KR101590324B1

KR101590324B1 - 향상된 결핵 진단 방법

Info

Publication number: KR101590324B1
Application number: KR1020140049487A
Authority: KR
Inventors: 하상준; 정윤희; 조상래; 강영애
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2016-02-01
Also published as: KR20150123069A

Abstract

본 발명은 혈액을 이용하여 활동성 폐결핵은 물론, 활동성폐결핵과 잠복결핵을 진단할 수 있는 형상된 결핵진단법에 관한 것으로서, 소량의 혈액을 이용하여 결핵특이적인 항원과 결핵비특이적인 항원으로 자극한 후, 결핵 특이적인 자극으로 분비되는 IP-10의 반응과 비특이적인 자극에 의한 반응의 비율을 계산함으로 해서, 결핵의 초기진단, 즉 잠복결핵을 진단해 낼 수 있는 결핵진단법을 제공할 수 있다.

Description

향상된 결핵 진단 방법 {METHOD FOR ENHANCED DIAGNOSIS OF TUBERCULOSIS}

본 발명은 결핵 진단을 위하여 정보를 제공하기 위한 방법에 관한 것으로서, 활동성 결핵과 잠복성 결핵을 구분할 수 있다는데 그 특징이 있다.

전 세계인구의 3분의 1인 20억 명이 결핵균에 감염되어 잠복감염상태이며, 매년 약 920만 명의 새로운 환자가 발생하고, 그 중 약 170 만 명이 결핵으로 사망하고 있다. 현재 결핵에 대한 예방 백신인 BCG 백신은 성인에서는 효과가 없는 것으로 판명되었고, 치료 백신은 상용화된 것이 없는 실정이다. 세계보건기구에서 권장하고 있는 결핵 치료제 (1차 및 2차 약제)는 6개월간의 장기적이고 지속적인 투여 필요 및 막대한 치료비 소요, 빈번한 부작용, 다약제내성 결핵균에 대한 미비한 효능, 결핵균의 재발에 대한 무방비한 효능 등의 단점이 대두되어 왔다. 또한, 결핵이 전 세계적으로 더욱 문제가 되는 것은 심각한 합병증을 초래하고 사망에 이르게 하기 때문이므로, 결핵의 조기 진단 및 치료가 무엇보다도 중요하다.

결핵을 진단하는 방법으로는 1) Mantoux tuberculin skin test (TST)로 전 세계적으로 통용되어 왔다. 이 진단법은 투베르쿨린 (tuberculin)을 정제하여 얻은 단백질 유도체 (PPD)를 팔에 주사하고, 45-72시간 후에 나타나는 반응의 정도를 측정하는 특이적인 반응이다. 하지만 비결핵균 감염자와, BCG 백신 접종자, TST 주입이 잘못된 경우, 반응의 정도를 잘못 측정한 경우 등 거짓양성 반응이 나올 가능성이 많기 때문에 결핵감염을 진단하는 기준으로써 신빙성이 감소하였다. 2) 혈액을 이용한 검사법으로는 결핵균 특이항원에 의해 자극된 T 세포가 분비하는 IFN-g 단백질을 정략적으로 분석하는 방법인 Quantiferon이 사용되어지고 있다. 이 방법은 결핵균 특이적인 면역반응을 보는 것이기 때문에 다른 검사법들에 비해 높은 특이도를 보이고, 안전하고, 빠른 결과를 볼 수 있어서 선진국을 중심으로 널리 사용되어 지고 있다. 하지만 이 방법은 잠복결핵감염과 활동성 폐결핵의 환자를 구분하기 어렵기 때문에, 결핵초기진단이 불가하고, 이로써 기존의 검사 표적인 IFN-g 외에 추가적인 바이오 마커의 개발이 시급한 실정이다.

선행발명기술 특허로서, 대한민국 출원 10-2008-0092934호는 결핵의 단계 진단용 마커의 스크리닝 방법 및 발굴된 단백질 항원에 대하여 개시하고 있다. 또한, 대한민국특허 제10-2012-0075886호는 IP-10 mRNA 표적 실시간 역전사효소 중합반응을 이용한 결핵의 진단을 위한 정보제공방법 및 이를 위한 결핵 진단용 키트에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 상술한 특허들은 본 발명에서 제시하고 있는 항원에 의하여 분비되는 단백질의 양의 비율을 측정하여 진단하는 방법과는 상이하다.

