KR20040074190A - Therapeutic dna vaccine for tuberculosis and pharmaceutical composition containing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A therapeutic DNA vaccine for tuberculosis and a pharmaceutical composition containing the same are provided, thereby continuously inducing immune response, so that possibility of tuberculosis relapse can be reduced, and reducing the therapy period when it is used in combination with the conventional chemotherapy. CONSTITUTION: The therapeutic DNA vaccine for tuberculosis comprises the signal sequence of Herpes simplex virus type I glycoprotein D(gD) having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO:1 and Ag85A gene having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO:2, wherein the therapeutic DNA vaccine for tuberculosis is a vector pGX10-Ag85A(KCTC 10418BP) which is prepared by inserting the signal sequence of Herpes simplex virus type I glycoprotein D(gD) of SEQ ID NO:1 and Ag85A gene of SEQ ID NO:2 into a vector pGX10. The pharmaceutical composition contains the therapeutic DNA vaccine for tuberculosis and tuberculosis treating agent selected from isoniazid(INH), pyrazinamide(PZA), rifampin, streptomycin and ethanmbutol.

Description

결핵 치료용 DNA 백신 및 이를 함유하는 약학적 조성물{Therapeutic DNA vaccine for tuberculosis and pharmaceutical composition containing the same}DNA vaccine for treating tuberculosis and pharmaceutical composition containing same {Therapeutic DNA vaccine for tuberculosis and pharmaceutical composition containing the same}

본 발명은 결핵 백신 및 이를 함유하는 결핵 치료용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 결핵 항원 DNA를 포함하는 결핵 DNA 백신 및 이를 포함하는 결핵 치료용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a tuberculosis vaccine and a composition for treating tuberculosis containing the same, and more particularly, to a tuberculosis DNA vaccine comprising tuberculosis antigen DNA and a composition for treating tuberculosis comprising the same.

전세계 인구의 1/3(약 19억명)이 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)에 감염되어 있으며, 매년 약 800만명 내지 1,000만명의 새로운 환자가 발생하고 있고, 연간 약 300만명이 결핵으로 사망하는 것으로 추정되고 있다. 또한 선진국에서도 HIV 감염의 확산으로 결핵환자가 확산되고 있는 추세이다. 결핵으로 인한 사망률은 90년대 이후 다시 증가하고 있으며 이는 다약제내성 결핵균에 의한 감염 증가와 HIV 감염 확산으로 인한 결핵 빈도 증가가 주원인으로 판단되고 있다. 현재 전 세계적으로 약 5000 만명의 다약제내성 결핵(multi-drug resistant tuberculosis; MDR-TB) 환자가 있지만, 이에 대한 치료효율은 50% 정도 밖에 되지 않는다. 또한, 현재 전 세계적으로 약 600 만명의 HIV/TB 동시 감염환자가 있으며 대부분이 결핵환자로 이환되어 사망하는 것으로 추정되고 있다.One third of the world's population (about 1.9 billion people) is infected with Mycobacterium tuberculosis , and between 8 million and 10 million new cases occur each year, and an estimated 3 million people die from tuberculosis every year. . In developed countries, tuberculosis patients are also spreading due to the spread of HIV infection. The mortality rate from tuberculosis has risen again since the 1990s, mainly due to the increased incidence of multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis and the increased frequency of tuberculosis due to the spread of HIV. There are currently about 50 million patients with multi-drug resistant tuberculosis (MDR-TB) worldwide, but the treatment efficiency is only 50%. In addition, there are currently about 6 million HIV / TB simultaneous infections worldwide, and most of them are estimated to die from tuberculosis.

결핵균은 증식속도가 매우 느린 막대 모양의 간균으로 건조상태, 강산 또는 알칼리에도 잘 견디는 항산성균이다. 결핵의 감염경로는 결핵환자의 객담 방울 속에 섞여 나온 균이 공기 중에 떠다니다가 숨을 쉴 때 들여 마셔 폐 속에 들어가 감염되는 것이다. 대부분은 자연 치유되지만 감염자 중 5-10%는 결핵환자로 발전하여 과로, 영양부족, 당뇨병 등과 같은 합병증으로 몸의 면역력이 떨어졌을 때 발병하게 된다(Kochiet al.,Lancet1997,350:142; Toossi and Ellner, Pathogenesis of tuberculosis. In: Friedman LN (ed). Tuberculosis: current concepts and treatment. CRC Press: New York, 2001, pp.19-47). 따라서, 결핵에 감염되지 않거나 결핵에 감염된 사람을 보호하는 예방용 및 치료용 백신을 개발하는 것은 매우 중요한 일이다.Mycobacterium tuberculosis is a rod-shaped bacillus with a very slow growth rate. It is an acid-resistant bacterium that can withstand dry conditions, strong acids or alkalis. The path of infection of tuberculosis is that bacteria mixed in the sputum drops of tuberculosis patients float in the air and inhale when they breathe into the lungs. Most of them heal naturally, but 5-10% of people develop tuberculosis and develop when their body's immunity is reduced due to complications such as overwork, undernutrition and diabetes (Kochi et al ., Lancet 1997, 350: 142; Toossi and Ellner, Pathogenesis of tuberculosis.In: Friedman LN (ed) .Tuberculosis: current concepts and treatment.CRC Press: New York, 2001, pp. 19-47). Therefore, it is very important to develop prophylactic and therapeutic vaccines to protect people who are not infected with TB or who are infected with TB.

결핵에 대한 현재의 치료 및 예방 방법으로는 화학요법(Chemotheraphy)과 BCG 접종이 있다(Rieder HL, International Union Against Tuberculosis and Lung Disease: Paris, 2002). 화학요법으로 특히 DOTS (directly observed therapy, short course)라고 하는 요법은 약 85% 정도의 결핵 치료율을 나타내는 매우 효과적인 결핵 치료 방법임에도 불구하고, 6개월 이상 지속적인 투여가 필요하고, 상당한 부작용을 초래하며, 비용이 많이 들 뿐만 아니라 다약제내성 결핵에 대해서는 효능이 불투명하고, 지속적인 면역력 획득이 불투명하여 재발의 가능성을 배제하지 못하는 단점으로 인해, 활성 질병을 갖는 환자의 12%에게만 이용되고 있다(Broekmans JE, Control strategies and programme management. In: Porter JDH, McAdam KPWJ (ed). Tuberculosis: Back to the Future. John Wiley and Sons: New York, 1994, pp. 171-192; Chaulket al.,J Am Med Assoc,1998,279:943-948; Mitchison DA,Tubercle, 1985,66:219-225).Current treatment and prevention of tuberculosis include chemotherapy (Chemotheraphy) and BCG vaccination (Rieder HL, International Union Against Tuberculosis and Lung Disease: Paris, 2002). Although chemotherapy, especially DOTS (directly observed therapy, short course), is a very effective method for treating tuberculosis with a tuberculosis treatment rate of about 85%, it requires continuous administration for more than six months and has significant side effects. Not only is it costly, it is only used in 12% of patients with active disease because of its opacity for multidrug-resistant tuberculosis and its inability to rule out the possibility of relapses due to its opaque acquisition of persistent immunity (Broekmans JE, Control strategies and program management.In: Porter JDH, McAdam KPWJ (ed) .Tuberculosis: Back to the Future.John Wiley and Sons: New York, 1994, pp. 171-192; Chaulk et al ., J Am Med Assoc, 1998, 279: 943-948; Mitchison DA, Tubercle , 1985, 66: 219-225).

BCG는 마이코박테리움 보비스(Mycobacterium bovis)라는 세균의 병독성을 약화시킨 약독화 생백신으로 전세계적으로 가장 많이 사용되고 있으며, 널리 퍼져 있는 결핵으로부터 어린이들을 보호하는데 효과적인 것으로 보이지만, 성인에게는 치료 효능이 거의 없는 것으로 알려져 있다. 또한 잠복해 있는 M. 투베르클로시스(M. tuberculosis)의 내재적 재활동에 대해서도 효과적이지 않다. 또한, 불규칙적으로 행해지는 화학요법은 다약제내성 결핵의 주요한 원인이 될 수 있기 때문에, 새로운 약물 또는 치료 백신으로 화학요법의 기간을 줄이는 것이야말로 결핵의 치료에 매우 중요한 요소라 할 수 있다.BCG is the most attenuated live vaccine that attenuates the virulence of a bacterium called Mycobacterium bovis and is the most widely used worldwide and appears to be effective in protecting children from widespread tuberculosis. It is known. It is also ineffective against the intrinsic reactivation of the latent M. tuberculosis . In addition, irregular chemotherapy may be a major cause of multi-drug resistant tuberculosis, and therefore, shortening the duration of chemotherapy with a new drug or therapeutic vaccine is a very important factor in the treatment of tuberculosis.

현재까지 새로운 예방용 결핵 백신으로 DNA 백신이 시도되어 왔고, 동물 모델에서 유용한 것으로 나타났다. 최근 M. 투베르클로시스 항원 또는 사이토카인을 발현하는 예방용 DNA 백신은 동물모델에서 그들의 효율성 및 장기적인 지속 효과로인해 매우 각광받고 있다. 예를 들어, 항원 85A, 85B, 65 kDa heat shock protein 또는 PstS-3을 발현하는 예방용 DNA 백신은 생쥐에서 M. 투베르클로시스의 성장을 제한하는데 효과적인 것으로 밝혀졌다(Denis Oet al. Infect Immun1998;66:1527-1533; Huygen Ket al. Nat Med1996;2:893-898; Lozes Eet al. Vaccine1997;15:830-833; Kamath ATet al.Infect Immun1999;67:1702-1707; Tascon REet al.Nat Med1996;2:888-892; Lowrie DBet al.Vaccine1997;15:834-838; Tanghe Aet al. J Immunol1999;162:1113-1119). 또한, DNA 예방접종은 생쥐 및 인간에서 효과적인 항-마이코박테리아 면역성(anti-mycobacterial immunity)을 획득하는데 필수적이라고 알려진 CTL(cytotoxic T lymphocyte) 및 Th1 반응을 포함한 세포 면역 반응을 확립하는데 매우 효과적임이 증명되었다(Bonato VLet al.,Infect Immun,1998,66:169-175).To date, DNA vaccines have been tried as new prophylactic tuberculosis vaccines and have been shown to be useful in animal models. Recently, prophylactic DNA vaccines expressing M. tuberculosis antigen or cytokines have been in the spotlight due to their efficiency and long-term sustained effects in animal models. For example, prophylactic DNA vaccines expressing antigens 85A, 85B, 65 kDa heat shock protein or PstS-3 have been found to be effective in limiting the growth of M. tuberculosis in mice (Denis Oet al. Infect Immun1998;66:1527-1533; Huygen ket al. Nat med1996;2:893-898; Lozes eet al. Vaccine1997;15:830-833; Kamath ATet al.Infect Immun1999;67:1702-1707; Tascon REet al.Nat med1996;2:888-892; Lowrie dbet al.Vaccine1997;15:834-838; Tanghe Aet al. J Immunol1999;162:1113-1119). In addition, DNA vaccination has proven to be very effective in establishing cellular immune responses, including cytotoxic T lymphocyte (CTL) and Th1 responses, which are known to be essential for obtaining effective anti-mycobacterial immunity in mice and humans. (Bonato VLet al.,Infect Immun,1998,66:169-175).

