그림 4. 백신 접종 후 돼지의 직장 온도와 생존율. 점선은 40.0 °C에서 발열 역치를 나타냅니다. 검은색 선은 첫 번째 백신 접종 후 최대 56일까지의 모니터링을 나타내고, 파란색 선은 음성 대조를 나타냅니다.
3.7. ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR 백신 접종 후 ASF 백신 DNA(ASFV p72 유전자)의 장기 평가
그룹 B (1–4): 0, 4, 7, 11, 14, 18, 21, 24, 28, 32, 35, 39, 42, 46, 49, 53, 56 dpv에서 수집된 전혈 검체는 ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR 백신 접종 후 ASF 게놈을 검출하기 위해 p72 유전자를 표적으로 하는 Real-Time PCR을 통해 검사했습니다. 4 dpv에서 동물의 75%(3/4)가 중간 수준의 ASFV 게놈을 가지고 있었습니다(Ct = 35.93 ± 6.61). ASFV 게놈은 안락사 시점인 56일까지 모든 동물에서 검출되었습니다. 28 dpv (Ct = 24.68 ± 2.32)에서 ASF 게놈은 비교적 높은 수준으로 검출되었습니다. 그러나 ASFV 게놈 수치는 46 dpv까지 점진적으로 감소하였으며, 56 dpv에서 더 낮은 수치가 확인되었다(Ct = 31.18 ± 1.96)(). 백신을 접종하지 않은 모든 그룹 B-1(1-2) 대조군은 ASFV 게놈 음성이었습니다.
표 4. ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR을 근육 주사로 접종한 돼지의 혈액 샘플에서 바이러스 게놈 사본(* Ct 값).
3.8. 예방접종 후 ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR 백신 항체의 장기 평가
그룹 B(1–4): ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR 백신 접종 11일차에 항체 양성이 검출되었습니다(50%, 2/4). 24일째와 28일째에 모든 백신 접종군에서 중등도(S/N% = 19.05 ± 4.76) 및 높음(S/N% = 12.33 ± 5.22) 수준의 항체 양성률이 검출되었습니다. ASF 항체 수치는 42 dpv에서 더 높았다(S/N% = 7.23 ± 2.25). 이 수치는 ASF 백신 접종 후 약 2개월 후인 56 dpv에서 더욱 높았습니다(S/N% = 5.38 ± 2.24). 백신을 접종하지 않은 모든 그룹 B-1(1-2) 대조군은 ASF 항체 음성이었다().
표 5. ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR을 근육 주사로 접종한 돼지의 혈액 샘플 내 항체.
3.9. ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR 백신 접종 후 장기 병리학적 평가
그룹 B: ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR을 접종한 돼지에서 대부분의 림프절(턱밑, 서혜부, 위장관-간림프절)과 비장을 포함한 주요 장기는 정상이었습니다(, V1–V4). 마찬가지로, 백신을 접종하지 않은 순진한 동물의 림프절과 비장에서 거시적 병변이 관찰되지 않았습니다(, C1–C2). 또한, 백신을 접종한 동물과 접종하지 않은 동물 모두의 대부분의 주요 장기에서 조직병리학적 병변이 관찰되지 않았다.
그림 5. 그룹 B: ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR 백신을 접종한 돼지의 턱밑 림프절. 거시적 병변(V1 - V4): 장기간 백신을 접종한 돼지의 턱밑 림프절은 정상이었다. 그룹 B-1: 백신을 접종하지 않은 돼지의 턱밑 림프절(음성 대조군). 거시적 병변(C1 - C2): 모든 턱밑 림프절은 정상이었다. 그룹 B: ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR이 접종된 돼지의 비장. 거시적 병변(V1 - V4): 장기간 백신을 접종한 돼지의 비장은 정상이었고 밝은 붉은색을 보였다. 그룹 B-1: 백신을 접종하지 않은 돼지의 비장(음성 대조군). 거시적 병변(C1 - C2): 모든 비장이 정상이었다.
