한국생명공학연구원 감염병연구센터

SK바이오사이언스, 차세대 폐렴구균 백신 국내 임상 3상 시험 계획(IND) 신청

2024-10-29
□ SK바이오사이언스, 개발중인 차세대 폐렴구균 백신* 미국, 호주 등에 이어 국내 임상 3상 시험 계획 28일 국내 식약처 제출 * 사노피 공동 개발, 21가 폐렴구균 단백접합 백신 후보물질 'GBP410' ○ GBP140, 폐렴 및 침습성 질환을 일으키는 폐렴구균 피막 다당체에 특정 단백질을 접합해 만든 단백접합 백신 후보물질 - T세포 면역반응에 따른 면역원성 증가를 통한 예방효과 증대 - 현재 국제시장에 허가된 소아용 백신 중 가장 맣은 21종류 헐청형 포함 - 상용화될 경우, 침습성 폐렴구균 질환에 대해 20가 백신 대비 5~7% 높은 예방 범위 기대 ○ 생후 6주 이상~만 17세까지 영유아, 어린이 및 청소년 8천 명 대상 - GBP410 최대 4회 접종 (기초접종 3회, 추가접종 1회) - 기 허가 폐렴구균 백신의 면역원성 및 안정성 비교

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2024. 10. 31
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(Article) 향상된 분무 안정성과 폐 미세환경 침투력을 갖춘 흡입용 mRNA 나노입자 제작

2024-08-22Inhalable mRNA Nanoparticle with Enhanced Nebulization Stability and Pulmonary Microenvironment Infiltration
□ 흡입을 통한 mRNA 전달 개선을 위한 신규 나노입자 iLPX 개발 ※ (iLPX) ionizable liposome-mRNA lipocomplex 이온화 가능한 리포좀-mRNA 리포복합체 ○ 기존 Lipid nanoparticles (LNPs) 폐 전달 시, 안정성 문제 및 폐 미세환경 부적응 한계 존재 ○ 한계 해결을 위한 신규 ionizable liposome-mRNA lipocomplex -mRNA 복합체, iLPX 개발 - 본 iLPX는 안정적 구조 외에도 폐의 저혈청 환경 및 폐 계면활성제(Pulmonary Surfactant, PS)층을 통과할 수 있도록 설계됨 - 강한 소수성 상호작용으로 분무화(nebulization, 분무치료) 안정성 유지, PEG(Polyethylene glycol) 배제로 폐 계면활성제 상호작용 촉진 - 외부 물리적 힘에 저항하도록 설계되어 분무화 후에도 안정성 유지, 폐 세포로 이동 용이함
□ 폐 mRNA 전달을 위한 흡입 가능한 나노입자 플랫폼 설계 ○ mRNA 치료제는 기존 치료제보다 안전성, 효과성, 비용 효율성 면에서 주목 받고 있음 ○ LNPs를 사용한 mRNA 표적 세포 전달, 전신투여시 높은 전사 효율 및 생체 적합성 확인 - 폐 깊숙한 세포로 mRNA 전달을 위하여 나노입자 크기 5 μm 이하로 aerosolized - 흡입된 aerosol 및 PS 간 상호작용, 폐 세포에 도달하는 입자를 둘러싼 보호막 역할   - PS는 호흡 과정에서 squeeze-out 기작을 통해 폐 장벽을 통과하여 순환함
□ IH-iLPX의 물리화학적 특성 ※ (IH-iLPX) Inhalation-optimized iLPX 흡입 기능 최적화된 iLPX ○ 기존 LNP보다 더 높은 안정성을 가짐, 분무화 후 LNP보다 2.9배 높은 단백질 발현 확인 (기존 LNP 구조는 분무화 중 불안정해짐) - 분무화 후에도 mRNA 무결성, 전사 효율 유지 (기존 LNP 전사 효율 대폭 감소) - Cryo-TEM이미지를 통해 호흡기 분무 치료 후에도 형태를 유지 확인 (기존 LNP 막 구조 완전 손상) ○ IH-iLPX는 mRNA를 안정적으로 보호하며, RNase 처리후에도 LNP보다 전사 효율 감소가 적음 - PS 캡슐화 현상으로 mRNA를 RNase로부터 보호, 폐 내 안정적 전달 가능
□ 폐에서 흡입된 IH-iLPX 분포도  ○ IH-iLPX 흡입 후 폐 내에서만 단백질 발현 관찰, 흡입 24시간 후 최대 발현 확인 - 폐 깊은 조직 내 고르게 분포됨, 특히 폐포 및 기도 내 높은 mRNA 전달 효율 - 단일 세포 분석을 통해 폐 상피세포에서 IH-iLPX가 LNP보다 많은 mRNA 전달 확인 ○ 폐 상피세포 표적으로 다양한 폐 질환 치료 잠재려 확인, 질환 환경에 따라 조정 가능한 플랫폼 ○ mRNA 및 화학 약물 동시 전달 가능성 확인, 수용성 약물 누수 문제로 최적화 필요
□ 흡입형 IH-iLPX의 폐 및 전신 생체 적합성 확인 ○ 자연 유래 성분 구성, 높은 생체 적합성, 중성 pH으로 독성 부재, 임상 적용 가능성 높음 - PEG가 부재 IH-iLPX 사용 시, 임상적 부작용(아나필락시스, 과민반응 등) 감소 가능  ○ 대조군 실험쥐 BAL(기관지폐포세척액) 비교, 염증성 사이토카인 농도 및 백혈구 수 유사 수치 확인, 조직 미손상 확인 - 혈액 검사 결과 간독성 또는 전신 염증 징후 부재, 높은 안전성 확인 - ARDS(Acute respiratory distress syndrome) 등 질환 모델로 부터 포-모세혈관 장벽 손상 확인, 전신 노출 증가 발생이 가능함에 따라 추가 연구 필요
□ IH-iLPX 연구개발 주요결과 요약 ○ 분무화 안정성, 폐 미세환경 적합성, 지질 이중층 및 PEG-free 구성 설계 - 기존 LNPs 보다 26.3배 높은 단백질 발현, 물리화학적 특성, mRNA 보호, 전사 효율 유지 - 폐 상피세포로 mRNA 효율적인 전달 가능, 다양한 폐 질환 치료를 위한 플랫폼 활용 기대

