한국의과학연구원

항균, 항바이러스능 평가는 크게 정성평가와 정량평가로 나눌 수 있습니다. 정성평가는 정확한 항균능, 항바이러스능을 수치로 표현하지 않고 능력의 유무를 판단해 주는 평가이며, 정량평가는 얼마나 균 또는 바이러스가 억제되는지 감소율을 수치로 평가하게 됩니다. 항균능 평가 방법은 정량적 검사인 희석법과 정성적 검사인 원판확산법으로 나눌 수 있습니다. 각 방법마다 시간, 비용, 난이도, 시험 가능 균주 및 항균제의 종류, 자동화 가능여부 등의 특징이 다르므로 시험의 목적에 따라 적절한 검사 방법을 적용하는 것이 필요합니다.

정성평가의 경우 세균은 디스크확산법을 통해 항균물질의 생장억제 여부를 파악할 수 있습니다. 세균이 항균물질에 대한 감수성을 가질 경우, 항균물질 성분이 특정 농도 이상인 부분에서 세균의 생장이 억제되어 고리 모양의 억제 영역을 관찰할 수 있습니다. 이 억제 영역의 지름을 측정하여 세균이 항균물질에 어느 정도의 감수성을 가지는지 판별합니다. 이 방법은 적은 비용으로 여러 종류의 항균물질에 대한 세균의 감수성을 확인 할 수 있는 장점이 있습니다.

단, 이 테스트는 성장속도가 빠른 세균에 사용하기에는 적합하나 균사체를 이루는 곰팡이나, 혐기성 세균과 성장 속도가 느린 세균 등에 사용하기에는 적합하지 않습니다.

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진탕플라스크법은 균수를 조정한 균액과 시료를 플라스크에 넣고 진탕배양하여 균의 증감을 CFU(colony-forming unit)로 특정하는 방법입니다. 또한 섬유의 경우에는 침지시켜서 시료와 반응 후 균의 증감을 측정하는 방법을 사용하며, 플라스틱과 같은 비다공성 표면을 갖는 시료의 경우에는 필름부착법을 사용하여 균의 증감을 측정합니다. 정량적인 방법이며 위에 있는 정성적 분석법에 비해 분석시간이 오래 걸릴 수 있습니다.

최소저해농도법 (Minimum Inhibitory Concentration, MIC)

병원균의 양을 적어도 99.9% (즉 10^5-6 /mL에서 ≤10^2-3 / mL) 이상 감소시키는 항생제의 최소농도로 정의합니다. 대부분의 살균 항생제는 MIC 농도로도 99.9%이상 균을 감소시키기 때문에 MIC와 MBC는 같은 경우가 많습니다.

최소살균농도 (Minimal Bactericidal Concentration, MBC)

병원균의 양을 적어도 99.9% (즉 10^5-6 /mL에서 ≤10^2-3 / mL) 이상 감소시키는 항생제의 최소농도로 정의합니다. 대부분의 살균 항생제는 MIC 농도로도 99.9%이상 균을 감소시키기 때문에 MIC와 MBC는 같은 경우가 많습니다.

바이러스의 경우에는 세포병변의 유무를 통해 항바이러스물질의 바이러스 억제 여부를 알 수 있고, 세포병변을 통해 바이러스의 존재 여부를 파악하기 때문에 분석하고자 하는 제품의 세포독성의 유무를 확인하는 세포독성평가를 선행하여 세포독성이 없는 농도로 항바이러스분석을 진행하는 것이 가장 이상적입니다

바이러스의 정성적 분석은 감염의 유무로 판단을 하는데, 정성평가보단 이 all or none 방식을 이용하여 바이러스 배양액을 10배수 연속희석하여 각 배수별로 5개 이상의 cell, egg 등 감염시켜 50%의 감염시키는 희석배수인 TCID50과 같은 방식으로 정량분석에 이용됩니다. 다른 방식으로는 RT-PCR을 이용한 유무 확인, 면역형광법(IF;Immunofluorescence)을 사용한 확인 등 여러가지 방법이 있습니다. 면역형광법 같은 경우는 코로나19로 자주 사용했던 자가진단키트에 사용되는 방법이며, RT-PCR은 코로나19 확진자 판정을 위해 사용한 방법으로 친숙합니다

바이러스 정량평가를 위해 가장 일반적으로 사용되는 방법은 플라크 분석, 50% 조직 배양 감염 용량(TCID50) 등이 있습니다. 플라크(plaque)란 바이러스감염에 의하여 세포 변성을 일으킨 단층세포 부위로서, 플라크 주위의 정상세포는 염색되므로 구별이 됩니다. 한 개의 감염성이 있는 바이러스 입자는 하나의 플라크를 형성한다는 이론 하에 plaque assay은 각종 바이러스의 정량에 사용됩니다. Tissue culture infective dose50(TCID50) 방법은 endpoint dilution assay라고도 하며 plaque assay법이 개발되기 이전에 널리 쓰였던 바이러스 방법입니다. 이 분석은 바이러스가 플라크를 형성하지 않거나 세포병변이 뚜렷하지 않는 경우 사용되고 있습니다.

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현재 사회는 코로나 이후 개인방역과 청결, 면역력 등 관심이 많아졌으며, 인류의 건강을 위협하는 다양한 병원균과 바이러스 등의 출현도 코로나 이후 꾸준하게 발생하고 있습니다. 이에 따라 일상생활에서 사용되는 모든 제품과 물질에 대해서 유해 미생물의 항균, 항바이러스연구가 활발히 진행되고 있습니다. 항균, 항바이러스평가 시에 분석과정에 대한 실험자의 기술적인 요인도 중요하지만, 그보다 분석결과에 대한 면밀한 해석이 가능하고 운영 노하우를 많이 보유하고 있는 분석기관과 협력하는 것이 중요합니다. 한국의과학연구원 분석센터는 분석수행 과정 뿐만이 아닌 결과에 대한 해석에 있어서도 오랫동안 축적해온 경험으로 분석의 결과가 빛을 발하도록 돕고 있습니다.