본 발명의 목적은 소량의 혈액을 이용하여 활동성 폐결핵은 물론, 활동성폐결핵과 잠복결핵을 진단할 수 있는 형상된 결핵진단법을 제공하는 것이다.

상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 예의 연구한 결과, 소량의 혈액을 이용하여 결핵특이적인 항원과 결핵비특이적인 항원으로 자극한 후, 결핵 특이적인 자극으로 분비되는 IP-10의 반응과 비특이적인 자극에 의한 반응의 비율을 계산함으로 해서, 결핵의 초기진단, 즉 잠복결핵을 진단해 낼 수 있는 결핵진단법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태로서, 본 발명은 다음과 같은 단계를 포함하는 결핵진단을 위한 정보제공방법을 제공할 수 있다:

(1) 피검자의 혈액 샘플을 채취하는 단계;

(2) 상기 혈액 샘플에 결핵공통항원(A) 및 비특이적 항원(B)을 각각 처리하는 단계;

(3) 상기 혈액 샘플을 항원과 반응시키는 단계;

(4) 상기 혈액 샘플에서 IP-10의 값을 측정하는 단계; 및

(5) 하기 반응식1에 의하여 결과값을 얻는 단계.

[반응식 1]

상기에서 A는 결핵공통항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이고, B는 결핵비특이항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이며, C는 항원 자극 없이 분비된 IP-10의 농도 값을 의미한다.

상기에서 D값이 0.8244 보다 크면 활동성 결핵이라고 볼 수 있다.

상기에서 D값이 0.8244 보다 작으면 잠복성 결핵이라고 볼 수 있다.

본 발명의 다른 양태로서, 본 발명은 다음을 포함하는 결핵진단을 위한 정보제공장치를 제공할 수 있다:

(1) 혈액 샘플에서 결핵공통항원(A), 결핵비특이적항원(B)을 각각 처리한 후 분비된 IP-10의 농도를 입력받는 입력부;

(2) 상기 입력부에 입력된 데이터를 이용하여 결핵 예측값을 계산하는 연산부; 및

(3) 상기 계산 결과가 출력되는 출력부.

[반응식 1]

상기에서 A는 결핵공통항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이고 B는 결핵비특이적항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이며, C는 항원 자극 없이 분비된 IP-10의 농도 값이다.

본 발명의 또다른 양태로서, 본 발명은 결핵 초기 진단을 위한 진단 키트를 제공할 수 있다. 상기 진단 키트는 항원으로서 결핵공통 항원 및 결핵비특이항원, 그리고 결핵 바이오 마커로서 IP-10을 포함한다.

본 발명은 결핵공통항원에 의한 단백질 분비량을 비특이적인 마이토젠(mitogen)에 의한 분비량으로 나눈 값, 즉 그 비율을 본 것이다. 이로 인해 진단은 민감도와 특이도가 증진되었고, 잠복결핵과 활동성 결핵을 90% 이상 구분할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 IFN-g 와 IP-10의 반응성을 보여주는 그래프이다. 혈액을 결핵공통항원 (A), 마이토겐 (B) 으로 반응시킨 후 나타나는 IFN-g 와 IP-10의 반응성과, 그 비율(C)을 나타내는 그래프이다.
도 2는 IFN-g 및 IP-10의 바이오마커로서의 유효성을 비교해 보기 위한 ROC 커브에 대한 그래프이다.
도 3은 IFN-g 및 IP-10에서의 민감도와 특이성을 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 결핵 진단을 위한 정보제공방법이 도시된 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 결핵 진단 장치의 구성이 도시된 블록도이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 목적은, 소량의 혈액을 이용하여 결핵공통항원과 결핵비특이항원으로 자극한 후, 결핵 특이적인 자극으로 분비되는 IP-10의 반응과 비특이적인 자극에 의한 반응의 비율을 계산함으로 해서, 결핵의 초기진단, 즉 잠복결핵을 진단해 낼 수 있는 결핵진단법을 제공하는 것이다.

