KR20230115479A - 재조합 구제역 바이러스 a형 및 이를 포함하는 구제역 백신 조성물 - Google Patents

재조합 구제역 바이러스 a형 및 이를 포함하는 구제역 백신 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 재조합 구제역 바이러스 및 이를 포함하는 구제역 백신 조성물에 관한 것으로, 본 발명은 아시아 지역 또는 세계적으로 유행하는 A 혈청형에 광범위로 방어하는 구제역 재조합 바이러스 및 이를 포함하는 구제역 백신 조성물을 제공할 수 있다.

Description

재조합 구제역 바이러스 A형 및 이를 포함하는 구제역 백신 조성물{Recombinant foot-and-mouth disease virus type A and foot-and-mouth disease vaccine composition comprising the same}
본 발명은 재조합 구제역 바이러스 및 이를 포함하는 구제역 백신 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 구제역 A형에 대한 방어항원 (VP1)부위를 인위적으로 삽입 대체하여 제작된 바이러스를 이용하여 아시아 지역 또는 세계적으로 유행하는 A 혈청형에 광범위로 방어하는 구제역 재조합 바이러스 및 이를 포함하는 구제역 백신 조성물에 관한 것이다.
구제역(Foot and mouth disease; FMD)은 발굽이 둘로 갈라진 동물에 감염되는 바이러스성 수포질병으로 빠른 복제와 빠른 전파력이 특징이다. 이 질병은 그 경제적 중요성으로 인하여 세계동물보건기구(OIE)에 의하여 매우 중요한 동물 질병으로 분류되어 있으며, 발생시 국가간 교역이 불가능하여 축산물의 교역에 있어 가장 중요한 요소로 작용하고 있다.
상기 구제역 병원체는 단일 가닥의 양극성 RNA 바이러스로 피코나비리데(Piconaviridae)과 아프소바이러스(Aphthovirus)속에 속하며, 7개의 다른 혈청형(A, O, C, Asia1, SAT 1, SAT2, SAT3)으로 분류되고 있다. 그러나, 모든 백신주 개발을 위해서는 야외주를 지속적으로 세포에 배양하여 적절한 증식력을 지녀야 하고, 이러한 방법은 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.
한편 구제역 바이러스 A형은 가장 항원적인 변화가 심한 바이러스이다. 세계적으로는 A22 Iraq이 주요 방어 백신주로 사용되고 있으나 세계적으로 일부 지역에서 사용하기에는 야외주와의 매칭률이 낮아 사용이 어려울 수도 있다. A 형의 경우 아시아 뿐 아니라 전 세계적으로 유행하는 바이러스로 보다 변이가 심한 다양한 지역형의 바이러스가 유행하기 때문에 A 혈청형에 대한 바이러스는 광범위 방어가 가능한 백신주를 사용되는 것이 중요하므로 보다 광범위한 방어능을 지니는 백신을 개발하고자 하였다.
등록특허공보 제10-2009270호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 소와 돼지에서의 매칭률이 높고 다양한 지역형 방어가 가능한 재조합 구제역 바이러스 및 상기 바이러스로부터 유래된 항원을 포함하는 구제역 백신 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 상기 구제역 백신 조성물을 이용한 구제역의 예방, 치료방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 구제역 바이러스 A 혈청형에 기초한 재조합 바이러스 및 이를 유효성분으로 포함하는 구제역 백신 조성물을 제공한다.
또한, 상기 재조합 바이러스를 생산할 수 있는 재조합 플라스미드를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 재조합 구제역 바이러스 또는 상기 재조합 구제역 바이러스로부터 분리·정제된 항원을 포함하며, 여러 지역형에 대한 방어가 가능한 구제역 백신 조성물을 제공한다.
또한, 상기 재조합 구제역 바이러스 또는 상기 재조합 구제역 바이러스로부터 분리·정제된 항원을 포함하는 백신 조성물을 이용하여 구제역을 예방 및 치료하는 방법을 제공한다.
또한, 상기 구제역 재조합 바이러스 또는 상기 구제역 바이러스 항원을 포함하는 구제역 진단 키트를 제공한다.
또한, 상기 구제역 진단 키트를 이용한 구제역 진단 방법을 제공한다.
상기 구제역의 예방 또는 치료 방법, 구제역 진단 방법은 인간을 제외한 돼지, 소, 염소, 사슴, 낙타와 같은 우제류 동물에 적용되는 것을 의미한다.
