208

2016. 5

알아봅시다

국내 돼지열병 백신은 유일하게 40년 동안 생독백

신(LOM주)을사용하고있다. 그러나돼지열병

항체가 음성인임신모돈에서유사산과관련된부작용 및 면

역결핍 돼지에서의병원성관련논란 등으로교체할시기가

되었다는 목소리가 전부터 언급되고 있다. LOM 백신에 대

한 대안으로 돼지열병 생마커백신이 효능 및 효과 면에서

LOM주와 같고 안전성이 더 우수하며 감별마커가 혼입되어

있는 관계로백신주와야외주감별진단이가능한 장점을 가

지고있다. 또한그린마커돼지열병백신은식물에서돼지열

병바이러스의 E2 유전자만을 삽입하여 발현시킨 백신으로

서 야외주와의 감별도 가능하여 차세대 백신이라 불리우고

있다. 최근이러한형태의식물백신이부상하고있는데유전

자조작기술을이용하여식물에유용한유전형질을삽입시키

고 발현함으로써 대량으로 생산하여 백신으로 사용하는 것

이다. 즉식물발현백신은바이러스나세균등질병을일으키

는병원체를직접사용하지않고방어에필요한항원내의일

부유전자만을이용하여생산한항원으로만든유전자재조합

백신이다. 따라서병원체를이용한백신에비해병원성에대

한염려가없고, 다른질병과의상호관련성으로인한부작용

을 줄일 수 있다는 점에서 주목을 받아오고 있다. 또한 배양

조건이 까다롭지 않아 쉽게 배양하며 경제적인 면에서 우수

한백신이라고평가되고있으나아직도해결해야될점이많

차세대 그린마커 돼지열병

백신 개발 어디까지 왔나?

안동준 연구관

농림축산검역본부

구제역백신연구센터

2092016. 5

● 차세대 그린마커 돼지열병 백신 개발 어디까지 왔나?

은것은사실이다. 그래서식물발현백신의연구동향및돼지열병 E2 단백질을

이용한그린마커백신의개발이어디까지진행되었는지를알아보고자한다.

1. 식물백신의 세계적인 연구동향

재조합기술을이용한백신생산기반은미생물, 효모, 곤충세포, 동물세포,

식물세포, 형질전환 동물, 형질전환 식물 등을 대상으로 다양하게 연구되고

있다. 이중식물을이용한백신생산기법은 2009년신종플루가발생하였을

때백신이부족하여전세계적으로큰혼란을겪으면서유정란을이용하는방

법에 비해 단시간에 대량 생산이 가능하다는 점에서 크게 관심을 받은 바 있

다. 이를 검증하기 위하여 2010년 미국 국방부 산하 국방고등기획청

(DARPA：Defense Advanced Research Projects Agency)에서 440억원

($40M)을 투자하여 최종 담뱃잎에서 신종플루 백신을 한 달 동안 1억 도스

(dose)를 생산하는 식물백신 생산기술을 개발하였다. 또한 최근 일본 미쯔비

시타나베사가인수한캐나다의메디카고에서는담뱃잎에서생산된조류독감

과 계절성 인플루엔자, 그리고 팬데믹인플루엔자 식물백신을 대상으로 임상

을 진행하고 있다. 이중 팬데믹인플루엔자 백신의 경우 응급상황에서 조건부

사용허가를받았다고알려져있다. 그외에도사람을대상으로 C형간염, 에

이즈 등에 대한 식물백신의 임상이 진행된 바 있고 자궁경부암, A형 간염 등

광범위하게연구가진행중이다.

2. 가축 및 인수공통질병에서의 식물백신 연구동향

2006년 미국 농무부로부터 정식 허가를 받은 뉴캐슬병 백신은 담배 유래

세포배양법으로뉴캐슬(ND) 백신을생산하였는데시장에성공적으로출시되

지는 못하였다. 하지만 최근 다시 원헬스(One-Health) 개념이 도입되면서

동물백신 분야에서도 질병 전파를 효과적으로 방지하면서 효과가 좋은 식물

백신 개발이 활발한 편이다. 유럽을 중심으로 블루텅병 식물백신이 임상을

진행하였고 광견병, 돼지열병, 구제역, 조류독감 등에 대한 식물백신 연구는

활발히진행되고있는실정이다. 또한 2015년 12월에WHO(세계보건기구)가

새롭게지정한고위험군감염질환중에서특히인수공통질병인크리민콩고출

210 2016. 5

알아봅시다

혈열, 리프트밸리열바이러스 등에 관한 백신을 식물에서 생산하려는 연구가

활발하게진행중이다.

