DNA 백신 기술과 수동전달 기법 이용해 SFTS 바이러스 백신 개발
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DNA 백신 기술과 수동전달 기법 이용해 SFTS 바이러스 백신 개발
  • 백선우 기자
  • 승인 2019.09.24 19:40
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SFTS 환자 임상 증상 보이는 패럿 감염 동물 모델 발견해… 백신 후보 물질의 항체 매개 면역 반응과 T 세포 매개 면역 반응 유도

의과학대학원 박수형 교수와 충북대학교 의과대학 최영기 교수 공동연구팀이 중증열성혈소판감소증후군(Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome, SFTS) 바이러스 감염을 예방하는 백신을 개발하고, 감염 동물 모델 실험을 통해 SFTS 바이러스 감염을 완벽하게 억제할 수 있음을 증명했다. 이번 연구는 지난 8월 23일 <네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)> 온라인판에 게재되었다.

 

중증열성혈소판감소증후군이란

일명 살인진드기병이라 알려진 SFTS는 SFTS 바이러스에 감염된 작은소피참진드기에 물려 발생하는 신종 감염병이다. SFTS에 걸리면, 6~14일의 잠복기를 거친 후 고열, 혈소판 및 백혈구 감소 등 증상이 나타난다. 고령자의 경우 사망에 이르기도 한다. 최근 발생 빈도 및 지역이 확산되며 세계보건기구에서도 SFTS를 미래에 전 세계적으로 유행할 가능성이 큰 10대 신·변종 바이러스 감염병으로 지정했다. 하지만 현재까지 SFTS를 예방하는 상용화된 백신은 개발되지 않았으며, 진드기로부터 접촉을 최소화하는 것이 최선의 예방 방법으로 제시된다.

 

SFTS 백신 개발이 불가능했던 이유

상용화된 백신이 없는 데에는 여러 이유가 존재한다. 2011년 처음 규명된 신종감염병이며, 환자가 동북아시아에 집중되었기 때문에 다국적 제약회사들이 관심을 갖지 않았었다. 연구적 측면에서는 동물 모델의 부재와 방어면역에 대한 기초 연구 부족이다. 본디 백신 후보물질의 효능을 검증하기 위해서는 적절한 동물 모델이 필요하다. 하지만 SFTS는 실험용 쥐에 감염되지 않고, 영장류 또한 생명에 지장이 있는 증상을 나타내지 않았다. 또한, 해당 질환에 대한 방어면역으로서 항체 면역 반응이 중요한지, T 세포 매개 면역 반응이 중요한지에 대해서도 전혀 연구된 바가 없었다.

 

패럿 동물 모델과 DNA 백신 기술

올해 초 최 교수 연구팀에서 패럿이 SFTS 바이러스가 감염되며 SFTS 환자의 임상 증상이 모두 나타나는 것을 발견했다. 이를 바탕으로, 연구팀은 패럿 감염 동물 모델을 이용해 백신 후보물질의 감염 방어 효능을 검증했다. DNA 백신 기술은  기존 백신과 달리 항체 면역 반응과 T 세포 매개 면역 반응을 동시에 유도할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 이 기술을 사용해 31종의 서로 다른 SFTS 바이러스 유전자 서열에서 공통 서열을 도출하고, 이를 기반으로 SFTS 바이러스 구성 단백질인 당단백질 N, 당단백질 C, RNA 의존성 RNA 중합효소, 핵단백질, 비구조단백질을 각각 발현할 수 있는 DNA 백신을 제작했다. 이후, 패럿에 해당 백신을 접종해 SFTS 특이 중화항체면역반응과 T 세포 매개 면역 반응이 유도될 수 있음을 확인했다. SFTS 환자로부터 분리된 바이러스를 백신을 투여한 패럿에 감염시켰을 때 100% 생존율을 보였으며, 패럿 체내에서 SFTS 바이러스가 전혀 검출되지 않았다. 더불어, 소화기 증상, 혈소판 및 백혈구 감소, 고열, 간 수치 상승 등 감염 시 나타나는 임상 증상들 역시 관찰되지 않음을 확인하며 백신이 감염을 완벽히 억제한다는 것을 검증했다. 
이번 연구는 더불어 SFTS 예방 백신 개발에 대한 전략적 접근법을 제시했다. 연구팀은 수동전달 기법을 통해 바이러스 표면의 당단백질(Gn, Gc)에 대한 중화항체면역반응이 바이러스 감염을 억제하는 데에 중요한 역할을 하며, 비-당단백질(N, NSs, RdRp)에 대한 T 세포 매개 면역 반응 역시 감염 예방에 기여할 수 있음을 밝혔다.

SFTS 바이러스에 대한 백신 효과패럿 감염 동물 모델로 실험했을 때, 비백신군에서 바이러스 감염된 혈청이 발견되었으며, 혈소판 수, 체온 및 체중이 감소했다. 백신 접종군에서는 건강한 패럿과 동일한 상태를 보였다. (ⓒ박수형 교수 제공)
SFTS 바이러스에 대한 백신 효과
패럿 감염 동물 모델로 실험했을 때, 비백신군에서 바이러스 감염된 혈청이 발견되었으며, 혈소판 수, 체온 및 체중이 감소했다. 백신 접종군에서는 건강한 패럿과 동일한 상태를 보였다. (ⓒ박수형 교수 제공)

 

연구를 주도한 박수형 교수는 “이번 성과는 국제적으로 SFTS 백신 개발을 위한 기술적 우위를 확보했다는 중요한 의의가 있으며, 이번 연구 결과를 바탕으로한 지속적인 연구를 통해 SFTS 바이러스 백신의 상용화에 기여할 수 있을 것이다”고 전했다.
 


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