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공무국외여행보고서
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공무국외여행보고서(27th ICAR 참석)
- 작성일2014-07-24
- 최종수정일2014-09-11
- 담당부서인플루엔자바이러스과
- 연락처043-719-8197
1. 목적
○ 국제학술대회 『27th International Conference on Antiviral Research (ICAR)』참석
○ 전 세계 항 바이러스 제제 개발 관련 전문가를 위한 학술대회 참가하여 인플루엔자바이러스 관련
항바이러스 개발 분야의 최근 연구동향 및 정보를 파악하며 국내 연구결과를 발표하기 위하여 본 학회에 참석함.
○ 발표제목 : Genetic and phenotypic analysis of seasonal influenza viruses in South Korea from
2011/2012 to 2013/2014 seasons
2. 수집정보
Discovery of novel acylguanidine-based small molecules that block influenza A M2 ion channel activity and Drug-resistant virus
(Ian Tietjen, Univ. of British Columbia, Vancouver, Canada)
- 2003년 이후 amantadine 내성 인플루엔자 A (H3N2) 바이러스가 전 세계적으로 보고되었으며, 2009년 대유행 인플루엔자 A (H1N1) 바이러스에 대한 내성도 보고되어지고 있다. 또한 인플루엔자 바이러스는 빈번하게 돌연변이를 일으키기 때문에 특정 항 바이러스제에 내성을 가진 인플루엔자 바이러스의 유행이 발생할 가능성은 항상 존재한다. 최근 약제 내성을 지니는 인플루엔자 바이러스에 대한 새로운 항 바이러스제의 개발에 대한 필요성이 더욱 강조되어지고 있다.
- whole cell patch clamp electrophysiology 기법을 이용하여acylguanidine-based small molecule (SM111, SM122)의 효능을 평가한 결과, 이들은 기존의 M2 억제제인 amantadine (아만타딘)이나 hexamethylene amiloride (HMA) 보다도 더 강력한 바이러스 M2 이온 채널 억제제임을 확인할 수 있었으며, SM111은 HMA 보다 세포에 대한 독성이 적음을 확인하였다. 또한, M2 blockade에 대한 SM122 활성은 adamantane 억제와는 별개의 M2 염기서열의 다형성에 따라 달라짐을 알 수 있었다.
- in vitro 상에서 이러한 분자들은 wild type 및 adamantane-resistant 인플루엔자 A 바이러스의 증식을 억제하였으며, 이러한 연구는 신종 인플루엔자 발생에 대비하여 이온 채널 억제제 및 항 바이러스제 개발에 있어 비 adamantane계의 제제 개발이 필요함을 강조하고 있다.
Characterization of MBX2329 and MBX2546-unique small molecule inhibitors of influenza A virus
(Arnab Basu, Microbiotix Inc, Worcester, USA)
- 인플루엔자바이러스를 구성하고 있는 hemagglutinin (HA)는 세포막과 바이러스의 fusion 및 receptor 결합 등 감염 초기 단계에 중요한 역할을 하는 glycoprotein이기 때문에 항바이러스 약물개발에 매우 중요하다.
- 최근 aminoalkyl phenol ether와 sulfonamide scaffolds를 가진 MBX2329와 MBX2546 화합물은 2009년 인플루엔자 대유행 (pandemic)을 일으킨 A/H1N1pdm09 바이러스, 고병원성 H5N1 그리고 oseltamivir에 대해 내성을 지니는 A/H1N1 strain에서 HA-mediated viral entry를 억제함을 보여서 influenza virus 억제의 새로운 약제로서의 가능성을 보였다.
- 또한, 메커니즘 연구를 통해 MBX2329와 MBX2546는 nonoverlapping 방식으로 HA에 결합함을 알 수 있었으며, 따라서 MBX2329 및 MBX2546는 인플루엔자바이러스 감염 시의 HA-mediated membrane fusion 과정 연구를 통해 미래의 치료제 연구에 많은 역할을 할 것으로 기대된다.
Efficacy of the Beraprost isomer GP1681 for treating influenza virus A H5N1 infections in mice.
(Dale Barnard, Utah State University)
- 4개의 isomer의 mixture인 Beraprost sodium(BPS)은 influenza A H5N1 바이러스에 감염된 마우스의 생존율을 향상시키는데 효과가 있음이 보고된바 있으나, 이들 isomer의 부작용을 최소화하기 위하여 각각의 single isomer를 분리하여 각각의 isomer를 평가하였다.
- 인플루엔자 A/H5N1 바이러스 감염 마우스를 이용하여 실험을 수행한 결과, isomer A(GP1681)을 0.8mg/kg/d(i.p.)로 처리하였을 때 40%의 생존을 나타내었으나 BPS의 경우에는 30%의 생존율을 보였다. GP1681 접종 마우스의 평균 사망일은 11일인 반면 다른 isomer의 경우에는 뚜렷한 효과가 없었다.
