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박종현
박종현(Jong-Hyeon Park) 저자 이메일 보기
농림축산검역본부
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Chimeric vaccine strain of type O foot-and-mouth disease elicits a strong immune response in pigs against ME-SA and SEA topotypes

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

구제역은 전염력이 매우 높은 동물전염병으로 소, 돼지, 염소, 사슴 등 주요 우제류 (발굽이 둘로 갈라진 동물) 가축에 구제역바이러스(Pirconaviridae family, Aphthovirus genus)가 감염되어 코, 입, 발굽 등에 수포가 형성되는 증상을 동반합니다. 공기전파로 60-250 km 거리에서도 전염 가능한 바이러스이며 또한 동물간 질병 전파율이 매우 높아 동물 이동제한, 살처분과 백신 접종을 병행하여 질병을 통제합니다. 2010년 11월에 안동에서 발생된 구제역은 전국으로 확산되어 거의 3조원에 가까운 경제적 피해를 입혔습니다. 이러한 막대한 경제적 피해 때문에 세계동물보건기구(OIE)에서도 이 질병은 국가가 통제해야 하는 질병이며 이 병이 발생하면 국가간 동축산물 무역이 중단되기 때문에 국가에 의해 관리 (발생상황 신속보고 등) 되어야 하는 중요한 질병으로 분류하고 있습니다. 백신에 의한 통제를 위해 전국적으로 구제역 백신 접종을 시행하였고, 대한민국은 2011년 이후 소, 돼지, 염소 등 감수성 동물 모두에 대해 백신을 접종해 왔습니다. 이 과정에서 백신접종은 매우 중요한 전염병의 통제 수단이라는 것이 증명되었습니다.

그러나, 백신의 품질 또는 백신주에 따라 신규 발생한 구제역에 대한 백신의 효과가 달라지다 보니 여러 종류의 다른 구제역바이러스가 외국에서 유입되어 감염되는 축산현장에서는 백신의 효과에 대한 논란이 많이 있었습니다. 따라서 새로 유입되는 다양한 구제역바이러스의 다양성에 대응하여 공통으로 광범위 방어가 가능한 항원성 보유 백신주가 필요하기 때문에 이 분야 연구를 수행하게 되었습니다. 우리나라는 현재까지 백신은 모두 수입에 의존해 왔기 때문에 백신 국산화가 시급한 실정이며, 이와 같은 연구는 시기적절한 연구 아이템이라 하겠습니다. 또한 세계적으로 지속적으로 발생하는 새로운 구제역바이러스 확보도 어렵기 때문에 이를 극복하기 위하여 새로운 방법 (역유전학 기법을 통한 감염성 클론 확보)을 고안하였습니다. 주변국에서 발생되는 다양한 구제역바이러스에 대응하여 backbone 은 그대로 두고 방어유전자를 교체하는 방법으로 주변지역 발생바이러스를 광범위하게 방어할 수 있는 백신주를 실험실내에서 제작하여 세포에서 배양 후 불활화 항원을 제조하여 사(불활화)백신을 개발하였습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

구제역은 국가가 관리해야 하는 질병으로 분류되어 있기 때문에 구제역바이러스는 국가기관인 농림축산검역본부 (정규직 정원 1,058명)에서 다루고 있습니다. 농림축산검역본부는 세계동물보건기구(OIE)에서 지정한 구제역 표준연구실 (OIE 지정 구제역 전문가; 박종현)을 운영하고 있습니다. 이 같은 고위험바이러스는 생물안전 3등급 연구시설 (BL-3)에서 취급하고 있으며, 국가재난형 질병으로 관리, 통제하고 있어 이러한 연구도 많은 제약이 따를 수밖에 없습니다. 현재 농림축산검역본부 구제역백신연구센터는 전량 수입에 의존하고 있는 구제역 사백신의 국산화를 위해 노력하고 있고, 현재 사용되는 백신들 보다 더 나은 품질의 새로운 백신을 개발하기 위한 노력을 기울이고 있습니다. 구제역 생바이러스를 직접 다루지 않는 재조합 백신 및 항바이러스제의 개발 등은 대학교, 기업체 등에서도 개발이 가능합니다.

