구제역 백신과 현재 사용중인 SP ELISA 검사의 문제점(부정확한 항체 양성률) -2

4. 백신 후 프리오닉스 키트, 중화항체 검사 실험 

* O1 마니사 + O 3039 vs O1 캄포스 vs O 프리모스키 14 백신 후 항체 평가

 구제역 백신 후 O SKR/2014(진천주)에 대한 방어효과를 평가하는 실험을 진행했다(그림 4). 백신 그룹은 각 4~5두, 대조군은 2~3두를 대상으로 백신 후 구제역 바이러스를 감염시키고 임상증상을 체크했다. 백신 그룹에 사용한 백신 스트레인은 다음과 같다(표 2). 

 실험 결과를 요약하면 3개의 백신 모두 진천주(O SKR/2014)에 대한 적절한 방어 면역을 제공한다. 진천주에 대한 방어는 중화항체 titer와 매우 관련이 있다. 또한 SP ELISA와 중화항체 검사결과가 일치하지 않는 결과를 보여준다. 

<프리오닉스 O type SP ELISA 결과>

 현재 국가에서 사용하고 있는 프리오닉스 키트 검사결과 3개 백신 모두 PI 50% 이상이기 때문에 100% 항체 양성률을 기록했다(그림 5). PI value 기준으로 비교하면 B백신 > A백신> C백신 순서이다. 

<진천주 O SKR/2014에 대한 중화항체 결과 >

 진천주(O SKR/2014)에 대한 중화항체 검사결과 3개 백신 모두 높은 중화항체 titer를 기록했다(그림 6). 중화항체 titer 1.5 기준으로 비교하면 C백신 > B백신 > A백신 순서이다. 

* 3개 농장에서 O1 캄포스 vs O 프리모스키 14 백신 후 항체 평가 

 3개의 농장에서 두개의 구제역백신(그룹당 22두) 실험을 진행했다. 1회 백신은 8주, 12주 또는 14주에 적용했고 2회 백신은 8주와 12주에 적용했다.  

 결론적으로 프리오닉스 키트 양성률은 B제품, 중화항체 양성률은 C제품이 더 좋은 결과를 보여준다. 

<프리오닉스 O type SP ELISA 결과>

 ELISA 결과는 B백신이 C백신보다 더 좋은 양성률 결과를 보여준다(그림 7).

<진천주 O SKR/2014에 대한 중화항체 결과 >

진천주 O SKR/2014에 대한 중화항체 결과는 반대로 C백신이 B백신보다 더 좋은 양성률 결과를 보여준다(그림 8).

5. 프리오닉스 키트 이외에 대체 키트의 필요성 제시

 위에서 소개한 내용들을 정리해 보면 다음과 같다. 구제역 바이러스에 대한 방어 효과를 측정하기 위해서는 중화항체 검사를 실시해야 한다.

 국내에서 현재 사용하고 있는 프리오닉 SP ELISA 검사는 중화항체 검사와 비교했을때 위양성률이 20% 이상이고 백신 후 높은 중화항체 titer와 양성률 결과에도 불구하고 프리오닉스 키트에서는 더 낮은 양성률을 보이는 백신 제품이 존재한다.

 구제역 백신을 제대로 접종하고 있는 농장에서 항체 양성률이 낮거나 과태료를 지불해야할 상황은 프리오닉스 키트의 문제일 수 있다.

 중화항체 검사가 보다 확실하지만 조직배양이 필요하고 살아있는 바이러스를 다룰 수 있는 특수 시설이 필요하는 등 모든 농가에 적용하기는 현실적으로 불가능하다.

 따라서 프리오닉스 키트 오류를 해결하고 정확한 구제역 항체 양성률을 측정할 수 있는 다른 SP ELISA 키트가 필요하다. 

* 프리오닉스 키트 vs 러시아 키트 항체 양성율 비교 

 A백신 접종 후 항체 양성률을 검사했을때 프리오닉스 키트 40% -> 러시아 키트 100%로 양성률이 증가하는 반면에 B백신의 경우 프리오닉스 키트 67% -> 러시아 키트 40%로 양성률이 떨어지는 결과를 보인다(표 3). 

* 프리오닉스 키트 vs 바이오노트 키트 

 프리오닉스 키트에서 항체 양성률이 낮게 나타난 동일한 샘플을 대상으로 바이오노트 키트로 검사했을때 양성률이 증가하는 것으로 나타났다(표 4). 

* 프리오닉스 키트 vs 바이오노트 키트 vs 중화항체 항체 양성율 비교 

 3개 모두 중화항체가 있는 것으로 확인된 혈액 샘플들을 현행 사용하고 있는 프리오닉스 키트로 검사했을때 항체 양성률은 캄포스 94.9% > 마니사 81.1% > 프리모스키 77.5%로 차이가 있다. 

 하지만 농림축산검역본부와 바이오노트 등의 회사가 협력하여 공동 연구해서 개발한 키트의 경우 중화항체 결과와 유사한 항체 양성률을 보이고 있고 제품 사이의 차이가 없다(그림 9). 

6. 참고 문헌

1. PrioCHECK™ FMDV Type O Antibody ELISA Kit(https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/7610420)

2. Lopez OJ, F.A. Osorio FA. Role of neutralizing antibodies in PRRSV protective immunity. Veterinary Immunology and Immunopathology 102 (2004) 155–163.

3. Kang YL, Jeong JY, Choi HY, Zhang Y, Liu Y, Lee HJ, Choi JC, Lee SH, Lee BJ, Lee SW, Lee JB, Cho KH, Park SY. Evaluation and optimization of a conventional SPCE for FMD postvaccination monitoring. BMC Veterinary Research (2018) 14:371.