- drug-drug interaction 분석을 위하여 GP1681와 낮은 농도의 oseltamivir를 동시에 적용한 실험에서는 모든 마우스가 생존함을 확인하였다. 또한 이때의 체중 저하율은 단일 compound만을 투여했을 때 보다 낮았으며, 폐조직의 육안적인 병변 관찰 결과 GP1681 단독 처리한 마우스에 비해 drug combination 투여군에서 병변이 더 적음을 확인함으로써, GP1681와 oseltamivir를 combination 하여 투여하였을 때 생체에 미치는 악영향이 줄어들고 더욱 효과적으로 적용이 가능함을 알 수 있었다.
- 이러한 결과는 기존의 약물과 신규 개발되는 화합물을 다양하게 조합함으로써 새로운 효과를 창출할 수 있는 가능성을 제시하였다.
Mode of Action of GP1681 as a therapeutic for influenza A infections
(Daryl Faulds, Gemmus Pharma Inc, San Francsico)
- 인플루엔자 바이러스 감염에 의해 일어나는 “flu-like-symptoms”은 고열, 두통, 근육통, 피로, 권태감 등을 주 증상으로 나타내며, 염증성 반응 또한 동반한다.
- prostacyclin analog인 beraprost sodium (GP1001)은 immunomodulator로서 in vitro 및 다른 동물모델에서 pro-inflammatory 사이토카인을 현저하게 감소시키는 물질로 알려져 있다.
- 또한, GP1001은 다양한 종류의 인플루엔자 바이러스 A에 감염된 마우스의 생존율을 증가시키고, 폐 기능을 유지하며 pro-inflammatory 사이토카인을 줄이는 효과를 지닌다.
- beraprost sodium은 GP1681, GP1682, GP1683, GP1684 4개의 isomer로 구성되어 있으며, 이러한 isomer의 효과를 더욱 개선하기 위하여 BALB/c 마우스에 인플루엔자 A H5N1을 감염시킨 후 각각의 isomer를 처리하여 그 효능을 평가하였으며, 또한 폐로의 세포 침윤과 폐에서의 사이토카인 발현을 관찰하였다.
- 그 결과, GP1681는 투여 시 부작용이 없을 뿐만 아니라, 사람의 PBMC에서 가장 뛰어난 활성을 나타내었다. 또한, 인플루엔자 바이러스 감염 동물에서도 GP1681는 가장 뛰어난 활성을 보였으며, 폐에서의 사이토카인 레벨, 세포침윤, 폐의 병변도 감소하여 4가지의 isomer 가운데 효과가 가장 뛰어난 화합물임을 알 수 있었다.
Modeling of Spectrum of Anti-influenza Activity Using HiT QSAR
(Eugene Muratov, A.V.Bogatsky Physical-Chemical Institute NAS of Ukraina)
- 신약 연구 분야는 효과 있는 화합물 발굴을 위하여 여러 가지 모델 개발을 필요로 한다. 화학적 화합물의 다양한 세트의 항 바이러스 활성의 Quantitative Structure Activity Relationship (QSAR, 정량적 구조 활성 상관관계) 모델링을 통해 새로운 항 인플루엔자 제제를 디자인 하고 이러한 화합물의 효능 및 독성을 분석하였다.
- 이 모델은 분자구조의 simplex representation과 random forest statistical method를 기반으로 한 Hierarchic QSAR 기술(HiT QSAR)을 이용하여 개발되었으며, 항 바이러스 약물로 알려져 있는 damantane 유도체인 crown ether 및 aza-crown ether 물질을 H1N1 (A/PR/8/34), H5N3, H3N2/Hong Kong/1/68 인플루엔자 바이러스가 감염된 CAM tissue culture 및 MDCK 세포에 처리하여 이들 바이러스의 억제효과 및 독성을 평가하였다. 발굴된 화합물들은 항 인플루엔자 활성을 지녔으며, 독성도 낮았음을 확인하였다.
- 이들 가운데 두가지 화합물인 1-(1H-1,3-benzodiazol-2-yl)ethan-1-amine과 [3-(1H-1,3-benzodiazol -2-yl) propyl](methyl)amine은 추가적인 실험을 계획하고 있으며, in vivo에서의 효과가 입증된다면 새로운 항바이러스제로서의 이용이 가능할 것으로 생각된다.
Antiviral Activity of Vemurafenib Against Influenza A Virus in Mice and Cells with Wild Type BRAF-Indication of a New Mode of Action
(Emanuel Haasbach, Univ. of Tuebingen, Germany)
- Vemurafenib는 wild type BRAF 뿐만 아니라 BRAF V600E 변이를 가지고 있는 흑색종(Melanoma) 환자에서 항암효과를 나타내는 Raf-kinase 억제제로 알려져 있다.
- 세포 증식과 생존을 조절하는 Ras-의존적 Raf/MEK/ERK1/2 신호 전달 경로의 hyperactivation은 RAS 또는 RAF 유전자에서 gain-of-function 변이나 tyrosine kinases 수용체의 비정상적인 활성의 결과로서 사람의 악성 종양에서 자주 관찰되어지며, Raf와 MEK 억제제는 이 신호 전달 경로를 방해하는 암 치료제 후보물질로 현재 임상 연구 중에 있다.
