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Diagnostics

COVID-19 Diagnostic Tests
  • 작성자medicine
  • 날짜2020-04-06 10:11:00
  • 조회수668

COVID-19 Diagnostic Tests

박경운
서울의대 코로나19 과학위원회 위원
서울의대 검사의학교실 교수


1. COVID-19 및 코로나바이러스
 COVID-19 (세계보건기구, coronavirus disease 2019)의 병원체는 SARS-CoV-2 (international committee for taxonomy of viruses)이다. 질병의 진단에 있어서 체외진단(in vitro diagnostics) 영역에서 얻어지는 다양한 진단검사의학 데이터 및 그 판독의 중요성은 이미 주지의 사실이지만, 인체유래물(검체)에서 병원체의 존재 여부를 규명하는 자체가 곧 감염병의 진단으로 이어질 수 있는 임상미생물 영역에서는 그 중요성이 보다 명확하다.
 지금까지 사람에서 질병을 일으키는 것으로 알려진 코로나바이러스는 7가지이다: CoV-229E, CoV-NL63, CoV-OC43, CoV-HKU1, SARS-CoV, SARS-CoV-2 (2019-nCoV), MERS-CoV-EMC/2012. 이 중 CoV-229E, CoV-NL63, CoV-OC43, CoV-HKU1에 대한 진단검사는 호흡기 질환의 원인 규명을 위해 필요한 경우에 일상적으로 각 병원에서 시행 중이다.

2. COVID-19 분자진단검사 및 결과의 판독
 다양한 검사방법을 통해 바이러스를 검출할 수 있지만, 현 시점에서 SARS-CoV-2 검출에는 주로 분자진단이 사용된다. 분자진단의 핵심은 인체유래물에 존재하는 미량의 바이러스 핵산을 증폭하여 그 존재 여부를 확인하는 것이다. 코로나바이러스가 RNA 바이러스인 관계로 이의 검출을 위해서는 먼저 역전사를 통해 RNA를 DNA로 바꾸는 과정이 필요하다. 전통적인 핵산증폭검사에서는 반응이 완전히 끝난 후에 전기영동을 통해 증폭 여부를 확인하지만, 요즘 진단검사에 흔히 쓰이는 실시간핵산증폭검사의 경우에는 반응 초기부터 반응이 끝날 때까지 증폭의 형광신호를 실시간으로 확인할 수 있다.
 인체 내에서 바이러스의 양은 계속해서 변하지만, 진단검사에서는 특정 시점의 인체유래물 내에 바이러스가 존재하는지 여부를 확인한다. 따라서 특정 시점에 얻어진 데이터의 판독을 통해 바이러스의 존재 유무를 결정하기 위해서는 다양한 인자를 함께 고려하여야 한다. 증폭의 형광신호가 전혀 없거나 강한 경우에는 판독이 용이하지만, 증폭의 형광신호가 약하거나 모호한 경우에는 판독에 상당한 전문성이 요구된다. 이런 경우의 원인으로는 부적절한 검체(불완전한 채취, 운송이나 보관 중 핵산 손실, 교차오염 등), 검사기법 자체의 한계에 기인한 형광신호 잡음, 감염병 초기, 감염병 회복기, 감염병 재활성 등을 들 수 있다. 아래 그림은 SARS-CoV-2 실시간핵산증폭 검사 데이터의 예시이다.


 실시간핵산증폭검사에 사용되는 검사용 염기서열, 형광, 실시간핵산증폭검사기의 조건, 실시간 핵산증폭의 조건 등 다양한 변수가 명확히 조정되고 유지되어야 신속하고 정확한 진단검사 데이터를 얻을 수 있다. 또한 보다 정확한 분자진단을 위해 바이러스의 유전자 2~3개를 동시에 증폭하고 있으므로, 충분한 시간을 갖고 여러 데이터를 모두 숙지하고 종합하여 판독한다. 판독 시에는 음성대조 및 양성대조를 반드시 포함하여 해석하며, 최종적인 판독의 결과는 음성, 양성, 미결정 등으로 제시한다. 일반적으로 SARS-CoV-2 실시간핵산증폭검사는 정성검사이므로 판독 결과에 정량값을 제시하지 못한다.


3. 긴급사용승인
 현재 사용되는 실시간핵산증폭검사 키트는 긴급사용승인(EUA, Emergency Use Authorization) 제품이다. 세계보건기구의 EUAL (Emergency Use Assessment and Listing) 등 여러 비슷한 제도가 있다. 한시적으로 사용이 승인된 이런 제품들에는 일반적으로 다음과 같은 문구가 기재되어 있다:
본 제품은 임상적 성능이 검증되지 않은 긴급사용승인 제품입니다. 일반적으로 체외진단의료기기를 의료영역에 적용하기 위해서는 미리 규정된 바에 따라 수행된 임상적 성능시험의 결과에 따라 해당 체외진단의료기기를 평가하여야 하지만, 긴급사용승인의 경우 국제공중보건위기상황(PHEIC, Public Health Emergency of International Concern) 등의 이유로 임시로 사용승인을 받은 것이다. 따라서 현 시점에서 긴급사용승인 관련 제품들의 민감도 및 특이도 등을 구체적으로 논하는 것은 실익이 없는 일로 판단된다.


References
1. Zhu N, Zhang D, Wang W, Li X, Yang B, Song J, Zhao X, Huang B, Shi W, Lu R, Niu P, Zhan F, Ma
X, Wang D, Xu W, Wu G, Gao GF, Tan W; China Novel Coronavirus Investigating and Research Team. A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. N Engl J Med 2020;382:727-33.
2. Lo IL, Lio CF, Cheong HH, Lei CI, Cheong TH, Zhong X, Tian Y, Sin NN. Evaluation of SARS-CoV-2
RNA shedding in clinical specimens and clinical characteristics of 10 patients with COVID-19 in
Macau. Int J Biol Sci 2020;16:1698-707.
3. World Health Organization. NEW Emergency Use Listing procedure (EUL). Available from:
https://www.who.int/diagnostics_laboratory/eual/procedure/en

 

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