코로나바이러스감염증-19/진단 및 검사

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1. 검사 대상2. 핵산검출 진단검사법

2.1. 실시간 유전자 증폭 검사(RT-qPCR)2.2. 역전사고리매개등온증폭법(RT-LAMP)

3. 면역혈청학적 진단법

3.1. 효소결합면역흡착검사(ELISA)3.2. 측면유동면역분석법(LFIA)

4. 폐 CT 검사5. 기타 검사 방법6. 결과 통보7. 여담

1. 검사 대상

2021년 4월 7일부터 전국의 모든 보건소에서 의심 증상이나 역학적 연관성 없이도 코로나바이러스감염증-19 진단검사를 받을 수 있다. # 이전에는 명확한 사례가 있어야 검사를 받을 수 있었지만 최근 확진자 증가세에 따라 이에 부합하지 않더라도 검사를 받을 수 있다.

검사 소개: #

2. 핵산검출 진단검사법

바이러스 검사는 대부분 분자진단법인 핵산검사법을 사용하며 PCR, RT-PCR, Multiplex PCR, PCR-RFLP 등이 있다. 이 방법들이 공통적으로 포함하고 있는 단계는 PCR 단계로서, DNA 증폭을 위해 DNA이중가닥에 열을 가하여 단일 가닥으로 분리한 후 온도를 낮추어 단일 가닥에 primer를 결합시킨다. 결합된 primer에서부터 DNA중합효소가 주형에 상보적인 새로운 단일 가닥을 합성하게 된다. 이 과정을 여러 번 수행하여 획득한 증폭된 DNA 즉, PCR 산물을 분석하는 것이다.

2.1. 실시간 유전자 증폭 검사(RT-qPCR)

Real-Time Quantitative Reverse Transcription PCR

현재, 가장 정확도가 높은 검사방법이다.

검사를 하기위해서는 검체(Specimen)가 필요하며 검체의 종류와 채취방법은 다음과 같다.

신종 코로나바이러스 검체의 선택과 채취

* 일반 사항
1. 신종 코로나바이러스의 확진을 위해서는 반복 검사가 필요할 수 있으며, 다른 감염증과의 혼합 감염의 임상적 의의도 아직 확실하지 않기 때문에 충분한 양의 임상 검체를 적절한 방법에 따라 채취할 것을 권장한다.
1. 현재까지 알려진 의학적 지식으로는 단일한 음성 검사 결과, 특히 상부 호흡기 검체로 시행한 검사만으로는 감염을 배제하기 어렵다. 상부 호흡기 검체로 시행한 검사결과가 음성이더라도 중증 또는 진행성 질환인 경우 하부 호흡기 검체를 반복 채취하고 검사하는 것을 강력히 추천한다.
1. 진단을 위한 검체는 증상 발현 후 7일 이내 채취하는 것을 권장한다.

출처: 2019 신종 코로나바이러스 검사실 진단 지침 제 3판(Guidelines for the Laboratory Diagnosis of 2019 novel coronavirus in Korea), 대한진단검사의학회 신종 코로나바이러스 대책위원회, 질병관리본부 감염병분석센터, 2020.

상기도 검체

구인두도말(Oropharyngeal swab)의 채취

그림에는 편도에서 채취하라 되어있는데 편도가 아니라 그 뒤의 인두 구역에서 채취하여야 한다.

비인두도말(Nasopharyngeal swab)의 채취

하기도 검체

객담(Sputum)의 채취

검체는 크게 두 가지로 분류되며 자세한 내용으로 상기도 검체와 하기도 검체가 있다. 상기도 검체에는 구인두도말(Oropharyngeal swab)과 비인두도말(Nasopharyngeal swab)이 있으며 위에 그려진 방법대로 채취한다.

하기도 검체는 대표적으로 객담(Sputum)이나 기관지 세척액(bronchial washing), 기관지 흡입액(tracheal aspirates), 경기관지흡인(transtracheal aspirates), 기관지폐포 세척액(bronchoalveolar lavage), 경기관폐생검(transbronchial lung biopsy)가 있다.