3. 식물 발현 치료항체 연구동향

한편 예방백신은 아니지만 바이러스에 대한 치료항체를 식물에서 생산하

는사례는 2014년에볼라팬데믹사태때미국의사를치료했다고알려진지

맵 역시 식물에서 생산되는 치료백신이라고 할 수 있다. 지맵은 현재 아프리

카에서 효능·효과를 확인하기 위한 임상시험이 진행되고 있다. 또한 광견병

과 에이즈에 대한 치료항체를 식물로부터

생산하는연구는꾸준히진행되고있다.

4. 국내식물발현돼지열병백신

(그린마커 백신)의 연구성과

담배(Nicotiana benthamiana)를 이용

한 식물백신의 경우 이미 사람을 대상으로

많은 임상시험을 수행한 사례들이 있어 안

전성은 확보되었다고 판단이 된다. 그러므(그림 1) 식물백신에대한일반적인모식도

(그림 2) 식물백신개발및생산과정전반에관한흐름도

식물백신 개발 및 생산과정

식물백신이란?

식물백신항원유전자도입

형질전환잎, 줄기역분화

백신생산확인검증

백신생산용식물선별

백신생산용식물대량수경재배 식물이용백신추출 식물백신분리정제 식물백신원료항원

2112016. 5

● 차세대 그린마커 돼지열병 백신 개발 어디까지 왔나?

로 담배식물을 이용한 기술로 (그림 1)과 같이 돼지열병, 광견병, 구제역, 써

코바이러스의 중요 유전자를 삽입하여 발현하였으나 돼지열병의 E2 유전자

만발현이잘되는것으로확인이되었다.

식물에서 발현된 돼지열병 E2 단백질을 정제하여 두당 10ug, 25ug,

50ug, 100ug으로어주번트(항원보강제) IMS1313과 1:1로혼합하여항체음

성인 자돈에 접종한 결과 2회 접종을 수행해야 확실하게 중화항체가가 양성

으로 상승하는 것을 확인하였다. 또한 돼지열병 야외주로 공격접종 시 항원

량이 50ug 이하로접종한돼지에서는돼지열병의특징적인임상증상들이보

여충분한방어를위해서는식물백신의항원함량이 100ug 이상은되어야하

는 것으로 조사되었다. 또한 두 번째 실험에서는 야외에서 돼지

열병이 발생 시 식물백신을 긴급 방역용으로 1회만 접종하여 방

어될수있을지에대하여돼지열병항체음성돼지들에게항원량

100ug으로 1회접종하였다. 그리고돼지열병야외바이러스로공

격접종을 일자별로 7일, 10일, 14일에 수행하였다. 그 결과 1회

접종하고 14일째가 되어야 야외주로부터 방어가 충분히 가능한

것을 확인할 수 있었는데, 이는 식물백신 접종 후 항체가가 형성

되기 시작해야 야외주로부터 충분한 방어가 가능한 것으로 보인

다. 최종결론적으로충분한방어능형성을위해서는 2회접종이

수행되어야 하며, 긴급 방역용으로 1회 접종 시에는 접종 후 최

소 10일이상이되어야야외주로부터방어가가능할것으로사료

된다. 과거 유전자재조합백신인 돼지열병 E2 마커백신이 갖고

있는두가지문제점때문에허가는되었으나정책적으로사용되지못하고있

다. 두 가지 문제는 임신모돈에서의 수직감염을 방어할 수 있느냐는 것이고,

또한가지는단가적인면을어떻게극복할수있느냐하는문제이다. 이러한

문제점들을 식물백신에서도 고민해야 할 것이고 수직감염의 방어력은 모돈

실험을 통하여 입증되어야 할 사항이다. 그러므로 수의분야에서 선두적인 역

할을 하는 식물백신인 그린마커 돼지열병 백신도 가야 할 길이 아직도 많은

것같다.

【상기 원고에 대한 궁금한 사항은 필자에게 문의바랍니다.

☎ 필자 연락처：054-912-0908】

최종결론적으로

충분한방어능

형성을위해서는

2회접종이

수행되어야하며,

긴급방역용으로

1회접종시에는

접종후최소 10일

이상이되어야

야외주로부터

방어가가능할

것으로사료된다.