북미형과 유럽형 PRRS MLV 백신을 동시에 접종했을때 효과

 앞선 주제에서 PRRS MLV 생독백신 제품들의 효과를 비교한 실험 결과들을 알아봤다. 인공 감염 또는 중화항체 실험에 사용한 PRRS 바이러스 strain에 따라 백신 제품들 사이의 효과 차이가 나타날 수 있다. 그렇다면 북미형과 유럽형 PRRS MLV 백신을 동시에 접종했을때 더 좋은 면역 반응과 방어 효과를 볼 수 있을까?

 이번 주제에서는 북미형과 유럽형 PRRS MLV 백신을 동시에 접종하고 북미형과 유럽형 PRRS 바이러스를 혼합감염 시켰을때 방어효과에 대한 실험 결과들을 알아보겠다.

1. 유럽형 + 북미형 동시 백신 접종과 인공감염 후 체액성, 세포성 면역 반응

 28일령 PRRSV 음성 자돈 72두를 대상으로 9그룹으로 분류하고 유럽형 백신(Vac1), 북미형 백신(Vac2), 유럽형+북미형 백신(Vac1-2), 미백신(UnVac)을 접종했다. 백신 접종 후 35일 각 그룹의 돼지들에게 유럽형(Ch1), 북미형(Ch2), 유럽형+북미형(Ch1-2) 바이러스를 인공 감염시켰다(표 1).

* 체액성 면역 반응

 백신 접종 시점(28일령)에 모든 돼지들은 항체 음성이었다. 백신 접종 후 21일(-28 dpc) ~ 인공 감염 후 14일(14 dpc) 기간동안 백신/감염 돼지들은 미백신/감염 돼지들보다 ELISA 수치가 상당히 증가했다(p<0.05)(그림 1). 

* 세포성 면역 반응 

 유럽형 PRRS 바이러스를 이용해서 말초 혈액 단핵세포(PBMC)를 자극했을때 백신 접종 후 21일(-28 dpc)부터 인공 감염 후 14일(14 dpc)까지 백신 그룹/감염 그룹들은 미백신/감염 그룹들보다 IFN-γ-SC 숫자가 증가했다(p<0.05). 유럽형 백신/유럽형 감염(Vac1/Ch1) 그룹은 동시 백신/감염 그룹들보다 IFN-γ-SC 숫자가 상당히 증가했다(p<0.05)(그림 2).

 북미형 PRRS 바이러스도 마찬가지로 백신 접종 후 21일(-28 dpc)부터 인공 감염 14일(14 dpc)까지 백신/감염 그룹들은 미백신/감염 그룹들보다 IFN-γ-SC 숫자가 증가했다(p<0.05). 북미형 백신/북미형 감염(Vac2/Ch2) 그룹은 동시 백신/감염 그룹들보다 IFN-γ-SC 숫자가 상당히 증가했다(p<0.05)(그림 3).

2. 유럽형 + 북미형 동시 백신 접종과 인공감염 후 바이러스혈증

 4주령 PRRSV 음성 자돈 66두를 대상으로 4그룹으로 분류하고 유럽형 백신(VAC-T1), 북미형 백신(VAC-T2), 유럽형+북미형 백신(VAC-T1T2), 미백신(NON-VAC)을 접종했다. 백신 접종 후 62일 각 그룹의 돼지들에게 유럽형, 북미형, 유럽형+북미형 바이러스를 인공 감염시켰다(표 2).

* 백신 접종 후 혈청내 PRRS 바이러스 진단

 유럽형 PRRS 바이러스에 대해 유럽형+북미형 백신(VAC-T1T2) 그룹은 백신 접종 후 42일째 항원 음성인 반면 유럽형 백신(VAC-T1) 그룹은 백신 접종 후 62일까지 약하게 양성을 유지했다. 두 그룹 사이의 항원 양성 비율은 차이가 없었지만 유럽형+북미형 백신 그룹의 혈청내 바이러스 RNA 수치가 더 높은 경향을 보였다(그림 4).

 북미형 PRRS 바이러스에 대해 북미형 백신(VAC-T2)과 유럽형+북미형 백신(VAC-T1T2) 그룹의 대다수 돼지들은 백신 접종 후 6일부터 28일까지 항원 양성으로 나타났다. 북미형 백신 그룹 8두와 유럽형+북미형 백신 그룹 3두는 백신 접종 후 42일 항원 양성이었고 북미형 백신 그룹 2두는 62일까지 약하게 양성을 유지했다. 전반적으로 북미형 백신 그룹에서 항원 양성률이 높은 반면 혈청내 바이러스 RNA 수치는 차이가 없었다(그림 5).

* 인공 감염 후 혈청내 PRRS 바이러스 진단

 유럽형 PRRS 바이러스 인공 감염 후 1일 모든 백신 그룹들은 일부 돼지들만 항원 양성인 반면 미백신 그룹은 모든 돼지들에서 양성으로 나타났다. 전반적으로 백신 그룹들은 미백신 그룹보다 바이러스혈증이 지연되고 짧은 지속기간을 보였다(그림 6a). 

 북미형 PRRS 바이러스 인공 감염 후 1일 북미형 백신(VAC-T2)과 유럽형+북미형 백신(VAC-T1T2) 그룹들은 1두에서만 항원 양성이고 나머지 기간동안 모두 음성 결과를 보였다. 유럽형 백신(VAC-T1) 그룹은 인공 감염 후 1, 3, 5일 항원 양성이고 9일째 음성이었다가 다시 13일째 양성으로 나타났다. 미백신(NON-VAC) 그룹은 모든 시점에서 항원 양성이었다(그림 6b).