구제역백신연구센터는 BL-3 (실험실), ABSL-3(동물실험실), LSBL-3 (대량배양실)을 갖추고 있고, 구제역 백신 국산화를 위해 2015년 12월에 새로운 R&D 조직으로 탄생되었으며, 현재 34명의 연구원이 근무하고 있습니다. 실험실은 4개 실험실로 구성되어 있으며 백신주 분석 연구실, 백신주 개발 연구실, 백신공정연구실, 백신평가연구실이 있습니다. 연구를 통해 개발된 결과 산출물 (백신주 개발, 백신공정, 백신평가 기법 등)은 한국 구제역 백신 전문생산 회사인 FVC (FMD Vaccine Consortium, 2020년 생산시설 건축 완료 후 2022년부터 국산백신 생산 계획)에 지속적으로 기술 이전되고 있습니다. 향후 백신 개발이 완료되는 시점 이후에도 주변국에서 발생되는 바이러스에 대응하는   지속적인 백신 개발 연구, 백신주의 평가와 완제품의 국가의 통제, 관리는 이루어져야 할 것입니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

구제역은 축산현장과 밀접한 질병이며 발생시 통제가 제대로 되지 않으면 사회적, 경제적으로도 큰 문제가 발생하는 국가재난형 질병입니다. 가축에서 전파력이 높은 매우 중요한 전염병이므로 이 질병에 대해 하나하나 문제점을 연구를 통해 해결해 나가는 데 많은 보람을 느낍니다. 현재 매년 700억원 이상 수입하는 구제역 백신이 향후 구제역 백신의 국산화가 완성되어 자체생산이 된다면 백신 연구개발자로서 자부심은 더욱 커질 거라 생각됩니다

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 학생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

구제역 연구는 실험 당시에는 잘 모르지만 우수한 연구결과가 도출되면 파급효과가 큽니다. 해당 분야에서 연구자로서 연구결과를 후세에 남기는 것은 아주 보람 있는 일입니다. 여러 연구분야에 관심이 있겠지만 그 관심분야 중에서도 국가적 차원에서 해결이 필요한 연구를 하여 좋은 연구결과를 얻는 다면 그 분야에서 세계적인 전문가가 되는 건 시간 문제입니다. 연구하고 싶은 분야를 처음부터 잘 설정하고 그 설정 분야에 올인하여 꾸준하게 연구한다면 세계적 전문가로서의 명성을 얻을 수 있습니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

구제역 백신의 면역 효과를 높이고 접종 부작용을 줄일 수 있는 신개념 면역 증강물질을 개발하여 국산 구제역 백신을 세계적인 품질의 백신으로 향상시켜 전 세계 구제역을 근절하는 데 크게 기여하는 것이 목표입니다. 이 백신을 수출하여 세계적으로 구제역 발생을 줄이거나 없앨 수 있고, 이를 통해 우리나라 주변국에서 구제역 발생건수를 낮출 수 있다면, 결국 우리나라도 현재와 같이 매년 해외에서 유입되어 발생되는 일은 없을 것이며 구제역은 근절되어 청정국이 될 것으로 생각됩니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

구제역 백신의 국산화는 현재 전량 수입에 의존하고 있는 한계를 극복하기 위한 대안으로 추진되어, 국내 구제역 백신 생산시설이 완공되는 2020년 이후에 현실화될 예정입니다.  구제역 백신의 종류는 사백신, 재조합 단백질 백신, 펩타이드 백신, 벡터 백신 등이 연구되고 있으나, 그럼에도 면역원성, 방어능, 방어범위 등의 여러 해결되지 않는 문제로 아직까지도 믿을 만한 연구결과를 내고 있는 것은 배양한 바이러스를 불활화하여 제조된 정제 사백신 유형입니다.

그러나, 세계적으로도 사백신의 여러 단점 (고위험바이러스의 대량배양으로 인한 누출위험, 정제의 까다로움, 생산단가의 고비용, 생산 시설적 제약 등)을 극복하기 위한 연구를 수 십년간 진행 중입니다. 최근 기술의 발전으로 단백질 백신 등의 연구도 활발하게 진행되어 살아있는 구제역바이러스를 직접 다루는 위험이 배제되어 가고 있으며, 사백신 유형 이외에도 여러 유형의 백신이 개발되어 최근 상업화 문턱까지 와 있습니다. 새로운 아이디어 (새로운 백신타입, 항바이러스제 병용, 백신 아쥬반트의 개선, 피내 접종법 등)을 통해 현재의 구제역 방역현장의 현실적 문제를 극복하기 위한 노력은 진행 중에 있으며, 이러한 연구들이 단계적으로 성공을 거둔다면 최종적으로 국가재난형 질병인 구제역 근절이 현실화될 것이라고 믿습니다.


 등록일 2019-01-11
Category: Microbiology, Veterinary_Science
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