검체 채취 요원이 위에서 언급한 검체들을 세단계에 걸쳐 포장하여 검사실로 배송하면 검사실에 있는 임상병리사나 진단검사의학과 전문의 검사를 실시한다. 검사의 명칭은 신종 코로나바이러스 실시간 역전사-중합효소연쇄반응법(2019 Novel Coronavirus Real-time Reverse Transcription PCR)이며 COVID-19의 진단검사는 두 개의 프로토콜이 있으며 첫째, 2단계의 프로토콜을 사용하는 경우 E 유전자를 PCR로 검사하는 선별검사(Screening test)와 orf1b 유전자의 RdRP 부위를 PCR법으로 확인검사(confirmatory test)하는 2단계 해석 알고리즘이 있으며 이 방법이 가장 대표적인 방법이다.

이러한 두 단계 검사에서 모두 양성일 경우 COVID-19 양성으로 해석하고, 선별검사에서 양성, 확인검사에서 음성일 경우 다른 종의 코로나바이러스 감염으로 해석한다. 만약 선별검사에서 음성, 확인검사에서 양성일 경우 재검사 하거나 질병관리청으로 검사를 의뢰한다.

둘째, 세 단계의 프로토콜을 사용하는 경우 1차검사, 2차검사, 3차검사에서 모두 양성으로 나온 검체만을 양성으로, 1개 이상의 음성은 미결정(indeterminate)이나 음성으로 해석한다.

이렇게 검사가 끝난 후 결과가 나오면, 검사를 의뢰한 해당 유증상자에게 결과가 통보된다. 만약 음성이라면 문자로 음성 사실이 통보되고, 유증상자는 일반 감기일 가능성이 높으니 일반 병원에 가면 되는 거고, 마스크 잘 쓰고 다니면 된다. 만약 양성이라면, 보건소의 지시에 따~~라 조심히 격리병상으로 향하면 된다.~~르면 된다.[1]

자세한 검사방법과 내용은 PCR 문서에 있다.

유튜브에 대한진단검사의학회에서 제작한 영상이 있다.

2.2. 역전사고리매개등온증폭법(RT-LAMP)

Reverse Transcription Loop-Mediated Isothermal Amplification

RT-PCR뿐만 아니라 또 다른 핵산증폭 방법인 RT-LAMP 기술을 이용한 검사 방법도 사용되고 있다. Reverse transcriptase(RT)를 함께 사용하여 LAMP DNA 검사방법으로 RNA 에서 cDNA를 먼저 만들고 증폭하는 방법이다. 따라서 RNA 바이러스를 진단하는데 사용된다. 주로 60~65°C 사이의 일정 온도에서 수행되기 때문에 고가의 RT-PCR 장비가 필요 하지 않으면서도 DNA를 증폭할 수 있다. 또한, PCR cycle 단계가 없기 때문에 검사과정이 쉽고, 약 30분 정도의 증폭 시간이 짧은 장점이 있다.

그러나 PCR에 비해 타깃으로 하는 유전물질의 프라이머를 매우 정밀하게 세팅해야 하고, RT-PCR에 비해 정확도가 상대적으로 떨어진다는 단점이 있다. 일례로 미국 애보트사에서 개발한 ID NOW는 RT-LAMP법을 쓰는데, 5월 NYU의 연구 결과 민감도가 52%에 불과하다는 치명적인 문제가 발견되었다. #

3. 면역혈청학적 진단법

면역혈청학적인 검사법은 면역반응에 기반을 두고 혈액, 객담과 같은 인체로부터 얻어지는 검체에서 항원 또는 항체를 검출하는 것이다. 단백질 항원을 표적으로 검사하는 것이 일반적으로 면역혈청학적인 검사에 포함되며, 핵산검사법과 달리 항원을 추출하기 위한 전처리 단계가 거의 없어 인체검체를 바로 사용할 수 있는 장점이 있다. 그러나 많은 자가검사키트는 무증상자에 대한 평가를 거치지 않았다는 한계가 있다. 따라서 자가검사키트는 보조수단으로만 사용되어야 하며, 음성으로 나와도 증상이 있다면 반드시 PCR 검사를 받아야 하고, 양성으로 뜨는 경우에도 반드시 PCR 검사를 받아야 한다. 많은 자가검사키트에서 민감도 90%라는 것은, 증상 발현 5일 후 바이러스량이 많을 때에 한정되어 있음에 유념해야한다. 아직까지 자가검사키트 중에서 무증상감염자에 대한 민감도가 90% 이상인 것은 단 하나도 없다.