4. 고찰
"로마는 하루아침에 만들어지지 않았다"는 말은 ASFV 박멸을 위한 연구 노력에 대해 사실로 들립니다. ASFV는 1921년 아프리카에서 처음 보고된 치명적인 돼지 질병입니다[
27]. 1957년에 유럽 대륙에 전파되었고, 그 후 동유럽과 아시아로 퍼져 나갔다. 이 질병의 전 세계적인 확산은 돼지 산업에 치명적입니다[
16]. 이에 따라 다양한 형태의 후보 백신이 개발되고 있습니다. 또한 임상시험은 수십 년 동안 진행되어 왔습니다. 현재까지 25개의 ASFV 유전자형이 확인되었으며 교차 반응이 부족합니다[
10].
ASF 팬데믹에 대응하기 위해 유전자 조작 약독화 생백신이 개발되었습니다. 여기에는 상동 재조합을 통해 생산된 결실 돌연변이 백신이 포함됩니다. 이러한 유망한 ASF 백신 후보는 현재 진행 중인 임상시험에서 평가가 진행 중입니다. ASF 약독화 생백신(ASF-LAV) 개발 현황 보고서에 보고된 바와 같이 합리적인 약화를 보인 최초의 백신 바이러스 중 하나는 "ASFV-G-∆9GL"[
28]입니다. 이 바이러스는
영국 유전자의 추가적인 결실로 감소된 잔류 독성을 가지고 있습니다[
29]. 또 다른 유망한 백신 후보인 "BA71∆CD2"는 강력한 체액성 및 세포 반응을 유도하고 상동 바이러스에 대한 교차 보호 가능성을 보여주었습니다[
30].
또 다른 유망한 백신 후보인 HLJ/18-7GD는 돼지에서 완전히 약독화되었습니다. 이 백신 균주는 7개의 유전자가 결실되는 것이 특징입니다. 독성 균주로 변이될 위험이 낮고 돼지의 치명적인 ASFV 챌린지에 대한 강력한 보호를 유도할 수 있습니다[
31]. 특히 "ASFV-G-∆I177L"[
19] 및 "ASFV-G-∆MGF"[
32]는 낮은 백신 유발 바이러스 혈증을 나타내면서 상동 챌린지에 대해 멸균에 가까운 보호를 제공합니다. 이러한 균주는 최근에 상용화되었지만, 백신 접종 후 동물 간 혈청형에서 병원성 회귀가 확인되었기 때문에 USDA로부터 백신 철회 통지를 받았습니다[
33,34].
현재까지 개발된 많은 ASF-LAV 중 ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR에 대한 임상시험은 소수에 불과하다. 특히, ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR의 합리적인 개발은 ASFV-G 게놈에서
I177L 유전자를 삭제하여 얻은 약독화 생백신 후보인 ASFV-G-∆I177L의 개발을 촉진했습니다[
20]. ASFV-G-ΔI177L은 고용량 비경구 접종에서도 안전한 것으로 간주됩니다. 또한, 상대적으로 적은 용량에서도 매우 독성이 강한 부모 변종 ASFV-G에 대해 매우 효과적입니다. 그러나 이 약독화 바이러스는 돼지 대식세포의 1차 배양에서만 복제되기 때문에 상업적인 대량 생산에 어려움이 있습니다. 이 백신 후보 물질은 ASFV-G-∆I177L의 유도체 균주로, PIPEC 돼지 세포주에서 효율적으로 복제되는 LVR이 삭제되었습니다. 또한, ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR은 기존 세포주에서 복제할 수 있도록 합리적으로 설계된 최초의 고효율 ASF 백신 후보물질입니다. 또한 상업 생산에 적합한 것으로 간주됩니다[
20].
이미 임신한 모돈에서 확인된 ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR 백신의 효능과 안전성을 조사하고자 했다(게재 제출). 본 연구에서는 백신 안전성 및 효능을 평가하기 위해 백신 접종 후 상동성 악성 ASFV 필드 균주에 감염된 돼지인 A군과 백신 유전체 검출 및 항체 지속성 분석을 위해 접종 후 56일 동안 사육한 사육 돼지인 B군이라는 두 가지 독립적인 동물실험에서 이 백신의 안전성과 효능을 추가로 평가하였다.
