비육사 폐사율 감소를 위한 유럽형 PRRS MLV 백신 적용 케이스

 이번 주제는 자돈 생산 농장으로부터 비육장 또는 위탁장(약 70~80일령)으로 전입 후 3~4주 지난시점부터 호흡기 증상 시작과 함께 폐사율이 급격히 증가함으로써 폐사율 감소를 위해 PRRS MLV 백신을 적용한 케이스이다. 참고로 2017년 KASV(한국양돈수의사회) 연례세미나때 이 주제를 발표했었다.

1. History 

 모돈 약 650두 2-site 농장으로 약 70~80일령 사이에 직영 비육장(정읍) 또는 위탁장(장수)으로 자돈을 전출시키며 전출 직전까지 자돈은 PRRSV 항원, 항체 음성의 상태를 유지했다 (그림 1). 

 비육장과 위탁장은 자돈 전입 후 출하까지 4~5% 정도의 안정적인 폐사율을 보였으나 2016년 7월 중순경부터 호흡기 증상과 함께 폐사가 증가하기 시작했다. 위탁장의 경우 양돈 단지내 위치하고 있었고 위탁장 주변 농장들에서 PRRSV 북미형 감염으로 인해 폐사율이 높았던 상태였다.

 따라서 폐사율을 최소화 하기 위해서 일단 본장에서 전출하기 전 북미형 PRRS MLV 백신을 접종하기 시작했다.

2. 실험실 진단

 본장에서 정읍 비육장과 장수 위탁장으로 전출마다 약 650~700두의 자돈이 입식된다. 폐사가 증가하는 상황에서 장수 위탁장 주변에 북미형 PRRSV 감염이 있다고하니 일단 북미형 백신을 접종했고 정확한 검사를 위해 2016년 8월 26일 오전 직영 비육장, 오후 위탁장을 방문했다.

 농장당 최근 전입온 2그룹을 대상으로 그룹당 5두씩 혈액 그리고 위축돈 또는 폐사돈의 서혜부 림프절 조직을 가지고 PRRSV와 PCV2 PCR 검사를 진행했다. 실험실 결과 PCV2 항원은 모두 음성인 반면에 PRRSV는 두 농장에서 유럽형 양성으로 나타났다(표 1). 

 8.19일 위탁장 전입 그룹의 혈액과 림프절 조직에서 나타난 북미형 항원은 본장에서 전출전 북미형 PRRSV 백신을 접종했기 때문으로 추정된다. 다만 백신주인지 야외주인지를 구별하기 위해 ORF5 시퀀싱 검사를 진행하지는 않았다. 

 중요한점은 자돈이 전입오기 직전까지 본장에서 항원, 항체를 음성으로 유지했음에도 불구하고 비육장과 위탁장에서 유럽형 항원이 양성으로 나왔다는것이다.

 만약 두 농장에서 검출된 유럽형 항원이 동일한 바이러스라고 한다면 본장에서 이미 감염, 서로 다른 바이러스라고 한다면 각각 비육장과 위탁장으로 전입온 이후 감염된것으로 추정할 수 있다. 따라서 ORF5 시퀀싱 진행과 함께 정확성을 높이기 위해 본장에서 전출 예정인 2그룹의 자돈들을 추가로 검사했다.

 실험실 검사 결과 본장의 자돈들은 PRRSV 항원, 항체 음성을 확인했고 비육장과 위탁장에서 검출된 유럽형 항원은 서로 다른 strain으로 판명됐다(그림 2). 

3. 비육사 PRRS 바이러스 컨트롤을 위한 백신 전략

 이미 본장은 번식돈군에게 유럽형 PRRS MLV 백신을 정기적으로 접종하고 있었다. 후보돈은 전입 후 4주 간격으로 2회, 모돈은 1년에 2회 일괄 백신을 적용했다. PRRSV 음성 자돈을 생산하고 비육장과 위탁장 전출전까지 항원 ,항체 음성을 유지했기 때문에 기존 번식돈군의 백신 프로그램은 그대로 유지했다.

 문제는 자돈에게 PRRSV MLV 백신접종을 추가할때 백신접종 일령의 선택이었다. 본장에 피해를 주지 않으면서 전출갔을때 가장 효과적으로 작용하려면 과연 언제 백신을 해야하는것일까?

 백신 접종일령을 선택함에 있어서 가장 큰 고민거리는 2가지였다. 바로 PRRSV MLV 백신이 생독이기 때문에 본장의 자돈에게 백신 접종 후 백신 바이러스가 번식돈군에 영향을 미칠 수 있다는 불안함과 백신 접종 후 중화항체가 형성되려면 최소 4주는 지나야하는 물리적 시간이 필요하기 때문에 전출 후 비육장과 위탁장에서 백신접종은 효과가 떨어진다는점이다. 