 PRRS 바이러스 혼합 감염 후 3, 5, 9일 유럽형+북미형 백신(VAC-T1T2) 그룹은 항원 양성으로 나타났고 나머지 그룹들은 13일까지 항원 양성 결과를 보였다. 샘플링 후반으로 갈수록 백신 그룹들은 미백신 그룹보다 더 높은 Ct value를 기록했다(그림 6c).

 결론적으로 유럽형+북미형 동시 백신과 유럽형 또는 북미형 단독 백신 접종의 방어 효과는 비슷했고 상업용 PRRSV 백신들은 이종 바이러스 인공감염에 대해 부분적으로만 방어했다. 따라서 유럽형+북미형 동시 백신 접종은 혼합감염 농장에서 선택할 수 있다. 

3. 임신 말기 후보돈을 대상으로 유럽형 + 북미형 감염에 대한 유럽형 + 북미형 동시 백신접종 효과

 PRRSV 음성 후보돈 18두를 6두씩 3그룹으로 분류하고 백신과 인공 감염을 실시했다. Vac1-2/Ch1-2 그룹은 교배 전 21일 유럽형 + 북미형 동시 백신, 나머지 2그룹(UnVac/Ch1-2, UnVac/UnCh)은 미백신을 적용했다. 임신 93일(0 dpc) 시점에 유럽형 + 북미형 PRRS 바이러스를 인공감염 시켰다. 

* 생산 성적 

 미백신/혼합 감염(UnVac/Ch1-2) 그룹은 다른 그룹들보다 임신 기간이 상당히 짧았다(p<0.05). 동시 백신/혼합 감염(Vac1-2/Ch1-2)과 미백신/미감염(UnVac/UnCh) 그룹들은 미백신/혼합 감염 그룹보다 상당히 높은 생존 산자수와 이유두수를 기록했다(p<0.05)(표 3). 

* 바이러스혈증

 인공 감염 7일 동시 백신/혼합 감염(Vac1-2/Ch1-2) 그룹은 미백신/혼합 감염 그룹보다 혈청내 유럽형 PRRSV RNA 숫자가 상당히 낮게 나타났다(p<0.05)(그림 7A). 

 또한 감염 7일과 21일 백신/혼합 감염 그룹은 미백신/혼합 감염 그룹보다 혈청내 북미형 PRRSV RNA 숫자가 상당히 낮게 나타났다(p<0.05)(그림 7B).

 결론적으로 유럽형 + 북미형 동시 백신접종은 생산 성적을 향상시키고 유럽형과 북미형 PRRS 바이러스의 바이러스혈증을 감소시킨다. 또한 임신 말기 후보돈에서 유럽형 + 북미형 혼합감염에 대한 T 세포 반응을 유도한다. 

4. 8개월령 웅돈을 대상으로 유럽형 + 북미형 감염에 대한 유럽형 + 북미형 동시 백신접종 효과

 8개월령의 PRRSV 음성 웅돈 45두를 대상으로 9그룹으로 분류하고 백신과 인공 감염(백신 후 35일)을 실시했다. 백신/감염 그룹들은 미백신/감염 그룹들보다 혈청과 정액내 바이러스 배설기간이 상당히 짧았다(표 4).

 인공 감염 후 7~21일 백신/감염 그룹들(Vac1-2/Ch1-2, Vac1-2/Ch1, Vac1-2/Ch2, Vac1/Ch1, Vac2/Ch2)은 미백신/감염 그룹들(UnVac/Ch1-2, UnVac/Ch1, UnVac/Ch2)보다 혈청내 유럽형과 북미형 PRRSV RNA 게놈 숫자가 상당히 낮았다(p<0.05)(그림 8).

 인공 감염 후 7, 10일 백신/감염 그룹들(Vac1-2/Ch1-2, Vac1-2/Ch1, Vac1/Ch1)은 미백신/감염 그룹들(UnVac/Ch1-2, UnVac/Ch1)보다 정액내 유럽형 PRRSV RNA 게놈 숫자가 상당히 낮았다(p<0.05)(그림 9A).

 인공 감염 후 7~14일 백신/감염 그룹들(Vac1-2/Ch1-2, Vac1-2/Ch2, Vac2/Ch2)은 미백신/감염 그룹들(UnVac/Ch1-2, UnVac/Ch2)보다 정액내 북미형 PRRSV RNA 게놈 숫자가 상당히 낮았다(p<0.05)(그림 9B).

 결론적으로 유럽형+북미형 동시 백신접종은 PRRSV 단독 감염 또는 혼합감염 상황에서 혈청과 정액내 유럽형과 북미형 PRRSV RNA 양과 배설기간을 상당히 감소시켰다. 

5. 참고 문헌

1. Kristensen CS, Kvisgaard LK, Pawlowski M, Carlsen SH, Hjulsager CK, Heegaard PMH, Bøtner A, Stadejek T, Haugegaard S, Larsen LE. Efficacy and safety of simultaneous vaccination with two modified live virus vaccines against porcine reproductive and respiratory syndrome virus types 1 and 2 in pigs. Vaccine. 2018 Jan 4;36(2):227-236.

2. Park CH, Choi KH, Jeong JW, Kang IJ, Park SJ, Chae CH. Concurrent vaccination of pigs with type 1 and type 2 porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) protects against type 1 PRRSV but not against type 2 PRRSV on dually challenged pigs. Res Vet Sci. 2015 Dec;103:193-200. 

3. Yang SY, Oh TH, Kang IJ, Park SJ, Chae CH. Efficacy of concurrent vaccination with modified-live PRRSV-1 and PRRSV-2 vaccines against heterologous dual PRRSV-1 and PRRSV-2 challenge in late term pregnancy gilts. Vet Microbiol. 2019 Dec;239:108497.