보고서 정보
주관연구기관 |
연세대학교 산학협력단 Yonsei University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2014-05 |
과제시작연도 |
2011 |
주관부처 |
보건복지부 [Ministry of Health & Welfare(MW)(MW) |
연구관리전문기관 |
한국보건산업진흥원 Korea Health Industry Development Institute |
등록번호 |
TRKO201400022456 |
과제고유번호 |
1465009843 |
사업명 |
보건의료기술연구개발 |
DB 구축일자 |
2014-11-22
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키워드 |
결핵.잠복결핵감염.바이오마커.싸이토카인.케모카인.tuberdulosis.latent TB infection.biomarker.cytokine.chemokine.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201400022456 |
초록
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I. 연구개발의 목적 및 필요성
결핵을 효과적으로 퇴치하기 위해서는 결핵의 신속 정확한 진단이 적절한 치료를 위하여 중요하며, 특히 건강인과 결핵균 감염자, 그리고 활동성 결핵과 잠복결핵감염을 감별할 수 있는 바이오마커의 발굴이 필요한 실정임.
II. 연구개발의 내용 및 범위
결핵균의 유전자 염기서열 특히 K 균주의 유전자염기서열을 비교분석하여 결핵균에 특이한 항원과 K 균주에 특이한 유전자를 발굴하고, 바이모마커의 임상평가를 위하여 결핵환자, 결핵환자의 접촉자, 그리고 건강인 등 연구대상자로부터 객담, 혈액, 혈청
I. 연구개발의 목적 및 필요성
결핵을 효과적으로 퇴치하기 위해서는 결핵의 신속 정확한 진단이 적절한 치료를 위하여 중요하며, 특히 건강인과 결핵균 감염자, 그리고 활동성 결핵과 잠복결핵감염을 감별할 수 있는 바이오마커의 발굴이 필요한 실정임.
II. 연구개발의 내용 및 범위
결핵균의 유전자 염기서열 특히 K 균주의 유전자염기서열을 비교분석하여 결핵균에 특이한 항원과 K 균주에 특이한 유전자를 발굴하고, 바이모마커의 임상평가를 위하여 결핵환자, 결핵환자의 접촉자, 그리고 건강인 등 연구대상자로부터 객담, 혈액, 혈청, 소변 등의 임상검체를 확보하였음. 결핵균 특이 항원에 대한 싸이토카인과 혈청내 싸이토카인, 케모카인, 대사체를 분석하였음.
II. 연구개발 결과
결핵균 특이항원으로 예상되는 유전자를 기초로 유전자재조합 단백질과 아미노산서열에 기초한 중복 펩티드를 합성하여 면역반응 유도능을 조사하였음. 유용성 평가를 위하여 비임상연구 대상자 387명으로부터 총 2,300 건 이상의 임상검체와 결핵균 106 균주를 확보하였음. 결핵환자의 혈청에서 항체검사를 시행할 결과 38 kDa, 16 kDa, ESAT-6, LAM 항원 등에 대하여 건강인 보다 높은 항체 양성율을 나타내 진단마커로 활용할 수 있음. 결핵균 K 균주에 특이한 유전자 가운데 ESAT-6와 유사한 염기서열을 나타낸 MTBK_24690 단백질은 ESAT-6 항원을 보완하는 결핵진단 바이오마커로 활용할 수 있을 것임. ESAT-6항원과 CFP-10 항원에 기초한 싸이토카인 및 케모카인을 분석한 결과 결핵균 감염자와 건강인을 감별하는 것으로 IFN-gamma 이외에 IL-2, IL-10, IL-13, TNF-alpha, IP-10 등이 확인되었음. IL-2/IFN-gamma 비율은 활동성 결핵과 잠복결핵감염간의 차이를 나타냈으며, IP-10의 경우 혈청에서 검출할 경우 IFN-gamma 검사와 병행하여 활동성결핵과 잠복결핵감염을 감별하는 데 활용할 수 있을 것임. 유세포분석기를 이용하여 총 13종의 싸이토카인 및 케모카인을 분석한 결과 IL-13과 IP-10의 농도와 mitogen 자극에 의한 농도의 비율에 근거한 ROC 분석에 따르면 AUC값이 각각 0.891과 0.924로 높아졌으며, cutoff 값을 도입하여 IP-10의 비율 측정할 경우 결핵환자의 90%, 잠복결핵감염자의 10%, 그리고 건강인에서 0%로 활동성 결핵과 잠복결핵감염을 감별하는 바이오마커로 활용될 수 있음. 싸이토카인을 신속하게 측정하기 위한 real time RT-PCR기법을 확립하였으며, 11종의 mRNA를 검출한 결과 결핵균 감염자에서 IFN-gamma, IP-10, TNF-alpha, IL-2R 등의 mRNA 가 높게 측정되었음. VEGF-A의 경우 활동성결핵과 잠복결핵감염과의 감별이 가능하였음. 비특이 마커로는 혈철내 VEGF-A, Vitamin D 등과 소변내 Kynurenine 이 제시되었음.