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2024. 10. 18
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외교부, 우리나라 최초 감염병혁신연합(CEPI) 이사회 개최

2024-08-29Highly sensitive and label-free protein immunoassay-based biosensor comprising infrared metamaterial absorber inducing strong coupling
□ ('24.8.29일) 우리나라에서 최초로 개최되는 감염병혁신연합(CEPI) 이사회 개회사에서 CEPI의 미래 팬데믹 대비 노력 및 한국 기업에 대한 투자 확대 높이 평가 - 외교부 글로벌다자외교조정관 권기환 ※ 감염병혁신연합(CEPI, Coalition for Epidemic Preparedness Innovations) : 신종감염병 백신 개발 및 비축 등 재원 마련 목적으로 2017년 다보스 포럼 계기로 출범한 글로벌 민관협력파트너십, 대한민국 백신 개발 관련 기업(기관)에 4.1억불 이상 투자
□ 한국 외교부 조태열 장관, CEPI 리처드 해쳇 대표 회담 ○ 감염병 및 팬데믹 가능성에 대응하기 위한 협력 방안 논의 - CEPI의 COVID-19 백신 개발 및 공평한 백신 접근성 역할 인정 - 한국의 지속적인 국제 협력 지원 의사 확인○ 한국 정부, CEPI에 추가로 1,800만 달러 지원 약속 - 100일 내 신종 감염병 발생 시 백신 개발과 접근성 강화 목표 - 한국의 총 지원금 5,100만 달러 도달

원문 출처 Link1 (외교부 보도자료), Link2 (CEPI)

2024. 10. 14
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식약처, 코로나19 변이(JN.1) 대응 백신 긴급사용승인

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2024. 10. 02
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(Article) SARS-CoV-2 변이체에 대한 광범위 항바이러스제의 보존된 바이러스 단백질 Nsp1-RNA 상호작용 억제

