올바른 투여 기술이 접종 프로토콜 및 돈군의 반응에 영향을 미치는 핵심 요인이다.
돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)는 이윤 창출을
위한 양돈산업에 가장 중대한 경제적 위협 중 하나로 널리 인식되고 있으며 미국 양돈 산업에서 연간 10억 달러 이상의 영향을 미치는 것으로 추정된다.1
PRRS바이러스 감염상태가 음성인 상태에서 이유된 돼지 중 절반 이상이 출하 전 PRRS 바이러스에 감염되기 때문에 접종 및 기타 관리를 통해 돈군이 PRRS바이러스에 대해 스스로를 방어할 수 있도록 도움을 주어야 한다.
야외 바이러스에 대한 PRRS바이러스 노출및 접종 반응을 모니터링 하는데 사용되는 진단 도구에는 보통 2가지 방법이 포함된다.
Polymerase chain reaction(PCR)을 이용해 혈액 샘플 내 바이러스를 검출하고, enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA)를 통해 바이러스 노출에 대한 면역학적 반응으로서 혈액 내 순환 항체의 존재 또는 발현을 확인한다.
포스테라™ PRRS에 대한 접종 후 반응을 PCR과 ELISA를 통해 평가하고, 연속주사기를 사용한 돈군과 일회용 주사기를 사용한 돈군의 반응을 비교하기 위해 실험을 실시했다.2
포스테라™ PRRS
포스테라™ PRRS는 조에티스(Zoetis) 제품으로서 PRRS 바이러스 관련 호흡기 질병을 예방하고 면역 지속 기간이 최소 24 주 이상인 최초의 유일한 PRRS 바이러스 백신이다.
포스테라™ PRRS는 후속 PRRS바이러스 공격의 유해한 영향을 최소화하여, 돈군이 바이러스 감염 후 체중 증가를 극대화할 수 있도록 하여 생산성을 최적화하는 데 도움을 준다. 포스테라™ PRRS는 사용이 편리한 1회 접종 백신으로서 사용된 생독 PRRS바이러스는 미국의 야외 바이러스주에서 약독화되었다.
포스테라™ PRRS는 PRRS바이러스 양성 돈군에서 3주령 이상 건강한 돼지 또는 PRRS바이러스에 노출 위험이 있다고 판단되는 혈청 음성 돼지에 대하여 PRRS 바이러스와 관련된 호흡기 질병의 예방을 돕는 용도로 승인되었다.
포스테라™ PRRS는 함께 제공된 멸균 희석제로 동결 건조 백신을 희석하여 2 mL 1회 근육접종한다.
실험 디자인
실험은 PRRS바이러스 경험이 없었던(naïve) 양돈장으로부터 8주령 자돈 5천 두를 대상으로 실시하였다. 비육농장은 아이오와에 위치하였다. 돼지를 125두/돈방 비율로 총 40개의 돈방에서 사육했다.
비육농장 입식 1주후 대부분의 돼지에(예외는 아래 설명) 포스테라™ PRRS를 접종했다(0일, 그림 1). 백신접종은 성인 2명, 고등학생 2명, 12세 어린이 1명으로 구성된 팀이 접종했다. 돼지는 각 돈방에서 북적거렸고 연속주사기(Prima Tech hose-draw syringe)를 이용해 근육접종 했다.
백신 반응의 모니터링을 위해 5개의 돈방 각각에서 10두의 돼지(총50두)를 무작위 선정하여, 실험 기간 중 혈액
샘플링을 위한 표지를 하였다. 이 50두의 돼지는 다음과 같이 관리했다:
●대조군 - 5개 돈방 각각에서 1두씩은 접종하지 않았다(n = 5)
●개별 접종 - 2개 돈방 각각에서 9두의 돼지를(n=18) 한 마리씩 보정한 후, 포스테라™ PRRS를 일회용 주사기(16 gauge, 5/8 inch)를 사용하여 근육접종했다(0일)
●팀 접종 - 3개 돈방 각각에서 9두의 돼지에게(n=27) 접종팀이 포스테라TM PRRS를 접종했다.(0일) 이는 해당 시설의 다른 모든 돈군에 적용되는 방식이다.
선정된 돼지에서 실험 0, 8, 16, 21, 29일에 혈액 샘플을 채취해 PCR과 ELISA를 이용하여 PRRS바이러스 상태를 분석했다. 각 샘플 채취일마다 동일한 50두의 돼지를 사용했다. 일당증체량(average daily gain, ADG), 사료 요구율(feed/gain), 폐사율, 출하 조건과 관련된 모든 자료를 비육기간 동안 수집했다.
이 결과를 이전에 동일 출처의 비육돈에 대해 동일 비육장에서 비육 기간 중 수집한 자료와 비교했다. 단, 이전 돈군은 PRRS 백신 접종을 하지 않았다. 두 돈군은 모두 비육기 약14주 무렵 PRRS 야외 바이러스에 자연 감염되었다(각 에피소드에 관련된 감염 PRRS바이러스주에 대해 시퀀스가 91.4% 유사).
이 실험의 비임상적인 속성 때문에, 모아진 자료로부터 통계 분석은 행해지지 않았다. 대신, 그 결과를 통해 유능
한 수의사와 사양가의 궁금증을 해결하고, 팀 접종에서 발생하는-실제로 농장에서 흔히 실행되는 연속주사기를
이용한-접종 반응에 대해 더 많은 것을 파악할 수 있는 기회를 제공하였다.
결과
PCR 및 ELISA
샘플이 채취된 모든 돼지는 실험 0일(접종일) PRRS바이러스에 대한 PCR과 ELISA 결과에 대하여 음성을 나타내었다. 표1에 요약한 PCR 결과에 따르면 개별 접종 돼지의 100%가 접종 후 8일 무렵 PCR 양성인 반면, 팀 접종 돼지에서의 해당 수치는 96%였다.
