KR102092258B1

KR102092258B1 - 광감각제가 접합된 고분자를 유효성분으로 포함하는 면역증강제, 바이러스 감염 또는 암 예방 또는 치료용 백신 조성물

Info

Publication number: KR102092258B1
Application number: KR1020180058469A
Authority: KR
Inventors: 나건; 이충성; 정하윤
Original assignee: 가톨릭대학교 산학협력단
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2020-03-23
Also published as: KR20190133475A

Abstract

본 발명은 광감각제가 접합된 고분자 면역증강제, 또는 이에 항원을 포함하는 바이러스 감염 질환 내지 암 예방 또는 치료용 백신 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 면역증강제는 생체 내에서 항원의 안정성을 높이고 항원에 대한 면역반응을 효과적으로 유도하여, 항원 특이적인 백신의 효과를 증대시킬 수 있고, 복합체에 포함되어 있는 광감각제의 광활성으로 인해 면역 증강 효과가 나타나 효과적인 백신 조성물로서도 활용될 수 있다.

Description

광감각제가 접합된 고분자를 유효성분으로 포함하는 면역증강제, 바이러스 감염 또는 암 예방 또는 치료용 백신 조성물{Adjuvant Comprising Polymer Conjugated with Photosensitizer, Vaccine Composition for Preventing or Treating Virus Infection or Cancer Comprising the Same}

본 발명은 광감각제가 접합된 고분자를 포함하는 면역증강제, 바이러스 감염 또는 암 예방 또는 치료용 백신 조성물에 관한 것이다.

백신 접종시 항원에 대한 충분한 면역 반응을 유도하기 위해 일반적으로 면역증강제(adjuvant)를 사용하고 있다. 단백질의 구조와 성분이 알려져 있는 단위 아백신을 사용하여 백신 접종시 일반적으로 다른 백신들에 비해 면역원성이 낮아 충분한 면역반응을 유도하기 위해 면역증강제를 사용하게 된다. 이러한 면역증강제는 항원에 대한 면역반응을 빠르게 충분히 유도하고, 장시간 유도하는 역할을 수행하여 백신의 접종횟수를 줄이거나 추가접종을 하지 않도록 한다. 또한, 만성질환자와 고령자 등 면역원성이 저하된 사람에서 백신의 효과를 충분히 유도하기 위해 사용되기도 한다.

현재 백신 접종시 가장 많이 사용되는 면역증강제는 알럼(Alum)이다. 알럼은 알루미늄 화합물의 형태의 난용성으로, 단백질 항원을 흡착시킴으로써 단백질 항원의 안정성을 증가시켜 항원을 천천히 방출해 면역반응을 계속적으로 유도하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 알럼은 체액성 면역 반응 활성은 우수하나 세포성 면역반응을 일으키지 못한다는 특징이 있다.

현재까지 많은 백신 면역증강제가 개발되어 왔지만 실제로 허가를 받은 면역증강제는 소수에 불과하다. 면역증강제 자체의 안정성과 생체 내에서의 안전성이 확보된 우수한 체액성 면역 반응과 세포성 면역반응을 모두 유도할 수 있는 면역증강제의 개발의 필요성이 대두되고 있다.

의약의 투여경로 중 가장 많이 이용되는 것은 경구 투여이나, 점막부위에 직접 투여하여 치료효과를 증대할 수 있는 약품들의 경우, 또는 점막을 통하여 흡수되는 것이 생체 이용률의 증대에 효과적인 약물들의 경우, 점막이 주요한 대체 투여 경로로서 주목받고 있다. 점막은 위장관 등 외부에 노출되지 않은 곳을 비롯하여, 구강, 비강, 생식기, 직장, 소화기, 피부궤양 부위 등에 존재하고 있다. 이들 점막 부위로 투여된 생리활성 물질들은 일반적으로 경로로 투여되어 흡수되는 약물에 비해 바로 혈류 내로 흡수가 가능하여 약효 발현에 소요되는 시간이 짧은 장점이 있다. 더욱이, 구강, 비강, 호흡기 점막, 안 점막, 생식기 점막, 피부궤양 부위의 경우, 병소부위로의 직접적인 약물 적용은 경구투여에 비하여 약물의 유효성을 보다 증강시켜 줄 수 있는 장점이 있다.

더불어, 점막 주위에 많은 면역세포들이 집중되어 있기 때문에, 백신용 항원물질을 점막을 통하여 전달함으로써 점막 면역성(mucosal immunity)을 증강시키는 것도 매우 중요하다. 이때에 항원 전달체로 사용되는 소재들이 단순하게 항원의 전달성을 증가시켜주는 역할 이외에도 면역세포의 활성화를 돕는 백신 면역증강제(vaccine adjuvant)의 기능까지 수행할 수 있다면, 그 가치는 더욱 크다고 할 수 있다.

한국공개특허 제10-2014-0060053호(2014.05.19 공개).

본 발명의 목적은 효과적으로 면역을 유도하는 면역 증강제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 효과적으로 바이러스 감염 질환을 예방 또는 치료할 수 있는 백신 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 효과적으로 암을 예방 또는 치료할 수 있는 백신 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광감각제가 접합된 고분자를 포함하는 면역증강제를 제공한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고분자, 이에 접합된 광감각제 및 항원을 포함하는 바이러스 감염 질환 예방 또는 치료용 백신 조성물을 제공한다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고분자, 이에 접합된 광감각제 및 항원을 포함하는 암 예방 또는 치료용 백신 조성물을 제공한다.