3.1. 효소결합면역흡착검사(ELISA)

Enzyme-Linked Immunosorbent Assay

보편적으로 사용되는 Sandwich 법을 이용한 ELISA 방법은 먼저, 마이크로웰 플레이트에 anti-SARS-CoV-2 항체를 코팅한다. 코팅이 된 항체를 일반적으로 포획항체라고 한다. 여기에 환자의 검체를 첨가하게 되면 검체 내에 존재하는 SARS-CoV-2 항원이 포획된다. 그 다음 효소로 표지된 두 번째 anti-SARS-CoV-2 항체를 첨가하게 되면 포획되어 있는 SARS-CoV-2 항원과 결합하고 표지된 효소가 반응을 하여 발색이 나타나게 된다. 포획된 항원의 종류가 많을수록 발색이 진하게 나타나기 때문에 정량적 측정이 가능하다. 효소 대신에 다양한 리포터 시스템을 사용할 수도 있다. 그러나, sandwitch 법은 동일한 표적항원에 대해 두 개의 서로 다른 특이성을 가진 항체, 포획항체와 reporter-결합 항체가 필요함으로 이들 항체의 개발에 많은 노력이 필요하다. 이런 이유 때문인지 현재 승인이 된 ELISA 방법은 대부분 항원검사가 아닌 항체검사법이 주를 이루고 있다. 그러나 항원에 특이적인 항체가 개발되면 자동화 검사과정 뿐만 아니라 소규모 연구실의 수작업 과정에도 사용될 수 있어 활용의 범위가 넓다는 장점이 있다.[2]

3.2. 측면유동면역분석법(LFIA)

Lateral Flow Immunochromatographic Assay

LFIA에서는 항원을 검출하는 방법과 항체를 검출하는 방법으로 나눌 수 있다. 항원을 검사하는 방법은 SARS-CoV-2 바이러스의 구성 분자를 검사 표적으로 하며, 현재 감염을 진단하는데 적용된다. 항원검사법은 ELISA의 Sandwich 법과 원리적으로 동일하다. 항체는 SARS-CoV-2 바이러스의 감염 후에도 일정기간 동안 인체 내에 존재함으로 현재(현성) 감염 뿐만 아니라, 환자의 회복 상태 추정하거나, 치료 효과, 역학 조사, 백신의 유용성 등을 평가하는데 사용될 수 있다. 이 검사법은 과정이 단순하고, 고가의 검사 장비가 필요하지 않으며, 항체의 존재 여부를 빠른 시간(15분 이내) 내에 알 수 있기 때문에 검사법으로서 장점이 있으며, 현장검사법(point-of care test, POCT)으로써 최적의 검사법이 될 수 있다. 대신 무증상 감염자에 대한 민감도가 떨어진다는 문제가 있다.

4. 폐 CT 검사

5. 기타 검사 방법

항체 검사(혈액 검사)

바이러스 자체를 검사하는 대신 항체가 형성되었는지를 검사하는 대안이 떠오르고 있다. 관련 외신

보통 초기 면역에 분비되는 항체(immunoglobin M)와 장기 면역에 나타나는 항체(immunoglobin G)가 다르므로 항체가 제대로 생성되었는지 좀더 자세하게 확인할 수 있게 된다. 따라서 재감염에 대한 우려가 줄어들어 이미 한번 감염된 의료진이나 시민들이 지금처럼 마스크와 방호복을 착용할 필요도 사라진다.

