첫번째 자연 면역 방법은 PRRS 바이러스를 배설하고 있는 돼지를 합사시키기, PRRS 바이러스가 있는 태반 조직이나 분변을 노출시키기, PRRS 감염 자돈의 혈액에서 바이러스를 분리하여 접종하기가 있다. 하지만 이 방법은 PRRS 양성 돼지가 실제로 바이러스를 배설하고 후보돈을 면역시킬수 있는지에 대해 확실하지 않는 단점이 있다.

두번째 백신을 이용한 방법으로 생독백신과 사독백신 두 종류가 있는데 생독백신을 추천한다. 사독 백신을 추천하지 않는 이유는 다음과 같다 (물론 사독백신의 장점도 있고 생독백신의 단점이 있지만 그 부분은 생략한다).

▪ 음성 돼지에서의 사독백신은 번식 손실과 태아의 감염을 예방하지 못함 (Scortti, 2007)

▪ 바이러스 중화항체를 만들어내기 어렵고, 약한 면역 기억 반응을 한다. (Kim, 2011)

▪ 임상증상을 예방하거나 바이러스혈증을 충분히 방어하지 못함(Nilubol, 2004; Scortti, 2007; Zuckermann, 2007)

▪ 림프구 증식과 IFNγ 반응과 관련 강한 세포성 면역 반응을 유도 못함 (Bassaganya-Riera, 2004; Piras, 2005)

PRRS 생독백신은 GP농장에서 백신을 하거나 농장에서 직접 백신을 적용할 수 있다. 만약 음성 후보돈에게 PRRS MLV를 적용한다면 바이러스 전파를 피하기 위해서 적어도 12주 정도의 격리기간을 권장한다. 2개의 후보돈 격리사를 이용한다면 6주마다 후보돈을 도입할 수 있고 충분한 순치 기간을 보낼 수 있다(그림 9).

참고로 여러 논문들의 PRRS 바이러스 비강내 접종과 생독백신(MLV) 접종 후 바이러스혈증 기간을 평가한 결과 평균 29일로 나타났다(표 3).

(그림 9) 주간 관리 농장에서 후보돈 격리사 2개동 운영과 6주마다 PRRS 음성 후보돈 도입 프로그램 (김정희)

(표 3) 여러 논문들의 PRRS 야외주 비강 또는 백신 접종 후 바이러스혈증 기간 평가

* PRRS 바이러스 감염 후보돈의 바이러스 배설과 지속감염 기간 (12주 이상 격리기간 권장 이유)

120일령 PRRS 음성 후보돈 120두(그룹당 40두)를 대상으로 비강내로 PRRS 바이러스를 감염시키고 30두씩 주기적인 채혈을 통해 PCR, ELISA, VI 검사를 진행했다. 감염 90일 후 PRRS 음성 후보돈 30두(sentinel)를 기존 돈군과 합사시켜 PRRS 바이러스에 감염되는지를 확인했다(그림 10).

(그림 10) 실험 진행 타임라인과 Index, sentienl 돼지 샘플링 스케줄

실험결과 모든 sentinel 돼지들은 감염 90일 ~ 180일 기간동안 PCV, ELISA, VI 음성을 유지했다. 즉 감염 후 90일 기존 후보돈군에 새로은 음성 후보돈(sentinel)을 합사해도 바이러스 전파가 일어나지 않았다(표 4).

(표 4) 실험 90, 180일 sentienl과 실험 감염후 index 후보돈의 PRRSV 상태

* PRRS 순치 프토토콜 및 모니터링 방법

PRRS 음성 후보돈을 도입시 농장의 상태에 따라 계속 음성을 유지 또는 면역 부여 방식을 채택할 수 있다. 농장내 PRRS 바이러스와 동일한 바이러스에 노출된 양성 후보돈은 사용할 수 있지만 다른 바이러스에 노출된 양성 후보돈은 도입을 금지한다(그림 11).

농장 후보돈 격리사에 후보돈 도착 즉시 PRRS 항원, 항체 검사를 진행한다. 순치 기간동안 항원 검사는 불필요한 대신 순치가 잘 이루어졌는지 확인을 위해서 항체 검사를 진행한다. 마지막으로 후보돈을 교배사로 이동하기전 항원 양성 유무를 반드시 확인해야 기존 돈군으로 PRRS 바이러스 전파를 차단할 수 있다(그림 11).

(그림 11) 후보돈과 농장의 PRRS 상태에 따라 순치 및 항원,항체 검사 방법(video from www.hipra.com)

4. PRRS 음성 후보돈에게 상용화 백신 또는 농장내 바이러스 접종 케이스

이번 케이스는 실제 조합원 농장 3곳에서 실험을 진행했다. 3농장은 비슷한 시기에 동일한 GP로부터 PRRS 음성 후보돈을 도입했고 입식 1주 후 각각 유럽형, 북미형, 자가(40일령 이유자돈의 혈액) 백신을 적용했다(그림 12).

(그림 12) 3개 농장의 후보돈 격리시설과 PRRS 음성 후보돈에 적용한 백신형태

유럽형, 북미형 백신의 경우 4주 간격 2회 접종했고 자가백신의 경우 1차 백신 접종 1,2주 후 항원 양성률 100%를 보였기 때문에 1회 접종으로 끝냈다.

