초록 ▼

□연구의 목적 및 내용
■ 연구의 목적: 공수병 항체를 생산하는 식물기반원천플랫폼을 구축하고 추후 기 개발 생산한 항체약품을 IND승인을 받기 위한 기반 구축이 궁극적인 연구의 목적임.
- 전 세계적으로 보면 매년 55,000명 이상의 목숨을 앗아가는 치명적인 종간전파 인체감염병임. 공수병(rabies virus) 환자가 최근까지 많이 발생하고 있음. 또한, 동물에서 광견병은 항상 일어나고 있어, 공수병이 발생할 위험은 계속적으로 상존하고 있는 상황임.
- 이는 에볼라, 코로나, 및 에이즈 바이러스들보다 더욱 심각한

□연구의 목적 및 내용
■ 연구의 목적: 공수병 항체를 생산하는 식물기반원천플랫폼을 구축하고 추후 기 개발 생산한 항체약품을 IND승인을 받기 위한 기반 구축이 궁극적인 연구의 목적임.
- 전 세계적으로 보면 매년 55,000명 이상의 목숨을 앗아가는 치명적인 종간전파 인체감염병임. 공수병(rabies virus) 환자가 최근까지 많이 발생하고 있음. 또한, 동물에서 광견병은 항상 일어나고 있어, 공수병이 발생할 위험은 계속적으로 상존하고 있는 상황임.
- 이는 에볼라, 코로나, 및 에이즈 바이러스들보다 더욱 심각한 바이러스질병이라고 볼 수 있음. 하지만, 선진국을 제외하고 후진국의 대부분에서는 공수병바이러스 치료제로 말혈청을 사용하고 있어, 많은 인수공통감염 및 면역 부작용을 일으키고 있고, 심지어는 이조차 제대로 공급되고 있지 않은 상황임.
■ 연구의 내용: 본 연구를 통해 인간 항바이러스 항체 재조합단백질을 인수공통감염원이 없으며, 값싸고 안정적으로 대량생산 할 수 있는 식물기반발현시스템을 확보하였음. 본 연구릍 통해, 식물(1 kg) 한 개체당 2~3명 이상의 환자를 치료할 수 있는 human anti-rabies mAb(3,600 IU량)를 생산할 수 있는 식물 발현시스템을 개발완료하였음.
- 진핵세포들처럼 번역 후 당화 및 가공이라는 변형을 거치게 되며, 식물을 안정적으로 재배할 수 있는 환경을 조성하는 연구를 하였으며, 저렴한 비용으로 대량생산이 가능한 시스템을 완료하였음.
- 본 연구를 통하여, subcellular targeting을 이용한 당구조 개선을 통해 항바이러스 활성을 증폭시키는 것을 기초연구로 수행해보고, 최종적으로는 식물특이적 당 단백질을 원천적으로 제거시킨 식물플랫폼을 개발하여 이종간 면역거부반응을 최소화할 수 있으면서도 N-아세틸클루코사민을 첨가시킴으로써 장기적으로 임상시험에 돌입할 수 있는 진보된 형태의 항체 생산완료.
- 개량된 형질전환 식물체를 대량으로 재배할 수 있는 환경을 조성하여 항체를 대량으로 정제할 수 있는 기반을 조성완료.
- 추후 동물독성평가나 안전성평가에 다량으로 필요한 항체를 정제할 수 있는 기반 시설을 확보. 또한, 국제적으로 공수병을 활발하게 연구하는 연구소와 물질이전 및 연구 제휴완료.
- 항원 특이성을 갖는 식물유래 공수병 인간항체생산 형질전환식물체를 얻어, 단순 혼합 또는 타가수분 등의 기술로 응용함으로써 다양한 공수병 strain을 공략할 수 있는 항체치료제개발 연구완료.
- 항체에 식물특이적 당단백질이 있는 경우와 식물특이적 당단백질을 넉아웃시킨 경우를 각각 나누어 활성을 비교해 볼 계획이며, 유전자가위를 통해 식물특이적 당 구조를 제거할 수 있는 식물시스템을 구축완료.
- 공수병바이러스항체치료제를 대량생산할 수 있는 식물세포기반생산시스템을 구축완료.
- 1단계사업을 통해, 여러 종류의 공수병 strain에 포괄적으로 중화 및 치료할 수 있는 항체를 식물에서 제조 완료함으로서 2단계에서는 IND승인서류제출을 완료할 것임.