2024-08-12Broad-Spectrum Antiviral Agents against SARS-CoV-2 Variants Inhibit the Conserved Viral Protein Nsp1–RNA Interaction
□ 새로운 SARS-CoV-2의 항바이러스 표적, 비구조 단백질(non-structural protein, Nsp1) ○ SARS-CoV-2 변이체의 지속적인 출현은 코로나19 감염병 위협을 지속시킴 - 특히, 오미크론 하위 계통은 빠른 돌연변이 속도로 몇 달마다 새로운 하위 계통이 발생됨 - 기존 mRNA 백신 및 최근 BA.5 2가 부스터 mRNA 백신은 오미크론 변이 중화에 한계를 지니며, - SARS-CoV-2는 다양한 치료제에 대한 내성으로 재 감염 위험이 높음 ○ 오미크론과 같이 지속적으로 진화하는 변종을 포함한 다양한 베타 코로나 바이러스에 효과적으로 대응할 수 있는 범용 치료제 개발 필요 - 모든 SARS-CoV-2 변이체에서 공통적으로 유지되는 영역을 표적하는 치료제 개발 전략 ○ 바이러스 단백질 중 Nsp1은 바이러스에 의해 가장 먼저 합성된 단백질 중 하나로, sarbecovirus (SARS 연관 코로나바이러스) 유전체 내 보존되어 있으며 - 9,233,612개 SARS-CoV-2 서열 분석 결과, 86.8%의 변이체가 변하지 않은 Nsp1 서열 유지 (12.7%, 단일 돌연변이) - SARS-CoV-2 단백질 중에서 바이러스 복제 및 병원성의 중요한 조절자로 알려짐 - 본 Nsp1 단백질 보존성은 다른 바이러스 단백질과 달리 치료 표적이 가능성 제시
□ Nsp1 번역(translation) 억제 기작 및 SARS-Cov-2 복제 중 역할 ○ Nsp1은 숙주 단백질 합성을 억제하여 숙주의 면역력 및 항바이러스 방어력을 약화시켜 바이러스 복제를 촉진하고 병원성을 높힘 - SARS-Cov-2 비감염 중에는 숙주 mRNA는 세포 번역을 위해 40S 리보솜 소단위의 mRNA 진입 채널(entry channel)로 들어가지만, - SARS-Cov-2 감염 중에는 Nsp1의 C-말단 도메인(C-terminal domain of Nsp1, Nsp1-CT)이 40S 리보솜 소단위의 mRNA 진입 채널에 직접 결합하여 숙주의 mRNA 번역을 억제함 - 동시에, N-말단 도메인(Nsp1-NT)은 바이러스의 5'UTR의 stem-loop 1 부분 상호작용으로 바이러스 RNA 번역을 선택적으로 촉진, 숙주 세포의 Nsp1 번역 억제 회피, 효율적으로 바이러스를 복제함
□ Nsp1 억제를 위한 Dual-Luciferase 기반 항바이러스제 스크리닝 ○ 세포 내 Nsp1 및 SL1 간 상호작용 조사를 위하여 SARS-CoV-2 5'UTR이 포함된 나노루시퍼레이즈(nanoluciferase, NLuc)를 활용한 듀얼-루시퍼레이즈 (Dual-Luciferase) 리포터 분석법 개발 - Dual-Luciferase 분석법은 세포 시스템 내에서 Nsp1-SL1 상호작용을 고속으로 모니터링 할 수 있음 - NanoLuc 리포터에 SL1이 포함된 경우, Nsp1 존재 시 높은 신호를 생성하여 바이러스 RNA 번역을 선택적으로 촉진 - Nsp1 