신생아의 면역 기능을 프로파일링하는 최초의 장치에 대해 알아보겠습니다.
신생아 면역 기능을 프로파일링 하는 최초의 장치 개발
싱가포르에 있는 MIT의 연구 기업인 싱가포르-MIT 연구 및 기술 연합(SMART)의 연구원들은 KK 여성 및 아동 병원(KKH)의 동료들과 함께 신생아의 면역 기능을 프로파일링하는 최초의 장치를 개발했습니다. 혈액 한 방울로 신생아의 면역 반응을 실시간으로 파악하여 심각한 염증 상태를 조기에 발견하고 적시에 개입할 수 있게 해주는 BiophysicaL 면역 프로파일링(BLIPI) 시스템은 신생아의 면역 반응에 대한 통찰력을 제공합니다.
신생아 케어의 혁신
이 중요한 혁신은 취약한 신생아, 특히 조산아를 보호하기 위한 신속하고 최소 침습적인 진단 도구에 대한 긴급하고 충족되지 않은 요구를 해결합니다. 신생아 치료의 심각한 미충족 수요 미숙아는 패혈증과 괴사성 장염(NEC)과 같은 생명을 위협하는 질환에 특히 취약합니다.
생후 첫 주에 발생하는 혈류 감염인 신생아 패혈증은 전 세계적으로 매년 최대 100만 명의 영아 사망을 초래하는 주요 보건 문제입니다. 심각한 염증을 일으키는 심각한 장 질환인 신생아 패혈증은 미숙아 사망의 주요 원인 중 하나로, 신생아 패혈증에 걸린 저체중 신생아 중 최대 50%가 생존하지 못합니다. 신생아는 모호한 증상을 보일 수 있어 이러한 질환을 진단하기가 어렵습니다.
그러나 두 질환 모두 빠르게 악화될 수 있으며 회복 가능성을 높이기 위해 즉각적인 의료 개입이 필요합니다. 신생아에서 이러한 심각한 상태를 감지하고 예방하기 위한 현재의 진단 방법은 신생아에게 상당한 양의 혈액인 최대 1밀리리터에 달하는 대량의 혈액 샘플과 긴 실험실 프로세스에 의존하고 있습니다.
이는 생후 28주 미만의 초미숙아 중 총 혈액량이 50ml에 불과한 신생아에게는 적합하지 않으며, 반복적이거나 많은 양의 샘플링을 제한하고 빈혈 및 기타 합병증을 유발할 수 있습니다. 동시에 혈액 배양이나 염증 패널과 같은 기존 검사는 실행 가능한 결과를 얻기까지 몇 시간에서 며칠이 걸릴 수 있어 신속한 표적 임상 개입이 제한될 수 있습니다.
새로운 BLIPI 기기는 0.05ml의 혈액만 필요하고 15분 이내에 결과를 제공함으로써 이러한 문제를 해결합니다. 신생아 치료의 혁신 Pediatric Research에 게재된 “신생아의 전혈 생물물리학적 면역 프로파일링과 면역 반응의 상관관계”라는 연구에서 연구진은 미세유체 기술을 활용하여 면역 세포의 크기와 유연성을 평가함으로써 감염과 싸울 때 면역 세포가 어떻게 변화하는지 측정하는 BLIPI의 방법을 시연했습니다.
세균의 존재 여부만 확인하는 기존 검사와 달리 BLIPI는 아기의 면역 체계가 어떻게 반응하는지를 직접 보여줍니다. BLIPI가 감지하는 세포 변화는 C 반응성 단백질 수치, 백혈구 수, 미성숙 대 총 호중구 비율 등 의사가 의존하는 표준 테스트와 일치합니다. 이 검사 형식은 아기의 면역 체계가 감염과 싸우고 있는지 여부를 신속하게 파악할 수 있습니다. 이 연구에서 BLIPI는 만삭아 8명과 조산아 11명 등 총 19명의 아기를 여러 시점에 검사하는 데 사용되었으며, 아기들 간에 면역 세포의 모양과 행동에 뚜렷한 차이가 있음을 보여주었습니다. 특히 한 미숙아에게 심각한 혈액 감염이 발생했을 때, 이 기기는 심각한 면역 세포 변화를 감지할 수 있었습니다. 이는 감염을 조기에 감지할 수 있는 잠재력을 보여줍니다. 이 연구는 SMART 내 개인 맞춤형 의약품 제조를 위한 중요 분석(CAMP) 및 항균제 내성(AMR) 학제 간 연구 그룹의 연구원들이 주도했습니다.
단 한방울의 혈액
단 한 방울의 혈액 BLIPI는 병동이나 신생아 중환자실에서 결과를 확인할 수 있는 휴대용 기기로, 혈액 샘플을 실험실로 운반할 필요가 없으며 자원이 제한적이거나 시골 의료 환경에서 쉽게 구현할 수 있습니다. 특히, BLIPI는 기존 방법보다 혈액 한 방울만 필요하며, 혈액량도 1/20에 불과합니다. 이러한 신속한 결과는 조기 치료가 중요한 패혈증이나 NEC와 같은 위급한 상황에서 임상의가 생명을 구할 수 있는 결정을 적시에 내리는 데 도움이 될 수 있습니다. "우리의 목표는 최소한의 혈액량, 빠른 처리 시간, 높은 민감도라는 신생아 치료의 고유한 제약 조건 내에서 작동하는 진단 도구를 만드는 것이었습니다. BLIPI는 비침습적인 방법으로 임상의에게 신속하고 실행 가능한 면역 건강 데이터를 제공함으로써 중환자실 신생아에게 실질적인 변화를 가져올 수 있는 중요한 진전을 이루었습니다."라고 SMART CAMP 및 SMART AMR의 연구 과학자이자 연구의 공동 수석 저자인 Kerwin Kwek이 말합니다.