수두대상포진바이러스(varicella-zoster virus; VZV)는 수도 또는 대상포진을 일으키는 원인이다. 수두바이러스, 대상포진바이러스 등의 이름으로도 불린다. 사람간 전염을 통해 전염되나, 외부 환경에서도 수시간부터 많게는 이틀까지 생존하기도 한다.
현재 전세계에서 널리 접종 되고 있는 대상포진 백신인 조스타박스(Zostavax)는 대표적인 약독화생 백신의 경우, 효력이 낮고, 특히 연령에 따라 효력이 급격히 떨어지고 면역 저하자에 사용할 수 없는 단점이 있다. 또한, 널리 사용되고 있는 대상포진 백신인 싱그릭스(Shingrix)는 면역증강제가 포함된 대표적인 재조합단백질 백신으로, gE 당단백질은 동물세포 배양 및 정제 공정으로 제조되며, 여기에 AS01 면역증강제(리포좀, MPL 및 QS21 포함)가 포함된다. 효력은 대략 90%이며, 면역증강제에 의한 국소 통증의 부작용 등이 보고된다.
종래 백신들은 효력 및 안전성의 문제가 있어 예방의 효과가 다소 제한적이고 국소통증을 유발하는 등의 문제가 있다. 이에 셀트리온은 백신투여에 의한 부작용을 줄이면서도 효력을 크게 개선한 새로운 수두 대상포진 바이러스 백신을 개발하였다.
셀트리온의 본 발명은 수두 대상포진 바이러스(Varicella Zoster Virus, VZV)의 당단백질 E(glycoprotein E, gE) 및 면역글로불린 분자의 불변부를 포함하는 융합 단백질에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에서 IgG 항체의 Fc 유전자가 수두 대상포진 바이러스의 표면 당단백질 E(gE, 항원) 유전자의 카르복실기 말단(carboxyl terminal)에 삽입된 벡터를 클로닝하여 gE-Fc 융합 단백질을 제조하였다.
수두감염을 동물에서 모방하고자 생백신을 C57BL/6 마우스(쥐) 암컷에 1회 피하 주사하여 감작 면역접종을 수행하였다. 감작 면역접종으로부터 약 5주(36 일)후, 수두 대상포진 바이러스 표면당 단백질 E(gE)와 마우스(쥐) IgG2a 항체의 Fc 부위가 결합된 융합 단백질 항원과 애주번트가 포함된 다양한 조건의 조성물을 2회 4주 간격으로 근육주사 하여 면역접종하였다.
구체적으로 세포 매개 면역 반응(cell-mediated immune response)을 평가하기 위한 실험디자인을 하기 표 1과 같다.
[표 1] 세포 매개 면역반응(cell-mediated immune response)을 평가하기 위한 실험디자인
분석결과 gE-Fc 융합 단백질과 MPL/alum 애주번트가 포함된 조성물이 PBS(음성대조군) 대비, 현저한 수두대상포진항원-특이적 세포-매개 면역 유도하였고, 싱그릭스 백신과 비교하였을 때 우월한 세포성 면역 반응을 유도하는 것을 확인하였다.
마찬가지로 gE-Fc' 융합 변이단백질과 MPL/alum 애주번트가 포함된 조성물이 PBS(음성대조군) 대비, 수두대상포진항원-특이적 세포-매개 면역 반응에서 현저한 면역 반응을 유도하고, 싱그릭스 백신과 비교하였을 때 유사 동등한 세포성 면역 반응을 유도하는 것을 확인하였다(그림1).
[그림1] 수두대상 포진항원-특이적 세포-매개 면역 반응
또한 실험군의 효능을 평가하고자 IgG1 항체와 IgG2a 항체생성량을 ELISA 분석법으로 측정한 하였다.
