KR100274760B1 - Oral vaccine for helicobacter pyroli and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 헬리코박터 파이로리에 대한 구강면역제 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 생분해성 고분자와 헬리코박터 파이로리(Hilicobacter pylori) 항원으로 구성된 마이크로스피어를 유효성분으로 포함하며, 혈액 및 점막조직에서 항-헬리코박터 파이로리 항체의 생성을 유발시킬 뿐 아니라 동일한 속의 병원성 미생물인 헬리코박터 펠리스(Helicobacter felis)의 감염까지도 방어할 수 있는 헬리코박터 파이로리에 대한 구강면역제 및 그이 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to oral immunity against Helicobacter pylori and a method for producing the same. More specifically, the present invention is a biodegradable polymer with Helicobacter pylori (Hilicobacter pylori) antigen comprising the microspheres consisting of the active ingredient, wherein in the blood and mucosal tissues - the same in the virulence, as well as to induce the generation of a Helicobacter pylori antibody Oral immunity against Helicobacter pylori that can protect even the infection of the microorganism Helicobacter felis and a method for producing the same.
1983년 호주의 미생물학자인 마샬(Marshall)과 와렌(Warren)이 최초로 B형 위염환자의 위점막 생검조직에서 동일한 형태의 만곡성 세균을 발견하고, 전기 세균을 준수 배양하여 캠필로박터 종(Campylobacter genus)과 연관된 새로운 종임을 규명한 이래, 헬리코박터 파이로리(Hilicobacter pylori)와 위염 및 소화성궤양 등의 상부위장관 질환 간의 연관성에 대하여 활발한 연구가 이루어져 왔다. 헬리코박터 파이로리는 그람음성의 간균으로서 얇은 막으로 둘러싸인 편모를 가지고 있으며, 다량의 유레아제(urease)를 방출함으로써 대변-구강 경로를 통하여 전파되는 것으로 알려져 있다. 현재 헬리코박터 파이로리에 의한 질병의 발병기전에 대해서는 먼저 음식물과 함께 위 내강에 들어온 세균이 강한 운동성을 가진 편모를 이용하여 위점액층을 뚫고 들어가서, 위점액층 내 위상피세포층 상부와 세포간 접합부에 서식하면서, 다량의 유레아제를 분비하여 점액층을 알카리성으로 변화시킴으로써, 가스트린에 의한 위산분비 촉진을 비정상적으로 과다하게 유도하여, 결국 염증 및 궤양을 초래하는 것으로 밝혀져 있다. 또한, 헬리코박터 파이로리가 위 선암(gastric adenocarcinoma) 발병의 중요한 위험요소임을 규명한 최근의 연구보고에 따라 국제보건기구에서는 헬리코박터 파이로리를 제1 군 발암물질로 지정하였다.In 1983, Australian microbiologists Marshall and Warren first discovered the same type of flexible bacteria in the gastric mucosal biopsy tissue of a patient with type B gastritis, followed by cultivation of an electric bacterium, resulting in the development of Campylobacter genus and Since identification of the new species involved , active research has been conducted on the link between Helicobacter pylori and diseases of the upper gastrointestinal tract, such as gastritis and peptic ulcer. Helicobacter pylori is a Gram-negative bacillus with a thin membrane-enclosed flagella and is known to propagate through the feces-oral route by releasing large amounts of urease. Currently, the pathogenesis of the disease caused by Helicobacter pylori first enters the gastric mucus layer using a flagella with a strong mobility of the bacteria entering the gastric lumen with food, and inhabits the upper part of the phase epithelial layer and the intercellular junction in the gastric mucus layer. By secreting a large amount of urease and changing the mucous layer to alkaline, it has been found to induce excessive gastric acid secretion promotion by gastrin, resulting in inflammation and ulceration. In addition, according to a recent study that found that Helicobacter pylori is an important risk factor for gastric adenocarcinoma, the International Health Organization has designated Helicobacter pylori as the first group carcinogen.
헬리코박터 파이로리에 의한 감염은 한국을 비롯한 개발도상국에서 특히 많이 발생하는 것으로 보고되어 있으며, 백 등의 보고에 의하면 한국인 정상인의 약 80% 이상이 헬로코박터 파이로리에 감염되어 있는 것으로 추정된다(참조: 백승철 등, 대한미생물학회지, 25:45-52, 1990). 따라서, 헬리코박터 파이로리 감염에 대한 치료 및 예방방법의 개발이 매우 시급한 실정이다. 미생물 감염에 의한 질병을 치료하기 위한 방법으로서 항생제를 이용한 화학요법의 광법위한 사용은 단기적인 측면에서는 효과적일 수 있으나, 항생제의 지속적인 사용으로 인한 항생제 내성균주의 출현 등의 위험이 있어 바람직한 방법은 아니며, 이러한 점을 고려할때, 전국민을 대상으로 한 대규모의 헬리코박터 파이로리 박멸을 위하여 가장 바람직한 방법은 백신접종이다. 현재 대표적인 병원성 미생물로 알려져 있는 폴리오와 디프테리아의 경우에서 보듯이, 대량 백신접종 계획(mass vaccine strategy)은 전세계적으로 크게 효과를 보고 있다.Infections with Helicobacter pylori have been reported in particular in developing countries, including Korea. According to Baek et al., It is estimated that more than 80% of normal Koreans are infected with Helicobacter pylori. Et al., Korean Journal of Microbiology, 25: 45-52, 1990). Therefore, the development of treatment and prevention methods for Helicobacter pylori infection is very urgent. The use of chemotherapy with antibiotics as a method for treating diseases caused by microbial infections may be effective in the short term, but it is not preferable because there is a risk of antibiotic resistant strains due to continuous use of antibiotics. In view of this, vaccination is the most desirable method for eradicating large-scale Helicobacter pylori for the entire population. As seen in the case of polio and diphtheria, which are now known as representative pathogenic microorganisms, the mass vaccine strategy has been very effective worldwide.