그러면 기존에 재감염이 발생한 이유가 RT-PCR의 민감도가 낮기 때문인지 아니면 정말 재감염 때문인지 궁금할 수 있다. 다행스럽게도 biorxiv에 발표된 새로운 연구자료에 따르면 변인을 통제한 상황에서 짧은꼬리원숭이에게 코로나19를 직접 주사하고 경과를 지켜봤더니 재감염이 발생하지 않았다고 한다. 관련 자료 다만 해당 자료는 아직 peer-review되지 않았으므로 주의를 요한다. 그리고 재감염이 안된다는 이야기는 재감염의 가능성이 현저히 낮다는 것이지, 재감염이 아예 안된다는 것이 아니므로 주의할 필요는 있다. 실제로 천연두만 해도 항체가 완전히 생성되었지만 재감염된 경우가 드물지만 있다고 한다.

항체의 효능에 대한 내용은 코로나19-치료 항목 참조.

2020년 5월 14일, 스위스 제약업체 로슈의 항체검사기를 영국에서 처음 승인하였다. #

2020년 12월 16일, 집에서도 감염 여부를 확인할 수 있는 진단키트가 미 식품의약국(FDA)의 승인을 받았다. #

타액 검사

2020년 12월 14일에 추가된 검사방식이다. 타액을 채취하여 코로나 감염 여부를 확인한다. PCR 처럼 결과는 48시간 이내에 개별 통보된다. 코로나 검사를 무서워하는 아이들을 위한 좋은 대안일 수 있다.

신속항원(ART)

자세한 내용은 신속항원키트 문서 참고하십시오.

결과가 30분 안에 나오나 정확도가 낮다는 단점이 있다. 이도 2020년 12월 14일에 추가된 검사방식이다.

서울대병원 감염내과 김남중 교수와 진단검사의학과 김택수 교수 등은 국내 1호 신속항원진단키트인 에스디바이오센서의 ‘Standard Q COVID-Ag Test’를 RT-PCR 검사와 비교한 결과를 최근 국제학술지 JKMS(Journal of Korean medical science)에 발표했는데, RT-PCR 대비 신속항원검사의 민감도는 17.5%로 낮다는 결론을 냈다. #

<사용 방법>

항문 검사

오직 중국에서만 실시하는 방식이다. 자세한 내용은 항문 검사 참고.

6. 결과 통보[3]

음성일 경우	○○○님(께서 ○○에서 ○○월 ○○일 실시한)의 코로나 검사 결과는 음성입니다. ○○○○보건소/병원[4]
양성일 경우	문자[5]	○○○님(께서 ○○에서 ○○월 ○○일 실시한)의 코로나 검사 결과는 양성입니다. 귀하 및 동거인은 자가격리 대상이므로 외출하지 마시고, 유선으로 다시 연락드릴 예정이니 기다리시기 바랍니다. ○○○○보건소/병원	전화	안녕하세요 ○○○○ 보건소입니다. 음성이시면 문자가 가고 양성이시면 전화가 간다고 말씀드렸는데 지금 전화를 드린 이유는 양성이시기 때문입니다. 지금부터 역학조사를 시작하겠습니다. (이후 역학조사 시작)

7. 여담

2022년 10월에는 일본 사이타마현에서 그해 8월, 본인을 보건소 직원으로 속인 후 코로나 검사를 해야 한다면서 초등학생 자매를 화장실로 데려가 성범죄를 저지른 35살 남성이 체포되었다. 일본 기사

[1] 단계적 일상회복이후 예외를 제외하면 경증인 모든 환자는 코로나19 확진자는 격리병상에 가지 않고 재택치료로 전환한다. [2] 생명과학회지 2020. Vol.30. No.8 [3] 보통 하루 내에 오지만, 5차 대유행이 지속되고 있어서 검사수 증가로 이틀까지 걸리는 경우도 있다고 한다. [4] 지역에 따라 방역수칙 준수 당부, 자가격리자의 경우 자가격리 준수의 내용이 추가로 들어가는 경우도 있다. [5] 문자통보 여부는 유동적이며 병원은 역학조사 담당이 아니므로 병원은 양성이여도 문자로 선 통보한다, 역학조사를 위해 전화는 무조건 한다.