그러나, 이러한 효과적인 예방용 백신 후보들에 비하여 결핵에 감염된 환자에게 필요한 치료용 백신 후보는 매우 드문 실정이다. M. 바카에(M. vaccae) 및 사이토카인 IFN-γ 또는 IL-12는 M. 투베르클로시스 잠복 감염의 코넬 모델(Cornell model)에서 연구되어져 왔으나, 후보 백신의 효과는 결핵의 재발을 막는데 충분치 않은 것으로 나타났다(Corlan Eet al., Respir Med,1997,91:21-29; Holland SM, Dorman SE.,J Invest Med,1998,46(Suppl.) 218A; Holland SMet al., N Engl J Med,1994,330:1348-1355). 치료용 결핵 백신으로 DNA 백신이 최근 활발히 연구되어 지고 있는데, 그 효과는 미미한 것으로 보고되었다(Turner J.et al,.Infect. Immun.,2000,68: 1706-1709; Repique CJet al.,Infect.Immun.,2002,70: 3318-3323). 하지만, 최근 hsp65를 발현하는 치료용 DNA 백신을 화학요법 수행 후 사용하게되면 M. 투베르클로시스의 재활동을 막는데 매우 효과적인 것으로 알려졌다(Lowrie DBet al., Vaccine,2000,18:1712-1716; Lowrie DBet al.,Nature,1999,400:269-271).However, there are very few therapeutic vaccine candidates required for patients infected with tuberculosis compared with such effective prophylactic vaccine candidates. M. vaccae and cytokine IFN-γ or IL-12 have been studied in the Cornell model of M. tuberculosis latent infection, but the effectiveness of the candidate vaccine prevents the recurrence of tuberculosis. Was not enough (Corlan Eet al., Respir Med,1997,91:21-29; Holland SM, Dorman SE.,J Invest Med,1998,46(Suppl.) 218A; Holland SMet al., N Engl J Med,1994,330:1348-1355). DNA vaccines for therapeutic tuberculosis vaccines have been actively studied recently, and the effects have been reported to be insignificant (Turner J.et al,.Infect. Immun.,2000,68: 1706-1709; Repique CJet al.,Infect.Immun.,2002,70: 3318-3323). However, the use of therapeutic DNA vaccines expressing hsp65 after chemotherapy has been shown to be very effective in preventing reactivation of M. tuberculosis (Lowrie DB).et al., Vaccine,2000,18:1712-1716; Lowrie dbet al.,Nature,1999,400:269-271).

결핵 환자에서 M. 투베르클로시스에 감염된 마크로파지(macrophages)는 활성 T 세포로 둘러싸여 있다(Andersen P,Trends Immunol2001;22:160-168). CD4+ 및 CD8+ T 세포 둘다 마이코박테리아 항원을 발현하는 감염된 마크로파지를 용해하는 것으로 알려져 있다(Boom et al.,Infect Immun,1991,59:2737-2743; Kaufmann SH.,Annu Rev Immunol,1993,11:129-163; Tan JSet al., J Immunol,1997,159:290-297). 특히, 면역학적 메카니즘의 분석에 의하면 IFN-γ를 생산하는 항원-특이 CD8+/CD4-/CD44high메모리 타입 CTL에 의해 유도되는 면역반응 및 Th1 면역 반응이 결핵 치료 백신의 작용에 필요한 것으로 밝혀졌다(Bonato VLet al.,Infect Immun, 1998,66:169-175). 따라서, 감염 환자에서 면역 시스템의 효능을 증가시킬수 있는 면역치료법은 항박테리아 화학요법을 효과적으로 수행하기 위한 중요한 보조자(adjunct)가 될 수 있다. 몇몇 선도적인 연구 결과, 항박테리아 약물과 조합된 재조합 IL-12 단백질이 사이토카인 또는 약물 단독으로 치료한 것에 비하여 레이시마니아 메이저(Leishmania major) 감염 또는 M. 아비움(M. avium) 감염의 제거를 유도하는 것으로 나타났다(Naborset al.,Proc Natl Acad Sci USA,1995,92:3142-3146.1; Doherty TM, Sher A.,J Immunol,1998,160:5428-5435). 그러나, 이러한 사이토카인 치료법은 임상에 적용하였을 때 매우 독성이 높다. 따라서, 결핵에 대하여 효과적이면서도 비독성인 병용 치료 방법을 개발하는 것이 매우 중요하다.In tuberculosis patients, macrophages infected with M. tuberculosis are surrounded by active T cells (Andersen P,Trends immunol2001;22:160-168). Both CD4 + and CD8 + T cells are known to lyse infected macrophages that express mycobacterial antigens (Boom et al.,Infect Immun,1991,59:2737-2743; Kaufmann SH.,Annu Rev Immunol,1993,11:129-163; Tan jset al., J Immunol,1997,159:290-297). In particular, analysis of immunological mechanisms showed that antigen-specific CD8 + / CD4- / CD44 producing IFN-γhighImmune responses and Th1 immune responses induced by memory type CTL have been shown to be required for the action of tuberculosis therapeutic vaccines (Bonato VLet al.,Infect Immun, 1998,66:169-175). Thus, immunotherapies that can increase the efficacy of the immune system in infected patients can be important adjuncts for effectively performing antibacterial chemotherapy. Several leading studies have shown that recombinant IL-12 protein in combination with antibacterial drugs eliminates Leishmania major infection or M. avium infection compared to treatment with cytokines or drugs alone. Induction (Naborset al.,Proc Natl Acad Sci USA,1995,92:3142-3146.1; Doherty TM, Sher A.,J Immunol,1998,160:5428-5435). However, these cytokine therapies are very toxic when applied clinically. Therefore, it is very important to develop a combination treatment method that is both effective and nontoxic for tuberculosis.

이에, 본 발명자들은 결핵의 예방 또는 치료에 효과적이면서도 화학요법과 동시에 적용하였을 때 면역 효율을 증가시키고 화학요법의 치료 기간을 줄일 수 있는 DNA 백신을 개발하기 위해 노력하던 중, 화학요법과 동시에 Ag85A DNA 백신을 처리하면 잠복중인 M. 투베르클로시스의 재활동을 감소시킬 뿐만 아니라 INF-γ의 생산이 급증한다는 것을 알아내어 상기 DNA 백신이 결핵의 치료에 유용하게 사용될 수 있음을 밝힘으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have been trying to develop a DNA vaccine that is effective in preventing or treating tuberculosis and can increase immunity efficiency and reduce the duration of chemotherapy when applied simultaneously with chemotherapy. The treatment of the vaccine not only reduces the reactivation of latent M. tuberculosis, but also increases the production of INF-γ, revealing that the DNA vaccine can be usefully used to treat tuberculosis. Completed.

본 발명의 목적은 Ag85A 유전자를 포함하는 결핵 DNA 백신 및 상기 DNA 백신과 결핵치료제를 유효성분으로 함유하는 결핵 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a tuberculosis DNA vaccine comprising the Ag85A gene and a tuberculosis treatment pharmaceutical composition containing the DNA vaccine and tuberculosis therapeutic agent as an active ingredient.

도 1은 pGX10-Ag85A 벡터를 COS7 세포에 형질도입한 후의 Ag85A 단백질의 발현 여부를 면역침전으로 분석한 전기영동 사진이다. Figure 1 is an electrophoresis picture of immunoprecipitation analysis of the expression of Ag85A protein after transduction of pGX10-Ag85A vector into COS7 cells.

도 2는 결핵의 잠복 감염 생쥐 모델에서 에어로졸 감염 후 여러 기간에서 관찰한 폐의 조직병리학 사진이다. Figure 2 is a histopathological picture of the lung observed at various time periods after aerosol infection in a latent infected mouse model of tuberculosis.

A : 에어로졸 감염 4주 후,A: 4 weeks after aerosol infection,

B : 에어로졸 감염 18주 후,B: 18 weeks after aerosol infection,

C : 에어로졸 감염 42주 후C: 42 weeks after aerosol infection

도 3은 결핵의 잠복 감염 생쥐 모델에 있어서 에어로졸 감염 후 화학요법(INH 및 PZA 처리) 시기, DNA 백신 처리시기 및 박테리아 계수 시기를 나타낸 모식도(A) 및 결핵의 잠복 감염 생쥐 모델에서 에어로졸 감염 후 30주째, 즉 DNA 백신과 화학요법 병용 치료 종료 후 14주째에 생쥐의 비장세포에 의한 CF(culture filtrate) 특이적 IFN-γ 생산 여부(B) 및 Ag85A 단백질 특이적 IFN-γ 생산 여부(C)를 나타낸 그래프이다. 3 is a schematic diagram showing the timing of chemotherapy (INH and PZA treatment), DNA vaccine treatment, and bacterial counting time after aerosol infection in a latent infection mouse model of tuberculosis ( A ) and 30 after aerosol infection in a latent infection mouse model of tuberculosis. At week 14, 14 weeks after the end of the combination of DNA vaccine and chemotherapy, mouse spleen cells produced CF (culture filtrate) -specific IFN-γ production ( B ) and Ag85A protein-specific IFN-γ production ( C ). The graph shown.

도 4는 결핵의 잠복 감염 모델에서 화학요법과 DNA 백신을 병용하여 치료하였을 때의 면역치료 효과를 박테리아 계수를 통해 나타낸 그래프이다. Figure 4 is a graph showing the immunotherapy effect when treated with a combination of chemotherapy and DNA vaccine in the latent infection model of tuberculosis through bacterial counts.

A : 에어로졸 감염 후 30주째 생쥐의 폐,A: Lungs of mice 30 weeks after aerosol infection,

B : 에어로졸 감염 후 30주째 생쥐의 비장,B: spleen of mice 30 weeks after aerosol infection,

C : 에어로졸 감염 후 42주째 생쥐의 폐,C: Lungs of mice 42 weeks after aerosol infection,

D : 에어로졸 감염 후 42주째 생쥐의 비장D: Spleen of 42 weeks after aerosol infection

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 헤르페스 심플렉스 바이러스 타입 I 당단백질 D(gD)의 신호 서열 및 Ag85A 유전자를 포함하는 결핵 DNA 백신을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a tuberculosis DNA vaccine comprising a signal sequence of the herpes simplex virus type I glycoprotein D (gD) and the Ag85A gene.

