식물유래 재조합항원은 약 45종의 항원들이 식물체에 도입되었으며 더 넓은 범위의 질병으로 확대되었다. 가장 많이 연구되고 있는 항원인 CTB과 LTB은 식물에서 높은 분자량을 나타내는 경향이 있으며, 이는 식물의 특정 효소들로 인해 특이적인 당쇄화 과정을 거치면서 일어난다. 항원단백질 발현 증가나 안정적 항체 형성을 위한 연구가 진행되고 있는 추세이다.
<h1>식물유래 재조합항원</h1> <p>현재 식물체에서 안정적인 발현이 확인되어 개발이 진 행중인 식물유래 경구백신의 종류와 그 진행의 정도를 살 펴보면 다음과 같다 (Table 1). Arntzen 등 (2003)의 보고에 의하면 2003년까지 약 45 여종의 항원들이 식물체에 도입 되어졌으며, 그 이후로도 더 넓은 범위의 질병으로 확대 되어왔다. 본 review 에서는 그들 중 가장 많이 연구가 되어있는 항원을 정리하였다.</p> <h2>CTB (cholera toxin B subunit)</h2> <p>콜레라는 설사병을 유발하는 V. cholera 에 의한 수인성질병으로 해마다 전세계적으로 550만 명이 감염되며, 주로 아시아, 아프리카 등 최빈국에서 12만명이 목숨을 잃는 질병이다. 콜레라는 점막백신으로 감자, 토마토 등 다양한 작물에서 시도되었는데 (Jani et al. 2002), 감자에서 총 수용성 단백질 (TSP)의 \(0.3\%\) (Arakawa et al. 1997), 담배에서 \( 0.095 \% \) (Wang et al. 2001), 토마토의 잎에서 \( 0.02 \% \), 과육에서 \( 0.04 \% \) (Jani et al. 2002)씩 각각 발현되는 것으로 보고되었다. 또한, 콜레라 항원이 발현된 감자를 먹인 쥐에서 콜레라균에 특이적으로 반응하는 항체가 생성됨을 확인하였다 (Arakawa et al. 1998). Nochi 등 (2007)은 콜레라 독소 B를 생산하는 쌀을 만들어 면역반응을 확인하였는데, 형질전환 벼-유래의 CTB 는 위산의 분해에도 안정하며 실온에서 장기간 보관해도 활성이 유지되어 백신으로서의 사용이 가능함을 보여주었다. 식물에서 콜레라 항원을 발현시킬 때 높은 분자량을 나타내는 경향이 있는데, 이는 식물의 경우에 특정 효소들로 인해 특이적인 당쇄화 (glycosylation) 과정을 거치면서 일어나는 현상으로 밝혀졌다 (Warzecha et al. 2007). 식물에서 일어나는 당쇄화 과정은 식물경구백신 생산과 관련해 좀 더 연구가 이루어져야 하는 부분이다.</p> <h2>LTB (heat labile enterotoxin B subunit)</h2> <p>대장균 장독소 (ETEC)는 한개 이상의 독소를 생산해 내는 수양성 질병이다. 이들 중 하나가 고분자량인 heat labile toxin (LT)인데, 이것은 콜레라 독소 (CT)와 매우 유사하다. LTB역시 CTB와 마찬가지로 장의 상피세포 표면 에 존재하는 GM-1 강글리오사이드에 B subunit 펜타머의 특수 상호작용에 의해 결합하며 면역원으로서 뿐만 아니라 공공 투여 항원을 위한 면역보조제로서의 기능도 함께 수행한다.</p> <p>Haq 등 (1995)은 대장균의 LTB를 감자와 담배에서 생산해, 총 수용성 단백질의 \( 0.02 \% \)까지 발현됨을 관찰하였으며, 이들 단백질이 장내 GM-1 강글리오사이드에 결합하는 것으로 보아 생리적 상태인 \( 11.6\mathrm{kDa} \) 의 펜타머 형성이 원활하게 일어날 수 있음을 보여주었다. Mason 등 (1998)은 LTB의 발현율을 높이기 위하여 식물에서 많이 사용되는 코돈 (plant optimized codon)으로 변화시키고, RNA안정성 증가를 위하여 시퀀스를 제거 시키는 등의 다양한 시도를 통해 항원단백질의 발현을 증가시켰으며, Chikwamba 등(2002)은 종자특이발현 (seed specific) 프로모터를 사용해 옥수수에 형질전환시켜 박테리아 유래 LTB와 유사하게 \( \mathrm{GM}-1 \) 강글리오사이드에 결합해 안정적인 항체형성을 확인하였다. LTB와 CTB의 재조합 다중체는 동물 (Mason et al. 1998)과 사람 (Tacket et al. 1998)에게 경구투여 하였을 때 정상적인 면역반응이 유도된다고 보고 된 바 있다.