결핵은 여러 전염병 중 인류를 끈질기게 괴롭혀온 질병이며 지금도 그 위협은 계속되고 있다. 전 세계적으로 10대 사망 원인 중 하나이기도 하다. 세계 보건 기구(WHO)에 의하면 2017년 약 640만 건의 새로운 결핵 사례가 보고되었다 [1]. HIV 양성이면서 결핵으로 사망한 30만 명을 포함하여, 총 160만명이 결핵으로 사망한 것으로 나타났다. 특히 일차 치료 약제중 하나 인 리팜핀에 내성이 있는 결핵은 대략 40만 명 정도에서 발생했고 그 중 80% 정도는 이소니아지드에도 내성이 있는 다제 내성 결핵 환자라고 추정되었다.

국내의 경우 2018년 결핵 환자 수 33,796명, 신환은 26,433명, 사망자는 1800명 정도로 알려져 있는 상황이다. 신환 발생은 감소하는 추세이지만, 여전히 OECD 회원국 중 결핵 발생율, 사망률은 1위를 하고 있다. 최근에는 면역 부전 환자의 증가에 의해서 nontuberculous mycobacterim(NTM) 감염도 증가하고 있다. 결핵균이나 NTM감염의 빠르고 정확한 검사와 진단, 적절한 약제의 선택과 치료는 결핵 퇴치에 매우 중요하다.

임상적으로 결핵을 진단하기 위해서는 흉부 방사선검사, 면역검사, 배양 검사, 항산성 염색, 핵산 증폭 검사 등을 이용하고 있으며, 모두 중요한 검사이지만, 핵산 증폭을 이용한 분자진단검사가 빠른 결과보고와 높은 민감도 등의 이유로 매우 유용하여 많이 쓰이고 있다[2-4].

본원 검사실에서는 Xpert MTB/RIF(Cepheid, Sunny vale,CA), TB/NTM multiplex PCR kit(LG chemistry, Korea,) cobas TaqMan 48 Analyzer(Roche Molecular system, Pleasanton, CA, US) 등을 이용하여 결핵 및 NTM의 분자진단을 하고 있다. TaqMan 48 Analyzer가 단종이 예정되어 있어, 같은 회사제품인 cobas 6800 system으로 교체하기 위하여 비교 검사를 시행하였다. 그 도입 과정에서 경험해 보았던 점들과 비교 분석해 본 결과를 공유하고자 한다.

1. 검체 전처리 과정
Cobas 6800 System 을 기존의 장비와 비교를 해보았을 때, 차이점은 검체의 전처리 이후, 핵산 추출 부터 real-time PCR 까지의 과정이 모두 기기 내에서 이루어져 자동화 되어 있다는 점이다. 전처리 후 핵산 추출과 증폭하는 과정이 자동화 되다 보니 작업자 입장에서 손이 덜 가는 면이 있었다. 그러나 전처리 과정 중 시약 첨가 후 한 시간 정도 실온에서 방치해야 되고 약 5 분간의 sonication 시키는 과정이 추가되어 있다. 5개씩 검체를 넣어주면 sonication 과정은 자동으로 처리 되었지만 이런 과정 때문에 전처리 시간이 다소 길어져 검체가 적을 경우는 전체적 running time은 비슷하였다. 하지만 많은 검체를 처리 할 때는 이 부분에서 병목 현상이 생겨 많은 검체를 한번에 sonification 할 수 있는 처리 시스템의 보완이 필요하다고 사료 되었다.

또 결핵균은 전염력이 높기 때문에 검체를 조작하는 검사자의 안전 또한 유의해야 한다. 검체를 inactivaion 시키는 시약을 넣어 완전 불활화 시키고 추출과 PCR이 자동화 기기 내에서 이루어지다 보니 이전 검사보다는 검사자의 안전에 도움을 줄 수 있었고 오염의 기회도 줄일 수 있었다.

