생명/의료

3세대 교잡벼 1묘당 생산량 1046.3kg 신기록 경신

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헝난현(衡南县) 기지에서 재배한 3세대 교잡벼 수확량을 실제로 측정한 결과 평균 1묘(약 666.67㎡)당 생산량은 1046.3kg에 달했다. 해당 교잡벼는 후난교잡벼연구센터 위안룽핑(袁隆平) 연구팀이 3세대 교잡벼 기술로 육성한 새 조합이다. 위안룽핑 연구팀의 슈퍼교잡벼 기술은 현재로 3세대에 이르렀다. 1세대는 세포질 웅성불임(cytoplasmic male sterility)을 유전도구로 하는 "3계통법(three line method)"이고 2세대는 광-온도 감응성 웅성불임을 유전도구로 하는 "2계통법"이다. 현재 2세대 기술은 슈퍼교잡벼의 주된 육종법으로 자리매김했다. 하지만 3계통 불임계에 그룹 매칭의 제한성이 존재하고 2계통 불임계에 번식 및 종자생산의 위험이 존재하는 등 양자 모두 각자의 결함이 존재한다. 3세대 기술은 1, 2세대 육종법의 결함을 효과적으로 해결했을 뿐만 아니라 그 장점을 "유전"시켰다. 3세대 교잡벼란 일반 열성 핵유전자 웅성불임계를 모본으로 하고 일반 품종/계통을 부본으로 하여 육성한 신형 교잡벼로서 미래 벼 잡종강세 이용에 있어 이상적인 경로이다. 현재 후난교잡벼연구센터는 성숙된 3세대 교잡벼 육종기술시스템으로 일련의 3세대 교잡벼 불임계를 육종했고 또한 인디카벼(indica rice), 자포니카벼(japonica rice) 아종 간 강세를 이용해 시리즈화 유망한 조합을 육성했다. 동 센터는 2019년에 창사, 헝난, 샹탄(湘潭), 타오위안(桃源), 허산(赫山) 등 지역에서 3세대 교잡늦벼를 시험·시범 중에 있다. 이번에 후난성 헝난현 윈지진(云集镇), 샹탄시 위후구(雨湖區), 창사시 푸룽구(芙蓉區)에서 시범한 3세대 교잡늦벼 조합에 대한 현장 관찰 및 생산량 예측 결과, 해당 3세대 교잡늦벼 조합의 강세는 뚜렷하며 생산량에서 중대 돌파를 가져올 것으로 전망된다.