또한, 본 발명은 상기 결핵 DNA 백신과 결핵치료제를 유효성분으로 함유하는 결핵 치료용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention also provides a pharmaceutical composition for treating tuberculosis containing the tuberculosis DNA vaccine and tuberculosis therapeutic agent as an active ingredient.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 헤르페스 심플렉스 바이러스 타입 I 당단백질 D(gD)의 신호 서열 및 Ag85A 유전자를 포함하는 결핵 DNA 백신을 제공한다.The present invention provides a tuberculosis DNA vaccine comprising the signal sequence of the herpes simplex virus type I glycoprotein D (gD) and the Ag85A gene.

상기 헤르페스 심플렉스 바이러스 타입 I 당단백질 D(gD)의 신호 서열은 서열번호 1로 기재되는 것이 바람직하고, Ag85A 유전자는 서열번호 2로 기재되는 것이 바람직하다.Preferably, the signal sequence of the herpes simplex virus type I glycoprotein D (gD) is set forth in SEQ ID NO: 1, and the Ag85A gene is preferably set forth in SEQ ID NO: 2.

본 발명의 결핵 DNA 백신은 상기 헤르페스 심플렉스 바이러스 타입 I 당단백질 D(gD)의 신호 서열 및 Ag85A 유전자를 포함하는 DNA 백신으로, 상기 유전자들이 DNA 백신 벡터에 삽입된 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 DNA 백신 벡터로 pGX10 벡터를 사용하였으며, pGX10 벡터는 CMV 프로모터, TPL(tripartite leader sequence), 시미안(simian) 바이러스 40(SV40) 후 폴리A 꼬리, SV40 인헨서(enhancer)가 직렬로 연결된 구조이다. 상기 pGX10 벡터에 서열번호 1로 기재되는 헤르페스 심플렉스 바이러스 타입 I 당단백질 D(gD)의 신호 서열 및 서열번호 2로 기재되는 Ag85A 유전자를 삽입한 발현벡터를 제조하여 이를 "pGX10-Ag85A"라 명명한 후 2003년 2월 3일자로 한국생명공학연구원 유전자은행에 기탁하였다(수탁번호 ; KCTC 10418BP).The tuberculosis DNA vaccine of the present invention is a DNA vaccine comprising a signal sequence of the herpes simplex virus type I glycoprotein D (gD) and an Ag85A gene, wherein the genes are preferably inserted into a DNA vaccine vector. In a preferred embodiment of the present invention, the pGX10 vector was used as a DNA vaccine vector, and the pGX10 vector was a polyvinyl tail, SV40 enhancer after CMV promoter, tripartite leader sequence (TPL), simian virus 40 (SV40), and the like. ) Is a structure connected in series. An expression vector was prepared by inserting the signal sequence of the herpes simplex virus type I glycoprotein D (gD) described in SEQ ID NO: 1 and the Ag85A gene described in SEQ ID NO: 2 into the pGX10 vector and calling it "pGX10-Ag85A". It was deposited on February 3, 2003, by the Korea Institute of Biotechnology and Gene Bank (Accession Number; KCTC 10418BP).

또한, 본 발명은 상기 DNA 백신 및 결핵치료제를 유효성분으로 함유하는 결핵 치료용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention also provides a pharmaceutical composition for treating tuberculosis containing the DNA vaccine and tuberculosis therapeutic agent as an active ingredient.

상기에서, 결핵치료제는 이소니아지드(isoniazid, INH), 피라진아미드(pyrazinamide, PZA), 리팜핀(rifampin), 스트렙토마이신(streptomycin) 및 에탐부톨(ethambutol)로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하며, INH 또는 PZA인 것이 더욱 바람직하다.In the above, the tuberculosis treatment agent is preferably selected from the group consisting of isoniazid (INH), pyrazinamide (PZA), rifampin, streptomycin and ethambutol, and is INH or PZA. More preferred.

M. 투베르클로시스의 감염 동안에 IFN-γ를 생산하는 항원-특이 T 세포의 수는 매우 감소하는 것으로 보고되었다(Ormeet al.,J Immunol,1993,151:518-525; Zhang Met al., Infect Immun,1995,63:3231-3234). 본 발명의 바람직한 실시예에서는 생쥐의 잠복 감염 모델에서 결핵균 감염 30주 후, INH 및 PZA를 이용한 화학요법과 함께 IL-12 변형 DNA 벡터, DNA 벡터 자체 또는 Ag85A DNA 벡터를 처리한 생쥐의 비장 세포를 CF(culture filtrate) 또는 Ag85A 단백질로 자극한 후 IFN-γ 생산을 확인하였다. 그 결과, INH 및 PZA를 이용한 화학요법과 함께 IL-12 변형 DNA 벡터를 병용처리하였을 때에는 INH 및 PZA를 이용한 화학요법과 함께 Ag85A DNA 또는 DNA 벡터 자체로 병용 처리한 대조군에 비해 IFN-γ의 생산이 높았다(도 3B참조). CF에 의한 자극의 경우에는 본 발명의 Ag85A DNA-처리 생쥐 군에서 높은 수준의 IFN-γ 유도가 보이지 않았다. 반면, Ag85A 단백질에 의한 자극의 경우에는 Ag85A DNA로 면역된 생쥐군에서 DNA 벡터 자체 또는 IL-12 변형 DNA로 면역된 생쥐군에 비해 높은 수준의 IFN-γ 생산을 나타냈다 (도 3C참조). 상기 결과는 Ag85A-특이 Th1 면역 반응이 Ag85A DNA 면역에 의해 생성될 수 있다는 것을 나타내며 M. 투베르클로시스의 재활동을 억제할 가능성이 있음을 의미한다. 또한 IL-12 변형 DNA로 면역화된 생쥐군에서는 CF-특이적 IFN-γ 생산 뿐 아니라 Ag85A-특이적 IFN-γ 생산도 DNA 벡터 자체로 면역화된 생쥐군에 비해 높았는데, 이는 IL-12 변형 DNA의 면역에 의해 Ag85-특이 IFN-γ 유도가 증가하고, 결핵 감염 후에 생성되는 항원-특이 T-헬퍼 면역 반응이 IL-12 변형 DNA 면역에 의해 Th1 반응으로 편향된 타입으로 전환된 것을 의미하는 동시에 M. 투베르클로시스의 재활동을 억제할 가능성이 있음을 의미한다.It has been reported that the number of antigen-specific T cells producing IFN- [gamma] during infection of M. tuberculosis is greatly reduced (Ormeet al.,J Immunol,1993,151:518-525; Zhang Met al., Infect Immun,1995,63:3231-3234). In a preferred embodiment of the present invention, the mouse spleen cells treated with IL-12 modified DNA vector, DNA vector itself or Ag85A DNA vector with chemotherapy using INH and PZA after 30 weeks of TB infection in a latent infection model of mice IFN-γ production was confirmed after stimulation with CF (culture filtrate) or Ag85A protein. As a result, when the IL-12 modified DNA vector was used in combination with the INH and PZA chemotherapy, IFN-γ production was compared with the control group treated with Ag85A DNA or the DNA vector itself together with the chemotherapy with INH and PZA. Was high (3ofBReference). In the case of stimulation by CF, there was no high level of IFN-γ induction in the Ag85A DNA-treated mice group of the present invention. Stimulation with Ag85A protein, on the other hand, showed higher levels of IFN-γ production in the mice immunized with Ag85A DNA compared to the DNA vector itself or mice immunized with IL-12 modified DNA.3ofCReference). The results indicate that an Ag85A-specific Th1 immune response can be generated by Ag85A DNA immunity, indicating the potential for inhibiting reactivation of M. tuberculosis. In addition, not only CF-specific IFN-γ production but also Ag85A-specific IFN-γ production were higher in mice immunized with IL-12 modified DNA than in mice immunized with DNA vector itself. Ag85-specific IFN- [gamma] induction is increased by immunization of, and the antigen-specific T-helper immune response generated after tuberculosis infection is converted to the type biased by Th-12 response by IL-12 modified DNA immunity. This means that there is a possibility of inhibiting reactivation of tubercosis.

본 발명에서는 3달동안 INH 및 PZA의 치료와 함께 병용 치료로 수행한 Ag85A DNA 또는 IL-12 변형 DNA 백신의 결핵 치료 효과를 알아보았다. 결핵균인 M. 투베르클로시스를 감염시킨 후 30주째에 DNA 면역없이 INH 및 PZA로만 처리한 생쥐는 폐 및 비장에서 각각 80% 및 100%로 결핵균이 발견된 반면, IL-12 변형 DNA 백신을 병용 치료한 경우는 생쥐의 20%가 폐에서, 생쥐의 40%가 비장에서 결핵균이 발견되었다(도 4A도 4B참조). 앞서 기술하였듯이 본 발명의 IL-12 변형 DNA의 동시 주입은 Th1 면역 반응을 유도하는데 효과적이다. 따라서, IL-12N220L DNA에 의한 M. 투베르클로시스 항원에 대한 면역 세포의 효과적인 기폭 및 IL-12N220L DNA에 의한 Th1으로의 전환이 M. 투베르클로시스의 재활동을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다. 또한, Ag85A DNA 백신으로 처리한 경우에는 폐에서 생존 생물체는 발견되지 않았고, 비장에서는 생쥐의 20%에서만 M. 투베르클로시스가 발견되었다(도 4A도 4B참조). 상기와 같은 결과를 통해, INH 및 PZA의 병용 화학요법에서 Ag85A 또는 IL-12 변형 단백질을 발현하는 DNA 백신이 결핵의 잠복 감염 모델에서 활성이 없는 M. 투베르클로시스의 재활동을 억제하는 유전적 어쥬번트(adjuvant)로 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.In the present invention, the tuberculosis treatment effect of Ag85A DNA or IL-12 modified DNA vaccine, which was performed in combination treatment with INH and PZA for 3 months, was examined. Mice treated only with INH and PZA without DNA immunity at 30 weeks after infection with M. tuberculosis, Mycobacterium tuberculosis, were found in 80% and 100% of the lung and spleen, respectively. when used in combination therapy was 20% and the lung of mice, 40% of the mice are found to M. tuberculosis in the spleen (see B in Figure 4 a and Figure 4). As described above, simultaneous injection of the IL-12 modified DNA of the present invention is effective in inducing a Th1 immune response. Thus, it was found that the effective depletion of immune cells against M. tuberculosis antigen by IL-12N220L DNA and the conversion to Th1 by IL-12N220L DNA may reduce the reactivation of M. tuberculosis. Can be. In addition, when treated with Ag85A DNA vaccine organisms survive in the lung was not found, the spleen-to-20% of the mice only at the M. Bell System claw has been found (see B in Figure 4 A and Figure 4). These results indicate that the DNA vaccine expressing Ag85A or IL-12 modified protein in combination chemotherapy of INH and PZA inhibits the reactivation of M. tuberculosis inactive in the latent infection model of tuberculosis. It can be seen that it can be used as an adjuvant.