본 발명의 재조합 구제역 바이러스들은 O 혈청형을 기초로 하며, O 형 Manisa의 VP1을 A22iraq70 iso92 VP1 (Genbank. AY593764.1)로 치환한 것일 수 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 재조합 구제역 바이러스는 구제역 A형 바이러스일 수 있고, 이들은 각각 G1-A22VP1-G7E, G1-A22VP1-G2E로 명칭될 수 있다.
더욱 구체적으로 상기 G1-A22VP1-G7E와 G1-A22VP1-G2E은 각각 서열번호 6 및 서열번호 7에서 각각 정제된 바이러스이며, 이들의 염기서열은 각각 서열번호 6의 646 번째 내지 8864번째 서열 부위, 서열번호 7의 646번째 내지 8861번째 서열을 갖는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 재조합 구제역 바이러스는 면역 증가를 유도하는 아쥬반트와 함께 투여될 수 있다.
본 발명에서 용어 "플라스미드(plasmid)"는 적합한 숙주 내에서 DNA를 발현시킬 수 있는 적합한 조절 서열에 작동 가능하게 연결된 DNA 서열을 함유하는 DNA 제조물을 의미한다. 적당한 숙주로 형질전환되면, 플라스미드는 숙주 게놈과 무관하게 복제하고 기능할 수 있거나, 또는 일부 경우에 게놈 그 자체에 통합될 수 있다. 플라스미드가 현재 벡터의 가장 통상적으로 사용되는 형태이므로, 본 발명의 명세서에서 "플라스미드" 및 "벡터(vector)"는 때로 상호 교환적으로 사용된다.
본 발명의 목적상, 플라스미드 벡터를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 목적에 사용될 수 있는 전형적인 플라스미드 벡터는 (a) 숙주세포당 수백 개의 플라스미드 벡터를 포함하도록 복제가 효율적으로 이루어지도록 하는 복제 개시점, (b) 플라스미드 벡터로 형질전환된 숙주세포가 선발될 수 있도록 선별 표지 및 (c) 외래 DNA 절편이 삽입될 수 있는 제한효소 절단부위를 포함하는 구조를 지니고 있다. 적절한 제한효소 절단부위가 존재하지 않을지라도, 통상의 방법에 따른 합성 올리고뉴클레오타이드 어댑터(oligonucleotide adaptor) 또는 링커(linker) 등을 사용하면 벡터와 외래 DNA를 용이하게 라이게이션(ligation)할 수 있다.
본 발명의 재조합 벡터 및 재조합 구제역 바이러스는 통상의 유전자조작법, 형질전환법에 의해 제조될 수 있으며, 적은 양으로 형성된 바이러스를 세포배양을 통한 연속 계대로 적절한 양의 바이러스를 수득할 수 있다.
상기 세포 배양에 사용되는 세포는 개과 동물, 고양이과 동물, 멧돼지과 동물, 소과 동물, 사슴과 동물, 기린과 동물, 페커리과 동물, 낙타과 동물, 하마과 동물, 말과 동물, 맥과 동물, 코뿔소과 동물, 족제비과, 토끼과, 설치류 및 영장류의 세포로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 세포에서 유래된 것일 수 있고, 바람직하게는 염소 혀 세포(ZZ-R) 및 햄스터 신장 세포 (BHK-21), 흑염소 신장세포(BGK), 돼지 신장세포 (IBRS-2) 및 소 신장세포 (LFBK)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 구제역 백신 조성물은 본 발명의 구제역 재조합 바이러스 또는 상기 재조합 바이러스로부터 분리, 정제된 항원을 유효성분으로 포함한다.
상기 백신 조성물을 포함하는 백신은 생백신, 약독화된 백신, 또는 사백신일 수 있다.
상기 구제역 재조합 바이러스 또는 상기 재조합 바이러스로부터 분리·정제된 항원을 포함하는 백신 조성물은 1/2560 내지 1/10 dose의 용량으로 투여될 수 있으며, 바람직하게는 1/640 내지 1/10 dose의 용량으로 투여될 수 있다.
