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유전자백신 #
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Biology

유전자 백신이란? #

유전자 백신은 기존의 생백신, 약독화 백신(live/attenuated vaccine) 또는 백신이 병원균 그 자체나 병원균의 일부 구성 단백질을 면역 접종에 사용하는 것과는 달리, 이들 유전자(gene)를 백신으로 사용한다. 유전자 백신은 병원균 자체를 사용하는 것이 아니므로 기존의 생백신이나 약독화 백신보다 상대적으로 안전하며 세포성 면역 반응과 하에 반응을 모두 잘 유도하기에 다양한 병원균의 예방 및 치료에 더 효과적일 것으로 기대된다.

유전자 백신의 종류 #

유전자 백신은 유전자를 전달하는 방법에 따라 DNA 백신, 재조합 viral vector 백신, 약독화 박테리아 백신 등으로 구분할 수 있다.

DNA 백신 #

DNA 백신은 유전자를 전달하기 위해 plasmid DNA를 사용하는 방법이다. 이 플라스미드 DNA는 유전자를 발현하기 위한 여러 가지 유전 요소들을 가지고 있어, 세포 내에 들어가면 삽입되어 있는 유전자로부터 항원을 발현하게 된다. 플라스미드 DNA 내의 CpG motif가 Toll-like receptor를 통하여 면역 체계에 danger signal을 주고, 이로 인해 면역체계는 DNA 백신에 의해 발현된 항원에 대해 면역 반응을 유도하게 된다. 최근의 발달된 유전자 재조합 기술로 원하는 병원균에 대한 DNA 백신을 비교적 손쉽게 제작할 수 있고, 또한 여러 항원에 대한 DNA 백신을 단순히 섞어서 면역 접종하거나 하나의 plasmid에 여러 항원의 유전자를 fusion 형태로 만들어 삽입할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 DNA 백신은 기존의 약독화 백신과 비교하여 사람을 포함한 영장류에서 상대적으로 낮은 면역 반응을 유도하는 것을 알려져 있다.

재조합 viral vector 백신 #

바이러스는 스스로가 세포 내에 들어갈 수 있는 능력을 가지고 있기 때문에 유전자를 전달하는 매개체로 적합하다. 이러한 이유로 사람에게서 병원성이 약하거나 없는 바이러스들을 유전자를 전달하는 vector로 개발하려는 많은 노력들이 있고, 재조합 viral vector 백신은 viral vector 백신 자체가 면역원성을 가지고 우리 몸에 danger signal을 줌으로써 재조합 viral vector에 의해 전달되는 유전자에 대해 생백신, 약독화백신과 비슷한 정도의 높은 면역 반응을 유도할 수 있다.

약독화 박테리아 백신 #

약독화 박테리아 백신은 항원을 발현하는 유전자를 가진 DNA 백신을 전달하는 매개체로 작용하게 된다. 주로 사람의 장내에 감염하는 Salmonella 또는 Shigella를 이용하여 점막 면역 반응의 유도에 중점을 두게 된다. 이 경우 이들 박테리아가 유전자를 전달하는 매개체로서의 역할만을 하고 사람에서 질병을 일으키는 것을 막기 위해 약독화된 형태의 박테리아를 사용하게 된다. 그러나 약독화 박테리아 백신을 사용하는 데 있어 문제점은 이들 박테리아가 다시 병원성을 가진 형태로 전환될 가능성을 완전히 배제할 수 없다는 점과 이전의 감염에 의해 이미 이들 박테리아에 대해 형성된 면역 반응들이 면역 접종을 방해할 수도 있다는 점이다.

혼합 백신 #

최근 가장 관심을 받는 면역 접종 방법은 서로 다른 형태의 면역 접종 방법을 사용하여 priming과 biosting을 수행하는 heterologous prime-boost 방법이다. DNA 백신을 제외한 다른 형태의 유전자 백신의 경우 반복 접종(boosting)을 수행할 때, 첫 면역 접종(priming) 시에 생성된 유전자 전달 매개체에 대한 면역 반응이 항원 유전자의 전달을 방해하고 그 결과로 항원 특이적인 면역 반응(특히 세포성 면역 반응의 경우)의 증폭도 잘 이루어지지 않는다. 이런 문제점을 해결하고 항원 특이적인 면역 반응을 선택적으로 증폭할 방법이 서로 다른 백신 방법을 이용한 prime-boost 방법이다. 그중에서도 DNA 백신으로 priming을 하고 재조합 viral vector 백신으로 boosting 해주면 두 유전자 백신 효능의 단순 합보다 훨씬 증가된 synergistic한 효과를 보이는 경우가 많이 있어, 여러 가지 질병에 대한 예방 및 치료용 백신 개발에 가장 가능성이 큰 방법으로 주목을 받고 있다.

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