억제제 주입 후에는 리보솜 복합체의 형성을 방해하여 번역 억제 해제하고 낮은 신호를 생성함 ○ SL1과 Nsp1이 동시에 존재할 때 루시퍼레이즈 신호 증가, SL1이 없는 리포터를 사용할 경우 Nsp1이 루시퍼레이즈 신호를 크게 감소시킴 - 분석 시스템이 Nsp1과 SL1 간 상호작용을 의존함 - 루시퍼레이즈 신호는 Nsp1의 농도가 증가함에 따라 더 크게 억제됨 ○ 464개 화합물 스크리닝 결과, P23E02를 항바이러스제 후보로 선택함
□ P23E02의 Nsp1 결합 기전 및 생화학적 분석 ○ P23E02와 Nsp1의 결합 확인을 위하여 CETSA (Cellular Thermal Shift Assay) 사용 - P23E02 존재 시 Nsp1의 열 안정성 감소, P23E02와 Nsp1 상호작용 확인 ○ DSF (Differential Scanning Fluorimetry)을 통해 P23E02에 의해 Nsp1의 융해 온도(melting temperature, Tm) 감소 확인 - P23E02는 Nsp1에 결합하여 열적 안정성을 변화시키며, Molecular Docking Analysis를 통해 P23E02가 Nsp1에 선택적으로 결합하는 것을 확인함
□ P23E02에 의한 Nsp1 억제 및 인터페론 매개 항바이러스 반응 회복 기작 ○ P23E02는 Nsp1에 의해 억제된 RIG-I*, ISG15**의 발현 농도를 의존적으로 회복시키는 것을 확인 - P23E02 자체는 RIG-I와 ISG15의 발현을 직접적으로 유도하지는 않음 *바이러스 RNA를 인식하여 인터페론 반응 유도, 숙주 세포 항바이러스 상태로 전환 **인터페론에 의해 유도되는 유전자, 항바이러스 도움 ○ Nsp1의 특정 변이체들이 IFN (인터페론) 매개 항바이러스 반응에 미치는 영향 평가 - K58A/R119A (58번째 라이신을 알라닌으로 전환/119번째 아르기닌을 알라닌으로 전환) 돌연변이체는 Nsp1 억제 기능을 감소하였으며, - 특히 R99A (99번째 아르기닌을 알라닌으로 전환) 돌연변이는 Nsp1의 번역 억제 기능을 대부분 제거함 ○ 면역침강반응 분석(immunoprecipitation assay)을 통해 P23E02는 Nsp1과 40S 리보솜 소단위 간 상호작용을 방해함으로써, - Nsp1이 숙주의 항바이러스 RNA 번역을 억제하는 기능을을 차단하는 것을 확인함 - P23E02는 바이러스 RNA 대신 숙주 항바이러스 RNA 번역을 촉진하는 기작을 항바이러스 효과를 발휘함
□ P23E02의 SARS-CoV-2 및 변이체에 대한 항바이러스 활성 및 렘데시비르(remdesivir) 동반 상승 효과 ○ P23E02는 SARS-CoV-2 및 다양한 변이체에 대해 항바이러스 활성을 나타냈으며, 특히 오미크론 변이체에 대해 가장 높은 효능을 보임 ○ 렘데시비르 병용 처리시 동반 상승 효과를 보이며, 두 약물을 함께 사용했을 때 SARS-CoV-2 및 범용 SARS-CoV에 대한 치료 효과를 기대함 ○ P23E02는 다양한 사베코바이러스에 일관된 억제 활성을 유지함 ○ P23E02는 SARS-CoV-2의 Nsp1 단백질과 결합해 바이러스 번역을 억제함으로써 광범위한 항바이러스 효과를 보여줌

