초록 ▼

1. 연구개발 목표
계절성 인플루엔자 바이러스 유행주들의 유전자 정보 분석 결과를 토대로 하여 향후 발생 가능한 신종, 변종 인플루엔자바이러스의 대유행을 예측할 수 있는 과학적 모델을 확립하고, 인체감염 여부 판정에 활용할 수 있는 분자 진단 기술을 개발하고자 함. 이와 동시에 국내에서 발생한 고병원성 조류 인플루엔자 바이러스의 유전자 계통수 분석을 통하여, 계절성 인플루엔자 바이러스와의 유전자의 재조합 여부를 분석하고자 함.

2. 연구개발 내용 및 결과
• 계절성 인플루엔자 H3N2 바이러스 유행 예측 모델

1. 연구개발 목표
계절성 인플루엔자 바이러스 유행주들의 유전자 정보 분석 결과를 토대로 하여 향후 발생 가능한 신종, 변종 인플루엔자바이러스의 대유행을 예측할 수 있는 과학적 모델을 확립하고, 인체감염 여부 판정에 활용할 수 있는 분자 진단 기술을 개발하고자 함. 이와 동시에 국내에서 발생한 고병원성 조류 인플루엔자 바이러스의 유전자 계통수 분석을 통하여, 계절성 인플루엔자 바이러스와의 유전자의 재조합 여부를 분석하고자 함.

2. 연구개발 내용 및 결과
• 계절성 인플루엔자 H3N2 바이러스 유행 예측 모델의 실험적 검증
- 계절성 인플루엔자 H3N2 바이러스 유행 예측 모델에서 측정된 ‘evolutionary distance’에 영향을 미친 주요 HA 유전자 서열에서의 아미노산 변이와 H3N2 바이러스 항원성 진화 간의 관계 분석을 위하여 역유전학 방법으로 돌연변이 바이러스를 제작

- 마우스 모델에서의 병원성, 세포주에서의 성장 특성 및 항원성 변이 여부 분석

- 세포주에서의 성장 특성 및 항원성 변이에 관여하는 특정 HA 유전자 서열에서의 특정 아미노산 변이 확인 완료

• B형 인플루엔자 바이러스의 유행 예측을 위한 유전자 변이 분석 모델 확립
- B형 인플루엔자 바이러스의 HA 유전자 정보 수집 및 분자계통학적 분석을 통하여 백신주와 유행주 간의 evolutionary distance 측정 모델 확립

- A형 인플루엔자 바이러스 H3 아형 HA 유전자와 B형 인플루엔자 바이러스 HA 유전자 간의 공통 항원 결정 부위와 B형 인플루엔자 바이러스의 HA 유전자 특이 부위에서의 evolutionary distance 진화 분석 완료 및 Victoria, Yamagata 각 lienages에서의 evolutionary distance 분석 완료

• Big data를 이용한 변이 추론 알고리즘 개발
- 유사 알고리즘 (WHO, Nextflu등) 과의 차별화 전략 제시 완료
- 슈퍼컴퓨터를 이용하여 B형 인플루엔자 바이러스 HA 유전자 분자계통학수 비교 분석 완료
• B형 인플루엔자바이러스의 두 항원 계통 감별진단을 위한 분자 진단법 개발
- 식약처 임상시험 승인 신청: 임상시험 수행기관과의 협의를 통해 IRB 승인을 획득하고 임상시험 계을획 수립하였으며, 이를 식약처에 제출하여 임상시험 승인을 받음.

- 임상적 성능평가 수행: 식약처 임상시험계획에서 승인된 양성시료 및 음성시료를 이용하여 민감도 및 특이도 시험을 수행하였으며, 기존에 승인된 제품과 influenza A 와 B의 결과를 비교하여 민감도 및 특이도를 확인함 (B형 인플루엔자바이러스 Victoria 또는 Yamagata 계통으로 분석된 샘플은 염기서열 분석을 수행하여 결과를 확인함).
체외진단 - 의료기기 최종 인허가: 임상시험 완료 후 데이터들을 분석하고 관련 서류들을 작성하여 체외진단 의료기기 최종 인허가 신청을 완료함.

