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25 새로운 치료제: DNA 치료백신(VGX-6150) 부산대학교 의과대학 내과학교실 Deoxyribonucleic acid (DNA) vaccines can be used for both preventative and therapeutic purposes. DNA vaccine consists of DNA plasmids that encode antigenic proteins, which when expressed, induces antigen- specific immune responses in the host. By entering the host’s cells through a process called electroporation, DNA vaccines induce the host’s cellular machinery to transcribe and translate the plasmid, generating cellular and humoral immune responses. VGX-6150 is one of therapeutic DNA vaccines, tried for chronic hepatitis C, and consists of three plasmid DNAs and an adjuvant plasmid expressing IL-28B. The three plasmid DNAs are designed to induce immune responses to the unstructured proteins (antigens) of hepatitis C virus: NS3, NS4A, NS4B and NS5A. The candidate substance of DNA vaccine for hepatitis C is delivered via the Cellectra® electroporation delivery device. The phase I study is now ongoing. Keywords: DNA vaccines; Therapeutic use; Chronic hepatitis C 초기 백신제재는 병원균을 화학약품 처리하여 균을 사멸시킨 사균백신이나 독소를 제거하여 약독화 생균백신이 주로 사용되었으며, 항원 단백질을 분리 정제한 아단위(subunit) 백신 등도 상용화되었다. 자생물학의 발전으로 연구자들은 다양한 생명공학 접근방법으로 새로운 개념의 백신개발을 진행하고 있다. 면역반응을 일으키는 단백질/펩타이드 항원을 코딩하는 유전자 및 조절유전자들이 포함된 플라스 미드를 적절한 숙주 시스템에서 생산 될 수 있도록 디자인된 정제된 플라스미드 데옥시리보 핵산(核酸, Deoxyribonucleic acid, DNA)을 이용한 DNA 백신이 연구개발되어 다양한 감염성 질환을 대상으로 임상 시도되고 있다. DNA 백신은 면역반응 유도에 필요한 항원 전체를 유전자 형태로 이용할 수 있어 광범위한 면역반응 을 유도할 수 있고, 여러 항원을 하나의 플라스미드 DNA에 삽입이 가능하여 항원 디자인 및 제작이 용 이하고, 대장균을 숙주세포로 이용하여 쉽게 대량생산이 가능하며, 플라스미드 DNA가 매우 안정한 고 분자 물질이므로 타 백신에 비해 실온에서도 장기간 보관이 가능한 특징을 가지고 있어 많은 제약회사 에서 DNA 백신을 연구, 개발하고 있다. 사균백신, 약독화 생균백신 등 기존 백신은 보관, 관리가 어려울

새로운 치료제: DNA 치료백신(VGX-6150)허 정 새로운 치료제: DNA 치료백신(VGX-6150) 27 Table 2. 2세대 DNA 백신의 개선점 항 목 개 선 점 항원 유전자

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25

새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

부산대학교 의과대학 내과학교실

허 정

Deoxyribonucleic acid (DNA) vaccines can be used for both preventative and therapeutic purposes DNA

vaccine consists of DNA plasmids that encode antigenic proteins which when expressed induces antigen-

specific immune responses in the host By entering the hostrsquos cells through a process called electroporation

DNA vaccines induce the hostrsquos cellular machinery to transcribe and translate the plasmid generating cellular

and humoral immune responses VGX-6150 is one of therapeutic DNA vaccines tried for chronic hepatitis C

and consists of three plasmid DNAs and an adjuvant plasmid expressing IL-28B The three plasmid DNAs are

designed to induce immune responses to the unstructured proteins (antigens) of hepatitis C virus NS3 NS4A

NS4B and NS5A The candidate substance of DNA vaccine for hepatitis C is delivered via the Cellectrareg electroporation delivery device The phase I study is now ongoing

Keywords DNA vaccines Therapeutic use Chronic hepatitis C

서 론

초기 백신제재는 병원균을 화학약품 처리하여 균을 사멸시킨 사균백신이나 독소를 제거하여 약독화

생균백신이 주로 사용되었으며 항원 단백질을 분리 정제한 아단위(subunit) 백신 등도 상용화되었다 분

자생물학의 발전으로 연구자들은 다양한 생명공학 접근방법으로 새로운 개념의 백신개발을 진행하고

있다 면역반응을 일으키는 단백질펩타이드 항원을 코딩하는 유전자 및 조절유전자들이 포함된 플라스

미드를 적절한 숙주 시스템에서 생산 될 수 있도록 디자인된 정제된 플라스미드 데옥시리보 핵산(核酸

Deoxyribonucleic acid DNA)을 이용한 DNA 백신이 연구개발되어 다양한 감염성 질환을 대상으로 임상

시도되고 있다

DNA 백신은 면역반응 유도에 필요한 항원 전체를 유전자 형태로 이용할 수 있어 광범위한 면역반응

을 유도할 수 있고 여러 항원을 하나의 플라스미드 DNA에 삽입이 가능하여 항원 디자인 및 제작이 용

이하고 대장균을 숙주세포로 이용하여 쉽게 대량생산이 가능하며 플라스미드 DNA가 매우 안정한 고

분자 물질이므로 타 백신에 비해 실온에서도 장기간 보관이 가능한 특징을 가지고 있어 많은 제약회사

에서 DNA 백신을 연구 개발하고 있다 사균백신 약독화 생균백신 등 기존 백신은 보관 관리가 어려울

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

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Table 1 기존 백신과 DNA 백신의 비교

항목 기존 백신 DNA 백신

안전성 감염성 병원체 약독화 또는 사멸상태 감염성 병원체의 항원 유전자 이용

고감염성병원성 질환에서 안전성 문제점 항상 존재

인간 면역결핍바이러스 판데믹 인플루엔자 말라리아 등 고감염성 질환에 대한 병원성 우려없이 안전한 백신 개발

면역반응기전백신종류

주로 항체 형성에 의한 면역반응 유도 예방용 백신

항체형성 및 T세포에 의한 면역반응 유도로 예방과 치료효과

생산보관 반드시 냉장보관 상온 장기보관

장기간(6개월) 제조기간 필요 단기간(1개월) 제조

대상 적응증 주로 감염성질환에 대한 예방 감염성질환 및 암자가면역 질환을 대상으로 예방 및 치료

Figure 1 The mechanism of DNA vaccine2

뿐만 아니라 생균백신은 투여 후 체내에서 증식하거나 발열 쇼크 등 심한 부작용을 유발할 가능성이

있다(Table 1)1

DNA 백신의 작용기전

유전자 발현용 DNA 백신은 병원균 감염으로 유발되는 질병을 예방 치료하기 위해 면역반응을 유도

하는 항원을 코딩하는 유전자를 포함한 정제된 플라스미드 DNA라는 운반체에 삽입하여 생체 내에 주입

하고 숙주 시스템에서 전사 및 번역 과정을 통하여 단백질펩타이드 형태로 발현된 항원이 세포성 및

체액성 면역반응을 동시에 유도되는 기전을 가지는 차세대 백신 플랫폼 중 하나이다 DNA 백신에 사용

되는 플라스미드는 동물세포 내에서 항원 단백질을 강하게 발현할 수 있는 프로모터 서열을 가지고 있

으며 박테리아에서 대량으로 플라스미드를 증폭시키기 위해 동물세포와 박테리아에서 모두 적용

가능한 셔틀벡터를 사용한다 박테리아에

서 대량 증폭된 플라스미드 DNA는 분리정

제를 거친 다음 보통 생체 근육세포에 투여

하여 근육세포 내로 주입된 DNA 백신은 세

포핵 내에서 전사된 다음 세포질에서 번역

되어 목적하는 항원 단백질펩타이드를 발

현하게 한다 근육세포 내에서 발현된 항원

단백질펩타이드이 세포질 내 프로테아좀(pro-

teasome)에서 작은 펩타이드로 분해되면 골

지체에서 주조직 적합성 복합체(major histo-

compatibility complex MHC) 클래스 I분자와

결합하여 세포표면에 제시되고 이를 CD8+

세포독성 T세포가 인지하여 세포성 면역을

유도하게 된다 생체 내에서 발현된 항원 단

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

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Table 2 2세대 DNA 백신의 개선점

항 목 개 선 점

항원 유전자 983791유전자 최적화(공통 염기서열화 코돈 최적화 등)983791강력한 프로모터 개발983791항원의 고발현 유도인자 삽입

면역원성 증진 전기천공 전달 및 면역증강제 (Adjuvant) 도입

체내 전달법 개선 983791물리적 방법 - electroporation (100배 이의 세포 내 전달율 증가) gene gun983791화학적 방법 - 고분자 리포솜

백질이 체내 항원제시 세포인 B세포나 대식세포(macrophage)내로 포획되면 세포 내 라이소좀에서 MHC

클래스 II 분자와 결합하여 세포표면에 제시되고 이를 CD4+ 도움 T세포가 인지하여 체액성 면역반응이

활성화되게 된다 또한 항원 단백질을 인지한 B세포는 활성화되어 항원 특이항체를 생산하기 시작한다

(Figure 1)2

DNA 백신의 개발현황

생체 내로 침입한 병원균을 효과적으로 제거하기 위해서는 체액성 면역반응과 세포성 면역반응이 같

이 유도되는 것이 이상적이다 DNA 백신은 세포성 면역반응 유도능이 비교적 높은 것으로 인식되고 있

으나 체액성 면역반응 유도기작도 가지고 있어 인간 면역결핍바이러스(human immunodeficiency virus

HIV) B형간염바이러스(hepatitis B virus HBV) 중증급성호흡기증후군(severe acute respiratory syndrome

SARS) 바이러스 코로나 바이러스 인플루엔자 바이러스 인간 유두종 바이러스(human papillomavirus

HPV)와 같은 바이러스성 감염질환을 포함하는 다양한 질병의 예방백신 또는 세포성 면역증강에 의한

치료백신으로 연구개발이 진행되었어나 DNA 백신은 1990년대 다수 임상연구에서 효과적인 면역반응

유도를 보여주지 못하여 지난 10여 년간 부가요법으로만 이용되는 침체기를 보냈어나 2000년대 초반

전기천공이라는 매우 안전하고 고효율의 체내전달법의 개발로 재도약을 하게 되었고 전기천공법(electro-

poration)을 이용한 다수의 임상에서 매우 우수한 면역반응 유도능력을 보여주고 있다 최근에는 전기천

공 뿐만 아니라 면역증강제 추가 및 항원 유전자 발현 최적화 전략도 포함된 2세대 DNA 백신의 임상개

발이 활발히 진행 중이다(Table 2)

최초로 상용화된 DNA 백신은 2005년 미국에서 다국적 제약회사인 Wyeth사가 동물용 DNA 백신인

West Nile-Innovator DNA을 승인받았다 West Nile-Innovator DNA 백신은 웨스트 나일 바이러스(West

Nile virus) 감염에 의한 말의 치사를 예방하기 위한 최초 상용제품이다 이외에도 Novartis사의 생선(fish)

백신 Merial사의 개 흑색종 백신 VGX사의 GHRH DNA 치료제 세 가지가 동물용 DNA 백신으로 상용화

되었다

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

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만성 C형간염 치료에서 DNA 백신

DNA 치료백신을 이용하여 C형간염바이러스(hepatitis C virus HCV) 감염을 면역학적 방법으로 치료

하고자 하는 접근방법으로 HCV 항원에 기반을 둔 광범위하고 강력한 T세포 면역반응을 유도한다 HCV

특이적 면역반응은 항원특이적 T세포 면역반응 뿐만 아니라 항체형성도 포함된다3 최근 만성 C형간염

치료제의 한 분야인 치료백신은 체내 C형간염바이러스에 대한 세포성 면역 반응을 유도하여 바이러스

에 감염된 간세포를 억제하거나 제거하는 원리를 이용한다

C형간염바이러스에 감염된 후 급성간염에서 회복된 환자의 면역학적 특징을 분석해 보면 바이러스

항원특이 T세포 면역반응이 CD4+ T세포와 CD8+ T세포에 동시에 유도되고 지속됨을 확인할 수 있다

이에 비해 만성간염 환자의 경우에는 CD8+ T세포는 유도되었으나 지속적이지 못하였고 CD4+ T세포

의 경우에는 감염초기에 유도된 후 사라지는 경향을 보였다 만성 C형간염의 효율적인 치료를 위해서는

급성 간염 후 치유된 환자와 같이 바이러스 특이 T세포 면역반응을 광범위하고 지속적으로 유지시킬

수 있는 면역치료법의 개발이 필요하다 강력하고 다기능 지속적인 CD8+ T세포 뿐만 아니라 지속적인

CD4+ T세포 유도가 필요하며 기억 T세포를 유도하여 바이러스 재감염을 대비하여야 한다 최근 신개념

백신으로 HCV 항원에 대한 세포성 면역반응을 유도하여 T세포에 의한 면역치료를 가능하게 하는 치료

백신의 임상개발이 꾸준히 추진되고 있지만 DNA 백신만큼 다양한 효과를 제공하고 있는 백신 제형은

많지 않다

만성 C형간염 면역치료제 개발 현황

지난 10년간 다양한 HCV 치료백신이 마우스와 원숭이에서 평가되었고 그 중 일부가 임상연구에 진

입하였다 임상연구의 대부분은 HCV 감염환자를 대상으로 치료백신의 효능을 평가하였지만 일부는 건

강한 피험자를 대상으로 예방백신으로도 평가되었다 HCV 치료백신 개발에서 적절한 바이러스 항원 선

정이 매우 중요하다 바이러스 항원은 세포 내 감염에 매우 중요한 역할을 하므로 예방백신의 주요 목표

가 된다 하지만 HCV는 변이가 매우 잘 일어나 동일한 바이러스 아종에만 효과가 있다는 단점이 있어

다른 치료법과 병용이 필요할 수 있다 HCV 항원 중 코어(core) 부위는 T세포 치료백신의 주요 목표로

다양한 종류의 바이러스에도 변이가 심하지 않고 비교적 잘 보존되어 있다 하지만 HCV 코어항원은 선

천적 면역과 적응성 면역을 동시에 일으켜 상호 간섭현상을 보여 바이러스 복제를 억제할 수 없다는 한

계를 가지고 있다 이와 같은 연구결과로 HCV 치료백신 개발은 NS 항원을 대상으로 활발히 개발되고

있다 NS 항원은 외피항원보다 변이가 덜하고 매우 다양한 CD4+ CD8+ T세포 항원결정기를 가지고 있

다 현재 HCV 치료백신은 재조합 단백질 백신 펩타이드 백신 DNA 백신 바이러스 벡터 백신의 형태로

임상개발이 진행 중이다(Table 3)4

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

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Table 3 만성 C형 간염 치료백신 개발 현황4

백신 종류 명 칭 (개발사) 제품의 특성 임상 단계 대상 피험자 결과 요약

DNA 백신

CIGB-230(Montreal 대학)

Plasmid coreE1E2 + Recombinant core

protein

임상 1상(2009)

제 1 유전자형 표준치료법

무반응자 15명

내약성 있음바이러스 제거되지 않음약한 특이적 T세포 반응 확인 (11명)약한 체액성 면역반응 확인 (6명)

ChronVac-C(Tripep)

Plasmid NS34A + Electroporation

임상11a상(2009)

제 1 유전자형 표준치료법

무경험자 12명

내약성 있음고용량 투여군 6명 중 4명의 피험자에서 바이러스 감소 확인 3명의 피험자에서 05 log 이상의 T세포 반응 확인)

재조합 단백질

항원 이용 백신

HCV E1 + alum adjuvant

(InnogeneticsGenImmune)

HCV E1 + alum adjuvant

임상 1상(2003)

건강한 피험자 12명 + HCV

감염후 표준치료제

무경험자 34명

내약성 있음바이러스 수준 변화없음50명의 피험자에서 T세포 반응 확인체액성 면역반응 증가 확인 (ALT 간조직 검사)

GI5005(Globeimmune)

recombinant yeasttransfected with

HCV NS3fusion protein

임상 2상 (2009)

제 1 유전자형 표준치료법 무경험자 및

무반응자 66명

백신과 표준치료 병용에 대한 17의 지속적 바이러스 반응(SVR) 확인

ISCOMATRIX(CSL Ltd)

HCV core protein임상 12a상

(2009)건강한 피험자

30명

내약성 있음부분적으로 약한 홍조 반응 보임전체 피험자에서 항체반응 확인

펩타이드 항원 백신

IC41 (Intercell AG)

five peptides from core NS3 and NS4

+ poly-l-arginine adjuvant

임상 2상(2008)

