KR20230065789A - SARS-CoV-2에 대한 중화 항체를 검출하기 위한 측방 유동 분석 스트립 및 이를 포함하는 키트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 COVID-19에 감염되었거나 COVID-19 백신을 접종받은 사람으로부터 얻은 시료에 존재하는 중화 항체를 검출하기 위한 측방 유동 분석 스트립 및 이를 포함하는 키트에 관한 것이다. 본 발명의 측방 유동 분석 스트립은, 시료가 인가되는 시료 패드; 상기 시료 패드의 하류에 위치하며, SARS-CoV-2의 스파이크 단백질의 수용체 결합 영역(receptor-binding domain, RBD)을 갖는 단백질과 표지의 복합체, 및 컨트롤 항원과 표지의 복합체를 구비하는 컨쥬게이션 패드; 상기 시료의 모세관 유동을 허용하는 다공성 매트릭스; 상기 수용체 결합 영역에 특이적으로 반응하는 수용체 단백질이 고정된 블로킹 라인; 상기 수용체 결합 영역을 갖는 단백질이 고정된 테스트 라인; 상기 컨트롤 항원에 특이적으로 반응하는 항체가 고정되어 있는 컨트롤 라인; 및 상기 시료 패드에 인가된 시료 중에서 과량의 시료를 흡수하는 흡수 패드를 포함한다.
Description
본 발명은 SARS-CoV-2에 대한 중화 항체를 검출하기 위한 측방 유동 분석 스트립 및 이를 포함하는 키트에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 이중 항원 샌드위치 기전(double antigen sandwich assay)를 이용하여 SARS-CoV-2에 대한 중화 항체를 검출할 수 있는 측방 유동 분석 스트립 및 이를 포함하는 키트에 관한 것이다.
사스-코로나바이러스-2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)는 단일 가닥 RNA(single-stranded RNA) 코로나바이러스로서, 인간에게 전염성이 있고 코로나바이러스감염증-19(coronavirus disease 2019, COVID-19)의 원인이다.
SARS-CoV-2에 감염된 사람들은 열, 기침, 호흡 곤란, 설사와 같은 다양한 증상을 보일 수 있으며, 병을 가진 사람들 또는 노인은 사망할 가능성이 크다.
COVID-19는 2019년 후반에 중국 우한에서의 최초 보고 후, 현재 세계적으로 2억명이 넘는 환자가 발생하였으며, 400만명이 넘는 사망자가 발생했다. MERS-CoV 및 SARS-CoV와는 달리, COVID-19는 세계적으로 급속하게 확산되고 있다. 이러한 발병에 대응하여, 각국 및 의료 관련 기업들은 질환을 치료, 예방 및 검출하기 위한 다양한 백신, 치료제, 진단 키트 등을 연구하고 있다.
최근에는, COVID-19에 대한 집중적인 연구를 하여 백신이 개발되고 있다. 백신을 개발한 기업에서는 신속하게 대량 생산을 진행하여 전 세계적으로 접종을 진행하고 있지만, 감염 후 생성된 면역과 백신 접종 후 생성된 면역이 백신의 종류, 감염자 또는 접종자별로 그 정도가 다르기 때문에 COVID-19에 대한 면역이 완성된 사람과 그렇지 못한 사람을 구별하여 불필요한 백신 접종을 자제하고 효율적인 백신 접종을 할 필요가 있다.
상기와 같은 실정을 감안하여, 본 발명은 COVID-19에 감염되었거나 COVID-19 백신을 접종 받은 사람으로부터 얻은 시료에 존재하는 중화 항체를 검출하기 위한 측방 유동 분석 스트립 및 이를 포함하는 키트를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 COVID-19에 대한 중화 항체 검사를 통해 백신 접종의 필요성 및 접종 시기를 선택하는데 도움을 주어, 백신 또는 치료제의 불필요한 낭비를 억제하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 한 구현예는, 시료가 인가되는 시료 패드; 상기 시료 패드의 하류에 위치하며, SARS-CoV-2의 스파이크 단백질의 수용체 결합 영역(receptor-binding domain, RBD)을 갖는 단백질과 표지의 복합체, 및 컨트롤 항체와 표지의 복합체를 구비하는 컨쥬게이션 패드; 상기 시료의 모세관 유동을 허용하는 다공성 매트릭스; 상기 수용체 결합 영역에 특이적으로 반응하는 수용체인 ACE2 (Angiotensin-converting Enzyme2) 단백질이 고정된 블로킹 라인; 상기 수용체 결합 영역을 갖는 단백질이 고정된 테스트 라인; 상기 컨트롤 항체에 특이적으로 반응하는 항원이 고정되어 있는 컨트롤 라인; 및 상기 시료 패드에 인가된 시료 중에서 과량의 시료를 흡수하는 흡수 패드를 포함하는, 측방 유동 분석 스트립을 제공한다.