또한, 상기 백신조성물은 당 업계에서 통상적으로 허용 가능한 담체, 충진제,증량제,결합제,습윤제,붕해제,계면활성제 등의 희석제 또는 부형제 등을 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 백신 조성물은 다양한 형태로 개체에 투여(또는 주입)될 수 있다. 투여는 피하주사,근육내 주사,피하내 주사,복막내 주사,비강투여,구강투여,경피투여 및 경구투여로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 방법으로 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 재조합 구제역 바이러스의 제조방법을 제공할 수 있으며, 제조방법은 다음의 단계를 포함한다;
(a) 구제역 O 혈청형 Manisa의 유전자를 플라스미드에 삽입하는 단계;
(b) 상기 구제역 O 혈청형 Manisa 유전자 중 VP1 내지 VP4 부위를 A 형의 VP1 내지 VP4 부위로 교체시키는 단계;
(c) 상기 (b) 단계에서 치환된 VP1의 140번째부터 160번째까지의 아미노산을 삽입하는 단계;
(d) 상기 (c)단계를 거쳐 얻은 재조합 플라스미드를 분리, 정제하는 단계.
상기 (b) 단계에서 치환되는 VP 1 내지 4의 부위는 제한되는 것은 아니지만 바람직하게는 VP2 내지 VP4는 구제역 A 형 중 A/Pocheon으로부터 유래된 것이며, VP1은 A22/Iraq 형으로부터 유래된 것으로 치환될 수 있다.
상기 (c) 단계에서 치환되는 아미노산은 SGRVRGDLGQLAARVAAQLPA 또는 QNRRGDSGPLVVKPATQLPAS 일 수 있다.
본 발명은 재조합 구제역 바이러스 및 이를 포함하는 구제역 백신 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 구제역 A형에 대한 방어항원 부위를 인위적으로 삽입 대체하여 제작된 바이러스를 이용하여 아시아 지역 또는 세계적으로 유행하는 A 혈청형에 광범위로 방어하는 구제역 재조합 바이러스 및 이를 포함하는 구제역 백신 조성물을 제공할 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 구제역 재조합 바이러스의 유전자 모식도를 나타낸 것이다.
도 1b는 본 발명 백신주의 항원 키트에서의 농도별 반응성을 나타낸 것이다.
도 1c는 본 발명에 따른 재조합 구제역 바이러스의 투과 전자 현미경 결과를 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 구제역 백신 2 종류를 각각 마우스에 접종하여 구제역 바이러스에 대한 방어능 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 백신을 돼지에서 면역시킨 후 구제역 A형 대표 바이러스들에 대한 항체 수준의 변화를 나타낸 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 구제역 백신 2 종류를 각각 돼지에 면역시킨 후 구제역 바이러스 A형 대표 3종 바이러스들에 대한 방어능 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 바이러스 제작을 위해 사용된 pOManisa-3B333 벡터의 백본 개략도를 도시한 것이다.
도 6은 A-G1-A22 VP1(pO Manisa-3B333클론에서 A Poc VP4, VP2, VP3으로 교체되고 VP1만 A22 VP1으로 교체된 클론)의 플라스미드의 개략도를 도시한 것이다.
도 7은 A G1-A22VP1-G7E 재조합 바이러스를 생산하는 플라스미드의 개략도를 도시한 것이다.
도 8은 A G1-A22VP1-G2E 재조합 바이러스를 생산하는 플라스미드의 개략도를 도시한 것이다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예> 본 발명에 따른 재조합 바이러스 제조
[실험 재료 및 방법]
세포 및 바이러스 준비
ZZ-R 세포는 Dulbecco의 Modified Eagle 's Medium (DMEM)/F12 (Corning, Union City, NJ, USA)에서 유지되었고, BHK 21 세포는 Dulbecco의 Modified Eagle's Medium (DMEM) (Corning)에서 10% 소태아혈청 (FBS) (Gibco BRL, Paisley, UK), 100 U/ml 페니실린, 및 5 % CO2대기에서 100 mg/ml 스트렙토마이신을 보충하였다. BHK 21 현탁 세포는 덱스트란 설페이트 나트륨 염 및 pluronic F-68이 보충된 ProVero-1 (Lonza, Belgium)와 Sodium bicarbonate가 보충된 CD-BHK21에서 유지되었다. 본 실험을 위해 선택된 표적 바이러스 서열은 o1manisa iso87 (Genbank No. AY593823.1), A/Pocheon/001/KOR/2010 (Genbank No. KC588943.1), A22iraq70 iso92 VP1 (Genbank. AY593764.1), BAN GA Sa-197 2013 (Genbank. KJ754939.1) 및 A/SKR/4/2018 (Genebank. MK463492.1)이 사용되었다.