HCV 감염후 표준치료제

무반응자 (HLA A2) 60명

내약성 있음 67의 T세포 반응 확인3명의 피험자에서 일시적인 HCV RNA 감소 확인

C35-44(Kurume 대학)

Peptide derived from core protein

임상 1상 (2009)

만성 HCV 감염자 26명 (표준치료제

무반응자 23명 무경험자 3명)

내약성 있음25명의 피험자 중 15명에서 반응 확인 및 2명에서 HCV RNA 감소 확인

(Kurume 대학)

Personalized peptide approach CD8+ A24 peptides + Freundrsquos

adjuvant

임상 1상(2007)

제 1b 유전자형 표준치료제

무반응자 12명

내약성 확인 펩타이드 특이적 T세포 반응 확인 5명의 피험자에서 ALT 감소 및 3명의 피험자에서 HCV RNA 감소 확인

(Burnet Institute+CSL Ltd)

Autologous dendritic cell delivered HLA

A2 epitopes

임상 1상(2010)

HCV 감염후 표준치료제 무반응자 6명

내약성 있음일시적인 T세포 반응 확인

바이러스 이용 유전자

항원 백신

TG4040(Transgene)

MVA vector expressing NS345B

proteins

임상 1상(2009)

HCV 감염환자 15명

15명의 피험자 중 6명에서 T세포 반응에 의한 바이러스 감소 확인

Adenovirus vector (Ad6 and AdCh3)

expressing NS3proteins

(OkairosOxford 대학)

Adenovirus vector (Ad6 and AdCh3)expressing NS3

proteins

임상 1상(2009)

건강한 피험자 36명

내약성 있음높은 면역반응 확인

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

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Figure 2 Schematic drawing of the wanted effects of DNA immunization in chronic hepatitis C6

만성 C형간염 치료 DNA 백신 VGX-6150

1 개요

VGX-6150은 VGX International Inc (Seoul Korea)에서 개발된 임상시험용 만성 C형간염 치료용 DNA

백신이다 VGX-6150은 HCV 감염 간세포에 표지되어 있는 HCV 항원 중 변이가 가장 적은 비구조 단백

질 3종(NS34A NS4B NS5A)을 표적으로 한다 기존 표준치료법으로 치료가 가장 어려운 제1 유전형(1a

1b) 바이러스의 아미노산서열 데이터베이스를 분석하여 항원 내 아미노산 공통서열(consensus sequence)

을 찾아내어 최대한 바이러스 사이의 일치율(homology)을 높인 후 광범위한 면역반응을 유도하기 위한

항원의 아미노산 서열로 선정하였다 항원 발현 플라스미드에 항원유전자를 삽입 시 항원 발현율을 최

대화하기 위해 코돈 최적화 RNA 구조 최적 IgE 선도서열 삽입을 병행하였다 여기에 DNA 백신의 면

역반응을 증진시키기 위해 면역증강제의 기능을 갖는 사이토카인을 발현하는 플라스미드를 추가하였다

사이토카인으로는 HCV 감염을 억제하면서 면역증강 효과가 있는 IL-28B를 이용하였다

이렇게 제작된 DNA 백신 VGX-6150을 기존 DNA 백신과 달리 고효율로 체내에 전달하기 위해 전기

천공(electroporation)법을 이용하였다 DNA 백신의 기존 투여법 대비 전기천공법을 이용한 투여는 항원

발현율을 1000배 정도 면역반응 유도를 100배 정도 증가시키는 특징을 가지고 있고 비임상 뿐만 아니

라 임상에서도 안전성과 효능을 확인하였다5

만성 C형간염은 간조직 내 면역반응 조절기능으로 인해 항원특이 T세포 반응이 억제되는 일반적인

특성을 가지고 있어서 면역치료제 개발이 용이하지 않지만 DNA 백신과 같이 바이러스 항원이 팔이나

다리의 근육 내 접종(peripheral immunization)으로 유도된 항원특이 T세포 면역반응은 이와 같은 간조직

내에서 억제된 T세포 면역반응을 회피하여 만성간염을 효과적으로 치료할 수 있다(Figure 2)6

VGX-6150은 HCV의 NS34A NS4B NS5A 항원 및 면역증강제인 IL-28B를 발현하기 위한 핵산서열이

포함된 플라스미드 혼합물이다 만성 C형간염 치료 DNA 백신인 VGX-6150을 전기천공기로 근육 내에

투여하면 투여부위 내 근육세포 및 항원제

시 면역세포(antigen presenting cells APCs)

의 핵 내로 플라스미드 DNA인 VGX-6150이

높은 효율로 전달된다 이후 세포내 유전자

발현시스템에 의해 VGX-6150으로부터 NS34A

NS4B NS5A 항원 및 면역증강제인 IL-28B

가 대량으로 발현되고 발현된 3종의 항원

은 투여부위 내 항원제시세포의 MHC class

I과 MHC class II에 표지된다 발현된 항원

이 표지된 항원제시세포는 면역세포들이 모

여 있는 림프절로 이동하게 되고 MHC와 T

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

31

Figure 3 Action mechanism of VGX-6150

세포 수용체를 통한 교차프라이밍(cross priming)으로 항

원특이 T세포 (CD4+ T세포 CD8+ T세포) 활성이 유도된

다 활성화된 항원특이 CD8+ T세포는 림프관을 통해 전

신으로 이동하게 되고 HCV에 감염된 간세포 조직에 도

착하게 된다 HCV가 감염된 간세포 조직은 MHC class I

에 의해 NS34A NS4B NS5A 항원이 표지되어 있어 항

원특이 T세포 면역반응에 의해 HCV 복제가 억제되거나

HCV 감염 간세포가 제거된다 CD4+ T세포는 기억면역

에 관여하여 항원특이 기억 T세포의 활성을 유도하고 장기간 HCV 억제 면역반응을 유지하게 한다 면

역증강제인 IL-28B는 항원특이 T세포 유도를 증진시킬 뿐만 아니라 IFN-λ3의 형태로 HCV 감염을 억제

할 수 있다(Figure 3)

2 인터루킨-28(IL-28B)의 효과

1) 정의

인터루킨-28B(IL-28B)는 III형 인터페론(IFN λ3)으로 사이토카인 IL-12보다 우수한 T세포 활성과 IFN-γ

를 분비하는 적응면역반응에 중요한 역할을 보여줄 뿐만 아니라 CD8+ T세포의 항원특이 면역반응을

장기간 유도한다고 알려져 있다 I형 인터페론과 유사한 신호 경로를 가지고 있어 HCV나 HBV와 같은

바이러스를 효과적으로 제거할 수 있는 약리학적 보조제로의 역할을 동시에 수행할 수 있다 HCV에 감

염된 환자에서 인터페론과 리바비린 치료반응에 연관된 IL-28B와 같은 특정 유전자 다형성(polymorphism)

이 관찰되었다 HCV에 감염된 만성 C형간염 환자에 대한 몇 가지 게놈연구로 인터페론과 리바비린을

이용한 표준치료에서 유전형 CC인 IL-28B을 가진 환자에서 더 나은 반응을 보인다7

2) 유사임상 및 비임상연구 결과

IL-28B를 이용한 임상연구는 보고된 바가 없지만 원숭이를 이용한 DNA 백신 평가 연구에서 IL-28B

를 면역증강제로 사용한 경우 비투여 대조군과 비교하여 강력하고 지속적인 항원특이 CD8+ T세포 반응

을 보였고 면역증강제로 널리 사용되고 있는 IL-12와 비교해 보았을 때 비슷하거나 더 높은 면역반응

유도능력이 확인되었다 독성적인 측면에서도 이상독성반응이 확인되지 않았다8 IL-28B는 만성 C형간

염 환자에서 개인마다 차이는 있지만 환자 혈액에서 지속적으로 평균 100 pgmL정도로 존재하고9

VGX-6150으로부터 인위적으로 발현된 IL-28B는 30일 이내 모두 소실되므로 IL-28B 유도로 우려되는 인

체 내 독성은 없다고 예상할 수 있다

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

32

Figure 4 Action mechanism of Cellectrareg

3 전기천공 전달법

1) 셀렉트라(Cellectra)전기천공기인 셀렉트라는 휴대가 가능하고 충전하여 사용할 수 있는 기기이다 일렉트로포레이션이

라 불리는 기술을 통해서 근섬유 세포 내로 플라스미드 DNA가 잘 흡수되도록 설계되었다 전기천공기

는 작동법이 매우 간단하며 조직에 손상을 주지 않는 펄스로 자기장을 줌으로써 투여한 플라스미드가

세포 내로 잘 흡수될 수 있도록 세포막의 투과율을 일시적으로 높여준다 현재 존재하는 전기천공기는

자기장을 생성하기 위해 고정된 전압을 사용하기 때문에 고온이 발생하여 세포를 파괴할 수 있으므로

전압을 고정하여 사용하는 기기는 환자에게 최적의 조건으로 사용할 수 없다

2) 작동원리

기존 DNA 백신의 가장 큰 단점이었던 체내 전달효율이 낮다는 점을 보완하고자 전달기기로 전기천

공기인 셀렉트라를 이용한다 셀렉트라와 같은 전기천공기를 이용한 DNA 전달법은 투여부위 전기장

을 확장하여 세포 내로 DNA가 들어갈 수 있는 확률을 증진시켜 주며 이를 통해 체내에서 높은 유전자

의 도입 효율과 항원 발현을 유도한다 면역세포들을 투여부위로 이동시켜서 약 100-1000배 정도로 세

포성 면역반응을 증진시킨다 셀렉트라의 경우 입력된 프로그램에 따라 작동되고 조직에서의 저항값

을 측정하여 원하는 부위에서 일정한 전기장을 발생하여 짧은 시간에 투여부 파괴없이 DNA 백신을 전

달할 수 있게 된다(Figure 4)

3) 안전성

셀렉트라를 사용한 소규모 예비시험에서 10명의 건강한 피험자에서 EP (electroporation)를 주고 5분

15분 30분 1시간 후에 VAS 질문지를 사용하여 통증을 평가하였다 VAS (visual analog scale)는 10 cm의

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

33

길이로 되어 있고 양쪽 끝에 통증 없음과 가장 심한 통증이라는 설명이 적혀있어 EP와 관련된 통증

을 표시하도록 하였다 예비실험을 한 결과 피험자들은 EP를 받은 직후에는 평균 63 (7)를 표시하였고

EP 후 대략 5분 후 측정에서는 28 (05)로 결과를 표시하였다 이를 통해 EP를 받은 직후에는 통증이

심하지만 빠르게 감소함을 보여주었다 EP를 이용한 자궁경부전암 DNA백신 연구에서 자궁경부전암

DNA 백신(VGX-3100) 투여후 국소부위 통증을 VAS 평가법으로 측정한 결과 투여 초기 대비 통증 정도

가 빠르게 감소되었다10

요 약

전기천공기를 이용한 만성 C형간염 DNA 치료백신인 VGX-6150의 임상적 안전성 평가를 위한 제1상

임상시험이 다기관 공개 용량증량의 형태로 진행 중이며 만성 C형간염의 새로운 치료법으로 기대가

된다

참고문헌

1 Shedlock DJ Weiner DB DNA vaccination antigen presentation and the induction of immunity J Leukoc Biol

200068793-806

2 Morrow MP1 Weiner DB DNA drugs come of age Sci Am 201030348-53

3 httpwwwdatamonitorcomstoreProductrd_trends_hepatitis_cproductid=HC00084-002

4 Halliday J1 Klenerman P Barnes E Vaccination for hepatitis C virus closing in on an evasive target Expert

Rev Vaccine 201110659-672

5 Bodles-Brakhop AM Heller R Draghia-Akli R Electroporation for the delivery of DNA-based vaccines and

immunotherapeutics current clinical developments Mol Ther 200917585-592

6 Saumlllberg M1 Frelin L Weiland O DNA vaccine therapy for chronic hepatitis C virus (HCV) infection immune

control of a moving target Expert Opin Biol Ther 2009 9805-815

7 Thompson AJ Muir AJ Sulkowski MS Ge D Fellay J Shianna KV et al Interleukin-28B polymorphism

improves viral kinetics and is the strongest pretreatment predictor of sustained virologic response in genotype 1

hepatitis C virus Gastroenterology 2010139120-129

8 Morrow MP Yan J Pankhong P Shedlock DJ Lewis MG Talbott K et al IL-28BIFN-lambda 3 drives

granzyme B loading and significantly increases CTL killing activity in macaques Mol Ther 2010181714-1723

9 Langhans B1 Kupfer B Braunschweiger I Arndt S Schulte W Nischalke HD et al Interferon-lambda serum

levels in hepatitis C J Hepatol 201154859-865

10 Bagarazzi ML Yan J Morrow MP Shen X Parker RL Lee JC et al Immunotherapy against HPV1618

generates potent TH1 and cytotoxic cellular immune responses Sci Transl Med 20124155ra138 doi

101126scitranslmed3004414

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

26

Table 1 기존 백신과 DNA 백신의 비교

항목 기존 백신 DNA 백신

안전성 감염성 병원체 약독화 또는 사멸상태 감염성 병원체의 항원 유전자 이용

고감염성병원성 질환에서 안전성 문제점 항상 존재

인간 면역결핍바이러스 판데믹 인플루엔자 말라리아 등 고감염성 질환에 대한 병원성 우려없이 안전한 백신 개발

면역반응기전백신종류

주로 항체 형성에 의한 면역반응 유도 예방용 백신

항체형성 및 T세포에 의한 면역반응 유도로 예방과 치료효과

생산보관 반드시 냉장보관 상온 장기보관

장기간(6개월) 제조기간 필요 단기간(1개월) 제조

대상 적응증 주로 감염성질환에 대한 예방 감염성질환 및 암자가면역 질환을 대상으로 예방 및 치료

Figure 1 The mechanism of DNA vaccine2

뿐만 아니라 생균백신은 투여 후 체내에서 증식하거나 발열 쇼크 등 심한 부작용을 유발할 가능성이

있다(Table 1)1

DNA 백신의 작용기전

유전자 발현용 DNA 백신은 병원균 감염으로 유발되는 질병을 예방 치료하기 위해 면역반응을 유도

하는 항원을 코딩하는 유전자를 포함한 정제된 플라스미드 DNA라는 운반체에 삽입하여 생체 내에 주입

하고 숙주 시스템에서 전사 및 번역 과정을 통하여 단백질펩타이드 형태로 발현된 항원이 세포성 및

체액성 면역반응을 동시에 유도되는 기전을 가지는 차세대 백신 플랫폼 중 하나이다 DNA 백신에 사용

되는 플라스미드는 동물세포 내에서 항원 단백질을 강하게 발현할 수 있는 프로모터 서열을 가지고 있

으며 박테리아에서 대량으로 플라스미드를 증폭시키기 위해 동물세포와 박테리아에서 모두 적용

가능한 셔틀벡터를 사용한다 박테리아에

서 대량 증폭된 플라스미드 DNA는 분리정

제를 거친 다음 보통 생체 근육세포에 투여

하여 근육세포 내로 주입된 DNA 백신은 세

포핵 내에서 전사된 다음 세포질에서 번역

되어 목적하는 항원 단백질펩타이드를 발

현하게 한다 근육세포 내에서 발현된 항원

단백질펩타이드이 세포질 내 프로테아좀(pro-

teasome)에서 작은 펩타이드로 분해되면 골

지체에서 주조직 적합성 복합체(major histo-

compatibility complex MHC) 클래스 I분자와

결합하여 세포표면에 제시되고 이를 CD8+

세포독성 T세포가 인지하여 세포성 면역을

유도하게 된다 생체 내에서 발현된 항원 단

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

27

Table 2 2세대 DNA 백신의 개선점

항 목 개 선 점

항원 유전자 983791유전자 최적화(공통 염기서열화 코돈 최적화 등)983791강력한 프로모터 개발983791항원의 고발현 유도인자 삽입

면역원성 증진 전기천공 전달 및 면역증강제 (Adjuvant) 도입

체내 전달법 개선 983791물리적 방법 - electroporation (100배 이의 세포 내 전달율 증가) gene gun983791화학적 방법 - 고분자 리포솜