A군에서는 백신을 접종한 돼지에서 완전한 보호가 확인되었으며, 접종 2일째부터 돼지 4마리 중 2마리의 전혈에서 ASF 유전체 복사(p72)가 검출되었습니다. 검출은 14에서 28 dpc까지 일정한 수준(Ct = 2.53 ± 6.46)에서 확인되었습니다. 더욱이 백신군의 ASF p72 검출률은 대조군보다 45% 이상 낮았다. 시간이 지남에 따라 백신 게놈 복제가 줄어들면 결국 바이러스 제거로 이어질 수 있습니다. ASF 백신 바이러스 배출의 관점에서 볼 때, ASFV 유전체는 챌린지 이전 시점(28 dpv)까지 전혈에 비해 직장 및 구강 면봉에서 매우 낮은 수준으로 검출되었으며, 개별 동물 간에 검출이 일관되지 않았습니다. 전반적으로 ASFV 게놈 검출 빈도는 직장강보다 구강에서 더 높았다. 그러나 챌린지 이후 ASFV 게놈은 모든 동물의 직장 및 구강 면봉에서 낮음에서 중간 수준으로 일관되게 검출되었습니다.
부검 결과 백신 접종 후 문제가 발생한 돼지의 장기에서 ASF 병변은 발견되지 않았다. 마찬가지로, 대부분의 장기에서 특이적인 조직병리학적 병변이 관찰되지 않았다. 그러나 주요 관심사는 백신을 접종한 동물에서 백신 바이러스가 배출되는 것과 백신 접종 후 챌린지 바이러스의 배출에 대한 평가입니다. 백신을 접종한 동물의 바이러스 배출은 안전성과 효능 모두에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 백신 접종 후 특정 기간 동안 백신 바이러스와 관련된 ASF
p72 게놈을 검출하면 바이러스 복제를 억제하고 상동 바이러스에 대한 무균 면역 발달을 촉진할 수 있습니다[
16,19].
우리는 어떤 약독화 생백신도 완전히 완벽한 것으로 간주될 수 없다는 것을 인정합니다. 백신 접종 후 바이러스 제거는 백신에 의해 자극된 면역 체계가 신체에서 바이러스를 제거하는 과정을 말합니다. 효과적인 백신은 바이러스를 현저히 줄이고 궁극적으로 박멸할 수 있는 강력한 면역 반응을 유도해야 합니다. 그러나 바이러스 제거율과 효율성은 백신의 유형, 숙주의 건강 상태, 특정 바이러스의 특성을 포함한 여러 요인의 영향을 받습니다. ASF의 경우, 백신 접종이 바이러스 존재 및 탈락을 줄이는 데 미치는 영향을 계속 탐구하기 위한 연구가 진행 중이며, 백신을 접종한 동물에서 효과적인 바이러스 제거를 달성하는 것이 얼마나 복잡한지를 강조하고 있습니다.
백신 접종 후 일정 기간 동안 Ct가 45< 검출 가능한 백신 게놈 사본이 없는 동물은 챌린지 바이러스에 대한 효과적인 방어력을 나타내지 않았고 결과적으로 사망했습니다. 이러한 결과는 이전 연구에서 보고된 결과와 일치합니다[
16,19].
또한, ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR 백신 접종 후 지속적으로 높은 수준의 항체를 검출하는 것은 면역 보호 효과를 평가하는 데 특히 중요합니다. 본 연구에서 백신을 접종한 모든 동물은 시간이 지남에 따라 지속적으로 증가하는 우수한 항체 양성을 보였습니다. 이러한 결과는 백신 접종 후 ASF
p72 게놈 및 항체 수치가 높은 동물이 100% 생존율을 보인다는 것을 보여줍니다.