2. 기존 방법과의 일치율, 민감도와 특이도
결핵균을 검출하는 검사 중 배양 검사가 가장 민감도가 높지만, 배양에 걸리는 시간이 길다는 단점이 있다. 분자진단 검사들은 배양 검사 보다는 민감도가 떨어지지만, 검체 채취를 하고 결과가 나오기까지 걸리는 시간이 굉장히 짧다는 큰 장점이 있었다. 기존에 본원에서 사용하던 TaqMan 48의 검사결과에 의한 양성 41 검체, 음성 45 검체로 비교검사를 시행하였다.

양성 검체에서는 두 방법 간 결과의 일치율이 100% 이었으며, 100% positive percent agreement(PPA), 100%의 negative percent agreement(NPA)를 보여주었다. 음성 검체에서의 일치율은 95.56% 이었고 PPA 100%, NPA 95.35%이었다. 기존 기기에서 음성결과를 보여주었던 두 검체에서 6800 기기가 양성으로 판독하였으며 한 검체에서만 액체 배양에 서 양성으로 검증되었다. cobas 6800 System을 사용하여 연구한 기존의 다른 보고를 보면 민감도, 특이도, PPV, NPV 부분에서 기존의 장비들과 비슷하거나 약간 더 높은 수치를 나타냈다고 보고하였다[4,5]. 이들 보고에 의하면 민감도는 객담인 경우에 95-98%, 특이도 98.2%를 보여 주고 있고 특히 도말 음성, 배양 양성인 검체인 경우, 민감도가 86.6%를 나타내었다고 보고하고 있어서 다른 장비나 방법보다 민감도가 약 9% 정도 높게 나온 부분이 눈에 띄는 결과였다 [5]. 본원에서는 이러한 검체확보가 여의치 못해 study 해보지 못했으나 향후 검증해 볼 만한 중요한 부분으로 생각되었다.

이번 비교 검사에서는, 호흡기 검체뿐 만 아니라 조직, 복수, 흉수, CSF 등 액체 검체들을 이용하였다. 모든 검체의 처리과정은 비교적 간편하였으며 검체 종류와는 상관없이 기존 방법과 비교하여 높은 일치율을 보였다.

이번에는 국내에는 아직 출시되지 않아서 비교 해보지 못했으나 특히 MTB-RIF/INH 부분에서는 특이도가 매우 높다고 보고되고 있다[5]. 객담 검체의 경우에 Rifampin 내성의 특이도 100%, INH 내성의 특이도는 97.5%이었다고 보고하고 있어 이 부분의 검사에서도 기대되는 바이다.

3. 검체 처리 능력 및 확장성
결핵균을 검출하는 검사 중 배양 검사가 가장 민감도가 높지만, 배양에 걸리는 시간이 길다는 단점이 있다. 분자진단 검사들은 배양 검사 보다는 민감도가 떨어지지만, 검체 채취를 하고 결과가 나오기까지 걸리는 시간이 굉장히 짧다는 큰 장점이 있었다. 기존에 본원에서 사용하던 TaqMan 48의 검사결과에 의한 양성 41 검체, 음성 45 검체로 비교검사를 시행하였다.

기존의 Cobas taqman 48은 검체 처리 할 수 있는 용량이 45 test/ day이었고, 6800은 최대 384 test/ 8 hrs를 처리할 수 있었다. 더구나 HBV, HCV, HIV, NTM, MTB-RIF/INH 등의 검사룰 동시에 검사할 수 있어서 비교적 검체가 많은 검사실에서 사용하기에 유용하다고 사료되었다. 아직 국내에 출시되지 못했지만 NTM, 항결핵제에 내성여부(MTB-RIF/INH)까지 빠른 시간 내 에 결핵균 관련 질환을 진단할 수 있는 장점을 가지고 있어서 많은 기대가 된다.

물론 TAT는 두 시간 걸리는 Xpert system 만큼 빠르지는 못하였으나, 검체 처리 용량이 Xpert는 64 test/ 8 hrs 이었고, MTB-/RIF 검사만 가능하며 비용면에서의 차이 등을 고려하여 각 검사실에서는 상황과 목적에 맞는 적절한 분자검사를 선택해서 사용하면 좋을 것 같다.