백질이 체내 항원제시 세포인 B세포나 대식세포(macrophage)내로 포획되면 세포 내 라이소좀에서 MHC

클래스 II 분자와 결합하여 세포표면에 제시되고 이를 CD4+ 도움 T세포가 인지하여 체액성 면역반응이

활성화되게 된다 또한 항원 단백질을 인지한 B세포는 활성화되어 항원 특이항체를 생산하기 시작한다

(Figure 1)2

DNA 백신의 개발현황

생체 내로 침입한 병원균을 효과적으로 제거하기 위해서는 체액성 면역반응과 세포성 면역반응이 같

이 유도되는 것이 이상적이다 DNA 백신은 세포성 면역반응 유도능이 비교적 높은 것으로 인식되고 있

으나 체액성 면역반응 유도기작도 가지고 있어 인간 면역결핍바이러스(human immunodeficiency virus

HIV) B형간염바이러스(hepatitis B virus HBV) 중증급성호흡기증후군(severe acute respiratory syndrome

SARS) 바이러스 코로나 바이러스 인플루엔자 바이러스 인간 유두종 바이러스(human papillomavirus

HPV)와 같은 바이러스성 감염질환을 포함하는 다양한 질병의 예방백신 또는 세포성 면역증강에 의한

치료백신으로 연구개발이 진행되었어나 DNA 백신은 1990년대 다수 임상연구에서 효과적인 면역반응

유도를 보여주지 못하여 지난 10여 년간 부가요법으로만 이용되는 침체기를 보냈어나 2000년대 초반

전기천공이라는 매우 안전하고 고효율의 체내전달법의 개발로 재도약을 하게 되었고 전기천공법(electro-

poration)을 이용한 다수의 임상에서 매우 우수한 면역반응 유도능력을 보여주고 있다 최근에는 전기천

공 뿐만 아니라 면역증강제 추가 및 항원 유전자 발현 최적화 전략도 포함된 2세대 DNA 백신의 임상개

발이 활발히 진행 중이다(Table 2)

최초로 상용화된 DNA 백신은 2005년 미국에서 다국적 제약회사인 Wyeth사가 동물용 DNA 백신인

West Nile-Innovator DNA을 승인받았다 West Nile-Innovator DNA 백신은 웨스트 나일 바이러스(West

Nile virus) 감염에 의한 말의 치사를 예방하기 위한 최초 상용제품이다 이외에도 Novartis사의 생선(fish)

백신 Merial사의 개 흑색종 백신 VGX사의 GHRH DNA 치료제 세 가지가 동물용 DNA 백신으로 상용화

되었다

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

28

만성 C형간염 치료에서 DNA 백신

DNA 치료백신을 이용하여 C형간염바이러스(hepatitis C virus HCV) 감염을 면역학적 방법으로 치료

하고자 하는 접근방법으로 HCV 항원에 기반을 둔 광범위하고 강력한 T세포 면역반응을 유도한다 HCV

특이적 면역반응은 항원특이적 T세포 면역반응 뿐만 아니라 항체형성도 포함된다3 최근 만성 C형간염

치료제의 한 분야인 치료백신은 체내 C형간염바이러스에 대한 세포성 면역 반응을 유도하여 바이러스

에 감염된 간세포를 억제하거나 제거하는 원리를 이용한다

C형간염바이러스에 감염된 후 급성간염에서 회복된 환자의 면역학적 특징을 분석해 보면 바이러스

항원특이 T세포 면역반응이 CD4+ T세포와 CD8+ T세포에 동시에 유도되고 지속됨을 확인할 수 있다

이에 비해 만성간염 환자의 경우에는 CD8+ T세포는 유도되었으나 지속적이지 못하였고 CD4+ T세포

의 경우에는 감염초기에 유도된 후 사라지는 경향을 보였다 만성 C형간염의 효율적인 치료를 위해서는

급성 간염 후 치유된 환자와 같이 바이러스 특이 T세포 면역반응을 광범위하고 지속적으로 유지시킬

수 있는 면역치료법의 개발이 필요하다 강력하고 다기능 지속적인 CD8+ T세포 뿐만 아니라 지속적인

CD4+ T세포 유도가 필요하며 기억 T세포를 유도하여 바이러스 재감염을 대비하여야 한다 최근 신개념

백신으로 HCV 항원에 대한 세포성 면역반응을 유도하여 T세포에 의한 면역치료를 가능하게 하는 치료

백신의 임상개발이 꾸준히 추진되고 있지만 DNA 백신만큼 다양한 효과를 제공하고 있는 백신 제형은

많지 않다

만성 C형간염 면역치료제 개발 현황

지난 10년간 다양한 HCV 치료백신이 마우스와 원숭이에서 평가되었고 그 중 일부가 임상연구에 진

입하였다 임상연구의 대부분은 HCV 감염환자를 대상으로 치료백신의 효능을 평가하였지만 일부는 건

강한 피험자를 대상으로 예방백신으로도 평가되었다 HCV 치료백신 개발에서 적절한 바이러스 항원 선

정이 매우 중요하다 바이러스 항원은 세포 내 감염에 매우 중요한 역할을 하므로 예방백신의 주요 목표

가 된다 하지만 HCV는 변이가 매우 잘 일어나 동일한 바이러스 아종에만 효과가 있다는 단점이 있어

다른 치료법과 병용이 필요할 수 있다 HCV 항원 중 코어(core) 부위는 T세포 치료백신의 주요 목표로

다양한 종류의 바이러스에도 변이가 심하지 않고 비교적 잘 보존되어 있다 하지만 HCV 코어항원은 선

천적 면역과 적응성 면역을 동시에 일으켜 상호 간섭현상을 보여 바이러스 복제를 억제할 수 없다는 한

계를 가지고 있다 이와 같은 연구결과로 HCV 치료백신 개발은 NS 항원을 대상으로 활발히 개발되고

있다 NS 항원은 외피항원보다 변이가 덜하고 매우 다양한 CD4+ CD8+ T세포 항원결정기를 가지고 있

다 현재 HCV 치료백신은 재조합 단백질 백신 펩타이드 백신 DNA 백신 바이러스 벡터 백신의 형태로

임상개발이 진행 중이다(Table 3)4

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

29

Table 3 만성 C형 간염 치료백신 개발 현황4

백신 종류 명 칭 (개발사) 제품의 특성 임상 단계 대상 피험자 결과 요약

DNA 백신

CIGB-230(Montreal 대학)

Plasmid coreE1E2 + Recombinant core

protein

임상 1상(2009)

제 1 유전자형 표준치료법

무반응자 15명

내약성 있음바이러스 제거되지 않음약한 특이적 T세포 반응 확인 (11명)약한 체액성 면역반응 확인 (6명)

ChronVac-C(Tripep)

Plasmid NS34A + Electroporation

임상11a상(2009)

제 1 유전자형 표준치료법

무경험자 12명

내약성 있음고용량 투여군 6명 중 4명의 피험자에서 바이러스 감소 확인 3명의 피험자에서 05 log 이상의 T세포 반응 확인)

재조합 단백질

항원 이용 백신

HCV E1 + alum adjuvant

(InnogeneticsGenImmune)

HCV E1 + alum adjuvant

임상 1상(2003)

건강한 피험자 12명 + HCV

감염후 표준치료제

무경험자 34명

내약성 있음바이러스 수준 변화없음50명의 피험자에서 T세포 반응 확인체액성 면역반응 증가 확인 (ALT 간조직 검사)

GI5005(Globeimmune)

recombinant yeasttransfected with

HCV NS3fusion protein

임상 2상 (2009)

제 1 유전자형 표준치료법 무경험자 및

무반응자 66명

백신과 표준치료 병용에 대한 17의 지속적 바이러스 반응(SVR) 확인

ISCOMATRIX(CSL Ltd)

HCV core protein임상 12a상

(2009)건강한 피험자

30명

내약성 있음부분적으로 약한 홍조 반응 보임전체 피험자에서 항체반응 확인

펩타이드 항원 백신

IC41 (Intercell AG)

five peptides from core NS3 and NS4

+ poly-l-arginine adjuvant

임상 2상(2008)

HCV 감염후 표준치료제

무반응자 (HLA A2) 60명

내약성 있음 67의 T세포 반응 확인3명의 피험자에서 일시적인 HCV RNA 감소 확인

C35-44(Kurume 대학)

Peptide derived from core protein

임상 1상 (2009)

만성 HCV 감염자 26명 (표준치료제

무반응자 23명 무경험자 3명)

내약성 있음25명의 피험자 중 15명에서 반응 확인 및 2명에서 HCV RNA 감소 확인

(Kurume 대학)

Personalized peptide approach CD8+ A24 peptides + Freundrsquos

adjuvant

임상 1상(2007)

제 1b 유전자형 표준치료제

무반응자 12명

내약성 확인 펩타이드 특이적 T세포 반응 확인 5명의 피험자에서 ALT 감소 및 3명의 피험자에서 HCV RNA 감소 확인

(Burnet Institute+CSL Ltd)

Autologous dendritic cell delivered HLA

A2 epitopes

임상 1상(2010)

HCV 감염후 표준치료제 무반응자 6명

내약성 있음일시적인 T세포 반응 확인

바이러스 이용 유전자

항원 백신

TG4040(Transgene)

MVA vector expressing NS345B

proteins

임상 1상(2009)

HCV 감염환자 15명

15명의 피험자 중 6명에서 T세포 반응에 의한 바이러스 감소 확인

Adenovirus vector (Ad6 and AdCh3)

expressing NS3proteins

(OkairosOxford 대학)

Adenovirus vector (Ad6 and AdCh3)expressing NS3

proteins

임상 1상(2009)

건강한 피험자 36명

내약성 있음높은 면역반응 확인

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

30

Figure 2 Schematic drawing of the wanted effects of DNA immunization in chronic hepatitis C6

만성 C형간염 치료 DNA 백신 VGX-6150

1 개요

VGX-6150은 VGX International Inc (Seoul Korea)에서 개발된 임상시험용 만성 C형간염 치료용 DNA

백신이다 VGX-6150은 HCV 감염 간세포에 표지되어 있는 HCV 항원 중 변이가 가장 적은 비구조 단백

질 3종(NS34A NS4B NS5A)을 표적으로 한다 기존 표준치료법으로 치료가 가장 어려운 제1 유전형(1a

1b) 바이러스의 아미노산서열 데이터베이스를 분석하여 항원 내 아미노산 공통서열(consensus sequence)

을 찾아내어 최대한 바이러스 사이의 일치율(homology)을 높인 후 광범위한 면역반응을 유도하기 위한

항원의 아미노산 서열로 선정하였다 항원 발현 플라스미드에 항원유전자를 삽입 시 항원 발현율을 최

대화하기 위해 코돈 최적화 RNA 구조 최적 IgE 선도서열 삽입을 병행하였다 여기에 DNA 백신의 면

역반응을 증진시키기 위해 면역증강제의 기능을 갖는 사이토카인을 발현하는 플라스미드를 추가하였다

사이토카인으로는 HCV 감염을 억제하면서 면역증강 효과가 있는 IL-28B를 이용하였다

이렇게 제작된 DNA 백신 VGX-6150을 기존 DNA 백신과 달리 고효율로 체내에 전달하기 위해 전기

천공(electroporation)법을 이용하였다 DNA 백신의 기존 투여법 대비 전기천공법을 이용한 투여는 항원

발현율을 1000배 정도 면역반응 유도를 100배 정도 증가시키는 특징을 가지고 있고 비임상 뿐만 아니

라 임상에서도 안전성과 효능을 확인하였다5

만성 C형간염은 간조직 내 면역반응 조절기능으로 인해 항원특이 T세포 반응이 억제되는 일반적인

특성을 가지고 있어서 면역치료제 개발이 용이하지 않지만 DNA 백신과 같이 바이러스 항원이 팔이나

다리의 근육 내 접종(peripheral immunization)으로 유도된 항원특이 T세포 면역반응은 이와 같은 간조직

내에서 억제된 T세포 면역반응을 회피하여 만성간염을 효과적으로 치료할 수 있다(Figure 2)6

VGX-6150은 HCV의 NS34A NS4B NS5A 항원 및 면역증강제인 IL-28B를 발현하기 위한 핵산서열이

포함된 플라스미드 혼합물이다 만성 C형간염 치료 DNA 백신인 VGX-6150을 전기천공기로 근육 내에

투여하면 투여부위 내 근육세포 및 항원제

시 면역세포(antigen presenting cells APCs)

의 핵 내로 플라스미드 DNA인 VGX-6150이

높은 효율로 전달된다 이후 세포내 유전자

발현시스템에 의해 VGX-6150으로부터 NS34A

NS4B NS5A 항원 및 면역증강제인 IL-28B

가 대량으로 발현되고 발현된 3종의 항원

은 투여부위 내 항원제시세포의 MHC class

I과 MHC class II에 표지된다 발현된 항원

이 표지된 항원제시세포는 면역세포들이 모

여 있는 림프절로 이동하게 되고 MHC와 T

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

31

Figure 3 Action mechanism of VGX-6150

세포 수용체를 통한 교차프라이밍(cross priming)으로 항

원특이 T세포 (CD4+ T세포 CD8+ T세포) 활성이 유도된

다 활성화된 항원특이 CD8+ T세포는 림프관을 통해 전

신으로 이동하게 되고 HCV에 감염된 간세포 조직에 도

착하게 된다 HCV가 감염된 간세포 조직은 MHC class I

에 의해 NS34A NS4B NS5A 항원이 표지되어 있어 항

원특이 T세포 면역반응에 의해 HCV 복제가 억제되거나

HCV 감염 간세포가 제거된다 CD4+ T세포는 기억면역

에 관여하여 항원특이 기억 T세포의 활성을 유도하고 장기간 HCV 억제 면역반응을 유지하게 한다 면

역증강제인 IL-28B는 항원특이 T세포 유도를 증진시킬 뿐만 아니라 IFN-λ3의 형태로 HCV 감염을 억제

할 수 있다(Figure 3)

2 인터루킨-28(IL-28B)의 효과

1) 정의

인터루킨-28B(IL-28B)는 III형 인터페론(IFN λ3)으로 사이토카인 IL-12보다 우수한 T세포 활성과 IFN-γ

를 분비하는 적응면역반응에 중요한 역할을 보여줄 뿐만 아니라 CD8+ T세포의 항원특이 면역반응을

장기간 유도한다고 알려져 있다 I형 인터페론과 유사한 신호 경로를 가지고 있어 HCV나 HBV와 같은

바이러스를 효과적으로 제거할 수 있는 약리학적 보조제로의 역할을 동시에 수행할 수 있다 HCV에 감

염된 환자에서 인터페론과 리바비린 치료반응에 연관된 IL-28B와 같은 특정 유전자 다형성(polymorphism)

이 관찰되었다 HCV에 감염된 만성 C형간염 환자에 대한 몇 가지 게놈연구로 인터페론과 리바비린을

이용한 표준치료에서 유전형 CC인 IL-28B을 가진 환자에서 더 나은 반응을 보인다7

2) 유사임상 및 비임상연구 결과

IL-28B를 이용한 임상연구는 보고된 바가 없지만 원숭이를 이용한 DNA 백신 평가 연구에서 IL-28B

를 면역증강제로 사용한 경우 비투여 대조군과 비교하여 강력하고 지속적인 항원특이 CD8+ T세포 반응

을 보였고 면역증강제로 널리 사용되고 있는 IL-12와 비교해 보았을 때 비슷하거나 더 높은 면역반응

유도능력이 확인되었다 독성적인 측면에서도 이상독성반응이 확인되지 않았다8 IL-28B는 만성 C형간

염 환자에서 개인마다 차이는 있지만 환자 혈액에서 지속적으로 평균 100 pgmL정도로 존재하고9

VGX-6150으로부터 인위적으로 발현된 IL-28B는 30일 이내 모두 소실되므로 IL-28B 유도로 우려되는 인

체 내 독성은 없다고 예상할 수 있다

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

32

Figure 4 Action mechanism of Cellectrareg

3 전기천공 전달법

1) 셀렉트라(Cellectra)전기천공기인 셀렉트라는 휴대가 가능하고 충전하여 사용할 수 있는 기기이다 일렉트로포레이션이

라 불리는 기술을 통해서 근섬유 세포 내로 플라스미드 DNA가 잘 흡수되도록 설계되었다 전기천공기

는 작동법이 매우 간단하며 조직에 손상을 주지 않는 펄스로 자기장을 줌으로써 투여한 플라스미드가

세포 내로 잘 흡수될 수 있도록 세포막의 투과율을 일시적으로 높여준다 현재 존재하는 전기천공기는

자기장을 생성하기 위해 고정된 전압을 사용하기 때문에 고온이 발생하여 세포를 파괴할 수 있으므로

전압을 고정하여 사용하는 기기는 환자에게 최적의 조건으로 사용할 수 없다

2) 작동원리

기존 DNA 백신의 가장 큰 단점이었던 체내 전달효율이 낮다는 점을 보완하고자 전달기기로 전기천

공기인 셀렉트라를 이용한다 셀렉트라와 같은 전기천공기를 이용한 DNA 전달법은 투여부위 전기장

을 확장하여 세포 내로 DNA가 들어갈 수 있는 확률을 증진시켜 주며 이를 통해 체내에서 높은 유전자

의 도입 효율과 항원 발현을 유도한다 면역세포들을 투여부위로 이동시켜서 약 100-1000배 정도로 세

포성 면역반응을 증진시킨다 셀렉트라의 경우 입력된 프로그램에 따라 작동되고 조직에서의 저항값

을 측정하여 원하는 부위에서 일정한 전기장을 발생하여 짧은 시간에 투여부 파괴없이 DNA 백신을 전

달할 수 있게 된다(Figure 4)

