연구 배경: 이 연구는 **리슈만편모충 브라질리엔시스(Leishmania braziliensis)**와 **리슈만편모충 인판툼(Leishmania infantum)**의 동원체 DNA(kinetoplast DNA, kDNA)를 검출하기 위한 두 가지 재조합효소 중합효소 연쇄반응(Recombinase Polymerase Amplification, RPA) 분석법을 표준화하고, 이를 측방 유동(Lateral Flow, LF) 스트립과 결합하는 것을 목표로 했습니다. - RPA (재조합효소 중합효소 연쇄반응): 기존의 PCR(중합효소 연쇄반응)보다 낮은 온도에서 신속하게 DNA를 증폭할 수 있는 기술입니다. 현장 진단에 유리합니다.
- LF (측방 유동) 스트립: 임신 테스트기처럼 소량의 액체 시료를 떨어뜨리면 특정 물질의 존재 유무를 눈으로 쉽게 확인할 수 있는 간단한 장치입니다.
- kDNA (동원체 DNA): 리슈만편모충의 미토콘드리아 내에 다량으로 존재하는 원형 DNA로, 기생충 검출을 위한 주요 표적이 됩니다.
연구 방법: 개발된 RPA-LF 분석법은 배양된 L. braziliensis와 L. infantum의 DNA를 사용하여 다양한 온도와 반응 시간 조건에서 그 성능을 시험했습니다. 특히 L. infantum RPA-LF 분석법의 경우, 실제 감염된 개와 감염되지 않은 개의 임상 검체(골수 및 피부)를 이용하여 추가적인 검증을 진행했습니다. 연구 결과: 검출 한계 (분석적 민감도): - L. braziliensis kDNA에 대한 검출 한계는 0.04 pg/μL (마이크로리터당 피코그램)였습니다.
- L. infantum kDNA에 대한 검출 한계는 0.04 ng/μL (마이크로리터당 나노그램)였습니다.
- (참고: 1 ng = 1000 pg 이므로, 제시된 수치상으로는 L. braziliensis 검출법이 더 적은 양의 DNA도 검출할 수 있는 것으로 보입니다.)
임상 검체에서의 L. infantum 검출 성능: - 자연 감염된 개로부터 채취한 골수 검체에서는 30개 중 21개(검출률 70.0%)에서 기생충 kDNA를 성공적으로 검출했습니다.
- 피부 검체에서는 30개 중 23개(검출률 76.6%)에서 기생충 kDNA를 성공적으로 검출했습니다.
기준 검사법(qPCR)과의 비교 (L. infantum 대상): - 본 연구의 기준 검사법인 **정량적 실시간 중합효소 연쇄반응(quantitative real-time polymerase chain reaction, qPCR)**과 비교했을 때,
- 정량화 주기(Quantification Cycle, Cq) 값이 30 미만인 임상 검체(즉, 기생충 DNA 양이 비교적 많은 검체)에서는 RPA-LF 분석법과 qPCR 간에 **거의 완벽한 일치도(카파 계수 = 0.807)**를 보였습니다.
- 반면, Cq 값이 30 초과인 임상 검체(즉, 기생충 DNA 양이 적은 검체)에서는 **중간 정도의 일치도(카파 계수 = 0.440)**를 나타냈습니다.
- (Cq 값은 qPCR에서 특정 수준의 형광 신호에 도달하는 데 필요한 증폭 사이클 수를 의미하며, Cq 값이 낮을수록 초기 표적 DNA의 양이 많다는 것을 의미합니다.)
결론: 이 연구에서 개발된 RPA-LF 분석법은, 특히 실험실 인프라가 부족한 외딴 시골 지역에서 개의 L. infantum 및 L. braziliensis 감염을 진단하기 위한 유망한 **현장 진단 도구(Point-of-Care diagnostic tools)**가 될 수 있을 것으로 보입니다. 이는 복잡한 장비 없이 비교적 빠르고 간편하게 진단이 가능함을 시사합니다. 다만, 기생충의 양이 매우 적은 경우에는 기존의 qPCR에 비해 민감도가 다소 낮을 수 있음을 결과가 보여줍니다. |
DOI: 10.1186/s13071-024-06633-7
연구 배경:
이 연구는 **리슈만편모충 브라질리엔시스(Leishmania braziliensis)**와 **리슈만편모충 인판툼(Leishmania infantum)**의 동원체 DNA(kinetoplast DNA, kDNA)를 검출하기 위한 두 가지 재조합효소 중합효소 연쇄반응(Recombinase Polymerase Amplification, RPA) 분석법을 표준화하고, 이를 측방 유동(Lateral Flow, LF) 스트립과 결합하는 것을 목표로 했습니다.
연구 방법:
개발된 RPA-LF 분석법은 배양된 L. braziliensis와 L. infantum의 DNA를 사용하여 다양한 온도와 반응 시간 조건에서 그 성능을 시험했습니다. 특히 L. infantum RPA-LF 분석법의 경우, 실제 감염된 개와 감염되지 않은 개의 임상 검체(골수 및 피부)를 이용하여 추가적인 검증을 진행했습니다.
연구 결과:
검출 한계 (분석적 민감도):
임상 검체에서의 L. infantum 검출 성능:
기준 검사법(qPCR)과의 비교 (L. infantum 대상):
결론:
이 연구에서 개발된 RPA-LF 분석법은, 특히 실험실 인프라가 부족한 외딴 시골 지역에서 개의 L. infantum 및 L. braziliensis 감염을 진단하기 위한 유망한 **현장 진단 도구(Point-of-Care diagnostic tools)**가 될 수 있을 것으로 보입니다. 이는 복잡한 장비 없이 비교적 빠르고 간편하게 진단이 가능함을 시사합니다. 다만, 기생충의 양이 매우 적은 경우에는 기존의 qPCR에 비해 민감도가 다소 낮을 수 있음을 결과가 보여줍니다.