PRRSV 양성 안정화 vs 불안정 상태의 농장 비교

 앞선 주제에서 PRRS 바이러스 돈군 상태 분류의 의미와 검사방법에 대해 소개했다. 이번 주제에서는 PRRS 바이러스 양성 안정화 농장과 불안정 농장 사이의 항원 검사 결과, 생산성적 차이 그리고 바이러스 전파 기간의 차이를 알아보겠다. 

1. PRRS 바이러스 양성 안정 vs 불안정 농장들의 항원 검사 모니터링 

 이 실험의 목적은 스페인 번식 농장에서 PRRS 바이러스에 대해 체계적인 모니터링 프로그램을 실행하는것이다. 현재 미국에서 사용하는 샘플링 프로그램과 전문용어를 이용하여 표준화된 PRRS 바이러스 감염 상태에 따라 번식 농장들을 분류하고 2017년 2월 ~ 2018년 3월 기간동안 거대한 스페인 그룹내에서 PRRS 바이러스 역학을 평가했다(그림 1). 

 1년 모니터링 기간 동안 35개 농장에서 샘플링을 실시했다. 15개 농장(42.8%)은 4회 연속 샘플링 후 안정화에 도달했고 20개 농장(57.1%)는 불안정 상태를 나타냈다(그림 2). 

 26번 농장은 실험 시작부터 끝까지 안정화 상태를 유지했고 14번 농장은 불안정 상태로 변화했다. 추가적으로 14개 농장들 중 7개는 다시 안정화에 도달했다(음성 -> 양성 -> 음성)(그림 2A).

 시작시점에 불안정으로 분류된 20개 농장들 중에서 9개 농장(45%)는 계속 불안정 상태를 유지했다. 11개 농장(55%)은 한때 안정화에 도달지만 1개 농장만 안정화 상태를 유지했다. 나머지 10개 농장들은 안정화 유지에 실패하고 다시 불안정 상태로 돌아갔다 (그림 2B). 

 35개 농장들 중 10개만(안정화 1개, 불안정 9개)이 전체 실험기간 동안 동일한 상태를 유지했고 25개 농장들(71.4%)는 1회 이상 PRRS 바이러스 상태가 변화했다. 

T*: negative PCR test and positive stable status; SMV: Sows mass vaccination. Red cells: most recent testing PCR positive; Green cells: most recent testing PCR-negative

 전체 실험기간 동안 안정화 농장의 비율은 45.7%(2017년 2월) -> 74.3%(2017년 7월 중순) -> 32.4%(2018년 1월)으로 증가했다가 감소하는 결과를 보였다(그림 3). 

 모든 농장이 모돈에게 MLV PRRS 일괄 백신(유니스트레인, 히프라, 스페인)을 적용했다. 대부분 농장(20개)에서 3회/년(2월, 7월, 10월), 일부 농장은 불규칙(13개) 또는 추가 일괄 백신(2개)을 실시했다. 

 참고로 1,4번 농장은 실험 전체기간 동안, 다른 6개 농장(7, 15, 16, 17, 22, 31번)은 때때로 2~3주령 자돈에게 백신을 접종했다. 

 실험 동안 모돈 일괄 백신을 전체 126건 실시했고 그중 58건(46%)는 PRRS 안정화 상태에서 실시했다.(그림 4)  모돈 일괄 백신 58건 중 44건은 백신후 다음 샘플링 시점에서 이유자돈 RT-PCR 음성 결과를 보였다.

 다른 14건은 백신 후 이유자돈 샘플링에서 PCR 양성으로 나타났지만 그중 6건은 야외 바이러스, 8건은 높은 Ct value(낮은 바이러스양)로 인해서 ORF-5 염기서열이 분석되지 못했다. 

 ORF-5 염기서열 판독 가능한 51개 PCR 양성 샘플을 분석한 결과 24개 농장으로부터 다른 종류의 47개 바이러스를 얻었다. 염기서열 상동성과 계통학적 분석에 따르면 40개의 시퀀스를 아우르는 9개 클러스터로 분류할 수 있었고 7개의 시퀀스들은 특별한 그룹을 가진 클러스터가 아니었다(그림 5). 

 15개 농장에서 ORF-5 염기서열이 2개 이상 다른 바이러스가 존재했고 그중 7개 농장은 동일 바이러스 재순환, 5개 농장은 다른 바이러스 유입, 3개 농장은 다른 바이러스 유입과 동일 바이러스 재순환 두 경우가 나타났다. 

 9개 농장에서는 1개 바이러스만 존재했고 그중 2개 농장(10번, 18번)은 백신 바이러스와 동일했다. 

2. PRRS 바이러스 양성 안정 vs 불안정 농장들의 생산성적  

* 스페인 35개 농장들의 모돈 1,000두 기준 주차별 유산두수, 실산율, 이유두수, 이유전 폐사율 비교

 이 실험의 목적은 스페인의 번식 농장들에서 PRRS 안정화 도달과 관련된 생산 성적 개선을 평가하는 것이다. 35개 농장을 대상으로 다른 PRRSV 상태와 일반화된 선형 혼합 모형(generalized linear mixed model) 사이의 4가지 주요 생산 지표(KPI)를 비교 분석했다. 

 생산지표 4가지는 모돈 1,000두 기준으로 주차별 유산두수(ABTHS), 실산율(BAR), 이유전 폐사율(PWMR), 이유두수(WPTHS) 이다.

