인플루엔자 벡터 기반 재조합 다중 면역항원 플랫폼 개발 연구

초록

ㅁ 연구목표 ㅇ 동시감염 제어를 위한 다중면역항원(인플루엔자 벡터/박테리아 유사 구조체기반) 백신 플랫폼 개발 ㅇ 동시감염 최적 동물모델 개발을 위한 선천면역 메커니즘 규명 ㅁ 연구내용 및 결과 ㅇ 동시감염 제어를 위한 다중면역항원 백신 플랫폼 개발 ▸인플루엔자 벡터 기반 다중면역항원 백신 플랫폼 시스템 개발 - 인플루엔자 역유전학법의 원리를 이용하여 벡터 시스템을 구축 - SARS-CoV-2 항원이 발현되는 NS 유전자 클론 9종 제작 - 인플루엔자 벡터 기반 재조합 백신후보주 5종 제작 - 백신생산용 유정란에서의 성장능, 약독화(인터페론 감수성, 동물 모델에서의 병원성) 분석을 통해, 백신후보주로서의 기본 조건 확인 - 면역원성 분석(결합/중화항체가)을 통해, 최적의 면역유도를 위한 조건(접종경로/용량, 면역보조제, prime-boost) 확립 및 최종 백신후보주 1종 선정 - 확립된 최적화 조건에서의 방어능 평가를 통해, 백신후보주 접종만으로 바이러스 폐역가 감소 확인 및 RBD 단백질 boost 전략에 의한 효능 증대 확인 - 인플루엔자 벡터 시스템의 유전학적 안정성 확인(바이러스 본래의 기능에 영향을 주는 유전자 변이 검출되지 않음) ▸박테리아 유사 구조체(BLP) 기반 다중면역항원 백신 플랫폼 개발(포항공대 협업) - 식물 담배로부터 SARS-CoV-2 와 인플루엔자의 고유 구조 단백질을 생산하여, 비활성화된 박테리아에 결합한 BLP 기반 다중면역항원 백신후보주(oneby-one, 한개의 박테리아에 한개의 항원만 결합 형태; 바이러스 항원이 각각 결합된 두개의 BLP를 섞음)를 제작 - 면역원성 분석(결합/중화항체가)을 통해, 최적의 면역유도를 위한 조건(접종경로/용량) 확립 - BLP 자체만으로 면역보조제 역할이 가능함을 확인 - 확립된 최적화 조건에서의 방어능 평가(단일/동시감염)를 통해, 단일감염과 동시감염 모두에서 최소농도(SARS-CoV-2 S 1ug + 인플루엔자 HA 1ug) 만으로도 감염동물 100% 생존율 확인 ㅇ 동시감염 최적 동물모델 개발을 위한 숙주인자 분석 - CRISPR KO 스크리닝과 single cell RNA 유전자 분석을 통해, SARS-CoV-2 감염시 염증성 세포사멸과 관련된 선천면역센서 탐색 및 동정 - 동정된 선천면역센서에 의한 in vivo 생체방어능 및 염증반응 기전 규명 ㅁ 기대효과 및 활용방안 ㅇ 이종 이상의 신·변종 호흡기바이러스 동시감염 대응을 위한 기초자료 및 기술로 활용 가능

ㅇ Development of a multivalent vaccine platform for controlling co-infection ▸Development of influenza virus-vectored multivalent vaccine platform - A novel multivalent vaccine platform has been developed using influenza virus vectors to control co-infections of SARS-CoV-2 and influenza. This platform incorporates nine NS segments with the SARS-CoV-2 RBD domain and has resulted in the generation of five recombinant vaccine candidates. These candidates were evaluated for growth kinetics in embryonated eggs, interferon sensitivity, and pathogenicity in animal models. Optimal immunization conditions, including vaccination routes, doses, and the use of immunoadjuvants, were established through an analysis of binding and neutralizing antibody responses. A single final vaccine candidate was selected based on these parameters. Vaccination with this candidate demonstrated reduced lung viral titers, and efficacy was further enhanced with an RBD protein booster. Additionally, genetic analysis through serial passaging confirmed the genetic stability of the influenza virus-vectored system. ▸Development of bacteria-like particle multivalent vaccine platform (collaboration w/ POSTECH) - A multivalent vaccine platform was also developed using bacterial-like particles. This approach involved conjugating plant-derived SARS-CoV-2 S and influenza HA proteins to inactivated bacterial BLPs, with each particle carrying a single antigen. The mixed BLPs were used to generate vaccine candidates. Immunogenicity analyses, including binding and neutralizing antibody titers, were conducted to optimize immunization parameters such as the route and dose of administration. BLPs proved to be effective adjuvants, providing robust immune responses. Under optimized conditions, the vaccine demonstrated 100% survival rates in both single and co-infection models, even with minimal doses of SARS-CoV-2 S(1 μg) and influenza HA(1 μg). ㅇ Investigation of host factors for developing optimal(susceptivble) animal models for co-infection - Innate immune factors that regulate co-infections of SARS-CoV-2 and influenza virus were identified and characterized. Using CRISPR knockout screening and single-cell RNA sequencing, researchers identified innate immune sensors involved in pyroptosis during SARS-CoV-2 infection. These sensors were further studied to elucidate their protective roles in vivo and to understand the inflammatory pathways they mediate. ※ This can serve as foundational data and technology for addressing co-infections in volving emerging respiratory viruses