결핵 질환에서 '활성기(active phase)'는 결핵균이 활발하게 증식하는 단계를 말한다. 통상적으로 결핵에 걸린 동물의 혈청으로부터 다량의 결핵균이 검출되는 시기이다. '잠복기(latent phase)' 또는 비활성기는 결핵균으로 감염되어 있으나, 이의 증식이 억제되어 결핵균이 검출되지 않는 단계를 말한다. 일반적으로 결핵균은 정상 동물에 감염될 경우에 활성기 없이 잠복기에 들어간다. 숙주의 면역반응 또는 항생제 등의 치료에 의하여 결핵균의 증식이 억제되고, 숙주의 면역 상태 또는 치료 정도에 따라 잠복기는 매우 다양한 기간 동안 지속될 수 있다. 이 때, 결핵균이 검출되지 않거나, 미비한 양이 검출된다.

본 발명에서 사용된 용어, '진단'은 병리 상태의 존재 또는 특징을 확인하는 것을 의미한다. 본 발명의 목적상, 진단은 잠복결핵 여부를 확인하는 것이다.

(1) 피검자의 혈액 샘플을 채취하는 단계;

(2) 상기 혈액 샘플에 결핵공통항원(A)과 결핵비특이적항원(B)을 각각 처리하는 단계;

(3) 상기 혈액 샘플을 항원과 반응시키는 단계;

(4) 상기 혈액 샘플에서 IP-10의 값을 측정하는 단계; 및

(5) 하기 반응식1에 의하여 결과값을 얻는 단계.

[반응식 1]

도 4의 모식도를 참조로 결핵진단을 위한 정보제공방법을 설명한다. 도 4에서 나타난 바와 같이, 피검자로부터 혈액을 채취한다(100). 채취된 혈액 샘플은 세 개의 샘플로 나누어 준비하여, 항원 처리 단계로 들어간다(200). 세 개의 혈액 샘플에 각각 결핵공통항원(A), 결핵비특이항원(B)을 처리하고, 나머지 하나는 항원을 처리하지 않는다(c). 여기서 결핵비특이항원(B)은 양성대조구이고, 항원을 처리하지 않은 것은 음성대조구가 된다. 세개의 혈액 샘플에서 각각 반응이 진행된다(300). 상기 반응은 37℃에서 24시간 진행된다. 반응후 결핵진단 마커인 IP-10의 농도를 각각 측정한다(400). 상기 IP-10의 농도는 cytometric bead array에 의하여 분석될 수 있으며, 이외에 ELISA나 Luminex를 이용한 assay 등 단백질을 정량할 수 있는 모든 분석법으로도 가능하다. 측정된 값을 반응식 1에 넣어 연산을 수행한다(500).

본 명세서에서 '결핵공통항원'이란 ESAT-6, CFP-10, TB7.7, Ag85A, PstS-3, Mtb32, PPD 을 의미하며, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에서 '결핵비특이항원'이란 T 세포의 활성을 비특이적으로 자극시키는 화학물질을 의미한다. 본 발명에서는 결핵에 특이적인 항원에 대응하여, 면역세포들의 활성화 정도를 측정하기 위하여 결핵비특이항원을 사용한다. 특히, 본 발명에 따르면 상기 결핵비특이항원은 마이토젠(mitogen)인 것을 특징으로 한다. 상기 마이토젠은 피토헤마글루니틴(phytohaemagglutinin: PHA), 콘카나발린(concanavalin A: conA), 포크위드 마이토젠(pokeweed mitogen: PWM)을 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 구체예로서, 마이토젠은 양성대조구로써, 그 예로 피토헤마글루티닌(phytohaemagglutinin: PHA)을 포함할 수 있다. 이 양성대조구로부터 결핵공통항원과 대조되는 비특이적 면역반응을 볼 수 있다

한편, 음성대조구로서, 무항원 처리된 샘플에서의 IP-10의 농도를 참조할 수 있다. 이는 항원에 자극되지 않더라도 반응이 나올 수 있기 때문에, 음성대조구로 보정함으로써 예측값의 정확도를 향상시킬 수 있다.