- 개발된 유전자 진단시약의 상용화, 양산체제 구축: 품질관리 규격서, 생산 SOP 확립 등 GMP 기반의 대량 생산 시스템 구축함.

3. 연구개발 성과
- 계절성 인플루엔자 H3N2 바이러스 유행 예측 모델의 실험적 분석 및 검증 완료
- B형 인플루엔자 바이러스의 유행 예측을 위한 유전자 변이 분석 모델 확립
- 국내 유행 조류 인플루엔자바이러스의 유전자 분자계통도 확보 및 재조합에 의한 대유행 가능성 분석 완료
- B형 인플루엔자바이러스의 두 계통을 진단할 수 있는 진단키트 임상 시험 완료 및 허가 취득

4. 활용방안
국내에서 분리된 인플루엔자바이러스의 진화 및 유전자 변이 지도 작성 및 기술력을 확보할 수 있고, 이를 통해 우리나라에서 유행하고 있는 인플루엔자바이러스에 대해 가장 적합한 항원성의 백신을 개발하고, 최적의 효능을 보일 수 있는 항바이러스제 탐색 및 발굴을 위한 과학적 자료를 제공할 수 있음. 또한, 다른 여러 바이러스들의 기초연구 분야에 본 기술을 활용하게 되면, 바이러스 진화 분석 및 기초연구 수준의 향상도 가능할 것으로 기대됨. 아울러, 표준화된 진단시스템을 개발함으로서 감별 진단, 분석 시간의 단축 및 검역, 모니터링 시스템 구축을 위한 토대를 마련할 수 있음.

(출처 : 연구결과점검보고서 요약문 6p)

Abstract ▼

1. Purpose
By analyzing genomic sequences of various seasonal influenza viruses, it is the main objective of this study to establish a prediction method of novel or emerging strains that may pose a pandemic threat and to develop a molecular diagnostic kit to specifically and sensitively define ne

1. Purpose
By analyzing genomic sequences of various seasonal influenza viruses, it is the main objective of this study to establish a prediction method of novel or emerging strains that may pose a pandemic threat and to develop a molecular diagnostic kit to specifically and sensitively define newly arising strains. It is another aim to establish a surveillance system of molecular evolution and genomic exchange of animal (avian and swine) and human influenza viruses.

2.Contents & Results
Experimental demonstration of the predictive modeling of H3N2 viruses
- (Terminology) evolutionary distance: the number of nonsynonymous mutations estimated in the HAs between a vaccine and circulating variants

- Using the established estimating method of molecular evolution of H3N2 viruses, evolutionary distances of recently circulating strains can be estimated against vaccine viruses.

- Using plasmid-based reverse genetics, mutant viruses can be generated by retaining specific mutations, which may reflect some representative clades in a phylogenetic tree, based on the results of evolutionary distance estimation.

- In vitro virological characteristics of the mutant viruses, such as replication kinetics in cells and antigenicity changes against standard vaccine sera, can be investigated and further analyzed with the results of evolutionary distance estimation.

• Modeling of molecular evolution and circulation of human influenza B viruses
- The evolutionary distance model that have set up for H3N2 viruses can be used again for influenza B viruses.

- Using HA sequences, evolutionary relationship of influenza B viruses can be reconstructed in a phylogeny.

- Influenza B virus-specific method of evolutionary distance estimation and algorithm can be established against the two distinct lineages.

• Development of the modeling algorithm of molecular evolution of influenza viruses
- Using a big-data analysis approach, a new algorithm for the molecular evolution estimation of influenza viruses can be designed and compared with other well-known algorithms (WHO, Nextflu, etc.).

