백신의 면역 지속 기간은 생산 관리 및 경제적 손실의 예방을 위해 중요한 역할을 할 수 있다.

 

돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스(porcine reproductiveand respiratory syndrome virus, PRRSV)는 여전히 사양

가들에게 심각한 경제적 위협을 가하고 있다. 최근 연구에 따르면 PRRS는 미국 양돈 산업에 생산 관련 손실의 형태로 연 6억6천4백만 달러의 (1 일 180만 달러) 비용을 유발하는 것으로 추정된다.²

 

 

수의사에 의한 컨설팅 비용, 방역, 기타 질병 관련 비용까지 포함시킬 경우 PRRS바이러스의 누적 영향은 연 10억 달러가 넘는 수준이다. PRRS바이러스 감염상태가 음성인 상태에서 이유된 돼지 중 절반 이상이 출하 전 PRRS바이러스에 감염되기 때문에² 백신 접종과 기타관리 조치를 통해 육성돈의 PRRS바이러스 감염을 예방해야 한다.

 

PRRS바이러스 백신을 선택할 때에는 백신이 제공하는 면역 지속 기간 (durationof immunity, DOI)을 고려해야 한다. 

 

백신을 사용하는 이유는 흔히, 질병에 대하여 면역력이 떨어질 때(예를 들면 스트레스를 유발하는 환경, 영양상태 변화) 또는 질병의 발생위험이 높을 때, 질병 방어가 가능한 면역력을 더 오래 지속하기 위함이다. 따라서 백신의 면역 지속 기간은 생산 관리와 경제적 손실의 예방을 위해 중요한 역할을 할 수 있다. 

 

백신 허가를 얻는 데 면역 지속 기간 실험은 필수가 아닌 경우가 많아, 대부분의 PRRS바이러스 백신이 제공하는 면역 지속 기간에 관해서는 과학적인 정보가 거의 나와 있지 않다. 

 

일반적으로 백신은 접종 후 수 주 이내에 진행되는 효능 시험으로 허가를 받는다. 물론 백신의 효능을 단기간 동안 실험을 통하여 입증하는 것도 중요하지만, 모든 생산과정 동안 호흡기 질병에 대하여 노출 위험이 높고 면역력이 떨어질 수 있기 때문에, 질병에 대하여 돼지를 확실하게 방어하기 위해서는 백신의 면역 지속 기간 정보도 중요하다.

 

포스테라™ PRRS

조에티스(Zoetis)의 포스테라™ PRRS는 PRRS바이러스 관련 호흡기 질병을 예방하고, 면역이 최소 24주간 지속되는 최초의 유일한 PRRS바이러스 백신이다. 

 

포스테라™ PRRS는 PRRS바이러스 공격의 유해한 영향을 최소화함으로써 육성돈이 바이러스 공격을 받은 후 체

중 증가를 극대화할 수 있도록 도와서 생산성을 최적화 한다.³ 

 

포스테라™ PRRS는 PRRS바이러스에 대한 핵심적인 세포수용체 단백질을 발견함으로써 PRRS 바이러스의 배양 및 약독화를 위한 특이 세포주 개발을 가능케 한 Zoetis 연구진의 획기적인 연구 성과다. 

 

포스테라™ PRRS는 사용이 편리한 1회 접종 백신으로서, 사용된 생독 PRRS 바이러스는 미국의 야외 바이러스주에서 약독화되었다. 바이러스 배양은 원숭이 세포 주(Simian cell line)를 사용하지 않고 혁신적인 기술을 사용하여 돼지 신장 세포주를 사용하였으며, 52회 계대 배양을 통하여 약독화하였고, 병원성 회복은 나타나지 않았다. ⁴

 

포스테라™ PRRS는 PRRS 바이러스 양성 돈군에서 3주령 이상 건강한 돼지 또는 PRRS바이러스에 노출 위험이 있다고 판단되는 혈청 음성 돼지에 대하여 PRRS바이러스 관련 호흡기 질환을 예방하는데 도움을 주기 위해 승인되었다. 

 

포스테라™ PRRS는 함께 제공된 멸균 희석제로 동결 건조 백신을 희석하여 2 mL 1회 근육 접종한다. 질병을 ‘컨트롤(Control)’하는 다른 백신과 달리 포스테라™ PRRS는 미국농무부(USDA)에서 ‘예방 보조(Aid in Prevention)’로 지정된 유일한 백신이다. 

