고병원성 PRRS 바이러스 (HP-PRRSV) 에대한일반사항 손진희수의사중앙백신연구소 지난 2006년중국에서발생하여양돈산업에심각한타격을입혔던고병원성 PRRS의발병사례를조사하여그심각성을이해하고해당바이러스의특성을파악하기위해자료조사를실시하였다. 또한본조사에이어 HP-PRRS의병원성에기여하는것으로알려진 nsp2 gene에대한추가조사및진단방법의수립등에대하여추가적인자료를통해논하고향후국내상황에대비할필요성여부를파악하고자한다. 1. Origin of HP-PRRS 2006년여름철 (6월) 에중국에서발생하여 high fever" 로불려지며중국의 10개지역으로퍼져나가 2백만두이상을감염시켰다. 발생당시, 임상증상에의하여돼지열병 (Classical Swine Fever) 혹은아프리카돼지열병 (African Swine Fever) 로추정되기도하였다. 2. Clinical Features of HP-PRRS 피부의발적, 점상출혈, 고열 (40-42 ), 침울, 기침, 파행, 오한, 설사등의임상증상을보였으며가장특징적인것은기존의 PRRS 임상증상의특징과는거리가먼성돈의폐사다발현상이다. 임상증상의발현기간은 5일에서 20일까지다양하며전염성이강하여감염돈발생시 3-5일이내에전돈군으로퍼져나간다. 중국에서발생한 HP-PRRSV는 3개월간총 2,120,000두를감염시켰으며그중약 40만두이상 (20%) 는폐사하였다. 마르고위축된외형 ( 자돈 ) 오한으로인한전율 (shivering) 현상귀의홍반 (Blue ear disease) 후지쪽에다발한피부결절 (Pimple - like skin lesion) 폐사한성돈 - 1 -
3. Pathological characterization of HP-PRRS( 육안병변 ) 다양한장기에서여러가지의병변이관찰되었다. 출혈성반점을동반한과증식폐병변및폐수종, 비장의경색, 적갈색오줌으로가득찬방광등이관찰되었으며그밖에도신장의점상출혈, 간출혈및괴사, 림프절의충 출혈, 부종성관절염등을확인할수있었다. 출혈성반점을동반한과증식폐병변 폐수종 (Lung edema) 신장의점상출혈 (petechiae) 병변 충, 출혈소견의림프절 4. Viral identification PCR에서 PRRSV가검출되었으며, 마크로파지, 뇌조직, 비장, 림프절, 간, 심장, 편도, 신장, 피하조직등의조직절편에서단클론항체를통한 IHC를실시한결과각각의조직절편에서 PRRSV가확인되었다. 5. Virulence reproducibility test( 병원성재현실험 ) HP-PRRS 3개 strain(jxa1, HEB1, HUB2) 를이용하여재현성실험을한결과는아래와같다. - 2 -
PRRSV Challenge 방법 Challenge strain 별결과 JXA1 HEB1 HUB2 폐사일 (dpi) Intranasal IV 폐사폐사폐사 6~8 IN 폐사폐사폐사 10 6. Phylogenetic Relationship of PRRSV 2006년중국의 epidemic PRRSV infection과관련하여분리한 PRRSV에대하여 full genomic sequence(a) 와 ORF5 amino acid(b) 를기초로살펴본 phylogenetic tree를살펴보면아래와같으며, NA type에속하면서그들끼리독립된 cluster를갖는상이한분류에속하는것을알수있다.(hp-prrs; 붉은색으로나타냄 ) 7. Bioinformatic analysis ORF1a의 NSP2 protein amino acid sequence를분석한결과기존의 PRRSV와비교하였을때 30개의 amino acid deletion이발견되었다. 이 deletion으로인하여 virus의 replication에영향을주지않으면서 host cell immunogenicity에중요한 B-cell epitope region이사라짐으로써 HP-PRRS가발생했을것으로추정하는것같다.( 아래 aa sequence deletion - 붉은박스참조 ) <deletion of aa 483> - 3 -
<deletion of aa 534-562> 8. Discussion 중국에서 2006년도에발생한고병원성 PRRS(HP-PRRS) 는그동안의일반적인 PRRS에서와는달리성돈의폐사를동반한높은폐사율과다양한임상증상으로많은피해를 ( 약 3개월간총 2,120,000두를감염시켰으며그중약 40만두이상폐사발생 ) 일으킨질병이다. NSP2 partial deletion(30 amino acids) 에의한것으로추정되는 HP-PRRSV의발생은최초중국을기점으로베트남및필리핀, 태국에서도발견된만큼교역, 관광객및기타기계적전파에의하여국내로유입될가능성혹은이미유입되어어딘가에존재할가능성이있다고생각된다. HP-PRRSV는분류상 NA type에속하며 phylogenetic tree 상에서독립된 cluster를차지하면서중국에서과거에분리된 CH-1a 및 HB-2 strain과유전적으로비교적높은상동성을나타내고있다. 이바이러스는기존의 PRRSV와비교하였을때 ORF1a에서비롯된 13개의 NSP(Nonstructural Protein) 중 NSP2에존재하는 30개의 amino acid deletion이특징적이며또한이것을 HP-PRRS의유력한 virulence factor로추정하고있다. 즉, 해당 deletion이 NSP2의 conformational change를유발하여 host 내에서고병원성을나타내는것으로보고있다. 따라서, NSP2에대한추가적인조사와 HP-PRRSV 검출방법의도입등을통해국내에존재할지도모르는 HP-PRRSV를스크리닝하고, 만약존재한다면분리를통해백신도입으로의가능성도생각해볼수있을것이다. - 4 -
9. Reference [1] Emergence of fatal PRRSV variants: Unparalleled Outbreaks of atypical PRRS in China and molecular dissection of the unique hallmarks, 2007 [2] Immunodominant epitopes in nsp2 of PRRSV are dispensable for replication, but play an important role in modulation of the host immune response [3] NSP2 gene variation of the North American genotype of the Thai PRRSV in central Thailand, 2010 [4] Porcine respiratory and reproductive syndrome virus variants, Vietnam and China, 2007, 2008 [5] Swine high fever syndrome: What PRRSV gotta do with it? - 5 -