전형적 돼지 콜레라 바이러스에 대한 키메릭 백신 항원 document_id A220623066459

전형적 돼지 콜레라(Classic Swine Fever; CSF)는 고도의 감염성 특성 및 세계적인 분포로 알려져 있으며, 돼지에서 가장 중대한 질병으로 간주되고 월드 애니멀 헬스 오가니제이션(World Animal Health Organization)의 신고된 질환 목록에 포함된다. 이러한 질환의 병인 제제인 CSFV은 플라비바리대 과로부터의 페스트바이러스 속의 바이러스이다. 이는 지질 외피, 40 내지 60 nm의 직경 및 육각형 대칭성을 가지며 유전 물질로서 단일 사슬 리보핵산(RNA)을 갖는 바이러스임이 알려져있다(Kummerer et al. (2000). The genetic basis for cytopathogenicity of pestviruses . Vet. Microbiol. 77:117-128; Moenning et al. (2003). Clinical signs and epidemiology of Classical Swine Fever ; a review of new Knowledge. Vet. Journal 165:11-20). CSF는 고도의 전염성 질환으로 이의 급성 형태에서 열, 모세혈관의 변성, 내부 기관의 괴사 및 사망이 존재한다. 열, 운동성 감소 및 식욕부진의 발생하는 첫 번째 임상 신호는 2 내지 6일의 항온 기간 후에 나타나며, 날짜가 지날 때마다 더 나빠지고 체온은 42℃에 이를 수 있다. 또한, 혈액의 8000/mm3보다 적은 백혈구류의 수치를 갖는 백혈구 감소증이 발병한다. 돼지에게 또한 결막염, 변비에 이어 마지막 단계에서 설사, 구토, 운동 공동작용의 감소, 경련 및 근육 부전마비가 나타난다. 복부 전체, 주둥이, 귀 및 다리의 내부 부분을 통해 확산된 붉은 피부색이 분명해진다. 태아 경우의 대부분에서 뇌의 조직병리학은 상당한 혈관신생을 갖는 비 화농성 뇌염을 보인다(Moenning et al. (2002) Clinical Signs and Epidemiology of Classical Swine Fever. A review of new knowledge. Vet. Journal 161:1-10). CSFV는 감염 동안에 면역억제제로서 작용하며(Susa et. Al. (1992) Pathogenesis of Classical Swine Fever: B-lymphocyte deficiency caused by Hog Cholera virus. J. Virol. 66:1171-1175) 중화 항체의 검출은 감염 후 2 및 3주째에 시작된다(Laevens et. Al. (1998). An experimental infection with a classical swine fever virus in weaner pigs. II. The use of serological data to estimate the day of virus introduction in natural outbreaks. Vet. Q. 20: 46-49). 감염의 최종 단계는 순환계 뿐만 아니라 림프 조직에서 림프구 B의 두드러진 감소와 관련된다(Susa et al. (1992). Pathogenesis of Classical Swine Fever: B-lymphocyte deficiency caused hog cholera virus. J. Virol. 66: 1171-1175). 질병에 걸린 돼지 대부분은 감염 후 10 및 20일 사이에 95% 이상의 사망률로 사망한다. CSF에 대한 사후 심사 병변 특성은 주요 기관 시스템에서 점상출혈을 갖는 출혈 소인(hemorrhagic diathesis)에 속한다. 이들은 신장, 방광 및 림프관 신경절에서 일반적이며 이들은 또한 비장, 후두, 점막 및 장막에도 나타날 수 있다(Mouwen et al. (1983) Atlas of Veterinary Pathology, Bunge, Utrecht The Netherlands). 경태반 감염은 CSF의 다른 임상 형태이다; 이러한 경우에서 바이러스는 임신한 암퇘지의 태반을 통해 태아를 감염시킬 수 있다. 이러한 감염의 결과는 유산, 사산, 미이라화, 기형, 약한 돼지의 출생 및 기관 분화의 문제일 수 있다. 감염이 발생한 임신 시간에 따라, CSFV 면역-저항성 새끼가 암퇘지를 통한 감염(수직 감염)의 결과로서 태어날 수 있다. 돼지 새끼는 혈류의 바이러스는 죽을 때까지 감염된 상태 및 혈류내 바이러스 존재를 유지하며, 가축 무리에서 안정된 CSFV 전파 병소를 생성한다(Moenning et al, (2003) Clinical Signs and Epidemiology of Classical Swine Fever: a review of new knowledge. Vet. Journal 165:11-20). CSF에 관련된 사망률은 개발도상국의 경제 및 사회 상황의 손해에 영향을 미치는, 감염된 나라에서의 경제적 문제에 기여한다. 이러한 이유에서, 돼지 고밀도 및 바이러스의 높은 유병률을 갖는 나라에서 백신화에 기초한 제어 프로그램을 공급하는 것이 필수적이 되었다. 돼지 생산이 유럽, 미국 및 캐나다와 같이 정부에 의해 주로 보조되는 선진국에서, 살생처분방식에 의한 박멸 방법이 적용된다. 