- 인플루엔자 바이러스의 복제는 Raf/MEK/ERK 신호 전달 경로에 의존하고 있으며, 이 신호 전달 경로에 대한 특이적인 억제제의 처리로 인해 바이러스 역가가 감소가 확인된 바가 있어 이러한 억제제는 인플루엔자바이러스에 대해서도 항바이러스 활성을 지니는 것을 알 수 있다.
- Vemurafenib (Zelboraf TM)는 A549세포에서 인플루엔자 바이러스에 대해 높은 활성을 나타내었으며, Tamiflu와 combination 하여 투여하였을 경우에는 더욱 효과가 좋음을 확인하였다.
- A549세포에서 Raf/MEK/ERK signaling pathway를 억제되는지의 여부를 웨스턴 블랏을 통해 분석한 결과, Raf V600E 변이된 세포에서는 ERK phosphorylation의 억제가 일어났지만, A549 세포에서는 이 pathway를 억제하지 못하였다.
- 또한, wild type Raf의 C57BL/6 마우스에서 Vemurafenib 처리 시 항 바이러스 활성을 보였으며, 이 물질의 항바이러스 활성은 Raf/MEK/ERK 신호전달 경로 억제에 비의존적임을 알 수 있었다.
- 이러한 결과들은 인플루엔자 바이러스에 대한 항바이러스 효과는 또 다른 메커니즘에 의해 일어날 것으로 생각되어지며, 따라서 Vemurafenib의 항바이러스 작용이 어떠한 기작에 의해 발생하는지에 대한 의문을 풀기 위하여 현재 Vemurafenib 처리 후 Ca2+의 역할과 바이러스 복제에 대한 Ca2+의 영향에 대한 연구가 진행 중이다.
Inhibition of Influenza B virus M1 Protein by 3H, 3’H-spiro[benzofuran-2, 1’-isobenzofuran]-3,3’-dione
(Meehyein Kim, Division of Drug Discovery Researhc, Korea Research Institute of Chemical)
- 3b라고 불리는 spiro 화합물 3H, 3’H-spiro[benzofuran-2, 1’- isobenzofuran]-3,3’-dione는 Madin Darby canine kidney (MDCK)세포에서 3.0~16.1 mM의 half-maximal (반수 최대) 유효 농도 값과 500mM 이상의 반수 최대 독성 농도 값을 가져 influenza B 바이러스 감염을 억제하는 것으로 알려져 있으나 이들 물질의 활성과 관련된 항바이러스 메커니즘은 아직 알려져 있지 않다.
- Time-of-addition assay와 viral polymerase activity analysis를 통해 virus entry나 바이러스 RNA 복제에 대한 3b의 영향을 관찰하였다.
- 특히, 공초점현미경(confocal microscopy)으로 관찰한 결과, 감염 10시간후 3b의 존재 시 바이러스 NP 단백의 nuclear export가 지연되었으며, 감염 24시간 후에는 응집된 형태의 NP 단백질의 클러스터가 세포질에서 관찰되었다.
- 3b의 표적 단백질을 확인하기 위하여, MDCK 세포에 인플루엔자 바이러스 B/Panama/45/90의 반복감염을 통해 바이러스의 내성화를 유도하였다. 17번의 계대배양 후 바이러스는 3b에 대해 3배정도 덜 민감했으며 이때 full viral genome sequence를 수행한 결과, 감염 후기단계에서 vRNP complex의 nuclear export에 있어 중요한 단백질 중에 하나인 M1 단백의 single amino acid에서 100% mutation이 일어남을 확인 할 수 있었다.
- in vivo에서의 추가적인 실험이 필요하지만, 이러한 결과를 통해 spiro compound 3b는 신종 인플루엔자 바이러스에 대해 효과적인 M1 억제제로서 이용 가능할 것으로 예상된다.
Anti-influenza and Anti-inflammatory activity of KPT-335, a selective inhibitor of Nuclear Export (SINE), in Mice and Ferrets
(Sharon Tamir, Department of Infectious Diseases, Animal Health Research Center, University of Georgia, Athens, USA)
- 대유행 가능성이 있는 신종 인플루엔자 및 약제 내성을 지니는 인플루엔자 바이러스의 지속적인 출현으로 인해 항 인플루엔자 치료에 대한 필요성은 계속 강조되어지고 있다.
- 최근 몇몇 viral protein을 포함한 수많은 단백질들의 nuclear export를 조절하는 Exportin 1 (XPO 1)는 인플루엔자 바이러스의 생활사에서 viral ribonucleoprotein (vRNP) nuclear export의 조절을 하는데 필수적인 단백질로 알려져 있으며 XPO1의 small molecule 억제제인 Selective Inhibitors of Nuclear export (SINE)는 개와 사람의 암에 효과적인 약물로 알려져 있다.