헬리코박터 파이로리의 감염 예방을 위한 백신 개발과 관련하여, 친 등은 헬리코박터 파이호리 항원과 강력한 점막면역보조제(mucosal dajubvant)인 콜레라독소(cholera toxin, 이하, "CT"라 약함)를 이용하여 생쥐와 담비(ferret)를 구강면역시킨 결과, 박테리아 감염에 대한 국부 면역반응이 유도되어, 특히 장내 IgA의 역가가 증가됨을 보고하였으며(참조: Cainn et al., Infect. Immun., 59:5359-2363, 1991), 이는 백신을 이용함으로써 헬리코박터 파이로리에 대한 효과적인 면역이 가능함을 제시하였다. 한편, 이 등은 헬리코박터 파이로리와 매우 유사한 헬리코박터 펠리스(Helicobater felis)가 발브/씨(Balb/c)계 생쥐에서 18달동안 감염이 유지될 뿐 아니라, 사람에서 헬리코박터 파이로리가 유발하는 것으로 알려진 로우 그레이드 비 세포 말트 림포마(low-graed B cell MALT lymphoma)를 유발시킴을 확인함으로써, 발브/씨계 생쥐가 백신 개발연구에 필수적인 경제적이고 편리한 동물실험 모델로서 사용될 수 있음을 제시하였다(참조: Lee et al., Aliment Pharmacol. Ther. 10(suppl. 1):129-138, 1996). 또한, 친 등은 생쥐를 1mg의 헬리코박터 펠리스 항원과 10㎍의 콜레라독소로 구강면역시킨 다음, 108개의 살아있는 헬리코박터 펠리스를 구강투여하였을 때, 감염이 100% 방어됨을 처음으로 확인하였다(참조: Czinn et al., Infect. Immun., 59:2359-2363, 1991). 이외에도, 헬리코박터 파이롤리 항원을 사용함으로써 헬리코박터 파이로리 예방백신을 개발할 수 있음을 제시하는 많은 연구결과들이 보고되어 왔다.Regarding the development of a vaccine to prevent infection of Helicobacter pylori, Chin et al. Used mice and ferrets using Helicobacter pylori antigen and the cholera toxin (weak "CT"), a potent mucosal dajubvant. The oral immunity of (ferret) induced local immune responses to bacterial infections, particularly increasing the titer of intestinal IgA (see Cainn et al., Infect. Immun., 59: 5359-2363, 1991). This suggests that effective immunization against Helicobacter pylori is possible by using a vaccine. On the other hand, Helicobater felis, which is very similar to Helicobacter pylori, not only retains infection for 18 months in Valb / c mice, but also the low-grade ratio known to be caused by Helicobacter pylori in humans. By confirming the induction of low-graed B cell MALT lymphoma, it has been suggested that valve / medium mice can be used as an economical and convenient animal testing model essential for vaccine development studies (Lee et al. , Aliment Pharmacol. Ther. 10 (suppl. 1): 129-138, 1996). Chin et al. Also confirmed for the first time that mice were orally immunized with 1 mg of Helicobacter Felis antigen and 10 μg of cholera toxin, followed by oral administration of 10 8 live Helicobacter Felis (Czinn). et al., Infect. Immun., 59: 2359-2363, 1991). In addition, many studies have been reported suggesting that the Helicobacter pylori vaccine can be developed by using the Helicobacter pylori antigen.
그러나, 대부분의 연구자들에 의하여 점막면역보조제로 사용되고 있는 콜레라 독소는 사람에서 5㎍ 정도의 매우 적은 양으로도 심각한 설사를 유발할 수 있는 등의 독성 때문에 인체에 사용하기 어렵고, 역시 점막면역보조제로 알려진 LT(heat-labile enterotoxin ofE. coli) 역시 인체에 덜 위험하긴 하지만 CT와 유사한 구조를 가지고 있으므로 그다지 바람직하지 않다.However, cholera toxin, which is used as a mucosal immune adjuvant by most researchers, is difficult to use in humans due to its toxicity, such as a very small amount of 5 µg, which can cause severe diarrhea in humans, and is also known as a mucosal immune adjuvant. LT (heat-labile enterotoxin of E. coli ) is also less dangerous to humans, but it is not desirable because it has a CT-like structure.
최근 효과적인 약물전달 체계로서 연구되고 있는 것으로 고부자 화합물을 이용하여 단백질, 펩타이드, 호르몬 등의 활성물질을 포집하여 제조된 마이크로스피어가 있는데, 마이크로스피어는 사용된 고분자 화합물의 종류, 마이크로스피어의 크기 및 제조방법 등을 조절함으로써 분해속도 및 활성물질의 방출양상을 다양하게 변화시킬 수 있고, 단 한번의 면역만으로도 오랜 시간 동안 면역효과를 유지시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다. 마이크로스피어의 제조에 이용될 수 있는 고분자 화하물 중에서도 가장 각광을 받고 있는 것으로는 생분해성 고분자의 일종인 락티드와 글리코리드의 공중합체(ploy(D,L-lactide-co-glycolide, 이하, "PLG"라 약함)가 있다. PLG는 오랫동안 봉합사로 사람에게 많이 사용되어 왔으며, 생체내에서 분해되어 배출되므로 인체에 무해하다는 장점을 가지고 있다. 또한, 샬라콤베 등은 PLG와 오브알부민(ovalbumin)을 이용하여 제조된 마이크로스피어로 발브/씨계 생쥐를 구강면역시켰을 때, 혈액 내 IgG 뿐만 아니라 점막조직에서 분비되는 분비성 IgA도 유도됨을 확인하였으며(참조: Challacombe et al., Immunology, 76:164-168, 1992), 무어 등과 파티도스 등은 단백질 또는 펩타이드가 포집된 마이크로스피어로 면역시킨 경우, 세포독성 임파구(cytotoxic T lymphocyte)가 관여하는 면역반응이 유도됨을 보고한 바 있다(참조: Moore et al., Vaccine, 13:1741-1749, 1995: Partidos et al., J. Immunol. Methods, 20:143-151, 1997).Recently, as an effective drug delivery system, there are microspheres prepared by capturing active substances such as proteins, peptides, hormones, etc. using high-rich compounds. By controlling the preparation method and the like, the decomposition rate and the release pattern of the active substance can be changed in various ways, and the immunity can be maintained for a long time with only one immunity. Among the polymer compounds that can be used for the production of microspheres, the most popular among them is a copolymer of lactide and glycide, which is a kind of biodegradable polymer (ploy (D, L-lactide-co-glycolide, hereinafter, " PLG has been used in humans as a suture for a long time and has the advantage of being harmless to humans because it is broken down and released in vivo. Also, chalacombe and others have PLG and ovalbumin. When oral immunization of valve / cid mice with microspheres was performed, it was confirmed that not only IgG in blood but also secretory IgA secreted from mucosal tissue were induced (see Challacombe et al., Immunology, 76: 164-168). , 1992), Moore et al., Patidos, et al., Have shown that immune responses involving cytotoxic T lymphocytes when immunized with microspheres containing proteins or peptides. Has reported that the bar (see: Moore et al, Vaccine, 13:. 1741-1749, 1995: Partidos et al, J. Immunol Methods, 20:.. 143-151, 1997).