 만약 자돈 백신 후 백신 바이러스가 순환한다고 할지라도 번식돈군에 이미 동일한 PRRSV MLV 백신을 적용하고 있었기 때문에 전혀 문제가 안된다고 판단했다. 동일한 PRRSV strain에 대해서는 적어도 604일 이상 방어할 수 있다는 논문 결과를 참고했기 때문이다. 따라서 자돈 PRRSV MLV 백신접종은 전출 전 4주 시점(약 50~55일령)에 하기로 결정했다.

* 백신의 안전성

 3주령 자돈 120두(24두/그룹)를 대상으로 1그룹은 미백신, 4그룹은 각각 서로 다른 유럽형 PRRS MLV 백신을 접종했다. 백신의 종류는 다음과 같다; A-Ingelvac PRRS(베링거), B-Amervac PRRS(히프라), C-Pyrsvac-183(Syva), D-Porcilis PRRS(MSD).

 실험 시작(Day 0) 시점 그룹당 9두를 다른 장소로 이동시키고 남아 있는 15두를 백신 접종했다. 3일 후 다른 장소에 있던 미백신 자돈 9두를 백신 자돈 15두와 합사시키고 임상증상 확인(매일)과 바이러스 분리(3일마다, 혈액과 비강 샘플)를 진행했다. 마지막으로 백신 접종 후 7, 14, 21일 시점에 백신 자돈을 5두씩 부검하여 폐 병변을 관찰했다. 

 백신 그룹(A~D)과 미백신 그룹(E) 모두 좋은 건강상태를 유지했고 그룹간 일당 증체량의 통계적 차이는 없었다(그림 3). 또한 폐포 대식세포(PAM)에서 바이러스 복제 능력이 떨어지고 전염률이 낮기 때문에 바이러스 분리율이 낮게 나타났다(표 2). 

 폐 병변 점수 시스템(Halbur PG et al., 1995)을 이용해서 측정한 결과 미백신 그룹(E)을 포함한 그룹간 병변 비율의 통계적 차이는 없었다(표 3).

 이 농장에서 사용했던 유럽형 PRRS MLV 백신의 안전성 평가 결과(제조사 등록 실험)는 다음과 같다. 5계대에 걸친 생체 감염 전파 실험을 진행했을때 전 단계에서 병원성 회복이 일어나지 않았고 분리된 바이러스와 백신주가 유전적으로 100% 일치했다(그림 4).

 PRRSV 백신 또는 감염 후 중화 항체 형성과 동종 바이러스에 대한 면역 지속기간은 다른 주제에서 소개했기 때문에 생략한다. 

4. 유럽형 PRRSV MLV 백신 효과 

* 백신 전/후 생존율 비교 

 정읍 비육장 기준으로 미백신 그룹은 입식 후 출하까지 74.0%(16-07-16), 81.6%(16-08-06)의 생존율을 기록했다. 처음에 본장에서 예방적으로 북미형 백신을 적용한 첫 그룹(16-09-13)의 생존율은 86.08%로 조금 상승했으나 여전히 높은 폐사율을 기록했다. 

 실험실 검사 이후 약 55일령 자돈에게 유럽형 PRRSV MLV 백신을 적용하면서 생존율은 급격하게 증가했다. 유럽형 백신 첫 그룹(16-09-25)의 생존율은 91.07%, 세번째 그룹(16-11-24)은 97.31%의 높은 생존율을 기록하더니 이후부터 계속 비슷한 생존율을 유지했다(그림 5). 

 3그룹(미백신, 북미형 백신, 유럽형 백신)의 폐사율은 상당한 통계적 차이를 보였다 (p<0.0001, Chi-square test). 장수 위탁장의 경우 직영 비육장 만큼 폐사 기록이 정확하지는 않지만 대략 비슷한 수준의 폐사율을 기록했다. 

* 백신 접종 후 2018년 출하돈의 폐 병변 검사 

 이 농장은 2016년 9월부터 현재(2020년 10월)까지 본장에서 약 55일령 자돈에게 유럽형 PRRSV MLV 백신을 접종하고 있다.

 2018년 8월 2일 3주령 이유자돈 40두를 대상으로 3주, 7주, 12주, 17주, 22주 5차례 추적 검사(PRRSV 항원, 항체)를 진행했을때 비육장에서 유럽형과 북미형 혼합감염이 있었음에도 불구하고 2019년 1월 출하돈 약 1,200두의 폐 병변 검사에서 흉막염 4.2%, 흉막폐렴 0.0%, 유행성폐렴 0.7%, 간질성폐렴 1.3%의 낮은 양성률(엄지 손톱 만큼의 병변도 모두 양성으로 판정)을 기록했다(표 4). 

5. 참고 문헌

1. Martínez-Lobo FJ, de Lome LC, Díez-Fuertes F, Segalés J, García-Artiga C, Simarro I, Castro JM, Prieto C. Safety of Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Modified Live Virus (MLV) vaccine strains in a young pig infection model. Vet Res. 2013 Dec 5;44(1):115.