3) 안전성

셀렉트라를 사용한 소규모 예비시험에서 10명의 건강한 피험자에서 EP (electroporation)를 주고 5분

15분 30분 1시간 후에 VAS 질문지를 사용하여 통증을 평가하였다 VAS (visual analog scale)는 10 cm의

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

33

길이로 되어 있고 양쪽 끝에 통증 없음과 가장 심한 통증이라는 설명이 적혀있어 EP와 관련된 통증

을 표시하도록 하였다 예비실험을 한 결과 피험자들은 EP를 받은 직후에는 평균 63 (7)를 표시하였고

EP 후 대략 5분 후 측정에서는 28 (05)로 결과를 표시하였다 이를 통해 EP를 받은 직후에는 통증이

심하지만 빠르게 감소함을 보여주었다 EP를 이용한 자궁경부전암 DNA백신 연구에서 자궁경부전암

DNA 백신(VGX-3100) 투여후 국소부위 통증을 VAS 평가법으로 측정한 결과 투여 초기 대비 통증 정도

가 빠르게 감소되었다10

요 약

전기천공기를 이용한 만성 C형간염 DNA 치료백신인 VGX-6150의 임상적 안전성 평가를 위한 제1상

임상시험이 다기관 공개 용량증량의 형태로 진행 중이며 만성 C형간염의 새로운 치료법으로 기대가

된다

참고문헌

1 Shedlock DJ Weiner DB DNA vaccination antigen presentation and the induction of immunity J Leukoc Biol

200068793-806

2 Morrow MP1 Weiner DB DNA drugs come of age Sci Am 201030348-53

3 httpwwwdatamonitorcomstoreProductrd_trends_hepatitis_cproductid=HC00084-002

4 Halliday J1 Klenerman P Barnes E Vaccination for hepatitis C virus closing in on an evasive target Expert

Rev Vaccine 201110659-672

5 Bodles-Brakhop AM Heller R Draghia-Akli R Electroporation for the delivery of DNA-based vaccines and

immunotherapeutics current clinical developments Mol Ther 200917585-592

6 Saumlllberg M1 Frelin L Weiland O DNA vaccine therapy for chronic hepatitis C virus (HCV) infection immune

control of a moving target Expert Opin Biol Ther 2009 9805-815

7 Thompson AJ Muir AJ Sulkowski MS Ge D Fellay J Shianna KV et al Interleukin-28B polymorphism

improves viral kinetics and is the strongest pretreatment predictor of sustained virologic response in genotype 1

hepatitis C virus Gastroenterology 2010139120-129

8 Morrow MP Yan J Pankhong P Shedlock DJ Lewis MG Talbott K et al IL-28BIFN-lambda 3 drives

granzyme B loading and significantly increases CTL killing activity in macaques Mol Ther 2010181714-1723

9 Langhans B1 Kupfer B Braunschweiger I Arndt S Schulte W Nischalke HD et al Interferon-lambda serum

levels in hepatitis C J Hepatol 201154859-865

10 Bagarazzi ML Yan J Morrow MP Shen X Parker RL Lee JC et al Immunotherapy against HPV1618

generates potent TH1 and cytotoxic cellular immune responses Sci Transl Med 20124155ra138 doi

101126scitranslmed3004414

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

27

Table 2 2세대 DNA 백신의 개선점

항 목 개 선 점

항원 유전자 983791유전자 최적화(공통 염기서열화 코돈 최적화 등)983791강력한 프로모터 개발983791항원의 고발현 유도인자 삽입

면역원성 증진 전기천공 전달 및 면역증강제 (Adjuvant) 도입

체내 전달법 개선 983791물리적 방법 - electroporation (100배 이의 세포 내 전달율 증가) gene gun983791화학적 방법 - 고분자 리포솜

백질이 체내 항원제시 세포인 B세포나 대식세포(macrophage)내로 포획되면 세포 내 라이소좀에서 MHC

클래스 II 분자와 결합하여 세포표면에 제시되고 이를 CD4+ 도움 T세포가 인지하여 체액성 면역반응이

활성화되게 된다 또한 항원 단백질을 인지한 B세포는 활성화되어 항원 특이항체를 생산하기 시작한다

(Figure 1)2

DNA 백신의 개발현황

생체 내로 침입한 병원균을 효과적으로 제거하기 위해서는 체액성 면역반응과 세포성 면역반응이 같

이 유도되는 것이 이상적이다 DNA 백신은 세포성 면역반응 유도능이 비교적 높은 것으로 인식되고 있

으나 체액성 면역반응 유도기작도 가지고 있어 인간 면역결핍바이러스(human immunodeficiency virus

HIV) B형간염바이러스(hepatitis B virus HBV) 중증급성호흡기증후군(severe acute respiratory syndrome

SARS) 바이러스 코로나 바이러스 인플루엔자 바이러스 인간 유두종 바이러스(human papillomavirus

HPV)와 같은 바이러스성 감염질환을 포함하는 다양한 질병의 예방백신 또는 세포성 면역증강에 의한

치료백신으로 연구개발이 진행되었어나 DNA 백신은 1990년대 다수 임상연구에서 효과적인 면역반응

유도를 보여주지 못하여 지난 10여 년간 부가요법으로만 이용되는 침체기를 보냈어나 2000년대 초반

전기천공이라는 매우 안전하고 고효율의 체내전달법의 개발로 재도약을 하게 되었고 전기천공법(electro-

poration)을 이용한 다수의 임상에서 매우 우수한 면역반응 유도능력을 보여주고 있다 최근에는 전기천

공 뿐만 아니라 면역증강제 추가 및 항원 유전자 발현 최적화 전략도 포함된 2세대 DNA 백신의 임상개

발이 활발히 진행 중이다(Table 2)

최초로 상용화된 DNA 백신은 2005년 미국에서 다국적 제약회사인 Wyeth사가 동물용 DNA 백신인

West Nile-Innovator DNA을 승인받았다 West Nile-Innovator DNA 백신은 웨스트 나일 바이러스(West

Nile virus) 감염에 의한 말의 치사를 예방하기 위한 최초 상용제품이다 이외에도 Novartis사의 생선(fish)

백신 Merial사의 개 흑색종 백신 VGX사의 GHRH DNA 치료제 세 가지가 동물용 DNA 백신으로 상용화

되었다

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

28

만성 C형간염 치료에서 DNA 백신

DNA 치료백신을 이용하여 C형간염바이러스(hepatitis C virus HCV) 감염을 면역학적 방법으로 치료

하고자 하는 접근방법으로 HCV 항원에 기반을 둔 광범위하고 강력한 T세포 면역반응을 유도한다 HCV

특이적 면역반응은 항원특이적 T세포 면역반응 뿐만 아니라 항체형성도 포함된다3 최근 만성 C형간염

치료제의 한 분야인 치료백신은 체내 C형간염바이러스에 대한 세포성 면역 반응을 유도하여 바이러스

에 감염된 간세포를 억제하거나 제거하는 원리를 이용한다

C형간염바이러스에 감염된 후 급성간염에서 회복된 환자의 면역학적 특징을 분석해 보면 바이러스

항원특이 T세포 면역반응이 CD4+ T세포와 CD8+ T세포에 동시에 유도되고 지속됨을 확인할 수 있다

이에 비해 만성간염 환자의 경우에는 CD8+ T세포는 유도되었으나 지속적이지 못하였고 CD4+ T세포

의 경우에는 감염초기에 유도된 후 사라지는 경향을 보였다 만성 C형간염의 효율적인 치료를 위해서는

급성 간염 후 치유된 환자와 같이 바이러스 특이 T세포 면역반응을 광범위하고 지속적으로 유지시킬

수 있는 면역치료법의 개발이 필요하다 강력하고 다기능 지속적인 CD8+ T세포 뿐만 아니라 지속적인

CD4+ T세포 유도가 필요하며 기억 T세포를 유도하여 바이러스 재감염을 대비하여야 한다 최근 신개념

백신으로 HCV 항원에 대한 세포성 면역반응을 유도하여 T세포에 의한 면역치료를 가능하게 하는 치료

백신의 임상개발이 꾸준히 추진되고 있지만 DNA 백신만큼 다양한 효과를 제공하고 있는 백신 제형은

많지 않다

만성 C형간염 면역치료제 개발 현황

지난 10년간 다양한 HCV 치료백신이 마우스와 원숭이에서 평가되었고 그 중 일부가 임상연구에 진

입하였다 임상연구의 대부분은 HCV 감염환자를 대상으로 치료백신의 효능을 평가하였지만 일부는 건

강한 피험자를 대상으로 예방백신으로도 평가되었다 HCV 치료백신 개발에서 적절한 바이러스 항원 선

정이 매우 중요하다 바이러스 항원은 세포 내 감염에 매우 중요한 역할을 하므로 예방백신의 주요 목표

가 된다 하지만 HCV는 변이가 매우 잘 일어나 동일한 바이러스 아종에만 효과가 있다는 단점이 있어

다른 치료법과 병용이 필요할 수 있다 HCV 항원 중 코어(core) 부위는 T세포 치료백신의 주요 목표로

다양한 종류의 바이러스에도 변이가 심하지 않고 비교적 잘 보존되어 있다 하지만 HCV 코어항원은 선

천적 면역과 적응성 면역을 동시에 일으켜 상호 간섭현상을 보여 바이러스 복제를 억제할 수 없다는 한

계를 가지고 있다 이와 같은 연구결과로 HCV 치료백신 개발은 NS 항원을 대상으로 활발히 개발되고

있다 NS 항원은 외피항원보다 변이가 덜하고 매우 다양한 CD4+ CD8+ T세포 항원결정기를 가지고 있

다 현재 HCV 치료백신은 재조합 단백질 백신 펩타이드 백신 DNA 백신 바이러스 벡터 백신의 형태로

임상개발이 진행 중이다(Table 3)4

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

29

Table 3 만성 C형 간염 치료백신 개발 현황4

백신 종류 명 칭 (개발사) 제품의 특성 임상 단계 대상 피험자 결과 요약

DNA 백신

CIGB-230(Montreal 대학)

Plasmid coreE1E2 + Recombinant core

protein

임상 1상(2009)

제 1 유전자형 표준치료법

무반응자 15명

내약성 있음바이러스 제거되지 않음약한 특이적 T세포 반응 확인 (11명)약한 체액성 면역반응 확인 (6명)

ChronVac-C(Tripep)

Plasmid NS34A + Electroporation

임상11a상(2009)

제 1 유전자형 표준치료법

무경험자 12명

내약성 있음고용량 투여군 6명 중 4명의 피험자에서 바이러스 감소 확인 3명의 피험자에서 05 log 이상의 T세포 반응 확인)

재조합 단백질

항원 이용 백신

HCV E1 + alum adjuvant

(InnogeneticsGenImmune)

HCV E1 + alum adjuvant

임상 1상(2003)

건강한 피험자 12명 + HCV

감염후 표준치료제

무경험자 34명

내약성 있음바이러스 수준 변화없음50명의 피험자에서 T세포 반응 확인체액성 면역반응 증가 확인 (ALT 간조직 검사)

GI5005(Globeimmune)

recombinant yeasttransfected with

HCV NS3fusion protein

임상 2상 (2009)

제 1 유전자형 표준치료법 무경험자 및

무반응자 66명

백신과 표준치료 병용에 대한 17의 지속적 바이러스 반응(SVR) 확인

ISCOMATRIX(CSL Ltd)

HCV core protein임상 12a상

(2009)건강한 피험자

30명

내약성 있음부분적으로 약한 홍조 반응 보임전체 피험자에서 항체반응 확인

펩타이드 항원 백신

IC41 (Intercell AG)

five peptides from core NS3 and NS4

+ poly-l-arginine adjuvant

임상 2상(2008)

HCV 감염후 표준치료제

무반응자 (HLA A2) 60명

내약성 있음 67의 T세포 반응 확인3명의 피험자에서 일시적인 HCV RNA 감소 확인

C35-44(Kurume 대학)

Peptide derived from core protein

임상 1상 (2009)

만성 HCV 감염자 26명 (표준치료제

무반응자 23명 무경험자 3명)

내약성 있음25명의 피험자 중 15명에서 반응 확인 및 2명에서 HCV RNA 감소 확인

(Kurume 대학)

Personalized peptide approach CD8+ A24 peptides + Freundrsquos

adjuvant

임상 1상(2007)

제 1b 유전자형 표준치료제

무반응자 12명

내약성 확인 펩타이드 특이적 T세포 반응 확인 5명의 피험자에서 ALT 감소 및 3명의 피험자에서 HCV RNA 감소 확인

(Burnet Institute+CSL Ltd)

Autologous dendritic cell delivered HLA

A2 epitopes

임상 1상(2010)

HCV 감염후 표준치료제 무반응자 6명

내약성 있음일시적인 T세포 반응 확인

바이러스 이용 유전자

항원 백신

TG4040(Transgene)

MVA vector expressing NS345B

proteins

임상 1상(2009)

HCV 감염환자 15명

15명의 피험자 중 6명에서 T세포 반응에 의한 바이러스 감소 확인

Adenovirus vector (Ad6 and AdCh3)

expressing NS3proteins

(OkairosOxford 대학)

Adenovirus vector (Ad6 and AdCh3)expressing NS3

proteins

임상 1상(2009)

건강한 피험자 36명

내약성 있음높은 면역반응 확인

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

30

Figure 2 Schematic drawing of the wanted effects of DNA immunization in chronic hepatitis C6

만성 C형간염 치료 DNA 백신 VGX-6150

1 개요

VGX-6150은 VGX International Inc (Seoul Korea)에서 개발된 임상시험용 만성 C형간염 치료용 DNA

백신이다 VGX-6150은 HCV 감염 간세포에 표지되어 있는 HCV 항원 중 변이가 가장 적은 비구조 단백

질 3종(NS34A NS4B NS5A)을 표적으로 한다 기존 표준치료법으로 치료가 가장 어려운 제1 유전형(1a

1b) 바이러스의 아미노산서열 데이터베이스를 분석하여 항원 내 아미노산 공통서열(consensus sequence)

을 찾아내어 최대한 바이러스 사이의 일치율(homology)을 높인 후 광범위한 면역반응을 유도하기 위한

항원의 아미노산 서열로 선정하였다 항원 발현 플라스미드에 항원유전자를 삽입 시 항원 발현율을 최

대화하기 위해 코돈 최적화 RNA 구조 최적 IgE 선도서열 삽입을 병행하였다 여기에 DNA 백신의 면

역반응을 증진시키기 위해 면역증강제의 기능을 갖는 사이토카인을 발현하는 플라스미드를 추가하였다

사이토카인으로는 HCV 감염을 억제하면서 면역증강 효과가 있는 IL-28B를 이용하였다

이렇게 제작된 DNA 백신 VGX-6150을 기존 DNA 백신과 달리 고효율로 체내에 전달하기 위해 전기

천공(electroporation)법을 이용하였다 DNA 백신의 기존 투여법 대비 전기천공법을 이용한 투여는 항원

발현율을 1000배 정도 면역반응 유도를 100배 정도 증가시키는 특징을 가지고 있고 비임상 뿐만 아니

라 임상에서도 안전성과 효능을 확인하였다5

만성 C형간염은 간조직 내 면역반응 조절기능으로 인해 항원특이 T세포 반응이 억제되는 일반적인

특성을 가지고 있어서 면역치료제 개발이 용이하지 않지만 DNA 백신과 같이 바이러스 항원이 팔이나

다리의 근육 내 접종(peripheral immunization)으로 유도된 항원특이 T세포 면역반응은 이와 같은 간조직

내에서 억제된 T세포 면역반응을 회피하여 만성간염을 효과적으로 치료할 수 있다(Figure 2)6

VGX-6150은 HCV의 NS34A NS4B NS5A 항원 및 면역증강제인 IL-28B를 발현하기 위한 핵산서열이

포함된 플라스미드 혼합물이다 만성 C형간염 치료 DNA 백신인 VGX-6150을 전기천공기로 근육 내에

투여하면 투여부위 내 근육세포 및 항원제

시 면역세포(antigen presenting cells APCs)

