집중연구 / 질병
 
써코바이러스 관련 모돈 번식질병 문제와 써코 백신의 효과
(PCV2 associated reproductive disorder and impact of PCV2 sow vaccination)

오 유 식 수의사
베링거인겔하임동물약품㈜ 테크니컬매니저
 
2010년 11월 29일 최초의 구제역 발생 이후에 20~30%에 달하는 농가들이 이미 재입식을 시작하였다고 한다. 많은 수의 후보돈들이 한꺼번에 순치와 교배과정을 거치면서 예상하지 못한 번식성적의 저하를 경험하고 있으며, 태어난 포유자돈들에서는 이전보다 높은 비율의 선천성 근진전증(Congenital tremor)이 발생되고 있다.
최근의 한국양돈수의사회 연례세미나에서는 번식성적이 낮은 농가에서 모돈에 써코 백신을 적용하고 난 후에 MSY가 24두까지 향상되는 케이스가 발표된 적이 있다. 물론 농가의 성적 향상이 100% 모돈 써코 백신 적용에 의한 것은 아닐 테지만 최근의 질병에 대한 관심이 써코바이러스 관련 모돈 번식질병 문제와 이를 해결하기 위한 써코 백신의 효과에 집중되고 있다는 것은 사실인 듯하다.
따라서 이번에 써코바이러스 관련 모돈 번식질병 문제와 써코 백신의 효과에 대해서 여러 논문 및 발표자료를 인용하여서 알아보고자 한다.
이유후전신성소모성질병(PMWS)이 한창 문제이던 2007년 이전부터 써코바이러스 관련 유산과 번식문제(PCV2 associated abortions and reproductive failures), 그리고 중추신경계 질병(CNS disease)은 이미 밝혀져 있었다. (그림 1)은 미국의 아이오와주립대학교의 PCVAD 관련 홈페이지로서(http://vetmed.iastate.edu/research/labs/pcv2/pcv2-associated-disease) 여기에 접속하면 써코 관련 질병에 대한 정리된 여러 정보를 얻을 수 있다. 
 
(그림 1) 미국의 아이오와주립대학교의 PCVAD 관련 홈페이지. PCV2 바이러스가 관련된 여러 가지 질병의 리스트. http://vetmed.iastate.edu/research/labs/pcv2/pcv2-associated-disease
 
■ 써코바이러스 관련 유산과 번식문제
(PCV2 associated abortions and reproductive failures)
 
써코바이러스가 관련된 모돈의 번식문제는 최초로 후보돈군에서 제일 먼저 보고가 되었다(West et al. 1999). 모돈은 임상증상이 없었지만 유산 혹은 사산이 발생하고 허약 자돈 및 미이라화 자돈의 숫자가 증가한다(O’Conner et al., 2001 Ladekjær-Mikkelsen et al. 2001). 특이할 점은 이러한 써코바이러스 관련 문제들이 새롭게 시작하는 농장이나 재입식 농장에서 전형적으로 나타난다는 점이다. 많은 필드 케이스에서 사산되거나 감염되어서 태어난 자돈의 심장에서 비화농성 괴사성 혹은 섬유성 심근염이 관찰되며, 이 병변에서 많은 양의 써코바이러스 2형 항원이 발견된다(Mikami et al., 2005). 또한 제왕절개한 후 초유를 먹이지 않은 자돈【caesarian- derived-colostrum deprived(CDCD)】에서도 써코바이러스의 감염을 확인할 수 있는 것으로 보아 수직감염이 일어나는 것을 확인하였다(Harms et al., 1999 Jolie et al., 2000). 실험실적 자궁 내 인공감염 시에 태아의 심장에서 가장 바이러스가 활발히 증식하는 것을 확인하였다(Sanchez et al. 2001, Johnson et al., 2002).
 
(그림 2) 가장 흔히 발견되는 PCV2 관련 번식문제는 미이라화 숫자의 증가에 있다.

