개요: 후대에 수직감염시키는 전염원인 추백리보균닭에서는 혈청속에 특이항체가 존재하여도 몸안의 균은 없어지지 않으며 항체출몰현상이 나타난다. 따라서 현존 추백리보균닭검색방법으로는 보균닭을 전부 찾아낼수 없는 부족점이 있다. 따라서 오염지대 닭공장에서 추백리보균닭검색을 정기적으로 진행하여도 수직감염경로가 차단되지 않고 계속 발생한다.
추백보균닭의 항체출몰현상은 IgG2항체의 면역복합물에 의한 억제T세포활성화에 의해 나타난다. 추백리보균닭의 몸안의 균을 없애자면 항원특이적으로 억제된 세포성면역을 활성화시켜 세포내의 균을 제거하여야 한다. 우리는 세포성면역이 항원특이적으로 억제된 보균닭의 Th1세포의 활성화를 유도하는 치료왁찐을 개발하였다.
추백리오염지대에서 전염원천을 제거하기 위하여 추백리보균닭을 혈청학적방법으로 검색하여 도태한다.
추백리오염지대에서 종금단계에 보균닭을 검색도태하여 수직감염경로를 차단하기 위한 수의방역대책을 장기간 세워왔으나 의연히 수직감염률이 줄지 않고있다.
우리는 추백리보균닭에서 항체《출몰》현상이 나타나며 이 현상은 혈청학적검사를 통한 보균닭검색에 영향을 준다는것, 보균닭에서 항체의 《출몰》현상과 알을 통한 수직감염이 어떤 관계가 있는가, 추백리병이 왜 병아리에서만 증상이 심하게 나타나고 보균큰닭에서는 불현성으로 혹은 미만성으로 증상이 나타나며 감염된 개체에서 균의 증식과 확산특성이 발병과 어떤 관계가 있는가, 특이항체가 있으면서 몸안의 균이 없어지지 않는 원인과 항원자극관계, 항체출몰현상의 면역학적기전, 항원특이적 Th1세포활성화유도치료왁찐으로 억제된 항원특이적세포성면역을 활성화시켜 추백리보균닭을 치료하는 방법을 연구하였다.
1. 재료와 방법
추백리보균닭에서 항체분획전환검사는 항닭Ig마우스단클론효소항체를 리용한 ELISA방법으로 진행하였다.
추백리보균항체양성닭의 균분리는 세포밖에서와 세포내에서 분리동정하였다.
분리한 균의 균성판정은 인자혈청과 생화학적검사를 진행하여 확증하였다.
추백리보균닭검색과 항체력가측정은 추백리다당체(O항원)감작고정혈구진단액을 제조하여 진행하였다.
세포성면역기능조사는 보균닭과 비보균닭의 말초피내 세포인자(IL-2, IFN-γ, IL-4, IL-10)를 효소면역측정방법으로, Th1, Th2와 Ts세포의 량적변화관계를 보균닭과 건강한 닭의 비률차이로 조사하였다.
실험동물로는 추백리보균종금닭, 비감염병아리를 리용하였다.
Th1세포자극활성유도된 표식인자피복한 추백리보균닭치료왁찐의 적용효과는 추백리보균종금닭이 낳은 알의 발육알시기와 병아리시기 균분리와 발병상태, 추백리보균닭의 세포성면역변화상태를 측정하여 진행하였다.
2. 연구결과
2.1 추백리검색방법의 부족점
추백리균체진단액과 추백리다당체감작혈구진단액으로 전혈신속응집반응을 진행하여 양성으로 판정된 개체를 격리사양하면서 항체량의 변화를 측정하였는데 항체출몰현상이 확인되였다. 즉 추백리균이 몸안에 계속 존재하면서 항체가 있는 시기와 없어지는 시기가 존재한다.
이로부터 추백리보균닭을 다음과 같이 구분할수 있다.
그림 1. 추백리보균닭의 항체출몰현상과 수직감염전염원(도식)
추백리보균닭에서 항체양성시기와 항체음성시기에 낳은 알에서 균을 분리하여 어느 시기에 균을 많이 배설하여 수직전파를 일으키는가를 조사한데 의하면 항체음성시기에 낳은 알에서 까나온 병아리와 발육알에서 균이 분리되는 비률이 높았다.
