모두가 양돈 현장에서 PRRS를 여러 차례 겪어 봤지만, 아직도 PRRS 컨트롤에 대한 '정답'은 없습니다. 오랜 기간 양돈농가를 괴롭혀온 만큼 PRRS에 대한 오해와 편견이 많이 쌓여있는 현실입니다. 'PRRS의 모든 지식'(총 15화)을 통해 우리 농장에 맞는 PRRS 컨트롤의 '해답'을 발견할 수 있길 기대합니다. 본 기고글은 HIPRA 본사에서 출간한 'The book for PRRS Knowledge"' 내용을 번역·정리한 것입니다.

 

PRRS 바이러스는 어떻게 분류될까?

 

최근 바이러스 분류 국제위원회(ICTV)는 PRRS 바이러스의 두 유전형(genotype)을 ‘PRRSV1’과 ‘PRRSV2’라는 두 개의 서로 다른 종(species)으로 재분류했습니다. PRRSV1과 PRRSV2는 모두 Poraterivirus 속(genus)에 포함됩니다. Poraterivirus는 다른 네 가지 속(genus)의 바이러스들과 함께 Arteriviridae 과(family)에 포함되며, Arteriviridae는 Mesoniviridae, Roniviridae, Coronaviridae 등의 다른 과(family)의 바이러스들과 함께 Nidovirales 목(order)을 구성합니다.

 

 

Arteriviridae 과(family)에 속하는 바이러스들 사이의 유전적 상동성은 대략 40-70%로 알려져 있습니다. 이들은 같은 목(order)의 바이러스들과 진화 과정상 관계성이 있긴 하지만, 아래와 같은 몇 가지 고유한 특성을 나타냅니다.

 

● 고유한 유전자 구성과 크기(12.7~15.7kb)

● 유전적 변이가 활발하게 나타남

● 형태학적으로 고유한 모양을 가진 바이러스 입자

● 세포 친화성: 주머니쥐에서의 신경병 바이러스(WPDV, Wobbly possum disease virus) 및 유인원에 감염되는 몇 종류의 바이러스를 제외하고, 모두 폐포 대식세포(alveolar macrophage)에서 증식하는 특징을 갖고 있음

● 지속감염 및 무증상 감염을 일으킬 수 있음

 

PRRS 바이러스는 어떻게 구성되어 있을까?

 

PRRS 바이러스의 유전체 구성

PRRS 바이러스의 유전체는 조각나지 않은 하나의 가닥 형태의 RNA(non-segmented, single strand, positive-sense RNA)로 되어 있습니다. 전체 유전체의 크기는 대략 15kb(kilobases)이며, 유전자를 읽어서 단백질을 만들 수 있는 부위인 ‘ORF(open reading frame)’가 최소 10개로 구성되어 있습니다.

 

 

ORF 1a와 1b의 정보를 읽어 pp1a와 pp1b라는 두 개의 다단백질(poly-protein)을 만들어내고, 이후 바이러스의 14개 비구조 단백질(Nsp’s, non-structural proteins)로 쪼개집니다. 비구조 단백질은 바이러스의 형태를 구성하지 않지만 증식 과정에서 활용되는 단백질들을 말하며, PRRS 바이러스의 경우 4 종류의 단백질 분해 효소(proteases)와 RNA 중합효소(RNA-dependent RNA polymerase), 나선효소(helicase) 등이 비구조 단백질에 해당됩니다.

 

ORF 2-7은 8개의 구조 단백질(structural proteins)을 만들어냅니다(ORF2a, ORF2b, ORF3, ORF4, ORF5, ORF5a, ORF6, ORF7). 구조 단백질은 메이져 구조 단백질과 마이너 구조 단백질로 분류됩니다.

 

● 메이져 구조 단백질: N-글리코실화(N-당화) 되어있는 GP2a, GP3, GP4 등으로 구성된 삼량체 외피 단백질(trimeric envelop protein) 및 비(非)글리코실화 단백질인 2b(또는 E 단백질)이 해당됩니다. 삼량체 단백질의 경우 단독 작용 또는 GP5와의 복합 작용으로 바이러스의 감염성을 결정하는 중요한 역할을 합니다. E 단백질 역시 삼량체 단백질과 작용하여 바이러스의 증식 및 특이적인 세포 친화성을 결정합니다.

 

● 마이너 구조 단백질: 주요 외피 단백질인 GP5, 비글리코실화 막단백질 M, 뉴클레오캡시드 단백질 N 등이 해당됩니다. GP5와 M 단백질은 이종이량체(heterodimer)를 형성하여 바이러스 입자의 형성 및 바이러스의 감염에 필수적인 역할을 합니다. 또한, 5a라고 불리는 단백질은 바이러스의 세포 친화성, 증식 과정, 생존 능력에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨집니다. ORF7이 만들어내는 N 단백질은 바이러스의 RNA와 상호작용하여 감염성 있는 바이러스 입자를 생성합니다. 이 부분은 진단 분석을 위한 항원으로 널리 이용되는데, 항원성이 크고 발현량이 많기 때문입니다.

 

 

PRRS 바이러스의 RNA는 유전체의 역할을 하면서 바이러스의 mRNA로도 작용합니다. 즉 PRRS 바이러스는 직접 단백질을 만들어낼 수 있습니다.

 

PRRS 바이러스의 구조

PRRS 바이러스는 45-80nm 직경의 구형의 입자입니다. 최근 초저온-전자 단층 촬영(cryo-electron tomography) 연구를 통해 바이러스의 뉴클레오캡시드가 기존에 예상했던 대칭 형태가 아니라 비대칭적인 형태일 것이라는 가설이 제기되고 있습니다. N 단백질과 RNA 유전체로 구성된 뉴클레오캡시드는 지질을 함유하는 외피로 둘러싸여 있습니다.

 

 

PRRS 바이러스의 물리화학적 특성은?

 

PRRS 바이러스는 RNA 바이러스이기 때문에, 상당히 불안정한 것으로 여겨집니다. PRRS 바이러스는 가온이나 건조 과정을 통해 쉽게 불활화될 수 있습니다. PRRS 통제 전략을 세울 때뿐 아니라 진단을 위한 가검물 운송 시에도 이러한 바이러스의 특징을 염두에 두는 것이 좋습니다.

 

 

PRRS 바이러스는 페놀, 포름알데히드, 대부분의 세제 및 소독제에 의해 불활화됩니다. 또한 pH 변화에 매우 민감하여 pH 6 이하 또는 7.5 이상에서 쉽게 감염성을 소실합니다.

 

그러므로, 농장에서 일상적으로 실시하는 수세 및 소독 절차는 환경 중의 PRRS 바이러스를 충분히 불활화할 수 있습니다. 요오드(0.0075%, 1분간), 4급 암모늄(0.0063%, 1분간), 염소(0.03%, 10분간) 계열 화학물을 이용하면 바이러스를 완전히 불활화할 수 있습니다. 농장 반입 물품 표면의 PRRS 바이러스 역시 10분간 자외선을 조사하면 완벽히 불활화할 수 있습니다.

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