[본 콘텐츠는 다비육종의 기술정보지 '다비퀸 2021 가을호'의 일부이며 다비육종의 허락 하에 게재합니다. -돼지와사람]

 

PRRS(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome, 돼지 호흡기 생식기 증후군) 병은 임신 모돈에서의 유·사산과 자돈 및 육성돈에 호흡기 질환을 일으킴으로 양돈 농가에 큰 경제적 손실을 주고 있다.

 

 

미국에서는 유·사산 피해가 주로 가을부터 이듬해 봄까지 매년 발생된다. 본 병에 대한 백신은 이미 개발되어 널리 사용되고 있지만 백신을 성실히 접종하고 있는 농가에서도 유·사산 피해를 보는 경우가 적지 않다.

 

이와 같은 피해의 원인들 중에 가장 중요한 것은 변이 된 바이러스의 종류가 너무 많아 서이다. 따라서 이들 변이 바이러스에 대한 특성과 면역 반응 등을 이해하면서 효과적인 면역법을 만들어야 한다.

 

본 병의 예방을 위한 완벽하고 효과적인 면역법은 아직까지 알려지지 않고 있다. 이에 필자는 지난 30여 년 동안 실험실 및 야외 농장에서 연구와 경험을 바탕으로 효과적인 면역법을 만들어질 수 있도록 이론과 방법을 제시하고자 한다.

 

PRRS바이러스의 유전자형

PRRS바이러스는 오랫동안 양돈 농장에 상재적으로 감염되면서 지속적으로 바이러스를 만들어 내고 있고, 또한 바이러스 변이도 지속적으로 발생하며, 앞으로도 계속될 것이다.

 

PRRS 바이러스는 유전자 구조에 의해 크게 북미형과 유럽형 두 가지로 분류되고 있으며 이들 두 가지형 내에서 유전자 구조의 변이에 따라 동종 또는 이종으로 분류한다. 이종 바이러스 내에서는 변이 정도의 차이가 뚜렷하게 정해지지 않음으로 실제 PRRS 바이러스의 종류는 수천 개가 넘을 수 있다.

 

변이 바이러스의 유전자 구조 비교 검사는 PRRS 바이러스의 역학적 이해를 위해서는 필요 하지만 병원성이나 면역성을 예측하는 데는 도움을 주지 못한다. 따라서 미국에서는 유전자 구조 비교 검사법 외에 RFLP 검사법을 이용하여 병원성이 높은 바이러스 그룹으로 분류하기도 한다.

 

지난 수년 전부터 RFLP 1-8-4, 1-7-4 및 1-4-4형 바이러스들이 발생하면서 심한 경제적 피해를 보였다. 실제 이들 바이러스가 감염된 농장에서는 최고 70% 까지의 임신 모돈들이 유·사산을 보였다고 한다.

 

PRRS바이러스의 항원형

PRRS 바이러스의 항원형에 관해서는 널리 연구되지 않았고 이해하기도 쉽지 않다. 그러나 항원형은 바이러스의 방어능력을 알려 줄 수 있음으로 농가에서 유전자형보다 더 중요한 부분이다.

 

정확한 항원형을 알기 위해서는 돼지를 이용해서 면역과 공격 감염의 실험을 거쳐 결정해야 한다. 일단 감염되지 않은 돼지에 알고 있는 바이러스를 감염시켜 면역되게 한 후 그 돼지에 다른 바이러스를 감염시켜 돌파 감염 여부에 따라 동종 또는 이종 바이러스로 결정한다.

 

이때 돌파 감염 없이 완전 방어를 보이면 면역된 바이러스와 접종된 바이러스가 동종 항원형, 부분적 방어를 보였을 부분적으로 관련이 있는(Antigenically related) 항원형 그리고 방어가 성립되지 않을 때 이종 항원형이라고 규정짓는다. 실제 농장에서 분리되고 있는 바이러스의 대부분은 부분적 관련 항원형이다.

 

실험실에서 PRRS 바이러스의 항원형을 알기 위해서 혈중 중화항체가를 측정하여 돼지 생체 실험으로 대체할 수 있다. 그러나 중화항체 검사도 기술과 시설이 필요함으로 널리 이용되지 못하고 있다. 돼지에서의 방어 능력은 중화항체 역가와 비교하는 것으로 증명되고 있음으로 우리나라 실험실에서도 중화 항체가 검사 서비스를 할 수 있어야 된다.

 

[표 1]에서 중화항체 역가에 따라 동일 항원형, 부분적 관련 항원형, 이종 항원형으로 분류될 수 있음을 예를 들어 보았다. 다섯 개 농장 (A-E)에서 각각 분리된 바이러스를 이용하여 미리 준비된 5개의 항혈청들에 대해 중화항체가를 측정하였다.