□연구개발성과
▣ 정성적 성과
■ 경제성 있는 식물기반 항체생산 성공: 3,600 IU (US$ 4,332 값어치)/kg 항체를 생산하는 식물개발완료.
- 본 연구과제에서 가장 중요한 것은 식물생산시스템에서 항바이러스능을 갖고 있는 항체를 경제성을 갖고 생산할 수 있는지가 가장 큰 관건이였음. 이에 대해 캔사스주립대학교 공수병바이러스연구센터에서 본 연구사업에서 개발 생산한 인간항체들이 공수병바이러스를 치료할 수 있다는 유효성 검증 확인하였음.
- WHO에서 권고하고 있는 50~70 kg의 성인의 경우는 공수병항체치료제가 1,000~1,400 IU가 필요함.
- 캔사스주립대학교 rabies virus 연구소 검증 결과, 적어도 식물 한 개체(1 kg) 3,600 IU 항체를 생산할 수 있음 확인함.
- 현재 US$361/300 IU (human anti-rabies immunoglobulins)으로 가격임을 감안하여 정확히 계산하면 식물 한 개체 당 US$4,332의 anti-rabies virus 항체 치료제를 생산하는 식물체 확보한 것임.
- 또한, 항체생산효율 초극대화 식물세포공장시스템을 확보하였는데, 생산율이 2배 이상으로 예상됨.
- 또한, 고무적인 것은 식물유래항체정제는 GE health care정제시스템이 아니고, 국내회사 Amicogen에서 개발한 affinity chromatography용 레진으로 정제시스템 완료하여 항체정제 및 레진시스템을 국산화할 수 있는 계기를 마련함.
▣ 정량적 성과
■ 1차년도 성과
- 국외논문 게재 (SCI) : 1편
- 인력양성: 2명 (학위배출: 박사 2명)
■ 2차년도 성과
- 국외논문 게재 (SCI) : 5편 (IF 4.0이상 4편) *1편은 accepted.
- 학술대회 논문 발표 : 15 (국내 4편, 국제 11편)
- 인력양성: 1명 (학위배출: 박사 1명)
- 국제협력: 국내과학자 해외파견 1명

□연구개발성과의 활용계획(기대효과)
■ 신규 유전자와 종간 감염병 치료용 항체단백질 소재 및 식물대량생산 시스템의 지적재산권 취득기대.
■ 국제공동연구를 통해 식물 생명공학 기법을 이용한 최적의 칵테일화 공수병 치료용 항체 대량생산 기술 개발에 대한 국제특허 취득.
■ 공수병 및 코로나, 에볼라 등 다른 종간 감염병의 치료할 수 있는 항체개발 원천기술확보를 통해 국민건강 증진 및 공수병 청정국 지위유지로 국가경쟁력 향상 효과.
■ 식물생명공학 기법을 이용한 인수공통 감염병 항체치료제의 개발 및 대량 생산 기술의 원천기술 확립을 통한 미래원천기술의 확보.
■ 다양한 인수공통 감염병 항체치료제의 대량생산 기술 개발을 통해 글로벌 경쟁력을 갖추고, 국제적 바이오 신산업 진출을 통해 인수공통 감염병 바이오 의약품 시장 선점 및 사업화 기대.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 8
• 가. 연구개발 내용 및 결과 1 ... 8
• 나. 연구개발 내용 및 결과 2 ... 15
• 다. 연구개발 내용 및 결과 3 ... 21
• 라. 연구개발 내용 및 결과 4 ... 24
• 마. 연구개발 내용 및 결과 5 ... 29
• 바. 연구개발성과 ... 32
• 사. 경제적 성과 ... 35
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 37
• 3-1. 목표 ... 37
• 3-2. 목표 달성여부 ... 37
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 40
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 40
• 붙임. 참고문헌 ... 41
• 끝페이지 ... 41