상기 측방 유동 분석 스트립은 지지판을 더 포함하고, 상기 지지판 상에 상기 시료 패드와 상기 컨쥬게이션 패드와 상기 다공성 매트릭스와 상기 흡수 패드가 위치할 수 있다.
상기 블로킹 라인에 고정된 단백질은 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질의 수용체 결합 영역 (receptor-binding domain, RBD)에 특이적으로 반응하여, 항체와 결합하지 않은 과량의 복합체(210)와 중화 항체가 아닌 항체와 결합한 수용체 결합영역을 포획할 수 있다.
상기 표지는 금 나노입자, 착색된 라텍스 비드, 탄소 나노입자, 셀레늄 나노입자, 은 나노입자, 퀀텀닷(quantum dots) 및 유기 형광체(organic fluorophores)를 포함하는 군에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 블로킹 라인에 고정되는 항체는 ACE2 (Angiotensin Converting Enzyme 2) 일 수 있다.
본 발명의 한 구현예는 또한, 상기 측방 유동 분석 스트립 및 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 상기 시료 패드, 컨쥬게이션 패드, 블로킹 라인 및 흡수 패드를 덮고 있는, 키트를 제공할 수 있다.
본 발명은 시료 내 존재하는 COVID-19에 대한 중화 항체를 검출하는 측방 유동 분석 스트립을 제공할 수 있다. 또한 본 발명은 SARS-CoV-2에 감염되었거나, SARS-CoV-2에 대한 백신을 접종한 사람의 중화 항체 형성 여부를 신속히 검출하는 측방 유동 분석 스트립을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 측방 유동 분석 스트립을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 컨쥬게이션 패드에서의 반응을 예시하는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 블로킹 라인에서의 반응을 예시하는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 테스트 라인 및 컨트롤 라인에서의 반응을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 컨쥬게이션 패드에서의 반응을 예시하는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 블로킹 라인에서의 반응을 예시하는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 테스트 라인 및 컨트롤 라인에서의 반응을 예시하는 도면이다.
본 명세서에서 사용된 용어 “다공성 물질"은 모세관 운동 또는 측방 유동을 제공할 수 있는 물질을 말한다. 다공성 물질에는 니트로 셀룰로오스, 폴리 에스테르 또는 셀룰로오스와 같은 니트로 셀룰로오스 혼합물(blends), 다공성 종이, 레이온(rayon), 유리 섬유, 아크릴로 니트릴 공중합체, 나일론 등이 포함된다. 본 명세서에서 다공성 물질은 다공성 매트릭스를 구성하여 시료를 통과시킬 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 “시료”는 중화 항체를 포함하는 것으로 추정되는 임의의 샘플을 의미하는 것으로서, 예를 들어 SARS-Cov-2에 대해 감염이 되었거나 SARS-Cov-2에 대한 백신을 접종하여 면역이 형성된 사람으로부터 수득되는 것일 수 있다. 상기 시료는 바람직하게는 액상이며, 바람직하게는 혈장, 혈액, 혈청 또는 이들의 희석물이다.
본 명세서에서 사용된 용어 “중화 항체”는 병원체나 감염성 입자가 신체에 침투했을 때 생물학적으로 미치는 영향을 중화하여 세포를 방어하는 항체를 의미한다. 예를 들면, SARS-Cov-2에 감염이 되었거나 SARS-Cov-2에 대한 백신을 접종한 사람은 중화 항체가 생성되며, 이 중화 항체는 SARS-Cov-2의 스파이크 단백질의 수용체 결합 영역(RBD)에 결합하여, SARS-Cov-2가 세포 표면의 수용체 단백질과 결합하는 것을 억제한다.