2. 부위 지정 돌연변이 유발 및 서브 클로닝 및 재조합 플라스미드 제조
(1) 재조합 플라스미드 pO1Manisa-3B333의 제작
구제역 O1Manisa 바이러스 전체 유전자(GenBank Accession No. AY593823.1)를 PCR에 의하여 증폭하고, 플라스미드(pBluescript SK II)에 O1Manisa 유전자를 삽입하여 서열번호 1의 서열을 갖는 재조합 플라스미드 pO1Manisa-3B333를 제작하였다. 하기 실험을 위해 서열번호 1의 벡터를 준비하였고, O1manisa iso87 (Genbank No. AY593823.1)의 VP2부터 VP4 부위는 A/Pocheon/001/KOR/2010 (Genbank No. KC588943.1)의 P1 부위의 VP2부터 VP4 부위(서열번호 2에 해당)로 대체되었고 A22iraq70 iso92 VP1 (Genbank. AY593764.1)의 VP1 부위(서열번호 3에 해당)로 대체하여 서열번호 3의 플라스미드를 제조하였다.
이후, ASIA 지역형 중 유전자 아군 G2 (A/SKR/4/2018 (Genebank. MK463492.1))및 VII(BAN GA Sa-197 2013 (Genbank. KJ754939.1))의 VP1 아미노산 140부터 160까지 각각 SGRVRGDLGQLAARVAAQLPA(서열번호 9; 서열번호 5의 염기서열에 해당하는 아미노산 서열) 및 QNRRGDSGPLVVKPATQLPAS(서열번호 10; 서열번호 6의 염기서열에 해당하는 아미노산)을 각각 삽입하여 재조합 플라스미드를 제조하였다.
단, 제작의 pO1Manisa-3B333 작성시 그 과정에서 O1 Manisa의 일부 유전자는 교체되었으며 그 사항은 다음과 같다. 대체된 플라스미드는 3C C142T의 아미노산 치환을 위한 PCR 템플릿으로 사용되었다(5'-ACCATGGATGGAGACACCATG-3(서열번호 11) '및 5'-CACTACAATGTCTTTGTAGGTA-3'(서열번호 12)). 상기 3B1 및 3B2 부위에서 2개의 3B3으로 교체하기 위해 3B1과 3B2가 모두 결실된 full genome cDNA 벡터를 사용하고, 3B1 및 3B2 부위에 PCR 주형으로 합성 3B3 다이머(dimer) 유전자를 사용하여 특정 프라이머 (5’-AGGACCGACCACAAGCTGAAGGACCTTACGAGGGACCGGT-3’(서열번호 13) 및 5’-TCGGTCGGTGGGGCACCACTCTCAGTGACAATCAAGTTCT-3’(서열번호 14))로 증폭된 3B3 다이머 유전자를 삽입하였다.
(2) 재조합 플라스미드 A G1-A22VP1의 제작
제조된 재조합 플라스미드(pO1Manisa-3B333) 중에서, 방어 항원인 P1 단백질을 코딩하는 유전자를 한국 지역형 바이러스 A/Pocheon/001/KOR/2010 (Genbank No. KC588943.1)의 방어 항원인 P1 단백질을 코딩하는 유전자로 치환하여 재조합 유전자가 삽입된 플라스미드(pOm-Apocheon-P1, 특허등록 10-1578444, 2015.10.23.)를 제조하였다. 제조된 pOm-Apocheon-P1을 기초로 하여 중동 백신 표준주인 A22주의 VP1 증폭을 위한 프라이머는 정방향 프라이머(5'-ACCACTACCACCGGGGAG-3'; (서열번호 15)) 및 역방향 프라이머(5'-TTGTTTTGCAGGTGCAATGATC-3'; (서열번호 16))를 사용하였고, 벡터를 증폭시키기 위해 서열번호 4에서의 정방향 프라이머 (5'-CTTCTAAATTTTGACCTGCTCAAATTGGCGGG-3'; (서열번호 17)) 및 역방향 프라이머 (5'-TTGCGCACGGGGGTCAAT-3'; (서열번호 18))를 사용하여 증폭 후, A22 주의 VP1 유전자와 벡터로 사용을 위해 증폭된 pOm-Apocheon-P1을 결착하여, 본 발명의 A G1-A22VP1 플라스미드를 제조하였다(서열번호 4). 최종적으로 전체 염기서열 분석을 통하여 적절히 클로닝(A G1-A22VP1)된 것을 확인하였다.
