초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
기존 백신의 근육접종 방법과 비교하여 높은 면역반응 효과와 비용적 측면에서 큰 장점을 가지는 마이크로니들 기반의 피내 백신 전달 플랫폼을 개발하여 전염병의 대유행에 대비하고 경제적·사회적인 효과를 극대화 시키고자 함.
독감바이러스의 항원 단백질 hemagglutinin(HA)와 neuraminidase(NA)는 RNA 유전자의 돌연변이를 통해 면역 항체의 인식을 회피함으로서 숙주의 면역체계를 쉽게 피할 수 있다. 이로 인해 거의 매년 새로운 항원형의 백신주를 다시 제작해야하며, 간혹 백신주와 실제

□ 연구의 목적 및 내용
기존 백신의 근육접종 방법과 비교하여 높은 면역반응 효과와 비용적 측면에서 큰 장점을 가지는 마이크로니들 기반의 피내 백신 전달 플랫폼을 개발하여 전염병의 대유행에 대비하고 경제적·사회적인 효과를 극대화 시키고자 함.
독감바이러스의 항원 단백질 hemagglutinin(HA)와 neuraminidase(NA)는 RNA 유전자의 돌연변이를 통해 면역 항체의 인식을 회피함으로서 숙주의 면역체계를 쉽게 피할 수 있다. 이로 인해 거의 매년 새로운 항원형의 백신주를 다시 제작해야하며, 간혹 백신주와 실제 유행하는 바이러스 사이의 항원이 상이할 경우에 백신의 방어효과가 현저히 감소되는 문제를 일으키기도 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 독감바이러스 사이에서 높은 보존도를 갖는 stalk 부분에 대한 면역항체 유도를 통한 만능독감백신 개발이 전 세계적인 학계의 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 최근 본 연구팀에서 개발한 RNA-binding protein(RBP) fusion technology를 이용하여 대장균 시스템에서 HA stalk 단백질을 백신항원으로 발현하고자 한다. 특히, 본래 trimer 형태로 존재하는 HA 단백질의 특성을 고려할 때, 기존 연구를 통해 밝혀진 trimer 유도 서열을 삽입함으로서 생산된 stalk 단백질의 백신 효능을 극대화시킨다. 실험용 마우스 모델을 이용하여 백신 접종 후 생성되는 항체반응의 면역학적 특성을 분석하고 다양한 독감바이러스에 대한 교차반응성(cross-reactivity)을 검증한다. 또한 야생형 바이러스의 공격접종에 대한 교차방어능력(cross-protection)을 검증하여 HA stalk 단백질 기반만능독감백신을 개발한다. 아울러 자체개발하여 보유하고 있는 저온적응 약독화 백신주를 이용하여 해당 백신주에 의한 교차면역원성 및 교차방어 효능을 분석한다. 추가로 마이크로니들형 백신 제작을 위해 약독백신주 라이브러리를 제작하고 이를 불활화 후 주관연구기관에 제공하여 패치형 백신으로 응용한다.

□ 연구개발성과
- 증점제, 안정제, 계면활성제가 포함된 새로운 백신 코팅용액의 조성 개발 및 백신의 면역원성 보존을 위한 백신 코팅용액의 조성 최적화
- 상기 제안한 코팅용액 조성의 안정성(단기/장기 보관 시) 규명
- 백신 피내 접종의 면역반응을 극대화 시킬 수 있는 면역 증강제의 선별
- 면역 증강제가 포함된 마이크로니들 코팅용액 조성의 안정성 (단기/장기 보관 시) 및 안전성 규명
- 면역증강제 테스트를 통해서 기존의 마이크로니들형 백신 전달 기구를 통해 얻을 수 있는 면역 효과보다 향상된 면역 반응 및 방어반응을 확인함. 추후 범용 백신 실험에서 사용될 예정임
- DNA-나노입자 플랫폼을 통해 기존 포뮬레이션 대비 향상된 안정성을 얻을 수 있었으며, 기존 접종 기구 대비 코팅 효율을 향상시킬 수 있었음. 또한 기존 포뮬레이션 대비 향상된 IgG 역가를 얻을 수 있었음
- 마이크로니들형 피내 접종 기구의 표면 개질을 통해 보다 친수성인 표면을 얻을 수 있었으며 코팅 횟수 대비 많은 양의 DNA을 코팅할 수 있었음. 또한 in vitro 상황에서 DNA 확산 속도를 기존대비 높일 수 있었음
- 마이크로니들형 피내 접종 기구가 중대형 동물의 질긴 피부를 투과할 수 있음을 확인할 수 있었고, 높은 효율을 보임을 확인할 수 있었음형 동물의 질긴 피부를 투과할 수 있음을 확인할 수 있었고, 높은 효율을 보임을 확인할 수 있었음
- 단백질 기반의 범용 백신의 조성 구축 및 면역 증강제 첨가 후 최적화를 통한 충분한 수준의 면역원성 및 방어능력 확보
- 난백알부민 (Ovalbumin)을 마이크로니들형 전달 기구에 도포하여 이에 따른 면역원성을 확인하였을 때, 근육내 접종 방식에 비해 높은 면역원성을 확인함.
- 기억 B세포에 의한 장기 면역원성 및 방어능력 확인을 위해, 다양한 종류의 인플루엔자 바이러스를 이용해 IgG레벨과 HAI activity비교를 통하여 교차면역원성을 확인함.
- 현재 사용 중인 조성에 대한 마우스 및 페렛에 대한 피부 부작용은 따로 보여지지 않음.
- 보존형 HA 기반 유전자재조합 항원 백신의 경우 다양한 독감바이러스에 대한 교차면역원성과 교차방어능이 매우 약함을 검증하였음.
- 약독화 생백신의 경우 교차면역원성 및 교차방어능력이 매우 우수하여 만능형 백신의 후보물질로써 적합 함을 검증함.

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
- 백신의 피부전달방법이 기존의 백신접종방법에 비해 수월성을 가지는 메카니즘을 규명할 뿐 아니라 아직 밝혀지지 않은 피내 백신의 발현과정을 연구하는데 유용한 기술을 제공할 수 있음.
- 저비용 고효율의 백신접종방법을 개발함으로써 앞으로 다가올 질병의 예방에 기여하고, 국민건강을 증진시키며 나아가 서방 선진국들이 선점하고 있는 백신시장에서 우리나라만의 독자적인 백신전달 기술확보를 통해 백신개발로 인한 종속관계를 벗어나는데 일조 할 수 있음.
- 본 연구팀의 백신전달시스템의 개발은 다양한 감염성 질병들에 대해 적용할 수 있으며 최근 문제시 되는 백신저항 전염병 치료의 새로운 대안으로서 역할을 수행할 수 있음.
- 수용성 단백질 대량생산을 통한 백신 생산 비용 절감 효과
- 독감바이러스 항원 단백질을 이용한 진단 및 치료 항체 개발로의 활용 기대
- 계절형 독감백신과 범용성 백신으로의 상호 시너지있는 개발 플랫폼 구성가능성
- HA이외의 NA 및 M2 단백질 항원과의 횬용을 통한 백신 효능 재고효과 기대
- 스프레이형 범용성 백신 가능성 제시
- Microneedle 형 vaccine delivery 기술의 적응범위 확대

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1. 연구개발 목적 ... 5
• 2. 연구개발의 필요성 ... 5
• 3. 연구개발 범위 ... 8
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 11
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 88
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 96
• 붙임. 참고문헌 ... 97
• 끝페이지 ... 97