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[BIO ECONOMY REPORT] 특허출원동향으로 본 신생항원(neoantigen)백신 연구개발 동향
- 등록일2022-03-24
- 조회수5150
- 분류기술동향 > 레드바이오 > 의약기술
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자료발간일
2022-03-21
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출처
한국바이오협회
- 원문링크
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키워드
#한국바이오협회#특허출원동향#신생항원백신#neoantigen
- 첨부파일
bio economy report(35?) - 특허출원동향으로 본 neoantigen(신생...
특허출원동향으로 본 신생항원(neoantigen)백신 연구개발 동향
◈목차
1. 신생항원과 신생항원 백신
2. 특허동향으로 살펴본 신생항원 백신기술 동향
3. 시사점
◈본문
1. 신생항원과 신생항원 백신
1) 신생항원 (Neoantigen)의 정의
● 최초의 신생항원은 1988년 De Plaen 연구팀의 마우스 종양모델 cDNA 라이브러리 스크리닝을 통해 밝혀짐. 연구팀은 정상 유전자와 종양 유전자 사이에 단 하나의 뉴클레오타이드 서열변화가 아미노산 변화를 야기하며 T 세포에 인식됨을 확인함. 이후. 체세포 돌연변이를 기초로 하여 흑색종, 신세포암 등 다양한 암종에서의 신생항원이 규명됨
● 신생항원(neoantigen)이란 종양 DNA에서 특정 돌연변이가 발생할 때 암세포에 형성되는 완전히 새로운 단백질을 의미함. 주로 비동의 돌연변이(non-synonymous mutation)1)에 의해 발생하며, 정상세포에도 일부 발현하는 종양 관련 항원(Tumor-associatedAtigen, TAA)이나 생식 세포 발현 종양항원 (Cancer-germline Antigen, CGA)와 달리오직 암세포에서만 발현한다는 특징이 있음
● 종양 특이적 항원(Tumor-specific antigen, TSA)라고도 불리우는 신생항원은 그 발현 특성에 따라 공유 신생항원(Shared neoantigen)과 개인 특이적 신생항원(Personalizedneoantigen)으로 구분됨
● 공유신생항원은 개인이나 종양 유형에 특이화 되지 않은 항원으로 Off-The Shelf 치료제의 타깃으로 활용되며, 개인 특이적 신생항원은 개인 종양에 매우 특정된 신생항원으로 개인 맞춤형 치료제 개발을 위한 타깃으로 활용됨
● 특히, 신생항원을 이용한 개인 맞춤형 치료는 신생항원을 규명하고 발굴하는 과정이 필수적인데, 이는 신생항원이 매우 개인 특이적이며, 일반적으로 알려진 종양유전자(oncogen)과는 관련성이 존재하지 않기 때문임
2) 신생항원의 규명
● 과거에는 신생항원 규명을 위해, cDNA 라이브러리 스크리닝을 이용한 방법이 활용되었음.
이 방법은 cDNA 라이브러리와 MHC 분자를 세포주 내에서 과 발현시키고, T 세포 활성화를 유도하는 항원 식별을 위한 T 세포 공동배양 단계를 통해 이루어지는데, 이러한 방법은 노동 집약적이며, 비용이 많이 들고 모든 종양항원을 식별하기 어렵다는 단점이 존재하였음
● NGS(Next Generation Sequencing)의 도입에 따른 전장유전체서열분석(Whole Genome Sequecing, WES) 분석의 발전은 개인의 고속 및 대량 유전체 분석기술의 발전을 초래하였으며, 과거의 노동집약적 실험방식에서 벗어나 막대한 데이터를 기반으로 한 예측 알고리즘 기반의 신생항원 규명기술의 토대를 제공하였음
● 현재, 대부분의 신생항원은 전장유전체서열분석(Whole Genome Sequecing, WES) 기술을 기초로 하며, 면역원성을 갖는 적합한 신생항원 발굴을 위해 다양한 기계학습 기반 알고리즘이 활용되고 있음. 이러한 기계학습 알고리즘은, 주로 MHC 결합친화도를 예측하는데 이용되며 누적된 데이터를 활용하거나, 3차원적 구조를 분석하는 등의 다각도로 접근하고 있음
● 돌연변이 펩티드의 면역반응은 그림2와 같은 복잡한 메커니즘을 통해 이루어짐. 한편, 대부분의 예측 알고리즘은 돌연변이 서열을 기초로 한 신생항원 예측을 위해 특정한 단계 (주로 MHC 클래스 I과의 결합친화도)만을 모델링함으로 이루어졌으며, 예측 성공률이 저조하였음. 최근에는 MHC II와의 결합친화도와 TCR 결합친화도, 항원 프로세싱(antigen processing) 등 가능한 많은 단계를 예측 모델에 포함시킴으로써 정확도를 높이기 위한 시도가 이뤄지고 있음
...................(계속)
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