- 페렛을 이용한 동물실험에서 KPT-335를 감염 후 3일 동안 10mg/kg BID로 경구투여한 후 폐에서의 바이러스 역가를 측정한 결과, 1000배 정도 감소하여 H1N1 인플루엔자바이러스 (A/California/04/09)에 대해 강한 활성을 보임을 알 수 있었다.
- 마우스의 경우, H1N1 바이러스 감염 3일후 10mg/kg으로 2차례 처방한 결과, 폐의 바이러스 역가가 6배 이상 감소함이 확인되었다. 또한, KPT-335에 의해 H1N1 감염 마우스의 폐에서 pro-inflammatory 사이토카인인 IFN-γ, IL-1β, IL-6, TNF-α의 발현 감소가 유도되었다.
- in vitro, in vivo 연구 결과, Selective inhibitors of Nuclear Export (SINE) KPT-335의 경구 투여는 인플루엔자 vRNP의 nuclear export를 억제함으로써, 인플루엔자바이러스 A타입인 H1N1, H3N2, H5N1, H7N3, H7N9과 타입 B의 인플루엔자 바이러스 복제를 억제하는 효과를 나타내어 광범위 억제제로서의 가능성을 보고하였다.
- 임상적 적용을 위한 준비단계로서 랫트와 원숭이를 이용한 독성 연구가 시작되었으며, 동물모델을 이용한 KPT-335의 항 인플루엔자바이러스의 활성을 연구한 결과 KPT-335는 인플루엔자 바이러스에 대해서 효과적인 치료제로서의 잠재력을 지닌다고 생각되어진다.
Treatment of Influenza patients with Aprotinin aerosol generated by stationary and metered dose manual inhalers
(Oleg P. Zhirnov, The D.I.Ivanovsky Institute of Virology, Moscow, Russia)
- Aprotinin은 소의 폐에서 추출되어진 serine protease inhibitor로서 단백분해효소의 활성을 감소시키고, 용해성 출혈 등에 적용되어지는 물질이다.
- 인플루엔자바이러스 감염 시 이 물질은 host respiratory protease에 의한 influenza virus HA의 cleavage를 억제하고 호흡기 상피세포에서 바이러스의 증식을 감소시키는 기능을 지니는 것으로 알려져 있다.
- 인플루엔자 감염 환자 (seasonal H3N2 and pandemic influenza H1N1 pdm09)를 대상으로 aprotinin aerosol을 적용하여 그 효과를 분석하였다. 환자는 stationary(SI) 또는 meter dose manual(MDI) 흡입기를 이용하여 5일 동안 매일 2시간씩 2 aerosol dose (160 Kallikrein-inhibiting Units (KIU))의 aprotinin을 흡입하였으며, 비교군은 IngavirinTM을 5일 동안 90mg/day로 처리하였다. 치료 2일 후 nasal-pharyngeal wash를 채취하여 real time PCR로 바이러스를 검출한 결과, Ingavirin 투여군에 비해 aprotinin 투여군에서 10배 정도의 바이러스 감소를 확인하였으며, 비루, 두통, 기침, 발열, 쇠약 등의 임상 증상 또한 1~2일 정도 단축되었다.
- 이러한 효과는 초음파 또는 ejector stationary nebulizer를 이용하여 5일 동안 하루에 3번씩 10분간 치료받은 그룹과 비슷한 효과를 나타냄을 알 수 있었다. 또한, 300명의 환자를 대상으로 수행한 실험 결과, 부작용이나 비강-인두의 통증은 관찰되지 않았다.
- 이러한 결과를 토대로 에어로졸 형태의 aprotinin은 계절 H1N1, H3N2, swine-like H1N1pdm09 및 H7N9 바이러스 등의 치료에 유용하게 사용 가능할 것으로 생각된다.
3. 시사점
○ 과거 신약 개발은 방대한 양의 화합물을 직접 적용하여 그 효과를 확인하는 일련의 과정을 통해 새로운 하나의 약물이 발굴되어졌으나, 최근의 신약개발은 맞춤형 의약품 개발 및 분자학적 분석으로 패러다임이 전환되어가고 있다. 생물학적 분석 기기의 발달과 더불어 in vitro 시뮬레이션 및 구조적으로 정확한 예측이 가능한 in silico 기술과 함께 다양한 모델링 구축은 신약개발 분야의 핵심이라 할 수 있으며, 이러한 세계적인 추세는 항바이러스 제제 개발 분야에서도 동일하게 적용되고 있다. 이러한 기술의 적용은 대용량의 화합물 라이브러리로부터 최적 화합물의 스크리닝을 가능하게 함으로써 개발에 필요한 시간 및 프로세스를 획기적으로 단축시켜 보다 경제적이고 효율적인 약물의 개발을 가능하게 하리라 예상된다. 국내 또한 인플루엔자 바이러스를 비롯한 여러 다양한 바이러스 질병치료에 이러한 기술들을 최대한 활용함으로써 효과적인 항바이러스 제제 개발이 가능할 것이라 기대한다.