본 발명의 DNA 백신이 M. 투베르클로시스의 재활동 억제에 지속적으로 영향을 미치는지 알아보기 위해 결핵균 감염 42주째에 박테리아를 계수한 결과, INH 및 PZA로만 처리한 생쥐 폐와 비장의 각각 80% 및 60%에서 M. 투베르클로시스가 발견되었다(도 4C도 4D,표 1참조). DNA 벡터 자체만 처리된 것은 폐 및 비장에서 60%의 재활동율을 나타내었다. 반면, 본 발명의 IL-12 변형 DNA로 처리한 것 중에서 생쥐 40%의 폐 및 비장에서 M. 투베르클로시스가 발견되었고, 이는 이전에 보고된 바와 같이 방어 면역반응에서 IL-12 변형 DNA가 지속적인 효과를 나타낸다는 것을 의미한다(Ha SJet al.,Nat Biotechnol,2002,20:381-386). 감염 후 30주에서 보여진 양상과 유사하게, Ag85A DNA 백신으로 처리된 생쥐는 20%의 폐 및 비장에서만 M. 투베르클로시스의 재활동율을 보였다.To determine whether the DNA vaccine of the present invention continuously affects the reactivation of M. tuberculosis, bacteria were counted at 42 weeks of M. tuberculosis infection, and 80% of the lungs and spleens of mice treated only with INH and PZA, respectively. and at 60% of the M. Bell-to-close-cis it has been found (see C and D, Table 1 of Fig. 4 in Fig. 4). Treatment with the DNA vector itself alone showed a 60% reactivation rate in the lungs and spleen. On the other hand, M. tuberculosis was found in 40% of the lungs and spleen of mice treated with the IL-12 modified DNA of the present invention. It has a sustained effect (Ha SJ et al ., Nat Biotechnol, 2002, 20: 381-386). Similar to the pattern seen at 30 weeks post infection, mice treated with Ag85A DNA vaccine showed reactivation rates of M. tuberculosis only in 20% of lung and spleen.

따라서, 본 발명의 화학요법과 병행된 결핵 DNA 백신은 화학요법 자체보다도 지속적으로 결핵균을 억제할 수 있으므로 결핵의 치료에 유용하게 사용될 수 있으며, 동시에 화학요법의 치료 기간을 단축함으로써 결핵의 치료에 유용하게 사용될 수 있다.Therefore, the tuberculosis DNA vaccine in combination with the chemotherapy of the present invention can be used in the treatment of tuberculosis because it can continuously suppress the tuberculosis bacteria than chemotherapy itself, and at the same time, it is useful for the treatment of tuberculosis by shortening the treatment period Can be used.

본 발명의 약학적 조성물의 "면역학적 유효" 용량은 면역반응 도출에 적당한 용량이다. 특정 용량은 치료하고자 하는 포유동물의 연령, 체중 및 의학적 증상과, 투여방법에 좌우된다. 적정용량은 당업자에 의해 용이하게 결정될 것이다. 백신 조성물은 생리 식염수 또는 포스페이트 완충 식염수 또는 글리세롤이나 프로필렌 글리콜 같은 에탄올 폴리올 같이 약학적으로 또는 생리학적으로 허용되는 베히클(vehicle)로 임의로 투여될 수 있다. 소량의 세제도 백신 안정성 증강을 위해 포함시킬 수 있다. 본 발명의 조성물은 식물성 오일 또는 이의 에멀션, 계면활성제, 예를 들면 헥사데실아민, 옥타데실 아미노산 에스테르, 옥타데실아민, 라이소레시틴, 디메틸-디옥타데실암모늄 브로마이드, N,N-디옥타데실-N′-N′비스(2-하이드록시에틸-프로판디아민), 메톡시헥사데실글리세롤, 및 플루로닉 폴리올; 폴리아민, 예를 들면, 피란, 덱스트란설페이트, 폴리 IC, 카보폴; 펩타이드, 예를 들면, 뮤라밀 디펩타이드, 디메틸글라이신, 터프트신; 면역 자극 복합체; 오일 에멀션; 리포폴리사카라이드, 예를 들면 MPLR(3-O-탈아실화 모노포스포릴 리피드 A; RIBI ImmunoChem Research, Inc., Hamilton, Montana); 및 미네랄 겔 같은 부가적인 보조제를 임의로 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물은 또한 리포솜, 와우상(cochleates), 생분해성 중합체, 예를 들면 폴리-락타이드, 폴리-글리콜라이드 및 폴리-락타이드-코-글리콜라이드, 또는 ISCOMS(면역자극 복합체) 중으로 혼입될 수 있고, 보충성 활성성분이 또한 사용될 수 있다.An “immunologically effective” dose of the pharmaceutical composition of the invention is a dose suitable for eliciting an immune response. The particular dose depends on the age, weight and medical symptoms of the mammal to be treated and the method of administration. Proper doses will be readily determined by one skilled in the art. The vaccine composition may optionally be administered in a pharmaceutically or physiologically acceptable vehicle, such as physiological saline or phosphate buffered saline or ethanol polyols such as glycerol or propylene glycol. Small amounts of detergent may also be included to enhance vaccine stability. Compositions of the present invention may comprise vegetable oils or emulsions thereof, surfactants such as hexadecylamine, octadecyl amino acid esters, octadecylamine, lysolecithin, dimethyl-dioctadecylammonium bromide, N, N-diooctadecyl- N′-N′bis (2-hydroxyethyl-propanediamine), methoxyhexadecylglycerol, and pluronic polyols; Polyamines such as pyran, dextransulfate, poly IC, carbopol; Peptides such as muramyl dipeptide, dimethylglycine, tuftsin; Immune stimulating complexes; Oil emulsions; Lipopolysaccharides such as MPLR (3-O-deacylated monophosphoryl lipid A; RIBI ImmunoChem Research, Inc., Hamilton, Montana); And additional adjuvants such as mineral gels. The compositions of the invention are also incorporated into liposomes, cochleates, biodegradable polymers such as poly-lactide, poly-glycolide and poly-lactide-co-glycolide, or ISCOMS (immunostimulatory complex) Supplementary active ingredients can also be used.

또한, 본 발명의 약학적 조성물은 비경구로 투여될 수 있으며, 비경구 투여는 피하주사, 정맥주사, 근육내 주사 또는 흉부내 주사 주입방식 등의 통상적인 방식에 따라 행해질 수 있다. 비경구 투여용 제형으로 제제화하기 위해서는 상기 DNA 백신 및 결핵치료제를 안정제 또는 완충제와 함께 물에서 혼합하여 용액 또는 현탁액으로 제조하고 이를 앰플 또는 바이알의 단위 투여형으로 제제한다.In addition, the pharmaceutical composition of the present invention may be administered parenterally, and parenteral administration may be performed according to conventional methods such as subcutaneous injection, intravenous injection, intramuscular injection, or intrathoracic injection injection. In order to formulate into a parenteral formulation, the DNA vaccine and tuberculosis agent are mixed in water with a stabilizer or buffer to prepare a solution or suspension, which is formulated in unit dosage forms of ampoules or vials.

본 발명에 따른 유효성분의 투여량은 체내에서 활성성분의 흡수도, 불활성화율 및 배설속도, 환자의 연령, 성별 및 상태, 치료할 질병의 중증 정도에 따라 적절히 선택되나, 일반적으로 성인에게 1일에 체중 1 ㎏당 DNA 백신을 0.1∼0.2 ㎎의 양으로 1회 내지 수회 나누어 투여할 수 있으며 바람직하기로는 0.02∼0.1 ㎎이다.The dosage of the active ingredient according to the present invention is appropriately selected depending on the absorption rate, inactivation rate and excretion rate of the active ingredient in the body, the age, sex and condition of the patient, and the severity of the disease to be treated, but generally in adults one day The DNA vaccine can be administered once to several times in an amount of 0.1 to 0.2 mg per kg of body weight, preferably 0.02 to 0.1 mg.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited by the following examples.

<실시예 1> DNA 백신의 제조Example 1 Preparation of DNA Vaccine

<1-1> Ag85A DNA 백신 제조용 발현벡터의 제조<1-1> Preparation of Expression Vector for Ag85A DNA Vaccine Preparation

본 발명자들은 효과적인 결핵 DNA 백신을 제조하기 위하여, 서열번호 1로 기재되는 헤르페스 심플렉스 바이러스 타입 I 당단백질 D(gD)의 신호 서열을 서열번호 2로 기재되는 Ag85A 유전자와 연결시킨 융합 카셋트를 제조하였다.To prepare an effective tuberculosis DNA vaccine, the inventors made a fusion cassette in which the signal sequence of herpes simplex virus type I glycoprotein D (gD) described in SEQ ID NO: 1 was linked to the Ag85A gene described in SEQ ID NO: 2. .

본 발명자들은 상기와 같이 제조된 융합 카셋트를 삽입하기 위한 벡터로서 pTV2 벡터(Lee et al.,J Virol1998;72:8430-8436)의 앰피실린 저항 유전자를 카나마이신 저항 유전자로 치환한 벡터를 제조한 후 "pGX10"이라 명명하였다. 상기 pGX10 벡터에 상기에서 제조한 융합 카셋트를 삽입한 발현 벡터를 제조한 후 이를 "pGX10-Ag85A"라 명명하고 2003년 2월 3일자로 한국생명공학연구원 유전자은행에 기탁하였다(수탁번호: KCTC 10418BP).The inventors prepared a vector in which the ampicillin resistance gene of the pTV2 vector (Lee et al., J Virol 1998; 72: 8430-8436) was substituted with the kanamycin resistance gene as a vector for inserting the fusion cassette prepared as described above. It was named "pGX10" afterwards. After preparing the expression vector inserting the fusion cassette prepared above into the pGX10 vector, it was named "pGX10-Ag85A" and deposited on February 3, 2003 at the Korea Biotechnology Research Institute Gene Bank (Accession Number: KCTC 10418BP). ).