(3) 재조합 플라스미드 A G1-A22VP1-G7E 및 A G1-A22VP1-G2E의 제작
제조된 재조합 플라스미드 (A G1-A22VP1)의 VP1의 140번째부터 160번째까지의 아미노산을 삽입하기 위해서 PCR 주형으로 합성한 A G1-A22VP1 full genome cDNA 벡터를 사용하고 VII(BAN GA Sa-197 2013 (Genbank. KJ754939.1)의 VP1의 140번째부터 160번째까지 특정 프라이머 5‘-TCGCGGCGCGAGTCGCTGCTCAACTCCCTGCCGCGAGGGTCGCCGCTCA-3’ (서열번호 19) 및 5‘-GCTGTCCCAGGTCACCCCGTACACGCCCACTCGCGAGAGGCCCTAGGTC-3’(서열번호 20)로 삽입하여 A G1-A22VP1-G7E를 제작하였다. 최종적으로 전체 염기서열 분석을 통하여 적절히 클로닝(A G1-A22VP1-G7E)된 것을 확인하였다.그리고 상기의 실험 방법과 동일하게 VP1의 140번째부터 160번째까지의 아미노산을 삽입하기 위해서 PCR 주형으로 합성한 A G1-A22VP1 full genome cDNA 벡터를 사용하고 A/SKR/4/2018 (Genebank. MK463492.1)의 VP1의 140번째부터 160번째까지 특정 프라이머 5‘-TGGTGAAACCCGCCACACAGCTCCCTGCCTCCGCGAGGGTCGCCGCTCAG-3’ (서열번호 21) 및 5‘-CGAGAGGACCCGAGTCACCTCGCCGGTTTTGCGCGAGAGGCCCTAGGTC-3’(서열번호 22)로 삽입하여 A G1-A22VP1-G2E를 제작하였다. 구축된 재조합 플라스미드를 서열 분석하여 아미노산 삽입을 확인하였다. 최종적으로 전체 염기서열 분석을 통하여
적절히 클로닝(A G1-A22VP1-G2E)된 것을 확인하였다. 최종적으로 제조된 플라스미드의 서열은 각각 서열번호 7, 서열번호 8로 확인되었다.
확보된 재조합 플라스미드를 분리 및 정제하기 위해서 CEOS competent cell(Yeastern Biotech, FYE609)를 이용하여 형질전환(Transformation)하였고 LB Broth Base (Invitrogen, 12780052)를 이용하여 플라스미드를 복제하였다. 복제한 플라스미드를 Plasmid DNA purification (MN, REF2101/005)를 이용하여 재조합 플라스미드를 분리 및 정제를 하였다.
이하에서는 SGRVRGDLGQLAARVAAQLPA를 삽입하여 제조된 재조합 바이러스(A-G1-A22VP1-G7E)를 실시예 1, QNRRGDSGPLVVKPATQLPAS를 삽입하여 제조된 재조합 바이러스(A-G1-A22VP1-G2E)를 실시예 2라 한다.
3. 바이러스 회수 및 세포 배양
재조합 cDNA 플라스미드는 제한 효소 SpeⅠ(NEB, Beverly, USA) 처리를 통해 선형화되었으며 감염성 cDNA는 BHK-T7-9 세포 (세포주 여기서 T7 RNA 중합 효소가 발현됨) 37℃에서 48 시간 동안 배양한 후, 바이러스를 3회의 동결-해동 주기로 수확하고 키메라 바이러스를 사용하여 신선한 ZZ-R 세포를 감염시켰다. 야생형 FMDV 및 재조합 바이러스와의 분화를 위해 구조 및 비구조 단백질을 FMDV 래피드 키트(Princeton Bio Meditech Corporation, USA)를 사용하여 확인하였다. 그 결과, 서열번호 7의 플라스미드에서 분리된 재조합 바이러스 G1-A22VP1-G7E는 서열번호 7의 646번째 내지 8926번째 서열을 갖는 것으로 확인되었고(이하 실시예 1), A G1-A22VP1-G2E의 재조합 바이러스는 서열번호 8의 642번째 내지 8926번째 서열을 갖는 것(이하 실시예 2)으로 확인되었다.