 

A농장 분리주에 대한 중화항체가는 백신 X의 항혈청에서 가장 높게(128) 나타났음으로 가장 유사한 항원형임을 알 수 있다. 만약 A농장에서 백신 X로 면역되었다면 높은 방어가 가능했을 것이며 반대로 백신 Y를 접종했다면 효력 없이 큰 피해를 보았을 것이다. 그 대신 백신 Z로 면역되었다면 중정도의 방어가 추측된다.

 

또한 B농장에서는 백신 Y가, C농장에서는 백신 Z가 가장 효력이 좋은 결과를 줄 것임을 보여준다. D 및 E농장에서는 백신 X, Y, Z 모두가 효력이 없음을 보여준다. 일반적으로 변이 바이러스에 대한 중화항체가가 높으면 돌파 감염률이 낮아진다.

 

 

PRRS바이러스의 방어 면역

PRRS 바이러스에 감염 또는 백신 접종이 된 돼지들은 면역력을 갖게 된다. 이들 면역력은 바이러스의 감염을 완전히 막아 주기도 하고 감염은 되나 임상증상 발현을 막아 주거나 경미하게 해 준다.

 

본 바이러스의 감염은 호흡기 계통이나 구강을 통해 감염됨으로 예방을 위해서는 전신성 체액 면역(IgG) 보다 국소적인 점막면역(sIgA)이 더 중요하다.

 

따라서 자연감염 후 회복된 돼지는 동종 바이러스에 대해서는 바이러스 감염 방지 및 임상증상 저하 효과를 보이면서 거의 완벽한 방어가 기대되며 방어력 또한 장기간 유지될 수 있다. 그와 반대로 자연감염 없이 백신만 접종된 돼지에서는 점막면역 없이 체액 면역의 형성으로 감염 예방보다 임상증상을 줄여주는 효과를 볼 수 있게 된다.  

 

현재 시중에 판매되고 있는 백신은 근육주사용 생독백신이며 비강/경구 접종은 허용되지 않고 있다. 따라서 생독백신을 비강/경구 접종 후 안전성, 감염 방지 효과, 임상증상 경감 효과 등을 검사해보고 문제가 없다면 경구/비강 접종이 유리할 수 있다.

 

PRRS 바이러스 감염 후 유·사산 발생은 호흡기 감염과 달리 바이러스가 먼저 모돈 체내에서 증식하고 혈중 내 바이러스가 자궁을 통해 태반 감염을 일으킴으로 일어난다. 유산의 경우는 태반 감염 없이 모돈의 고열에 의해서도 일어날 수 있다. 어쨌든 유·사산 방지에 관계하는 방어면역은 주로 체액 면역에 좌우된다. 따라서 감염된 바이러스에 대한 혈중 중화 항체가 높으면 태반 감염이 방지되고 유·사산 피해를 방지할 수 있다.

 

농가에서 꼭 알아야 할 사항은 흔히 사용되고 있는 ELISA 항체 검사에 의한 결과는 돼지의 감염 또는 백신 접종 여부를 알려 주는 것이지 방어 면역역가를 의미하는 것은 아니다. 특히 모돈군에서 ELISA 항체가 높게 유지된다면 불완전한 방어면역으로 유·사산 증세의 유무와 관계없이 현재 이종 항원형의 바이러스가 감염되고 있음을 의미한다.

 

PRRS바이러스에 대한 방어 면역력을 어떻게 넓힐 것인가?

PRRS의 동종 또는 이종 바이러스 면역 후 방어력을 비교한 실험 예는 많이 보고되고 있다. 백신을 접종한 돼지에 이종 바이러스가 공격 시 혈중 바이러스의 검출이 있을 수도 있고 없을 수도 있다.

 

이종 바이러스 공격 후 혈중 바이러스가 검출되었다면 백신의 완벽한 방어 효과가 인정될 수 없다. 따라서 PRRS의 경우 수많은 이종 바이러스들에 방어를 위해서는 면역력을 넓히는 것이 더 중요하다. 그리고 각 농장에서는 [표 1] 에서와 같이 어떤 백신이 자기 농장에 효과가 있는지 알아볼 필요가 있다.

 

PRRS 동종 바이러스에 대한 방어력의 지속 기간에 대한 연구실험은 많지 않다. 다행히 Lager et al (Vet Microbiol, 1997)의 한 실험에서 동종 바이러스에 대한 방어는 604일 또는 그 이상까지 유지될 수 있음을 증명하였다. 따라서 동종 바이러스 백신은 반복하는 것보다 이종 바이러스 백신을 번갈아 접종함으로 면역되는 범위를 넓혀 새로운 PRRS 바이러스가 침입했을 때 방어율을 높이는 것이 유리하다.

