 4종의 바이오마커로 치매 위험도를 조기 예측하는 ‘알츠플러스(AlzPlus)’ 제품에 해당 기술을 적용하여 식약처 인허가를 받고 상업화를 준비하고 있다.

(왼쪽) QMAP 기술을 활용한 QMAP 2.0 장비, (가운데) 마이크로디스크 구조 및 패터닝, (우측) 전자동화 QMIA장비

퀀타매트릭스가 17년간 끈기 있게 개발해온 고유의 분자진단 원천기술 ‘QMAP’ 플랫폼 기술은 ‘알츠플러스(AlzPlus)’ 사업화에 이어 이번 ‘QmapID’에도 핵심기술이 활용돼 오랜 연구의 결실을 꽃피우고 있다. ‘QMAP’ 플랫폼 기술은 유전물질 분석, 단백질 분석 등 다양한 검사에 적용될 수 있어서 앞으로 고유한 다중 진단의 장점을 바탕으로 ‘QmapID’, ‘알츠플러스(AlzPlus)’뿐만 아니라 다양한 다중 진단 검사에 활용될 것으로 기대된다. 

혈액배양, 균동정, 항생제 감수성 검사를 모두 통합한 최단 올인원 신속 항균제 감수성 통합 검사 솔루션인 ‘uRAST’ 네이처 본지 논문 게재는 퀀타매트릭스가 차별화된 혁신적인 기술로 임상 미생물 진단 시장의 게임 체인저가 될 수 있다고 입증한 것이고, 퀀타매트릭스 분자진단 기술이 다시 부각되고 있다. 회사 창립과 성장 과정에서 지속적으로 연구개발한 노력이 쌓인 결과여서 의미가 크고, 앞으로 행보가 더욱 기대된다.