4. 백신 항원을 위한 바이러스 정제
백신 제조용 항원을 생산하기 위해 FMDV 생산을 위한 세포인 BHK21 또는 BHK21-현탁 세포를 사용하여 상기 재조합 바이러스를 복제하였다. 감염 16 시간 후, BHK 21 현탁 세포에서 성장한 바이러스는 완전한 CPE가 관찰되었을 때 동결 및 해동에 의해 수확되었다. 이원 에틸렌 이민 (BEI)으로 바이러스를 비활성화한 후 세포 파편을 제거하였다. 정제된 배양물에서 비활성화된 바이러스는 7.5% PEG 6000 (81260; Sigma Aldrich, WI, USA) 및 2.3% NaCl로 4℃에서 밤새 침전되었고, 펠릿은 Tris-KCl (TK) 버퍼에 재현탁되었다. 재현탁된 펠렛은 4℃에서 SW41 로터에서 4 시간 동안 30,000rpm에서 TN 버퍼에서 15-45 % 수크로스 구배를 통해 원심 분리하여 정제되었으며, 항원 양은 259nm에서 분광 광도계 분석에 의해 결정되었다. 정제된 항원은 탄소 코팅된 구리 그리드에 별도로 흡착되고 투과 전자 현미경 (Hitachi H7100FA, Tokyo, Japan)으로 시각화되었다.
5. 실험 백신의 준비
백신은 이전 연구에서 사용한 방법을 사용하여 제조되었다. 즉, 상기 3.에서 수득한 재조합 바이러스인 실시예 1과 실시예 2로부터 정제된 146S 항원 15μg (1 회분)을 ISA206VG (Seppic, Paris, France)와 혼합하였다. 1 : 1 (v/v) 및 10% 수산화 알루미늄 겔 (Rehyragel® HPA; General Chemical, NJ, USA)과 사포닌 0.5μg을 이 혼합물에 혼합하여 수-중유수(water-in-oil-in-water) 백신을 제조하였다.
6. 성숙 C57BL/6 마우스에서 백신 접종 후 바이러스 공격
본 실험에는 KOSA-BIO (대한민국)에서 공급한 7 주령 C57BL/6 암컷 마우스를 사용하였다. 동물은 APQA에 보관되었고 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 받아 사용되었다. ISA 206 (Seppic, France)과 혼합된 항원 (1.5, 0.375, 0.093, 및 0.023) 용량 그룹 (돼지 또는 소에 대한 백신 접종의 용량 (15 μg/용량)) 및 10 % 수산화 알루미늄 겔 보조제를 투여하였다. 백신 접종 후 7 일(dpv) 후, APOC 바이러스 접종할 마우스에서 바이러스 접종 1일 전에 IFN-aR 1mg/0.1mL 복강내 투여한 후 1x10^4 TCID50 바이러스를 공격접종하였다. A NEP 바이러스를 마우스에서 바이러스 접종 1시간 전에 IFN-aR 항체 0.125mg/0.1mL 복강내 투여한 후 1x10^4 TCID50 바이러스를 공격접종하였다. 구제역 A-GP 바이러스를 마우스에서 접종 1 시간 전에 IFN-aR 항체를 0.125mg/0.1mL 로 복강내 투여한 후 1x10^5 TCID50 바이러스를 공격접종하였다. 그리고 7 일 동안 생존 유무를 관찰하였다.
7. 구조 단백질 항체 검출을 위한 ELISA
혈청 내 FMDV의 구조 단백질은 VDProRⓡ FMDV Type A AB ELISA (MEDIAN Diagnostics, Republic of Korea)을 사용하여 검출되었다. MEDIAN 키트 경우 샘플이 0.6의 이하 값을 반영하면 동물은 면역 반응을 보이는 것으로 간주했다.
8. 돼지를 대상으로 한 실험 백신의 면역원성 시험
돼지(n=5)에 ISA 206, 사포닌 및 수산화 알루미늄 겔 보조제와 혼합된 15μg/ml 항원을 접종하였다. 1차 백신 접종 후 4주 후 추가 백신 접종하여 총 12 주 (0, 7, 14, 21, 28, 42, 68, 84 dpv)까지 혈청을 수집하였다.