이것은 보균닭검색에서 항체가 존재하는가를 검사하는 방법으로는 추백리보균닭을 모두 검색해낼수 없으며 수직전파를 막기 위한 추백리보균닭검색도태사업을 정기적으로 진행함에도 불구하고 수직감염이 차단되지 않고 계속 발생하는 원인이 전염원인 추백리보균항체음성닭이 검색에서 빠지는데 있다는것을 알수 있었다.
2.2 추백리병이 병아리에서만 증상이 심하게 나타나는 원인과 보균큰닭에서 항체가 생겨있으면서도 몸안의 균이 없어지지 않는 원인
추백리병이 병아리에만 증상이 심하게 나타나고 보균큰닭에서 항체가 생겨있으면서도 몸안의 균이 없어지지 않는 원인을 조사하기 위해 항체형성전시기의 균증식, 확산방식과 항체형성후시기의 균증식, 확산방식을 조사하였다.
먼저 항체형성전병아리에서 피와 림파액, 실질장기(간)등에서 균이 분리되는것으로 보아 감염된 후 체액을 통한 균의 증식, 확산이 진행되여 짧은 시간내에 혈액순환을 통한 넓은 부위확산이 진행되여 많은 조직에 병조를 확대하여 조직파괴를 일으켜 증상이 심하게 나타난다.
다음으로 자연감염된 병아리에서 항체형성 전과 후의 균분리동태를 조사한데 의하면 다음과 같다.
표 1. 자연감염된 병아리에서 항체형성전과 항체형성후 균분리정형
표 1에서 보는바와 같이 항체형성전병아리에서 피와 간에서 다 균이 분리되나 항체가 형성된 병아리의 피에서 균이 분리되지 않고 간조직에서는 분리되였다.
다음 항체가 형성된 후 간조직의 세포내에 균이 존재하는가 세포간질에 균이 존재하는가를 조사하였다.
표 2. 자연감염되여 앓고난 후 혈청속에 항체가 인정되는 병아리의 간세포내 균유무동태
표 2에서 보는바와 같이 옥시테트라찌클린을 처리한 시험구에서는 10분 처리한 후 원심상층액에서도 균이 분리된것으로 보아 10분동안에는 균을 죽이지 못한다는것, 20분처리구에서 상층액에서 균이 분리되지 않고 침사의 세포융해물에서 균이 분리된것으로 보아 10만단위의 옥시테트라찌클린이 20분동안 작용하여 세포밖의 균은 죽일수 있으나 세포내의 균은 죽이지 못한다는것을 보여준다.
30분처리구에서는 상층액과 침사융해물에서 모두 균이 분리되지 않은것으로 보아 10만단위에서 30분이상 작용시키면 세포내의 균도 죽일수 있다는것을 보여준다.
또한 20분처리구에서 원심침사의 세포랭동융해물에서 균이 분리된것으로 보아 추백리균이 세포내에 존재한다는것을 보여준다.
이상의 결과에서 보는바와 같이 자연감염되여 항체형성전에는 체액을 통한 균의 증식과 확산이 이루어지므로 균이 빨리 증식, 확산되여 많은 조직들이 파괴되여 증상이 심하게 나타난다. 또한 항체가 형성된 앓고난 병아리의 피에서는 균이 분리되지 않고 간세포내에서 균이 분리되는것으로 보아 항체형성후에는 체액을 통한 증식과 빠른 확산은 항체에 의해 장애되여 이루어지지 못하며 이미 항체형성전에 세포내에 감염되여있는 균은 감염병조세포내에 존재하면서 미만성증식을 일으키기때문에 보균큰닭에서는 불현성으로 증상이 나타난다는것을 알수 있었다.
이것은 또한 세포외의 균에 대하여서는 항체가 작용하지만 세포내의 균에 대하여서는 항체가 작용하지 못한다는것을 보여준다.