이에, 본 발명자들은 생분해성 고분자를 이용하여 헬리코박터 파이로리에 대한 구강면역제를 제조하고자 예의 연구노력한 결과, 생분해성 고분자의 일종인 PLG(poly(D,L-lactide-co-glycolide)를 이용하여 헬리코박터 파이로리 항원이 포집된 마이크로스피어를 제조하고, 전기 마이크로스피어로 생쥐를 구강면시킨 결과, 혈액 및 점막조직에서 항-헬리코박터 파이로리 항체의 생성을 유발시킬 뿐 아니라, 동일한 속의 병원성 미생물인 헬리코박터 펠리스의 감염도 방어할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made intensive studies to prepare oral immunity agents for Helicobacter pylori using biodegradable polymers. As a result, helicobacter using PLG (poly (D, L-lactide-co-glycolide)) is a kind of biodegradable polymer. Preparation of microspheres containing pylori antigens and oral facet of mice with electric microspheres resulted in the production of anti-Helicobacter pylori antibodies in blood and mucosal tissues, as well as the infection of Helicobacter pelis, a pathogenic microorganism of the same genus. It was confirmed that the defense can be completed, the present invention was completed.
결국, 본 발명의 목적은 생분해성 고분자와 헬리코박터 파이로리 항원으로 구성된 마이크로스피어를 유효성분으로 포함하는 헬리코박터 파이로리에 대한 구강면역제를 제공하는 것이다.After all, it is an object of the present invention to provide an oral immunity agent for Helicobacter pylori comprising a microsphere composed of a biodegradable polymer and Helicobacter pylori antigen as an active ingredient.
본 발명의 다른 목적은 전기 헬리코박터 파이로리에 대한 구강면역제의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for the preparation of oral immunity against electric Helicobacter pylori.
제1a도는 헬리코박터 파이로리 항원이 포집된 마이크로스피어로 구강면역시킨 발브/씨(Balb/c)계 마우스 혈청 중의 항-헬리코박터 파이로리 IgG 항체가를 측정한 ELISA 분석 결과이다.FIG. 1A is a result of ELISA analysis of anti-helicobacter pylori IgG antibody titer in Val / C (Balb / c) mouse serum orally immunized with microspheres containing Helicobacter pylori antigen.
제1b도는 헬리코박터 파이로리 항원이 포집된 마이크로스피어로 구강면역시킨 발브/씨(Balb/c)계 마우스 위세척액 중의 항-헬리코박터 파이로리 IgA 항체가를 측정한 ELISA 분석 결과이다.FIG. 1B is a result of ELISA analysis of anti-helicobacter pylori IgA antibody titer in valv / c mouse gastric lavage fluid orally immunized with microspheres containing Helicobacter pylori antigen.
제2도는 헬리코박터 파이로리 항원이 포집된 마이크로스피어로 구강면역시킨 다음, 헬리코박터 펠리스를 투여한 발브/씨(Balb/c)계 마우스 위조직의 헬리코박터 펠리스 감염도를 측정한 면역형광분석 결과이다.FIG. 2 shows the results of immunofluorescence analysis of Helicobacter Felis infection in the gastric tissues of Balb / c mice treated with Helicobacter pylori, followed by oral immunization with microspheres containing Helicobacter pylori antigen.
본 발명자들은 PLG(poly(D,L-lactide-co-glycolide)를 이용하여 용매증발 방법 또는 분사건조 방법으로 헬리코박터 파이로리 항원이 포집된 마이크로스피어를 제조하고, 전기 마이크로스피어로 생쥐를 구강면역시킨 다음, 생쥐의 혈청과 위세척액을 채취하여, ELISA 방법으로 항-헬리코박터 파이로리 항체가를 측정한 결과, 면역화된 생쥐의 혈청과 위세척액이 각각 다량의 항-헬리코박터 파이로리 IgG 항체와 IgA 항체를 포함하고 있음을 확인하였다. 또한, 전기 마이크로스피어로 면역화된 생쥐에 헬리코박터 파이로리와 동일한 속의 병원성 미생물인 헬리코박터 펠리스를 투여하였을 때, 헬리코박터 펠리스의 감염이 효과적으로 방어됨을 확인하였다.The present inventors prepared microspheres containing Helicobacter pylori antigen by solvent evaporation or spray drying using poly (D, L-lactide-co-glycolide) (PLG), and then orally immunized mice with electric microspheres. The serum and gastric lavage of mice were collected and measured by anti-helicobacter pylori antibody titer by ELISA method. The serum and gastric lavage of immunized mice contained a large amount of anti-helicobacter pylori IgG antibody and IgA antibody, respectively. In addition, it was confirmed that when Helicobacter Felis, a pathogenic microorganism of the same genus as Helicobacter Pylori, was administered to mice immunized with electric microspheres, infection of Helicobacter Felis was effectively prevented.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명자들은 헬리코박터 파이로리 항원으로서 한국에서 이미 분리된 두 가지 종류의 헬리코박터 파이로리 균주(Helicobacter pylori MBRI2(KCTC 0216BP),Helicobacter pylori MBRI8(KCTC 021BP))로부터 정제된 헬리코박터 파이로리 항원을 이용하였다(참조: 대한민국 특허공개 제 97-43025호). 먼저, 유기용매에 PLG를 용해시키고, 전기 헬리코박터 파이로리 항원을 가하여 균질화시킨 다음, 유기용매를 제거하여, 헬리코박터 파이로리 항원이 포집된 마이크로스피어의 평균직경이 0.1 내지 40㎛가 되도록 제조하였다. 전기 유기용매의 제거는 전기 균질액에 폴리비닐알콜 용액을 가하여 균질화시킨 다음, 교반하면서 유기용매를 휘발시키거나, 또는 전기 균질액을 직접 노즐을 통해 분사시킴으로써 유기용매를 휘발시키는 방법으로 수행되었다.The present inventors used Helicobacter pylori antigen purified from two kinds of Helicobacter pylori MBRI2 (KCTC 0216BP), Helicobacter pylori MBRI8 (KCTC 021BP) already isolated in Korea as Helicobacter pylori antigen (see Korean patent) Pub. 97-43025). First, PLG was dissolved in an organic solvent, homogenized by addition of an electric Helicobacter pylori antigen, and then the organic solvent was removed to prepare an average diameter of the microspheres in which the Helicobacter pylori antigen was collected to be 0.1 to 40 µm. The removal of the electric organic solvent was performed by adding and homogenizing a polyvinyl alcohol solution to the electric homogenate, and then volatilizing the organic solvent with stirring, or volatilizing the organic solvent by spraying the electric homogenate directly through a nozzle.
