출 처 : Geall, A., Otten, G., & Barnett, S. (2014). U.S. Patent Application No. 14/130,869.
미국 특허 출원된 ‘Immunogenic composition and uses thereof’에서 백신 조성물 개발 과정에서 수행한, 백신 조성물 resuspension에 대한 분산 안정성 분석 방법을 소개합니다.
Global phamaceutical company, Pfizer Inc.
이 특허의 출원자는 노바티스, 로슈와 어깨를 나란히하는 거대 글로벌 제약회사로, 최근 진행된 글로벌의약산업계의 한국 경제 기여도 평가에서 종합 평가 1위를 차지한
미국의 화이자 제약 (Pfizer Inc.) 입니다. 화이자는 지난 7월 1일 이번 Covid-19 바이러스 감염증에 대응하는 백신 개발을 위한 초기 실험에서 긍정적인 결과를 얻었다고 발표하였습니다.
화이자는 임상 실험에서 저용량 접종군과 중간 용량 접종군에서 긍정적인 수준의 면역 반응이 확인되었음을 보고하였습니다.
Group B streptococcal infection
이 특허에서는 Immunogenic composition (면역원성 조성물)을 개발하고 특성을 분석한 내용으로 특별히 Streptococcus agalactiae의 capsular polysaccharide (CP)을 포함하는
immunogenic composition에 대한 내용입니다. Streptococcus agalactiae은 B군 연쇄상 구균으로 알려져 있으며 감염될 경우 신생아, 노인 및 면역기능 저하자에게 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다.
일반적으로 감염 증상이 없는 경우가 대부분이나 임신과 출산 과정에서 산모와 태아에게 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다. 이를 예방하기 위한 백신은 연구와 임상 실험이 진행되고 있지만
상용화되고 있는 것은 없으며, 출산 시 미리 항생제를 투여하는 것이 현재로써는 유일한 예방 방법입니다.
Streptococcus agalactiae은 일반적으로 group B streptococcus (GBS)로 지칭됩니다. GBS는polysaccharide (다당류)로 구성된 capsule로 둘러쌓여 있고, 이 capsule을 이루고 있는
polysaccharide의 면역 반응에 따라 크게 10가지 serotype (혈청형, 항원형)이 있습니다.
Development of a vaccine against GBS
이 특허 연구에서는 6종의 serotype GBS와 carrior protein (운반단백질), 그리고 aluminum-based adjuvant (알루미늄 면역증강제)를 선택적으로 조합하여 Streptococcus agalactiae의
CP를 항원으로 하는 B군 연쇄상구균 감염증 예방 백신의 조성을 개발하고자 하였습니다.
조성물은 항원이 되는 GBS6 (6가 GBS)의 CP를 비롯하여 20mM histidine, 150mM NaCl, 0.02% PS80, 0.5mg/mL AlPO4 (pH 6.5)으로 구성되었습니다. 이때 CP는 고용량 (240 mcg/mL)
또는 저용량 (60 mcg/mL)으로 첨가되었습니다.
그리고 1가 GBS의 CP를 6종 준비하여 (Ⅰa, Ⅰb, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ), 위의 조성물과 같이 저용량과 고용량 조성물을 준비하였습니다.
따라서 항원형과 그 농도를 달리한 6가 GBS 2종과 1가 GBS 12종을 평가하였습니다.
Resuspension property of GBS vaccine formulations
이 연구에서는 백신 조성물을 resuspension하였을 때, 물리적 특성을 평가하였습니다. 특별히 resuspension에 들어있는 aluminum particles의 분산 안정성을 평가하기 위해서
LUMiSizer® Dispersion Analyzer (L.U.M. GmbH, Germany) 기기가 사용되었습니다. LUMiSizer®를 통해 sedimentation rate (settling rate, 침전 속도)을 측정하여
aluminum vaccine adjuvant의 분산 안정성이 분석되었습니다. 앞에서 준비한 14종의 백신 조성물을 제조하여 당일, 2주, 3개월 시점에서(5℃ 보관) resuspend한 후 침전 속도를 측정하였습니다 (Fig. 1).
Fig. 1. Transmission rate of GBS6 and monovalent formulations in high and low doses
침전 속도 경향은 3개월 동안 변화되지 않았는데, resuspend가 쉬운 것 (resuspend에 필요한 shaking 횟수가 적은 것)은 침전 속도가 빠르게 나타나 침전 속도와 resuspend의 용이성 간의
직접적인 상관관계가 있음을 알 수 있었습니다. 저용량 CP를 함유한 백신의 경우 고용량 CP 백신보다 입자가 더 컸는데, 입자가 큰 저용량 CP 백신이 더 빠르게 침전되고
더 쉽게 resuspension 됨을 알 수 있었습니다.
LumiSizer® Dispersion Analyzer
이 특허 연구에서 almuminum adjuvant의 분산 안정성을 비교 분석하기 위해 사용된 기기는 독일 LUM사의 LumiSizer® instrument입니다.
이 기기는 원심분리를 적용하여 샘플의 de-mixing을 가속화하여 빠른 시간 내에 샘플의 분산 안정성을 확인할 수 있도록 고안되었습니다. 기기 내부에는 아래 그림과 같이 샘플이 빛에 노출 되었을 때
샘플 내 입자에 투과되는 빛의 양을 측정할 수 있도록 광원과 센서가 장착되어 있습니다. 이 때 얻어지는 샘플의 빛 투과도 그래프는 샘플 내에서 일어나는 입자의 움직에 대해 공간적 & 시간적
변화 정보를 제공합니다.
이 정보를 통해 입자의 침전 속도와 입자 크기 분포를 계산할 수 있으며, 이를 통해 샘플의 분산 안정성을 비교 분석하고 향후 제품의 분산 안정성을 예측할 수 있습니다.
이 장비는 백신이나 adjuvant 뿐만 아니라 여러 분야의 applications에서 활용될 수 있으며, 샘플을 희석하지 않은 원래 농도에서 쉽고 빠르게 물질의 분산/유화 안정성을 확인할 수 있습니다.
다음 동영상을 보시면 LUMiSizer®를 통해 투과도 그래프를 얻는 과정을 빠르고 쉽게 이해하실 수 있습니다.
LumiSizer Dispersion Analyzer
LumiFuge Stability Analyzer
LumiReader PSA Separation Analyzer
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