의 핵 내로 플라스미드 DNA인 VGX-6150이

높은 효율로 전달된다 이후 세포내 유전자

발현시스템에 의해 VGX-6150으로부터 NS34A

NS4B NS5A 항원 및 면역증강제인 IL-28B

가 대량으로 발현되고 발현된 3종의 항원

은 투여부위 내 항원제시세포의 MHC class

I과 MHC class II에 표지된다 발현된 항원

이 표지된 항원제시세포는 면역세포들이 모

여 있는 림프절로 이동하게 되고 MHC와 T

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

31

Figure 3 Action mechanism of VGX-6150

세포 수용체를 통한 교차프라이밍(cross priming)으로 항

원특이 T세포 (CD4+ T세포 CD8+ T세포) 활성이 유도된

다 활성화된 항원특이 CD8+ T세포는 림프관을 통해 전

신으로 이동하게 되고 HCV에 감염된 간세포 조직에 도

착하게 된다 HCV가 감염된 간세포 조직은 MHC class I

에 의해 NS34A NS4B NS5A 항원이 표지되어 있어 항

원특이 T세포 면역반응에 의해 HCV 복제가 억제되거나

HCV 감염 간세포가 제거된다 CD4+ T세포는 기억면역

에 관여하여 항원특이 기억 T세포의 활성을 유도하고 장기간 HCV 억제 면역반응을 유지하게 한다 면

역증강제인 IL-28B는 항원특이 T세포 유도를 증진시킬 뿐만 아니라 IFN-λ3의 형태로 HCV 감염을 억제

할 수 있다(Figure 3)

2 인터루킨-28(IL-28B)의 효과

1) 정의

인터루킨-28B(IL-28B)는 III형 인터페론(IFN λ3)으로 사이토카인 IL-12보다 우수한 T세포 활성과 IFN-γ

를 분비하는 적응면역반응에 중요한 역할을 보여줄 뿐만 아니라 CD8+ T세포의 항원특이 면역반응을

장기간 유도한다고 알려져 있다 I형 인터페론과 유사한 신호 경로를 가지고 있어 HCV나 HBV와 같은

바이러스를 효과적으로 제거할 수 있는 약리학적 보조제로의 역할을 동시에 수행할 수 있다 HCV에 감

염된 환자에서 인터페론과 리바비린 치료반응에 연관된 IL-28B와 같은 특정 유전자 다형성(polymorphism)

이 관찰되었다 HCV에 감염된 만성 C형간염 환자에 대한 몇 가지 게놈연구로 인터페론과 리바비린을

이용한 표준치료에서 유전형 CC인 IL-28B을 가진 환자에서 더 나은 반응을 보인다7

2) 유사임상 및 비임상연구 결과

IL-28B를 이용한 임상연구는 보고된 바가 없지만 원숭이를 이용한 DNA 백신 평가 연구에서 IL-28B

를 면역증강제로 사용한 경우 비투여 대조군과 비교하여 강력하고 지속적인 항원특이 CD8+ T세포 반응

을 보였고 면역증강제로 널리 사용되고 있는 IL-12와 비교해 보았을 때 비슷하거나 더 높은 면역반응

유도능력이 확인되었다 독성적인 측면에서도 이상독성반응이 확인되지 않았다8 IL-28B는 만성 C형간

염 환자에서 개인마다 차이는 있지만 환자 혈액에서 지속적으로 평균 100 pgmL정도로 존재하고9

VGX-6150으로부터 인위적으로 발현된 IL-28B는 30일 이내 모두 소실되므로 IL-28B 유도로 우려되는 인

체 내 독성은 없다고 예상할 수 있다

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

32

Figure 4 Action mechanism of Cellectrareg

3 전기천공 전달법

1) 셀렉트라(Cellectra)전기천공기인 셀렉트라는 휴대가 가능하고 충전하여 사용할 수 있는 기기이다 일렉트로포레이션이

라 불리는 기술을 통해서 근섬유 세포 내로 플라스미드 DNA가 잘 흡수되도록 설계되었다 전기천공기

는 작동법이 매우 간단하며 조직에 손상을 주지 않는 펄스로 자기장을 줌으로써 투여한 플라스미드가

세포 내로 잘 흡수될 수 있도록 세포막의 투과율을 일시적으로 높여준다 현재 존재하는 전기천공기는

자기장을 생성하기 위해 고정된 전압을 사용하기 때문에 고온이 발생하여 세포를 파괴할 수 있으므로

전압을 고정하여 사용하는 기기는 환자에게 최적의 조건으로 사용할 수 없다

2) 작동원리

기존 DNA 백신의 가장 큰 단점이었던 체내 전달효율이 낮다는 점을 보완하고자 전달기기로 전기천

공기인 셀렉트라를 이용한다 셀렉트라와 같은 전기천공기를 이용한 DNA 전달법은 투여부위 전기장

을 확장하여 세포 내로 DNA가 들어갈 수 있는 확률을 증진시켜 주며 이를 통해 체내에서 높은 유전자

의 도입 효율과 항원 발현을 유도한다 면역세포들을 투여부위로 이동시켜서 약 100-1000배 정도로 세

포성 면역반응을 증진시킨다 셀렉트라의 경우 입력된 프로그램에 따라 작동되고 조직에서의 저항값

을 측정하여 원하는 부위에서 일정한 전기장을 발생하여 짧은 시간에 투여부 파괴없이 DNA 백신을 전

달할 수 있게 된다(Figure 4)

3) 안전성

셀렉트라를 사용한 소규모 예비시험에서 10명의 건강한 피험자에서 EP (electroporation)를 주고 5분

15분 30분 1시간 후에 VAS 질문지를 사용하여 통증을 평가하였다 VAS (visual analog scale)는 10 cm의

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

33

길이로 되어 있고 양쪽 끝에 통증 없음과 가장 심한 통증이라는 설명이 적혀있어 EP와 관련된 통증

을 표시하도록 하였다 예비실험을 한 결과 피험자들은 EP를 받은 직후에는 평균 63 (7)를 표시하였고

EP 후 대략 5분 후 측정에서는 28 (05)로 결과를 표시하였다 이를 통해 EP를 받은 직후에는 통증이

심하지만 빠르게 감소함을 보여주었다 EP를 이용한 자궁경부전암 DNA백신 연구에서 자궁경부전암

DNA 백신(VGX-3100) 투여후 국소부위 통증을 VAS 평가법으로 측정한 결과 투여 초기 대비 통증 정도

가 빠르게 감소되었다10

요 약

전기천공기를 이용한 만성 C형간염 DNA 치료백신인 VGX-6150의 임상적 안전성 평가를 위한 제1상

임상시험이 다기관 공개 용량증량의 형태로 진행 중이며 만성 C형간염의 새로운 치료법으로 기대가

된다

참고문헌

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10 Bagarazzi ML Yan J Morrow MP Shen X Parker RL Lee JC et al Immunotherapy against HPV1618

generates potent TH1 and cytotoxic cellular immune responses Sci Transl Med 20124155ra138 doi

101126scitranslmed3004414

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

28

만성 C형간염 치료에서 DNA 백신

DNA 치료백신을 이용하여 C형간염바이러스(hepatitis C virus HCV) 감염을 면역학적 방법으로 치료

하고자 하는 접근방법으로 HCV 항원에 기반을 둔 광범위하고 강력한 T세포 면역반응을 유도한다 HCV

특이적 면역반응은 항원특이적 T세포 면역반응 뿐만 아니라 항체형성도 포함된다3 최근 만성 C형간염

치료제의 한 분야인 치료백신은 체내 C형간염바이러스에 대한 세포성 면역 반응을 유도하여 바이러스

에 감염된 간세포를 억제하거나 제거하는 원리를 이용한다

C형간염바이러스에 감염된 후 급성간염에서 회복된 환자의 면역학적 특징을 분석해 보면 바이러스

항원특이 T세포 면역반응이 CD4+ T세포와 CD8+ T세포에 동시에 유도되고 지속됨을 확인할 수 있다

이에 비해 만성간염 환자의 경우에는 CD8+ T세포는 유도되었으나 지속적이지 못하였고 CD4+ T세포

의 경우에는 감염초기에 유도된 후 사라지는 경향을 보였다 만성 C형간염의 효율적인 치료를 위해서는

급성 간염 후 치유된 환자와 같이 바이러스 특이 T세포 면역반응을 광범위하고 지속적으로 유지시킬

수 있는 면역치료법의 개발이 필요하다 강력하고 다기능 지속적인 CD8+ T세포 뿐만 아니라 지속적인

CD4+ T세포 유도가 필요하며 기억 T세포를 유도하여 바이러스 재감염을 대비하여야 한다 최근 신개념

백신으로 HCV 항원에 대한 세포성 면역반응을 유도하여 T세포에 의한 면역치료를 가능하게 하는 치료

백신의 임상개발이 꾸준히 추진되고 있지만 DNA 백신만큼 다양한 효과를 제공하고 있는 백신 제형은

많지 않다

만성 C형간염 면역치료제 개발 현황

지난 10년간 다양한 HCV 치료백신이 마우스와 원숭이에서 평가되었고 그 중 일부가 임상연구에 진

입하였다 임상연구의 대부분은 HCV 감염환자를 대상으로 치료백신의 효능을 평가하였지만 일부는 건

강한 피험자를 대상으로 예방백신으로도 평가되었다 HCV 치료백신 개발에서 적절한 바이러스 항원 선

정이 매우 중요하다 바이러스 항원은 세포 내 감염에 매우 중요한 역할을 하므로 예방백신의 주요 목표

가 된다 하지만 HCV는 변이가 매우 잘 일어나 동일한 바이러스 아종에만 효과가 있다는 단점이 있어

다른 치료법과 병용이 필요할 수 있다 HCV 항원 중 코어(core) 부위는 T세포 치료백신의 주요 목표로

다양한 종류의 바이러스에도 변이가 심하지 않고 비교적 잘 보존되어 있다 하지만 HCV 코어항원은 선

천적 면역과 적응성 면역을 동시에 일으켜 상호 간섭현상을 보여 바이러스 복제를 억제할 수 없다는 한

계를 가지고 있다 이와 같은 연구결과로 HCV 치료백신 개발은 NS 항원을 대상으로 활발히 개발되고

있다 NS 항원은 외피항원보다 변이가 덜하고 매우 다양한 CD4+ CD8+ T세포 항원결정기를 가지고 있

다 현재 HCV 치료백신은 재조합 단백질 백신 펩타이드 백신 DNA 백신 바이러스 벡터 백신의 형태로

임상개발이 진행 중이다(Table 3)4

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

29

Table 3 만성 C형 간염 치료백신 개발 현황4

백신 종류 명 칭 (개발사) 제품의 특성 임상 단계 대상 피험자 결과 요약

DNA 백신

CIGB-230(Montreal 대학)

Plasmid coreE1E2 + Recombinant core

protein

임상 1상(2009)

제 1 유전자형 표준치료법

무반응자 15명

내약성 있음바이러스 제거되지 않음약한 특이적 T세포 반응 확인 (11명)약한 체액성 면역반응 확인 (6명)

ChronVac-C(Tripep)

Plasmid NS34A + Electroporation

임상11a상(2009)

제 1 유전자형 표준치료법

무경험자 12명

내약성 있음고용량 투여군 6명 중 4명의 피험자에서 바이러스 감소 확인 3명의 피험자에서 05 log 이상의 T세포 반응 확인)

재조합 단백질

항원 이용 백신

HCV E1 + alum adjuvant

(InnogeneticsGenImmune)

HCV E1 + alum adjuvant

임상 1상(2003)

건강한 피험자 12명 + HCV

감염후 표준치료제

무경험자 34명

내약성 있음바이러스 수준 변화없음50명의 피험자에서 T세포 반응 확인체액성 면역반응 증가 확인 (ALT 간조직 검사)

GI5005(Globeimmune)

recombinant yeasttransfected with

HCV NS3fusion protein

임상 2상 (2009)

제 1 유전자형 표준치료법 무경험자 및

무반응자 66명

백신과 표준치료 병용에 대한 17의 지속적 바이러스 반응(SVR) 확인

ISCOMATRIX(CSL Ltd)

HCV core protein임상 12a상

(2009)건강한 피험자

30명

내약성 있음부분적으로 약한 홍조 반응 보임전체 피험자에서 항체반응 확인

펩타이드 항원 백신

IC41 (Intercell AG)

five peptides from core NS3 and NS4

+ poly-l-arginine adjuvant

임상 2상(2008)

HCV 감염후 표준치료제

무반응자 (HLA A2) 60명

내약성 있음 67의 T세포 반응 확인3명의 피험자에서 일시적인 HCV RNA 감소 확인

C35-44(Kurume 대학)

Peptide derived from core protein

임상 1상 (2009)

만성 HCV 감염자 26명 (표준치료제

무반응자 23명 무경험자 3명)

내약성 있음25명의 피험자 중 15명에서 반응 확인 및 2명에서 HCV RNA 감소 확인

(Kurume 대학)

Personalized peptide approach CD8+ A24 peptides + Freundrsquos

adjuvant

임상 1상(2007)

제 1b 유전자형 표준치료제

무반응자 12명

내약성 확인 펩타이드 특이적 T세포 반응 확인 5명의 피험자에서 ALT 감소 및 3명의 피험자에서 HCV RNA 감소 확인

(Burnet Institute+CSL Ltd)

Autologous dendritic cell delivered HLA

A2 epitopes

임상 1상(2010)

HCV 감염후 표준치료제 무반응자 6명

내약성 있음일시적인 T세포 반응 확인

바이러스 이용 유전자

항원 백신

TG4040(Transgene)

MVA vector expressing NS345B

proteins

임상 1상(2009)

HCV 감염환자 15명

15명의 피험자 중 6명에서 T세포 반응에 의한 바이러스 감소 확인

Adenovirus vector (Ad6 and AdCh3)

expressing NS3proteins

(OkairosOxford 대학)

Adenovirus vector (Ad6 and AdCh3)expressing NS3

proteins

임상 1상(2009)

건강한 피험자 36명

내약성 있음높은 면역반응 확인

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

30

Figure 2 Schematic drawing of the wanted effects of DNA immunization in chronic hepatitis C6

만성 C형간염 치료 DNA 백신 VGX-6150

1 개요

VGX-6150은 VGX International Inc (Seoul Korea)에서 개발된 임상시험용 만성 C형간염 치료용 DNA

백신이다 VGX-6150은 HCV 감염 간세포에 표지되어 있는 HCV 항원 중 변이가 가장 적은 비구조 단백

질 3종(NS34A NS4B NS5A)을 표적으로 한다 기존 표준치료법으로 치료가 가장 어려운 제1 유전형(1a

1b) 바이러스의 아미노산서열 데이터베이스를 분석하여 항원 내 아미노산 공통서열(consensus sequence)

을 찾아내어 최대한 바이러스 사이의 일치율(homology)을 높인 후 광범위한 면역반응을 유도하기 위한

항원의 아미노산 서열로 선정하였다 항원 발현 플라스미드에 항원유전자를 삽입 시 항원 발현율을 최

대화하기 위해 코돈 최적화 RNA 구조 최적 IgE 선도서열 삽입을 병행하였다 여기에 DNA 백신의 면

역반응을 증진시키기 위해 면역증강제의 기능을 갖는 사이토카인을 발현하는 플라스미드를 추가하였다

사이토카인으로는 HCV 감염을 억제하면서 면역증강 효과가 있는 IL-28B를 이용하였다

이렇게 제작된 DNA 백신 VGX-6150을 기존 DNA 백신과 달리 고효율로 체내에 전달하기 위해 전기

천공(electroporation)법을 이용하였다 DNA 백신의 기존 투여법 대비 전기천공법을 이용한 투여는 항원

발현율을 1000배 정도 면역반응 유도를 100배 정도 증가시키는 특징을 가지고 있고 비임상 뿐만 아니

라 임상에서도 안전성과 효능을 확인하였다5

만성 C형간염은 간조직 내 면역반응 조절기능으로 인해 항원특이 T세포 반응이 억제되는 일반적인

특성을 가지고 있어서 면역치료제 개발이 용이하지 않지만 DNA 백신과 같이 바이러스 항원이 팔이나

다리의 근육 내 접종(peripheral immunization)으로 유도된 항원특이 T세포 면역반응은 이와 같은 간조직

내에서 억제된 T세포 면역반응을 회피하여 만성간염을 효과적으로 치료할 수 있다(Figure 2)6

VGX-6150은 HCV의 NS34A NS4B NS5A 항원 및 면역증강제인 IL-28B를 발현하기 위한 핵산서열이

포함된 플라스미드 혼합물이다 만성 C형간염 치료 DNA 백신인 VGX-6150을 전기천공기로 근육 내에

투여하면 투여부위 내 근육세포 및 항원제

시 면역세포(antigen presenting cells APCs)