4. 특이사항 없음
○ 국제학술대회 『27th International Conference on Antiviral Research (ICAR)』참석
○ 전 세계 항 바이러스 제제 개발 관련 전문가를 위한 학술대회 참가하여 인플루엔자바이러스 관련
항바이러스 개발 분야의 최근 연구동향 및 정보를 파악하며 국내 연구결과를 발표하기 위하여 본 학회에 참석함.
○ 발표제목 : Genetic and phenotypic analysis of seasonal influenza viruses in South Korea from
2011/2012 to 2013/2014 seasons
2. 수집정보
Discovery of novel acylguanidine-based small molecules that block influenza A M2 ion channel activity and Drug-resistant virus
(Ian Tietjen, Univ. of British Columbia, Vancouver, Canada)
- 2003년 이후 amantadine 내성 인플루엔자 A (H3N2) 바이러스가 전 세계적으로 보고되었으며, 2009년 대유행 인플루엔자 A (H1N1) 바이러스에 대한 내성도 보고되어지고 있다. 또한 인플루엔자 바이러스는 빈번하게 돌연변이를 일으키기 때문에 특정 항 바이러스제에 내성을 가진 인플루엔자 바이러스의 유행이 발생할 가능성은 항상 존재한다. 최근 약제 내성을 지니는 인플루엔자 바이러스에 대한 새로운 항 바이러스제의 개발에 대한 필요성이 더욱 강조되어지고 있다.
- whole cell patch clamp electrophysiology 기법을 이용하여acylguanidine-based small molecule (SM111, SM122)의 효능을 평가한 결과, 이들은 기존의 M2 억제제인 amantadine (아만타딘)이나 hexamethylene amiloride (HMA) 보다도 더 강력한 바이러스 M2 이온 채널 억제제임을 확인할 수 있었으며, SM111은 HMA 보다 세포에 대한 독성이 적음을 확인하였다. 또한, M2 blockade에 대한 SM122 활성은 adamantane 억제와는 별개의 M2 염기서열의 다형성에 따라 달라짐을 알 수 있었다.
- in vitro 상에서 이러한 분자들은 wild type 및 adamantane-resistant 인플루엔자 A 바이러스의 증식을 억제하였으며, 이러한 연구는 신종 인플루엔자 발생에 대비하여 이온 채널 억제제 및 항 바이러스제 개발에 있어 비 adamantane계의 제제 개발이 필요함을 강조하고 있다.
Characterization of MBX2329 and MBX2546-unique small molecule inhibitors of influenza A virus
(Arnab Basu, Microbiotix Inc, Worcester, USA)
- 인플루엔자바이러스를 구성하고 있는 hemagglutinin (HA)는 세포막과 바이러스의 fusion 및 receptor 결합 등 감염 초기 단계에 중요한 역할을 하는 glycoprotein이기 때문에 항바이러스 약물개발에 매우 중요하다.
- 최근 aminoalkyl phenol ether와 sulfonamide scaffolds를 가진 MBX2329와 MBX2546 화합물은 2009년 인플루엔자 대유행 (pandemic)을 일으킨 A/H1N1pdm09 바이러스, 고병원성 H5N1 그리고 oseltamivir에 대해 내성을 지니는 A/H1N1 strain에서 HA-mediated viral entry를 억제함을 보여서 influenza virus 억제의 새로운 약제로서의 가능성을 보였다.
- 또한, 메커니즘 연구를 통해 MBX2329와 MBX2546는 nonoverlapping 방식으로 HA에 결합함을 알 수 있었으며, 따라서 MBX2329 및 MBX2546는 인플루엔자바이러스 감염 시의 HA-mediated membrane fusion 과정 연구를 통해 미래의 치료제 연구에 많은 역할을 할 것으로 기대된다.
Efficacy of the Beraprost isomer GP1681 for treating influenza virus A H5N1 infections in mice.
(Dale Barnard, Utah State University)
- 4개의 isomer의 mixture인 Beraprost sodium(BPS)은 influenza A H5N1 바이러스에 감염된 마우스의 생존율을 향상시키는데 효과가 있음이 보고된바 있으나, 이들 isomer의 부작용을 최소화하기 위하여 각각의 single isomer를 분리하여 각각의 isomer를 평가하였다.
- 인플루엔자 A/H5N1 바이러스 감염 마우스를 이용하여 실험을 수행한 결과, isomer A(GP1681)을 0.8mg/kg/d(i.p.)로 처리하였을 때 40%의 생존을 나타내었으나 BPS의 경우에는 30%의 생존율을 보였다. GP1681 접종 마우스의 평균 사망일은 11일인 반면 다른 isomer의 경우에는 뚜렷한 효과가 없었다.