'IP-10'은 항원제시세포(antigen presenting cell)에 의해 발현되는 작은 사이즈의 케모카인(chemokine)이며, 염증성 면역반응을 유도하는 주요 유도체이다. IP-10의 분비는 항원제시세포가 결핵균 특이 항원을 세포표면에 제시했을 때 T-세포가 이를 인지하여 시작된다. IP-10은 IFN-γ에 비해 보다 많은 양이 발현된다고 알려져 있기 때문에, 기존의 IFN-γ를 표적으로 했을 때, 민감도 문제가 되었던 어린이, HIV감염자, 노인에서 보다 높은 민감도를 이끌어 낼 수 있는 표적으로써 최근 연구가 활발히 진행되고 있는 주요한 바이오 마커이다.

본 발명에 따르면, 상기 반응식 1에 의하여 계산된 단백질의 비율에 의하여 활동성 결핵인지 잠복성 결핵인지 여부를 진단할 수 있다.

반응식 1에 의하여 계산된 D 값은 0.8244를 기준으로, 잠복결핵과 활동성 폐결핵이 90%이상 구분이 가능하다는 것을 로 확인하였고(도 3C 참조), 반응식 2와 같은 구분이 가능해진다. 0.8244이하로 나오는 개체를 잠복결핵으로 보고, 그 이상으로 나오는 개체를 활동성 폐결핵으로 구분이 가능하고, 이는 90%이상의 민감도와 특이도를 가진다.

[반응식 2]

활동성 폐결핵 > 0.8244 > 잠복결핵

또한, 본 발명은 다른 양태로서, 본 발명은 다음과 같은 입력부, 연산부와 출력부를 포함하는 결핵진단을 위한 정보제공장치를 제공할 수 있다.

(1) 혈액 샘플에서 결핵공통항원 및 결핵비특이적 항원의 자극을 받아서 분비된 IP-10의 농도를 입력받는 입력부;

(3) 상기 계산 결과가 출력되는 출력부.

도 5에 의하여 구체적으로 본 발명에 따른 분석장치를 구체적으로 설명한다.

상기 입력부는 일 실시예로서 혈액 등을 피검자로부터 채취하여 이를 분석하는 분석장치를 포함할 수 있으며, 구체적으로 결핵공통항원과 결핵비특이적 항원을 포함하는 진단키트와 연결될 수 있다. 또는 입력부는 키보드 또는 마우스 등의 입력장치가 될 수 있다.

상기 연산부에서는 하기 반응식 1에 의하여 연산을 수행하는 것을 특징으로 한다. 상기 연산부는 컴퓨터 등으로 구현될 수 있다.

[반응식 1]

상기 출력부는 상기 반응식에 의한 D값을 기준으로 활동성 결핵인지 잠복성 결핵인지를판단하여 결과를 출력한다. 출력부는 모니터, LCD 패널 등의 출력장치로 구현될 수 있다.

상기 진단키트는 하기 반응식 1에 의하여 결핵을 진단할 수 있다.

[반응식 1]

상기에서 A는 결핵공통항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이고 B는 결핵비특이항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이며, C는 항원 자극 없이 분비된 IP-10의 농도 값이다.

상기에서 D값이 0.8244 보다 크면 활동성 결핵인 것을 특징으로 한다.

상기에서 D값이 0.8244 보다 작으면 잠복성 결핵인 것을 특징으로 한다.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

혈액 샘플의 채취 및 수집

임상연구대상 환자 및 대조군의 혈액샘플을 이용하여 특정 사이토카인 검출 최적화 방법을 확립하였고, 이를 적용하여 결핵환자를 구별할 수 있는 바이오마커를 확립하고자 하였다. 본 연구에 사용된 임상샘플은 아래 <표 1>에 정리하였다.