의 핵 내로 플라스미드 DNA인 VGX-6150이

높은 효율로 전달된다 이후 세포내 유전자

발현시스템에 의해 VGX-6150으로부터 NS34A

NS4B NS5A 항원 및 면역증강제인 IL-28B

가 대량으로 발현되고 발현된 3종의 항원

은 투여부위 내 항원제시세포의 MHC class

I과 MHC class II에 표지된다 발현된 항원

이 표지된 항원제시세포는 면역세포들이 모

여 있는 림프절로 이동하게 되고 MHC와 T

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

31

Figure 3 Action mechanism of VGX-6150

세포 수용체를 통한 교차프라이밍(cross priming)으로 항

원특이 T세포 (CD4+ T세포 CD8+ T세포) 활성이 유도된

다 활성화된 항원특이 CD8+ T세포는 림프관을 통해 전

신으로 이동하게 되고 HCV에 감염된 간세포 조직에 도

착하게 된다 HCV가 감염된 간세포 조직은 MHC class I

에 의해 NS34A NS4B NS5A 항원이 표지되어 있어 항

원특이 T세포 면역반응에 의해 HCV 복제가 억제되거나

HCV 감염 간세포가 제거된다 CD4+ T세포는 기억면역

에 관여하여 항원특이 기억 T세포의 활성을 유도하고 장기간 HCV 억제 면역반응을 유지하게 한다 면

역증강제인 IL-28B는 항원특이 T세포 유도를 증진시킬 뿐만 아니라 IFN-λ3의 형태로 HCV 감염을 억제

할 수 있다(Figure 3)

2 인터루킨-28(IL-28B)의 효과

1) 정의

인터루킨-28B(IL-28B)는 III형 인터페론(IFN λ3)으로 사이토카인 IL-12보다 우수한 T세포 활성과 IFN-γ

를 분비하는 적응면역반응에 중요한 역할을 보여줄 뿐만 아니라 CD8+ T세포의 항원특이 면역반응을

장기간 유도한다고 알려져 있다 I형 인터페론과 유사한 신호 경로를 가지고 있어 HCV나 HBV와 같은

바이러스를 효과적으로 제거할 수 있는 약리학적 보조제로의 역할을 동시에 수행할 수 있다 HCV에 감

염된 환자에서 인터페론과 리바비린 치료반응에 연관된 IL-28B와 같은 특정 유전자 다형성(polymorphism)

이 관찰되었다 HCV에 감염된 만성 C형간염 환자에 대한 몇 가지 게놈연구로 인터페론과 리바비린을

이용한 표준치료에서 유전형 CC인 IL-28B을 가진 환자에서 더 나은 반응을 보인다7

2) 유사임상 및 비임상연구 결과

IL-28B를 이용한 임상연구는 보고된 바가 없지만 원숭이를 이용한 DNA 백신 평가 연구에서 IL-28B

를 면역증강제로 사용한 경우 비투여 대조군과 비교하여 강력하고 지속적인 항원특이 CD8+ T세포 반응

을 보였고 면역증강제로 널리 사용되고 있는 IL-12와 비교해 보았을 때 비슷하거나 더 높은 면역반응

유도능력이 확인되었다 독성적인 측면에서도 이상독성반응이 확인되지 않았다8 IL-28B는 만성 C형간

염 환자에서 개인마다 차이는 있지만 환자 혈액에서 지속적으로 평균 100 pgmL정도로 존재하고9

VGX-6150으로부터 인위적으로 발현된 IL-28B는 30일 이내 모두 소실되므로 IL-28B 유도로 우려되는 인

체 내 독성은 없다고 예상할 수 있다

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

32

Figure 4 Action mechanism of Cellectrareg

3 전기천공 전달법

1) 셀렉트라(Cellectra)전기천공기인 셀렉트라는 휴대가 가능하고 충전하여 사용할 수 있는 기기이다 일렉트로포레이션이

라 불리는 기술을 통해서 근섬유 세포 내로 플라스미드 DNA가 잘 흡수되도록 설계되었다 전기천공기

는 작동법이 매우 간단하며 조직에 손상을 주지 않는 펄스로 자기장을 줌으로써 투여한 플라스미드가

세포 내로 잘 흡수될 수 있도록 세포막의 투과율을 일시적으로 높여준다 현재 존재하는 전기천공기는

자기장을 생성하기 위해 고정된 전압을 사용하기 때문에 고온이 발생하여 세포를 파괴할 수 있으므로

전압을 고정하여 사용하는 기기는 환자에게 최적의 조건으로 사용할 수 없다

2) 작동원리

기존 DNA 백신의 가장 큰 단점이었던 체내 전달효율이 낮다는 점을 보완하고자 전달기기로 전기천

공기인 셀렉트라를 이용한다 셀렉트라와 같은 전기천공기를 이용한 DNA 전달법은 투여부위 전기장

을 확장하여 세포 내로 DNA가 들어갈 수 있는 확률을 증진시켜 주며 이를 통해 체내에서 높은 유전자

의 도입 효율과 항원 발현을 유도한다 면역세포들을 투여부위로 이동시켜서 약 100-1000배 정도로 세

포성 면역반응을 증진시킨다 셀렉트라의 경우 입력된 프로그램에 따라 작동되고 조직에서의 저항값

을 측정하여 원하는 부위에서 일정한 전기장을 발생하여 짧은 시간에 투여부 파괴없이 DNA 백신을 전

달할 수 있게 된다(Figure 4)

3) 안전성

셀렉트라를 사용한 소규모 예비시험에서 10명의 건강한 피험자에서 EP (electroporation)를 주고 5분

15분 30분 1시간 후에 VAS 질문지를 사용하여 통증을 평가하였다 VAS (visual analog scale)는 10 cm의

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

33

길이로 되어 있고 양쪽 끝에 통증 없음과 가장 심한 통증이라는 설명이 적혀있어 EP와 관련된 통증

을 표시하도록 하였다 예비실험을 한 결과 피험자들은 EP를 받은 직후에는 평균 63 (7)를 표시하였고

EP 후 대략 5분 후 측정에서는 28 (05)로 결과를 표시하였다 이를 통해 EP를 받은 직후에는 통증이

심하지만 빠르게 감소함을 보여주었다 EP를 이용한 자궁경부전암 DNA백신 연구에서 자궁경부전암

DNA 백신(VGX-3100) 투여후 국소부위 통증을 VAS 평가법으로 측정한 결과 투여 초기 대비 통증 정도

가 빠르게 감소되었다10

요 약

전기천공기를 이용한 만성 C형간염 DNA 치료백신인 VGX-6150의 임상적 안전성 평가를 위한 제1상

임상시험이 다기관 공개 용량증량의 형태로 진행 중이며 만성 C형간염의 새로운 치료법으로 기대가

된다

참고문헌

1 Shedlock DJ Weiner DB DNA vaccination antigen presentation and the induction of immunity J Leukoc Biol

200068793-806

2 Morrow MP1 Weiner DB DNA drugs come of age Sci Am 201030348-53

3 httpwwwdatamonitorcomstoreProductrd_trends_hepatitis_cproductid=HC00084-002

4 Halliday J1 Klenerman P Barnes E Vaccination for hepatitis C virus closing in on an evasive target Expert

Rev Vaccine 201110659-672

5 Bodles-Brakhop AM Heller R Draghia-Akli R Electroporation for the delivery of DNA-based vaccines and

immunotherapeutics current clinical developments Mol Ther 200917585-592

6 Saumlllberg M1 Frelin L Weiland O DNA vaccine therapy for chronic hepatitis C virus (HCV) infection immune

control of a moving target Expert Opin Biol Ther 2009 9805-815

7 Thompson AJ Muir AJ Sulkowski MS Ge D Fellay J Shianna KV et al Interleukin-28B polymorphism

improves viral kinetics and is the strongest pretreatment predictor of sustained virologic response in genotype 1

hepatitis C virus Gastroenterology 2010139120-129

8 Morrow MP Yan J Pankhong P Shedlock DJ Lewis MG Talbott K et al IL-28BIFN-lambda 3 drives

granzyme B loading and significantly increases CTL killing activity in macaques Mol Ther 2010181714-1723

9 Langhans B1 Kupfer B Braunschweiger I Arndt S Schulte W Nischalke HD et al Interferon-lambda serum

levels in hepatitis C J Hepatol 201154859-865

10 Bagarazzi ML Yan J Morrow MP Shen X Parker RL Lee JC et al Immunotherapy against HPV1618

generates potent TH1 and cytotoxic cellular immune responses Sci Transl Med 20124155ra138 doi

101126scitranslmed3004414

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

29

Table 3 만성 C형 간염 치료백신 개발 현황4

백신 종류 명 칭 (개발사) 제품의 특성 임상 단계 대상 피험자 결과 요약

DNA 백신

CIGB-230(Montreal 대학)

Plasmid coreE1E2 + Recombinant core

protein

임상 1상(2009)

제 1 유전자형 표준치료법

무반응자 15명

내약성 있음바이러스 제거되지 않음약한 특이적 T세포 반응 확인 (11명)약한 체액성 면역반응 확인 (6명)

ChronVac-C(Tripep)

Plasmid NS34A + Electroporation

임상11a상(2009)

제 1 유전자형 표준치료법

무경험자 12명

내약성 있음고용량 투여군 6명 중 4명의 피험자에서 바이러스 감소 확인 3명의 피험자에서 05 log 이상의 T세포 반응 확인)

재조합 단백질

항원 이용 백신

HCV E1 + alum adjuvant

(InnogeneticsGenImmune)

HCV E1 + alum adjuvant

임상 1상(2003)

건강한 피험자 12명 + HCV

감염후 표준치료제

무경험자 34명

내약성 있음바이러스 수준 변화없음50명의 피험자에서 T세포 반응 확인체액성 면역반응 증가 확인 (ALT 간조직 검사)

GI5005(Globeimmune)

recombinant yeasttransfected with

HCV NS3fusion protein

임상 2상 (2009)

제 1 유전자형 표준치료법 무경험자 및

무반응자 66명

백신과 표준치료 병용에 대한 17의 지속적 바이러스 반응(SVR) 확인

ISCOMATRIX(CSL Ltd)

HCV core protein임상 12a상

(2009)건강한 피험자

30명

내약성 있음부분적으로 약한 홍조 반응 보임전체 피험자에서 항체반응 확인

펩타이드 항원 백신

IC41 (Intercell AG)

five peptides from core NS3 and NS4

+ poly-l-arginine adjuvant

임상 2상(2008)

HCV 감염후 표준치료제

무반응자 (HLA A2) 60명

내약성 있음 67의 T세포 반응 확인3명의 피험자에서 일시적인 HCV RNA 감소 확인

C35-44(Kurume 대학)

Peptide derived from core protein

임상 1상 (2009)

만성 HCV 감염자 26명 (표준치료제

무반응자 23명 무경험자 3명)

내약성 있음25명의 피험자 중 15명에서 반응 확인 및 2명에서 HCV RNA 감소 확인

(Kurume 대학)

Personalized peptide approach CD8+ A24 peptides + Freundrsquos

adjuvant

임상 1상(2007)

제 1b 유전자형 표준치료제

무반응자 12명

내약성 확인 펩타이드 특이적 T세포 반응 확인 5명의 피험자에서 ALT 감소 및 3명의 피험자에서 HCV RNA 감소 확인

(Burnet Institute+CSL Ltd)

Autologous dendritic cell delivered HLA

A2 epitopes

임상 1상(2010)

HCV 감염후 표준치료제 무반응자 6명

내약성 있음일시적인 T세포 반응 확인

바이러스 이용 유전자

항원 백신

TG4040(Transgene)

MVA vector expressing NS345B

proteins

임상 1상(2009)

HCV 감염환자 15명

15명의 피험자 중 6명에서 T세포 반응에 의한 바이러스 감소 확인

Adenovirus vector (Ad6 and AdCh3)

expressing NS3proteins

(OkairosOxford 대학)

Adenovirus vector (Ad6 and AdCh3)expressing NS3

proteins

임상 1상(2009)

건강한 피험자 36명

내약성 있음높은 면역반응 확인

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

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Figure 2 Schematic drawing of the wanted effects of DNA immunization in chronic hepatitis C6

만성 C형간염 치료 DNA 백신 VGX-6150

1 개요

VGX-6150은 VGX International Inc (Seoul Korea)에서 개발된 임상시험용 만성 C형간염 치료용 DNA

백신이다 VGX-6150은 HCV 감염 간세포에 표지되어 있는 HCV 항원 중 변이가 가장 적은 비구조 단백

질 3종(NS34A NS4B NS5A)을 표적으로 한다 기존 표준치료법으로 치료가 가장 어려운 제1 유전형(1a

1b) 바이러스의 아미노산서열 데이터베이스를 분석하여 항원 내 아미노산 공통서열(consensus sequence)

을 찾아내어 최대한 바이러스 사이의 일치율(homology)을 높인 후 광범위한 면역반응을 유도하기 위한

항원의 아미노산 서열로 선정하였다 항원 발현 플라스미드에 항원유전자를 삽입 시 항원 발현율을 최

대화하기 위해 코돈 최적화 RNA 구조 최적 IgE 선도서열 삽입을 병행하였다 여기에 DNA 백신의 면

역반응을 증진시키기 위해 면역증강제의 기능을 갖는 사이토카인을 발현하는 플라스미드를 추가하였다

사이토카인으로는 HCV 감염을 억제하면서 면역증강 효과가 있는 IL-28B를 이용하였다

이렇게 제작된 DNA 백신 VGX-6150을 기존 DNA 백신과 달리 고효율로 체내에 전달하기 위해 전기

천공(electroporation)법을 이용하였다 DNA 백신의 기존 투여법 대비 전기천공법을 이용한 투여는 항원

발현율을 1000배 정도 면역반응 유도를 100배 정도 증가시키는 특징을 가지고 있고 비임상 뿐만 아니

라 임상에서도 안전성과 효능을 확인하였다5

만성 C형간염은 간조직 내 면역반응 조절기능으로 인해 항원특이 T세포 반응이 억제되는 일반적인

특성을 가지고 있어서 면역치료제 개발이 용이하지 않지만 DNA 백신과 같이 바이러스 항원이 팔이나

다리의 근육 내 접종(peripheral immunization)으로 유도된 항원특이 T세포 면역반응은 이와 같은 간조직

내에서 억제된 T세포 면역반응을 회피하여 만성간염을 효과적으로 치료할 수 있다(Figure 2)6

VGX-6150은 HCV의 NS34A NS4B NS5A 항원 및 면역증강제인 IL-28B를 발현하기 위한 핵산서열이

포함된 플라스미드 혼합물이다 만성 C형간염 치료 DNA 백신인 VGX-6150을 전기천공기로 근육 내에

투여하면 투여부위 내 근육세포 및 항원제

시 면역세포(antigen presenting cells APCs)

의 핵 내로 플라스미드 DNA인 VGX-6150이

높은 효율로 전달된다 이후 세포내 유전자

발현시스템에 의해 VGX-6150으로부터 NS34A

NS4B NS5A 항원 및 면역증강제인 IL-28B

가 대량으로 발현되고 발현된 3종의 항원

은 투여부위 내 항원제시세포의 MHC class

I과 MHC class II에 표지된다 발현된 항원

이 표지된 항원제시세포는 면역세포들이 모

여 있는 림프절로 이동하게 되고 MHC와 T

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

31

Figure 3 Action mechanism of VGX-6150

세포 수용체를 통한 교차프라이밍(cross priming)으로 항

원특이 T세포 (CD4+ T세포 CD8+ T세포) 활성이 유도된

다 활성화된 항원특이 CD8+ T세포는 림프관을 통해 전

신으로 이동하게 되고 HCV에 감염된 간세포 조직에 도

착하게 된다 HCV가 감염된 간세포 조직은 MHC class I

에 의해 NS34A NS4B NS5A 항원이 표지되어 있어 항

원특이 T세포 면역반응에 의해 HCV 복제가 억제되거나

HCV 감염 간세포가 제거된다 CD4+ T세포는 기억면역

에 관여하여 항원특이 기억 T세포의 활성을 유도하고 장기간 HCV 억제 면역반응을 유지하게 한다 면

역증강제인 IL-28B는 항원특이 T세포 유도를 증진시킬 뿐만 아니라 IFN-λ3의 형태로 HCV 감염을 억제

할 수 있다(Figure 3)