 

이같은 독특한 허가를 받게 된 것은 이전의 PRRS바이러스 공격감염 연구에서 포스테라™ PRRS 접종군은 대조군 대비 폐 병변 84% 감소, 전체 호흡기 임상 징후 80 %감소, 일당증체량(average daily gain, ADG) 2.5 배 개선이 입증되었기때문이다.³ 

 

또한 추가 연구에서 포스테라™ PRRS의 또 다른 차별점이 확인되어 포스테라™ PRRS는 1회 접종 후 24 주간 면역력 지속을 입증한 최초의 유일한 PRRS바이러스 백신이 되었다. 그 결과 미국 농무부(USDA)에서는 이 독보적인 24주 DOI를 포스테라™ PRRS 라벨에 추가하도록 허가했으며, 이는 포스테라™ PRRS를 여타 PRRS바이러스 백신과 구별짓는 혁신적인 특성이 되었다. 

 

포스테라™ PRRS의 24 주 면역 지속 기간을 뒷받침하는 연구에 관해서는 아래에 정리하였다.

 

실험 디자인

병원성이 있는 이종 PRRS바이러스에 대한 포스테라™ PRRS의 면역 지속 기간을 조사하는 실험이 진행되었다.¹

 

178일 동안 어떤 질병에 대해서도 예방 접종을 받거나 약물로 치료한 적이 없었고 PRRS 바이러스(ELISA)와 PCV2(PCR)에서 음성 판정을 받은, 건강한 3주령 교잡 돼지 48두를, 2개 그룹으로 무작위 배정해 실험 0일차에 아래와 같이 목에 접종했다 (그림 1):

 

- 포스테라™ PRRS: 2 mL 근육접종(n = 24);

- 대조군: 2 mL 플라시보 백신 근육접종(n = 24).

 

실험의 24주 ‘백신 접종 단계’ 기간에는 2개 투여군을 별도의 방에 수용하되 각 군이 하나의 방을 사용하도록 했

다. 적절한 시점에 돼지를 이유돈사에서 육성-비육돈사로 옮겼다. 실험 기간 동안 사육 단계에 맞게 비 약물 처리된 사료를 공급했고, 사료와 물은 무제한 급이 하였다.

 

 

실험 168일 (접종 후 24주, 27주령), 각 돼지에 근육접종 및 비강 내 경로를 통해 병원성이 있는 이종 PRRS바이러

스를 공격 감염시켰다(NADC20, 총 4 mL 투여, 1 mL/nostril, 2 mL IM). 이 10일 ‘공격 감염 단계’ 기간에는 돼지를 각 투여군 당 2마리씩 12개 돈방에 사육하였다.

 

공격 감염 1일 전 시작해 (167일) 공격 감염 후 10일까지(178일), 매일 모든 돼지를 관찰했으며 임상 소견(전반적인 상태, 처짐, 재채기, 기침, 호흡기 문제)를 기록했다. 이때 담당자는 백신군과 대조군을 구분할 수 없었다.

 

167일과 178일에 모든 돼지의 체중을 측정하였다. 공격 감염 후 10일(178일), 돼지를 안락사시켜 부검하고 각 엽(좌전엽, 죄중엽, 좌후엽, 우전엽, 우중엽, 우후엽, 첨엽)의 경화된 병변에 따라 폐 병변지수를 측정하였다. 실험 기간 중 4주마다 그리고 부검 전 모든 돼지를 채혈하여 PRRS바이러스 항체역가(ELISA)를 분석하였다. 시험은 Zoetis Institutional Animal Care and Use Committee에 따라 실시되었다.

수집한 데이터는 적합한 방법으로 통계 분석했다. 이때 각 돼지를 하나의 실험 단위로 사용했으며 통계적 유의성
을 P≤0.05에서 판단했다. 

 

결과
공격 감염 후 경증의 호흡기 질환 임상 증상이 낮은 발생률로 관찰되었으며 투여군 간 차이는 없었다(P > 0.05). 따라서 공격 감염은 준임상형(sub-clinical)PRRS를 일으켰으며, 이는 흔하게 볼 수 있는 상태로서 양돈수의사들의 큰 관심 분야다.

폐 병변 감소
PRRS에 대한 방어력과 면역 지속 기간을 수치화 할 수 있는 가장 중요한 지표는 대조군과 비교해서 백신군에서 볼 수 있는 폐병변 지수이다(그림2).