IV. 연구개발결과의 활용계획
본 연구과제를 통하여 도출된 여러 가지 결핵진단바이오마커 및 바이오마커 검출기술은 특허를 출원하였거나 출원 중에 있으며, 이를 기초로 기술을 이전할 계획임. 또한 연구결과는 논문으로 발표하여 정보를 공유할 계획이며, 향후 결핵백신의 임상평가 연구 등에 활용할 계획임.
Abstract
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Tuberculosis (TB) is a major infectious disease with more than 35,000 new cases and over 2,000 deaths each year in Korea. In addition, more than 30% of Korean people are believed infected with Mycobacterium tuberculosis, which is called as latent TB infection (LTBI). For effective control of TB, acc
Tuberculosis (TB) is a major infectious disease with more than 35,000 new cases and over 2,000 deaths each year in Korea. In addition, more than 30% of Korean people are believed infected with Mycobacterium tuberculosis, which is called as latent TB infection (LTBI). For effective control of TB, accurate and rapid diagnosis of TB and LTBI would be of great value for prompt and proper treatment of the disease. This study is, therefore, initiated to identify and evaluate biomarker(s) for diagnosis of TB and LTBI. Based on whole genome sequences of M. tuberculosis H37Rv and K strain, which has been most prevalent in Korea, several genes were identified as M. tuberculosis-specific or K-strain-specific and their recombinant proteins or overlapping peptides were prepared. Clinical specimens such as sputum, urine, whole blood, and serum were obtained from 200 TB patients before and serially after initiation of treatment, 54 contacts of TB patients and 133 healthy controls. Of the M. tuberculosis K strain-specific ORFs, MTBK_24690 was particularly of interest due to its similarity with ESAT-6 protein yet showing different serological responses in TB patients. In serological tests, antibodies against 38 kDa, 16 kDa, ESAT-6, and lipoarabinomannan antigens were significantly elevated in TB patients, but their clinical use may be limited due to their longer duration in sera. Of 13 cytokines and chemokines examined in this study, IL-2, IL-10, IL-13, TNF-alpha, and IP-10 was elevated significantly when peripheral blood monocytes (PBMC) were stimulated with ESAT-6 and CFP-10 antigens. IL-2/IFN-gamma ratio was useful in differentiation between active TB and LTBI, likewise serum IP-10 was helpful in distinguishing active TB from LTBI in combination with IFN-gamma assay with PBMC. When flow cytometry-based cytokine multiplex kit was employed to detect 13 cytokines and chemokines, both IL-13/mitogen and IP-10/mitogen ratios were also useful in differentiation between active TB and LTBI. Among non-specific biomarkers, vitamin D was lower in active TB patients than that in healthy controls while VEGF-A was elevated in TB patients. In urine samples, kynurenine was elevated only in active TB patients before treatment. This study thus demonstrates that besides IFN-gamma, there are several cytokines and chemokines useful in differentiation between M. tuberculosis infection and healthy controls and between active TB and LTBI. Further validation of these findings through the field trials is, however, desirable before wide use.
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 2
- 보고서 요약서 ... 3
- 요약문 ... 5
- SUMMARY ... 6
- 6.1 총괄연구개발과제의 연구성과 실적 및 향후 계획 ... 7
- 6.2 연구성과 유형별 세부 내역 ... 8
- 7. 참여연구원 현황표 ... 16
- II. 총괄연구과제 연구결과 ... 17
- 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ... 18
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 29
- 3. 연구개발과제의 추진체계 ... 31
- 4. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 33
- 5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 47
- 6. 향후 연구성과 추진 계획 ... 49
- 7. 연구개발결과의 파급효과 ... 50
- 8. 연구개발결과의 활용계획 ... 50
- 9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 51
- 10. 참고문헌 ... 52
- IV. 제1세부과제연구결과 ... 54
- 1. 연구개발과제의 목표 ... 55
- 2. 연구개발과제의 추진체계 ... 57
- 3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 58
- IV. 제2세부과제연구결과 ... 78
- 1. 연구개발과제의 목표 ... 79
- 2. 연구개발과제의 추진체계 ... 85
- 3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 86
- 4. 참고문헌 ... 97
- IV.제3 세부연구과제 ... 99
- 1. 연구개발과제의 목표 ... 100
- 2. 연구개발과제의 추진체계 ... 107
- 3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 108
- 4. 참고문헌 ... 141
- IV.제4 세부연구과제 ... 142
- 1. 연구개발과제의 목표 ... 143
- 2. 연구개발과제의 추진체계 ... 146
- 3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 147
- 4. 참고문헌 ... 160
- IV. 첨부서류 ... 161
- 2. 실적 증빙자료 ... 163
- 정량적 성과 요약서 ... 194
- 끝페이지 ... 201
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