Ag85A 유전자가 단백질로 발현되는지 여부를 확인하기 위해, pGX10-Ag85A DNA 벡터를 COS7 세포에 일반적인 방법으로 트랜스펙션한 후 통상적인 방법에 따라 Ag85A 단백질을 이용하여 제조된 생쥐 항-Ag85A 혈청을 이용하여 방사선-면역침전 분석을 수행하였다.To determine whether the Ag85A gene is expressed as a protein, transfecting the pGX10-Ag85A DNA vector to COS7 cells in a general manner, and then using mouse anti-Ag85A serum prepared using Ag85A protein according to a conventional method. Radio-immunoprecipitation analysis was performed.

그 결과, Ag85A 유전자가 포함되지 않은 빈 벡터(empty vector)인 pGX10 벡터를 형질도입한 세포에서는 Ag85A 단백질이 발현되지 않은 반면 Ag85A 유전자를 삽입한 pGX10-Ag85A 벡터를 형질도입한 세포에서는 Ag85A 단백질의 밴드가 확인되었다(도 1참조).As a result, the Ag85A protein was not expressed in cells transfected with the pGX10 vector, which is an empty vector containing no Ag85A gene, whereas the band of Ag85A protein was expressed in cells transduced with the pGX10-Ag85A vector inserted with the Ag85A gene. Was confirmed (see FIG. 1 ).

<1-2> IL-12 변형 DNA 백신 제조용 발현 벡터의 제조<1-2> Preparation of Expression Vector for IL-12 Modified DNA Vaccine Preparation

IL-12의 p40 소단위체의 Asn-222를 암호화하는 코돈이 Leu-222로 돌연변이되면 IL-12의 자연 길항제인 IL-12p40 소단위체의 적은 분비가 유도되며(Ha SJet al.,Nat Biotechnol,2002,20:381-386), 또한 HCV(hepatitis C virus) E2 DNA와함께 상기 IL-12 변형 DNA를 면역화시키면 정상 IL-12 DNA에 비하여 지속적인 E2-특이 CTL 반응 및 IFN-γ-생산 CD8+ T 세포 반응을 촉진하는 것으로 보고되었다(Ha SJet al.,Nat Biotechnol,2002,20:381-386). 이에, 본 발명자들은 또 다른 결핵 DNA 백신을 제조하기 위해 IL-12의 DNA를 변형시킨 DNA 컨스트럭트(construct)를 제조하였다. 구체적으로, IL-12 DNA 컨스트럭트의 제조는 다음과 같다. 쥐의 IL-12p35(mp35), 엔세팔로마이오카디티스 바이러스(encephalomyocarditis virus; EMCV)의 IRES(internal ribosomal entry site) 및 쥐의 IL-12p40(mp40) cDNA를 단일방향으로 직렬 연결시키고, 이를 상기 실시예 <1-1>의 pGX10 벡터에 삽입하여 발현벡터를 제조하고 이를 "pGX10-mp35/IRES/mp40(pGX10-IL-12)"이라 명명하였다. 다음으로, 상기에서 제조한 IL-12 DNA 컨스트럭트가 포함된 벡터로부터 IL-12p40(mp40)의 Asn-220 N-글리코실레이션 위치를 돌연변이시키기 위하여, PCR 방법을 이용하여 Asn-220을 Leu-220으로 아미노산 치환을 실시하였다(Holland SMet al., N Engl J Med,1994,330:1348-1355). 그 결과, pGX10-IL-12에서 상기 mp40 부위의 Asn-220을 Leu-220으로 대체한 IL-12 변형 DNA 발현벡터를 제조하였고, 이를 "pGX10-mp35/IRES/mp40-N220L(pGX10-IL-12N220L)"이라 명명하였다.Mutation of the codon encoding Asn-222 of the p40 subunit of IL-12 to Leu-222 results in lower secretion of IL-12p40 subunit, a natural antagonist of IL-12 (Ha SJet al.,Nat Biotechnol,2002,20:381-386), and also immunizing the IL-12 modified DNA with HCV (hepatitis C virus) E2 DNA promotes sustained E2-specific CTL responses and IFN-γ-producing CD8 + T cell responses compared to normal IL-12 DNA (Ha SJet al.,Nat Biotechnol,2002,20:381-386). Thus, the present inventors prepared a DNA construct that modified the DNA of IL-12 to prepare another tuberculosis DNA vaccine. Specifically, the preparation of the IL-12 DNA construct is as follows. Unidirectional serial linkage of IL-12p35 (mp35) in mice, internal ribosomal entry site (IRES) of encephalomyocarditis virus (EMCV), and IL-12p40 (mp40) cDNA in mice were carried out in one direction. An expression vector was prepared by inserting it into the pGX10 vector of Example <1-1> and calling it "pGX10-mp35 / IRES / mp40 (pGX10-IL-12)". Next, in order to mutate the Asn-220 N-glycosylation position of IL-12p40 (mp40) from the vector containing the IL-12 DNA construct prepared above, Leu was isolated from the Asu-220 using a PCR method. Amino acid substitutions were carried out at -220 (Holland SMet al., N Engl J Med,1994,330:1348-1355). As a result, an IL-12 modified DNA expression vector was prepared in which pGX10-IL-12 was replaced by Leu-220 with Asn-220 in the mp40 region, which was expressed as "pGX10-mp35 / IRES / mp40-N220L (pGX10-IL- 12N220L) ".

<실시예 2> 잠복 감염 모델(Latent infection model)의 확립Example 2 Establishment of Latent Infection Model

<2-1> 항원의 준비<2-1> Preparation of Antigen

잠복 감염 모델에 사용할 감염용 항원은 결핵균인 마이코박테리움 투베르클로시스(M. tuberculosis)를 이용하여 제조하였다. 구체적으로, M 튜베르클로시스 H37Rv(ATCC 27294)를 사우톤 배지(Sauton medium) 위의 표면 균막(pellicles)으로 10일 동안 성장시켰고, 표면 균막을 수집하여 3 ㎜ 글래스 비드로 천천히 흔들어 파쇄하였다. 응집이 정착된 후 상층액을 수집하고, 분주액을 -70℃에 보관하였다. 상기 보관된 분주액을 용해시킨 후, 생존 생물체를 미들브룩(Middlebrook) 7H11 아가(Difco, Detroit, Mich.)에서 연속 희석 플레이팅으로 계산하였다. M. 투베르클로시스를 생쥐에 접종하기 위하여, 상기 과정으로 준비한 균주의 현탁액을 간단히 초음파 처리하고 PBS을 이용하여 250,000 pfu/㎖로 희석하였다.The antigen for infection to be used in the latent infection model was prepared using Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium tuberculosis. Specifically, M tuberculosis H37Rv (ATCC 27294) was grown for 10 days with surface pellicles on Sauton medium, and the surface biomass was collected and slowly shaken with 3 mm glass beads and broken. The supernatant was collected after aggregation had settled, and the aliquot was stored at -70 ° C. After dissolving the stored aliquots, viable organisms were counted by serial dilution plating in Middlebrook 7H11 agar (Difco, Detroit, Mich.). To inoculate M. tuberculosis in mice, the suspension of the strain prepared above was briefly sonicated and diluted to 250,000 pfu / ml using PBS.

<2-2> 잠복 감염 실시<2-2> Latent Infection

본 발명자들은 코넬 모델(Cornell model)(McCune et al.,J Exp Med1966;123:445-468)에 약간의 변형을 하여 결핵균을 잠복 감염시켰다. 구체적으로, 5-6주령의 암컷 C57BL/6J 생쥐(SLC 사, Shijuoka, Japan)를 공수 감염 기구의 흡입 챔버(Glas-Col, Terre Haute, Ind.)에 놓아둔 후 상기 실시예 <2-1>에서 준비한 M. 투베르클로시스 H37Rv 250,000 pfu/㎖로 10 ㎖을 60분 동안 노출시켰다. 상기와 같은 과정을 수행하면 공기를 통하여 인간 결핵균이 자연적으로 동물에게 전달된다.We made some modifications to the Cornell model (McCune et al., J Exp Med 1966; 123: 445-468) to latently infect Mycobacterium tuberculosis. Specifically, 5-6 week old female C57BL / 6J mice (SLC, Shijuoka, Japan) were placed in an inhalation chamber (Glas-Col, Terre Haute, Ind.) Of the airborne infection apparatus. 10 ml was exposed for 60 minutes with M. tuberculosis H37Rv 250,000 pfu / ml prepared in>. When the above process is performed, human tuberculosis bacteria are naturally transmitted to the animal through air.

결핵균이 생쥐에게 감염되었는지 확인하기 위해 결핵균의 노출 하루 뒤에 하기와 같은 방법으로 M. 투베르클로시스를 계수하였다. 이산화탄소를 이용하여 생쥐를 안락사시킨 후, 0.05% Tween 90이 용해된 식염수에서 폐 및 비장을 균질화시켰다. 조직 현탁액을 10배 희석하여 각각의 희석액 100 ㎕를 M7H11 아가 플레이트(Difco, Detroit, Mich.)에 도말한 후 37℃에서 3-4주 동안 배양하였다. 각각의 플레이트에서 M. 투베르클로시스 콜로니를 계수한 후, 그 결과를 log10CFU(colony forming unit)/기관으로 나타내었다.M. tuberculosis was counted in the following manner one day after exposure of Mycobacterium tuberculosis to confirm that the mice were infected with Mycobacterium tuberculosis. Mice were euthanized with carbon dioxide and homogenized lungs and spleens in saline with 0.05% Tween 90 dissolved. Tissue suspensions were diluted 10-fold and 100 μl of each dilution was plated on M7H11 agar plates (Difco, Detroit, Mich.) And incubated at 37 ° C. for 3-4 weeks. After counting M. tuberculosis colonies on each plate, the results are expressed in log 10 colony forming units (CFU).

그 결과 약 200개의 M. 투베르클로시스가 폐로 전달되는 것을 확인하였다.As a result, it was confirmed that about 200 M. tuberculosis were delivered to the lung.

또한, 상기에서 확인한 M. 투베르클로시스의 폐로의 전달이 조직의 변화를 가져오는지를 확인하기 위해 조직병리학적 검사를 수행하였다. 구체적으로, M. 투베르클로시스의 에어로졸 감염 4주 후 폐 조직을 적출한 후 10% 포르말린에 고정한 후, 여러 시간에 걸쳐 파라핀을 삽입하였다. 파라핀-삽입 조직 블록으로부터 2 내지 3 ㎛ 절편을 만든 후, 해마톡실린(haematoxylin) 및 에오신(eosin)으로 염색하였다.In addition, histopathological examination was performed to confirm that the delivery of M. tuberculosis identified above to the lung results in tissue change. Specifically, 4 weeks after the aerosol infection of M. tuberculosis, lung tissue was extracted, fixed in 10% formalin, and paraffin was inserted over several hours. 2-3 μm sections were made from paraffin-inserted tissue blocks and stained with haematoxylin and eosin.