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2024. 09. 23
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[질병관리청] 여름철 코로나19 유행 분석 및 정부대응

□ 질병관리청, 여름철 코로나19 유행 전망 및 정부 총력 대응. 현재 코로나19 치명률은 계절독감과 유사, 고위험군 보호에 집중 ○ (코로나19 유행 분석) 여름철 유행은 8월말까지 증가 이후 감소 예측 - (유행원인) △지난 겨울 비교적 소폭 유행, △상대적으로 낮았던 코로나19 예방접종률, △ KP.3 변이 유행, △여름철 실내 환기 부족 및 인구 이동 - (중증도) ‘20.1-’23.8. 코로나19 누적 치명률 0.1%, ‘23년 치명률 0.05%로 오미크론 변이의 치명률은 계절독감과 유사하나 고연령층 보호 필요 ○ (주요대응) △감염 취약시설 관리강화, △코로나19 감염예방 수칙 마련, △의료대응 강화, △코로나19 치료제 및 진단키트 수급, △`24~`25절기 예방접종 실시 - (감염취약시설 관리강화) 지자체 합동전담대응팀 운영을 통해 환자 발생 초기부터 보건소의 환자 관리 및 모니터링, 감염관리 강화 - (코로나19 감염예방수칙 마련) 기본 감염 예방 수칙과 함께, 의료기관과 감염 취약시설 등에 방문할 때는 마스크를 착용 등을 권고 - (의료대응 강화) 코로나19 환자 증가에 대비하여 중증도에 따라 적시에 치료 받을 수 있도록 의료대응체계 마련 - (코로나19 치료제, 진단키트 수급) 안정적인 치료제 및 진단키트 공급 추진 - (`24~`25절기 예방접종 실시) 최근 유행 변이(JN.1 변이 등)에 효과적인 신규 코로나19 JN.1 백신 도입하여 10월부터 접종 실시 ○ (감염병 예방수칙 준수) 마스크 착용, 손씻기 및 기침예절 준수, 실내환기 등 코로나19 등 호흡기감염병 예방 수칙 준수 당부

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2024. 08. 22
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[질병관리청] 질병청, 여름철 코로나19 유행 관리에 총력 대응

□ 질병청, 코로나19 대책반 확대·운영(5개단 12팀 확대) ○ 코로나19 표본감시*에서 6월말부터 입원 환자수가 증가세로 전환된 후, 8월 1주 861명이 신고되며 올해 정점이었던 2월 입원환자 875명에 가까워지고 있는 가운데, 지난 2년간의 유행 추세를 고려 시 8월말까지는 코로나 환자가 증가할 것으로 전망됨. 이에 질병관리청(청장 지영미)은 여름철 증가하고 있는 코로나19 유행 관리에 총력 대응하기 위해 현재 운영중인 코로나19 대책반(반장 : 감염병위기관리국장)을 확대 운영키로 하였음(조사·분석, 국외감시, 치료제 수급 관리 등 신속 대응) ※ 당초 1개반 2개팀(반장 : 감염병위기관리국장) → 1개반 5개단 12개 팀(반장 : 질병관리청장) * 전국 200병상 병원급 표본감시기관(220개소)을 대상으로 입원환자 현황 감시중 ○ 질병관리청장에 따르면, 올해 여름철 코로나19 입원 환자가 증가되고 있고 작년 여름철 유행 규모까지 늘어날 가능성과 확진 환자 중 65%가 65세 이상 노령층에서 발생하는 상황임. 그러나, 현재 변이 비중이 가장 높은 KP.3에 대한 국내외 기관 분석 결과 중증도와 치명율이 이전 오미크론 변이와 비교하여 큰 차이가 없는 것으로 평가되고 있으며, 오미크론 유행 이후인 ‘22-23년도 국내 코로나19 치명율은 0.1% 수준으로, 특히, 50세 미만은 0.01% 미만임

< 호흡기감염병 예방수칙 > ○ 기침예절 실천 - 기침할 때는 휴지나 옷소매로 입과 코를 가리고 하기 - 사용한 휴지나 마스크는 바로 쓰레기통에 버리기 - 기침 후 반드시 올바른 손씻기 실천
○ 올바른 손씻기의 생활화 - 흐르는 물에 비누로 30초 이상 손씻기 - 외출 후, 식사 전·후, 코를 풀거나 기침·재채기 후, 용변 후 등
○ 씻지 않은 손으로 눈, 코, 입 만지지 않기
○ 실내에서는 자주 환기하기 - 2시간마다 10분씩 환기 - 학교, 어린이집 등 공공시설에서는 출입문과 창문을 동시에 열기
○ 발열 및 호흡기 증상이 있을 시 의료기관 방문하여 적절한 진료 받기