본 명세서에서 사용된 용어 “수용체 결합 영역”은 세포에 대한 막 융합 및 전달을 촉진하기 위한 내인성 수용체와 상호 작용하는데 필요한 부분이다.
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명의 한 구현예를 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 측방 유동 분석 스트립(100)을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 측방 유동 분석 스트립(100)은 지지판(101) 상에 시료 패드(102), 컨쥬게이션 패드(103), 다공성 매트릭스(104), 블로킹 라인(105), 테스트 라인(106), 컨트롤 라인(107) 및 흡수 패드(108)를 포함한다. 시료 패드(102)에 인가되는 시료는 컨쥬게이션 패드(103), 다공성 매트릭스(104)를 따라 흘러 흡수 패드(108)에 도달하게 된다.
지지판(101)은 측방 유동 분석 스트립(100)의 시료 패드(102), 컨쥬게이션 패드(103), 다공성 매트릭스(104), 블로킹 라인(105), 테스트 라인(106), 컨트롤 라인(107) 및 흡수 패드(108)를 지지하는 지지판(101)으로서, 그 재질은 특별히 제한되지 않는다.
시료 패드(102)는 분석하고자 하는 시료가 인가되어, 시료를 컨쥬게이션 패드(103)에 제공한다. 시료 패드(102)는 지지판(101) 상에서 상류 단부에 배치된다. 시료 패드(102)를 구성하는 물질은, 시료를 흡수할 수 있는 물질이면 제한되지 않는다. 상기 시료에는 SARS-CoV-2에 대한 중화 항체가 포함되어 있을 수 있다.
컨쥬게이션 패드(103)는, SARS-CoV-2의 스파이크 단백질의 수용체 결합 영역(receptor-binding domain, RBD)을 갖는 단백질(211)과 표지(212)의 복합체(210), 및 컨트롤 항체(221)와 표지(222)의 복합체(220)를 구비한다. 컨쥬게이션 패드(103)는 지지판(101) 상에서 시료 패드(102)의 하류 부분에 배치된다.
표지(212 or 222)는 검출 가능한 표지를 의미하며, 예를 들어 금 나노입자, 착색된 라텍스 비드, 탄소 나노입자, 셀레늄 나노입자, 은 나노입자, 퀀텀닷(quantum dots), 유기 형광체(organic fluorophores)일 수 있으며, 바람직하게는 금 나노 입자이다. 수용체 결합 영역을 갖는 단백질(211)에 부착되는 표지(212)와 컨트롤 항체(221)에 부착되는 표지(222)는 동일하거나 상이할 수 있다.
컨트롤 항체(221)는 측방 유동 분석이 적절하게 작동되었는지 여부를 확인할 수 있는 항체로서, 예를 들어 chiken IgY, anti-chiken IgY, KLH, anti-KLH, rabbit IgG, anti-rabbit IgG, goat IgG, anti-goat IgG일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2는 도 1에 도시된 컨쥬게이션 패드(103)에서의 반응을 예시하는 도면이다. 컨쥬게이션 패드(103)에서는, 시료 내 존재하는 중화 항체(230)가 수용체 결합 영역을 갖는 단백질과 표지의 복합체(210)와 결합하게 된다. 보다 구체적으로는, 중화 항체(230)는 수용체 결합 영역을 갖는 단백질(211)에 존재하는 수용체 결합 영역에 결합한다. 여기서, 상기 수용체 결합 영역을 갖는 단백질(211)에는 수용체 결합 영역 외에도 다양한 영역이 존재하기 때문에, 오직 중화 항체(230)만 상기 복합체(210)와 결합하는 것은 아니다. 즉, 중화 항체가 아닌 수용체 결합 영역을 갖는 단백질(211)에 특이적으로 반응하는 항체(240)가 복합체(210)와 결합할 수 있다.
시료 내 존재하는 중화 항체(230)의 존재 여부와 무관하게, 시료의 흐름에 따라 컨쥬게이션 패드(103)에 존재하는 복합체들(210, 220)은 하류 방향으로 이동한다.