자가백신을 적용한 농장의 경우 과거 전구간 PRRS 음성을 유지하는 농장이었고 갑자기 모돈 유산과 함께 PRRS 양성 전환 되면서 40일령 자돈의 혈액을 이용해 모돈 일괄 백신을 적용했었다. PRRS 안정화(음성 이유자돈 생산) 이후 후보돈만 동일한 자가백신을 계속 적용했다.

각 농장의 후보돈들은 백신 적용전과 백신 적용후 1주, 2주, 3주, 5주, 7주, 9주 10두씩 채혈을 실시하고 개체별로 PRRS 항원(PCR)과 항체(ELISA) 검사를 진행했다.

3개 농장 모두 백신 1주후 항원 양성 결과를 보였다(유럽형과 북미형 80%, 자가백신 100%). 유럽형 백신의 항원 양성률은 백신 2주후 40.0%, 3주후부터 음성으로 나타났다. 북미형 백신의 항원 양성률은 백신 2, 3주후 20.0%, 5주후 100.0%를 기록했다. 백신 3주,5주후의 경우 유럽형 야외 바이러스 감염 발생이 있었다. 자가백신의 항원 양성률은 백신 2주후 100.0%, 3주후 30.0%, 5주후부터 음성으로 나타났다(그림 13).

(그림 13) 3농장의 PRRS 백신 접종 전/후 PRRS 항원 양성률 변화

북미형 백신은 백신 1주후, 유럽형 백신과 자가백신은 백신 2주후부터 항체 양성을 나타냈고 백신 5주후부터 3농장 모두 항체 양성률 100.0%를 기록했다(그림 14).

(그림 14) 3농장의 PRRS 백신 접종 전/후 PRRS 항체 양성률 변화

PRRS ELISA S/P ratio의 경우 백신 2주후 북미형과 자가백신, 백신 3주, 7주, 9주 북미형과 자가,유럽형 백신 사이에 상당한 차이가 존재했다(p<0.005)(그림 15). 유럽형과 자가백신은 비슷한 ELISA S/P ratio를 기록했다.

(그림 15) 3농장의 PRRS 백신 접종 전/후 ELISA S/P ratio 변화

결론적으로 PRRS 백신을 이용한 음성 후보돈 순치는 상대적으로 짧은 바이러스 혈증 기간과 안정적인 항체 수치 그리고 100% 항체 양성 전환됨으로써 충분히 사용가능하고 좋은 방법이다.

* 후보돈에서 미백신 vs 1차 백신 vs 2차 백신의 PRRS 바이러스 방어 효과 비교 (4주 간격 2회 백신 이유)

이 실험은 후보돈 48두를 3그룹(미백신, 1차 백신, 2차 백신)으로 분류하고 PRRS 바이러스 인공감염에 대한 백신의 방어 효과를 비교했다.

모든 후보돈들은 Day 0일 시점에 PRRS 항원, 항체 음성이고 1차 백신 그룹은 Day 56일, 2차 백신 그룹은 Day 0일과 56일 시점에 백신을 접종했다. Day 91일 시점에 PRRSV strain 190136를 가지고 모든 후보돈들을 인공감염 시켰다.

백신 후보돈들은 미백신보다 Day 98일, 101일(p<0.0001) 시점에 상당히 낮은 바이러스양을 기록했고 인공감염 후 모든 시점에 1차 백신 그룹은 2차 백신보다 PRRS 항원 양성 비율과 바이러스양이 높았다(Day 101일, p=0.0434)(그림 16).

(그림 16) PRRSV strain 190136 인공감염후 PRRSV RNA 양성 비율(좌)과 바이러스양(우)

5. 참고 문헌

1. Batista L, Pijoan C, Torremorell M. Experimental injection of gilts with porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) during acclimatization. J Swine Health Prod. 2002;10(4):147-150.

2. Stadejek T, Murtaugh MP. Use and interpretation of sequencing in PRRSV control programs. https://www.pig333.com/articles/use-and-interpretation-of-sequencing-in-prrsv-control-programs_9091/

3. Jeong JW , Park CH , Oh TH, Park KW, Yang SY, Kang IJ, Park SJ, Chae CH. Cross-protection of a Modified-Live Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus (PRRSV)-2 Vaccine Against a Heterologous PRRSV-1 Challenge in Late-Term Pregnancy Gilts. Vet Microbiol. 2018 Sep;223:119-125.

4. Lager KM, Mengeling WL, Wesley RD. Strain predominance following exposure of vaccinated and naive pregnant gilts to multiple strains of porcine reproductive and respiratory syndrome virus. Can J Vet Res. 2003 May; 67(2): 121–127.

5. Hoelstad, BE, Larsen LE, Hjulsager CK, Kristensen C. (2016). Introduction of replacement gilts to PRRS-positive sow herds. In 24th International Pig Veterinary Society Congress - abstracts book (pp. 568-568).

6. https://www.hipra.com/portal/en/hipra/knowledge/postdetail/videotutorial-on-controlling-prrsv-key-points-for-prrsv-control

7. Batista L, Dee CA, Rossow KD, Deen J, Pijoan C. Assessing the duration of persistence and shedding of porcine reproductive and respiratory syndrome virus in a large population of breeding-age gilts. Can J Vet Res. 2002 Jul; 66(3): 196–200.

8. Kroll J, Piontkowski M, Kraft C, Coll T, Gomez-Duran O. Initial vaccination and revaccination with Type I PRRS 94881 MLV reduces viral load and infection with porcine reproductive and respiratory syndrome virus. Porcine Health Manag. 2018 Aug 20;4:23.