본 실시예에서 사용된 혈액 샘플은 세브란스 병원의 임상연구대상 환자 및 대조군의 혈액샘플이 3개월간 모집되었다. Control은 균이 전혀 검출되지 않고, X-ray 상 TB 증상이 전혀 없고, TST 음성, 결핵환자와의 접촉 또한 없는 26명을 의미힌다. LTBI는 활동성 폐결핵을 앓고 있는 환자와의 접촉시간이 한달이상인 사람 중 TST 양성인 20명을 의미한다. Active TB 환자는, 균검출과 X-ray 결과를 통해 진단되어진 33명을 의미한다.

[표 1]

항원-항체 반응 결과에 의한 단백질 양 검출

구체적으로, 1) Quantiferon 과 동일한 방법으로, 혈액 1ml을 결핵공통항원으로 알려진 3가지 항원 ESAT-6, CFP-10, TB7.7이 담긴 튜브에 담고 24시간 반응 시켰다. 이에 대한 양성대조군으로써 mitogen 튜브를 사용하였고, 이는 phytohaemagglutinin (PHA)이 포함되어 있다. 2) 24시간 반응시킨 반응물의 상층액을 25 ul씩 취하여 Cytometric Bead Array를 수행하였다. 3) 결핵균 특이적으로 분비된 여러 단백질들의 양과, mitogen으로 인한 비특이적으로 분비된 단백질들의 양, 그리고 그 비율을 반응식 1로 계산하였다.

결핵 진단용 바이오 마커 탐색을 위한 테스트

본 발명자들은 IFN-g 를 대체할 다른 바이오마커를 찾기 위해, 11가지의 바이오마커가 평가되었으며 그 리스트를 아래 <표 2>에 표기하였다.

[표 2]

표2에 나타난 바와 같이, 다양한 사이토카인 및 케모카인을 테스트한 결과 IFN-g와 IP-10 (interferon inducible protein-10)에서 흥미로운 결과가 관찰되었다 (도 1).

본 연구에서는 BD 사 (BD Biosciences)의 cytokine bead assay kit를 사용하였고, BD 사 뿐만이 아니라, cytokine 정량분석을 할 수 있는 방법은 무엇이든지 가능합니다. Bead를 이용한 제품 뿐만이 아니라, ELISA나 Luminex를 이용한 assay 또한 가능하다.

그 결과, 도 1A에서 볼 수 있는 바와 같이, 결핵공통항원에 대한 특이적인 반응으로는 기존의 보고에서와 유사하게 IFN-g 와 IP-10 모두 결핵환자에서 높게 발현이 되어 정상인과 결핵환자, 그리고 잠복결핵과 활동성 폐결핵환자 간 차이가 통계적으로 유의하게 나타났다(도 1A 참조). 하지만 이러한 통계적 유의한 차이에도 불구하고 결핵공통항원에 대한 IFN-g 및 IP-10 농도 만으로는 잠복결핵과 활동성 폐결핵환자의 명확한 구분이 불가능하였다. 흥미롭게도 mitogen으로 반응시킨 비특이적인 반응에서는, IFN-g 농도가 정상인과 잠복결핵에 비해 활동성 폐결핵 환자에서 낮게 검출되었고 IP-10 농도는 세 그룹 간 크게 차이가 크지 않음을 관찰하였다(도 1B). 본 연구에서는 이러한 결핵 비특이적 IFN-g 및 IP-10 생성에서의 새로운 관찰 결과를 바탕으로, 결핵공통항원으로 자극시켰을 때 관찰되는 IFN-g 및 IP-10 농도와 mitogen으로 자극시켰을 때 관찰되는 IFN-g 및 IP-10 농도의 비율을 계산하여 비교하였다(도 1C). IFN-g 비율의 경우, 결핵공통항원을 자극시킨 결과와 비슷하게 정상인과 결핵환자, 잠복결핵과 활동성폐결핵환자 간 통계학적 유의성을 가지는 차이가 보였지만, 여전히 잠복결핵과 활동성폐결핵을 명확하게 구분하지는 못했다. 이에 반해, IP-10 비율의 경우, 정상인과 활동성 폐결핵환자의 구분은 물론, 잠복결핵과 활동성 폐결핵을 보다 명확하게 구분할 수 있는 것으로 사료되었다.