- drug-drug interaction 분석을 위하여 GP1681와 낮은 농도의 oseltamivir를 동시에 적용한 실험에서는 모든 마우스가 생존함을 확인하였다. 또한 이때의 체중 저하율은 단일 compound만을 투여했을 때 보다 낮았으며, 폐조직의 육안적인 병변 관찰 결과 GP1681 단독 처리한 마우스에 비해 drug combination 투여군에서 병변이 더 적음을 확인함으로써, GP1681와 oseltamivir를 combination 하여 투여하였을 때 생체에 미치는 악영향이 줄어들고 더욱 효과적으로 적용이 가능함을 알 수 있었다.
- 이러한 결과는 기존의 약물과 신규 개발되는 화합물을 다양하게 조합함으로써 새로운 효과를 창출할 수 있는 가능성을 제시하였다.
Mode of Action of GP1681 as a therapeutic for influenza A infections
(Daryl Faulds, Gemmus Pharma Inc, San Francsico)
- 인플루엔자 바이러스 감염에 의해 일어나는 “flu-like-symptoms”은 고열, 두통, 근육통, 피로, 권태감 등을 주 증상으로 나타내며, 염증성 반응 또한 동반한다.
- prostacyclin analog인 beraprost sodium (GP1001)은 immunomodulator로서 in vitro 및 다른 동물모델에서 pro-inflammatory 사이토카인을 현저하게 감소시키는 물질로 알려져 있다.
- 또한, GP1001은 다양한 종류의 인플루엔자 바이러스 A에 감염된 마우스의 생존율을 증가시키고, 폐 기능을 유지하며 pro-inflammatory 사이토카인을 줄이는 효과를 지닌다.
- beraprost sodium은 GP1681, GP1682, GP1683, GP1684 4개의 isomer로 구성되어 있으며, 이러한 isomer의 효과를 더욱 개선하기 위하여 BALB/c 마우스에 인플루엔자 A H5N1을 감염시킨 후 각각의 isomer를 처리하여 그 효능을 평가하였으며, 또한 폐로의 세포 침윤과 폐에서의 사이토카인 발현을 관찰하였다.
- 그 결과, GP1681는 투여 시 부작용이 없을 뿐만 아니라, 사람의 PBMC에서 가장 뛰어난 활성을 나타내었다. 또한, 인플루엔자 바이러스 감염 동물에서도 GP1681는 가장 뛰어난 활성을 보였으며, 폐에서의 사이토카인 레벨, 세포침윤, 폐의 병변도 감소하여 4가지의 isomer 가운데 효과가 가장 뛰어난 화합물임을 알 수 있었다.
Modeling of Spectrum of Anti-influenza Activity Using HiT QSAR
(Eugene Muratov, A.V.Bogatsky Physical-Chemical Institute NAS of Ukraina)
- 신약 연구 분야는 효과 있는 화합물 발굴을 위하여 여러 가지 모델 개발을 필요로 한다. 화학적 화합물의 다양한 세트의 항 바이러스 활성의 Quantitative Structure Activity Relationship (QSAR, 정량적 구조 활성 상관관계) 모델링을 통해 새로운 항 인플루엔자 제제를 디자인 하고 이러한 화합물의 효능 및 독성을 분석하였다.
- 이 모델은 분자구조의 simplex representation과 random forest statistical method를 기반으로 한 Hierarchic QSAR 기술(HiT QSAR)을 이용하여 개발되었으며, 항 바이러스 약물로 알려져 있는 damantane 유도체인 crown ether 및 aza-crown ether 물질을 H1N1 (A/PR/8/34), H5N3, H3N2/Hong Kong/1/68 인플루엔자 바이러스가 감염된 CAM tissue culture 및 MDCK 세포에 처리하여 이들 바이러스의 억제효과 및 독성을 평가하였다. 발굴된 화합물들은 항 인플루엔자 활성을 지녔으며, 독성도 낮았음을 확인하였다.
- 이들 가운데 두가지 화합물인 1-(1H-1,3-benzodiazol-2-yl)ethan-1-amine과 [3-(1H-1,3-benzodiazol -2-yl) propyl](methyl)amine은 추가적인 실험을 계획하고 있으며, in vivo에서의 효과가 입증된다면 새로운 항바이러스제로서의 이용이 가능할 것으로 생각된다.
Antiviral Activity of Vemurafenib Against Influenza A Virus in Mice and Cells with Wild Type BRAF-Indication of a New Mode of Action
(Emanuel Haasbach, Univ. of Tuebingen, Germany)
- Vemurafenib는 wild type BRAF 뿐만 아니라 BRAF V600E 변이를 가지고 있는 흑색종(Melanoma) 환자에서 항암효과를 나타내는 Raf-kinase 억제제로 알려져 있다.
- 세포 증식과 생존을 조절하는 Ras-의존적 Raf/MEK/ERK1/2 신호 전달 경로의 hyperactivation은 RAS 또는 RAF 유전자에서 gain-of-function 변이나 tyrosine kinases 수용체의 비정상적인 활성의 결과로서 사람의 악성 종양에서 자주 관찰되어지며, Raf와 MEK 억제제는 이 신호 전달 경로를 방해하는 암 치료제 후보물질로 현재 임상 연구 중에 있다.