아프리카돼지열병 바이러스 입자의 삼차원 구조 정밀 해석

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중국과학원 생물물리연구소 라오쯔허(饒子和)/왕샹시(王祥喜) 연구팀은 하얼빈(哈爾濱)수의연구소 부즈가오(步志高) 연구팀과 공동으로 아프리카돼지열병 바이러스 입자의 삼차원 구조를 정밀 분석해 아프리카돼지열병 백신 개발에 기반을 마련했다. 해당 성과는 "아프리카돼지열병 바이러스의 구조 및 조립 메커니즘"이라는 제목으로 "Science"에 게재됐다. 아프리카돼지열병은 아프리카돼지열병 바이러스로 유발된 집돼지, 멧돼지에 발생하는 급성, 발열성, 고접촉성 동물 전염병으로서 모든 품종 및 연령별 돼지가 모두 감염될 수 있으며 발병률 및 치사율이 100%에 달한다. 세계동물보건기구는 아프리카돼지열병을 법정보고 동물역병으로 확정했으며 중국도 아프리카돼지열병을 Ⅰ류 동물 역병으로 확정했다. 2018년 3월, 농업농촌부신문판공실은 중국 첫 아프리카돼지열병 발병 상황을 통보한 후 아프리카돼지열병 바이러스는 신속하게 중국 대부분 지역에 전파됐고 이미 막대한 경적적 손실을 초래했다. 따라서 효과적인 백신 및 방역 방법 개발에 의한 아프리카돼지열병 발병 통제 및 예방이 시급하다. 라오쯔허(饒子和)/왕샹시(王祥喜) 연구팀과 부즈가오(步志高) 연구팀은 상하이과기대, 칭화대학, 중국과학원 미생물연구소, 중국과학원 우한(武漢)바이러스연구소, 난카이(南開)대학 등 기관과 공동으로 2018년 12월부터 아프리카돼지열병 바이러스 입자 및 관련 항원 분자에 대한 기초과학연구에서 임상검사 및 고효율 백신의 다방면 연구를 수행했다. 해당 연구에서 아프리카돼지열병 바이러스의 다양한 구조 단백질을 감정했고 주요 외피단백질 p72 등의 원자모형을 구축했으며 아프리카돼지열병 바이러스의 다양한 잠재적 보호항원 및 핵심 항원결정부위 정보를 규명했고 구조단백질의 복잡한 배열 방식 및 상호작용 형식을 논술했으며 아프리카돼지열병 바이러스의 가능성 조립 메커니즘을 제안했다. 이는 아프리카돼지열병 바이러스의 숙주세포 침입 및 숙주가 항바이러스 면역에 회피·저항하는 메커니즘 규명에 중요한 실마리를 제공함과 아울러 고효율, 고안전성 신형 아프리카돼지열병 백신을 개발하는데 기반을 마련했다.

톈진대학, 연골세포 저비용 안전보존 신기술 개발

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톈진(天津)대학 화공학원 장레이(张雷)/양징(杨静) 연구팀은 새로운 세포 초저온 보존 기술을 성공적으로 개발함으로써 최초로 저비용, 무독성, 무부작용의 인간 연골 세포 초저온 보존을 구현했다. 세포 치료 분야의 이 획기적인 성과는 혈액질환과 암 환자에게 좋은 소식을 가져다주었다. 해당 성과는 "Biomacromolecules"에 게제되었다. 세포치료는 세포를 체외 배양한 후 환자 체내에 이식하여 인체의 손상된 조직 또는 세포를 복구하거나 대체하여 치유하는 것을 말한다. 세포를 초저온 냉동 보존하여 미래에 "깨우"거나 치료하는데 사용하는 것은 인류 의학 발전사에서 가장 상상력이 풍부한 "후회약"으로 불린다. 세포가 저온 냉동시 손상 받지 않도록 하기 위해 기존에는 주로 유기 보호제인 다이메틸설폭사이드(DMSO)를 첨가했다. 해당 보호제는 자체적 독성이 있기에 세포가 냉동에서 복구된 후 반드시 복잡한 독성 세척 절차를 거쳐야만 배양 확장 또는 환자의 체내에 주입할 수 있다. 독성 세척 후에도 소생된 세포는 환자의 메스꺼움과 구토, 기관지경련, 신부전 및 심정지와 같은 많은 부작용을 일으킬 수 있다. 또한, 중국의 임상응용 냉동보존 보호제는 줄곧 수입품에 의존하여 가격도 아주 비싸다. 연구팀은 창조적으로 천연 양성 이온 베타인을 세포 냉동보존 보호제로 사용하여 인체 연골 세포의 초저온 보존에 성공했으며 세포 소생의 생존율은 90%이상에 달했다. 실험 결과, 해당 보호제는 연골 세포의 활성과 기능에 뚜렷한 손상이 없고 세포 소생 후, 보호제 용출의 복잡한 과정이 필요 없이 직접 임상 치료에 사용될 것으로 예상된다. 해당 연구 성과는 중국 특허를 받았고 국제 PCT 특허를 출원했다. 또한, 다양한 종류의 인체 세포에도 실험 중이다. 새로 개발한 세포 초저온 보호제는 세포에 완전 무독무해하고 기존의 수입제품을 대체할 수 있으며 과학 연구와 임상 비용을 대폭 절감시킬 수 있다.