다공성 매트릭스(104)는 다공성 물질로 구성되어, 시료의 모세관 유동을 허용하여, 시료가 매트릭스를 따라 흐르게 된다. 다공성 매트릭스(104)에는 블로킹 라인(105), 테스트 라인(106) 및 컨트롤 라인(107)이 위치하고 있다.
블로킹 라인(105)은 상기 수용체 결합 영역에 특이적으로 반응하는 수용체 단백질(250)이 고정되어 있다. 블로킹 라인(105)은 매트릭스(104)에서 컨쥬게이션 패드(103)로부터 이격되어 배치된다.
도 3은 도 1에 도시된 블로킹 라인(105)에서의 반응을 예시하는 도면이다. 블로킹 라인(105)은 항체와 결합하지 않은 과량의 복합체(210)와 중화 항체가 아닌 항체 (240)와 결합한 수용체 결합영역들을 필터링하여, 중화 항체의 검출 정확성을 보다 높일 수 있다. 보다 구체적으로는, 블로킹 라인(105)에 고정되어 있는 단밸질(250)은 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질의 수용체 결합 영역에 특이적으로 반응하는 수용체 단백질이다. 따라서, 중화 항체가 아닌 항체(240)가 결합된 수용체 결합 영역을 갖는 단백질의 복합체(210)는 수용체 결합 영역이 개방된 상태이기 때문에, 블로킹 라인(105)에 고정된 수용체 단백질(250)에 의해 포획된다. 반면에, 중화 항체(230)가 결합된 수용체 결합 영역을 갖는 단백질의 복합체(210)는 수용체 결합 영역이 더 이상 다른 항체와 결합할 수 없는 상태이기 때문에, 블로킹 라인(105)에 고정된 수용체 단백질(250)에 의해 포획되지 않는다. 또한, 컨쥬게이션 패드(103)에서 항체와 결합하지 않은 과량의 복합체(210)도 블로킹 라인(105)에서 필터링되어, 중화 항체의 검출 정확성을 보다 높일 수 있다.
블로킹 라인(105)에 고정되는 단백질은 수용체 결합 영역에 특이적으로 반응하는 단백질이면 제한되지 않으나, 바람직하게는 상피세포 표면에 존재하는 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질의 수용체 결합 영역에 특이적으로 반응하는 수용체 단백질인 ACE2(angiotensin-converting enzyme 2)이다.
테스트 라인(106)은 수용체 결합 영역을 갖는 단백질(211)이 고정되어 있다. 테스트 라인(106)은 상기 매트릭스에서 블로킹 라인(105)으로부터 이격되어 배치된다.
도 4는 도 1에 도시된 테스트 라인(106) 및 컨트롤 라인(107)에서의 반응을 예시하는 도면이다. 테스트 라인(106)에 존재하는 수용체 결합 영역을 갖는 단백질(211)은 중화 항체(230)와 특이적으로 반응하기 때문에, 수용체 결합 영역을 갖는 단백질의 복합체(210)가 결합된 중화 항체(230)를 포획한다. 테스트 라인(106)에서 포획된 복합체(230)에서 방출되는 신호를 검출함으로써, 시료 내 중화 항체의 양을 측정할 수 있다.
컨트롤 라인(107)은 컨트롤 항체(221)에 특이적으로 반응하는 항원(260)이 고정되어 있다. 컨트롤 라인(107)은 상기 매트릭스에서 테스트 라인(106)으로부터 이격되어 배치된다.
컨트롤 라인(107)에 고정된 항체(260)는 컨트롤 항원(221)에 특이적으로 반응하는 물질로서, 예를 들어 chiken IgY, anti-chiken IgY, KLH, anti-KLH, rabbit IgG, anti-rabbit IgG, goat IgG, anti-goat IgG일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
컨트롤 라인(107)에 고정된 항체(260)는 컨트롤 항원(221)를 포획한다. 컨트롤 라인(107)에서 포획된 복합체(220)에서 방출되는 신호를 검출함으로써, 측방 유동 분석이 정상적으로 작동되었는지 확인할 수 있다.