그러나, 비용이 매우 많이 들고 이러한 나라들에서 여전히 가능한 가축유행병에 감염되기 쉽다. 유럽 연합(EU)은 CSFV가 동물지방병인 동유럽 국가의 비 백신화 정책, 이의 지리학적 접근 및 고밀도의 돼지 집단에 의해 새로운 CSFV 가축유행병의 재-출현의 고위험 지역으로 간주된다. 이러한 지역에서 새로운 가축유행병의 출현에 관련된 문제 중 하나는 CSF가 내피 감염된 야생 수퇘지의 존재이다(Laddomada (2000) Incidence and control of CSF in wild boars in Europe. Vet. Microb, 73:(121-30). 감염 지역으로부터 질병이 없는 지역까지 돼지 수출의 제한 및 전체 전염성 집단의 위생적 희생을 포함하는, 유럽 연합 내부에서 이행된 제어의 만장일치 프로그램에도 불구하고 새로운 가축유행병의 출현이 나타났다(van Oirschot (2003) Vaccinology of Classical Swine Fever: from lab to field. Vet Microbiol, 96:367-384). 그 후에, 감염 및 바이러스 전이에 대해 보호를 보증하는, 초기의 안전한 면역 반응을 유도하는 백신을 개발하려는 필요성이 시급하다. 완전한 바이러스에 기초한 CSFV에 대한 백신이 개발되었다: 크리스탈 바이올렛 또는 포르말린-불활성화 바이러스를 갖는 백신(Biront et al. (1988) Classical swine fever related infections. Liess B.M. Ed. Martinus Nijhoff Publishing, Boston:181-200), 신라크(Sinlak) 균주(Baibikov et al. RU 2182495) 및 and the 라피니지드 차이니즈(Lapinizied Chinese) 균주(Dahle et. Al(1995) Assessment of safety and protective value of a cell culture modified strain C vaccine of hog cholera/classical swine fever virus. Berl-Munch. Tieraztl.Wsch, 108:20-25)와 같은 토끼에서의 이동을 통해 약화되는 바이러스를 갖는 백신 또는 토끼, 기니아피그 및 돼지로부터 유래한 조직 배양에서 약화된 바이러스를 갖는 백신(Kachiku et al. JP 73001484; Terpstra et al. (1990) Development and properties of a cell culture produced for hog cholera based on Chinese strain. Ditsh. Tierarztl.Wsch. 97: 77-79). 이러한 유형의 백신은 감염되기 쉬운 동물에 접종되어 새로운 CSF 발생을 일으키는 활성 바이러스의 절편을 포함하는 가능성에 의해 위험을 구성한다. 게다가, 일부 경우에서 불활성화가 바이러스의 면역원성 특성에 영향을 미치므로 보호성 면역학적 반응을 얻기위해 반복성 면역화가 요구된다. 약화된 독력을 갖는 생 백신의 특정 경우에서, 이들은 부분적 약화 또는 독력 복귀가 일어날 잠재적 위험을 갖는다. 어떤 경우에서 이들은 감염되기 쉬운 동물에게 접종되어 가축 무리에서 감염, 임상 질환 및 CSF의 확산을 일으키는 병원성 바이러스 입자를 생성할 것이다. 이러한 문제점들은 질병이 확산된 고도로 감염되기 쉬우며 감염된 새끼인 태아를 바이러스가 감염시킬 수 있으므로 임신한 암퇘지에서 더 큰 위험성이 있다. C 차이니즈 균주, PAV 20 균주, 티에르발(Thierval) 균주 및 IFFA/A-49 균주와 같은, 약화될 것으로 증명된 CSFV에 기초한 백신이 있다(Bjorlund, H.JV. et. Al (1998) Molecular characterization of the 3'noncoding region of classical swine fever virus vaccine strains. Virus Genes 16: 307-312, Launais et al. (1978) Hog Cholera Virus: Active immunization of piglets with the Thiverval strain in the presence and absence of calostral passive immunity. Vet. Microbiology 3:31-43). 이러한 균주는 이들이 백신화된 동물 및 천연 바이러스로 감염된 동물 사이의 구별을 허용하지 않는 불편함을 가지므로, 질병이 동물지방병인 나라에서만 사용된다. 이러한 균주들로 백신화된 동물은 감염된 동물에서와 같이, 혈청학적 시험에서 동일한 반응을 나타낸다. 약화된 바이러스에 기초한 백신과 함께 발생된 특이 항체 항-CSFV는 CSF에 의한 감염의 진단을 방해한다. 진단은 편도선에서 감염성 바이러스의 면역-검출에 의해 실시되며 백신 바이러스 균주의 증식이 편도선에서 일어난다. 이러한 이유로, 약화된 균주는 박멸 프로그램에 사용하기에 적합하지 않다. 프로인트 아쥬반트로 제형화된, LK-VNIIVVM 균주로의 백신화 및 정제된 균주 시-밍(Shi-Myng)으로의 추가 과-면역화는 다른 실시예이다. 