 

[그림 1]에서는 PRRS 백신 접종시 세 가지 다른 백신을 3회 접종하는 것이 한 가지 백신을 3회 반복 접종하는 것보다 방어 범위가 넓게 확대될 수 있다는 예상도를 그린 것이다.

 

일반적으로 생독백신을 접종 시에는 접종 후 백신 바이러스가 체내에서 증식이 되어야 원활한 면역반응이 일어난다. 같은 백신을 2차 또는 3차 접종 시에는 1차 접종된 백신에 의해 면역이 이미 형성된 상태임으로 원활한 증식이 일어나지 않으며 높은 면역반응이나 부스터 효과가 기대될 수 없다.

 

 

PRRS 감염 농장에서 후보 도입돈들에 대한 면역법

외부에서 입식되는 후보돈은 PRRS에 감염된 적이 없기 때문에 상용 백신이나 자가 감염 혈청으로 면역되게 해야 한다. 이때 사용된 상용 백신이 농장에 감염되고 있는 바이러스와 동종인지 이종인지 알기가 어려움으로 많은 미국 수의사들은 상용 백신 대신 자가 감염된 혈청 바이러스의 접종으로 인공 감염/면역됨을 선호한다.

 

이는 순치시키는 이론과 동일하며 자기 농장 내 PRRS 감염 중인 돼지들의 혈청을 만들어 소분하여 냉동고에 보관한 후 사용 시마다 100-200배로 희석하여 후보돈에 접종하고 감염/면역되게 한다. 이 과정들은 반드시 수의사의 도움이 필요하다.

 

상용 백신을 이용시는 서로 다른 백신을 2-3회 접종하면 좋다. 우리나라에서는 북미형과 유럽형 두 가지 바이러스가 피해를 주고 있기 때문에 음성 후보돈에는 두 가지 유래 바이러스 백신을 번갈아 접종하는 것이 유리하다. 번갈아 접종할 때는 먼저 접종된 바이러스가 몸에서 소멸되는 기간을 위해 최소한 2개월 이상 간격을 두고 접종해야 한다.

 

실제 우리나라 많은 농가가 PRRS 상재 지역에 위치하고 있음으로 PRRS 바이러스에 이미 감염되어 회복 후 면역된 후보돈을 도입하는 것도 유리할 수 있다. 이때는 혈중 PCR 및 ELISA 검사 음성이어야 한다. 자연감염에 의해 면역된 후보돈에 두 종류의 백신을 추가로 접종한다면 각종 변이 바이러스에 대해 광범위한 방어면역을 기대할 수 있다.

 

PRRS 감염 농장에서 자돈 및 모돈에 대한 면역법

일단 PRRS 감염이 된 일괄 생산농장에서는 감염이 자돈사에서 계속 이어짐으로 같은 바이러스가 지속적으로 농장에 남아있을 경우가 많다. 따라서 다른 PRRS 바이러스가 유입되지 않는 한 자돈사에서 자동적으로 자가 감염 및 면역이 기대된다.

 

자돈/육성돈에서 백신의 효과는 폐사율과 일당 증체율에 영향을 줌으로 각자의 농장에서 백신 접종군과 비접종군에서 백신의 효과를 비교 시험해보는 것이 현명하다.

 

번식돈에 대한 면역은 동종 바이러스에 대한 면역이 600일 이상 지속됨으로 후보돈에 서로 다른 백신으로 2-3회 이루어졌다면 차단방역이 잘되고 있는 경산 모돈에는 추가 백신 접종이 필요치 않다. 다만 후보돈이 고령이어서 교배 전 2-3회 접종이 불가능할 때는 초산 후 또는 2 산 후에 보강접종을 할 수도 있다. 이들 백신 바이러스는 임신기간 중에 접종하게 되면 태아 감염으로 사산을 유발할 수 있음으로 피해야 한다.

 

맺음말

PRRS 면역에 대해서는 정확한 가이드라인이 없고 이해하기가 쉽지 않으며 특히 많은 변이 바이러스가 있음으로 각 농장마다 서로 다르게 세심한 방역계획의 수립이 요구된다.

 

PRRS에 의한 유·사산 방지를 위해서는 후보돈의 면역에 집중하여야 하며, 방어 범위를 넓히기 위해 동종 바이러스 백신을 반복하는 것보다 이종 바이러스 백신을 번갈아 선택하는 것이 유리하다. 자돈에서의 면역은 백신이나 자연 감염에 의해 이루어질 수 있으며 백신 사용 시 효과 여부를 각 농장마다 시험해 봄이 좋다.