이어서, 전기에서 수득한 마이크로스피어가 헬리코박터 파이로리에 대한 효과적인 면역반응을 유도하는가를 확인하기 위하여, 전기 마이크로스피어를 탄산나트륨 용액에 현탁시켜 5 내지 6주령 발브/씨(Balb/c)계 생쥐를 구강면역시켰으며, 1주 간격으로 2회 더 추가 면역시켰다. 마지막 추가면역일로부터 2주째 부터 1달 간격으로 혈청과 위세척액을 채위하여, ELISA 방법으로 항-헬리코박터 파이로리 항체가를 측정하였다. 그 결과, 헬리코박터 파이로리 항원을 함유하고 있는 마이크로스피어로 생쥐를 구강면역시킨 경우, 혈청뿐만 아니라 위세척액에서도 높은 항-헬리코박터 파이로리 항체가가 확인되었으며, 특히 위점막조직에 서식하는 헬리코박터 파이로리의 생태를 고려할 때, 위세척액에서 높은 항-헬리코박터 파이로리 항체가가 관찰된다는 사실은, 헬리코박터 파이로리 항원이 포집된 마이크로스피어를 이용한 면역법이 헬리코박터 파이로리의 박멸 및 재감염 방어에 매우 효과적임을 제시하였다.Subsequently, in order to confirm that the microspheres obtained in the past induce an effective immune response against Helicobacter pylori, the microspheres are suspended in sodium carbonate solution to oral immunization of 5-6 week old Val / c mice. And two more immunizations, one week apart. Serum and gastric lavage fluid were collected at 1 month intervals from 2 weeks from the last day of additional immunization, and anti-helicobacter pylori antibody titer was measured by ELISA method. As a result, when the mice were orally immunized with microspheres containing Helicobacter pylori antigen, high anti-Helicobacter pylori antibody titer was confirmed not only in serum but also in gastric lavage fluid. Especially, the ecology of Helicobacter pylori inhabiting gastric mucosal tissue was considered. The fact that high anti-Helicobacter pylori antibody titers are observed in gastric lavage suggests that immunization with microspheres containing Helicobacter pylori antigen is very effective in eradicating and reinfecting Helicobacter pylori.
또한, 전기 마이크로스피어에 포함된 헬리코박터 파이로리 항원에 의하여 유도되는 항체가 헬리코박터 파이로리와 동일한 속의 병원성 미생물로 위조직 내에 서식하는 헬리코박터 펠리스에 의한 감염도 방어할 수 있는지 여부를 확인하기 위하여, 상기와 동일한 방법으로 발브/씨계 생쥐를 면역화시켰다. 마지막 추가면역일로부터 2달째에 다시 한 번 추가 면역시킨 다음, 1주 후에 살아있는 헬리코박터 펠리스를 2일에 걸쳐 구강투여하고, 그로부터 2주 후에 생쥐의 위조직을 채취하여, 면역형광분석법으로 헬리코박터 펠리스에 의한 감염 여부를 확인하였다. 그 결과, 헬리코박터 파이로리 항원이 포집된 마이크로스피어로 면역시킨 경우, 헬리코박터 펠리스에 의한 감염율이 현저히 감소함이 확인되었다. 이러한 결과는 전기 마이크로스피어를 이용한 면역화에 의하여 형성된 항-헬리코박터 파이로리 항체, 특히 분비성 IgA 항체가 헬리코박터 펠리스의 감염을 효과적으로 방어할 수 있음을 제시하였다.In addition, the same method as described above to determine whether the antibody induced by the Helicobacter pylori antigen contained in the electrical microsphere can also protect against infection by Helicobacter Fellis inhabiting gastric tissue with pathogenic microorganisms of the same genus as Helicobacter pylori. Valve / sea mice were immunized. After another immunization once again at 2 months from the last day of additional immunization, 1 week later, live Helicobacter Felis was orally administered over 2 days, and after 2 weeks thereafter, the gastric tissues of the mice were harvested, and immunofluorescence assay was applied to Helicobacter Felis. Infection was confirmed. As a result, when immunized with microspheres in which the Helicobacter pylori antigen was collected, it was confirmed that the infection rate by Helicobacter Felis significantly decreased. These results suggest that anti-Helicobacter pylori antibodies, particularly secretory IgA antibodies, formed by immunization with electric microspheres can effectively protect against infection of Helicobacter felis.