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2024. 08. 19
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(Article) WQCSA 기반의 전자 바이오센싱 시스템을 이용한 코로나19 환자시료의 SARS-CoV-2 검출

2024-06-29SARS-CoV-2 Detection in COVID-19 Patients' Sample using Wooden Quoit Conformation Structural Aptamer (WQCSA)-Based Electronic Bio-sensing System
□ SARS-CoV-2 바이러스는 빠르게 전 세계적으로 확산되고 있으며 다양한 변이 발생은 진단 및 모니터링이 어려움 ○ 현재 사용되는 진단 방법은 매우 정확하지만, 시간 소요 및 비용이 많이 들고 변이를 가진 바이러스를 정확히 감지하기 어려움
□ 신속하고 경제적인 SARS-CoV-2 바이러스 감지를 위한 신규 바이오센서 개발 ○ 초민감도를 갖추고 있어서 전기적 변화를 이용해 SARS-CoV-2를 5초 이내 신속하게 감지함   - 목재 링 형태 구조 압타머 (Wooden quoits* conformation structural aptamer, WQCSA) 기반 *Quoits - Wikipedia   [WQCSA] - 전자 바이오센서 시스템 WQCSA-IDCE (Inter-digitated Capacitor Electronic) 활용   - DNA 압타머(aptamer) 사용, 바이러스 단백질 감지  ○ SARS-CoV-2의 S (spike스파이크) / N(nucleocapsid뉴클레오캡시드) 단백질을 형광라벨 없이 초고속으로 감지할 수 있는 시스템   - S 단백질은 바이러스가 인간 세포에 결합하고 침투하는 데 중요한 역할을 하는 단백질임   - 본 연구에서 사용된 압터머는 SARS-CoV-2의 S 단백질에 결합하도록 설계된 짧은 DNA 분자로 WQCSA 형태로 특정 항원 감지하는 역할을 가짐   - S 항원 및 DNA 압타머 혼합 과정을 통해 SARS-CoV-2의 S 단백질 감지 가능
□ IDEA (Inter-digitated electrode array) 바이오센서 칩에 압타머 결합하여 칩을 통해 SARS-CoV-2의 S단백질 결합, 표적 항원을 감지함 ○ IDCE (Inter-digitated capacitive electrode) 감지 시스템은 압타머가 고정된 칩의 분자 구성 요소와 APTES(3-aminopropyl) 단분자층을 포함함 - (APTES) DNA 압타머를 고정하기 위해 칩의 표면을 화학적으로 처리하는 물질 - (전기 용량 결합 효과capacitive coupling effect) Pt/Ti 기반 전극(IDEA)에 압타머 바이오분자가 장착되면 금속 전극 사이 전기장이 교란되어 이 센서를 통해 항원-항체 결합을 감지함 ○ 숙주세포 수용체(angiotensin converting enzyme2, ACE2) 결합 부위 모방 하여 SARS-CoV-2의 S 단백질에 대한 높은 친화도를 가진 압타머를 선별함  ○ S와 N 압타머는 낮은 농도에서도 SARS-CoV-2의 바이러스 수용체 결합 도메인(receptor-binding domain, RBD) 및 뉴클레오캡시드 단백질 감지 가능
□ 비강, 소변, 침 시료로부터 타 코로나바이러스와 SARS-CoV-2 구별, 2분 이내 정확한 결과 제공하여 기 FDA 승인받은 코로나19 진단제품 수준의 높은 성과를 보임 ○ WQCSA-IDCE 바이오센서는 체액, 시료로부터 야생형 및 오미크론 변이 SARS-CoV-2를 감지할 수 있는 가능성 확인 ○ 압타머를 사용한 바이러스 항원 검출은 RT-PCR 등 진단 기술을 대체할 수 있으며, 감염 초기 단계의 극소량 바이러스도 감지 가능  ○ WQCSA 기반 전자 감지 시스템은 코로나19 변이를 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 차세대 기술로 향후 대규모 임상 적용 가능 ○ SARS-CoV-2외에도 HIV, Zika, 인플루엔자 바이러스 등 동시에 감지할 수 있는 DNA 압타머 개발 가능

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