국내 코로나19 진단 검사 기술 및 지침에 관하여 > News Insight

2019년 12월 중국 우한에서 발생한 코로나19는 2020년 3월 세계보건기구(WHO)에서 최고 경고 단계인 '팬데믹(pandemic)'을 선언한 이후, 전 세계적으로 유래 없는 전파를 보이고 있다. 기존의 호흡기 바이러스 감염병과 달리, 극도로 높은 전염성을 보이고 있으며, 연령에 따라 높은 무증상 감염자가 나타나 코로나 19가 폭발적으로 증가하는 북미와 유럽의 지역사회 내 무증상 감염자 비율이 최소 40∼80%까지 나타나는 것으로 예측되고 있다. 

특히, 감염병의 대응에서는 개발과 상용화가 오래 걸리는 치료제와 백신에 앞서 초기 단계에서 감염병의 전파 및 장기화를 막기 위해서는 적극적인 진단검사와 추적을 하는 방역관리가 매우 중요하다. 세계 각국은 한국의 코로나19 신속검사 및 격리를 통한 방역전략을 긍정적으로 평가하고 있으며, 한국 코로나19 진단기술의 위상을 알리게 된 계기가 되었다. 

질병관리청의 코로나 19 (코로나바이러스감염증-19, COVID-19)의 대응지침에 따르면 ‘확진환자’는 ‘임상양상에 관계없이 진단을 위한 검사기준* 에 따라 코로나 19 감염이 확인된 자’로 정의하고 있다. (*코로나 19 유전자 (PCR) 검출, 바이러스 분리)

코로나 19 확진을 위한 코로나 19 검사실 진단지침 (질병관리청, 제 4판, 2020년 12월 3일)에 따르면 검사의 종류는 다음과 같다. 

(1)유전자 검사 (molecular test)

 유전자 검사는 코로나 19 바이러스인 SARS-CoV-2 특이 유전자를 증폭하여 검출하는 방법으로 실시간 역전사(逆轉寫)중합효소연쇄반응 (real-time reverse transcription polymerase chain reaction, real-time RT-PCR)이 가장 많이 사용되고 있으며, 그 외에도 신속 분자진단에 활용되는 등온증폭법 (isothermal amplification method)과 전사매개증폭법 (transcription-medated amplification) 등이 있고, 현재 진단검사 시설이 완비된 검사소에서 검체 채취에서 확진 판정까지 6시간 가량 소요되는 real-time RT-PCR 법이 민감도와 특이도가 가장 높아 표준 검사법으로 사용되고 있다. 

(2) 바이러스 배양

바이러스 분리와 동의어로, 검사 대상자의 검체에서 분리된 바이러스를 세포내에서 배양한 후에 바이러스 증식이 확인되면 유전자 검사 등을 통해 바이러스를 동정(同定)하는 방법으로 살아있는 바이러스를 확인할 수 있는 유일한 방법이나, 오랜 배양시간과 생물안전등급 (Biosafety level) 3등급 이상의 시설이 필요하여, 의료기관의 환자진단에 사용하기에는 부적합한 진단법이다.

(3) 항체검사 (antibody test)

바이러스 자체를 검출하는 방법 대신, 바이러스에 반응하여 인간의 면역체계가 형성한 항체를 검출하는 방법으로 코로나 19의 항체는 감염 후 평균 14일 정도 경과하면 진단에 필요한 충분한 항체를 생성하게 되어 진단에 부합하는 민감도가 나타난다. 특히, 유전자 검사가 객담(가래)이나 면봉으로 채취한 상기도 검체를 대상으로 하는 반면, 항체검사는 대상자의 혈액을 채취하는 방식의 차이가 있다. 따라서 코로나 19의 진단 목적보다는 과거 감염력의 확인, 항체 유병율 조사, 치료용 항체 공여자 선별에 주로 이용되며, 최근 시작된 백신 접종 이후에 중화항체 형성 여부 등에 활용할 수 있다. 

(4) 항원검사 (antigen test)

항원검사는 바이러스 표면이나 내부의 단백질로 이루어진 항원을 면역학적 방법으로 검출하는 검사법으로, 원리적으로는 항체검사와 동일하며, 항체검사는 시약의 항원을 이용하여 검체에서 항체를 검출하고, 항원검사는 반대로 항체를 이용하여 항원을 검출한다. 검체 체취 방식은 유전자 검사와 동일하나 유전자 검사와 달리 진단 신호를 증폭하는 단계가 없기 때문에 유전자 검사에 비해서 민감도가 적게는 1000배 많게는 10,000배 낮은 것으로 알려져 있다. 또한, 유사한 바이러스의 경우 교차반응이 일어날 수 있는 단점도 있다. 최근 신속항원검사와 정밀면역측정법이 개발되어, 사용하기 간편한 신속항원검사를 의료현장에 도입하여 확진관리 이외의 분야에 활용하고 있다. 