[비교예 1]

기존의 진단방법과 본 과제에서 개발한 진단방법의 바이오마커 유효성 비교 검토

IFN-g 와 IP-10의 두 바이오마커의 유효성을 비교해 보기위해 ROC curve를 그려본 결과 도 2를 얻을 수 있었다. 결핵공통항원 자극 시 얻어지는 IFN-g 농도 및 IP-10 농도를 바이오마커로 사용하였을 경우 모두에서 모두 통계적으로 유의한 area 값과 p-value값을 나타냈지만, IFN-g 비율과 IP-10 비율을 바이오마커로 사용하였을 경우에 있어 훨씬 더 높은 area 값과 p-value를 나타냄으로 해서, 이러한 결핵공통항원 자극 시 생성되는 IFN-g 농도 및 IP-10 농도를 mitogen 자극 시 생성되는 IFN-g 농도 및 IP-10 농도로 각각 나누어 준 값을 바이오마커로 사용하는 것이 결핵진단의 민감도와 특이도를 획기적으로 향상시킬 수 있는 바이오마커임을 검증할 수 있었다. 특히 IP-10 비율은 가장 민감도와 특이도가 높은 결핵진단 바이오마커로 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

현재 사용되고 있는 바이오마커인 결핵공통항원자극에 의한 사이토카인 반응성과, 본 연구에서 발견한 결핵공통항원자극과 mitogen 자극에 대한 사이토카인 반응성의 비율을 이용하여 결핵을 진단할 수 있는 바이오마커로써의 효율성을 아래 <표 3>에 비교정리함으로써, 본 연구에서 개발된 바이오마커가, 결핵환자의 진단 뿐 아니라, 결핵환자와 잠복결핵을 명확하게 구분이 가능하고, 더욱 높은 민감도와 특이도를 가지는 향상된 바이오마커라는 것을 보였다.

[표 3]

ROC curve를 통해, cut-off값을 구하였고, 이를 통해, 잠복결핵감염과 활동성 폐결핵을 얼마나 구분할 수 있는지 확인해 보았다 <도 3>. IFN-g 비율의 경우는 민감도와 특이도 두 가지 모두 90% 이상 되는 점을 찾을 수 없었다. 대신 민감도 (Sensitivity)가 90% 이상인 지점을 cut-off 값으로 정했을 경우, 그 값은 0.04135로 계산되었고 이때 잠복결핵의 경우 70%만 구분이 가능했고, 활동성 폐결핵의 경우 90% 구분이 가능했다 <도 3A>. 특이도 (Specificity)가 90% 이상인 지점을 cut-off 값으로 정했을 경우, 그 값은 0.4833로 계산되었고 이때 잠복결핵은 90% 구분이 가능했지만, 활동성 폐결핵의 경우는 27%만이 구분이 가능했다 <도 3B>. 이에 반해, IP-10 비율의 경우 민감도와 특이도를 둘 다 동시에 90%이상 되는 지점인 0.8244를 cut-toff로 정할 수 있다. 이 경우, 90% 이상의 잠복결핵을 구분할 수 있었고, 활동성폐결핵환자 역시 90% 이상 구분이 가능해졌다.

반응식 1의 계산결과, 그 값이 0.8244를 기준으로, 잠복결핵과 활동성 폐결핵이 90%이상 구분이 가능하다는 것을 확인하였고(도 3C 참조), 반응식 2 와 같은 구분이 가능해진다. 0.8244이하로 나오는 개체를 잠복결핵으로 보고, 그 이상으로 나오는 개체를 활동성 폐결핵으로 구분이 가능하고, 이는 90%이상의 민감도와 특이도를 가진다.