- 인플루엔자 바이러스의 복제는 Raf/MEK/ERK 신호 전달 경로에 의존하고 있으며, 이 신호 전달 경로에 대한 특이적인 억제제의 처리로 인해 바이러스 역가가 감소가 확인된 바가 있어 이러한 억제제는 인플루엔자바이러스에 대해서도 항바이러스 활성을 지니는 것을 알 수 있다.
- Vemurafenib (Zelboraf TM)는 A549세포에서 인플루엔자 바이러스에 대해 높은 활성을 나타내었으며, Tamiflu와 combination 하여 투여하였을 경우에는 더욱 효과가 좋음을 확인하였다.
- A549세포에서 Raf/MEK/ERK signaling pathway를 억제되는지의 여부를 웨스턴 블랏을 통해 분석한 결과, Raf V600E 변이된 세포에서는 ERK phosphorylation의 억제가 일어났지만, A549 세포에서는 이 pathway를 억제하지 못하였다.
- 또한, wild type Raf의 C57BL/6 마우스에서 Vemurafenib 처리 시 항 바이러스 활성을 보였으며, 이 물질의 항바이러스 활성은 Raf/MEK/ERK 신호전달 경로 억제에 비의존적임을 알 수 있었다.
- 이러한 결과들은 인플루엔자 바이러스에 대한 항바이러스 효과는 또 다른 메커니즘에 의해 일어날 것으로 생각되어지며, 따라서 Vemurafenib의 항바이러스 작용이 어떠한 기작에 의해 발생하는지에 대한 의문을 풀기 위하여 현재 Vemurafenib 처리 후 Ca2+의 역할과 바이러스 복제에 대한 Ca2+의 영향에 대한 연구가 진행 중이다.
Inhibition of Influenza B virus M1 Protein by 3H, 3’H-spiro[benzofuran-2, 1’-isobenzofuran]-3,3’-dione
(Meehyein Kim, Division of Drug Discovery Researhc, Korea Research Institute of Chemical)
- 3b라고 불리는 spiro 화합물 3H, 3’H-spiro[benzofuran-2, 1’- isobenzofuran]-3,3’-dione는 Madin Darby canine kidney (MDCK)세포에서 3.0~16.1 mM의 half-maximal (반수 최대) 유효 농도 값과 500mM 이상의 반수 최대 독성 농도 값을 가져 influenza B 바이러스 감염을 억제하는 것으로 알려져 있으나 이들 물질의 활성과 관련된 항바이러스 메커니즘은 아직 알려져 있지 않다.
- Time-of-addition assay와 viral polymerase activity analysis를 통해 virus entry나 바이러스 RNA 복제에 대한 3b의 영향을 관찰하였다.
- 특히, 공초점현미경(confocal microscopy)으로 관찰한 결과, 감염 10시간후 3b의 존재 시 바이러스 NP 단백의 nuclear export가 지연되었으며, 감염 24시간 후에는 응집된 형태의 NP 단백질의 클러스터가 세포질에서 관찰되었다.
- 3b의 표적 단백질을 확인하기 위하여, MDCK 세포에 인플루엔자 바이러스 B/Panama/45/90의 반복감염을 통해 바이러스의 내성화를 유도하였다. 17번의 계대배양 후 바이러스는 3b에 대해 3배정도 덜 민감했으며 이때 full viral genome sequence를 수행한 결과, 감염 후기단계에서 vRNP complex의 nuclear export에 있어 중요한 단백질 중에 하나인 M1 단백의 single amino acid에서 100% mutation이 일어남을 확인 할 수 있었다.
- in vivo에서의 추가적인 실험이 필요하지만, 이러한 결과를 통해 spiro compound 3b는 신종 인플루엔자 바이러스에 대해 효과적인 M1 억제제로서 이용 가능할 것으로 예상된다.
Anti-influenza and Anti-inflammatory activity of KPT-335, a selective inhibitor of Nuclear Export (SINE), in Mice and Ferrets
(Sharon Tamir, Department of Infectious Diseases, Animal Health Research Center, University of Georgia, Athens, USA)
- 대유행 가능성이 있는 신종 인플루엔자 및 약제 내성을 지니는 인플루엔자 바이러스의 지속적인 출현으로 인해 항 인플루엔자 치료에 대한 필요성은 계속 강조되어지고 있다.
- 최근 몇몇 viral protein을 포함한 수많은 단백질들의 nuclear export를 조절하는 Exportin 1 (XPO 1)는 인플루엔자 바이러스의 생활사에서 viral ribonucleoprotein (vRNP) nuclear export의 조절을 하는데 필수적인 단백질로 알려져 있으며 XPO1의 small molecule 억제제인 Selective Inhibitors of Nuclear export (SINE)는 개와 사람의 암에 효과적인 약물로 알려져 있다.
