엔테로바이러스 감염은 영유아에서 손, 발, 입과 같은 감염성 질환을 유발하며, 이는 손, 발, 엉덩이, 그리고 입 주변에 고도로 전염성이 있는 발진 또는 물집이 특징이다. 이러한 감염은 주로 엔테로바이러스 A71 또는 콕사키바이러스 A16 감염에서 비롯되며, 중증의 경우에는 뇌염, 마비, 폐부종 또는 사망에까지 이를 수 있어 전 세계적인 보건 위협을 나타낸다. 이러한 감염에 대해 효과적인 치료 전략이 부재하기 때문에, 백신 개발을 목적으로 다양한 실험 동물 모델이 연구되고 있다. 엔테로바이러스 감염에 대한 연구 초기 단계에서는 비인간 영장류 감염에서 사람과 유사한 증상이 관찰되어 모델 동물로 활용되었다. 그러나 경제적 및 윤리적 고려로 인해 현재의 사용은 제한적이다. 엔테로바이러스 감염은 마우스에서 쉽게 발생하지 않지만, 신생 쥐에서 마우스에 적응된 균주를 이용한 감염 모델이 사용되어 왔다. 세포 수용체가 사람 세포에서 확인되었고, 이러한 수용체를 발현하도록 유전적으로 변형된 마우스가 사용되었다. 최근에는 몽골산 저빌(Mongolian gerbil) 모델의 활용이 적극적으로 검토되고 있으며, 추가적인 동물 모델 개발을 위해 이를 추진해야 한다. 따라서 본 연구에서는 사용 가능한 엔테로바이러스 감염 모델의 현재 확보 현황을 요약하여 제시하고, 각 모델의 장점과 한계를 강조하고자 한다.

2009년 전 세계적으로 경구용 및 생약독화 로타바이러스 백신이 광범위하게 도입된 이후, 개발도상국에서 질병 부담의 영향과 질병 감소의 효과가 입증되어 왔다. 그러나 저소득 및 중간소득 국가에서는 영양 상태, 개인의 미생물 환경 및 기타 요인들에 차이가 있어 백신 효능이 선진국보다 다소 낮다. 또한 경구용 생백신이 드물지만 중대한 부작용과 연관되는 것으로 밝혀짐에 따라, 안전성, 향상된 유효성, 그리고 보관 용이성을 갖춘 차세대 백신 개발이 현재 진행 중이다. 미국 질병통제예방센터(Centers for Disease Control and Prevention)에서 개발한 새로운 백신 균주는 열처리 불활화 백신의 형태로 효능, 항원 용량, 투여 경로에 대한 전임상 시험을 진행하고 있으며, 보건의료를 위한 적정기술 프로그램(Program for Appropriate Technology in Health)에서 개발한 재조합 단백질 기반 3가(삼가) 서브유닛 백신은 제3상 임상시험을 진행 중이다. 아울러 여러 연구 그룹에서는 바이러스 유사 입자(virus-like particles)와 나노입자를 이용한 비증식(non-replicating) 단백질 기반 로타바이러스 백신도 개발하고 있다. 본 리뷰는 전 세계적으로 비경구(주사용) 비생(비-라이브) 로타바이러스 백신의 개발 현황과 기술을 간략히 개관한다.

목적: 바이러스 유사 입자(Virus-like particles, VLPs)는 유망한 백신 플랫폼 및 치료제 전달체로 개발되고 있다. VLP를 효과적으로 구성하기 위한 다양한 전략이 연구되어 왔으나, 보관에 영향을 미치는 여러 요인에 대해서는 상대적으로 적은 연구가 이루어졌다. 본 연구에서는 실험 모델로 인플루엔자 VLP를 사용하여, 산성 또는 염기성 pH 환경에서 VLP의 항원성 변화(antigenic changes)를 조사하였다. 재료 및 방법: 산성(pH 4 및 5) 또는 염기성(pH 9 및 10) pH 완충액에 노출시킨 후 평가하였다. 결과: 염기성 pH에 노출된 VLP는 중성 pH에 보관된 것과 유사한 수준의 항원성을 보였으나, 산성 pH에 노출된 VLP의 항원성은 중성 또는 염기성 pH에 노출된 군에 비해 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 모든 마우스 군은 낮은 농도의 바이러스 감염에 대해 효과적으로 반응했으나, 산성 pH에 노출된 VLP 백신 군은 높은 농도의 인플루엔자 바이러스 감염에서 충분한 보호 면역 반응을 유도하지 못하는 것으로 확인되었다. 결론: VLP를 더 강력한 백신 플랫폼으로 사용하기 위해서는, 산성 pH 조건과 같은 외부 변화에 잘 대응하도록 전략적으로 개발되어야 한다.