- Super-computing analysis may be useful for handling big genomic data.

• Development of a molecular diagnostic kit to specifically and sensitively detect the two distinct lineages of influenza B viruses

□ Application for approval of clinical trial
- IRB approval was obtained through consultation with the laboratory conducting the clinical trial. Based on the statistical criteria, the amount of positive and negative samples required was analyzed and a plan was established through consultation with the clinical institution.

- Applied for approval of the clinical trial plan to the hospital and approved the clinical plan.

□ Clinical trial
- Sensitivity and specificity tests were performed using positive and negative samples, and the sensitivity and specificity were confirmed by comparing the results of the previously approved products.

- Samples analyzed with Victoria or Yamagata subtypes were confirmed by sequencing.

□ In-vitro diagnostic medical device license
- After completion of the clinical trial, the data were analyzed and related documents were prepared and complete the application for final approval of the IVD medical device.

□ Commercialization of diagnostic reagent and establish the mass production system.

3. Development Results
- Applicability of the modeling method of novel H3N2 variants for the antigen selection of influenza vaccines

- Predictive demonstration of influenza B virus circulation

- Prediction of a pandemic threat that may be caused by molecular evolution and reassortment of animal and human influenza viruses

- Development of a molecular diagnostic kit for the detection and differentiation of two distinct lineage of influenza B viruses

4. Expected Contribution
Through this molecular epidemiology study and diagnostic kit development, it is possible to real-time track of influenza virus evolution and to preserve a technique of molecular diagnosis. This may extend to design Korean-specialized vaccine antigen and to develop antiviral of broad-spectrum efficacy against influenza viruses. It may also benefit to prepare medical arsenals against other viral infectious diseases. Similarly, a standardized diagnostic system may help to equip sustainable surveillance and quarantine programs in a nationwide scale.

(출처 : Summary 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 학술연구개발용역과제 연구결과점검보고서 ... 2
• 목차 ... 4
• 연구결과점검보고서 요약문 ... 6
• Summary ... 8
• 학술연구개발용역과제 연구결과 ... 10
• 제1장 최종 목표 ... 10
• 제2장 국내외 기술 현황 ... 19
• 제3장 최종 연구 내용 및 방법 ... 31
• 제4장 최종 연구 결과 ... 37
• 제5장 연구결과 고찰 및 결론 ... 89
• 제6장 연구성과 및 활용계획 ... 93
• 제7장 연구용역과제 진행과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 97
• 제8장 기타 중요변경사항 ... 97
• 제9장 연구비 사용 내역(당해년도) 및 연구원 분담표 ... 98
• 제10장 참고문헌 ... 100
• 제11장 첨부서류 ... 101
• 1세부과제 학술연구개발용역과제 연구결과 ... 102
• 제1장 최종 목표 ... 102
• 제2장 국내외 기술 현황 ... 106
• 제3장 최종 연구 내용 및 방법 ... 113
• 제4장 최종 연구 결과 ... 114
• 제5장 연구결과 고찰 및 결론 ... 148
• 제6장 연구성과 및 활용계획 ... 150
• 제7장 연구용역과제 진행과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 153
• 제8장 기타 중요변경사항 ... 153
• 제9장 연구비 사용 내역(당해년도) 및 연구원 분담표 ... 154
• 제10장 참고문헌 ... 155
• 제11장 첨부서류 ... 156
• 2세부과제 학술연구개발용역과제 연구결과 ... 157
• 제1장 최종 목표 ... 157
• 제2장 국내외 기술 현황 ... 165
• 제3장 최종 연구 내용 및 방법 ... 167
• 제4장 최종 연구 결과 ... 172
• 제5장 연구결과 고찰 및 결론 ... 191
• 제6장 연구성과 및 활용계획 ... 193
• 제7장 연구용역과제 진행과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 195
• 제8장 기타 중요변경사항 ... 195
• 끝페이지 ... 196