HIV 백신 개발

HIV 백신은 예방용 백신이나 치료용 백신이 될 수 있다. 백신은 HIV 에 감염되지 않도록 개인을 보호하거나 HIV에 감염된 개인을 치료하는 역할을 한다. 백신은 HIV에 대한 면역 반응을 유도하거나 HIV바이러스에 대항해서 형성된 항체로 구성될 수 있다. 현재 시중에 허가받은 HIV 백신은 없지만, 여러 연구 프로젝트들이 효과적인 백신을 찾기 위해 노력하고 있다. 사람들에게서 관찰된 증거는 백신이 가능하다는것을 보여주고 있다. 물론 HIV에 감염된 일부 사람들은 자연적으로 바이러스를 억제하는 광범위한 중화 항체들을 생산하며, 이 사람들은 수십 년 동안 무증상 상태를 유지한다. 잠재적으로 광범위하게 중화되는 항체들이 실험실에서 복제되었고(단일 항체) 예방접종 임상시험에서 시험 되고 있다. 많은 실험에서 효과가 없었다. 단 HIV 백신 치료제인 는 태국의 일부 사람들에서 HIV를 예방하는 것으로 나타났다. 1981년 이후 에이즈 관련 사망자 수가 3500만 명을 넘어섰기에 HIV백신 찾기가 급해졌다. 2002년에는 아프리카에서 에이즈가 전염병으로 사망하는 첫번째 원인이 됐다.
백신을 대체하는 의학적 치료법이 존재한다. HIV 감염자의 치료를 위해, HAART(highly active antiretroviral therapy)는 HIV 감염자에게 건강 향상, 수명 증가, 빈혈 관리, 자손 과 배우자에게 전염 예방 등 많은 혜택을 제공하는 것으로 입증되었다. HAART가 효과적이기 위해서는 중단 없이 평생 동안 복용해야 하며, 그리고 HIV 자체를 치료할 수 없다. HIV 감염되지 않은 개인들이 HIV 감염 예방을 위한 옵션으로는 안전한 성생활(예: 콘돔 사용), 항레트로바이러스 전략(노출 전 예방 및 노출 후 예방) 및 의료 남성 할례 등이 있다. 백신 접종은 다른 질병들을 퇴치하는 강력한 공중 보건 도구로 증명되었고, HIV 백신은 일반적으로 가장 가능성이 높고 아마도 HIV 대유행을 중단시킬 수 있는 유일한 방법으로 생각된다. 하지만, HIV는 백신의 도전적인 목표로 남아있다.
백신개발의 어려움.
HIV의 구조.
바이러스의 외피의 항원결정기(epitopes)들은 다른 많은 바이러스의 상피보다 더 가변적이다. 더욱이 gp120 단백질의 기능적으로 중요한 항원결정기들은 글리코실화, 트리머화, 수용체 매개 구조변화에 의해 가려져 중성화 항체로는 차단하기 어렵다. 이전에 개발된 백신의 비효율성은 주로 두 가지 관련 요인에서 기인한다.
신뢰할 수 있는 항체 반응을 자극하는 데 어려움이 있어 세포독성 T세포의 반응을 자극하는 백신을 개발하려는 시도가 이어지고 있다. 또 다른 시도로는 알려진 모든 HIV 변종 중에서 가장 가변성이 낮은 성분을 함유한 단일 펩타이드를 만드는 것이었다.
동물 모델.
백신 연구의 대표적인 동물 모델은 원숭이, 때때로 마카크이다. 원숭이는 연구 목적으로 SIV나 chimeric SHIV에 감염될 수 있다. 그러나 잘 입증된 백신 접종으로 항체를 유도하려는 시도는 이종의 1차 HIV를 중화시키는 항체를 유도하는 데 큰 어려움이 있기에 중단되어 있다. 바이러스 외피에 기반한 일부 백신들은 침팬지나 마카크를 상동의 바이러스의 감염으로부터 보호해 주었지만 임상 실험에서는 유사한 백신을 맞은 사람들은 나중에 HIV-1에 노출된 후 감염되었다.