엔테로바이러스 감염은 영유아에서 손, 발, 입과 같은 감염성 질환을 유발하며, 이는 손, 발, 엉덩이, 그리고 입 주변에 고도로 전염성이 있는 발진 또는 물집이 특징이다. 이러한 감염은 주로 엔테로바이러스 A71 또는 콕사키바이러스 A16 감염에서 비롯되며, 중증의 경우에는 뇌염, 마비, 폐부종 또는 사망에까지 이를 수 있어 전 세계적인 보건 위협을 나타낸다. 이러한 감염에 대해 효과적인 치료 전략이 부재하기 때문에, 백신 개발을 목적으로 다양한 실험 동물 모델이 연구되고 있다. 엔테로바이러스 감염에 대한 연구 초기 단계에서는 비인간 영장류 감염에서 사람과 유사한 증상이 관찰되어 모델 동물로 활용되었다. 그러나 경제적 및 윤리적 고려로 인해 현재의 사용은 제한적이다. 엔테로바이러스 감염은 마우스에서 쉽게 발생하지 않지만, 신생 쥐에서 마우스에 적응된 균주를 이용한 감염 모델이 사용되어 왔다. 세포 수용체가 사람 세포에서 확인되었고, 이러한 수용체를 발현하도록 유전적으로 변형된 마우스가 사용되었다. 최근에는 몽골산 저빌(Mongolian gerbil) 모델의 활용이 적극적으로 검토되고 있으며, 추가적인 동물 모델 개발을 위해 이를 추진해야 한다. 따라서 본 연구에서는 사용 가능한 엔테로바이러스 감염 모델의 현재 확보 현황을 요약하여 제시하고, 각 모델의 장점과 한계를 강조하고자 한다.

2009년 전 세계적으로 경구용 및 생약독화 로타바이러스 백신이 광범위하게 도입된 이후, 개발도상국에서 질병 부담의 영향과 질병 감소의 효과가 입증되어 왔다. 그러나 저소득 및 중간소득 국가에서는 영양 상태, 개인의 미생물 환경 및 기타 요인들에 차이가 있어 백신 효능이 선진국보다 다소 낮다. 또한 경구용 생백신이 드물지만 중대한 부작용과 연관되는 것으로 밝혀짐에 따라, 안전성, 향상된 유효성, 그리고 보관 용이성을 갖춘 차세대 백신 개발이 현재 진행 중이다. 미국 질병통제예방센터(Centers for Disease Control and Prevention)에서 개발한 새로운 백신 균주는 열처리 불활화 백신의 형태로 효능, 항원 용량, 투여 경로에 대한 전임상 시험을 진행하고 있으며, 보건의료를 위한 적정기술 프로그램(Program for Appropriate Technology in Health)에서 개발한 재조합 단백질 기반 3가(삼가) 서브유닛 백신은 제3상 임상시험을 진행 중이다. 아울러 여러 연구 그룹에서는 바이러스 유사 입자(virus-like particles)와 나노입자를 이용한 비증식(non-replicating) 단백질 기반 로타바이러스 백신도 개발하고 있다. 본 리뷰는 전 세계적으로 비경구(주사용) 비생(비-라이브) 로타바이러스 백신의 개발 현황과 기술을 간략히 개관한다.