본 발명은 광감각제가 접합된 고분자를 포함하는 면역증강제 및 광감각제가 접합된 고분자에 항원을 포함하는 바이러스 감염 질환 또는 암 예방 또는 치료용 백신 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 광감각제가 접합된 고분자-항원 복합체는 항원의 안정성을 높이고 점막 부위에 오랜 기간 효과적으로 부착하여 점막 부위로 효과적으로 항원을 전달할 수 있고, 광활성을 가지고 있어 특정 파장에서의 광감각제의 활성을 통해 체액성 면역과 세포성 면역을 동시에 유도할 수 있는 바, 효과적으로 백신의 효과를 향상시키는 면역증강제(adjuvant)의 역할 뿐만 아니라 다양한 항원을 접목시켜 백신 조성물로서 우수한 치료 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고분자-광감각제 및 항원 복합체가 면역반응을 유도하는 시스템을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 <폴리(β-벤질-L-아스파테이트)[poly(β-benzyl-L-aspartate)]; PBLA>의 고분자 중합 정도를 나타낸 결과이다.
도 3은 도 2의 실시예에 따른 (PBLA)-클로린 e6(Chlorin e6)의 ¹H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 4는 도 2의 실시예에 따른 <폴리(2-아미노에틸)아스파르사미드-클로린 e6(poly[(2-aminoethyl)aspartamid]-Chlorin e6; AEC)> 의 ¹H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 <폴리아스파르트산-클로린 e6[poly(aspartate)-chlorin e6; PLA-Ce6]>의 ¹H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 폴리에틸렌글리콜-클로린 e6의 ¹H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 폴리에틸렌이민-클로린 e6의 ¹H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 플루로닉-클로린 e6의 ¹H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표준항원-고분자 복합체(OVA-PIC) 입자의 특성을 나타낸 것이다.
도 10은 도 9의 실시예에 따른 바이러스 표면 항원-고분자 복합체(HA-PIC) 입자의 특성을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표준항원-고분자 복합체의 비강 내 잔류 시간 증가를 공초점 현미경으로 확인한 결과 및 광활성의 의한 조직투과 정도를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표준항원-고분자 복합체의 체액성 면역반응과 세포성 면역반응이 유도되는 것을 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이러스 표면 항원-고분자 복합체(HA-PIC)의 체액성 면역반응과 세포성 면역반응이 유도되는 것을 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이러스 표면 항원-고분자 복합체(HA-PIC)을 면역 접종한 실험군에서 다른 종류의 인플루엔자 표면 항원에 반응한 인터페론-감마의 발현량을 확인한 결과이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이러스 표면 항원-고분자 복합체 (HA-PIC)와 항원 단백질(HA)을 각각 백신 접종한 후, 살아있는 바이러스 감염에 대해 백신 효과 발생 여부를 몸무게 변화 및 생존율을 통해 확인한 결과이다.

본 발명의 발명자들은 광감각제가 접합된 고분자와 항원을 복합체로 제조하는 경우, 광활성에 의해 체액성 면역반응과 세포성 면역반응이 효과적으로 유도되어 면역증강 효과가 나타나고, 기존의 면역증강제(adjuvant)의 한계점인 세포성 면역반응이 유도되지 않는 단점을 극복하여 기존의 면역증강제보다 효과적으로 여러 백신에 첨가하여 면역증강제로 유용하게 활용할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 광감각제가 접합된 고분자를 포함하는 면역증강제를 제공한다.

본 발명에 따르면, 도 1에 나타난 바와 같이, 고분자에 광감각제를 접합하고, 항원을 포함시켜 복합체를 제조함으로써 세포성 면역과 체액성 면역을 모두 유도하여 인터페론 감마, IgG 및 SigA와 같은 항체의 분비를 향상시킬 수 있다.

즉, 상기 면역증강제는 항원을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 고분자는 양이온성 폴리펩티드 고분자, 음이온성 폴리펩티드 고분자, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌이민, 플루로닉, 플루란, 콘드로이틴설페이트, 푸코이단, 히얄루론산, 지질 유도체 및 지방산으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

상기 광감각제는 포르피린(phorphyrins)계 화합물, 클로린계(chlorins)계 화합물 및 프탈로시아닌계(phtalocyanine)계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 보다 상세하게는, 상기 광감각제는 클로린 e6(Chlorin e6) 및 피오포바이드 a(Pheophorbide A, Pheo A)로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 클로린계 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

특히, 상기 광감각제는 고분자에 펩타이드 결합 또는 에스테르 결합으로 접합된 것일 수 있는 바, 이렇게 접합되더라도 광감각제의 광활성을 잃지 않아 보다 효과적으로 면역 유도 활성을 나타낼 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 항원은 고분자 내부에 봉입되어 있는 형태일 수 있는 바, 이러한 형태로 투입될 경우, 고분자에 의해 항원이 보호되어 항원 전달률이 극대화되므로 바람직하다.

상기 항원은 단백질, 폴리펩티드, mRNA, siRNA, shRNA, DNA 및 플라스미드 DNA로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

특히, 상기 항원에서, 상기 단백질은 오브알부민(Ovalumin), 인플루엔자 바이러스의 헤마글루티닌(Hemagglutinin, H1N1, H3N2, H5N1, H7N9), 뉴라미니데이즈(Neuraminidase), 코로나바이러스(Corona virus)의 항원 단백질, 아데노바이러스(Adenovirus)의 항원 단백질, 인간면역결핍바이러스(HIV)의 항원 단백질, 헤르페스바이러스(Herpes virus)의 항원 단백질, 인유두종바이러스(Human papilomavirus)의 항원 단백질 및 플라비바이러스(Flavivirus)의 항원 단백질로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

상기 면역증강제는 점막 부착 시간이 향상된 것일 수 있고, 또한 상기 면역증강제는 광감각제에 의해 조직 투과율이 증가한 것일 수 있으며, 상기 광감각제는 광조사에 따른 광활성으로 활성 산소를 생성시킴으로써 면역 반응을 유도하는 것일 수 있는 바, 이에 따라, 경구 투여뿐만 아니라 점막 투여 시에 보다 효과적인 면역 증강 내지 유도 효과를 나타낼 수 있다.

이때, 상기 광감각제는 인터페론-감마(Interferron-gamma)의 발현량을 증가시키거나, 혈중 IgG 또는 IgA 항체의 농도를 증가시킬 수 있다.

상기 면역증강제는 약학 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 면역증강제는 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 각각 제형화하여 사용될 수 있다.

본 발명의 면역증강제에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다.

경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트, 수크로오스, 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.

비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글라이콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글라이콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 용어 "투여"는 임의의 적절한 방법으로 개체에게 소정의 본 발명의 면역증강제를 제공하는 것을 의미한다.