한편, 본 발명의 생분해성 고분자와 헬리코박터 파이로리 항원으로 구성되는 마이크로스피어를 유효성분으로 포함하는 구강면역제는 락티드의 중합체, 글리코리드의 중합체 및 락티드와 글리코리드의 공중합체로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 생분해성 고분자를 포함할 수 있으며, 전기 생분해성 고분자의 내재적인 점도는 바람직하게는 0.1 내지 1.2dL/g이고, 분자량은 10 내지 250kDa, 바람직하게는 10 내지 150kDa이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 락티드와 글리코리드의 함량비가 무게비로 50:50이며, 분자량이 20kDa인 락티드와 글리코리드의 공중합체를 사용하였으나, 락티드와 글리코리드의 공중합체 중의 락티드와 글리코리드의 함량비는 특히 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 생분해성 고분자와 헬리코박터 파이로리 항원으로 구성된 마이크로스피어를 유효성분으로포함하는 구강면역제는 점도, 분자량 및 락티드와 글리코리드의 함량비 등이 서로 다른 생분해성 고분자 각각으로 구성된 여러가지 종류의 마이크로스피어들을 동시에 포함할 수도 있다. 한편, 본 발명의 마이크로스피어 제조에 사용되는 유기용매는 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 벤질알코올, 아세톤, 디메틸설폭사이드, 에탄올 및/또는 디메틸포름아마이드를 사용할 수 있다.On the other hand, oral immunity agent comprising a microsphere composed of the biodegradable polymer of the present invention and the Helicobacter pylori antigen as an active ingredient from the group consisting of a polymer of lactide, a polymer of glycolide and a copolymer of lactide and glycoride It may comprise one or more biodegradable polymers selected, the inherent viscosity of the electrically biodegradable polymer is preferably 0.1 to 1.2 dL / g, molecular weight is 10 to 250 kDa, preferably 10 to 150 kDa. In a preferred embodiment of the present invention, the content ratio of lactide and glycidide is 50:50 in weight ratio, and a copolymer of lactide and glycidide having a molecular weight of 20 kDa is used, but the lactide in the copolymer of lactide and glycolide is used. The content ratio of and glycoride is not particularly limited. In other words, the oral immunity agent comprising a microsphere composed of the biodegradable polymer of the present invention and the Helicobacter pylori antigen as an active ingredient, a variety of biodegradable polymers each having a different viscosity, molecular weight, and content ratio of lactide and glycidide May comprise microspheres simultaneously. On the other hand, the organic solvent used in the manufacture of the microsphere of the present invention may be used dichloromethane, ethyl acetate, benzyl alcohol, acetone, dimethyl sulfoxide, ethanol and / or dimethyl formamide.
본 발명의 생분해성 고분자와 헬리코박터 파이로리 항원으로 구성된 마이크로스피어를 유효성분으로 포함하는 구강면역제는 액제, 정제, 캡슐제, 과립제 등의 통상적인 경구투여용 제형으로 제조하여 경구투여할 수 있는데, 이러한 경구투여용 제형에는 이탄산나트륨, 이탄살칼륨 및 인산화나트륨 등과 같이 약학적으로 허용될 수 있는 완충제를 첨가함으로써 위액의 pH를 높이거나 중화시켜, 생분해성 고분자의 분해시에 노출되는 헬리코박터 파이로리 항원 단백질을 안정하게 보호할 수 있으며, 안정화제, 감미제 등 약학적으로 허용할 수 있는 여러가지 담체들을 첨가하여 제조할 수 있다.Oral immunity comprising a microsphere composed of the biodegradable polymer of the present invention and the Helicobacter pylori antigen as an active ingredient can be prepared orally administered in a conventional oral dosage form such as liquids, tablets, capsules, granules, such Oral dosage forms contain a pharmaceutically acceptable buffer such as sodium bicarbonate, potassium bisulfate and sodium phosphate to increase or neutralize the pH of the gastric juice, thereby preventing the Helicobacter pylori antigen protein exposed during degradation of the biodegradable polymer. It can be stably protected and can be prepared by adding various pharmaceutically acceptable carriers such as stabilizers and sweeteners.
또한, 본 발명의 생분해성 고분자와 헬리코박터 파이로리 항원으로 구성된 마이크로스피어를 유효성분으로 포함하는 구강면역제에는 항생제 등을 첨가함으로써 헬리코박터 파이로리의 박멸 및 감염 예방을 보다 용이하게 할 수도 있으며, 여러가지 항궤양제들을 첨가함으로써 위염 또는 위,십이지장 궤양의 치료기간을 단축할 수도 있다.In addition, an oral immune agent comprising a microsphere composed of the biodegradable polymer of the present invention and a helicobacter pylori antigen as an active ingredient may be added to antibiotics to facilitate eradication and infection prevention of Helicobacter pylori, and various anti-ulcer agents Adding them may shorten the treatment period for gastritis or gastric or duodenal ulcer.
본 발명의 생분해성 고분자와 헬리코박터 파이로리 항원으로 구성된 마이크로스피어를 유효성분으로 포함하는 구강면역제의 투여량은 유효성분량을 기준으로 할 때, 일반적으로 60kg의 체중을 가진 성인을 기준으로 1일 1회 투여로 15mg 내지 1.5g으로 투여하는 것이 바람직하며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 경험에 의하여 결정될 수도 있다.The dosage of the oral immunity agent comprising a microsphere composed of the biodegradable polymer of the present invention and the Helicobacter pylori antigen as an active ingredient is generally once a day based on an adult having a weight of 60 kg based on the active ingredient. Administration from 15 mg to 1.5 g is preferred, and may be determined by the experience of one of ordinary skill in the art.
한편, 필요한 경우 1주일 또는 2주일 간격으로 재투여함으로써 추가항원자극반응(booster reaction)을 유도할 수 있는데, 추가항원자극의 양9booster dose)은 최초 투여량과 동일하거나 또는 그 이하로 투여할 수 있다.On the other hand, if necessary, re-administration at intervals of one week or two weeks can induce an additional antigen stimulation reaction, and the amount of additional antigen stimulation may be administered at or below the initial dose. have.