정량 분석은 아니었으나 Ct값(cycle threshold)에 따르면 개별 접종 돼지에서 백신 바이러스의 양은 팀 접종 돼지의 바이러스 양보다 더 많다. 백신을 접종하지 않은 대조군 동물은 21일 100% PCR 양성을 나타내었고, 이는 백신의 약독화 생독 PRRS 바이러스가 결국 같은 돈방을 사용하는 비접종 돼지에게 전달되었음을 시사했다.
ELISA를 이용한 PRRS바이러스 순환 항체 검출은 항체 생산에 시간이 소요되므로 PCR 바이러스 검출보다 시간이 더 걸리는 편이다.
표2에 정리된 ELISA 결과에 따르면 개별 접종 돼지의 100%가 접종 후 16일 ELISA 양성인 반면, 팀 접종 돼지에서는 70%에 그쳤다. 21일 81%의 팀 접종 돼지가 ELISA 양성이었고, 29일에는 93%까지 상승했으며, 남은 2개 샘플 채취 돼지는 ELISA '의심’ 범위에 속해 이후 혈청 전환을 예상할 수 있었다.
접종을 하지 않은 대조군은 혈청 전환율이 낮았으나 29일 100% 혈청 전환이 확인되어, 이번에도 백신 바이러스가 시간 경과함에 따라 돈방내의 비 접종 돼지에게 전달되었음을 보여주었다.
생산성
표3에 정리된 결과에 따르면 야외 PRRS바이러스의 감염에 맞서 싸울 무기를 제대로 갖추지 못한 비 접종 돼지가 있던 이전 생산 주기(Production Cycle)에 비해, 포스테라™ PRRS백신을 투여한 실험 시기에는 폐사율이 감소하고, 일당증체량, 사료효율, 출하 조건이 개선되었다.
수의사와 사양가는 다음과 같은 생산적 이익이 포스테라™ PRRS 접종에 의한 것으로 판단하였다(이전의 비 접종군에 비해 상대적 개선):
●폐사로 인한 손실 63% 감소
●일당증체량 19% 향상
●사료효율 8% 향상(사료에 지방을 포함한 것도 영향을 미쳤을 수 있다)
●출하두수 8 % 향상
●목표 체중(118~142kg) 돼지 15 % 향상
●<118kg 돼지 64 % 감소
이러한 결과는 비육기동안 질병에 노출된다 하더라도, 포스테라™ PRRS가 농장의 비육돈이 야외 PRRS 바이러스의 공격에 맞서 최적의 생산성을 나타내는데 도움이 되었음을 보여준다.
포스테라™ PRRS의 면역 지속 기간(DOI)은 예방적 이익을 나타내기에 충분한 것으로 보이며, 이를 통해 농장에서 투자 대비 수익(ROI)이 10배를 나타낼 것으로 예상되었다.
논의
이 실험에서 관찰된 PCR과 ELISA 결과는 접종 팀을 활용한 전형적인 집단 접종에서 확인된 효과적인 면역 비율에서(백신 임상 실험에서 볼 수 있는 것과 같은) 개별 돼지를 기반으로 조금 더 세심하게 진행된 ‘이상적인’ 접종
절차와 비교해 차이가 있음을 입증한다.
이 실험에서 집단 접종 돼지는 100% PCR 및 ELISA 양성 결과를 나타내는데 시간이 더 걸린다는 것을 보여주었다. 이러한 결과가 나타난 원인으로 백신 투여량이 적거나(시린지 눈금 설정이 너무 낮은 등), 개별 돼지에 용량 전체를 효과적으로 투여하지 못하거나, 작업자가 돈방안을 빠르게 이동하면서 돼지를 누락시키는 경우 등을 생각해 볼 수 있다.
그 결과 바이러스 중화 항체의 발현이(일반적으로 PRRS ELISA 검사에서 검출되는 항체보다 시간이 지연되며 돼
지에서 궁극적으로 바이러스가 제거되는데 핵심 역할을한다) 지연됨으로써 PRRS 방어율이 감소하고, 질병에 취약한 기간이 연장되었을 수 있다.
개체별로 적정 용량(2ml)의 백신을 효과적으로 투여하지 못한 것도 팀 접종군의 항체 발현 또는 PCR 양성 비율이
느리거나 낮은 이유가 될 수 있다. 하지만 이 실험의 비 접종 대조군에서 백신군에 비해 반응이 상당히 늦게 나타
나기는 했지만 PCR과 ELISA 양성을 나타내었다는 점에서, 백신 바이러스가 전달되었음이 입증되었다.
이러한 결과는 집단 접종 중 실수로 돼지를 누락하더라도 결국은 PRRS 방어를 할 수 있겠지만, 방어되기 이전에 질병 발생 위험이 있는 긴 기간을 견뎌야 한다.
결론
적절한 투여 기술은 백신 접종절차의 중요한 구성 요소다. 본 실험을 통해 일반적인 집단 접종과 그보다 세심한 개별 접종에 의한 효과적인 면역 획득 간에 차이가 있다는 사실이 드러났다. 이는 집단 접종 돼지에서 PCR과 ELISA 반응이 지연된 사실을 통해 확인되었다.
또한 야외 PRRS 바이러스 감염 전 포스테라TM PRRS를 접종한 백신군의 생산성이 이전 생산 주기(Production Cycle)를 구성한 비 접종 돼지에 비해 상당히 높았다.
References
1. Holtkamp D, Kliebenstein J, Zimmerman J, et al. Assess -ment 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.
2. Data on file, Study Report No. 12PETBIO01, Zoetis Inc.
3. Data on file, Study Report No. 3127R-60-10-890, Zoetis Inc.