그 결과, 폐의 대부분의 공기 구역은 모노사이트(monocytes)로 채워져 있었으며(도 2A), 이 시점에서 감염된 생쥐의 폐 및 비장으로부터 생존한 결핵균을 계수한 결과, 각각 6.69±0.20 cfu(log10) 및 5.17±0.11 cfu(log10)이 검출되었다.As a result, most of the air zones of the lungs were filled with monocytes ( A in FIG. 2 ), and at this point counting tuberculosis bacteria that survived the lungs and spleens of infected mice, 6.69 ± 0.20 cfu (log) 10 ) and 5.17 ± 0.11 cfu (log 10 ) were detected.

<2-3> 잠복 감염에서의 화학 요법 실시<2-3> Chemotherapy in Latent Infections

상기 실시예 <2-2>를 통해 잠복 감염이 성공적으로 수행됨을 확인한 후, 본 발명의 잠복 감염 모델에 대한 화학 요법을 실시하였다. 상기 실시예 <2-2>와 같은 방법으로 생쥐에 에어로졸 감염을 수행한 후 4주 후에 음식안에 25 ㎎/㎏/day의 이소니아지드(isoniazid, 이하 "INH"이라 칭함)(Sigma-Aldrich, Co., MO, USA) 및 1,000 ㎎/㎏/day의 피라진아미드(pyrazinamide, 이하 "PZA"라 칭함)(Sigma-Aldrich, Co., MO, USA)를 첨가하여 생쥐에게 3달 동안 처리하였다. INH 및 PZA로 처리를 완전히 마치고 난 후 생쥐에 감염된 결핵이 치료되었는지 확인하기 위해 상기 실시예 <2-2>에 기재된 조직병리학적 검사 방법을 수행하고, 결핵균을 계수하였다.After confirming that latent infection was successfully performed in Example <2-2>, chemotherapy was performed for the latent infection model of the present invention. 4 weeks after aerosol infection in mice in the same manner as in Example <2-2>, 25 mg / kg / day of isoniazid (ison HZ) (hereinafter referred to as "INH") in food (Sigma-Aldrich, Co. , MO, USA) and 1,000 mg / kg / day of pyrazinamide (hereinafter referred to as "PZA") (Sigma-Aldrich, Co., MO, USA) were added to mice for 3 months. After complete treatment with INH and PZA, the histopathological examination method described in Example <2-2> was performed to confirm that the infected tuberculosis was treated in the mice, and the tuberculosis bacteria were counted.

그 결과, INH 및 PZA로 3달간 처리를 완전히 마치고 난 후 2주 지난 후에는(에어로졸 감염 후 18주 후), 대부분의 침윤된 세포는 사라지고 깨끗한 공기 구역만이 남아 있었으며(도 2B), 생존하는 M. 투베르클로시스는 관찰되지 않았다. 그러나 감염 42주 후, 즉 INH 및 PZA의 처리를 중단한 후 26주 후에 림프구 침윤의 흔적이 있었다(도 2C). 또한, 감염 후 30 주에 5마리의 생쥐 중에서 4마리 생쥐(80%)의 폐 또는 5마리 생쥐 모두(100%)의 비장에서 대부분의 M. 투베르클로시스가 재활동되었다. 이와 유사하게 감염 후 42주에서 대부분의 생쥐에서 생존 결핵균이 검출되었다(표 1). 상기 결과로부터, 이러한 공기로 운반되어 확립된 감염 모델이 기존의 코넬 모델 결과를 반영함을 알 수 있다(McCune et al.,J Exp Med1966;123:445-468). 반면, INH 및 PZA로 6개월 동안 생쥐에 처리하면, 감염 후 30주 및 42주에서 감지할 만한 수의 박테리아가 관찰되지 않았다(표 1).As a result, two weeks after complete treatment with INH and PZA for three months (18 weeks after aerosol infection), most infiltrated cells disappeared and only a clean air area remained ( B in FIG. 2 ), No viable M. tuberculosis was observed. However, after 42 weeks of infection, ie 26 weeks after discontinuation of INH and PZA treatment, there was a sign of lymphocyte infiltration ( C in FIG. 2 ). In addition, most of M. tuberculosis were reactivated in the spleen of 4 mice (80%) of the lungs or all 5 mice (100%) of the 5 mice 30 weeks after infection. Similarly, viable Mycobacterium tuberculosis was detected in most mice at 42 weeks post infection ( Table 1 ). From the above results, it can be seen that the infection model established by carrying this air reflects the existing Cornell model results (McCune et al., J Exp Med 1966; 123: 445-468). In contrast, when treated with INH and PZA for 6 months, no detectable number of bacteria was observed at 30 and 42 weeks after infection ( Table 1 ).

치료 부위 및 기간Treatment site and duration lungs 비장spleen 30주30 Weeks 42주42 Weeks 전체all 30주30 Weeks 42주42 Weeks 전체all INH + PZA (6개월) INH + PZA (6 months) 0/5 a 0/5 a 0/5 0/5 0/10 0/10 0/5 0/5 0/5 0/5 0/10 0/10 INH + PZA (3개월)INH + PZA (3 months) 4/54/5 4/54/5 8/108/10 5/55/5 3/53/5 8/108/10 INH + PZA (3개월)+ 대조 DNAINH + PZA (3 months) + control DNA 3/53/5 3/53/5 6/106/10 3/53/5 3/53/5 6/106/10 INH+PZA (3개월)+IL-12N220L DNAINH + PZA (3 months) + IL-12N220L DNA 1/51/5 2/52/5 3/103/10 2/52/5 2/52/5 4/104/10 INH + PZA (3개월)+ Ag85A DNAINH + PZA (3 months) + Ag85A DNA 0/50/5 1/51/5 1/101/10 1/51/5 1/51/5 2/102/10

a : M. 투베르클로시스의 재성장이 있는 생쥐수/ H37Rv M. 투베르클로시스로 감염된 생쥐수a: Number of mice with regrowth of M. tuberculosis / Number of mice infected with H37Rv M. tuberculosis

<실시예 3> IL-12N220L 또는 Ag85A DNA 백신에 의한 항원-특이 IFN-γ 생산Example 3 Antigen-Specific IFN-γ Production by IL-12N220L or Ag85A DNA Vaccine

본 발명자들은 생쥐의 잠복 감염 모델에서 화학치료를 수행하는 동안에 DNA 백신이 치료 효과를 가지는지 여부를 관찰하기 위하여, 상기 실시예 2에서 실시한 방법과 같이 에어로졸 감염 후 4주 후에 INH 및 PZA로 3달 동안 처리하면서, 그 동안 생쥐에 상기 실시예 1에서 제조한 pGX10, pGX10-IL-12N220L 또는 pGX10-Ag85A DNA 벡터 50 ㎍을 생쥐에 4주 간격으로 3회 근육내 주사하였다. 이후 결핵균 감염 후 18주, 30주, 42주째 즉, 치료 완료 후 2주, 14주, 26째에 각각 생쥐의 조직에서 생존하는 박테리아의 수를 계수하였다(도 3A).In order to observe whether the DNA vaccine has a therapeutic effect during the chemotherapy in a latent infection model of mice, the inventors performed 3 months with INH and PZA 4 weeks after the aerosol infection as in the method of Example 2 above. During the treatment, mice were injected intramuscularly three times at four week intervals into mice at 50 μg of the pGX10, pGX10-IL-12N220L or pGX10-Ag85A DNA vectors prepared in Example 1 above. Each was then counting the number of bacteria to survive in the tissue of mice in at 18 weeks, 30 weeks, 42 weeks, i.e., two weeks after completing treatment, 14 weeks, 26 after M. tuberculosis infection (A in Fig. 3).

또한, 감염 후 30주 후에 각 군의 생쥐의 비장 세포를 배양투과 단백질인 CF(J.T. Belisle, Colorado State University, Fort Collins, Colo.) 또는 재조합 Ag85A 단백질(Standardia Inc., Suwon, Korea)과 함께 배양한 후, 배양액에서 IFN-γ 생산 수준을 검출하였다. IFN-γ 생산 수준 결정은 다음과 같이 수행하였다.생쥐로부터 비장 세포를 취한 후, 2×105림프구를 200 ㎕ RPMI에서 10 ㎍/㎖ 농도의 CF 또는 재조합 Ag85A 단백질의 존재하에 6일 동안 배양하였다. 배양 상층액을 수집하여 IFN-γ 검출에 사용하였고, IFN-γ 검출은 생쥐 IFN-γ OptEIATM킷트(Pharmingen, San Diego, Calif.)를 사용하여 제조회사의 지침에 따라 결정하였다.In addition, 30 weeks after infection, the spleen cells of the mice of each group were incubated with the culture transmission protein CF (JT Belisle, Colorado State University, Fort Collins, Colo.) Or recombinant Ag85A protein (Standardia Inc., Suwon, Korea). Afterwards, IFN- [gamma] production levels were detected in the culture. IFN- [gamma] production level determination was performed as follows. After spleen cells were taken from mice, 2 × 10 5 lymphocytes were incubated for 6 days in the presence of 10 μg / ml CF or recombinant Ag85A protein at 200 μl RPMI. . Culture supernatants were collected and used for IFN-γ detection, and IFN-γ detection was determined using the mouse IFN-γ OptEIA kit (Pharmingen, San Diego, Calif.) According to manufacturer's instructions.