본 발명의 면역증강제의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 그러나 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 면역증강제는 1일에 10 내지 100 mg/kg으로, 바람직하게는 50 내지 500 mg/kg으로 투여할 수 있다. 투여는 하루에 한 번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 상기 투여량은 개체의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출비율, 치료기간, 동시에 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다.

본 발명의 면역 증강제는 개체에게 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁 내 경막 또는 뇌혈관 내(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있고, 바람직하게는 점막 내로 투여할 수 있다.

더불어, 본 발명은 고분자, 이에 접합된 광감각제 및 항원을 포함하는 바이러스 감염 질환 예방 또는 치료용 백신 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에서 개시하는 복합체는 교차 항원에 대해서도 우수한 면역 유도 활성을 나타내었다.

이때, 상기 바이러스는 인플루엔자 바이러스, 코로나 바이러스, 아데노 바이러스, 인간 면역 결핍 바이러스, 헤르페스 바이러스, 인유두종 바이러스 및 플라비 바이러스로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

더욱이, 본 발명은 고분자, 이에 접합된 광감각제 및 항원을 포함하는 암 예방 또는 치료용 백신 조성물을 제공한다.

상기 복합체는 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 함유될 수 있는 바, 상기 복합체가 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우, 그 효과가 미미하며, 10 중량%를 초과하여 포함되는 경우 안전성과 제형 안정성에 문제가 생길 수 있으므로 바람직하지 않다.

본 발명의 백신 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 항원 물질을 생체 내 부위에 전달하는데 적합한 임의의 성분을 의미하며, 예를 들어, 물, 식염수, 인산염 완충 식염수, 링거 용액, 덱스트로스 용액, 혈청 함유 용액, 한스 용액, 기타 수용성의 생리학적 평형 용액, 오일, 에스테르 및 글리콜 등이 포함되나, 이에 한정되지 않는다.

상기 담체는 화학적 안정성 및 등장성을 증진시키기 위해 적합한 보조성분과 보존제를 포함할 수 있으며, 트레할로스, 글라이신, 솔비톨, 락토오스 또는 모노소듐 글루타메이트(MSG)와 같은 안정화제를 포함시켜 온도 변화 또는 동결건조에 대해 백신 조성물을 보호할 수 있다. 본 발명의 백신 조성물은 멸균수 또는 식염수(바람직하게는 완충된 식염수)와 같은 현탁 액체를 포함할 수 있다.

본 발명의 백신 조성물은 항원에 대한 면역반응을 향상시키기에 충분한 양의 임의의 면역증강제(adjuvant)를 함유할 수 있다.

다른 모든 백신 조성물과 마찬가지로, 면역원의 면역학적 유효량은 경험적으로 결정되어야 하며, 이 경우 고려될 수 있는 인자는 면역원성, 투여 경로 및 투여 되는 면역 투여 회수를 들 수 있다.

본 발명의 백신 조성물 중의 항원은 본 발명의 조성물 내에서 다양한 농도로 존재할 수 있으나, 통상적으로, 상기 항원이 생체 내에서 적절한 수준의 항체 형성을 유도하기에 필요한 농도로 포함된다. 상기 백신 조성물의 투여는 점막내, 정맥내, 동맥내, 복강내, 근육내, 동맥내, 복강내, 흉골내, 경피, 비측내, 흡입, 국소, 직장, 경구, 안구내, 피하 또는 피내 경로를 통해 통상적인 방식으로 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐이므로 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1> 광감각제가 접합된 양이온성 폴리펩티드 고분자의 제조

1) 폴리펩티드 고분자 제조

벤질아스파틱산(β-Benzyl-L-aspartate, BZ-L-Asp) 3 g과 트리포스젠(triphosgene) 3 g을 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran : THF) 50 mL에 녹이고 60℃에서 2시간동안 반응시켰다. 반응시킨 용액을 2번 여과하여 미반응물과 불순물을 제거하였다. 여과한 용액을 헥산(hexane) 900 mL에 침전시킨 뒤, 침전물은 진공 건조 장치를 이용하여 건조시켜 고리형의 벤질아스파틱산(BZ-L-Asp-NCA)을 수득하였다. 상기 합성된 환형의 벤질아스파틱산 2.83 g을 디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide :　DMF) 20 mL에 녹여 고리형의 벤질아스파틱산 용액을 만들었다. 이후 부틸아민(Butylamine) 용액 0.020 g을 DMF 30 mL에 녹여 부틸아민 용액을 만들었다. 제조된 부틸 아민 용액에 고리형의 벤질아스파틱산 용액을 천천히 넣어준 후, 상온에서 48시간 동안 반응시켰다. 이 반응물을 에테르(Ether)에 넣어 침전시켜 정제하는 과정을 3번 반복 실시하였다. 침전물은 진공건조장치를 이용하여 건조시켜 수득하였다. 고분자의 중합된 정도는 핵자기공명 스펙트럼 (¹H-NMR)과 겔투과크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, GPC)로 측정 후 계산하였다. 그 결과를 도 2a(¹H-NMR) 및 도 2b(GPC)에 나타내었다.

2) 광감각제가 접합된 폴리펩티드 고분자 제조

상기 실시예 1-1)을 통해 합성된 폴리(β-벤질-L-아스파테이트[(poly(β-benzyl-L-aspartate)] 0.5 g을 디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide :　DMF) 5 mL에 녹인 용액과, 클로린 e6(chlorin e6, Ce6) 0.04 g과 N-N'-다이사이클로헥실카르보디이미드(Dicyclohexycarbodiimide, DCC ; Ce6 몰수의 1.2배) 및 N-하이드록시숙신이미드(N-Hydroxysuccinimide NHS ; Ce6 몰수의 1.2배)를 DMF 5 mL에 녹인 용액을 준비하여 각각 3시간 동안 교반하였다. 두 용액을 섞은 후에 상온에서 24시간 반응시켰다. 두 용액이 반응하여 생긴 비수용성의 디사이클로헥실우레아(Dicyclohexylurea)를 제거하기 위해 필터링을 하였다. 합성한 고분자-광응답제 접합체[(poly(β-benzyl-L-aspartate))-Ce6]를 에테르(Ether)에 넣어 침전시켜 정제하는 과정을 3번 반복하였다. 침전물은 진공건조장치를 이용하여 건조시켜 수득하였다. 해당 고분자-광응답제 접합체[(poly(β-benzyl-L-aspartate))-Ce6]를 핵자기공명스펙트럼(¹H-NMR)분석을 통해 화학적 결합 여부를 재확인하였다. 그 결과를 도 3에 기재하였다.