[반응식 2]

활동성 폐결핵 > 0.8244 > 잠복결핵

[ 비교예 2]

기존의 진단법과 본 연구에서 개발한 진단법을 이용한 그룹간 구분 정도 비교

결핵공통항원으로 자극 시킨 사이토카인 반응성으로 결핵을 진단하던 기존의 바이오마커와 본 연구에서 개발한 mitogen 반응성과의 비율로 결핵을 진단할 수 있는 바이오마커를 비교 분석하기 위하여, ROC curve를 통해 도출된 cut-off 값을 통해 잠복결핵감염과 활동성 폐결핵을 구분할 수 있는 정도를 비교해 보았다 (표4 참조). 결핵공통항원으로만 자극시킨 바이오마커의 경우는, IFN-g 와 IP-10 모두 민감도와 특이도를 동시에 만족시킬 수 있는 cut-off값을 정할 수 없었다. IFN-g의 경우, 민감도가 90% 이상인 점을 cut-off 값으로 정했을 경우, 그 값은 183.1로, 이 값을 기준으로 양의 수치를 나타내는 정상인은 0명 (0%), 잠복결핵은 8명 (40%), 활동성 폐결핵의 경우 30명 (90.9%) 구분이 가능하였다. 특이도가 90% 이상인 점을 cut-off 값으로 정했을 경우, 그 값은 2005이고, 양의 수치를 나타내는 정상인은 0명 (0%), 잠복결핵은 2명 (10%), 활동성 폐결핵의 경우는 4명 (12.1%) 만이 구분이 가능했다. IP-10의 경우, 민감도 가 90% 이상인 점을 cut-off 값으로 정했을 경우, 그 값은 7398로, 이 값을 기준으로 양의 값을 나타내는 정상인은 0명 (0%), 잠복결핵은 9명 (45%), 활동성 폐결핵의 경우 30명 (90.9%) 구분이 가능했다. 특이도가 90% 이상인 점을 cut-off 값으로 정했을 경우, 그 값은 17394로, 이 값을 기준으로 양의 값을 나타내는 정상인은 0명 (0%), 잠복결핵은 2명 (10%), 활동성 폐결핵의 경우는 23명 (69.7%) 구분이 가능했다. 하지만, 여전히 그룹 간 겹치는 부분이 많기 때문에, 수치를 이용한 구분은 불가능하다.

[표 4]

본 연구에서 개발한 결핵공통항원과 mitogen에 의한 IP-10 반응성의 비율은 민감도와 특이도를 모두 만족시키는 수준에서 잠복결핵과 활동성폐결핵을 구분할 수 있는 바이오마커로 사용될 수 있음을 제안하고, 기존에 사용되던 방법보다 훨씬 더 향상된 바이오 마커라고 판단된다.

Claims

삭제
(1) 피검자의 혈액 샘플을 채취하는 단계;
(2) 상기 혈액 샘플에 결핵공통항원(A) 및 비특이적 항원(B)을 각각 처리하는 단계;
(3) 상기 혈액 샘플을 항원과 반응시키는 단계;
(4) 상기 혈액 샘플에서 IP-10의 값을 측정하는 단계; 및
(5) 하기 반응식1에 의하여 결과값을 얻는 단계;를 포함하는 결핵진단을 위한 정보제공방법으로서;
[반응식 1]

상기에서 A는 결핵공통항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이고 B는 결핵비특이항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이며, C는 항원 자극 없이 분비된 IP-10의 농도 값이며;
상기에서 D값이 0.8244 보다 크면 활동성 결핵인 것을 특징으로 하는 정보제공방법.
(1) 피검자의 혈액 샘플을 채취하는 단계;
(2) 상기 혈액 샘플에 결핵공통항원(A) 및 비특이적 항원(B)을 각각 처리하는 단계;
(3) 상기 혈액 샘플을 항원과 반응시키는 단계;
(4) 상기 혈액 샘플에서 IP-10의 값을 측정하는 단계; 및
(5) 하기 반응식1에 의하여 결과값을 얻는 단계;를 포함하는 결핵진단을 위한 정보제공방법으로서;
[반응식 1]