2 인터루킨-28(IL-28B)의 효과

1) 정의

인터루킨-28B(IL-28B)는 III형 인터페론(IFN λ3)으로 사이토카인 IL-12보다 우수한 T세포 활성과 IFN-γ

를 분비하는 적응면역반응에 중요한 역할을 보여줄 뿐만 아니라 CD8+ T세포의 항원특이 면역반응을

장기간 유도한다고 알려져 있다 I형 인터페론과 유사한 신호 경로를 가지고 있어 HCV나 HBV와 같은

바이러스를 효과적으로 제거할 수 있는 약리학적 보조제로의 역할을 동시에 수행할 수 있다 HCV에 감

염된 환자에서 인터페론과 리바비린 치료반응에 연관된 IL-28B와 같은 특정 유전자 다형성(polymorphism)

이 관찰되었다 HCV에 감염된 만성 C형간염 환자에 대한 몇 가지 게놈연구로 인터페론과 리바비린을

이용한 표준치료에서 유전형 CC인 IL-28B을 가진 환자에서 더 나은 반응을 보인다7

2) 유사임상 및 비임상연구 결과

IL-28B를 이용한 임상연구는 보고된 바가 없지만 원숭이를 이용한 DNA 백신 평가 연구에서 IL-28B

를 면역증강제로 사용한 경우 비투여 대조군과 비교하여 강력하고 지속적인 항원특이 CD8+ T세포 반응

을 보였고 면역증강제로 널리 사용되고 있는 IL-12와 비교해 보았을 때 비슷하거나 더 높은 면역반응

유도능력이 확인되었다 독성적인 측면에서도 이상독성반응이 확인되지 않았다8 IL-28B는 만성 C형간

염 환자에서 개인마다 차이는 있지만 환자 혈액에서 지속적으로 평균 100 pgmL정도로 존재하고9

VGX-6150으로부터 인위적으로 발현된 IL-28B는 30일 이내 모두 소실되므로 IL-28B 유도로 우려되는 인

체 내 독성은 없다고 예상할 수 있다

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

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Figure 4 Action mechanism of Cellectrareg

3 전기천공 전달법

1) 셀렉트라(Cellectra)전기천공기인 셀렉트라는 휴대가 가능하고 충전하여 사용할 수 있는 기기이다 일렉트로포레이션이

라 불리는 기술을 통해서 근섬유 세포 내로 플라스미드 DNA가 잘 흡수되도록 설계되었다 전기천공기

는 작동법이 매우 간단하며 조직에 손상을 주지 않는 펄스로 자기장을 줌으로써 투여한 플라스미드가

세포 내로 잘 흡수될 수 있도록 세포막의 투과율을 일시적으로 높여준다 현재 존재하는 전기천공기는

자기장을 생성하기 위해 고정된 전압을 사용하기 때문에 고온이 발생하여 세포를 파괴할 수 있으므로

전압을 고정하여 사용하는 기기는 환자에게 최적의 조건으로 사용할 수 없다

2) 작동원리

기존 DNA 백신의 가장 큰 단점이었던 체내 전달효율이 낮다는 점을 보완하고자 전달기기로 전기천

공기인 셀렉트라를 이용한다 셀렉트라와 같은 전기천공기를 이용한 DNA 전달법은 투여부위 전기장

을 확장하여 세포 내로 DNA가 들어갈 수 있는 확률을 증진시켜 주며 이를 통해 체내에서 높은 유전자

의 도입 효율과 항원 발현을 유도한다 면역세포들을 투여부위로 이동시켜서 약 100-1000배 정도로 세

포성 면역반응을 증진시킨다 셀렉트라의 경우 입력된 프로그램에 따라 작동되고 조직에서의 저항값

을 측정하여 원하는 부위에서 일정한 전기장을 발생하여 짧은 시간에 투여부 파괴없이 DNA 백신을 전

달할 수 있게 된다(Figure 4)

3) 안전성

셀렉트라를 사용한 소규모 예비시험에서 10명의 건강한 피험자에서 EP (electroporation)를 주고 5분

15분 30분 1시간 후에 VAS 질문지를 사용하여 통증을 평가하였다 VAS (visual analog scale)는 10 cm의

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

33

길이로 되어 있고 양쪽 끝에 통증 없음과 가장 심한 통증이라는 설명이 적혀있어 EP와 관련된 통증

을 표시하도록 하였다 예비실험을 한 결과 피험자들은 EP를 받은 직후에는 평균 63 (7)를 표시하였고

EP 후 대략 5분 후 측정에서는 28 (05)로 결과를 표시하였다 이를 통해 EP를 받은 직후에는 통증이

심하지만 빠르게 감소함을 보여주었다 EP를 이용한 자궁경부전암 DNA백신 연구에서 자궁경부전암

DNA 백신(VGX-3100) 투여후 국소부위 통증을 VAS 평가법으로 측정한 결과 투여 초기 대비 통증 정도

가 빠르게 감소되었다10

요 약

전기천공기를 이용한 만성 C형간염 DNA 치료백신인 VGX-6150의 임상적 안전성 평가를 위한 제1상

임상시험이 다기관 공개 용량증량의 형태로 진행 중이며 만성 C형간염의 새로운 치료법으로 기대가

된다

참고문헌

1 Shedlock DJ Weiner DB DNA vaccination antigen presentation and the induction of immunity J Leukoc Biol

200068793-806

2 Morrow MP1 Weiner DB DNA drugs come of age Sci Am 201030348-53

3 httpwwwdatamonitorcomstoreProductrd_trends_hepatitis_cproductid=HC00084-002

4 Halliday J1 Klenerman P Barnes E Vaccination for hepatitis C virus closing in on an evasive target Expert

Rev Vaccine 201110659-672

5 Bodles-Brakhop AM Heller R Draghia-Akli R Electroporation for the delivery of DNA-based vaccines and

immunotherapeutics current clinical developments Mol Ther 200917585-592

6 Saumlllberg M1 Frelin L Weiland O DNA vaccine therapy for chronic hepatitis C virus (HCV) infection immune

control of a moving target Expert Opin Biol Ther 2009 9805-815

7 Thompson AJ Muir AJ Sulkowski MS Ge D Fellay J Shianna KV et al Interleukin-28B polymorphism

improves viral kinetics and is the strongest pretreatment predictor of sustained virologic response in genotype 1

hepatitis C virus Gastroenterology 2010139120-129

8 Morrow MP Yan J Pankhong P Shedlock DJ Lewis MG Talbott K et al IL-28BIFN-lambda 3 drives

granzyme B loading and significantly increases CTL killing activity in macaques Mol Ther 2010181714-1723

9 Langhans B1 Kupfer B Braunschweiger I Arndt S Schulte W Nischalke HD et al Interferon-lambda serum

levels in hepatitis C J Hepatol 201154859-865

10 Bagarazzi ML Yan J Morrow MP Shen X Parker RL Lee JC et al Immunotherapy against HPV1618

generates potent TH1 and cytotoxic cellular immune responses Sci Transl Med 20124155ra138 doi

101126scitranslmed3004414

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

30

Figure 2 Schematic drawing of the wanted effects of DNA immunization in chronic hepatitis C6

만성 C형간염 치료 DNA 백신 VGX-6150

1 개요

VGX-6150은 VGX International Inc (Seoul Korea)에서 개발된 임상시험용 만성 C형간염 치료용 DNA

백신이다 VGX-6150은 HCV 감염 간세포에 표지되어 있는 HCV 항원 중 변이가 가장 적은 비구조 단백

질 3종(NS34A NS4B NS5A)을 표적으로 한다 기존 표준치료법으로 치료가 가장 어려운 제1 유전형(1a

1b) 바이러스의 아미노산서열 데이터베이스를 분석하여 항원 내 아미노산 공통서열(consensus sequence)

을 찾아내어 최대한 바이러스 사이의 일치율(homology)을 높인 후 광범위한 면역반응을 유도하기 위한

항원의 아미노산 서열로 선정하였다 항원 발현 플라스미드에 항원유전자를 삽입 시 항원 발현율을 최

대화하기 위해 코돈 최적화 RNA 구조 최적 IgE 선도서열 삽입을 병행하였다 여기에 DNA 백신의 면

역반응을 증진시키기 위해 면역증강제의 기능을 갖는 사이토카인을 발현하는 플라스미드를 추가하였다

사이토카인으로는 HCV 감염을 억제하면서 면역증강 효과가 있는 IL-28B를 이용하였다

이렇게 제작된 DNA 백신 VGX-6150을 기존 DNA 백신과 달리 고효율로 체내에 전달하기 위해 전기

천공(electroporation)법을 이용하였다 DNA 백신의 기존 투여법 대비 전기천공법을 이용한 투여는 항원

발현율을 1000배 정도 면역반응 유도를 100배 정도 증가시키는 특징을 가지고 있고 비임상 뿐만 아니

라 임상에서도 안전성과 효능을 확인하였다5

만성 C형간염은 간조직 내 면역반응 조절기능으로 인해 항원특이 T세포 반응이 억제되는 일반적인

특성을 가지고 있어서 면역치료제 개발이 용이하지 않지만 DNA 백신과 같이 바이러스 항원이 팔이나

다리의 근육 내 접종(peripheral immunization)으로 유도된 항원특이 T세포 면역반응은 이와 같은 간조직

내에서 억제된 T세포 면역반응을 회피하여 만성간염을 효과적으로 치료할 수 있다(Figure 2)6

VGX-6150은 HCV의 NS34A NS4B NS5A 항원 및 면역증강제인 IL-28B를 발현하기 위한 핵산서열이

포함된 플라스미드 혼합물이다 만성 C형간염 치료 DNA 백신인 VGX-6150을 전기천공기로 근육 내에

투여하면 투여부위 내 근육세포 및 항원제

시 면역세포(antigen presenting cells APCs)

의 핵 내로 플라스미드 DNA인 VGX-6150이

높은 효율로 전달된다 이후 세포내 유전자

발현시스템에 의해 VGX-6150으로부터 NS34A

NS4B NS5A 항원 및 면역증강제인 IL-28B

가 대량으로 발현되고 발현된 3종의 항원

은 투여부위 내 항원제시세포의 MHC class

I과 MHC class II에 표지된다 발현된 항원

이 표지된 항원제시세포는 면역세포들이 모

여 있는 림프절로 이동하게 되고 MHC와 T

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

31

Figure 3 Action mechanism of VGX-6150

세포 수용체를 통한 교차프라이밍(cross priming)으로 항

원특이 T세포 (CD4+ T세포 CD8+ T세포) 활성이 유도된

다 활성화된 항원특이 CD8+ T세포는 림프관을 통해 전

신으로 이동하게 되고 HCV에 감염된 간세포 조직에 도

착하게 된다 HCV가 감염된 간세포 조직은 MHC class I

에 의해 NS34A NS4B NS5A 항원이 표지되어 있어 항

원특이 T세포 면역반응에 의해 HCV 복제가 억제되거나

HCV 감염 간세포가 제거된다 CD4+ T세포는 기억면역

에 관여하여 항원특이 기억 T세포의 활성을 유도하고 장기간 HCV 억제 면역반응을 유지하게 한다 면

역증강제인 IL-28B는 항원특이 T세포 유도를 증진시킬 뿐만 아니라 IFN-λ3의 형태로 HCV 감염을 억제

할 수 있다(Figure 3)

2 인터루킨-28(IL-28B)의 효과

1) 정의

인터루킨-28B(IL-28B)는 III형 인터페론(IFN λ3)으로 사이토카인 IL-12보다 우수한 T세포 활성과 IFN-γ

를 분비하는 적응면역반응에 중요한 역할을 보여줄 뿐만 아니라 CD8+ T세포의 항원특이 면역반응을

장기간 유도한다고 알려져 있다 I형 인터페론과 유사한 신호 경로를 가지고 있어 HCV나 HBV와 같은

바이러스를 효과적으로 제거할 수 있는 약리학적 보조제로의 역할을 동시에 수행할 수 있다 HCV에 감

염된 환자에서 인터페론과 리바비린 치료반응에 연관된 IL-28B와 같은 특정 유전자 다형성(polymorphism)

이 관찰되었다 HCV에 감염된 만성 C형간염 환자에 대한 몇 가지 게놈연구로 인터페론과 리바비린을

이용한 표준치료에서 유전형 CC인 IL-28B을 가진 환자에서 더 나은 반응을 보인다7

2) 유사임상 및 비임상연구 결과

IL-28B를 이용한 임상연구는 보고된 바가 없지만 원숭이를 이용한 DNA 백신 평가 연구에서 IL-28B

를 면역증강제로 사용한 경우 비투여 대조군과 비교하여 강력하고 지속적인 항원특이 CD8+ T세포 반응

을 보였고 면역증강제로 널리 사용되고 있는 IL-12와 비교해 보았을 때 비슷하거나 더 높은 면역반응

유도능력이 확인되었다 독성적인 측면에서도 이상독성반응이 확인되지 않았다8 IL-28B는 만성 C형간

염 환자에서 개인마다 차이는 있지만 환자 혈액에서 지속적으로 평균 100 pgmL정도로 존재하고9

VGX-6150으로부터 인위적으로 발현된 IL-28B는 30일 이내 모두 소실되므로 IL-28B 유도로 우려되는 인

체 내 독성은 없다고 예상할 수 있다

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

32

Figure 4 Action mechanism of Cellectrareg

3 전기천공 전달법

1) 셀렉트라(Cellectra)전기천공기인 셀렉트라는 휴대가 가능하고 충전하여 사용할 수 있는 기기이다 일렉트로포레이션이

라 불리는 기술을 통해서 근섬유 세포 내로 플라스미드 DNA가 잘 흡수되도록 설계되었다 전기천공기

는 작동법이 매우 간단하며 조직에 손상을 주지 않는 펄스로 자기장을 줌으로써 투여한 플라스미드가

세포 내로 잘 흡수될 수 있도록 세포막의 투과율을 일시적으로 높여준다 현재 존재하는 전기천공기는

자기장을 생성하기 위해 고정된 전압을 사용하기 때문에 고온이 발생하여 세포를 파괴할 수 있으므로

전압을 고정하여 사용하는 기기는 환자에게 최적의 조건으로 사용할 수 없다

2) 작동원리

기존 DNA 백신의 가장 큰 단점이었던 체내 전달효율이 낮다는 점을 보완하고자 전달기기로 전기천

공기인 셀렉트라를 이용한다 셀렉트라와 같은 전기천공기를 이용한 DNA 전달법은 투여부위 전기장

을 확장하여 세포 내로 DNA가 들어갈 수 있는 확률을 증진시켜 주며 이를 통해 체내에서 높은 유전자

의 도입 효율과 항원 발현을 유도한다 면역세포들을 투여부위로 이동시켜서 약 100-1000배 정도로 세

포성 면역반응을 증진시킨다 셀렉트라의 경우 입력된 프로그램에 따라 작동되고 조직에서의 저항값

을 측정하여 원하는 부위에서 일정한 전기장을 발생하여 짧은 시간에 투여부 파괴없이 DNA 백신을 전

달할 수 있게 된다(Figure 4)