3) 광감각제가 접합된 양이온성 폴리펩티드 고분자 제조

상기 실시예 1-2)를 통해 제조한 고분자-광응답제 접합체[(poly(β-benzyl-L-aspartate))-Ce6] 0.2 g(DMSO에서 0.023 mM)에 에틸렌디아민(Etylenediamine, EDA) 2.30 mM 농도가 되도록 천천히 넣어주었다. 반응은 질소공기 상태에서 6시간동안 상온에서 진행되었다. 이후, 반응물을 차가운 증류수에 넣고 10 mM HCl을 첨가한 후 3번 투석 후 동결건조하여 최종 분말을 수득하였다. 생성물은 도 4에 나타난 바와 같이, 핵자기공명스펙트럼(¹H-NMR)을 통하여 확인하였다.

<실시예 2> 광감각제가 접합된 음이온성 폴리펩티드 고분자 제조

1) 폴리펩티드 고분자 제조

벤질아스파틱산(β-Benzyl-L-aspartate, BZ-L-Asp) 3 g과 트리포스젠(triphosgene) 3 g을 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran : THF) 50 mL에 녹인 후, 60℃에서 2시간동안 반응시켰다. 반응시킨 용액을 2번 여과하여 미반응물과 불순물을 제거하였다. 여과한 용액을 헥산(hexane) 900 mL에 침전시킨 뒤, 침전물은 진공건조장치를 이용하여 건조시켜 고리형의 벤질아스파틱산(BZ-L-Asp-NCA)을 수득하였다. 상기 합성된 환형의 벤질아스파틱산 2.83 g을 디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide :　DMF) 20 mL에 녹여 고리형의 벤질아스파틱산 용액을 만들었다. 이후 부틸아민(Butylamine) 용액 0.020 g을 DMF 30 mL에 녹여 부틸아민 용액을 만들었다. 제조된 부틸아민 용액에 고리형의 벤질아스파틱산 용액을 천천히 넣어준 후, 상온에서 48시간동안 반응시켰다. 이 반응물을 에테르(Ether)에 넣어 침전시켜 정제하는 과정을 3번 반복 실시하였다. 침전물은 진공건조장치를 이용하여 건조시켜 수득하였다. 고분자의 중합된 정도는 핵자기공명 스펙트럼 (¹H-NMR)과 겔투과크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, GPC)로 측정 후 계산하였다.

2) 광감각제가 접합된 폴리펩티드 고분자 제조

상기 실시예 2-1)을 통해 합성된 폴리(β-벤질-L-아스파테이트[poly(β-benzyl-L-aspartate)] 0.5 g을 디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide :　DMF) 5 mL에 녹인 용액과, 클로린 e6(chlorin e6, Ce6) 0.04 g, N-N'-다이사이클로헥실카르보디이미드(Dicyclohexycarbodiimide, DCC ; Ce6 몰수의 1.2배) 및 N-하이드록시숙신이미드(N-Hydroxysuccinimide NHS ; Ce6 몰수의 1.2배)를 DMF 5 mL에 녹인 용액을 준비하여 각각 3시간 동안 교반하였다. 두 용액을 섞은 후에 상온에서 24시간 반응시켰다. 두 용액이 반응하여 생긴 비수용성의 디사이클로헥실우레아(Dicyclohexylurea)를 제거하기 위해 필터링을 하였다. 합성한 고분자-광응답제 접합체[poly(β-benzyl-L-aspartate))-Ce6]를 에테르(Ether)에 넣어 침전시켜 정제하는 과정을 3번 반복하였다. 침전물은 진공건조장치를 이용하여 건조시켜 수득하였다. 해당 고분자-광응답제 접합체((poly(β-benzyl-L-aspartate))-Ce6)를 핵자기공명스펙트럼(¹H-NMR)분석을 통해 화학적 결합 여부를 재확인하였다.

3) 광감각제가 접합된 음이온성 폴리펩티드 고분자 제조

상기 실시예 2-2)를 통해 제조한 고분자-광응답제 접합체[(poly(β-benzyl-L-aspartate))-Ce6] 0.2 g을 대상으로 10 mM HCl을 이용하여 폴리펩티드 사슬에 있는 벤질기를 이탈시켜주었다. 즉, 차가운 증류수에 10 mM HCl을 넣은 후 3일간 투석 후 동결건조 하여 분말을 수득하였다.

이후, 벤질기 이탈 여부를 핵자기공명스펙트럼(¹H-NMR)을 통해 확인한 결과, 도 5에 나타낸 바와 같이, 벤질기의 피크(peak)를 나타내는 ‘e’ 피크가 도 3의 것과 비교했을 때, 크기가 줄어든 것을 확인할 수 있었고, 이를 통해 벤질기가 이탈되었음을 확인하였다.

<실시예 3> 광감각제가 접합된 폴리에틸렌글리콜 고분자 제조

1) 광감각제인 클로린과 폴리에틸렌글라이콜(PEG-Ce6) 고분자 제조

폴리에틸렌글리콜과 클로린의 합성 시 클로린의 카르복실기의 반응성을 높이기 위해 촉매를 이용하였다. 클로린(chlorin e6, Ce6) 60 mg, N,N-디사이클로헥실카르보디이미드(Dicyclohexycarbodiimide, DCC) 25 mg, N-하이드록시숙신이미드(N-Hydrosuccinimide, NHS) 14 mg을 디메틸설폭시드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 5 ml에 녹인 후 상온에서 4시간 반응하였다. 4시간 반응 후 폴리에틸렌글리콜-다이아민pdolyethylene glycol-diamine, PEG) 200 mg을 디메틸설폭시드 5 ml에 녹인 후 미리 반응시켜 두었던 클로린 용액에 첨가하고 상온에서 24시간 동안 반응하였다. 24시간 후 반응물을 여과하고 사용하였던 용매 및 촉매를 제거하기 위해 투석막(Spectra/Por; 분자량(molecular weight) 컷오프 크기: 1,000)을 이용하여 3일 동안 1차 증류수로 투석하였다. 투석 후 반응물을 동결건조 하여 분말을 수득하였다.