흡수 패드(108)는 시료 패드(102)에 인가된 시료 중에서 과량의 시료를 흡수한다. 흡수 패드(108)는 지지판(101) 상에서 하류 단부에 배치된다. 흡수 패드(108)를 구성하는 물질은, 시료를 흡수할 수 있는 물질이면 제한되지 않는다.
본 발명은 그 바람직한 실시예를 참조하여 구체적으로 도시되고 설명되었지만, 첨부된 청구 범위에 포함되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부 사항에서의 다양한 변화가 이루어질 수 있음이 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 또한, 여기에 설명된 실시예들은 상호 배타적인 것이 아니며, 다양한 실시예들의 특징이 본 발명에 따라 전체적으로 또는 부분적으로 조합될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
100 : 측방 유동 분석 스트립
101 : 지지판
102 : 시료 패드 103 : 컨쥬게이션 패드
104 : 다공성 매트릭스 105 : 블로킹 라인
106 : 테스트 라인 107 : 컨트롤 라인
108 : 흡수 패드 210 : 복합체
211 : 수용체 결합 영역을 갖는 단백질
212 : 표지 220 : 복합체
221 : 컨트롤 항체 222 : 표지
230 : 중화 항체
240 : 수용체 결합 영역을 갖는 단백질에 특이적으로 반응하는 항체
250 : 블로킹 라인에 고정된 항체; 260 : 컨트롤 라인에 고정된 항원
102 : 시료 패드 103 : 컨쥬게이션 패드
104 : 다공성 매트릭스 105 : 블로킹 라인
106 : 테스트 라인 107 : 컨트롤 라인
108 : 흡수 패드 210 : 복합체
211 : 수용체 결합 영역을 갖는 단백질
212 : 표지 220 : 복합체
221 : 컨트롤 항체 222 : 표지
230 : 중화 항체
240 : 수용체 결합 영역을 갖는 단백질에 특이적으로 반응하는 항체
250 : 블로킹 라인에 고정된 항체; 260 : 컨트롤 라인에 고정된 항원
Claims (6)
- 시료가 인가되는 시료 패드;
상기 시료 패드의 하류에 위치하며, SARS-CoV-2의 스파이크 단백질의 수용체 결합 영역(receptor-binding domain, RBD)을 갖는 단백질과 표지의 복합체, 및 컨트롤 항체와 표지의 복합체를 구비하는 컨쥬게이션 패드;
상기 시료의 모세관 유동을 허용하는 다공성 매트릭스;
상기 수용체 결합 영역에 특이적으로 반응하는 항체가 고정된 블로킹 라인;
상기 수용체 결합 영역을 갖는 단백질이 고정된 테스트 라인;
상기 컨트롤 항원에 특이적으로 반응하는 항체가 고정되어 있는 컨트롤 라인; 및
상기 시료 패드에 인가된 시료 중에서 과량의 시료를 흡수하는 흡수 패드를 포함하는, 측방 유동 분석 스트립.
- 제1항에 있어서,
지지판을 더 포함하고,
상기 지지판 상에 상기 시료 패드와 상기 컨쥬게이션 패드와 상기 다공성 매트릭스와 상기 흡수 패드가 위치하는, 측방 유동 분석 스트립.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 블로킹 라인에 고정된 단백질은 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질의 수용체 결합 영역(receptor-binding domain, RBD)에 특이적으로 반응하여, 상기 시료 내 존재하는 중화 항체가 아닌 항체를 포획하는, 측방 유동 분석 스트립.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 표지는 금 나노입자, 착색된 라텍스 비드, 탄소 나노입자, 셀레늄 나노입자, 은 나노입자, 퀀텀닷(quantum dots), 유기 형광체(organic fluorophores)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나인, 측방 유동 분석 스트립.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 블로킹 라인에 고정되는 항체는 ACE2인, 측방 유동 분석 스트립.
- 제1항 또는 제2항의 측방 유동 분석 스트립 및 하우징을 포함하고,
상기 하우징은 상기 시료 패드와 상기 컨쥬게이션 패드와 상기 블로킹 라인과 상기 흡수 패드를 덮고 있는, 키트.
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