3) 안전성

셀렉트라를 사용한 소규모 예비시험에서 10명의 건강한 피험자에서 EP (electroporation)를 주고 5분

15분 30분 1시간 후에 VAS 질문지를 사용하여 통증을 평가하였다 VAS (visual analog scale)는 10 cm의

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

33

길이로 되어 있고 양쪽 끝에 통증 없음과 가장 심한 통증이라는 설명이 적혀있어 EP와 관련된 통증

을 표시하도록 하였다 예비실험을 한 결과 피험자들은 EP를 받은 직후에는 평균 63 (7)를 표시하였고

EP 후 대략 5분 후 측정에서는 28 (05)로 결과를 표시하였다 이를 통해 EP를 받은 직후에는 통증이

심하지만 빠르게 감소함을 보여주었다 EP를 이용한 자궁경부전암 DNA백신 연구에서 자궁경부전암

DNA 백신(VGX-3100) 투여후 국소부위 통증을 VAS 평가법으로 측정한 결과 투여 초기 대비 통증 정도

가 빠르게 감소되었다10

요 약

전기천공기를 이용한 만성 C형간염 DNA 치료백신인 VGX-6150의 임상적 안전성 평가를 위한 제1상

임상시험이 다기관 공개 용량증량의 형태로 진행 중이며 만성 C형간염의 새로운 치료법으로 기대가

된다

참고문헌

1 Shedlock DJ Weiner DB DNA vaccination antigen presentation and the induction of immunity J Leukoc Biol

200068793-806

2 Morrow MP1 Weiner DB DNA drugs come of age Sci Am 201030348-53

3 httpwwwdatamonitorcomstoreProductrd_trends_hepatitis_cproductid=HC00084-002

4 Halliday J1 Klenerman P Barnes E Vaccination for hepatitis C virus closing in on an evasive target Expert

Rev Vaccine 201110659-672

5 Bodles-Brakhop AM Heller R Draghia-Akli R Electroporation for the delivery of DNA-based vaccines and

immunotherapeutics current clinical developments Mol Ther 200917585-592

6 Saumlllberg M1 Frelin L Weiland O DNA vaccine therapy for chronic hepatitis C virus (HCV) infection immune

control of a moving target Expert Opin Biol Ther 2009 9805-815

7 Thompson AJ Muir AJ Sulkowski MS Ge D Fellay J Shianna KV et al Interleukin-28B polymorphism

improves viral kinetics and is the strongest pretreatment predictor of sustained virologic response in genotype 1

hepatitis C virus Gastroenterology 2010139120-129

8 Morrow MP Yan J Pankhong P Shedlock DJ Lewis MG Talbott K et al IL-28BIFN-lambda 3 drives

granzyme B loading and significantly increases CTL killing activity in macaques Mol Ther 2010181714-1723

9 Langhans B1 Kupfer B Braunschweiger I Arndt S Schulte W Nischalke HD et al Interferon-lambda serum

levels in hepatitis C J Hepatol 201154859-865

10 Bagarazzi ML Yan J Morrow MP Shen X Parker RL Lee JC et al Immunotherapy against HPV1618

generates potent TH1 and cytotoxic cellular immune responses Sci Transl Med 20124155ra138 doi

101126scitranslmed3004414

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

31

Figure 3 Action mechanism of VGX-6150

세포 수용체를 통한 교차프라이밍(cross priming)으로 항

원특이 T세포 (CD4+ T세포 CD8+ T세포) 활성이 유도된

다 활성화된 항원특이 CD8+ T세포는 림프관을 통해 전

신으로 이동하게 되고 HCV에 감염된 간세포 조직에 도

착하게 된다 HCV가 감염된 간세포 조직은 MHC class I

에 의해 NS34A NS4B NS5A 항원이 표지되어 있어 항

원특이 T세포 면역반응에 의해 HCV 복제가 억제되거나

HCV 감염 간세포가 제거된다 CD4+ T세포는 기억면역

에 관여하여 항원특이 기억 T세포의 활성을 유도하고 장기간 HCV 억제 면역반응을 유지하게 한다 면

역증강제인 IL-28B는 항원특이 T세포 유도를 증진시킬 뿐만 아니라 IFN-λ3의 형태로 HCV 감염을 억제

할 수 있다(Figure 3)

2 인터루킨-28(IL-28B)의 효과

1) 정의

인터루킨-28B(IL-28B)는 III형 인터페론(IFN λ3)으로 사이토카인 IL-12보다 우수한 T세포 활성과 IFN-γ

를 분비하는 적응면역반응에 중요한 역할을 보여줄 뿐만 아니라 CD8+ T세포의 항원특이 면역반응을

장기간 유도한다고 알려져 있다 I형 인터페론과 유사한 신호 경로를 가지고 있어 HCV나 HBV와 같은

바이러스를 효과적으로 제거할 수 있는 약리학적 보조제로의 역할을 동시에 수행할 수 있다 HCV에 감

염된 환자에서 인터페론과 리바비린 치료반응에 연관된 IL-28B와 같은 특정 유전자 다형성(polymorphism)

이 관찰되었다 HCV에 감염된 만성 C형간염 환자에 대한 몇 가지 게놈연구로 인터페론과 리바비린을

이용한 표준치료에서 유전형 CC인 IL-28B을 가진 환자에서 더 나은 반응을 보인다7

2) 유사임상 및 비임상연구 결과

IL-28B를 이용한 임상연구는 보고된 바가 없지만 원숭이를 이용한 DNA 백신 평가 연구에서 IL-28B

를 면역증강제로 사용한 경우 비투여 대조군과 비교하여 강력하고 지속적인 항원특이 CD8+ T세포 반응

을 보였고 면역증강제로 널리 사용되고 있는 IL-12와 비교해 보았을 때 비슷하거나 더 높은 면역반응

유도능력이 확인되었다 독성적인 측면에서도 이상독성반응이 확인되지 않았다8 IL-28B는 만성 C형간

염 환자에서 개인마다 차이는 있지만 환자 혈액에서 지속적으로 평균 100 pgmL정도로 존재하고9

VGX-6150으로부터 인위적으로 발현된 IL-28B는 30일 이내 모두 소실되므로 IL-28B 유도로 우려되는 인

체 내 독성은 없다고 예상할 수 있다

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

32

Figure 4 Action mechanism of Cellectrareg

3 전기천공 전달법

1) 셀렉트라(Cellectra)전기천공기인 셀렉트라는 휴대가 가능하고 충전하여 사용할 수 있는 기기이다 일렉트로포레이션이

라 불리는 기술을 통해서 근섬유 세포 내로 플라스미드 DNA가 잘 흡수되도록 설계되었다 전기천공기

는 작동법이 매우 간단하며 조직에 손상을 주지 않는 펄스로 자기장을 줌으로써 투여한 플라스미드가

세포 내로 잘 흡수될 수 있도록 세포막의 투과율을 일시적으로 높여준다 현재 존재하는 전기천공기는

자기장을 생성하기 위해 고정된 전압을 사용하기 때문에 고온이 발생하여 세포를 파괴할 수 있으므로

전압을 고정하여 사용하는 기기는 환자에게 최적의 조건으로 사용할 수 없다

2) 작동원리

기존 DNA 백신의 가장 큰 단점이었던 체내 전달효율이 낮다는 점을 보완하고자 전달기기로 전기천

공기인 셀렉트라를 이용한다 셀렉트라와 같은 전기천공기를 이용한 DNA 전달법은 투여부위 전기장

을 확장하여 세포 내로 DNA가 들어갈 수 있는 확률을 증진시켜 주며 이를 통해 체내에서 높은 유전자

의 도입 효율과 항원 발현을 유도한다 면역세포들을 투여부위로 이동시켜서 약 100-1000배 정도로 세

포성 면역반응을 증진시킨다 셀렉트라의 경우 입력된 프로그램에 따라 작동되고 조직에서의 저항값

을 측정하여 원하는 부위에서 일정한 전기장을 발생하여 짧은 시간에 투여부 파괴없이 DNA 백신을 전

달할 수 있게 된다(Figure 4)

3) 안전성

셀렉트라를 사용한 소규모 예비시험에서 10명의 건강한 피험자에서 EP (electroporation)를 주고 5분

15분 30분 1시간 후에 VAS 질문지를 사용하여 통증을 평가하였다 VAS (visual analog scale)는 10 cm의

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

33

길이로 되어 있고 양쪽 끝에 통증 없음과 가장 심한 통증이라는 설명이 적혀있어 EP와 관련된 통증

을 표시하도록 하였다 예비실험을 한 결과 피험자들은 EP를 받은 직후에는 평균 63 (7)를 표시하였고

EP 후 대략 5분 후 측정에서는 28 (05)로 결과를 표시하였다 이를 통해 EP를 받은 직후에는 통증이

심하지만 빠르게 감소함을 보여주었다 EP를 이용한 자궁경부전암 DNA백신 연구에서 자궁경부전암

DNA 백신(VGX-3100) 투여후 국소부위 통증을 VAS 평가법으로 측정한 결과 투여 초기 대비 통증 정도

가 빠르게 감소되었다10

요 약

전기천공기를 이용한 만성 C형간염 DNA 치료백신인 VGX-6150의 임상적 안전성 평가를 위한 제1상

임상시험이 다기관 공개 용량증량의 형태로 진행 중이며 만성 C형간염의 새로운 치료법으로 기대가

된다

참고문헌

1 Shedlock DJ Weiner DB DNA vaccination antigen presentation and the induction of immunity J Leukoc Biol

200068793-806

2 Morrow MP1 Weiner DB DNA drugs come of age Sci Am 201030348-53

3 httpwwwdatamonitorcomstoreProductrd_trends_hepatitis_cproductid=HC00084-002

4 Halliday J1 Klenerman P Barnes E Vaccination for hepatitis C virus closing in on an evasive target Expert

Rev Vaccine 201110659-672

5 Bodles-Brakhop AM Heller R Draghia-Akli R Electroporation for the delivery of DNA-based vaccines and

immunotherapeutics current clinical developments Mol Ther 200917585-592

6 Saumlllberg M1 Frelin L Weiland O DNA vaccine therapy for chronic hepatitis C virus (HCV) infection immune

control of a moving target Expert Opin Biol Ther 2009 9805-815

7 Thompson AJ Muir AJ Sulkowski MS Ge D Fellay J Shianna KV et al Interleukin-28B polymorphism

improves viral kinetics and is the strongest pretreatment predictor of sustained virologic response in genotype 1

hepatitis C virus Gastroenterology 2010139120-129

8 Morrow MP Yan J Pankhong P Shedlock DJ Lewis MG Talbott K et al IL-28BIFN-lambda 3 drives

granzyme B loading and significantly increases CTL killing activity in macaques Mol Ther 2010181714-1723

9 Langhans B1 Kupfer B Braunschweiger I Arndt S Schulte W Nischalke HD et al Interferon-lambda serum

levels in hepatitis C J Hepatol 201154859-865

10 Bagarazzi ML Yan J Morrow MP Shen X Parker RL Lee JC et al Immunotherapy against HPV1618

generates potent TH1 and cytotoxic cellular immune responses Sci Transl Med 20124155ra138 doi

101126scitranslmed3004414

2014년 대한간학회 춘계 Single Topic Symposium

32

Figure 4 Action mechanism of Cellectrareg

3 전기천공 전달법

1) 셀렉트라(Cellectra)전기천공기인 셀렉트라는 휴대가 가능하고 충전하여 사용할 수 있는 기기이다 일렉트로포레이션이

라 불리는 기술을 통해서 근섬유 세포 내로 플라스미드 DNA가 잘 흡수되도록 설계되었다 전기천공기

는 작동법이 매우 간단하며 조직에 손상을 주지 않는 펄스로 자기장을 줌으로써 투여한 플라스미드가

세포 내로 잘 흡수될 수 있도록 세포막의 투과율을 일시적으로 높여준다 현재 존재하는 전기천공기는

자기장을 생성하기 위해 고정된 전압을 사용하기 때문에 고온이 발생하여 세포를 파괴할 수 있으므로

전압을 고정하여 사용하는 기기는 환자에게 최적의 조건으로 사용할 수 없다

2) 작동원리

기존 DNA 백신의 가장 큰 단점이었던 체내 전달효율이 낮다는 점을 보완하고자 전달기기로 전기천

공기인 셀렉트라를 이용한다 셀렉트라와 같은 전기천공기를 이용한 DNA 전달법은 투여부위 전기장

을 확장하여 세포 내로 DNA가 들어갈 수 있는 확률을 증진시켜 주며 이를 통해 체내에서 높은 유전자

의 도입 효율과 항원 발현을 유도한다 면역세포들을 투여부위로 이동시켜서 약 100-1000배 정도로 세

포성 면역반응을 증진시킨다 셀렉트라의 경우 입력된 프로그램에 따라 작동되고 조직에서의 저항값

을 측정하여 원하는 부위에서 일정한 전기장을 발생하여 짧은 시간에 투여부 파괴없이 DNA 백신을 전

달할 수 있게 된다(Figure 4)

3) 안전성

셀렉트라를 사용한 소규모 예비시험에서 10명의 건강한 피험자에서 EP (electroporation)를 주고 5분

15분 30분 1시간 후에 VAS 질문지를 사용하여 통증을 평가하였다 VAS (visual analog scale)는 10 cm의

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

33

길이로 되어 있고 양쪽 끝에 통증 없음과 가장 심한 통증이라는 설명이 적혀있어 EP와 관련된 통증

을 표시하도록 하였다 예비실험을 한 결과 피험자들은 EP를 받은 직후에는 평균 63 (7)를 표시하였고

EP 후 대략 5분 후 측정에서는 28 (05)로 결과를 표시하였다 이를 통해 EP를 받은 직후에는 통증이

심하지만 빠르게 감소함을 보여주었다 EP를 이용한 자궁경부전암 DNA백신 연구에서 자궁경부전암

DNA 백신(VGX-3100) 투여후 국소부위 통증을 VAS 평가법으로 측정한 결과 투여 초기 대비 통증 정도

가 빠르게 감소되었다10

요 약

전기천공기를 이용한 만성 C형간염 DNA 치료백신인 VGX-6150의 임상적 안전성 평가를 위한 제1상

임상시험이 다기관 공개 용량증량의 형태로 진행 중이며 만성 C형간염의 새로운 치료법으로 기대가

된다

참고문헌

1 Shedlock DJ Weiner DB DNA vaccination antigen presentation and the induction of immunity J Leukoc Biol

200068793-806

2 Morrow MP1 Weiner DB DNA drugs come of age Sci Am 201030348-53

3 httpwwwdatamonitorcomstoreProductrd_trends_hepatitis_cproductid=HC00084-002

4 Halliday J1 Klenerman P Barnes E Vaccination for hepatitis C virus closing in on an evasive target Expert

Rev Vaccine 201110659-672

5 Bodles-Brakhop AM Heller R Draghia-Akli R Electroporation for the delivery of DNA-based vaccines and

immunotherapeutics current clinical developments Mol Ther 200917585-592

6 Saumlllberg M1 Frelin L Weiland O DNA vaccine therapy for chronic hepatitis C virus (HCV) infection immune

control of a moving target Expert Opin Biol Ther 2009 9805-815

7 Thompson AJ Muir AJ Sulkowski MS Ge D Fellay J Shianna KV et al Interleukin-28B polymorphism

improves viral kinetics and is the strongest pretreatment predictor of sustained virologic response in genotype 1

hepatitis C virus Gastroenterology 2010139120-129

8 Morrow MP Yan J Pankhong P Shedlock DJ Lewis MG Talbott K et al IL-28BIFN-lambda 3 drives

granzyme B loading and significantly increases CTL killing activity in macaques Mol Ther 2010181714-1723

9 Langhans B1 Kupfer B Braunschweiger I Arndt S Schulte W Nischalke HD et al Interferon-lambda serum

levels in hepatitis C J Hepatol 201154859-865

10 Bagarazzi ML Yan J Morrow MP Shen X Parker RL Lee JC et al Immunotherapy against HPV1618

generates potent TH1 and cytotoxic cellular immune responses Sci Transl Med 20124155ra138 doi

101126scitranslmed3004414

허 정 새로운 치료제 DNA 치료백신(VGX-6150)

33

길이로 되어 있고 양쪽 끝에 통증 없음과 가장 심한 통증이라는 설명이 적혀있어 EP와 관련된 통증

을 표시하도록 하였다 예비실험을 한 결과 피험자들은 EP를 받은 직후에는 평균 63 (7)를 표시하였고

EP 후 대략 5분 후 측정에서는 28 (05)로 결과를 표시하였다 이를 통해 EP를 받은 직후에는 통증이

심하지만 빠르게 감소함을 보여주었다 EP를 이용한 자궁경부전암 DNA백신 연구에서 자궁경부전암

DNA 백신(VGX-3100) 투여후 국소부위 통증을 VAS 평가법으로 측정한 결과 투여 초기 대비 통증 정도

가 빠르게 감소되었다10

요 약

전기천공기를 이용한 만성 C형간염 DNA 치료백신인 VGX-6150의 임상적 안전성 평가를 위한 제1상

임상시험이 다기관 공개 용량증량의 형태로 진행 중이며 만성 C형간염의 새로운 치료법으로 기대가

된다

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