본 발명의 생분해성 고분자와 헬리코박터 파이로리 항원으로 구성된 마이크로스피어를 유효성분으로 포함하는 구강면역제를 10마리의 중량이 20 내지 25g인 5 내지 6주령의 발브/씨계 생쥐에 유효량의 100배인 0.625g 내지 62.5mg을 경구로 투여한 결과, 10마리 모두 생존하여, 유효량의 범위에서 본 발명의 생분해성 고분자와 헬리코박터 파이로리 항원으로 구성된 마이크로스피어를 유효성분으로 포함하 되는 구강면역제가 안전한 약물임을 알 수 있었다.Oral immunity agent comprising a microsphere composed of a biodegradable polymer of the present invention and a Helicobacter pylori antigen as an active ingredient, from 0.625g to 100 times the effective amount of 5 to 6 weeks old valve / seed mice having a weight of 20 to 25g As a result of oral administration of 62.5 mg, all 10 animals survived, and it was found that the oral immunity agent containing the microsphere composed of the biodegradable polymer of the present invention and the Helicobacter pylori antigen as an active ingredient in an effective range was a safe drug.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples.
[실시예 1] : 마이크스피어의 제조Example 1 Preparation of Microphone Sphere
[실시예 1-1] : 용매증발 방법에 의한 마이크로스피어의 제조Example 1-1 Preparation of Microspheres by a Solvent Evaporation Method
마이크로스피어 제조를 위한 헬리코박터 파이로리 항원으로는 본 발명자들이 이미 분리한 2종의 헬리코박터 파이로리MBRI2(Helicobacter pyloriMBRI2, KCTC 0216BP) 및 헬리코박터 파이로리MBRI8(Helicobacter pyloriMBRI8, KCTC 0218BP)로부터 정제된 헬리코박터 파이로리 항원을 사용하였다. 마이크로스피어를 제조하기 위하여 먼저, 락티드와 글리코리드의 무게비가 50:50이며, 분자량이 20kDa인 PLG(poly(D,L-lactide-co-glycolide), Wakao Chemical Inc., Japan)를 디클로로메탄 또는 에틸아세테이트에 약 1 내지 20%(w/v)의 농도로 포함되도록 용해시켰다. 그런 다음, 멸균수로 희석된 1 내지 10%(w/v)의 항원용액을 전기 PLG 용액에 부피비가 1:5 내지 1:20이 되도록 하고, 호모지나이저(homogenizer)를 사용하여 5,000 내지 10,000rpm으로 5 내지 10분간 균질화시켰다. 이어서, 전기 시료와 0.5~20% 폴리비닐알콜 용액을 혼합하고, 호모지나이저를 사용하여 1,000 내지 10,000rpm으로 10 내지 20분간 균질화시킨 다음, 300 내지 500rpm으로 24시간 동안 교반하면서 유기용매를 휘발시켜, 고체시료를 수득하였다. 전기 고체시료를 증류수로 3회 세척하고, 적당한 부피의 증류수에 다시 현탁하여 동결건조시킨 다음, 진공데시케이터 내에 보관하였다. 상기와 같은 방법으로 제조된 마이크로스피어의 평균직경을 측정한 결과, 약 0.5 내지 20㎛임이 확인되었다.A Helicobacter pylori antigen for microsphere fabrication using the H. pylori antigen purified from the inventors Helicobacter pylori MBRI2 of two previously separate (Helicobacter pylori MBRI2, KCTC 0216BP), and Helicobacter pylori MBRI8 (Helicobacter pylori MBRI8, KCTC 0218BP ) It was. In order to prepare microspheres, first, PLG (poly (D, L-lactide-co-glycolide), Wakao Chemical Inc., Japan) having a weight ratio of lactide and glycorides of 50:50 and a molecular weight of 20 kDa was obtained from dichloromethane. Or dissolved in ethyl acetate at a concentration of about 1-20% (w / v). Then, 1 to 10% (w / v) antigen solution diluted with sterile water was added to the electric PLG solution so that the volume ratio was 1: 5 to 1:20, and 5,000 to 10,000 using a homogenizer. Homogenize at rpm for 5-10 minutes. Subsequently, the electric sample and the 0.5-20% polyvinyl alcohol solution were mixed, homogenized using a homogenizer at 1,000 to 10,000 rpm for 10 to 20 minutes, and then the organic solvent was evaporated with stirring at 300 to 500 rpm for 24 hours. , A solid sample was obtained. The solid sample was washed three times with distilled water, resuspended in an appropriate volume of distilled water, lyophilized and stored in a vacuum desiccator. As a result of measuring the average diameter of the microspheres prepared in the same manner as above, it was confirmed that it is about 0.5 to 20㎛.
[실시예 1-2] 분사건조 방법에 의한 마이크로스피어의 제조Example 1-2 Preparation of Microspheres by a Spray Drying Method
전기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 PLC를 유기용매에 용해시키고, 전기 PLC용액에 항원용액을 가한 다음, 호모지나이저를 사용하여 5 내지 10분간 균질화시켰으며, 필요에 따라 초음파 파쇄기(Sonicator model 450, Branson, U.S.A)를 이용하여 출력 3 내지 5의 조건으로 약 2 내지 5분간 더 균질화시켰다. 이어서, 전기 균질액을 부히 미니-스프레이어(Buchi Mini-sprayer model B-191, Buchi, Swizerland)를 사용하여 분사온도 30 내지 70℃, 분사속도 400 내지 700Nl/h의 조건으로 분사, 건조시켰다. 그런 다음, 미량의 잔여 수분과 유기용매를 제거하기 위하여, 상온에서 24시간 동안 진공건조하고, 진공데시케이터 내에 보관하였다. 상기와 같은 방법으로 제조된 마이크로스피어의 평균직경을 측정한 결과, 약 1 내지 80㎛임이 확인되었다.In the same manner as in Example 1-1, the PLC was dissolved in an organic solvent, the antigen solution was added to the electric PLC solution, and then homogenized using a homogenizer for 5 to 10 minutes. 450, Branson, USA) was further homogenized for about 2 to 5 minutes under conditions of output 3-5. Subsequently, the electric homogenate was sprayed and dried using a mini sprayer (Buchi Mini-sprayer model B-191, Buchi, Swizerland) at a spray temperature of 30 to 70 ° C. and a spray rate of 400 to 700 Nl / h. Then, to remove traces of residual moisture and organic solvent, vacuum dried at room temperature for 24 hours, and stored in a vacuum desiccator. As a result of measuring the average diameter of the microspheres prepared in the same manner as above, it was confirmed that it is about 1 to 80㎛.