SIV와 HIV 사이에는 동물 모델로 사용에 있어서 문제를 일으킬 수있는 몇 가지 차이점이 있다. 그래서 동물 모델은 매우 유용 할 수도 있지만 때로는 논쟁의 여지가 있다.
인간의 HIV와 매우 유사한 새로운 동물 모델이 있다. 마우스에서 실행된 일반적인 면역 활성화의 결과로 나타나는 직접적인 CD4+ T세포의 면역활동은 HIV의 행동을 테스트 하기에 새로운 방법을 제시했다.
임상 시험.
임상시험의 여러단계에 맞는 다양한 백신 투여 후보자들이 있다.
제 1 상.
백신에 대한 초기접근들은 HIV의 외피 단백질에 초점을 맞추었다. 미국에서는 주로 AIDS Vaccine Evaluation 그룹은을 통해 적어도 13개의 다른 gp120 및 외피단백질이 후보로 평가되었다. 대부분의 연구에서는 gp41/gp160보다는 에 초점을 맞췄다. 왜냐하면 전자는 일반적으로 생산하기가 더 어렵고 초기에는 gp120 형태에 비해 뚜렷한 이점을 제공하지 않았기 때문이다. 전반적으로 다양한 모집단에서 안전하고 면역력이 높았으며, 거의 100% 백신 투여자들에게서 중화항체를 유도했다. 그러나 CD8+ 세포독성 T세포(CTL)를 거의 유발하지 않았다. 포유류에서 파생된 외피단백질은 효모와 박테리아에서 생성된 후보단백질들보다 중화항체를 더 잘 유도하였다. 비록 예방접종 과정에는 많은 반복적인 "부스터" 주사가 포함되었지만, HIV에 노출되었을 때 HIV를 중화시키는 필요한 수치(역가)만큼의 gp120 항체를 유도하고 유지하는 것은 어려웠다.
여러 재조합 수두 벡터의 사용 가능성은 다른 바이러스 벡터에서도 일반화할 수 있는 것으로 증명될 수 있는 흥미로운 결과를 제공했다. 바이러스 벡터의 양을 증가시킨 것보다 더 많은 유전자/항원결정기를 포함시켜 수두 벡터의 복잡성을 증가시키는 것이 검출 가능한 세포독성T세포(CTL)을 가진 피임상시험자의 비율이 증가했다. 피시험자들의 세포독성 T세포(CTL)은 HIV의 일차로 감염된 말초혈액 단핵세포를 죽일 수 있었으며, 유도된 세포독성 T세포(CTL)이 생물학적 의미를 가질 수 있음을 시사했다. 게다가, 적어도 일부 피시험자들의 세포들은 다른 집단에서 HIV에 감염된 세포들을 죽일 수 있었지만, 피시험자들 사이에서 HIV를 세포독성T세포가 인식의 패턴은 균일하지 않았다. 수두 벡터는 다계통간의 세포독성 T세포(CTL) 반응을 유도한 최초의 후보 HIV 백신이다. 아프리카에서 후보 백신에 대한 1상 시험은 우간다 피시험자들과 함께 1999년 초에 시작되었다. 이 연구는 우간다에 널리 퍼져있는 A, D HIV의 아형에 대항하여 우간다 피시험자들의 세포독성T세포의 수치를 연구했다. 2015년, 두 명의 남아프리카 연구원이 리드한 HVTN 100이라는 1상 시험은 사하라 이남 아프리카에서 흔한 C형 HIV의 gp120 단백질과 수두벡터 ALVAC의 조합으로 MF59 보조제와 함께 투여해 실험했다. 백신을 맞은 사람들은 일찍부터 강한 면역반응을 보였고 백신은 안전했다.
감염되지 않은 사람에게 1상 임상시험까지 진행된 다른 전략들로는 펩타이드, 지질펩타이드, DNA, 감쇠된 살모넬라 벡터, p24 등이 있다. 구체적으로 다음 중 하나를 후보 백신으로 모색되고 있다.