코로나19는 RNA를 유전물질로 가지고 있는 대표적인 RNA 바이러스의 일종으로 분자진단, 면역진단 및 영상학적 진단법에 코로나19의 병리 및 진단에 활용되고 있다. 코로나 19의 원인인 SARS-CoV-2 바이러스의 검출에는 직접적으로 핵산을 증폭하는 방식의 ‘분자진단(molecular test)’의 방식과 바이러스와 인체의 면역반응을 이용하는 ‘면역진단(immunological test)’의 방식으로 크게 구분되며, 면역진단에서는 바이러스의 항원을 직접적으로 검출하는 ‘항원진단 (antigen test)’과 바이러스 감염으로 생성된 항체를 검출하는 ‘항체진단(antibody test)’으로 구분되며, 샘플 채취 방식, 측정방식 및 정확도 민감도에서 그 활용방법과 적용법이 결정된다. 현재 국내에서는 확진검사에 분자진단을 채택하고 있으며, 샘플을 운송 후 진단장비가 구비된 전문 의료기관에서 진행하고 있어, 편의성 및 신속성이 떨어지는 단점을 보완할 수 있는 현장진단기술 (RDT, Rapid diagnostic kit)의 수요와 정확도가 뛰어나며 대량 검사를 빠르게 진행할 수 있는 진단 신기술 수요가 증가하고 있다 (Lippi와 Plebani, 2020, 그림). 

미국 FDA에서는 화생방에 관련된 국가위기 등의 긴급 상황(CBRN; Chemical, Biological, Radiation, Nuclear) 및 관련 테러 및 팬더믹 발생에서 한시적으로 필요성이 높은 제품에 대한 FDA 승인의 면책특권을 부여하여 진단기기 및 의료기기의 등급에 따른 제출요건 보다 완화된 규제로 미국 내에서 유통이 가능하도록 하는 재량시행권(Enforcement discretion) 및 긴급사용승인(Emergency Use Authorization, EUA)을  2009년 신종플루(influenza virus H1N1) 팬더믹을 계기로 도입하여 시행하고 있다 (미국 FDA의 FD&C Act Section 564 조항). 

특히 이번 코로나19 사태에서 긴급사용 승인제도는 의약품, 방호기, 의료기기 등에 확대 적용되고 있으며, 우리나라의 경우 메르스(MESR) 발생 시에 대응을 참고하여, 이번 코로나19 대응에 처음 시행 긴급사용 승인제도를 시행하여 다양한 진단기기를 현장에 빠르게 도입하고 있다. 

정부(중앙재해대책본부)에서는 2020년 1월 28일, 긴급사용승인 및 5월 1일자로 코로나19 진단의료기기의 정식승인 신속 승인 검토 정책을 발표하여, 분자진단기와 더불어 항원진단기, 항체진단기 및 코로나19-독감 동시진단기기 등에 대한 승인을 통해 코로나 19 방역 현장에 투입하고 있다. 

식약처는 분자진단에 한해서 긴급사용승인 16건 (일반용 7개 제품, 응급용 9개 제품)을 통해 초기 코로나 19 진단에 활용해 왔으며, 응급용의 경우, 1시간 이내 진단이 가능한 제품으로 응급수술 등 시급한 조치가 필요한 환자에 대한 선별 검사 목적으로만 사용 가능하며 일반용 제품과 마찬가지로 진단기기가 아닌 진단시약에 대한 사용 승인으로, 기존에 허가받은 진단기기를 사용해야 한다. 다만 유전자 증폭방식에 등온증폭방식 등도 폭넓게 인정하여 도입하고 있다. 

특히 방역당국은 2021년 2월 3일 부로 긴급사용승인 허가 특례를 종료하고 2020년 5월부터 도입된 정식승인을 통해 허가된 분자진단 기기 12개, 항원진단 기기 3개, 항체진단기기 3개를 용도에 맞추어 방역현장에서 활용하고 있다 (식약처, 코로나 19 진단시약 국내 정식허가 현황, 2021.1.29.)