[실시예 2] 항-헬리코박터 파이로리 항테가 측정Example 2 Anti-Helicobacter Pylori Antitega Measurement
상기 실시예 1-1 및 1-2로부터 수득한 헬리코박터 파이로리 항원이 포집된 마이크로스피어가 헬리코박터 파이로리에 대한 효과적인 면역반응을 유도하는가를 확인하기 위하여, 전기 마이크로스피어를 0.5 내지 5mg/ml의 농도가 되도록 7.5% 탄산나트룸(NaHCO3) 용액에 현탁시켜, 중량이 20 내지 25g인 5 내지 6주령의 발브/씨(Balb/c)계 생쥐 한 마리당 0.5㎖씩 구강면역시켰으며, 1주 간격으로 2회 더 추가 면역시켰다. 마지막 추가면역일로부터 2주째 부터 1달 간격으로 혈청과 위세척액을 채취하여, 본 발명자들이 이미 특허출원한 한국에서 분리한 헬리코박터 파이로리 항원을 포함하는 항체 검출용 진단킷트(참조 : 대한민국 특허공개 제 97-43067호)를 이용한 ELISA 방법으로 항-헬리코박터 파이로리 항체가를 측정하였다. 이때, 대조군으로는 인산염 완충액을 동일한 면역화 일정에 따라 투여한 생쥐를 사용하였고, 혈청은 전기 진단킷트에 포함된 검체희석액으로 1:50배 희석하여 항체가 측정에 사용하였으며, 위세척액은 희석하지 않고 직접 사용하였다. 항체가 측정결과, 도 1a 및 도 1b에서 보듯이, 헬리코박터 파이로리 항원을 함유하고 있는 마이크로스피어로 생쥐를 구강면역시킨 경우, 대조군에 비하여 혈청(도 1a)뿐만 아니라 위세척액(도 1b)에서도 높은 항-헬리코박터 파이로리 항체가를 보였으며, 특히 4주째(최초 혈청 및 위세척액 채취일 즉, 마지막 면역일로부터 6주째) 보다 8주째(두번째 혈청 및 위세척액 채취일 즉, 마지막 면역일로부터 10주째)에 훨씬 높은 항체가를 보였다. 위점막조직에 서식하는 헬리코박터 파이로리의 생태를 고려할때, 위세척액에서 높은 IgA 항체가가 관찰된다는 사실은, 헬리코박터 파이로리 항원이 포집된 마이크로스피어를 이용한 면역법이 헬리코박터 파이로리의 박멸 및 재감염 방어에 매우 효과적임을 제시하였다.In order to confirm that the microspheres containing the Helicobacter pylori antigens obtained from Examples 1-1 and 1-2 induce an effective immune response against Helicobacter pylori, the concentration of the electric microspheres is 0.5 to 5 mg / ml. Suspended in a 7.5% NaHCO 3 solution, orally immunized 0.5 ml per 5-6 week old Balb / c mice weighing 20 to 25 g, 2 at weekly intervals. More times immunized. Diagnosis kit for detecting antibodies containing Helicobacter pylori antigen isolated from Korea, which the inventors have already patented, by collecting serum and gastric lavage fluid every month from the second week after the last additional immunization date (see Korean Patent Publication No. 97 -43067), the anti-Helicobacter pylori antibody titer was measured by ELISA method. At this time, the control mice were administered with the phosphate buffer according to the same immunization schedule, and the serum was diluted 1:50 times with the sample diluent included in the diagnostic kit, the antibody was used for the measurement, the gastric lavage was not diluted Used directly. As a result of the measurement of the antibody, as shown in FIGS. 1A and 1B, when the mice were orally immunized with microspheres containing the Helicobacter pylori antigen, the antigen was higher in the gastric lavage (FIG. 1B) as well as in the serum (FIG. 1B) than in the control group. Helicobacter pylori antibody titer was seen, particularly at week 8 (the second serum and gastric lavage, ie 10 weeks from the last immunization), rather than at 4 weeks (the first serum and gastric lavage days, ie, 6 weeks from the last immunization date). Much higher antibodies were seen. Considering the ecology of Helicobacter pylori inhabiting gastric mucosal tissues, the fact that high IgA antibody titer is observed in gastric lavage fluid suggests that microspheres-immunized immunization with Helicobacter pylori antigen is very effective in eradicating and reinfecting Helicobacter pylori. Presented.
[실시예 3] 헬리코박터 펠리스 감염에 대한 방어효율 측정Example 3 Measurement of Defense Efficiency Against Helicobacter Felice Infection
전기 헬리코박터 파이로리의 항원이 포집된 마이크로스피어로 면역화시켰을 때 생성되는 항체가 헬리코박터 파이로리와 동일한 속의 병원성 미생물로 위조직 내에 서식하는 헬리코박터 펠리스(Helicobacter felis)에 의한 감염도 방어할 수 있는지 여부를 확인하기 위하여, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 발브/씨(Balb/c)계 생쥐를 구강면역시켰다. 마지막 추가면역일로부터 2달째에 다시 한 번 추가 면역시킨 다음, 1주 후에 미합중국종균협회로부터 입수한 헬리코박터 펠리스(ATCC 49179)를 인산염 완충액으로 희석하여, 1x107내지 5x107개를 2일에 걸쳐 구강투여하고, 그로부터 2주 후에 생쥐의 위조직을 채취하여 다음과 같은 방법으로 면역형광 검사와 위생검조직 유레아제 검사를 수행하였다.To determine whether the antibodies produced when immunized with microspheres in which the antigens of Helicobacter pylori are captured can be protected against infection by Helicobacter felis, which is a pathogenic microorganism in the same genus as Helicobacter pylori, and lives in the stomach tissue. In the same manner as in Example 2, Val / C (Balb / c) mice were orally immunized. After another immunization two months after the last day of additional immunization, one week later, Helicobacter Felis (ATCC 49179), obtained from the United States spawn association, was diluted with phosphate buffer and 1 × 10 7 to 5 × 10 7 dogs were injected orally over two days. Two weeks after the administration, the stomach tissues of the mice were collected, and immunofluorescence and hygiene urease tests were performed in the following manner.
