제2형 신종 중증급성호흡기증후군코로나바이러스(SARS-CoV2)는 2019년 12월 중국 우한시에서 처음 발병이 보고되면서 전세계적으로 점차 확산되어 2021년 4월경 판데믹으로 선언되었으며 많은 감염자 및 사망자를 초래하였다. SARS-CoV2는 양성 단일 가닥 RNA genome을 지닌 코로나 바이러스로서 동물 및 인간에게 높은 전염성을 가지고 지속적인 ...
제2형 신종 중증급성호흡기증후군코로나바이러스(SARS-CoV2)는 2019년 12월 중국 우한시에서 처음 발병이 보고되면서 전세계적으로 점차 확산되어 2021년 4월경 판데믹으로 선언되었으며 많은 감염자 및 사망자를 초래하였다. SARS-CoV2는 양성 단일 가닥 RNA genome을 지닌 코로나 바이러스로서 동물 및 인간에게 높은 전염성을 가지고 지속적인 변이 바이러스가 출현하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 재조합 베큘로바이러스 표면에 인간 내인성레트로바이러스 Env(Human retrovirus envelop, HERV)를 발현하는 AcHERV DNA 백신 기반 플랫폼을 이용하여 SARS-CoV2에 대한 백신을 제작하였고 그에 따른 면역원성을 평가하였다. 백신 항원으로 SARS-CoV2 스파이크 단백질(S)을 사용하였으며 각각 S 부분, S1 부분, 중동호흡기증후군 코로나바이러스(MERS-CoV) N 말단 도메인과 SARS-CoV2 S의 수용체 결합 도메인(Receptor binding domain, RBD)이 융합한 유전자 부분 등 총 세가지의 백신 항원 후보군을 선정하였다. 이렇게 선정된 백신 항원 후보군들은 AcHERV의 전달체에 삽입하여 백신을 제작하였다. 제작된 AcHERV- COVID19 백신 후보군 3종 중 S 유전자가 도입된 AcHERV-COVID19S 백신의 경우 햄스터동물모델에서 높은 체액 및 세포성 면역을 유도하였고, SARS-CoV2를 공격접종한 방어능 평가에서 완벽한 방어능을 보였다. 이후 SARS-CoV2 감염에 의한 폐사가 발생하는 형질 전환 실험동물인 K18-hACE2 형질전환 마우스를 이용하여 백신의 효능평가를 진행하였다. AcHERV-COVID19S 백신을 K18-hACE2 형질전환 마우스에 두 번 면역화를 진행하여 높은 체액 및 세포 매개 면역을 유도를 확인하였고, SARS-CoV2를 공격접종에 100% 방어하는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 바이러스 감염의 대유행 확산을 예방하는 백신으로서의 가능성을 확인하였다. 그러나, SARS-CoV2 감염을 예방하기 위하여 다양한 종류의 백신들이 개발되어 사용되었음에도 불구하고, SARS-CoV2는 알파부터 델타, 오미크론등 지속적인 변이주가 발생하면서 백신의 효능을 감소시켰다. AcHERV-COVID19S 백신 역시 K18-hACE2 형질전환 마우스 모델을 이용하여 SARS-CoV2 델타 변이주에 대한 방어능 평가 결과 50%만 생존하였다. 이러한 SARS-CoV2 델타 변이주에 대응하기 위해, AcHERV 백신 기반 플랫폼에 SARS-CoV2델타 변이주의 스파이크 유전자를 도입한 AcHERV-COVID19D 백신을 제작하였고, 교차 방어능 평가를 위해 SARS-CoV2(프로토타입)과 SARS-CoV2 델타 변이주에 대한 효능평가를 진행하였다. 또한 추가적으로 2021년 12월 이후 급속도로 확산되고 있는 SARS-CoV2 오미크론 변이주에 대한 효능 평가도 함께 진행하였다. 면역원성 평가에서는 AcHERV-COVID19D 백신은 프로토타입 또는 오미크론 변이주보다 델타 변이주에 대해 높은 중화 항체 유도를 확인하였고, 3종류의 바이러스에 대한 높은 세포성 면역이 유도되는 것을 확인하였다. 3종류의 SARS-CoV2 바이러스(프로토타입, 델타 및 오미크론 변이주)들을 이용한 교차 방어능 실험에 따르면 AcHERV-COVID19D 백신을 접종한 K18-ACE2 형질전환 마우스는 델타 또는 오미크론 변이주를 공격접종 했을 때 100% 생존하였으며 SARS-CoV2 프로토타입으로 공격접종 했을 때 71.4%의 생존율을 보였다. 이러한 결과는 본 연구에서 개발한 AcHERV-COVID19D 백신은 델타 변이주 뿐만 아니라 오미크론 변이주에 대해서도 예방 효과를 나타내는 것을 확인하였으며, 이는 오미크론 변이주와 같은 경증 병원성을 보이는 다양한 코로나바이러스 변이주에 대한 잠재적인 백신 후보로 사용할 수 있는 것으로 기대된다.