2011년 마드리드 국립생명공학센터의 연구원들은 그들의 새로운 백신인 MVA-B의 임상 1상 데이터를 공개했다. 백신은 건강한 피실험자의 92%에 면역 반응을 유발했다. 2016년에는 전 HIV-1 백신인 SAV001의 1상 인간 임상시험 결과가 발표되었다. 백신에 사용된 HIV는 방사선을 통해 화학적으로나 물리적으로 사멸되었다. 2012년 캐나다에서 시행된 이 시험은 안전한 결과를 보여주었고 HIV-1에 대한 항체를 유도해냈다. 박사에 의하면. 이 백신을 개발한 캐나다 슐리히 의대는 예방접종 후 gp120과 p24에 대한 항체가 각각 8배, 64배로 늘었다고 말했다.
제 2 상.
치료용 HIV 백신.
바이오산텍은 HIV의 tat 단백질을 표적으로 하는 Tat Oyi라는 치료용 백신을 개발했다. 프랑스에서는 고활성 항레트로바이러스 요법(Highly Active Antiretroviral Therapy)으로 HIV억제에 도달한 HIV 양성 환자 48명을 대상으로 피내에 Tat Oyi 백신을 맞은 후 항레트로바이러스 치료를 중단하여 이중맹검을 통해 제 1상/제 2상 임상시험에서 테스트하였다.
제 3 상.
HIV 예방용 백신.
아직 3단계에 도달할 수 있는 수동면역 예방 HIV 백신은 없지만, 일부 능동면역 예방 HIV 백신 후보자들은 3단계에 진입했다.
HIV 치료용 백신.
아직까지 3상에 돌입한 치료용 HIV백신은 없다.
경제적 문제.
2012년 7월 HIV Vaccines &amp; Microbicides 자원 추적 그룹 보고서에 따르면 2011년 HIV 백신 연구에 8억4500만 달러가 투자된 것으로 추산된다.
HIV 백신 개발의 경제적 문제에는 에이즈 백신이 개발된 후 정부와 NGO가 가격을 한계비용까지 낮출 수 있도록 사전예약 또는 시장의 구매 공약의 필요성이 포함된다.
가능성 있는 백신들의 분류.
이론적으로, 가능한 모든 HIV 백신은 HIV 바이러스 복제 주기를 억제하거나 중단해야 한다. 백신의 연구 타겟은 HIV의 주기 중다음과 같은 단계일 수 있다.
따라서 다음 목록은 HIV 백신에 대한 현재 가능한 접근법들이다.
바이러스 또는 바이러스 구조을 파괴하거나 손상시키는 방법(1~7단계).
여기서 "손상"은 2~7"단계" 중 하나를 실행 중인 비리온을 억제하거나 정지시키는 것을 의미한다"."
청사진.
G형 간염 바이러스라고도 불리는 '(GBV-C)에 감염된 HIV 환자가 GBV-C에 감염이 없는 환자보다 오래 생존할 수 있다는 보고가 있었지만 이는 환자들에게 다를 수 있다. '는 미래의 HIV 백신 개발에 잠재적으로 유용할 것으로 예상된다.
살아있는 감쇠 백신은 소아마비, 로타바이러스, 홍역에 매우 성공적이지만 인체에서 HIV는 사람에게 감쇠백신 테스트는 실시하지 않았다. 감쇠된 바이러스 백신이 살아있는 바이러스로의 돌아가는것을 막는 것이 지금까지 HIV-1 백신의 개발에서 막아야 하는 이론적 안전 문제였다. 그래서 과학자들은 HIV-1 백신을 치명적이지 않은 생백신을 개발하기 위한 새로운 전략을 연구하고 있다. 예를 들면, HIV의 유전자를 변형하여 바이러스의 코돈을 단백질 번역시 비천연 아미노산에 의존하도록 조작하여 복제하도록 만드는 것이다. 이 아미노산은 인체에 이물이기 때문에 바이러스는 번식할 수 없게 된다.