목적: 바이러스 유사 입자(Virus-like particles, VLPs)는 유망한 백신 플랫폼 및 치료제 전달체로 개발되고 있다. VLP를 효과적으로 구성하기 위한 다양한 전략이 연구되어 왔으나, 보관에 영향을 미치는 여러 요인에 대해서는 상대적으로 적은 연구가 이루어졌다. 본 연구에서는 실험 모델로 인플루엔자 VLP를 사용하여, 산성 또는 염기성 pH 환경에서 VLP의 항원성 변화(antigenic changes)를 조사하였다. 재료 및 방법: 산성(pH 4 및 5) 또는 염기성(pH 9 및 10) pH 완충액에 노출시킨 후 평가하였다. 결과: 염기성 pH에 노출된 VLP는 중성 pH에 보관된 것과 유사한 수준의 항원성을 보였으나, 산성 pH에 노출된 VLP의 항원성은 중성 또는 염기성 pH에 노출된 군에 비해 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 모든 마우스 군은 낮은 농도의 바이러스 감염에 대해 효과적으로 반응했으나, 산성 pH에 노출된 VLP 백신 군은 높은 농도의 인플루엔자 바이러스 감염에서 충분한 보호 면역 반응을 유도하지 못하는 것으로 확인되었다. 결론: VLP를 더 강력한 백신 플랫폼으로 사용하기 위해서는, 산성 pH 조건과 같은 외부 변화에 잘 대응하도록 전략적으로 개발되어야 한다.

목적: 본 연구에서는 저장 중 온도에 따라 바이러스 유사 입자(VLP)의 항원성 변화가 영향을 받는지 여부를 조사하였다. 재료 및 방법: 마우스 실험. 결과: 인플루엔자 VLP를 열-습도 조절기(thermo-hygrostat)에서 저온, 중온, 고온의 세 가지 서로 다른 온도에 노출하였다. 고온에 노출된 인플루엔자 VLP는 마우스에 단회 면역을 실시한 후 시간이 경과함에 따라 저온 및 중온에 노출된 군에 비해 HA 활성과 면역원성이 유의하게 감소하였다. 또한 VLP를 고온에 노출한 후 마우스에 1회 접종하였을 때, 면역원성은 저온에 노출한 VLP에 비해 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 마우스에 2회 접종한 경우에는 고온에 노출된 VLP를 사용하더라도 이러한 차이는 거의 무시할 수준이었다. 결론: 본 연구는 VLP 백신의 항원성 변화가 고온에 노출될 때 발생함에도 불구하고, 예방접종 횟수와 저장 조건을 조절함으로써 유사한 보호 효과를 기대할 수 있음을 시사한다.

제1형 인터페론(IFN, IFNs)은 초기 항바이러스 방어에 중요하지만, 백신 유도 면역을 형성하는 데 있어 그 역할은 아직 충분히 규명되지 않았다. 본 연구에서는 IFNαβR(제1형 인터페론 수용체, IFNαβR) 결핍이 IFNαβR 결핍(AB6) 마우스에서 인플루엔자 바이러스 감염 및 백신에 대한 면역 반응에 미치는 영향을 조사하였다. AB6 마우스는 체중 감소가 가속되고 폐 바이러스 역가가 증가하며 심각한 병리조직학적 소견을 보이는 특징과 함께 인플루엔자 바이러스 감염에 대해 현저한 감수성을 나타냈다. AB6 마우스는 H5 혈구응집소(hemagglutinin) 바이러스 유사 입자(H5 VLP) 백신 접종 후 단기간의 IgG 항체를 유도하고 체중 감소에 대한 보호를 제공했음에도 불구하고, 치명적 인플루엔자 바이러스 감염 이후에는 야생형(B6) 마우스에 비해 폐 바이러스 역가 및 염증을 조절하는 효율이 낮았다. IFNαβR 결핍은 케모카인을 이상 조절하고 다수의 선천 면역 세포, 특히 호중구(neutrophils)를 포함한 세포들의 균형을 교란하여 H5 VLP 백신 접종과 인플루엔자 바이러스 감염 후의 폐 병리 현상에 기여하였다. AB6 마우스는 야생형 B6 마우스에 비해 IgG 항체의 소실이 더 빠른 동역학을 보였고, 백신 접종 후 장기 보호의 효능도 더 낮았다.중요성제1형 인터페론(IFNs)은 항바이러스 방어의 필수 매개체이지만, 백신 유도 면역에서의 기여는 불명확하다. 본 연구는 제1형 IFN 수용체 신호전달이 초기 항체 유도에는 필요하지 않지만, 인플루엔자 백신 접종 및 감염 후 장기 체액성(humoral) 면역을 유지하고 균형 잡힌 면역 조절을 하는 데는 결정적으로 중요함을 보여준다. IFNαβR 신호전달의 상실은 바이러스 조절 장애, 과도한 호중구(neutrophil)-매개 염증, 그리고 면역세포 항상성의 붕괴로 이어진다. 이러한 결과는 적절하고 지속적인 항바이러스 보호를 위해 요구되는, 선천성과 적응 면역 반응을 통합하는 핵심 요소로서 제1형 IFN 신호전달을 부각한다.