분석결과, gE-Fc + MPL + alum 조합이 PBS 대비 gE 특이적 IgG2a 항체를 생성시키는 효과가 뛰어남을 확인하였으며, 이는 세포성 면역 반응의 증가를 나타낸다. 또한, gE-Fc + MPL + alum 조합이 PBS 대비 gE 특이적 IgG1 항체를 생성시키는 효과가 뛰어남을 확인하였고, 이는 체액성 면역 반응의 증가를 나타낸다(그림2).
아울러, 앞서 그림1에서 확인한 바와 같이 gE-Fc + MPL + alum 조합은 싱그릭스 백신 대비 우월한 수준의 체액성 및 세포성 면역 반응의 유도 능력을 가짐을 최종적으로 확인하였다.
또한, gE-Fc' + MPL + alum 조합이 PBS 대비 gE 특이적 IgG2a 항체를 생성시키는 효과가 뛰어남을 확인하였으며, 이는 세포성 면역 반응의 증가를 나타낸다. gEFc' + MPL + alum 조합이 PBS 대비 gE 특이적 IgG1 항체를 생성시키는 효과가 뛰어남을 확인하였고, 이는 체액성 면역 반응의 증가를 나타낸다. (그림2)
이에, 본 발명의 조성물이 음성대조군 대비 IgG1 및 IgG2a 항체 생성을 현저하게 증가시키는 것을 확인하였고, 싱그릭스 대비 유사한 정도의 세포성 및 체액성 면역 반응을 유도함을 최종적으로 확인하였다.
[그림2] IgG1 및 IgG2a 항체의 생성량
셀트리온의 본 발명에 따른 융합 단백질은 기존 백신 대비 면역 반응이 신속하고 강하게 일어날 뿐만 아니라, 장기간 지속 가능한 효과를 나타내므로, 수두대상포진 관련 질환을 예방 백신을 개발에 유용할 것으로 예상된다.
특허법인 ECM
변리사 최자영
jychoi@ecmpatent.com
02-568-2675
참조
위키백과, 수두대상포진바이러스
출원번호
10-2021-0027772
출원일자
2021년03월02일
우선권주장(우선권주장일)
10-2020-0025608(2020년02월28일)
출원인
(주)셀트리온
공개번호(일자)
10-2021-0110242(2021년09월07일)
발명의 명칭
수두 대상포진 바이러스 융합 단백질 및 이를 포함하는 면역원성 조성물
수두대상포진바이러스(varicella-zoster virus; VZV)는 수도 또는 대상포진을 일으키는 원인이다. 수두바이러스, 대상포진바이러스 등의 이름으로도 불린다. 사람간 전염을 통해 전염되나, 외부 환경에서도 수시간부터 많게는 이틀까지 생존하기도 한다.
현재 전세계에서 널리 접종 되고 있는 대상포진 백신인 조스타박스(Zostavax)는 대표적인 약독화생 백신의 경우, 효력이 낮고, 특히 연령에 따라 효력이 급격히 떨어지고 면역 저하자에 사용할 수 없는 단점이 있다. 또한, 널리 사용되고 있는 대상포진 백신인 싱그릭스(Shingrix)는 면역증강제가 포함된 대표적인 재조합단백질 백신으로, gE 당단백질은 동물세포 배양 및 정제 공정으로 제조되며, 여기에 AS01 면역증강제(리포좀, MPL 및 QS21 포함)가 포함된다. 효력은 대략 90%이며, 면역증강제에 의한 국소 통증의 부작용 등이 보고된다.
종래 백신들은 효력 및 안전성의 문제가 있어 예방의 효과가 다소 제한적이고 국소통증을 유발하는 등의 문제가 있다. 이에 셀트리온은 백신투여에 의한 부작용을 줄이면서도 효력을 크게 개선한 새로운 수두 대상포진 바이러스 백신을 개발하였다.
셀트리온의 본 발명은 수두 대상포진 바이러스(Varicella Zoster Virus, VZV)의 당단백질 E(glycoprotein E, gE) 및 면역글로불린 분자의 불변부를 포함하는 융합 단백질에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에서 IgG 항체의 Fc 유전자가 수두 대상포진 바이러스의 표면 당단백질 E(gE, 항원) 유전자의 카르복실기 말단(carboxyl terminal)에 삽입된 벡터를 클로닝하여 gE-Fc 융합 단백질을 제조하였다.