9. 돼지를 대상으로 한 실험 백신의 공격실험 시험
돼지(n=13)에 ISA 206, 사포닌 및 수산화 알루미늄 겔 보조제와 혼합된 15μg/ml 항원을 접종하였다. 백신 접종 후 APOC, A GP, A NEP 바이러스를 1x10^5 TCID50 공격접종하여 (0, 2, 4, 6, 8 dpc)까지 혈청을 수집하였고 타액은 8일까지 매일 수집하였다. 동물은 APQA에 보관되었고 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 받아 사용되었다.
10. 돼지의 바이러스 중화 테스트
백신 접종 후 돼지에서 혈청 샘플을 채취하여 56℃에서 30분 동안 열(heat)-불활성화시켰다. 시험 혈청을 FMDV 100 TCID50과 함께 1시간 동안 배양한 후, LFBK 세포를 플레이트에 첨가하고 3일 동안 배양하였다. 역가를 결정하기 위해 CPE를 확인하였으며, 이는 바이러스의 100 TCID50을 중화시키기 위해 상호 혈청 희석액의 log10으로 계산되었다. FMDV A G1-A22VP1-G7E, A G1-A22VP1-G2E, A POC, A22, A GP, A NEP이 돼지 혈청에서 VNT에 사용되었다. 데이터는 평균 ± 표준 편차(SD)로 표시되었다. 차이는 P <0.05에서 통계적으로 유의한 것으로 간주되었다.
11. 통계분석
접종 군과 음성 대조군 간의 통계적 관계를 확인하였다. T-테스트는 GraphPad Prism (ver. 5.0; GraphPad Software, USA) 및 GraphPad Instant (ver. 3.05; GraphPad Software)를 사용하여 수행되었다.
[실험예1] 재조합 FMDV의 특성 평가
O1manisa 바이러스의 전체 게놈 cDNA는 T7 RNA 중합 효소의 결합 부위 하에서 클로닝되었다. O1manisa에 대한 A/SKR/Pocheon/2010 P1의 VP4, VP2, VP3과 A22 P1의 VP1 대체되었고 A/Ban/2013(GⅦ)과 A/SKR/GP/2018(G2)의 에피토프(140-160번째 아미노산)는 새로운 백신 제조를 위해 추가되었다. 바이러스는 cDNA로 형질감염된 세포에서 회수되었다(도 1a). 바이러스 게놈의 3B1B2는 3B3B3로 대체되었는데, 이는 대체 부위에 의한 반응없이 NSP 검출이 가능한 간단한 항원 진단 키트(측방 유동 장치; LFD)를 사용하여 백신 바이러스 및 구제역 야생형 균주와 구별할 수 있었다(도 1b). 또한 본 실험의 백신 바이러스는 전자 현미경을 통해 25nm에서 예상되는 FMDV 크기를 확인하였다(도 1c).
[실험예2] 백신 접종 후 마우스에서 3종 바이러스 백신 접종 테스트 평가
실시예 1에 대한 백신을 제작하고 마우스에 면역 후 (도 2a), 각종 바이러스에 대한 방어능 결정 시험을 실시하였다. 공격 바이러스는 A Pocheon, A GP 2018, A Nep 17바이러스를 접종하여 백신을 희석하여 방어능 PD50을 결정하였다. 방어역가는 A Pocheon, A GP 2018 에 대해서는 >128 mPD50, A Nep 17dp 대해서는 97 mPD50에 해당하는 결과를 확인하였다.
실시예 2에 대한 백신을 제작하고 마우스에 면역 후(도 2b), 각종 바이러스에 대한 방어능 결정 시험을 실시하였다. 공격 바이러스는 A Pocheon, A GP 2018, A Nep 17바이러스를 접종하여 백신을 희석하여 방어능 PD50을 결정하였다. 방어역가는 A Pocheon, 에 대해서는 >128 mPD50, A GP 2018 의 경우는 >128 mPD50, A Nep 17dp 대해서는 32 mPD50에 해당하는 결과를 확인하였다.
[실험예3] 돼지에서 면역화 후 여러 바이러스 균주에 대한 항체 비교
실험 백신으로 면역화된 돼지에서 3종 바이러스에 대한 항체의 역가를 비교하기 위해 바이러스 중화 테스트를 수행하였다. 돼지는 1차 백신 접종 후 3주 만에 상당히 높은 수준의 항체 역가 (> 1 : 100)를 유도하였다. 2차 접종 후 면역원성은 점진적으로 증가하는 경향을 보였다. Sea97/G1, G2, GⅦ 대한 중화 항체의 역가는 높은 것으로 결정되었다(도 3).