제2형 신종 중증급성호흡기증후군 코로나바이러스(SARS-CoV2)는 2019년 12월 중국 우한시에서 처음 발병이 보고되면서 전세계적으로 점차 확산되어 2021년 4월경 판데믹으로 선언되었으며 많은 감염자 및 사망자를 초래하였다. SARS-CoV2는 양성 단일 가닥 RNA genome을 지닌 코로나 바이러스로서 동물 및 인간에게 높은 전염성을 가지고 지속적인 변이 바이러스가 출현하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 재조합 베큘로바이러스 표면에 인간 내인성 레트로바이러스 Env(Human retrovirus envelop, HERV)를 발현하는 AcHERV DNA 백신 기반 플랫폼을 이용하여 SARS-CoV2에 대한 백신을 제작하였고 그에 따른 면역원성을 평가하였다. 백신 항원으로 SARS-CoV2 스파이크 단백질(S)을 사용하였으며 각각 S 부분, S1 부분, 중동호흡기증후군 코로나바이러스(MERS-CoV) N 말단 도메인과 SARS-CoV2 S의 수용체 결합 도메인(Receptor binding domain, RBD)이 융합한 유전자 부분 등 총 세가지의 백신 항원 후보군을 선정하였다. 이렇게 선정된 백신 항원 후보군들은 AcHERV의 전달체에 삽입하여 백신을 제작하였다. 제작된 AcHERV- COVID19 백신 후보군 3종 중 S 유전자가 도입된 AcHERV-COVID19S 백신의 경우 햄스터 동물모델에서 높은 체액 및 세포성 면역을 유도하였고, SARS-CoV2를 공격접종한 방어능 평가에서 완벽한 방어능을 보였다. 이후 SARS-CoV2 감염에 의한 폐사가 발생하는 형질 전환 실험동물인 K18-hACE2 형질전환 마우스를 이용하여 백신의 효능평가를 진행하였다. AcHERV-COVID19S 백신을 K18-hACE2 형질전환 마우스에 두 번 면역화를 진행하여 높은 체액 및 세포 매개 면역을 유도를 확인하였고, SARS-CoV2를 공격접종에 100% 방어하는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 바이러스 감염의 대유행 확산을 예방하는 백신으로서의 가능성을 확인하였다. 그러나, SARS-CoV2 감염을 예방하기 위하여 다양한 종류의 백신들이 개발되어 사용되었음에도 불구하고, SARS-CoV2는 알파부터 델타, 오미크론등 지속적인 변이주가 발생하면서 백신의 효능을 감소시켰다. AcHERV-COVID19S 백신 역시 K18-hACE2 형질전환 마우스 모델을 이용하여 SARS-CoV2 델타 변이주에 대한 방어능 평가 결과 50%만 생존하였다. 이러한 SARS-CoV2 델타 변이주에 대응하기 위해, AcHERV 백신 기반 플랫폼에 SARS-CoV2델타 변이주의 스파이크 유전자를 도입한 AcHERV-COVID19D 백신을 제작하였고, 교차 방어능 평가를 위해 SARS-CoV2(프로토타입)과 SARS-CoV2 델타 변이주에 대한 효능평가를 진행하였다. 또한 추가적으로 2021년 12월 이후 급속도로 확산되고 있는 SARS-CoV2 오미크론 변이주에 대한 효능 평가도 함께 진행하였다. 면역원성 평가에서는 AcHERV-COVID19D 백신은 프로토타입 또는 오미크론 변이주보다 델타 변이주에 대해 높은 중화 항체 유도를 확인하였고, 3종류의 바이러스에 대한 높은 세포성 면역이 유도되는 것을 확인하였다. 3종류의 SARS-CoV2 바이러스(프로토타입, 델타 및 오미크론 변이주)들을 이용한 교차 방어능 실험에 따르면 AcHERV-COVID19D 백신을 접종한 K18-ACE2 형질전환 마우스는 델타 또는 오미크론 변이주를 공격접종 했을 때 100% 생존하였으며 SARS-CoV2 프로토타입으로 공격접종 했을 때 71.4%의 생존율을 보였다. 이러한 결과는 본 연구에서 개발한 AcHERV-COVID19D 백신은 델타 변이주 뿐만 아니라 오미크론 변이주에 대해서도 예방 효과를 나타내는 것을 확인하였으며, 이는 오미크론 변이주와 같은 경증 병원성을 보이는 다양한 코로나바이러스 변이주에 대한 잠재적인 백신 후보로 사용할 수 있는 것으로 기대된다.
Severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV2) was first reported in Wuhan, China in December 2019, gradually spread worldwide, and a pandemic was declared around April 2021. It caused many infections and deaths. SARS-CoV2 is a positive-sense single-stranded RNA coronavirus, which is hi...
Severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV2) was first reported in Wuhan, China in December 2019, gradually spread worldwide, and a pandemic was declared around April 2021. It caused many infections and deaths. SARS-CoV2 is a positive-sense single-stranded RNA coronavirus, which is highly contagious in animals and humans, and continuously mutated viruses are emerging. We constructed an HERV-enveloped recombinant baculoviral DNA vaccine against SARS-CoV2 (AcHERV-COVID19S), then the immunogenicity and prophylactic effects were evaluated. For COVID-19 vaccine construction, DNA encoding SARS-CoV2 S-full or S1 or a MERS-CoV NTD domain-fused SARS-CoV2 RBD was inserted into the genome of AcHERV. Among the three prepared AcHERV-COVID19 vaccine candidates, the AcHERV-COVID19 S vaccines induce high humoral and cell-mediated immunity in hamster. In challenge tests, twice immunized AcHERV-COVID19 S showed complete protection against SARS-CoV2. After that, the efficacy of the vaccine was evaluated using K18-hACE2 Tg mice, which are transgenic experimental animals that cause death due to SARS-CoV2 infection. We immunized K18-hACE2 Tg mice twice with the AcHERV-COVID19S vaccine, confirmed induction of high humoral and cell-mediated immunity, and 100% protection against SARS-CoV2 challenge test. These results support the feasibility of AcHERV-COVID19S vaccines in preventing pandemic spreads of viral infections. However, despite the development and use of various types of vaccines to prevent SARS-CoV2 infection, SARS-CoV2 reduced the efficacy of the vaccine as persistent variants such as alpha, delta, and omicron occurred. A non-replicating recombinant baculovirus that delivers the SARS-CoV2 S gene showed a protective effect against homologous challenge in a K18-hACE2 Tg mice model, but only a 50% survival rate against the virulent SARS-CoV2 Delta. In order to respond to this SARS-CoV2 delta, we developed an AcHERV-COVID19D vaccine in which the SARS-CoV2 delta spike gene was introduced into an AcHERV vaccine-based platform. For cross-protection evaluation, efficacy evaluation was performed on the SARS-CoV2 prototype and the SARS-CoV2 delta varients. In addition, efficacy evaluation of the SARS-CoV2 omicron varient, which has been rapidly spreading since December 2021, was progressed. Cross-protection experiments revealed that mice vaccinated with the AcHERV-COVID19D showed 100% survival under challenge with Delta or Omicron, and 71.4% survival against prototype SARS-CoV2. These results support the potential of the viral vector vaccine, AcHERV-COVID19D, to prevent the spread of coronavirus variants such as Omicron and less pathogenic mutants.
Severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV2) was first reported in Wuhan, China in December 2019, gradually spread worldwide, and a pandemic was declared around April 2021. It caused many infections and deaths. SARS-CoV2 is a positive-sense single-stranded RNA coronavirus, which is highly contagious in animals and humans, and continuously mutated viruses are emerging. We constructed an HERV-enveloped recombinant baculoviral DNA vaccine against SARS-CoV2 (AcHERV-COVID19S), then the immunogenicity and prophylactic effects were evaluated. For COVID-19 vaccine construction, DNA encoding SARS-CoV2 S-full or S1 or a MERS-CoV NTD domain-fused SARS-CoV2 RBD was inserted into the genome of AcHERV. Among the three prepared AcHERV-COVID19 vaccine candidates, the AcHERV-COVID19 S vaccines induce high humoral and cell-mediated immunity in hamster. In challenge tests, twice immunized AcHERV-COVID19 S showed complete protection against SARS-CoV2. After that, the efficacy of the vaccine was evaluated using K18-hACE2 Tg mice, which are transgenic experimental animals that cause death due to SARS-CoV2 infection. We immunized K18-hACE2 Tg mice twice with the AcHERV-COVID19S vaccine, confirmed induction of high humoral and cell-mediated immunity, and 100% protection against SARS-CoV2 challenge test. These results support the feasibility of AcHERV-COVID19S vaccines in preventing pandemic spreads of viral infections. However, despite the development and use of various types of vaccines to prevent SARS-CoV2 infection, SARS-CoV2 reduced the efficacy of the vaccine as persistent variants such as alpha, delta, and omicron occurred. A non-replicating recombinant baculovirus that delivers the SARS-CoV2 S gene showed a protective effect against homologous challenge in a K18-hACE2 Tg mice model, but only a 50% survival rate against the virulent SARS-CoV2 Delta. In order to respond to this SARS-CoV2 delta, we developed an AcHERV-COVID19D vaccine in which the SARS-CoV2 delta spike gene was introduced into an AcHERV vaccine-based platform. For cross-protection evaluation, efficacy evaluation was performed on the SARS-CoV2 prototype and the SARS-CoV2 delta varients. In addition, efficacy evaluation of the SARS-CoV2 omicron varient, which has been rapidly spreading since December 2021, was progressed. Cross-protection experiments revealed that mice vaccinated with the AcHERV-COVID19D showed 100% survival under challenge with Delta or Omicron, and 71.4% survival against prototype SARS-CoV2. These results support the potential of the viral vector vaccine, AcHERV-COVID19D, to prevent the spread of coronavirus variants such as Omicron and less pathogenic mutants.
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