2) 광감각제인 클로린과 폴리에틸렌글리콜(PEG-Ce6) 고분자 분리 및 정제

상기 실시예 3-2)에서 제조된 폴리에틸렌글리콜-클로린 1 대 1 당량의 결합 산물을 선택적으로 분리 및 정제하기 위하여, 소수성 크로마토그래피(sephadex LH-20)를 실시하였다. 먼저 폴리에틸렌글리콜-클로린 접합체를 6 mg/ml의 농도로 메탄올(methanol)에 녹인 후, 폴리에틸렌글리콜-클로린 접합체가 포함된 메탄올을 소수성 크로마토그래피(sephadex LH-20)에 주입하고 물과 메탄올의 비율을 5 대 5 비율에서 1대 9의 비율로 다르게 하며 1분 간격으로 수득물을 회수하였다. 소수성 크로마토그래피(sephadex LH-20)를 거친 수득률은 회전증발농축장치(evaporator)를 이용하여 메탄올을 제거하였으며 동결건조를 통해 회수하였다. 이렇게 수득한 폴리에틸렌글리콜-Ce6의 ¹H-NMR-스펙트럼을 도 6에 나타내었다.

<실시예 4> 광감각제가 접합된 폴리에틸렌이민 고분자 제조

1) 광감각제인 클로린과 폴리에틸렌이민(PEI-Ce6) 고분자 제조

폴리에틸렌이민과 클로린의 합성 시 클로린의 카르복실기의 반응성을 높이기 위해 촉매를 이용하였다. 클로린(chlorin e6, Ce6) 60 mg, N,N-디사이클로헥실카르보디이미드(Dicyclohexycarbodiimide, DCC) 25 mg, N-하이드록시숙신이미드(N-Hydrosuccinimide, NHS) 14 mg을 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF) 5 ml에 녹인 후 상온에서 4시간 반응하였다. 4시간 반응 후 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine, PEI) 200 mg을 디메틸포름아미드 5 ml에 녹인 후 미리 반응시켜 두었던 클로린 용액에 첨가한 후 상온에서 24시간 동안 반응하였다. 24시간 후 반응물을 여과하고 사용하였던 용매 및 촉매를 제거하기 위해 과량의 디에틸에테르(Diethyl ether)에 반응물을 넣어 침전물을 얻고 얻은 침전물이 폴리에틸렌이민과 클로린의 접합체로 디에틸에테르에 3번 정도 침전을 시킨 후 감압증발시켜 분말을 수득하였다. 이렇게 제조된 폴리에틸렌이민-Ce6의 ¹H-NMR 스펙트럼을 도 7에 나타내었다.

<실시예 5> 광감각제가 접합된 플루로닉 고분자 제조

1) 광감각제인 클로린과 플루로닉 ( PF - Ce6 ) 고분자 제조

폴리에틸렌글리콜과 클로린의 합성 시 클로린의 카르복실기의 반응성을 높이기 위해 촉매를 이용하였다. 클로린(chlorin e6, Ce6) 60 mg, N,N-디사이클로헥실카르보디이미드(Dicyclohexycarbodiimide, DCC) 25 mg, N-디메틸아미노피리딘(N-Dimethylaminopyridine, DMAP) 14 mg을 디메틸설폭시드(Dimethyl sulfoxide,DMSO) 5 ml에 녹인 후 상온에서 4시간 반응하였다. 4시간 반응 후 플루로닉(Plurionic, PF) 200 mg을 디메틸설폭시드 5 ml에 녹이고 미리 반응시켜 두었던 클로린 용액에 첨가한 후 상온에서 24시간 동안 반응시켰다. 24시간 후 반응물을 여과하고 사용하였던 용매 및 촉매를 제거하기 위해 투석막(Spectra/Por; 분자량 컷오프 크기: 3,500)을 이용하여 3일 동안 1차 증류수로 투석하였다. 투석 후 반응물을 동결건조 하여 분말을 수득하였다.

2) 광감각제인 클로린과 플루로닉 ( PF - Ce6 ) 고분자 분리 및 정제

상기 실시예 5-1)에서 제조된 플루로닉-클로린 1 대 1 당량의 결합 산물을 선택적으로 분리 및 정제하기 위하여 소수성 크로마토그래피(sephadex LH-20)를 실시하였다. 플루로닉-클로린 접합체를 10 mg/ml의 농도로 메탄올(methanol)에 녹인 후, 플루로닉-클로린 접합체가 포함된 메탄올을 소수성 크로마토그래피(sephadex LH-20)에 주입하고 물과 메탄올의 비율을 5 대 5 비율에서 1대 9의 비율로 다르게 하며 1분 간격으로 수득물을 회수하였다. 소수성 크로마토그래피(sephadex LH-20)를 거친 수득률은 회전증발농축장치(evaporator)를 이용하여 메탄올을 제거하였으며 동결건조를 통해 회수하였다. 이렇게 제조된 플루로닉-Ce6의 ¹H-NMR 스펙트럼을 도 8에 나타내었다.

<실시예 6> 광감각제가 접합된 양이온성 폴리텝티드 고분자-표준항원 (Ovalbumin) 복합체 제조

상기 실시예 1에서 제조한 광감각제가 접합된 양이온성 폴리펩티드 고분자 (AEC ; (poly[(2-aminoethyl)aspartamide]-chlorin e6)와 표준항원으로 사용하는 오브알부민(Ovalumin, OVA)의 복합체의 제조 시에는 고분자/항원 질량비를 다르게 하여 제조하였다. 먼저 1차 증류수에 녹인 OVA 0.005 g/L에 AEC를 0.025, 0.050, 0.250, 0.500, 1.000 g/L로 준비하여 첨가함으로써 고분자/항원 질량비율이 0.5, 1, 5, 10, 20이 되도록 고분자-항원 복합체를 제조하였다.