그 결과, INH 및 PZA로 처리한 생쥐는 CF 또는 Ag85A에 특이적인 IFN-γ가 생산된 반면 INH 및 PZA로 처리하지 않은 생쥐는 CF 또는 Ag85A에 특이적인 IFN-γ가 감지할 만한 수준으로 검출되지 못하였다. DNA 면역 없이 INH 및 PZA로 처리한 대조군 생쥐의 경우 CF에 의한 자극 후에 IFN-γ 생산이 유도되었는데(도 3B도 3C), 이는 호스트 Th1 면역 반응이 박테리아 감염 후 INH 및 PZA 처리에 의해 생산된다는 것을 나타낸다. 상기 결과는 결핵 환자가 화학 치료를 받은 후에 서로 다른 항원 펩타이드에 특이적인 IFN-γ 생산의 증가를 초래한다는 이전의 연구와 일치한다(Dieli Fet al., Scand J Immunol,2000,52:96-102; Wilkinson RJet al., J Infect Dis,1998,178:760-768). 화학치료 동안에 대조 DNA(pGX10 벡터)로 처리된 생쥐는 화학치료만을 받는 대조군 생쥐에 비하여 CF 및 Ag85A 단백질에 대한 반응에서 높은 수준의 IFN-γ 유도를 보였으며(도 3B도 3C), 이는 이전에 보고된 것처럼 DNA 벡터에서 CpG 모티프가 Th1 면역 반응의 유도자로 작용할 수 있다는 것을 나타낸다(Krieg AM.Vaccine2000;19:618-622). IL-12N220L DNA로 처리한 생쥐는 대조 DNA 또는 Ag85A DNA로 처리한 생쥐에 비하여 CF에 대한 반응에서 IFN-γ에 대하여 더 높은 반응을 나타내었다(도 3B, 각각 p<0.03 및 p<0.04). Ag85A DNA-처리 생쥐는 CF에 의한 자극의 경우에 높은 수준의 IFN-γ 유도를 보이지 않지만(도 3B), 대조 DNA 또는 IL-12N220L DNA-면역된 생쥐에서 보다 더 높은 Ag85A 단백질 특이적인 IFN-γ 생산을 유도하였다(도 3C, 각각 p<0.01 및 p<0.04). 상기와 같은 결과는 Ag85A-특이 Th1 면역 반응이 Ag85A DNA 면역에 의해 생성될 수 있다는 것을 나타낸다. IL-12N220L DNA 면역에 의해서도 대조 DNA 면역 생쥐에 비하여 Ag85-특이 IFN-γ의 유도가 증가하였는데(도 3C, p<0.04), 이는 결핵 감염 후에 생성되는 항원-특이 T-헬퍼 면역 반응이 IL-12N220L DNA 면역에 의해 Th1-편향된 타입으로 전환된다는 것을 나타낸다.As a result, mice treated with INH and PZA produced IFN-γ specific for CF or Ag85A, whereas mice not treated with INH and PZA did not detect detectable levels of IFN-γ specific for CF or Ag85A. I couldn't. In control mice treated with INH and PZA without DNA immunity, IFN-γ production was induced after stimulation with CF (3ofBAnd3ofCThis indicates that the host Th1 immune response is produced by INH and PZA treatment after bacterial infection. The results are consistent with previous studies that resulted in increased IFN-γ production specific for different antigenic peptides after tuberculosis patients received chemotherapy (Dieli Fet al., Scand J Immunol,2000,52:96-102; Wilkinson RJet al., J Infect Dis,1998,178:760-768). Mice treated with control DNA (pGX10 vector) during chemotherapy showed higher levels of IFN-γ induction in response to CF and Ag85A proteins compared to control mice receiving chemotherapy only (3ofBAnd3ofCThis indicates that CpG motifs can act as inducers of Th1 immune responses in DNA vectors as previously reported (Krieg AM.Vaccine2000;19:618-622). Mice treated with IL-12N220L DNA showed a higher response to IFN-γ in response to CF than mice treated with control DNA or Ag85A DNA (3ofB, P <0.03 and p <0.04, respectively. Ag85A DNA-treated mice do not show high levels of IFN-γ induction in the event of stimulation with CF (3ofB), Induced higher Ag85A protein specific IFN-γ production than control DNA or IL-12N220L DNA-immunized mice (3ofC, P <0.01 and p <0.04, respectively. These results indicate that Ag85A-specific Th1 immune responses can be generated by Ag85A DNA immunity. IL-12N220L DNA immunity also increased the induction of Ag85-specific IFN-γ compared to control DNA immune mice (3ofC, p <0.04), indicating that the antigen-specific T-helper immune response generated after tuberculosis infection is converted to Th1-biased type by IL-12N220L DNA immunity.

<실시예 4> IL-12N220L DNA 또는 Ag85A DNA 백신의 치료 효과Example 4 Therapeutic Effect of IL-12N220L DNA or Ag85A DNA Vaccine

<4-1> 화학요법과 병행시 DNA 백신의 결핵 치료 효과<4-1> Tuberculosis Effect of DNA Vaccine in Combination with Chemotherapy

본 발명자들은 화학요법과 병행된 IL-12N220L DNA 또는 Ag85A DNA 백신의 결핵 치료 효과를 박테리아 계수를 통해 알아보았다. 박테리아 계수는 결핵균 감염 30주째 즉, 3달 동안 INH 및 PZA로 처리가 완료된 후 14주째에 생쥐의 조직으로부터 결정하였다(도 4A도 4B).The present inventors examined the tuberculosis therapeutic effect of IL-12N220L DNA or Ag85A DNA vaccine in combination with chemotherapy through bacterial counting. Bacteria coefficient was determined from the tissue of mice at 14 weeks after the treatment with M. tuberculosis infection 30 weeks, that is, INH and PZA for 3 months completed (A and B of Figure 4 in Fig. 4).

그 결과, DNA 면역 없이 INH 및 PZA로 처리한 생쥐는 폐 및 비장(각각 80% 및 100%)에서 가장 높은 박테리아의 재활동을 보였다. 특이할 만한 것은 대조 DNA(pGX10)로 처리한 5마리 생쥐의 폐 및 비장 중에서 3마리 생쥐(60%)에서만 생존M. 투베르클로시스가 발견되었는데, 이는 DNA 벡터에서 CpG 모티프가 Th1 면역 반응을 유도하여 M. 투베르클로시스 재활동의 저해 역할을 한다는 것을 나타낸다.As a result, mice treated with INH and PZA without DNA immunity showed the highest bacterial reactivity in the lung and spleen (80% and 100%, respectively). Of particular note was survival in only three mice (60%) of the lung and spleen of five mice treated with control DNA (pGX10). Tuberculosis was found, indicating that the CpG motif in the DNA vector induces a Th1 immune response, which plays an inhibitory role in M. tuberculosis reactivation.

또한, 3달 동안 INH 및 PZA의 병용 치료에서 IL-12N220L DNA 컨스트럭트로 처리된 생쥐의 경우, 5마리 생쥐 중에서 각각 1마리(20%) 및 2마리 생쥐(40%)의 폐 및 비장에서 M. 투베르클로시스가 발견되어(도 4A도 4B,표 1) IL-12N220L DNA의 동시 주입이 Th1 면역 반응을 유도하는데 효과적인 것으로 나타났다(Ha SJet al.,Nat Biotechnol,2002,20:381-386). 따라서, IL-12N220L 주입에 의하여 M. 투베르클로시스 항원에 대한 면역 세포를 효과적으로 기폭시키고 또한 Th1 반응으로 전환시킴으로써 잠복 감염 모델에서 M. 투베르클로시스의 재활동을 감소시키는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.In addition, mice treated with IL-12N220L DNA constructs in combination treatment of INH and PZA for 3 months had M in lungs and spleen of 1 (20%) and 2 mice (40%) of 5 mice, respectively. .-to Bell claw system is found (B in a and in FIG. 4 FIG. 4, Table 1) this simultaneous injection of IL-12N220L DNA appeared to be effective in inducing a Th1 immune response (Ha SJ et al., Nat Biotechnol, 2002 , 20: 381-386). Thus, IL-12N220L injection shows that it is possible to effectively attenuate immune cells against M. tuberculosis antigens and convert them into Th1 responses, thereby reducing the reactivation of M. tuberculosis in a latent infection model. Can be.

또한, Ag85A DNA 백신으로 처리한 5마리 생쥐 모두의 폐에서는 생존 M. 투베르클로시스가 발견되지 않았고, 5마리 생쥐 중 1마리 생쥐(20%)의 비장에서만 상기 결핵균이 발견되었다(도 4A도 4B,표 1). 이와 같은 결과는 INH 및 PZA의 병용 화학요법에서 IL-12N220L 또는 Ag85A를 발현하는 DNA 백신은 결핵의 잠복 감염 모델에서 활성이 없는 M. 투베르클로시스의 재활동을 억제하는 유전적 어쥬번트(adjuvant)로 사용될 수 있다는 것을 나타낸다.In addition, no viable M. tuberculosis was found in the lungs of all five mice treated with Ag85A DNA vaccine, and the tuberculosis bacilli were found only in the spleen of one of the five mice (20%) . A and B of FIG. 4 , Table 1 ). These results suggest that DNA vaccines expressing IL-12N220L or Ag85A in combination chemotherapy with INH and PZA inhibit the reactivation of M. tuberculosis, which is inactive in a latent infection model of tuberculosis (adjuvant). ) Can be used.

<4-2> 화학요법과 병행시 DNA 백신의 결핵 치료 효과의 유지<4-2> Maintenance of Tuberculosis Treatment Effect of DNA Vaccine in Combination with Chemotherapy

잠복 감염 모델에서 M. 투베르클로시스의 재활동에 DNA 백신이 미치는 지속적인 영향을 관찰하기 위하여, 결핵균 감염 후 42주째 즉, 3달 동안 INH 및 PZA로처리가 완료된 후 26주째에 생쥐의 폐와 비장에서 각각 박테리아를 계수하였다.To observe the continued effects of DNA vaccines on the reactivation of M. tuberculosis in a latent infection model, mice were treated with lungs at 42 weeks after Mycobacterium tuberculosis infection, 26 weeks after completion of treatment with INH and PZA for 3 months. Each bacteria was counted in the spleen.

그 결과, INH 및 PZA로만 처리한 5마리의 대조군 생쥐중에서 각각 4마리(80%) 및 3마리 생쥐(60%)의 폐 및 비장에서 M. 투베르클로시스가 발견되었고, 대조 DNA가 처리된 생쥐는 폐 및 비장에서 60%의 재활동율을 나타내었다. 반면, IL-12N220L DNA로 처리한 5마리 생쥐 중에서 2마리 생쥐(40%)의 폐 및 비장에서 생존 M. 투베르클로시스가 발견되었다(표 1). 상기 결과는 이전에 보고된 바와 같이 방어 면역반응에서 IL-12N220L DNA가 지속적인 효과를 나타낸다는 것을 의미한다(Ha SJet al.Nat Biotechnol2002;20:381-386).As a result, M. tuberculosis was found in the lungs and spleens of 4 (80%) and 3 mice (60%), respectively, among 5 control mice treated with INH and PZA only, and control DNA was treated. Mice had a reactivation rate of 60% in lungs and spleen. In contrast, survival M. tuberculosis was found in the lungs and spleen of two mice (40%) out of five mice treated with IL-12N220L DNA ( Table 1 ). The results indicate that IL-12N220L DNA has a sustained effect on protective immune responses as previously reported (Ha SJ et al . Nat Biotechnol 2002; 20: 381-386).