상하이교통대, 광대역 벼흰빛잎마름병 내성 벼 육종 새 방법 개발

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상하이(上海)교통대 천궁유(陳功友) 연구팀은 유전자 편집을 통해 병균 "간첩 연락자"를 "소멸"시킴으로써 하이브리드쌀의 육종 연한을 대폭 단축시켜 1~2년 내에 안정적 유전 품종을 육종할 수 있게 되었다. 해당 성과는 "Cell" 산하 "Molecular Plant"에 게재되었다. 주요 식량작물인 쌀의 수확량 및 품질은 병해가 미치는 막대한 영향을 받으며 더 나아가 식량안전을 위협한다. 뿐만 아니라 병해를 통제하기 위해 대량 사용되는 화학농약은 환경오염 및 농약잔류 등 문제를 초래하여 식품안전을 크게 위협한다. 벼 수확량에 위협을 주는 주요 병해-벼흰빛잎마름병은 아시아, 라틴아메리카 및 서아프리카 등 수십 개 국가의 벼 재배 지역에서 광범위하게 발생하며 중국의 신장(新疆) 및 둥베이(東北) 북부 지역을 제외하고 기타 성(省)/시(市)의 벼 재배 지역에서 모두 발생하고 있다. 벼흰빛잎마름병은 일반적으로 10~20%의 벼 수확량을 감소시킨다. 병해가 심각한 지역의 벼 수확량은50%이상 감소되며 더 나아가 소출이 전혀 없다. 일반적인 육종 기술은 시간/인력 소모가 크며 안정적으로 유전되는 내병성 품종육종에 8~10년 시간이 소요될 뿐만 아니라 병 감수성 유전자를 발견하여 이용하기 어렵다. 연구팀은 벼 자체의 방어 시스템 증강을 통해 광대역 지속적 내병성 벼 신품종을 육종했다. 연구팀은 중국 벼 생산지역의 벼흰빛잎마름병 발생 논밭에서 수백 건의 벼흰빛잎마름병 원균주(Original strain)를 수집/분리한 후 유전체학적 및 분자생물학적 도구를 통해 복수의 강독성 균주에서 수십 개 TALE 단백질 코딩 유전자를 분리함과 아울러 독성을 측정함으로써 최종적으로 PthXo2-like라고 부르는 신형 주효과 TALE 단백질인 "간첩"의 작용 메커니즘을 규명했다. 연구팀은 병원균 효과 단백질인 "간첩"과 식물의 병 감수성 유전자인 "연락자" 사이 공진화 관계를 규명함과 아울러 양자 사이 공진화 과정을 차단하는 방법을 제안함으로써 식물이 광대역 내병성(RLS)을 획득하게 하는 새로운 육종 경로를 개척하여 작물의 내병성 상실 문제를 해결했을 뿐만 아니라 식량안전 및 식품안전을 보장하는데 새로운 아이디어를 제공했다. 연구팀은 현재 해당 기술을 우량 하이브리드쌀 모본 개량에 응용하고 있으며 1~2년 내에 안정적 유전 품종을 육종할 계획이다. 해당 고수확량 내병성 품종의 보급으로 농약 사용량을 급속으로 감소시키고 벼 생산 과정의 경제 및 인력 원가를 대폭 절감시킬 전망이다.