그룹 B는 ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR 백신 접종 후 국내 돼지의 장기 사육을 위한 임상시험의 일환으로 백신 게놈 및 항체 지속성을 검출했습니다. 백신 접종 4일째에 돼지 4마리 중 3마리에서 낮은 수준의 ASF p72 게놈이 검출되었으며, 시간이 지남에 따라 백신 접종 28일째에 더 많은 게놈 사본이 검출될 수 있었습니다. 그러나 백신 접종 후 약 42일 후에 게놈 복제 수의 점진적인 감소가 관찰되었습니다. 이에 반해 11일째 돼지 4마리 중 2마리에서 백신 항체가 검출되어 항체 양성률 기준인 S/N%가 40<, 24일째부터는 상대적으로 높은 수준의 백신 항체(S/N% = 19.05 ± 4.76)가 검출되었습니다. 백신 접종 후 1개월이 넘은 42일째(S/N% = 7.23 ± 2.25)에도 높은 항체 수치가 유지되었으며, 접종 후 약 2개월이 지난 56일째에도 더 높은 ASF 백신 항체(S/N% = 5.38 ± 2.24)가 관찰되었습니다. 본 연구에서 높은 ASF 백신 항체의 지속성은 고독성 필드 ASFV 균주에 노출되면 적절한 보호를 제공한다는 것을 시사합니다. ASF를 장기간 접종한 그룹에서는 백신 접종 후 14일에서 18일 사이에 돼지 4마리 중 3마리에서 직장과 구강에서 백신 바이러스 흘림이 낮은 수준으로 감지되었습니다. 그 결과, 안락사 시점인 56일째에 단 두 마리의 돼지에서만 구강 내 매우 낮은 수준의 바이러스 흘림이 관찰되었습니다(Ct = 42.7 ± 2.3). 이러한 결과는 ASF-G-ΔI177L/ΔLVR 백신 투여 후 약 2개월 후에 백신 바이러스 배출이 미미하고 유의하게 제한되었음을 나타냅니다. 그러나 실험에 더 많은 동물을 사용할 수 없었고, ABSL-3의 공간 및 시간 제한으로 인해 모두 56일째 되는 날에 안락사되었습니다.
ASF 예방은 전 세계 양돈 산업의 주요 과제입니다. 지난 수십 년 동안의 과학적 발전으로 서브유닛 백신, 불활성화 백신, 다중 유전자 삭제 백신(약독화 생백신), 유전자 및 천연 약독화 백신에 중점을 둔 다양한 백신 개발 전략이 발전할 수 있었습니다. 현재까지 가장 현장에서 사용할 수 있는 백신 후보는 약독화 생백신입니다. 25가지 ASFV 유전자형에 대한 효과적인 예방 또는 치료 전략은 아직 부족하지만, 각 대륙에서 가장 흔한 유전자형인 유전자형 II에 대한 동물 보호에는 상당한 진전이 있었습니다[
35]. 임상시험에서 ASF 약독화 생백신의 효능이 입증되었지만, ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR 백신 후보에 대한 결과는 제한적입니다.
이 연구는 일부 한계가 있었지만 ASFV-G-ΔI177L/ΔLVR 백신은 현재까지 개발된 약독화 생백신 후보 물질과 동일한 수준의 ASFV에 대한 보호를 제공한다고 생각합니다. 앞으로의 과제에는 충분한 양의 사육 돼지에게 백신을 접종하고 백신 항체 수준이 평균 시장 연령의 5-6개월까지 유지되도록 하는 것이 포함됩니다. 또한, 1차 접종 후 백신 항체의 변곡점을 파악하고 이에 대한 이의를 제기하기 위한 향후 연구가 필요합니다. 마지막으로, 추가적인 무균 면역을 입증하기 위해 ASF 표적 조직(표적 장기, 전혈, 구강 면봉 등)에 대한 충분한 분석이 필요합니다.
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코미팜, ASF 백신 후보주 임상 '100% 생존율' 확인
25/02/10 16:54
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25/02/10 15:40
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