또한, 감염 후 30주에서 보여진 바와 같이 Ag85A DNA 백신으로 처리된 생쥐는 5 생쥐 중에서 1 생쥐(20%)의 폐 및 비장에서만 M. 투베르클로시스의 재활동율을 보였다(도 4C, 도 4D표 1). 상기 결과로부터, IL-12N220L DNA 백신(p<0.05, Chi-square 테스트) 및 Ag85A DNA 백신(p<0.01, Chi-square 테스트)으로 처리한 생쥐의 폐에서 잠복 M. 투베르클로시스의 재활동율이 상당히 감소함을 알 수 있다. Ag85A DNA로 처리된 생쥐는 비장에서 상당한 수준의 면역 방어를 주는 반면 (p<0.05, Chi-square 테스트), IL-12N220L DNA로 처리된 생쥐에서의 방어 수준은 통계학적으로 의미가 있지 않았다. 폐 및 비장에서의 재활동율은 Ag85A-특이 IFN-γ 유도 수준과 역관계가 있는 것으로 나타났지만, CF-특이 IFN-γ 수준과는 관련이 있지 않았다. 이는 Ag85A-특이 Th1 면역성이 치료 백신에서 잠재 M. 투베르클로시스의 방어에 더 중요한 역할을 할 것이라는 것을 나타낸다.In addition, mice treated with Ag85A DNA vaccine as shown at 30 weeks post-infection showed reactivation rates of M. tuberculosis only in lungs and spleen of 1 mouse (20%) out of 5 mice ( FIG . 4C, FIG. 4 D and Table 1 ). From these results, the reactivation rate of latent M. tuberculosis in the lungs of mice treated with IL-12N220L DNA vaccine (p <0.05, Chi-square test) and Ag85A DNA vaccine (p <0.01, Chi-square test) It can be seen that this decreases considerably. Mice treated with Ag85A DNA confer significant levels of immune defense in the spleen (p <0.05, Chi-square test), whereas the levels of protection in mice treated with IL-12N220L DNA were not statistically significant. Reactivation rates in lung and spleen were shown to be inversely related to Ag85A-specific IFN-γ induction levels, but not to CF-specific IFN-γ levels. This indicates that Ag85A-specific Th1 immunity will play a more important role in the defense of latent M. tuberculosis in therapeutic vaccines.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 헤르페스 심플렉스 바이러스 타입 I 당단백질 D(gD)의 신호 서열 및 Ag85A 유전자를 포함하는 결핵 DNA 백신은 결핵 치료에 필수적인 것으로 알려진 체액성 면역 반응 유도하고, 지속적인 면역반응 유도로 결핵 재발 가능성을 감소시킬 뿐만 아니라, 기존의 화학요법과 병용시에 치료기간을 단축시킬 가능성을 가지며 또한 이로 인한 비용 절감의 효과를 얻을 수 있으므로, 결핵의 치료에 유용하게 사용될 수 있다.As discussed above, the tuberculosis DNA vaccine comprising the signal sequence of the herpes simplex virus type I glycoprotein D (gD) and the Ag85A gene of the present invention induces a humoral immune response known to be essential for the treatment of tuberculosis and a sustained immune response. Induction not only reduces the likelihood of TB recurrence, but also shortens the treatment period when used in combination with conventional chemotherapy, and can thus be useful for treating tuberculosis.

<110> POSTECH FOUNDATION YONSEI UNIVERSITY MEDICAL CENTER <120> Therapeutic DNA vaccine for tuberculosis and pharmaceutical composition containing the same <130> 2p-11-29B <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 60 <212> DNA <213> herpes simplex virus 7 <400> 1 atgagggggg ctgccgccag gttgggggcc gtgattttgt ttgtcgtcat agtgggcctc 60 <210> 2 <211> 1017 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 2 atgcagcttg ttgacagggt tcgtggcgcc gtcacgggta tgtcgcgtcg actcgtggtc 60 ggggccgtcg gcgcggccct agtgtcgggt ctggtcggcg ccgtcggtgg cacggcgacc 120 gcgggggcat tttcccggcc gggcttgccg gtggagtacc tgcaggtgcc gtcgccgtcg 180 atgggccgtg acatcaaggt ccaattccaa agtggtggtg ccaactcgcc cgccctgtac 240 ctgctcgacg gcctgcgcgc gcaggacgac ttcagcggct gggacatcaa caccccggcg 300 ttcgagtggt acgaccagtc gggcctgtcg gtggtcatgc cggtgggtgg ccagtcaagc 360 ttctactccg actggtacca gcccgcctgc ggcaaggccg gttgccagac ttacaagtgg 420 gagaccttcc tgaccagcga gctgccgggg tggctgcagg ccaacaggca cgtcaagccc 480 accggaagcg ccgtcgtcgg tctttcgatg gctgcttctt cggcgctgac gctggcgatc 540 tatcaccccc agcagttcgt ctacgcggga gcgatgtcgg gcctgttgga cccctcccag 600 gcgatgggtc ccaccctgat cggcctggcg atgggtgacg ctggcggcta caaggcctcc 660 gacatgtggg gcccgaagga ggacccggcg tggcagcgca acgacccgct gttgaacgtc 720 gggaagctga tcgccaacaa cacccgcgtc tgggtgtact gcggcaacgg caagccgtcg 780 gatctgggtg gcaacaacct gccggccaag ttcctcgagg gcttcgtgcg gaccagcaac 840 atcaagttcc aagacgccta caacgccggt ggcggccaca acggcgtgtt cgacttcccg 900 gacagcggta cgcacagctg ggagtactgg ggcgcgcagc tcaacgctat gaagcccgac 960 ctgcaacggg cactgggtgc cacgcccaac accgggcccg cgccccaggg cgcctag 1017<110> POSTECH FOUNDATION          YONSEI UNIVERSITY MEDICAL CENTER <120> Therapeutic DNA vaccine for tuberculosis and pharmaceutical          composition containing the same <130> 2p-11-29B <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 60 <212> DNA <213> herpes simplex virus 7 <400> 1 atgagggggg ctgccgccag gttgggggcc gtgattttgt ttgtcgtcat agtgggcctc 60 <210> 2 <211> 1017 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 2 atgcagcttg ttgacagggt tcgtggcgcc gtcacgggta tgtcgcgtcg actcgtggtc 60 ggggccgtcg gcgcggccct agtgtcgggt ctggtcggcg ccgtcggtgg cacggcgacc 120 gcgggggcat tttcccggcc gggcttgccg gtggagtacc tgcaggtgcc gtcgccgtcg 180 atgggccgtg acatcaaggt ccaattccaa agtggtggtg ccaactcgcc cgccctgtac 240 ctgctcgacg gcctgcgcgc gcaggacgac ttcagcggct gggacatcaa caccccggcg 300 ttcgagtggt acgaccagtc gggcctgtcg gtggtcatgc cggtgggtgg ccagtcaagc 360 ttctactccg actggtacca gcccgcctgc ggcaaggccg gttgccagac ttacaagtgg 420 gagaccttcc tgaccagcga gctgccgggg tggctgcagg ccaacaggca cgtcaagccc 480 accggaagcg ccgtcgtcgg tctttcgatg gctgcttctt cggcgctgac gctggcgatc 540 tatcaccccc agcagttcgt ctacgcggga gcgatgtcgg gcctgttgga cccctcccag 600 gcgatgggtc ccaccctgat cggcctggcg atgggtgacg ctggcggcta caaggcctcc 660 gacatgtggg gcccgaagga ggacccggcg tggcagcgca acgacccgct gttgaacgtc 720 gggaagctga tcgccaacaa cacccgcgtc tgggtgtact gcggcaacgg caagccgtcg 780 gatctgggtg gcaacaacct gccggccaag ttcctcgagg gcttcgtgcg gaccagcaac 840 atcaagttcc aagacgccta caacgccggt ggcggccaca acggcgtgtt cgacttcccg 900 gacagcggta cgcacagctg ggagtactgg ggcgcgcagc tcaacgctat gaagcccgac 960 ctgcaacggg cactgggtgc cacgcccaac accgggcccg cgccccaggg cgcctag 1017

Claims (7)

헤르페스 심플렉스 바이러스 타입 I 당단백질 D(gD)의 신호 서열 및 Ag85A 유전자를 포함하는 결핵 DNA 백신.A tuberculosis DNA vaccine comprising the signal sequence of herpes simplex virus type I glycoprotein D (gD) and the Ag85A gene. 제 1항에 있어서, 헤르페스 심플렉스 바이러스 타입 I 당단백질 D(gD)의 신호 서열은 서열번호 1로 기재되는 것을 특징으로 하는 결핵 DNA 백신.The tuberculosis DNA vaccine of claim 1, wherein the signal sequence of herpes simplex virus type I glycoprotein D (gD) is set forth in SEQ ID NO: 1. 제 1항에 있어서, Ag85A 유전자는 서열번호 2로 기재되는 것을 특징으로 하는 결핵 DNA 백신.The tuberculosis DNA vaccine of claim 1, wherein the Ag85A gene is set forth in SEQ ID NO: 2. 제 1항에 있어서, 서열번호 1로 기재되는 헤르페스 심플렉스 바이러스 타입 I 당단백질 D(gD)의 신호 서열 및 서열번호 2로 기재되는 Ag85A 유전자가 pGX10 벡터에 삽입된 pGX10-Ag85A인 것을 특징으로 하는 결핵 DNA 백신(수탁번호; KCTC 10418BP).2. The signal sequence of the herpes simplex virus type I glycoprotein D (gD) described in SEQ ID NO: 1 and the Ag85A gene described in SEQ ID NO: 2 are pGX10-Ag85A inserted into the pGX10 vector. Tuberculosis DNA vaccine (Accession No .; KCTC 10418BP). 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 결핵 DNA 백신 및 결핵치료제를 유효성분으로 함유하는 결핵 치료용 약학적 조성물.A pharmaceutical composition for treating tuberculosis, comprising the tuberculosis DNA vaccine and tuberculosis therapeutic agent of any one of claims 1 to 4 as an active ingredient. 제 5항에 있어서, 상기 결핵치료제는 이소니아지드(INH), 피라진아미드(PZA), 리파핀(rifampin), 스트렙토마이신(streptomycin) 및 에탐부톨(ethambutol)로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.The composition of claim 5, wherein the TB treatment agent is selected from the group consisting of isoniazid (INH), pyrazineamide (PZA), rifampin, streptomycin, and ethambutol. 제 6항에 있어서, 상기 결핵치료제는 이소니아지드 또는 피라진아미드인 것을 특징으로 하는 조성물.The composition of claim 6, wherein the tuberculosis treatment agent is isoniazid or pyrazineamide.
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