전사과정의 속도는 선택된 프로모터에 의해 영향을 받으며, 이는 단백질 발현에 직접적으로 관련되어 있다. 식물체 발현 바이러스벡터의 선택은 대상 식물체와 발현목적에 따라 결정된다. 어쥬번트는 백신에 대한 감응반응을 높여 항체 생성을 돕는다. 식물유래 재조합 경구백신 기술은 비용을 절감하면서도 안전성과 효율성을 보장하여 대체 백신으로서의 가능성이 높다. 이 기술의 효과는 1997년 시작된 설사병 예방을 위한 1차 임상시험에서 재조합 항원이 포함된 감자를 섭취하였을 때 면역반응이 나타나는 것을 통해 확인되었다.
<h1>식물체 형질전환을 위한 프로모터의 선발</h1> <p>식물유래 재조합 단백질을 생산할 때, 가장 중요하게 고려할 사항이 단백질 발현수준이다. 어떤 프로모터를 선택 하느냐에 따라 전사과정의 속도에 영향을 주고, 이는 단백질 발현에 직접적으로 관여하기 때문이다. 식물체 형질전환 시 가장 많이 이용되는 프로모터는 전조직 발현 \( \mathrm{CaMV} \) (cauliflower mosaic virus) \( 35 \mathrm{~S} \) 프로모터나 이를 식물체에 맞도록 약간씩 변형시킨 프로모터들이다. 그밖에 octopine이나 mannopine synthase 등 수많은 상시발현 프로 모터들이 사용되고 있다. 또한, 식물 바이러스 (TMV, PVX, AIMV)를 일시적 으로 발현시킨 벡터를 사용하여 대상 식물체에 감염시켜 서 목적하는 항원유전자를 과발현시킬 수 있는데, 이러한 식물 바이러스 벡터 시스템은 단백질 발현에 소요되는 시간을 줄이고, 항원생산이 증가되는 장점이 있다). 식물체 발현 바이러스벡터의 선택은 대상 식물체 와 그 발현목적에 따라 정해진다.</p> <P>최근에는 소포체 (ER)발현 특정 시퀀스 (KDEL)를 벡터 내에 임의적으로 삽입함으로서 단백질의 안정성을 높이 고, 식물체 특정조직에 과발현되는 프로모터, 즉 종자발현 (seed specific), 괴경발현 (tuber specific), 과육발현 (fruit specific) 프로모터들을 사용해 항원단백질의 양을 늘린 연구들이 진행되고 있다 .</p> <h1>어쥬번트에 대한 연구</h1> <p>어쥬번트 (adjuvant)는 흔히 백신 보조제, 면역 보강제 또는 항원 보강제로 불리는 물질인데, 백신에 대한 감응반응을 높여 면역시스템에서 항체가 많이 생성 될 수 있도록 한다. 어쥬번트는 보통 leukocyte에 존재하는 immune receptor 에 결합해 세균에 감염되었다는 것을 인지하며 성분분석 및 활성화되어 내재면역을 증강시킨다. 보통 백신의 경우 보조제 투여를 반드시 요구하지는 않지만, 재조합 백신의 경우, oil, aluminum salts, virosomes 등의 어쥬번트를 함께 투여함으로서 면역이 지속적으로 유지되도록 한다. 식물경구백신에서 널리 이용되는 보조제로는 세균에서 파생된 Ⅴ. cholarae toxin Bsubunit (CTB)와 E. coli heat labile enterotoxin B subunit (LTB)등의 세균 독소와 같은 화합물과 그들 각각의 toxoid가 특별히 유용한 점막 보조제로 널리 사용된다. 그 중 CTB는 가장 효과적인 점막면역 보조제로 알려져 있긴 하지만 독성이 너무 높고 그 자신에 대한 강한 면역 반응을 유도해내는 문제가 있어 좀 더 안정한 보조제의 개발이 필요한 실정이다 . 최근들어 인체의 면역력을 높이는 성분으로 알려진 식물체 구성성분인 사포닌이 어쥬번트 가능성이 있음이 연구되고 있는데, 실제 동물실험에 사용해 본 결과 장내 면역시스템에서 백신보조제로서의 역할을 충분히 하는 것으로 나타났다.</p> <p>보조제는 무엇보다 안전하고 분해가 가능하며 스스로 면역반응을 유도하지 않고 적절한 면역반응을 촉진해야하므로 재조합 항원의 종류와 시도 대상을 고려해 적절한 선택이 요구된다. 따라서, 경구백신을 개발함에 있어서 최근의 발전과 더불어 정확한 보조제의 개선이 필요하다.</p> <h2>임상시도의 예</h2> <p>식물체 재조합 백신이 허가를 받아 시판되고 있는 것 은 아직까지는 없다. 하지만, 식물 경구 백신이 향후 수년 내에 현실화 될 것이라는 것이 지배적인 의견이다. 일부 항원 유전자의 경우 사람을 대상으로 하는 임상시험이 완료되어 조만간 FDA의 승인을 얻어 식물을 이용하여 생산된 백신이 실용화 될 수 있을 거라 전망한다. 현재까지 보고된 임상시험 진행 정도를 살펴보면 설사병 예방을 위해 몇몇 지원자 (volunteer)에게 한하여 50-100 g의 감자를 섭취하게 했던 1 차 임상시험이 1997년 시작되었는데, 재조합 항원이 포함된 감자를 생으로 섭취해도 면역반응이 나타난다는 것을 보여주었다. B형 간염의 경우, 임상 1단계로 허가받은 간염 유전자가 발현된 형질전환 감자와 상추를 지원자를 대상으로 먹인 결과 특정 면역글로블린 G 가 생성됨이 보고 되었다. 이 같은 식물 백신 임상시도의 성공적인 보고는 식물유래 재조합 백신의 잠재력을 보여주는 중요한 결과라 하겠다 . 최초로 허가된 식물 생산 백신은 담배 세포 배양을 통한 뉴캐슬병 바이러스에 대한 백신이며, 현재 국내에서 식물체를 이용한 재조합 항원의 생산 이 허가된 예는 아직까지 없다.</p> <h1>결 론</h1> <p>식물유래 재조합 경구백신 기술은 재조합 항원단백질을 식물체에서 안정적으로 발현시킴으로서 그에 따른 비용을 절감할 수 있으며, 그 안전성과 효율성면에서 대체 백신으로서의 가능성이 매우 높은 연구분야라 하겠다. 하지만, 기존의 백신생산시스템에 비해 단백질 발현이나 정제수율이 매우 낮고 치료용 백신의 경우 기술개발 이후에도 상용화까지는 독성시험, 임상시험의 진행 및 생산을 위한 고비용 투자가 요구되는 단점이 있다. 그러나, 성공할 경우의 높은 부가가치를 감안할 때 인류건강 차원에서 지속적인 연구개발 및 투자가 이루어져야 하는 분야이다. 이를 위해 식물체 각각에 대한 강력한 프로모터의 개발이 중점적으로 수행되고, 백신 전달 및 GMO 식물의 허용 또는 기술 자체의 안전성과 평가 등의 문제점들이 해결된다면 식물경구백신의 우수성이 조만간 실용화로 이어질 수 있으리라 여겨진다.</p>