<실시예 7> 광감각제가 접합된 양이온성 폴리펩티드 고분자-바이러스 항원(Hemagglutinin HA) 복합체 제조

상기 실시예 1에서 제조한 광감각제가 접합된 양이온성 폴리펩티드 고분자 (AEC ; poly[(2-aminoethyl)aspartamide]-chlorin e6)와 인플루엔자바이러스의 표면단백질인 헤마글루티닌(Hemagglutinin, HA)을 이용하여, 상기 실시예 6에 기재된 방법대로 고분자-항원 복합체를 제조하였다.

< 실험예 1> 광감각제가 접합된 양이온성 폴리펩티드 고분자-항원 복합체의 입자 형태, 크기 및 표면전하 측정

상기 실시예 6 내지 7에서 제조한 광감각제가 접합된 고분자와 표준항원 또는 바이러스 항원 복합체를 고분자/항원의 질량비로 제조한 후, 복합체의 나노입자형태와 크기, 표면 전하(제타전위)를 측정하여 복합체 형성 여부를 확인하였다.

이때, 상기 실시예 6 내지 7에서 제조한 고분자-항원 복합체의 입자 형태는 전계방출형 주사전자현미경(Field emission Scanning Electron Microscopy, FE-SEM)을 이용하여 확인하였고, 고분자-항원 복합체의 입자 크기 분포와 표면 전하는 동적 광산란(Dynamic light scattering; DLS) 측정장치인 Zetasizer Nano Zs (Malvern Instruments Ltd., UK)를 이용하여 측정하였다.

그 결과, 도 9c에 나타난 바와 같이, 상기 실시예 6의 양이온성 고분자-표준항원 복합체의 형태를 FE-SEM으로 확인한 결과, 둥글고 매끈한 입자 형태를 유지하는 것을 확인하였다. 또한, 도 9a 및 9b에 나타난 바와 같이, 고분자-항원 복합체 입자 크기 및 제타전위를 확인한 결과, 복합체 입자 크기는 240 nm 정도이며, 복합체 제타전위는 양전하를 띠고 있어 고분자-항원 복합체의 입자 형성을 확인하였다.

또한, 상기 실시예 7의 양이온성 고분자-바이러스 항원 복합체의 입자의 형태, 크기, 제타전위를 측정한 결과, 도 10a에 나타난 바와 같이, 나노입자로서 그 형태가 둥글고 매끄럽게 잘 유지되고 있으며, 입자의 크기도 균일하게 유지되는 것을 확인하였다. 도 10b를 참조하면, 복합체의 제타전위가 양전하를 띠므로 광감각제가 접합된 고분자와 음전하를 나타내는 바이러스 항원 복합체를 형성함으로써 고분자가 항원을 감싸고 있어 항원을 효과적으로 전달할 수 있을 것임을 확인하였다.

<실험예 2> 광감각제가 접합된 고분자-항원 복합체의 점막부착 특성 평가

상기 실시예 6에서 제조한 광감각제가 접합된 고분자-항원 복합체가 비강 내로 항원을 전달하였을 때, 항원이 비강 내에서 오랜 시간 잔류하는지 확인하기 위해 실험군에 사용될 복합체를 형광 염료(Fluorescein isothiocyanate, FITC)를 표준항원(OVA)에 접합한 후 광감각제가 접합된 고분자(AEC)와 복합체를 형성시켰다(FITC-OVA 폴리이온 복합체, F-OVA-PIC 마이셀[micelle])는 점을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 제조하였다. 대조군으로는 고분자와 복합체를 형성시키지 않은 FITC-표준항원(FITC-OVA)를 이용하여 비교하였다. 이후, 실험군(F-OVA-PIC 마이셀)과 대조군(F-OVA)을 6주령의 Balb/c 마우스에 비강내로 접종한 후, 공초점 현미경을 이용하여 시간별로 비강 내에 존재하는 형광 강도를 관찰하였다.

그 결과, 도 11a에 나타난 바와 같이, 실험군인 F-OVA-PIC 마이셀이 24시간까지 비강 조직 내에 잔류하는 것을 확인할 수 있었으나 대조군 F-OVA의 경우, 3시간까지 형광 확인이 가능하였지만 그 이후로 시간이 경과함에 따라 급격하게 형광강도가 감소하는 것을 확인하였다. 이에 따라, 고분자를 이용하여 항원과 복합체를 형성하는 경우, 점막 부착성을 증가시킬 수 있음을 알 수 있었다.

＜실험예 3＞ 광화학적 조절을 이용한 조직 투과 효능의 증가 확인

상기 실시예 6에서 제조한 광감각제가 접합된 고분자-항원 복합체의 광화학적 조절을 통해 조직 투과가 증가하는지 여부를 확인하기 위해, 상기 실험예 2와 같이 형광 염료(Fluorescein isothiocyanate, FITC)를 표준항원(OVA)에 접합한 후 광감각제가 접합된 고분자(AEC)와 복합체를 형성하였고(FITC-OVA 폴리이온 복합체, F-OVA-PIC 마이셀), 고분자와 복합체를 형성시키지 않은 FITC-표준항원(FITC-OVA, F-OVA)를 대조군으로 설정하여 실험을 진행하였다.

이때, 마우스의 등 쪽 피부조직을 채취하여 Franz Diffusion Cell System을 이용하여 조직 투과 정도를 확인하였다. 또한, 고분자와 복합체를 형성시킨 F-OVA-PIC 마이셀에 특정 파장의 레이저를 조사하여 광화학적 조절에 의해 조직 투과 효능이 증가하는지 확인하였다.