[실시예 3-1] 면역형광분석Example 3-1 Immunofluorescence Analysis
면역형광붕석을 수행하기 위하여, 생쥐의 위조직을 채취하여 기공 크기가 40 내지 80㎛인 철망사를 이용하여 파쇄하고, 잔여물을 제거하기 위하여 2,000 내지 4,000rpm으로 5 내지 10분간 원심분리하여 상층액을 회수한 다음, 다시 10,000 내지 15,000rpm으로 20 내지 30분간 원심분리하여 균세포 침전물을 수득하였다. 전기 침전물을 적당한 부피의 인산염 완충액에 현탁시켜 12웰 슬라이드 글라스의 각 웰에 가하고, 건조시킨 다음, 아세톤으로 고정하였다. 전기 고정된 시료에 본 발명자들이 이미 분리한 헬리코박터 펠리스 균질액으로 복강면역된 백쥐로부터 제조된 혈청을 1:20 내지 1:100으로 희석하여 가하고, 1시간 동안 37℃에서 반응시켰다. 이어서, 증류수와 인산염 완충액으로 순차적으로 세척하고, 형광물질인 FITC(fluorescein isothiocyanate)가 결합되어 있는 염소의 항-백쥐 IgG 항체(Kirkegaard & Perry Labs, U.S.A)를 1:500 내지 1:2000으로 희석하여 가하고 반응시킨 다음, 형광현미경 하에서 헬리코박터 펠리스에 의한 감염여부를 확인하였다. 이때, 대조군으로는 인산염 완충액을 동일한 면역화 일정에 따라 투여한 생쥐의 위조직을 사용하였다. 도 2에서 보듯이, 헬리코박터 파이로리 항원이 포집된 마이크로스피어로 면역화시킨 경우, 대조군에 비하여 헬리코박터 펠리스에 의한 감염율이 현저히 감소함이 확인되었다.In order to perform immunofluorescent stone, the stomach tissue of the mouse was taken and crushed using a wire mesh having a pore size of 40 to 80 µm, and the upper layer was centrifuged at 2,000 to 4,000 rpm for 5 to 10 minutes to remove the residue. The solution was recovered, and then centrifuged at 10,000 to 15,000 rpm for 20 to 30 minutes to obtain a fungal cell precipitate. The precipitate was suspended in an appropriate volume of phosphate buffer and added to each well of a 12 well slide glass, dried and fixed with acetone. Serum prepared from rats intraperitoneally immunized with Helicobacter Felis homogenate, which the inventors had previously isolated, was added to the electrically fixed sample, diluted 1:20 to 1: 100, and reacted at 37 ° C for 1 hour. Subsequently, the mixture was washed sequentially with distilled water and phosphate buffer, and diluted with 1: 500 to 1: 2000 goat anti-rat IgG antibody (Kirkegaard & Perry Labs, USA) to which the fluorescent material, fluorescein isothiocyanate (FITC) was bound, was diluted. After the reaction, the infection was confirmed by Helicobacter Felis under a fluorescence microscope. At this time, the control group was used as the gastric tissue of the mouse administered with phosphate buffer according to the same immunization schedule. As shown in Figure 2, when the immunized with microspheres trapped Helicobacter pylori antigen, it was confirmed that the infection rate by Helicobacter Felis significantly reduced compared to the control.
[실시예 3-2] 유레아제 검사Example 3-2 Urease Test
헬리코박터 펠리스를 투여한 생쥐의 위조직을 채취하여, 인산염완충액으로 세척하고, 유레아제 검사용액에 침지시킨 다음, 상온에서 3시간 내지 12시간 동안 반응시켰다. 그런 다음, 전기 검사용액의 색변화를 관찰하고, 분광측정법으로 색변화도를 정량하였다. 그 결과, 헬리코박터 파이로리 항원이 포집된 마이크로스피어로 면역화시킨 경우, 색변화 즉, 유레아제 활성이 대조군에 비하여 현저히 낮은 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 상기 면역형광검사 결과와 더불어, 면역화에 의하여 형성된 항-헬리코박터 파이로리 항체, 특히 분비성 IgA 항체가 헬리코박터 펠리스의 감염을 효과적으로 방어할 수 있음을 제시하였다.Stomach tissues of mice administered Helicobacter felis were collected, washed with phosphate buffer, immersed in the urease test solution, and reacted at room temperature for 3 to 12 hours. Then, the color change of the test solution was observed, and the color change was quantified by spectroscopic method. As a result, when immunized with microspheres in which the Helicobacter pylori antigen was collected, it was confirmed that the color change, that is, urease activity was significantly lower than that of the control group. These results, together with the immunofluorescence results, suggest that anti-Helicobacter pylori antibodies, particularly secretory IgA antibodies, formed by immunization can effectively protect against infection of Helicobacter felis.
이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 생분해성 고분자와 헬리코박터 파이로리 항원으로 구성되는 마이크로스피어를 유효성분으로 포함하는 헬리코박터 파이로리에 대한 구강면역제 및 그의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 헬리코박터 파이로리에 대한 구강면역제는 체액성 면역반응 및 점막성 면역반응을 유발하여, 혈액 및 점액내 항-헬리코박터 파이로리 항체의 증가를 초래하므로, 위점막 조직에 서식하는 헬리코박터 파이로리의 박멸 및 재감염 방어에 매우 효과적일 뿐만 아니라, 헬로코박터 파이로리와 동일한 속의 병원성 미생물로 위조직 내에 서식하는 헬리코박터 펠리스의 감염 예방에도 유용하게 사용될 수 있다.As described and demonstrated in detail above, the present invention provides an oral immunity agent for Helicobacter pylori comprising a microsphere consisting of a biodegradable polymer and Helicobacter pylori antigen as an active ingredient and a method of manufacturing the same. Oral immunity against Helicobacter pylori of the present invention induces humoral and mucosal immune responses, resulting in an increase in anti-helicobacter pylori antibodies in blood and mucus, thereby eradication of Helicobacter pylori inhabiting gastric mucosal tissue and In addition to being very effective in reinfection protection, it can be useful for the prevention of infection of Helicobacter Felice living in gastric tissue with pathogenic microorganisms of the same genus as H. pylori.
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