[실험예4] 백신 접종 후 돼지에서 3종 바이러스 공격접종 테스트
실시예 1에 대한 백신을 제작하고 돼지에 면역 후(도 4a), 각종 바이러스에 대한 공격접종을 실시하였다. 공격 바이러스는 A Pocheon, A GP 2018, A Nep 17바이러스를 접종하였다. 방어 역가는 A Pocheon, A GP 2018 및 A Nep 17에 대해서는 모두 방어하였다.
실시예 2에 대한 백신을 제작하고 돼지에 면역 후(도 4b), 각종 바이러스에 대한 공격접종을 실시하였다. 공격 바이러스는 A Pocheon, A GP 2018, A Nep 17바이러스를 접종하였다. 방어역가는 A Pocheon 및 A GP 2018에 대해서 모두 방어하였다. 반면에 A Nep 17에 대해서 4두 중 1두는 임상증상이 6점으로 심하였고 1두는 임상증상이 1점으로 미약하게 있었고 나머지 2두에 대해서는 모두 방어하였다.
결론적으로, 본 발명에 따른 재조합 바이러스를 포함한 A 실시예 1 및 실시예 2에 따른 백신주들은 돼지에서 FMDV A형 3종 계열의 바이러스에 대해서 목적동물 실험에서 방어하였으므로 넓은 광범위 영역의 백신으로 사용 가능할 것으로 판단된다.
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amino acids <400> 10 Gln Asn Arg Arg Gly Asp Ser Gly Pro Leu Val Val Lys Pro Ala Thr 1 5 10 15 Gln Leu Pro Ala Ser 20 <210> 11 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 11 accatggatg gagacaccat g 21 <210> 12 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 12 cactacaatg tctttgtagg ta 22 <210> 13 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 13 aggaccgacc acaagctgaa ggaccttacg agggaccggt 40 <210> 14 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 14 tcggtcggtg gggcaccact ctcagtgaca atcaagttct 40 <210> 15 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 15 accactacca ccggggag 18 <210> 16 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 16 ttgttttgca ggtgcaatga t 21 <210> 17 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 17 cttctaaatt ttgacctgct caaattggcg gg 32 <210> 18 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 18 ttgcgcacgg gggtcaat 18 <210> 19 <211> 49 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 19 tcgcggcgcg agtcgctgct caactccctg ccgcgagggt cgccgctca 49 <210> 20 <211> 49 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 20 gctgtcccag gtcaccccgt acacgcccac tcgcgagagg ccctaggtc 49 <210> 21 <211> 50 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 21 tggtgaaacc cgccacacag ctccctgcct ccgcgagggt cgccgctcag 50 <210> 22 <211> 49 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 22 cgagaggacc cgagtcacct cgccggtttt gcgcgagagg ccctaggtc 49

Claims (7)

  1. 서열번호 7의 646번째 내지 8926번째 서열 또는 서열번호 8의 642번째 내지 8926번째 서열을 갖는 재조합 구제역 바이러스.
  2. 제1항의 재조합 구제역 바이러스를 생산하는 서열번호7 또는 서열번호 8의 재조합 플라스미드.
  3. 제1항의 재조합 구제역 바이러스를 정제, 분리하여 수득한 구제역 A 혈청형 바이러스 항원.
  4. 제1항의 재조합 구제역 바이러스 또는 제3항의 구제역 A 혈청형 바이러스 항원을 포함하는 백신 조성물.
  5. 제1항의 재조합 구제역 바이러스 또는 제3항의 구제역 바이러스 항원을 포함하는 구제역 진단 키트.
  6. 제6항의 구제역 진단 키트를 이용하여 인간을 제외한 우제류 동물에서의 구제역 진단 방법.
  7. 제1항의 구제역 재조합 바이러스 또는 제3항의 재조합 구제역 바이러스 항원을 포함하는 백신 조성물을 이용하여 인간을 제외한 우제류 동물에서의 구제역 예방 또는 치료 방법.
KR1020220012021A 2022-01-27 2022-01-27 재조합 구제역 바이러스 a형 및 이를 포함하는 구제역 백신 조성물 KR20230115479A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102009270B1 (ko) 2017-11-17 2019-10-23 대한민국 구제역 O-Thi60 주의 방어 항원이 발현되는 재조합 바이러스

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