 전체 58주 기간동안 35개 농장으로부터 각 농장의 PRRSV 상태를 분류하고 49~58주 생산 데이터(전체 1997주-불안정741주, 안정 1256주)를 분석했다. 8개 안정 농장과 10개 불안정 농장은 전체 실험기간 동일한 상태를 유지한 반면에 17개 농장은 모니터링 동안 PRRSV 상태가 변화했다. 

 주차별 PRRSV 안정화 농장들의 번식성적은 불안정 상태와 비교했을때 실산율(BAR) +1.08%, 이유두수(WPTHS) +25.22, 이유전 폐사율(PWMR) -0.95%의 생산성적 차이를 나타냈다(표 1, 2). 

* 5가지 시나리오의 농장 상황과 생산 성적 비교

 사육 형태(일괄 사육 또는 이유자돈 판매 번식 농장), 모돈 PRRS 백신(모돈 일괄 또는 미백신), 12개월 이내 바이러스 검출 유무 조건에 따라 농장 상황을 5가지로 분류했다(표 3).

 시나리오 1,3,5는 포유자돈에서 PRRS 바이러스가 검출되지 않는 양성 안정화 상태이고 시나리오 2,4는 항원 양성인 불안정 상태이다.

 모돈 번식성적의 경우 불안정 상태의 농장은 안정화 농장보다 재발율 +2.5~3.5%, 유산 발생률 +1.4~1.9%, 평균 복당 실산 -0.7~1.3두를 기록하고 포유자돈의 경우 이유전 폐사율 +1.5~2.5%, 이유체중 -0.5kg의 결과를 기록했다(표 4). 

3. PRRS 바이러스 양성 안정 vs 불안정 농장들의 바이러스 전파 기간 

 농장내 PRRS 바이러스 전파는 크게 직접 전파와 간접 전파로 분류되고 직접 전파는 다시 수평 전파(horizontal)와 수직 전파(vertical)로 분류된다(PRRS 바이러스 전파에 관한 자세한 내용은 다른 주제에서 설명). 

 수평 전파의 경우 감염된 돼지들은 다양한 경로를 통해서 오랜 시간 바이러스를 배설한다. 배설 경로는 주로 비강 분비물, 침샘, 정액, 일부 초유와 모유 그리고 드물게 뇨와 분변이다(그림 6). 

 수직 전파의 경우 바이러스는 임신 말기(임신 기간 2/3) 시점에 태반 장벽을 통과하고 자궁 내막과 태반 조직에서 복제할 수 있다. 그 결과 사산,미라가 발생하고 생존할 경우 보통 허약 자돈 상태로 태어난다. 여기서 중요한점은 감염 상태로 태어난 자돈들은 오랜 기간 항원 양성(200일 이상) 상태를 유지하고 분만 후 3개월까지 다른 자돈들을 감염시킬 수 있다(그림 7).

* PRRS 음성 -> 양성 전환된 농장에서 수직 감염된 이유자돈의 바이러스혈증 기간 

  2016년 5월 중순 모돈 8두에서 유산이 발생했고 유산태 검사 결과 북미형 + 유럽형 항원 양성 결과가 나타났다. 수직감염된 이유자돈의 바이러스혈증 기간을 조사하기 위해서 그룹당 30일령 이유자돈 5두에게 이표를 부착하고 30일 간격으로 추적 채혈을 했다.

  가장 처음 PRRS 바이러스 감염이 발생된 모돈에게 태어난 자돈들과 한달뒤 이유한 자돈들의 경우 120일까지 바이러스혈증이 나타났고 이후 90일 -> 60일 -> 30일로 감소했고 5개월 지난후부터 더 이상 항원이 검출되지 않았다(표 5). 

* 포유자돈 vs 육성돈 vs 모돈의 PRRS 바이러스 감염과 바이러스혈증 기간 

 이 실험은 일령에 따라 PRRS 바이러스 감염에 대한 저항성의 차이를 설명하기 위해 약독화 또는 병원성 PRRS virus type 2(북미형) 감염에 대한 자돈, 비육돈, 모돈의 항원과 항체 반응을 평가했다. 

 ATP PRRSV(약독화)의 경우 포유자돈은 감염 56일, 비육돈은 감염 21일, 모돈은 11일까지 양성을 보였다. JA142 PRRSV(병원성) 감염에 대해서도 포유자돈에서 가장 오랫동안 양성을 기록했다(포유자돈은 감염 28일, 비육돈, 모돈은 감염 8일까지 양성). 

4. 참고 문헌

2. Torrents Gil, Daniel, "Development and implementation of a monitoring system for PRRSV status classification and study of the PRRSV stability on production parameters in Spanish breeding herds" (2019). Graduate Theses and Dissertations. 17583. lib.dr.iastate.edu/etd/17583

3. Drigo M, Giacomini E, Lazzaro M, Pasotto D, Bilato D, Ruggeri J, Boniotti MB, Alborali GL, Amadori M. Comparative evaluation of immune responses of swine in PRRS-stable and unstable herds. Veterinary Immunology and Immunopathology Volume 200, June 2018, Pages 32-39.

4. Baysinger AK, Dewey CE, Straw BE et al. Risk factors associated with endemic reproductive deficiencies caused by PRRSV infection. Swine Health and Production 1997;5(5):179–187.

5. Nathues H, Alarcon P, Rushton J, Jolie R, Fiebig K, Jimenez M, Geurts V, Nathues C. Modelling the economic efficiency of using different strategies to control Porcine Reproductive & Respiratory Syndrome at herd level. Prev Vet Med. 2018 Apr 1;152:89-102.

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