로타바이러스 양입자 백신의 생산 및 면역원성 평가

Abstract

로타바이러스 VP2, VP6, 그리고 VP7을 배큘로바이러스 발현 시스템(Baculovirus Expression Vector System)에서 발현시켜 바이러스 양입자(virus-like particle)을 형성하였다. 배큘로바이러스 발현 시스템의 숙주세포로서 Sf9 세포주를 0.5L spinner flask부터 50L bioreactor에서 배양하여 최대 세포 농도 7.53 x 106 cells/㎖ ~ 1.12 x 107 cells/㎖까지 얻었으며, 이때 20.1~25.5 시간의 분열시간을 나타내었다. 바이러스 양입자를 생산하기 위하여 상용세포주와 상용바이러스주를 준비하였다. 각 재조합 배큘로바이러스로 부터 각 재조합 단백질의 발현을 확인하였고 삼중감염에 의한 바이러스 양입자 형성을 확인하였다. 최대의 로타바이러스 양입자를 생산할 수 있는 최적의 감염비율은 VP2, VP6, 그리고 VP7에 대하여 각각 1.0:2.0:0.2 이었으며 최적의 회수시기는 감염 후 6일차로 확인되었다. 로타바이러스 양입자를 정제하기 위해 여러 정제 공정을 평가한 결과, 초여과, DEAE 이온교환크로마토그래피, phenyl-sepharose 크로마토그래피, size exclusion 크로마토그래피로 구성되는 정제 공정이 그 구조를 유지하면서 효과적으로 바이러스 양입자를 정제할 수 있음을 보였다. 정제된 바이러스 양입자를 Freund’s incomplete adjuvant, aluminum hydroxide, QS-21 과 MF59와 함께 ICR 마우스에 근육 또는 피하 접종하였다. QS-21은 IgG 와 IgA를 함께 유도하여 로타바이러스 양입자의 면역보조제로서 가장 적합하였고, QS-21과 바이러스 양입자로 유도된 IgG는 면역 후 21주까지 유지되었다. 백신의 효력 연구를 위한 동물 공격 모델을 개발하기 위하여 로타바이러스 항원 검출 시약을 개발하였다. 개발된 검출 시약은 1.7 x 104 TCID50/㎖ 의 감도를 보였으며 상용화된 진단 시약과 비교 시 92.2%의 일치율을 보였다. 본 연구의 결과 배큘로바이러스 발현 시스템을 이용하여 50L 규모의 로타바이러스 양입자 백신을 생산할 수 있었고, QS-21을 면역보조제로 사용한 바이러스 양입자에서 최적의 면역 반응을 유도할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 로타바이러스 양입자 백신이 대량 생산 공정을 통해 상용화될 수 있는 백신 후보물질로서의 가능성을 보여 주었다