그 결과, 도 11b에 나타난 바와 같이, 피부 조직 투과량이 표준항원-고분자 복합체인 F-OVA-PIC 마이셀이 고분자와 접합시키지 않은 F-OVA 보다 1.5배 더 증가한 것을 확인하였다. 또한, 특정 파장의 레이저를 조사하였을 때, F-OVA-PIC 마이셀의 경우 고분자와 복합체를 형성시키지 않은 F-OVA 보다 2배 높은 피부투과 정도를 나타내었다. 따라서 본 발명에 따르면, 광화학적 조절로 조직 장벽을 통과하여 항원으로 사용되는 단백질의 투과를 증가시킬 수 있음을 확인하였다.

<실험예 4> 표준항원 특이적인 체액성 면역과 세포성 면역반응의 유도

상기 실시예 6에서 제조한 광감각제가 접합된 고분자-표준항원(OVA) 복합체가 비강 내 면역방법으로 투여하였을 때의 효과를 확인하고자, 생체 내에서 항원 특이적인 항체 반응을 효과적으로 유도하는지 여부를 확인하였다.

구체적으로, 표준항원(OVA)에 대한 전신성 면역반응이 유도되었는지를 ELISA를 통해 혈청 내 존재하는 IgG 항체를 대상으로 확인하였다.

그 결과, 도 12a에 나타난 바와 같이, 비강 내로 고분자-항원복합체인 OVA-PIC 마이셀을 투여하였을 때, 표준항원(OVA)에 특이적인 IgG 항체 역가가 상당히 증가한 것을 확인할 수 있었고, 레이저를 조사하지 않은 OVA-PIC 마이셀보다 레이저를 조사한 실험군에서 더 높은 항체 역가를 나타냄을 확인하였다.

이러한 결과는 일시적으로 생성된 활성산소가 면역반응 유도물질로 작용하여 나타난 것으로 판단된다.

다음으로 비강 내 투여방법으로 전신성 면역반응과 국소적 면역반응이 모두 유도되는지 확인하기 위해, 점막부위에 많이 존재하는 점막의 IgA 항체 반응을 확인하였다. 대조군으로는 레이저 조사를 하지 않고 표준항원(OVA)에 대한 IgA의 항체 역가를 ELISA를 통해 확인하였다.

그 결과, 도 12b에 나타난 바와 같이, OVA-PIC 마이셀에 레이저를 조사하지 않은 경우, 마이셀 대신 표준항원만 주입한 실험군과 비교했을 때, 2배 이상 높은 항체 역가를 나타내었고, 레이저를 조사한 경우에는 고분자-항원 복합체 형태인 OVA-PIC 마이셀을 처리한 실험군에서 표준항원 특이적인 IgA 항체 역가가 상당히 증가하는 것을 확인하였다.

추가적으로, 마우스의 비강과 코 상피에서 분비되는 IgA(Secreted IgA,Sig A)를 직접적으로 관찰하기 위해, 면역 조직화학 염색법으로 염색을 실시한 후 공초점 현미경(Confocal microscopy)을 이용하여 관찰하였다.

그 결과, 도 12c에 나타난 바와 같이, 레이저를 조사한 고분자-항원 복합체 형태의 OVA-PIC 마이셀이 많은 양의 SigA를 유도하는 것을 확인하였다.

마지막으로, 표준항원(OVA)에 특이적인 세포성 면역반응을 확인하기 위해, 상기 실시예 6에서 제조한 고분자-항원복합체 형태 OVA-PIC 마이셀을 처리한 마우스와 표준항원(OVA)만 처리한 마우스 각각에서 비장세포를 분리한 후, 항원에 따른 비장세포에서 인터페론-감마(Interferon gamma, IFN-γ)의 분비 정도를 IFN-γ 측정 ELISA Kit를 이용하여 비교 측정하였다.

그 결과, 도 12d에 나타난 바와 같이, 고분자-항원 복합체 형태의 OVA-PIC 마이셀 실험군에 레이저를 조사한 경우에, 가장 높은 농도의 IFN-γ가 분비 되는 것을 확인하였다.

<실험예 5> 바이러스 표면 항원 단백질과 광감각제가 접합된 고분자 복합체를 이용한 비강내 면역방법의 적용

광화학적인 조절이 가능한 광감각제가 접합된 고분자의 다양한 적용을 위해 인플루엔자 바이러스(Influenza virus H1N1 A/California/07/2009)의 표면 단백질인 헤마글루티닌(Hemagglutinin, HA)을 단백질 항원으로 선정하여, 상기 실시예 7에서 제조한 HA-PIC 마이셀(HA-AEC(poly[(2-aminoethyl)aspartamide]-chlorin e6), HA-폴리이온 복합체 마이셀)을 대상으로 실험을 수행하였다.

이때, 상기 실험예 4에서와 마찬가지로 상기 복합체가 생체 내에서 체액성 면역반응과 세포성 면역반응을 유도하는지 확인하기 위해, 실험예 4와 동일한 방법으로 실험을 실시하였다.

즉, HA에 특이적인 전신 면역반응으로 체액성 면역반응이 유도되었는지를 판단하기 위해, HA-PIC 마이셀을 비강내 투여하고 각 실험군 별 IgG 항체 역가와 국소적 면역반응으로 점막에서 분비되는 IgA의 항체 역가를 ELISA 방법을 이용하여 확인한 결과, 도 13에 나타난 바와 같이, HA 항원 단백질만 비강내 투여한 실험군에 비해 복합체의 형태로 투여한 실험군의 IgG, IgA가 상당히 증가한 것을 확인하였다. 추가적으로 HA-PIC 마이셀이 접종된 마우스에 레이저를 조사하였을 경우, 전신에서의 체액성 면역반응과 국소적 점막 면역 반응 모두 높은 수준으로 유도되는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, HA-PIC 마이셀이 접종된 마우스의 비장 세포에서 다른 실험군과 대조군에 비해 상당히 많은 양의 IFN-γ가 분비되는 것을 확인하였고, HA-PIC 마이셀 접종 후 레이저를 조사한 실험군에서 가장 많은 양의 IFN-γ가 분비되는 것을 확인하였다.