중증열성혈소판감소증후군 치료경로 발견

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중국과학원 우한바이러스연구소(생물안전거대과학연구센터) 펑커(彭珂)/샤오겅푸(肖庚富) 연구팀은 중국군사의학과학원 류웨이(刘玮) 연구팀과 공동으로 칼슘이온 통로 억제제 베니디핀(Benidipine) 등이 세포수준에서 중증열성혈소판감소증후군(hemorrhagic fever with renal syndrome virus, SFTS) 바이러스의 침입 및 바이러스유전체 복제를 유의적으로 억제할 수 있음을 발견했다. 해당 발견은 SFTS 치료에 효과적인 경로를 제시했다. 해당 성과는 "Cell Research"에 게재되었다. 연구팀은 SFTS 환자의 임상 빅데이터에 대한 후향성 연구를 통해 최초로 니페디핀(Nifedipine)이 환자 체내 SFTS 바이러스의 복제를 억제할 수 있고 또한 바이러스 감염 유발 사망률을 19.7%에서 3.6%로 감소시킴을 규명했다. SFTS는 근년에 중국에서 처음 발생해 한국, 일본 등 동아시아 지역에서 유행되고 있는 바이러스성 전염병이다. SFTS는 진드기매개 신형 분야바이러스(Bunyavirus) 즉, SFTS 바이러스 감염에 의해 유발된다. 현재 SFTS 바이러스 예방 백신 및 특이성 항바이러스약물이 부재한 상황이다. SFTS는 급성으로 발병하기에 임상 사망률이 12%~50%에 달한다. 또한 발병률이 해마다 상승하는 추세를 보이고 있어 2017년에 세계보건기구로부터 시급히 연구해야 할 주요 질환 목록에 추가되었다. 현재 특이성 항바이러스약물 개발이 시급한 과학문제로 되고 있다. 해당 연구는 SFTS 항바이러스약물 개발에 중요한 이론지침을 제공했을 뿐만 아니라 칼슘이온통로 억제제류 약물이 비교적 광범위한 항바이러스 효과를 보유할 수 있음을 제시했다.

나노 반응기를 이용한 췌장암의 쾌속적/정밀/안정적 검사 달성

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중국과학원 다롄(大連)화학물리연구소 류젠(劉健) 연구팀은 상하이교통대학 쳰쿤(錢昆) 연구팀과 공동으로 다기능 산화규소-백금 기반 나노 반응기를 췌장암 검사에 이용하는 방법을 혁신적으로 제안했다. 검사 결과, 검출된 표지자 특이성은 92%에 달함으로써 대사물질의 실시간 검출 및 분자형 분류를 달성했다. 이는 의학진단 분야에서 나노 반응기의 응용에 새 아이디어를 제공할 뿐만 아니라 췌장암 환자의 대사변화에 관한 새 관점을 제안함으로써 질병의 정밀진단에 잠재적 가능성을 제공했다. 해당 성과는 "Matter"에 게재됐다. 췌장암의 치사율은 비교적 높으며 미국에서의 발병률은 98%에 달한다. 효과적인 조기진단은 췌장암의 5년 생존율을 67%로 향상시킬 수 있다. 현재 혈중 CA19-9 등 특이적 단백질 생체표지자 검사를 통해 췌장암을 선별 검사하는데 해당 선별검사 과정에서 약 30%의 특이성밖에 발견하지 못한다. 따라서 췌장암 임상검사에서 시간이 길고 특이성이 차하며 조기 정밀검사가 어려운 등 문제점 해결은 관심사로 떠오르고 있다. 대사체학은 생화학적 방법의 최고 수준으로서 질환 표현형과 관련성이 가장 밀접하며 일반적으로 질병의 발병·진행 상황을 모니터링하는데 이용된다. 대사체학적 검사 방법으로 췌장암 검사 과정에 존재하는 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 하지만 혈액 샘플의 높은 복잡도 및 낮은 표지자 존재비 등 제한으로 임상검사에서 복잡한 샘플 전처리 방법으로 혈액 샘플에 대한 단백질 제거, 정제, 축적, 농축 등 처리를 수행한 후 분석 측정해야 한다. 나노 반응기는 마이크로/나노미터 규모의 공간을 제공할 수 있기에 저농도 생체표지자의 축적/농축 반응을 마이크로/나노미터 공간 범위내로 제한시킴으로써 낮은 존재비 샘플을 효과적으로 높은 존재비 샘플로 전환시킨다. 나노 반응기 구축 토대를 기반으로 연구팀은 다기능 백금 나노 반응기를 핵심으로 하는 대사물질 실시간 검출 및 분자형 분류를 달성할 수 있는 다기능 플랫폼을 구축했다.