그러나, 40-45개 위치에서의 면역화는 100마리 동물이 매일 백신화시켜야 한다는 백신화 캠페인에는 적합하지 않다(Balashova et al. RU2183972). 전체 바이러스를 포함하는 이러한 백신으로의 면역화는 또한 CSFV에 의해 발생하는 감염 및 소 바이러스성 설사 바이러스(Bovine Viral Diarrhea Virus; 약자로 BVDV) 및 보르더 병 바이러스(Border Disease Virus; 약자로 BDV)와 같은 돼지를 감염시킬 수 있는 페스트바이러스 속의 다른 멤버에 의해 발생하는 감염 중에서 차별적인 진단을 방해한다(Dahle et al. (1991) Clinical Post Mortem and Virological Findings after Simultaneous Inoculation of Pigs with Hog Cholera and BVD Virus. J. Med. Vet. 38: 764-772). 전체 바이러스에 기초한 백신의 불편함을 피하기 위해, 서브유닛 상에 기초한 변이체로서 또는 재조합 방식으로 수득된 바이러스성 단백질로 완전히 무해한 백신을 사용하는 것이 적합하다. 이러한 변이체는 바이러스 균주의 재도입으로부터 가축무리를 보호할 수 있고 또한 단순한 혈청학적 방법으로 백신화 동물 및 감염된 동물 사이의 구별을 허용한다. 이러한 센스에서, 바이러스 서브유닛에 기초한 백신이 개발되었다. 바이러스 외피의 E2 당단백질(Bourna et al. (2000) Duration of the onset of the herd immunity induced by E2 subunit vaccine against classical Swine Fever virus. Vaccine 18: 1374-1381)과 같은 바이러스 단백질을 포함하는 백신이 안전한데, 이는 이들의 사용이 독력의 복귀의 어떠한 위험성도 포함하지 않고 진단도 방해하지 않기 때문이다. 이러한 백신은 발생한 항원이 바이러스 세그먼트에 대해서만 반응성이므로 감염된 동물 및 백신화 동물 사이의 구별을 가능하게 한다. 그래서, 이들은 CSF 박멸 프로그램에 사용하기 좋다. 원핵생물에서 E2 단백질을 발현하는 여러 재조합 백신 및 이러한 단백질의 합성 펩티드에 기초한 백신이 개발되었다(Chen et al. WO 200232453). 이러한 경우에서 단백질은 글리코실화되지 않았으므로 이의 면역원성 및 보호 능력이 영향을 받지 않는다. 다른 백신 후보제는 돼지 가성광견병 바이러스(Peeters et al. (1997). Biologically safe, non-transmissible pseudorabies virus vector vaccine protects pigs against both Aujeszky's disease and classical swine fever. J. Gen. Virol. 78: 3311-3315), 천연두 돼지 바이러스(Gibbs et al. US62117882) 및 돼지 아데노바이러스(Nagy et al. WO200183737)와 같은 원핵생물 세포에서 E2의 이종성 유전자의 발현을 위한 바이러스 벡터를 사용한다. 이러한 경우에서, 야생형 바이러스로의 바이러스 감염은 같은 혈청형의 바이러스 벡터에 대항하는 중화 항체를 생산한다. 그러므로, CSFV에 대한 면역 반응의 유도가 영향을 받는다. 또한, 돼지 가성광견병 바이러스 상 및 돼지 천연두 바이러스에 기초한 바이러스 벡터는 제어성 문제 때문에 이러한 바이러스로부터 자유로운 선고된 나라에 적용될 수 없다. 또한, 백신 바이러스가 벡터로서 사용되나 세계 보건 기구로부터의 규정이 이의 사용을 저지한다(Meyeers et al. EP 1087014). 근세포 및 골세포에서 E2 단백질의 발현을 위한 나출 디옥시리보핵산(desoxyribonucleic acid; DNA)에 기초한 백신은 나출 DNA로의 트랜스펙션이 매우 비효율적이므로 더 높은 농도의 DNA가 반응을 유도하기 위해 요구되므로 불편하다. 이 백신은 이의 적용을 저지하는 강한 규정성 제어에 따른다(Audonnet et al. WO 20152888). 바쿨로바이러스에 의해 매개되는 곤충 세포 발현 시스템에서 항원으로서 E2-CSFV의 생산은 가능한 대안을 야기한다(Van-Rjin et al. (1999). An experimental marker vaccine and accompanying serological diagnostic test both based on enveloped glycoprotein E2 of classical swine fever virus. Vaccine, 17: 433-440; Kretzdorn et al. US 20040028701). 이 시스템에서 재조합체 E2는 비글리코실화 동형에 대한 이의 면역원성을 증가시키는, 당단백질로서 생성된다. 바콜루바이러스가 추가로 불활성화되고 돼지에서 병원성 효과는 없었다. 그러나, 감염에 대한 효과적인 보호는 백신화 후 3주 후에 유도되며 자궁내 감염에 대해 완전한 보호를 나타낸다. 그러므로, CSF 보호에서 중요한 문제점은 백신화 및 감염된 동물 중에서 구별되는 진단을 허용하는 서브유닛 재조합체 백신이 없어 임신한 암퇘지로부터 그의 새끼로 경태반 전이를 차단하는 백신화 후에 이른 보호를 생성할 수 없다는 것이다.