김 등에 의해서 2004년도에 연구된 논문에 의하면, 2000년도와 2002년도 사이 321개의 한국 농장에서 샘플링된 350마리의 유산 및 사산 태아에서 PCR 검사 결과 PCV2 바이러스가 13.1% (46/350)에서 검출되었다고 한다. 또한 Mauch 등이 2004년도에 발표한 논문에 따르면, 임신중기의 94마리의 후보돈은 4군데의 PCV2 양성 농장으로 이동한 후에 유산과 모돈 폐사를 경험하였다고 하였다.
Pensaert 등이 32주령의 후보돈에 캐나다에서 분리된 PCV2 바이러스를 인공 감염한 결과, 인공감염 후 21일 이내에 후보돈은 혈청양성으로 전환되며, 바이러스 DNA는 혈액에서 감염 후 14일부터 49일까지 검출되었으며, 혈액 속의 단핵구에서도 감염 후 7일에서 63일까지 검출되었다. 박 등이 2005년에 제출한 논문에 보면, 분만예정일 3주 전의 모돈에 PCV2를 비강으로 공격접종한 후 4마리의 모돈이 인공감염 7일째와 21일째에 유산하였으며, 나머지 2마리의 모돈은 예상보다 4~5일 빠르게 분만하였다. 6마리의 모돈은 65마리의 사산돈과 10마리의 정상 자돈을 분만하였고, 유산된 자돈에서는 PCV2가 검출되었다.
써코바이러스의 진단과 관련하여서 아이오와주립대의 Tanja Opriessing 교수는 2011 Emerging  Re-emerging disease confernce에서 PCV2 관련 번식질병 진단을 위해서는 다음과 같이 실시한다.
1. 육안적 관찰 : 분만 시에 증가된 미이라화 자돈과 사산돈의 숫자
2. 조직학적 소견 : 비화농성 심근염, 섬유소성 증식
3. PCV2 항원 검출 : 조직학적 병변을 가진 심근에서 IHC(면역조직염색) 혹은 ISH를 검사
 
(그림 3) PCV2 관련 번식질병 진단을 위한 3가지 원칙
 
■ 써코바이러스와 관련된 중추신경계 질병(CNS disease)
 
돼지의 선천성 근진전증은 척수와 뇌의 탈 수초화(Demyelination) 때문에 발생한다. 북미에서 주로 나타나는 근진전증은 골격근에서 다양한 정도의 간헐적인 경련성 수축을 나타내며 4주령이 지나면 완화된다.
 
(그림 4) 선천성 근진전증을 보이는 포유자돈
 
Hines와 Lukert가 1994년에 발표한 논문에서 처음으로 PCV2 바이러스와 근진전증과의 밀접한 상관관계에 대해서 보고하였다. 4마리의 써코바이러스 음성 모돈에 선천성 근진전증을 보인 자돈으로부터 분리한 PCV2 바이러스를 공격 접종한 결과 모돈에서는 전혀 임상증상을 관찰할 수 없었지만, 태어난 자돈 모두에서 정도는 다르지만 선천성 근진전증이 발생하였다. 또한 미국 중부의 서로 다른 4개의 농장에서 선천성 근진전증을 보인 자돈들에 대해서 검사한 결과 써코바이러스 항원과 핵산이 병변 내에서 IFA, ISH, PCR 검사를 통해서 검출되었다고 한다(Stevenson et al., 2001).
반대로 스페인, 영국, 아일랜드, 그리고 스웨덴에서 진행된 실험에서 근진전증에 감염된 40마리의 자돈에 대해서 IHC, ISH 와 PCR 검사를 중추신경계와 비뉴론 조직에 대해서 조사한 결과 어떠한 PCV1 혹은 PCV2를 검출하지 못했다고 한다(Kennedy et al., 2003). 
따라서 써코바이러스와 선천성 근진전증과의 관계는 아직까지는 명확한 인과관계는 밝혀지지 않았으며, 추가적인 연구가 더 필요하다고 생각된다.

■ 써코 백신의 효과
(impact of PCV2 sow vaccination)
 
그렇다면 과연 이러한 모돈과 관련된 써코바이러스 질병을 예방할 수 있는 방법은 무엇일까? 써코바이러스의 전파는 아래의 그림처럼 감염된 모돈에서 자돈으로의 수직감염이 그 원인이다. 모돈의 써코바이러스 감염을 예방하게 되면 바이러스 혈증이 감소하게 되며, 태아는 PCV2에 감염되지 않게 되고 정상적인 자돈으로 태어나게 된다.
 