신형 임상 정밀 약물사용기술 개발로 간암환자 생명 8~10개월 연장

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중국과학원 허페이물질과학연구원 류칭쑹(劉青松) 연구팀은 세계 최초로 환자 자체 암세포를 이용한 체외 약물민감성 검사 및 간암 임상치료 가이드 검증실험을 수행해 획기적 진전을 거두었다. 예비 통계 결과, 해당 기술로 치료한 환자의 무진행생존기간 중앙값(mPFS)은 일반요법 환자에 비해 8~10개월 연장되었다. 중국국가암센터가 2019년에 발표한 최신 자료에 따르면 중국의 연간 간암 발병률은 10만 명당 20~40명으로 전세계 연간 새 간암환자의 50%를 웃돈다. 현재 간암 임상치료 수단은 한계에 부딪혔는데 특히 중·말기 간암환자는 표준일차치료 방안이 적고 객관적 반응률(Objective Response Rate)이 낮으며 생존이득(Survival Benefit)이 제한적이다. 더욱이 안전하고 효과적이며 정밀한 임상치료 수단이 부족하여 임상 수요를 만족시키지 못하고 있다. 따라서 간암 수술 후 보조화학요법에 있어 기존 지침 내 약물의 임상 치료효과 발휘가 특별히 중요하다. 종양 하나하나가 다 독특하며 각각의 종양마다 시기별로 서로 다른 약물사용 방안을 필요로 하기에 환자별 맞춤형 정밀 약물사용 방안이 수요된다. 따라서 환자 개체 암세포 기반 정밀 약물치료 전략은 약물의 임상 치료효과를 높이는 효과적인 경로이다. 현재 어떻게 암을 효과적으로 치료할지가 세계적인 어려움이 된 가운데 선택한 약물마저 실효될 경우 환자는 소중한 치료시기를 놓쳐 생존의 희망을 잃게 된다. 간암 임상치료에서 부딪힌 어려움을 해결하기 위해 연구팀은 1세대 암세포 체외 증식의 핵심기술을 기반으로 임상 수요로부터 출발해 암환자 자체세포 고속대량 체외 약물민감성 검사방법 기반 종양 임상 정밀 약물사용기술을 개발했다. 해당 기술은 임상 종양환자 특히, 약물사용지침 가이드라인이 결여된 중·말기 환자의 "무슨 약 복용"에 과학적인 의사결정 가이드를 제공했다. 아울러 검사약물 커버 범위가 넓고 유효율이 높으며 맞춤성이 강한 등 장점이 있다.

난징이공대, 마이크로형 "혈전 탐지기" 개발

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최근, 난징(南京)이공대학교 화공대학 펑장치(馮章啟) 연구팀은 특수한 생체재료로 두께가 정상 혈관의 십분의 일 밖에 안 되는 플랙시블 센서를 제조했다. 해당 센서를 혈관 또는 심장 주변에 장착할 경우 체외 설비를 통해 혈전 형성 초기, 중기 및 말기 전신 혈압의 미세한 변화를 또렷하게 기록할 수 있기에 혈전 위치를 정확하게 확정할 수 있다. 해당 기술은 단계적 성과를 거둠과 아울러 동물 임상의학 평가를 완료했다. 해당 성과는 "ACS Nano"에 게재됐다. 심혈관계 질환은 인간 건강을 위협하는 주요 요인이다. 해당 질환에 대한 예측 및 수술 후 추적은 임상에서 해당 질환을 효과적으로 진료하는 핵심이다. 하지만 현재 다양한 분자검사 및 영상학적 기술은 여전히 정밀 식별 기능이 결핍하다. 연구팀은 두께가 200μm에 불과한 고효율 유연성 나노섬유 재료를 이용했다. 해당 재료는 압력의 세기 변화를 정밀하게 감지한 다음 다시 전압 형식으로 나타난다. 동시에 뛰어난 안정성, 민감성 및 생체적합성을 보유한다. 연구팀은 해당 나노섬유 재료를 이용해 유연성 삽입식 압력센서를 제조함과 아울러 동물실험 과정에서 해당 압력센서를 성돈(Adult swine)의 말초혈관 및 심장 부위에 삽입하여 실시간/정밀한 혈압 변화 신호를 획득했다. 향후 해당 플랙시블 센서를 심혈관 수술 과정에서 환자의 체내에 삽입할 경우 무선신호 발생기를 통해 환자 및 의료진은 핸드폰으로 심혈관계의 병변 상황을 실시간으로 요해할 수 있다. 이외에도 해당 정밀 "압력계"를 두개압, 신장압, 안압 측정 등 분야에 이용할 수 있다.