 

 

포스테라™ PRRS를 접종하고 24주 후 공격 감염한 접종군의 경우 PRRS 바이러스 공격 감염 10일 후 부검 시 평균 1.0%의 폐 경화가 나타났다. 이러한 결과는 대조군의 폐 병변 지수 12.1% 대비 92 % 유의한 감소를 의미한다(P≤0.0001). 

 

포스테라™ PRRS 접종은 24주 후 병원성 PRRS 바이러스 공격 감염에 의한 호흡기 질병에 대해 높은 수준의 예방을 나타내는데 도움이 되었다.

공격 감염 후 체중 증가
공격 감염 전 체중은(167일) 두 그룹이 비슷했으나(P>0.05), 대조군의 경우 178일 무렵 (공격 감염 10일뒤) 평균 약 7.9 kg가 감소했다. 이와 대조적으로 포스테라™ PRRS 접종군은 PRRS바이러스 공격 감염 후에도 계속해서 체중이 약 2.9 kg 증가해 대조군에 비해 일당증체량이 유의미하게 향상되었다. (P<=0.0001) (그림 3).

 

 

준임상형 PRRS바이러스 공격 감염은 예방 접종을 하지 않은 돼지의 생산성적을 신속하게 감소시킨 반면, 24주

전  포스테라™ PRRS 접종을 받은 돼지는 PRRS발생과 관련된 생산성적의 하락을 줄일 수 있었다(명백한 임상 징후가 없음). 

 

 

항체가 분석

그림 4에 정리된 혈청분석 결과에 따르면 대조군은 공격 감염 당일까지 PRRS 바이러스에 대한 항체에 대해 혈청 음성 상태를 유지했다. 이와 달리 포스테라™ PRRS 접종군은 모두 PRRS 바이러스에 대한 항체 역가를 나타냈다. 

 

접종 후 4주째에 접종 돼지 24두 중 18두에서 항체 양전이 나타났으며(75%)(접종 후 첫 번째 샘플), 56일에는(다음 번 샘플) 전체가 항체 양전을 나타냈다. 

 

ELISA 역가는 84일(접종 후 12주)에 제일 높았다. 24주 전 포스테라™ PRRS를 접종한 돼지는 PRRS 바이러스 공격 감염에 대해 실질적이고 신속한 기왕성 반응을 뚜렷하게 나타냈다. 실험 기간 동안 접종과 관련된 이상 반응은 관찰되지 않았다.

 

결론

실험 결과는 포스테라™ PRRS가 ‘최소 24 주 면역을 보장하는 PRRS바이러스 관련 호흡기 질환 예방에 도움’ 이라는 라벨 내용에 합당한 최초의 유일한 PRRS바이러스 백신임을 명백히 입증한다. 

 

병원성 이종 PRRS바이러스 공격 감염 후 24주 전에 포스테라™ PRRS를 접종했던 돼지들은 다음과 같은 결과를 나타냈다:

 

- 폐 병변의 92 % 감소 (P ≤ 0.0001);

- 일당 증체량의 개선 (접종군 272g-증가, 대조군 726g-감소, 그룹간 998g-차이; P ≤ 0.0001) (대조군의 임상 증상 발생이 낮기는 했으나 공격 감염은 짧은 기간 동안 일당 증체량에 큰 영향을 미쳤다).

 

이러한 결과는 포스테라™ PRRS가 이유에서 출하까지 PRRS 바이러스 관련 호흡기 질환에 대한 예방에 도움을 주므로, 돼지가 공격 감염된 후에도 체중 증가를 극대화할 수 있음을 보여준다.

 

포스테라™ PRRS는 PRRS발생으로 야기되는 생산비 상승, 생산성 손실, 그리고 잠재적 이익이 크게 위협받는 상황을 개선시키므로 PRRS 예방목적으로 사용하면 양돈농가에 이익이 될 것이다.

 

References

1. Data on file, Study Report No. 3121R-60-10-909, Zoetis Inc.

2. Holtkamp D, Kliebenstein J, Zimmerman J, Neumann E, Rotto H, Yoder T, Wang C, Yeske P, Mowrer C, Haley C. Assessment of the economic impact of porcine reproductive and respiratory syndrome virus on U.S. pork producer. National Pork Board Research Report 2011; NPB #10-158.

3. Data on file, Study Report No. 3127R-60-10-890, Zoetis Inc.

4. Data on file, Study Report No. 3425R-60-09-790, Zoetis Inc.