 
(그림 5) 써코바이러스의 전파 모식도
 
모돈에 적용한 써코 백신의 효과를 평가하기 위한 Madson의 실험을 살펴보면, 교배하기 1개월 전에 써코바이러스 백신을 접종하고 나서 써코바이러스(PCV2)가 포함된 정액으로 교배한 모돈에서 태어난 자돈을 평가한 결과 음성 대조군은 1마리의 사산돈만이 있는 것과 비교해서 양성 대조군은 35마리 중에 단 8마리만 정상적인 돼지로 태어났고 2마리의 사산돈과 25마리, 즉 71.4%의 돼지가  미이라화된 상태로 태어났다. 이에 반해서 백신을 접종한 그룹은 단 2마리, 즉 7.1%의 돼지가 미이라화된 상태로 태어났다. 이러한 미이라화된 돼지의 숫자 차이는 모돈 써코 백신접종이 태아가 PCV2에 감염되는 것을 막아주는 역할을 하는 것으로 평가할 수 있으며, 100% 방어할 수는 없지만 좋은 효과를 나타내는 것으로 생각된다.
(Madson et al., Theriogenology, 2009)
 
(그림 6) 써코 백신 접종군과 비백신군에 써코바이러스가 포함된 정액으로 교배하고 난 후 정상 돼지와 미이라화된 돼지와의 숫자 비교
 
같은 실험에서 평가된 모돈에서의 바이러스 혈증과 초유에 포함된 써코바이러스 유전자 검사에서는 비백신군과 비교하여서 백신군에서 더 낮은 양성률을 나타내었다. 즉 백신의 접종은 모돈에서 바이러스 증식을 감소시키는 것으로 나타났다. 자돈에서는 바이러스 혈증과 써코바이러스 항체 및 조직에서의 써코바이러스 검출을 검사한 결과 비백신군 자돈의 8/8, 즉 100%가 바이러스 혈증을 나타낸 반면에 백신군에서는 15/24, 즉 62.5%의 자돈만이 바이러스 혈증을 나타내었다. 특히 태아에서 써코바이러스가 특이적으로 증식한다는 심근에서의 IHC 검사에서는 대조군에서는 무려 97.1%의 돼지가 양성이었던 반면에 백신그룹에서는 21.4%만의 돼지 만이 IHC 양성을 나타내서 대조를 이루었다. 이 결과로 해석해 보면 모돈의 써코 백신은 태아로의 써코바이러스 감염을 막아주는 것을 다시 한번 확인할 수 있었다.
(Madson et al., Theriogenology, 2009)
 
(그림 7) 써코 백신 접종 그룹과 비백신 그룹에서의 써코바이러스 항원과 항체검사 결과
 
하지만 이 실험을 통해서 우리가 한가지 유념해야 할 점은 모돈 써코 백신은 태아의 감염을 완벽하게 막을 수는 없다는 것이다. 간단하게 이야기 하자면 모돈의 번식성적의 손실을 줄어준다고 해석하면 좋을 것이다.
최근에 진행된 다수의 모돈 써코 백신 효과 실험에 따르면(Grimbeek., IPVS 2010, Herrera., AMVEC 2010, Menard., Barcelona 2011, Diaz., Barcelona 2011), 여러 필드실험을 통해서 본 모돈 써코 백신의 효과는 분만율이 상승하고 생시 자돈수와 복당 산자수가 증가하며 이유 전 폐사율이 감소하는 것으로 나타났다. .
이러한 여러 필드실험 실험실 실험을 종합하여 보면, 모돈 써코 백신은 태아로의 PCV2 감염과 초유로의 PCV2 배설을 항상 막을 수는 없지만, 모돈 백신 후에 어떠한 부작용도 관찰할 수 없었으며, 모돈에서 바이러스 혈증을 효과적으로 줄여주며 써코바이러스 관련된 유산•사산•미이라화 자돈의 수를 유의성 있게 감소시켜 주는 것으로 나타났다.
 