식물 miRNA 종합 데이터베이스 구축

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최근 베이징시농림과학원 양샤오쩡(杨效曾) 연구팀은 베이징대학 생명과학원과 공동으로 저급 수생식물에서 고급 피자식물까지 88종 식물의 소분자 RNA 데이터를 심층적으로 발굴하는 한편 해당 식물 miRNA에 대한 체계적 검정, 주해, 분석을 통해 지금까지 세계에서 가장 종합적이고 포괄적인 식물 miRNA 데이터베이스—PmiREN를 구축했다. 해당 성과는 "Nucleic Acids Research"에 접수되었다. miRNA(microRNA 약어)는 진핵생물에 광범위하게 존재하는 비암호화 RNA이다. 성숙된 miRNA는 20~22개 염기만 보유하는 단일 사슬 소분자 RNA로서 단백질 등 대분자에 비해 분자량이 아주 작은 "소분자"이다. 2002년에 첫 번째 식물 miRNA가 발견된 이후 식물의 성장, 발육 및 외부환경에 대한 자극반응 등에 miRNA가 관여함을 발견했다. miRNA 기능 연구가 심화됨에 따라 "일부 miRNA 발현 변화를 통한 작물 생산량 유의적 향상" 등과 같은 miRNA를 둘러싼 작물형질개량 성과가 여러 차례 세계 최고 권위학술지에 게재되었다. 현재 식물학계는 miRNA가 식물 거의 모든 생명과정에 관여한다고 보고 있다. 식물 miRNA 종합데이터베이스—PmiREN는 다음과 같은 뛰어난 특징이 있다. 첫째, 완전한 miRNA 정보를 담고 있는바 수생식물부터 피자식물까지 도합 88개 종을 포함시켰다. 둘째, 최초로 대량 작물 중 특이 miRNA를 발견했다. 새로 구축한 데이터베이스에는 최초로 발견된 miRNA만 16,000개에 달하는데 그 중 대부분은 옥수수, 벼, 밀 등 주요작물에서 최초로 발견된 것이다. 해당 miRNA는 주요 농업형질과 잠재적인 연관이 있으므로 관련 miRNA 기능 발굴은 작물의 농업형질 개량에 중요한 응용가치가 있다. 셋째, 종합 데이터 발굴을 통해 miRNA 유전자집단 정보, 발현정보, 공선성 분석 결과, 표적유전자 예측 결과 등을 포함한 miRNA 관련 정보를 대량 획득했다. 그리고 전반적이고 상세하며 직관적인 정보 표현 연구를 수행했다. 넷째, 다양한 데이터베이스 검색 방식을 제공하여 사용자로 하여금 데이터베이스의 모든 데이터를 간편하게 다운로드할 수 있게 하였다. PmiREN 데이터베이스는 오픈하여 3개월이란 짧은 기간에 전세계 20여개 국가, 150여개 지역으로부터 접속되었고 접속량은 56,000회를 초과하는 등 국내외 학계의 광범위한 관심을 받고 있다. 동 데이터베이스 출현은 식물 miRNA 진화를 체계적으로 연구하고 새 miRNA 기능을 발견하는데 튼튼한 기반을 마련했다. 앞서 연구팀은 대량 NGS 데이터로부터 식물 miRNA를 정확히 감정하기 위한 체계적 연구를 수행하여 효과가 뚜렷한 방법—miRDP 계열 도구(miRDeep-P 및 miRDeep-P2)를 개발했다. 동 계열의 방법은 식물 miRNA를 감정·분석하는 세계적인 표준방법으로 자리매김했다. 2018년 말에 연구팀이 기존 방법을 체계적으로 업그레이드시켜 얻은 새 방법은 밀과 같이 게놈이 크고 복잡한 식물의 miRNA 감정·주해를 해석하는 면에서 기능이 전면적으로 제고되었다. 뿐만 아니라 예측 민감도와 정확도를 향상시켰고 연산시간을 대폭 줄였다. 해당 계열의 성과는 국제생물정보학 "Bioinformatics"에 게재되었다. 그외 옥수수근충의 miRNA를 체계적으로 발굴하고 감정하였으며 동물 특히, 곤충 miRNA의 변화를 비교하였다. 해당 연구는 miRNA를RNA 간섭의 담체로 이용하는 새 내충 기술 개발에 기반을 마련했다. 해당 성과는 "Genomics, Proteomics & Bioinformatics"에 접수되었다.