상기에서 A는 결핵공통항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이고 B는 결핵비특이항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이며, C는 항원 자극 없이 분비된 IP-10의 농도 값이며;
상기에서 D값이 0.8244 보다 작으면 잠복성 결핵인 것을 특징으로 하는 정보제공방법.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 결핵 공통 항원은 ESAT-6, CFP-10, TB7.7, Ag85A, PstS-3, Mtb32, 및 PPD로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 정보제공방법.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 비특이적 항원은 T 세포의 활성을 자극하는 것을 특징으로 하는 정보제공방법.
제5항에 있어서, 상기 비특이적 항원은 마이토젠(mitogen)인 것을 특징으로 하는 정보제공방법.
제6항에 있어서, 상기 마이토젠은 피토헤마글루티닌(PHA), 콘카나발린 A(conA), 포크위드 마이토젠(PWM)로 구성된 군에서 선택되는 1종 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 정보제공방법.
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(1) 혈액 샘플에서 결핵공통항원, 결핵비특이적항원을 각각 처리한 후 분비된 IP-10의 농도를 입력받는 입력부;
(2) 상기 입력부에 입력된 데이터를 이용하여 결핵 예측값을 계산하는 연산부; 및
(3) 상기 계산 결과가 출력되는 출력부를 포함하는 결핵진단을 위한 정보제공장치로서, 상기 (2) 단계는 하기 반응식 1에 의하여 계산되고,
[반응식 1]

상기 식에서, A는 결핵공통학원에 의하여 자극 받은 IP-10의 농도이고, B는 결핵비특이적항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이며, C는 항원 자극 없이 분비된 IP-10의 농도 값이고,
상기에서 D값이 0.8244 보다 크면 활동성 결핵인 것을 특징으로 하는 정보제공장치.
(1) 혈액 샘플에서 결핵공통항원, 결핵비특이적항원을 각각 처리한 후 분비된 IP-10의 농도를 입력받는 입력부;
(2) 상기 입력부에 입력된 데이터를 이용하여 결핵 예측값을 계산하는 연산부; 및
(3) 상기 계산 결과가 출력되는 출력부를 포함하는 결핵진단을 위한 정보제공장치로서, 상기 (2) 단계는 하기 반응식 1에 의하여 계산되고,
[반응식 1]

상기 식에서, A는 결핵공통학원에 의하여 자극 받은 IP-10의 농도이고, B는 결핵비특이적항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이며, C는 항원 자극 없이 분비된 IP-10의 농도 값이고,
상기에서 D값이 0.8224 보다 작으면 잠복성 결핵인 것을 특징으로 하는정보 제공장치.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 결핵 공통 항원은 ESAT-6, CFP-10, TB7.7, Ag85A, PstS-3, Mtb32, 및 PPD로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 정보제공방법.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 비특이적 항원은 마이토젠(mitogen)인 것을 특징으로 하는 정보제공방법.
제13항에 있어서, 상기 마이토젠은 피토헤마글루티닌(PHA), 콘카나발린 A(conA), 포크위드 마이토젠(PWM)로 구성된 군에서 선택되는 1종 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 정보제공방법.
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결핵 초기 진단을 위한 진단 키트로서, 항원으로서 결핵공통 항원 및 결핵비특이항원, 그리고 결핵 바이오 마커로서 IP-10을 포함하고,
하기 반응식 1에 의하여 결핵을 진단하는 진단 키트로서,
[반응식 1]

상기에서 A는 결핵공통항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이고 B는 결핵비특이항원의 자극에 의하 여 분비된 IP-10의 농도 값이며, C는 항원 자극 없이 분비된 IP-10의 농도 값이며,
상기에서 D값이 0.8244 보다 크면 활동성 결 핵인 것을 특징으로 하는 진단 키트.
결핵 초기 진단을 위한 진단 키트로서, 항원으로서 결핵공통 항원 및 결핵비특이항원, 그리고 결핵 바이오 마커로서 IP-10을 포함하고,
하기 반응식 1에 의하여 결핵을 진단하는 진단 키트로서,
[반응식 1]

상기에서 A는 결핵공통항원의 자극에 의하여 분비된 IP-10의 농도 값이고 B는 결핵비특이항원의 자극에 의하 여 분비된 IP-10의 농도 값이며, C는 항원 자극 없이 분비된 IP-10의 농도 값이며,
상기에서 D값이 0.8244 보다 작으면 잠복성 결핵인 것을 특징으로 하는 진단 키트.