수두감염을 동물에서 모방하고자 생백신을 C57BL/6 마우스(쥐) 암컷에 1회 피하 주사하여 감작 면역접종을 수행하였다. 감작 면역접종으로부터 약 5주(36 일)후, 수두 대상포진 바이러스 표면당 단백질 E(gE)와 마우스(쥐) IgG2a 항체의 Fc 부위가 결합된 융합 단백질 항원과 애주번트가 포함된 다양한 조건의 조성물을 2회 4주 간격으로 근육주사 하여 면역접종하였다.
구체적으로 세포 매개 면역 반응(cell-mediated immune response)을 평가하기 위한 실험디자인을 하기 표 1과 같다.
[표 1] 세포 매개 면역반응(cell-mediated immune response)을 평가하기 위한 실험디자인
분석결과 gE-Fc 융합 단백질과 MPL/alum 애주번트가 포함된 조성물이 PBS(음성대조군) 대비, 현저한 수두대상포진항원-특이적 세포-매개 면역 유도하였고, 싱그릭스 백신과 비교하였을 때 우월한 세포성 면역 반응을 유도하는 것을 확인하였다.
마찬가지로 gE-Fc' 융합 변이단백질과 MPL/alum 애주번트가 포함된 조성물이 PBS(음성대조군) 대비, 수두대상포진항원-특이적 세포-매개 면역 반응에서 현저한 면역 반응을 유도하고, 싱그릭스 백신과 비교하였을 때 유사 동등한 세포성 면역 반응을 유도하는 것을 확인하였다(그림1).
[그림1] 수두대상 포진항원-특이적 세포-매개 면역 반응
또한 실험군의 효능을 평가하고자 IgG1 항체와 IgG2a 항체생성량을 ELISA 분석법으로 측정한 하였다.
분석결과, gE-Fc + MPL + alum 조합이 PBS 대비 gE 특이적 IgG2a 항체를 생성시키는 효과가 뛰어남을 확인하였으며, 이는 세포성 면역 반응의 증가를 나타낸다. 또한, gE-Fc + MPL + alum 조합이 PBS 대비 gE 특이적 IgG1 항체를 생성시키는 효과가 뛰어남을 확인하였고, 이는 체액성 면역 반응의 증가를 나타낸다(그림2).
아울러, 앞서 그림1에서 확인한 바와 같이 gE-Fc + MPL + alum 조합은 싱그릭스 백신 대비 우월한 수준의 체액성 및 세포성 면역 반응의 유도 능력을 가짐을 최종적으로 확인하였다.
또한, gE-Fc' + MPL + alum 조합이 PBS 대비 gE 특이적 IgG2a 항체를 생성시키는 효과가 뛰어남을 확인하였으며, 이는 세포성 면역 반응의 증가를 나타낸다. gEFc' + MPL + alum 조합이 PBS 대비 gE 특이적 IgG1 항체를 생성시키는 효과가 뛰어남을 확인하였고, 이는 체액성 면역 반응의 증가를 나타낸다. (그림2)
이에, 본 발명의 조성물이 음성대조군 대비 IgG1 및 IgG2a 항체 생성을 현저하게 증가시키는 것을 확인하였고, 싱그릭스 대비 유사한 정도의 세포성 및 체액성 면역 반응을 유도함을 최종적으로 확인하였다.
[그림2] IgG1 및 IgG2a 항체의 생성량
셀트리온의 본 발명에 따른 융합 단백질은 기존 백신 대비 면역 반응이 신속하고 강하게 일어날 뿐만 아니라, 장기간 지속 가능한 효과를 나타내므로, 수두대상포진 관련 질환을 예방 백신을 개발에 유용할 것으로 예상된다.
특허법인 ECM
변리사 최자영
jychoi@ecmpatent.com
02-568-2675
참조
위키백과, 수두대상포진바이러스