중국 첫 탄소이온 치료 시스템 등록 출시 허가

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2019년 9월 29일, 중국과학원 근대물리연구소(이하 근대물리소로 약칭) 및 그 지주회사 란저우커진타이지(蘭州科近泰基)신기술유한책임회사가 공동으로 개발한 "탄소이온 치료 시스템"이 제3류 의료기기 제품등록 허가를 받았다. 간쑤성(甘肅省) 우웨이(武威)종양병원에 설치된 해당 제품은 중국 첫 국가약품감독관리국의 허가를 받고 등록된 중국산 탄소이온 치료 시스템이다. 중이온빔은 독특한 물리학적 및 생물학적 특성을 보유하고 있으며 이상적인 방사선치료용 빔(Beam)으로 인정되고 있다. 중이온 치료는 정밀, 고효율 및 안전성을 보유한 선진적인 방사선치료 방법이다. 탄소이온 치료 시스템은 첨단기술 기반 대형 의료기기로서 수천대의 다양한 전문 설비를 포함하고 가속기, 핵탐지, 의학진료 등 관련 기술을 융합했으며 탄소이온빔 제공에 의한 악성 고형종양 치료에 이용된다. 근대물리소는 많은 대형 중이온가속기 장치를 구축함과 아울러 중이온가속기 장치를 기반으로 중이온 물리 및 관련 응용 연구를 수행하고 있다. 1993년 후 근대물리소는 첨단 가속기 기술 및 핵탐지 기술 연구개발, 중이온빔 치료 관련 생물학적 기초연구, 관련 의료기관과 공동으로 수행한 임상 전기연구(Biographical research) 경험 축적을 통해 고수준의 중이온 치료 기술 인재 연구팀을 육성함과 아울러 관련 핵심 기술을 파악했다. 근대물리소가 개발한 자체 지식재산권을 보유한 탄소이온 치료 시스템은 사이클로트론 주입과 싱크로트론 가속 결합, 전하분리 주입 기반 기술 로드맵을 이용하고 컴팩트형 싱크로트론 가속기, 복합치료 형식 및 맞춤형 치료실 배치 등 독특한 설계를 통해 국외 제품의 특허독점 국면을 개변시켰으며 가격대성능비를 향상시키고 운영 유지보수 비용을 절감시켰다. 중국산 탄소이온 치료 시스템의 산업화 및 임상응용은 암 정밀의료, 첨단 장비 제조 및 운영 유지보수 서비스를 일체화한 이온 의료 산업을 이끌 전망이다.