- 페렛을 이용한 동물실험에서 KPT-335를 감염 후 3일 동안 10mg/kg BID로 경구투여한 후 폐에서의 바이러스 역가를 측정한 결과, 1000배 정도 감소하여 H1N1 인플루엔자바이러스 (A/California/04/09)에 대해 강한 활성을 보임을 알 수 있었다.
- 마우스의 경우, H1N1 바이러스 감염 3일후 10mg/kg으로 2차례 처방한 결과, 폐의 바이러스 역가가 6배 이상 감소함이 확인되었다. 또한, KPT-335에 의해 H1N1 감염 마우스의 폐에서 pro-inflammatory 사이토카인인 IFN-γ, IL-1β, IL-6, TNF-α의 발현 감소가 유도되었다.
- in vitro, in vivo 연구 결과, Selective inhibitors of Nuclear Export (SINE) KPT-335의 경구 투여는 인플루엔자 vRNP의 nuclear export를 억제함으로써, 인플루엔자바이러스 A타입인 H1N1, H3N2, H5N1, H7N3, H7N9과 타입 B의 인플루엔자 바이러스 복제를 억제하는 효과를 나타내어 광범위 억제제로서의 가능성을 보고하였다.
- 임상적 적용을 위한 준비단계로서 랫트와 원숭이를 이용한 독성 연구가 시작되었으며, 동물모델을 이용한 KPT-335의 항 인플루엔자바이러스의 활성을 연구한 결과 KPT-335는 인플루엔자 바이러스에 대해서 효과적인 치료제로서의 잠재력을 지닌다고 생각되어진다.
Treatment of Influenza patients with Aprotinin aerosol generated by stationary and metered dose manual inhalers
(Oleg P. Zhirnov, The D.I.Ivanovsky Institute of Virology, Moscow, Russia)
- Aprotinin은 소의 폐에서 추출되어진 serine protease inhibitor로서 단백분해효소의 활성을 감소시키고, 용해성 출혈 등에 적용되어지는 물질이다.
- 인플루엔자바이러스 감염 시 이 물질은 host respiratory protease에 의한 influenza virus HA의 cleavage를 억제하고 호흡기 상피세포에서 바이러스의 증식을 감소시키는 기능을 지니는 것으로 알려져 있다.
- 인플루엔자 감염 환자 (seasonal H3N2 and pandemic influenza H1N1 pdm09)를 대상으로 aprotinin aerosol을 적용하여 그 효과를 분석하였다. 환자는 stationary(SI) 또는 meter dose manual(MDI) 흡입기를 이용하여 5일 동안 매일 2시간씩 2 aerosol dose (160 Kallikrein-inhibiting Units (KIU))의 aprotinin을 흡입하였으며, 비교군은 IngavirinTM을 5일 동안 90mg/day로 처리하였다. 치료 2일 후 nasal-pharyngeal wash를 채취하여 real time PCR로 바이러스를 검출한 결과, Ingavirin 투여군에 비해 aprotinin 투여군에서 10배 정도의 바이러스 감소를 확인하였으며, 비루, 두통, 기침, 발열, 쇠약 등의 임상 증상 또한 1~2일 정도 단축되었다.
- 이러한 효과는 초음파 또는 ejector stationary nebulizer를 이용하여 5일 동안 하루에 3번씩 10분간 치료받은 그룹과 비슷한 효과를 나타냄을 알 수 있었다. 또한, 300명의 환자를 대상으로 수행한 실험 결과, 부작용이나 비강-인두의 통증은 관찰되지 않았다.
- 이러한 결과를 토대로 에어로졸 형태의 aprotinin은 계절 H1N1, H3N2, swine-like H1N1pdm09 및 H7N9 바이러스 등의 치료에 유용하게 사용 가능할 것으로 생각된다.
3. 시사점
○ 과거 신약 개발은 방대한 양의 화합물을 직접 적용하여 그 효과를 확인하는 일련의 과정을 통해 새로운 하나의 약물이 발굴되어졌으나, 최근의 신약개발은 맞춤형 의약품 개발 및 분자학적 분석으로 패러다임이 전환되어가고 있다. 생물학적 분석 기기의 발달과 더불어 in vitro 시뮬레이션 및 구조적으로 정확한 예측이 가능한 in silico 기술과 함께 다양한 모델링 구축은 신약개발 분야의 핵심이라 할 수 있으며, 이러한 세계적인 추세는 항바이러스 제제 개발 분야에서도 동일하게 적용되고 있다. 이러한 기술의 적용은 대용량의 화합물 라이브러리로부터 최적 화합물의 스크리닝을 가능하게 함으로써 개발에 필요한 시간 및 프로세스를 획기적으로 단축시켜 보다 경제적이고 효율적인 약물의 개발을 가능하게 하리라 예상된다. 국내 또한 인플루엔자 바이러스를 비롯한 여러 다양한 바이러스 질병치료에 이러한 기술들을 최대한 활용함으로써 효과적인 항바이러스 제제 개발이 가능할 것이라 기대한다.
4. 특이사항 없음
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