과연 그렇다면 써코 백신을 언제 얼마나 사용하여야 하는 것일까? 이 물음에 대하여 아이오와주립대의 Tanja Opriessing 교수는 다음과 같은 접종 스케줄을 제시하였다. 새로이 도입되는 후보돈은 도입 전 대략 150~190일령에 접종하기를 권장하였다. 하지만 우리의 후보돈 도입 시스템을 고려한다면 후보돈을 공급하는 종돈장에서 백신을 접종하여서 도입하기는 어려우므로 농장에 도입하여서 대략 210일령 이전에, 즉 첫 교배가 들어가기 최소 3주 전에는 백신 접종을 완료하는 것이 좋겠다. 농장에서 정상적으로 운영 중인 모돈 돈군은 매 6개월마다 일괄 백신을 하거나 임신 60일령 혹은 포유기간에 하도록 권장하고 있다. 특히 그녀는 농장에 써코바이러스 관련 문제가 의심이 된다면 일괄 백신을 적용하였을 때 커다란 효과를 볼 것이라고 강조하였다. 후보돈 접종 후의 추가 접종은 분만 후 2~3주령 정도가 적당하다고 생각한다. 자돈에 백신을 접종하면서 모돈도 함께 접종한다면 접종의 번거로움도 덜 수 있을 뿐만 아니라 임신 전 시기를 걸쳐서 태아에 영향을 주는 써코바이러스 감염을 예방할 수 있을 것으로 생각하기 때문이다.
 
(그림 8) 권유할 수 있는 모돈에 대한 써코 백신접종 스케줄(Tanja Opriessnig)

References :
◇ Bogdan J, West K, Clark E, Konoby C, Haines D, Allan G, McNeilly F, Meehan B, Krakowka S, Ellis JA: Association of porcine circovirus 2 with reproductive failure in pigs: a retrospective study, 1995-1998. Can Vet J. 42:548-550, 2001
◇ Farnham MW, Choi YK, Goyal SM, Joo HS: Isolation and characterization of porcine circovirus type-2 from sera of stillborn fetuses. Can J Vet Res. 67:108-113, 2003
◇ Harms PA, Sorden SD, Rotto HF: Hepatopathy associated with spontaneous type 2 porcine circovirus infectin in caesarian derived/colostum deprived pigs. In: Proc Am Assoc Vet Lab Diagn. 42:4, 1999
◇ Johnson CS, Joo HS, Direksin K, Yoon KJ, Choi YK: Experimental in utero inoculation of late-term swine fetuses with porcine circovirus type 2. J Vet Diagn Invest. 14:507-512, 2002
◇ Jolie R, Runnels P, McGavin D: Post-weaning multisystemic wasting syndrome in a group of caesarian derived colostrums deprived pigs. In: Proc Int Conf Pig Vet Soc. 16:639, 2000
◇ Kim J, Chae C: Concurrent presence of porcine circovirus type 2 and porcine parvovirus in retrospective cases of exudative epidermitis in pigs. Vet J. 167:104-106, 2004b
◇ Ladekjær-Mikkelsen AS, Nielsen J, Storgaard T, Botner A, Allan G, McNeilly F: Transplacental infection with PCV-2 associated with reproductive failure in a gilt. Vet Rec. 148:759-760, 2001
◇ Hines RK, Lukert PD: Porcine circovirus as a cause of congenital tremors in newborn pigs. In: Proc Am Assoc Swine Pract. Chicago, Illinois. 25:344-345, 1994
◇ Kennedy S, Segalés J, Rovira A, Scholes S, Domingo M, Moffett D, Meehan B, ONeill R, McNeilly F, Allan G: Absence of evidence of porcine circovirus infection in piglets with congenital tremors. J Vet Diagn Invest. 15:151-156, 2003
◇ Stevenson GW, Kiupel M, Mittal SK, Choi J, Latimer KS, Kanitz CL: Tissue distribution and genetic typing of porcine circoviruses in pigs with naturally occurring congenital tremors. J Vet Diagn Invest. 13:57-62, 2001
◇ College of veterinary medicine. Iowa state University Hompage address :  http://vetmed.iastate.edu/research/labs/pcv2/pcv2-associated-disease
◇ Tanja Opriessnig: Impact of PCV2 in Breeding Herds. Boehringer Ingelheim satellite symposium in 2011 Emerging and Re-emerging disease confernce in Barcelona
 
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[월간 피그앤포크, 2011년 11월호]