< 실험예 6> 다양한 종류의 인플루엔자 바이러스 표면 항원에 대한 교차 반응성 세포성 면역의 가능성 확인

상기 실시예 7에서 제조한 인플루엔자 바이러스 항원-고분자 복합체인 HA-PIC 마이셀이 다양한 종류의 인플루엔자 바이러스를 예방할 수 있는지 확인하기 위해, HA-PIC 마이셀을 마우스에 접종한 후 레이저의 조사 유무에 따른 각각의 마우스의 비장세포를 분리하였다. 분리한 마우스의 비장세포에 다른 종류의 HA 항원 단백질을 처리한 후 비장세포에서 IFN-γ의 분비 되는 정도를 측정하였다.

이때, 바이러스 항원인 헤마글루티닌(Hemagglutinin, HA)은 HA1(H1N1, A/California/07/2009), HA3(H3N2, A/California/04/2009), HA7(H7N9, A/Shanghai/4664/2013)을 사용하였다. 분리한 마우스의 비장세포에 각각의 HA를 처리하고 배양한 결과, 도 14에 나타난 바와 같이, HA만 면역시킨 마우스에서 분리한 비장세포보다 HA-PIC-마이셀을 면역시킨 마우스에서 분리한 비장세포에서의 IFN-γ 분비가 2.5배 증가한 것을 관찰하였다(도 14(a); HA1 처리). 또한, HA3(도 14(b))와 HA7(도 14(c))을 처리한 실험군에서도 동일한 경향성을 확인하였다.

따라서, 본 발명에 따른 항원-고분자 복합체 기반의 면역이 다른 종류의 인플루엔자에 대한 교차 예방 면역이 가능하다는 것을 확인하였다.

<실험예 7> 항원-고분자 복합체의 백신 접종에 따른 살아있는 바이러스에 대한 백신 효과 확인

상시 실시예 7에서 제조한 인플루엔자 바이러스 단백질 항원-고분자 복합체를 이용하여 마우스에 면역 접종한 후, 실제 살아있는 바이러스에 대해 백신 효과가 있는지를 확인하였다.

즉, 상시 실시예 7에서 제조한 항원-고분자 복합체를 총 3번 3주에 걸쳐 마우스(Balb/c male, 6주령)의 비강내로 접종하고, 레이저를 마우스의 비강부분에만 조사하여 주었다. 3번의 면역 접종을 하고 2주 후, 감염력이 있는 인플루엔자 바이러스 H1N1(A/California/07/2009)을 마우스에 감염시켰을 때 나타나는 몸무게 변화와 생존율을 대조군인 PBS를 비강에 투여한 후 바이러스를 감염시킨 그룹과 비교하였다.

그 결과, 도 15a에 나타난 바와 같이, PBS를 투여한 후 바이러스를 감염시킨 그룹에서는 몸무게가 급격하게 변화하였고 생존율이 0%로 나타났으며, 바이러스 단백질 항원만 비강 내로 면역접종 한 후 바이러스를 감염시킨 그룹에서 또한 몸무게도 급격하게 감소하고 모든 단백질 항원을 투여한 그룹 중에서 마우스 1마리만 살아남았다. 따라서 대조군과 뚜렷한 차이를 구별할 수 없었다.

그러나, 도 15b에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 항원-고분자 복합체를 면역 접종시킨 그룹에서는 감염 초반에는 몸무게가 감소했지만 바이러스 감염 후 7일부터 몸무게가 다시 증가하고, 생존율이 50% 정도를 나타내어 대조군 그룹에 비해 증가한 것을 확인하였다. 또한, 항원-고분자 복합체를 마우스의 비강내로 투여한 뒤, 레이저를 조사한 그룹에서는 몸무게도 대조군에 비해 덜 감소할 뿐 아니라 바이러스 감염 후 8일부터 몸무게가 증가하는 것을 확인하였고, 생존율이 100%로 유지되는 것을 확인하였다.

따라서, 이러한 결과를 통해, 상시 실시예 7에서 제조한 항원-고분자 복합체를 면역 접종하는 것이 백신의 효과를 크게 증대시키고 더 효율적인 백신 조성물의 형태로 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 즉, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다.

Claims

클로린 e6 광감각제가 접합되어 있는 폴리[(2-아미노에틸)아스파르타미드] 고분자를 포함하며, 상기 고분자 내부에 인플루엔자 바이러스 헤마글루티닌 (Hemagglutinin) 항원이 봉입되는 면역증강제에 있어서,
상기 면역증강제는 광조사에 따라 조직 투과성, 점막 부착성 및 세포 면역반응이 향상되는 것을 특징으로 하는 면역증강제.
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제 1 항에 있어서, 상기 광감각제는 고분자에 펩타이드 결합 또는 에스테르 결합으로 접합된 것을 특징으로 하는 면역증강제.
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제 1 항에 있어서, 상기 인플루엔자 바이러스 헤마글루티닌은 H1N1, H3N2, H5N1 및 H7N9로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 면역증강제.
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제 1 항에 있어서, 상기 광감각제는 광조사에 따른 광활성으로 활성 산소를 생성시킴으로써 면역 반응을 유도하는 것을 특징으로 하는 면역증강제.
제 11 항에 있어서, 상기 광감각제는 인터페론-감마(Interferron-gamma)의 발현량을 증가시키거나, 혈중 IgG 또는 IgA 항체의 농도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 면역증강제.
클로린 e6 광감각제가 접합되어 있는 폴리[(2-아미노에틸)아스파르타미드] 고분자를 포함하며, 상기 고분자 내부에 인플루엔자 바이러스 헤마글루티닌 (Hemagglutinin) 항원이 봉입되는 바이러스 감염 질환 예방 또는 치료용 백신 조성물에 있어서,
상기 백신 조성물은 광조사에 따라 조직 투과성, 점막 부착성 및 세포 면역반응이 향상되는 것을 특징으로 하는 바이러스 감염 질환 예방 또는 치료용 백신 조성물.
제 13 항에 있어서, 상기 인플루엔자 바이러스 헤마글루티닌은 H1N1, H3N2, H5N1 및 H7N9로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 바이러스 감염 질환 예방 또는 치료용 백신 조성물.
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