배경: 일본뇌염(Japanese encephalitis, JE)은 주로 백신 접종을 통해 효과적으로 통제되어 왔다. 그러나 2009년 중국에서 JE 바이러스(JE virus, JEV) 유전형 V(genotype V, GV)가 분리된 사실과, 2010년 이후 대한민국에서 JE 환자 수가 급격히 증가한 점은 새로운 도전 과제를 제기한다. 방법: 유전형 III(genotype III, GIII) 기반 JE 백신을 접종받은 개인의 혈청 시료를 분석하여 GV 분리주에 대한 중화 항체 혈청반응(중화성) 정도를 평가하였다. 결과: 불활성화 JE 백신을 접종한 면역저하 소아 환자의 혈청은 GIII Nakayama에 대해 50% 플라크 감소 중화검사(50% plaque reduction neutralization test) 기하평균 역가(geometric mean titer, GMT)가 11,358 (95% 신뢰구간 [CI], 1,790-29,658)로 더 높았으나, GV 분리주에 대해서는 더 낮은 GMT를 보였다: GV Muar 499 (95% CI, 0-2,437), GV 43279 308 (95% CI, 159-582), GV 43413 231 (95% CI, 108-738). 마찬가지로, 생(生)약독화 JE 백신을 접종받은 건강한 지원자 32명은 예방접종 후 1개월에 GIII Nakayama에 대해 100% 혈청보호(seroprotection)를 달성했으며, GMT는 338 (95% CI, 304-651)이었다. 그러나 GV 분리주에 대한 GMT는 GV Muar 123 (95% CI, 102-446), GV 43279 81 (95% CI, 63-168), GV 43413 107 (95% CI, 100-322)로, 이 분리주들에 대해서는 100% 혈청보호를 달성하지 못했다. 예방접종 후 6개월에는 Nakayama에 대한 GMT가 696 (95% CI, 409-2,353)으로 증가했으나, GV 분리주에 대해서는 유사한 수준을 유지했다. 결론: 본 연구는 현재의 GIII 기반 백신이 GV JEV에 대해 비슷한 수준의 보호를 제공하지 못함을 보여주며, 이는 현재 및 잠재적 풍토 지역의 개인뿐 아니라 이들 지역을 여행하는 사람들에게도 영향을 미친다.

일본뇌염(JE)은 일본뇌염 바이러스(Japanese encephalitis virus, JEV) 감염으로 인해 발생하는, 백신으로 예방 가능한 모기 매개 질환이다. JEV는 5가지 유전형을 가지며, 그중 유전형 V(GV)는 다른 유전형의 조상으로 간주된다. 최초의 GV 균주인 GV Muar는 1952년 말레이시아 환자에서 분리되었고, 이후 57년간 GV가 다시 나타나지 않다가 중국에서 모기 시료로부터 GV XZ0934가 분리되면서 재출현하였다. 2010년 이후 대한민국(Republic of Korea, ROK)에서 21개의 GV 균주가 확인되었다. GV Muar와 GV XZ0934는 다른 GI/GIII 균주들보다 병원성이 더 높고 혈청학적으로도 구별된다. 그러나 ROK의 GV 균주들은 실험적으로 평가된 바 없어 그 특성은 알려져 있지 않다. ROK의 분리주에 대한 특성 규명이 필요하며, 이를 통해 GV 감염으로부터 보호할 수 있는 효과적인 GV 균주 기반 백신의 개발을 가능하게 해야 한다.