2.3 추백리보균닭에서 몸안에 항원이 계속 존재하면서 항체가 있는 시기와 없는 시기가 존재하게 되는 면역학적기전
2.3.1 추백리보균닭에서의 면역자극효과
비면역닭에 죽인균항원으로 접종한 무리와 인공감염시켜 앓고난 무리, 자연감염되여 앓고난 무리에서 항체력가변화동태를 측정한데 의하면 죽인균항원으로 면역시킨 무리의 항체력가는 평균 5log2가 최고상승기였지만 인공감염시킨 무리나 자연감염된 무리의 항체력가는 평균 12log2이상이 최고상승기였다. 또한 죽인균 항원접종무리에서보다 자연감염된무리에서 항체상승기간이 더 오래 지속되였다.
이것은 자연감염되여 보균닭으로 된 개체에서 감염세포파괴로 배출되는 균항원의 자극으로 항체가 형성된 후에도 면역자극이 계속되여 체액성면역응답에서 고도면역효과가 나타난다는것을 보여준다.
2.3.2 추백리보균닭의 면역학적특징과 항원자극특성
추백리보균닭에서 면역상태를 세포성면역이 주요 보호작용을 하는 질병들과 비교분석한데 의하면 다음과 같다.
표 3. 체액성면역이 주요 보호작용을 하는 질병과 세포성면역이 주요 보호작용을 하는 질병의 몇가지 면역학적특징대비분석
※ 항체는 숙주세포안의 병원체에는 작용하지 못하고 체액의 병원체에만 작용함.
표 3에서 보는바와 같이 급성으로 증상이 나타나고 항체가 형성된 후 몸안의 균이 점차 없어지는 항체가 주요 방어적작용을 하는 질병에서와 달리 추백리에서와 같이 항체가 형성된 후에도 몸안의 균이 없어지지 않는 세포성면역이 주요 방어적작용을 하는 질병에서는 항원의 자극특성이 차이나며 세포성면역이 억제되여있다.
다음으로 항체출몰현상이 나타나고 세포성면역이 항원특이적으로 억제되여있는 원인을 항원자극특성과 련관시켜 조사하였다.
표 4. 추백리보균닭과 죽인균으로 면역시킨 닭의 항원자극특성
표 4에서 보는바와 같이 추백리보균닭은 항체형성후 추백리균이 주로 감염세포내에 기생하면서 감염세포가 파괴될 때 배출되는 항원에 의해 장기적이고 수차에 걸치는 련속적이며 지속적인 면역자극을 주지만 세포내기생능력이 없고 항원의 증식이 없는 죽인균으로 면역시킨 닭에서는 항원자극이 일시적이고 1차적이다. 이런 면역자극특성에서의 차이에 의해 면역응답과정에 생긴 항체분획에서는 차이가 있으며 이 항체분획에 의해 생긴 면역복합물에 의해서 보균닭에서와 죽인균으로 면역시킨 닭에서의 면역생물학적반응성이 달라진다는것을 알수 있다.
2.3.3 추백리보균닭과 죽인균항원으로 면역시킨 닭의 혈청내 Ig분획변화동태
추백리보균닭과 죽인균으로 면역시킨 닭의 혈청내 Ig분획변화동태를 조사한데 의하면 다음과 같다.
표 5. 추백리보균닭과 죽인균으로 면역시킨 닭의 Ig분획변화동태
표 5에서 보는바와 같이 추백리보균닭의 혈청에는 IgG항체가 대부분을 차지하였고 죽인균으로 한번 면역시킨 닭에는 IgM항체가 대부분을 차지하였다.
2.3.4 추백리보균닭의 감소기 항체항원복합물의 면역응답억제효과
추백리보균닭의 감소기 항체항원복합물의 생물학적작용특성을 조사하였다.
표 6. 추백리보균닭 감소기 항체면역복합물의 비면역닭의 항체산생억제효과
※ 항원주사간격 7일
표 6에서 보는바와 같이 1차항원주사로 추백리보균닭의 감소기항체와 죽인균항원복합물을 주사한 시험1무리에서와 1차로 복합물을 주사하고 2차, 3차로 죽인균항원을 주입한 무리에서 항체산생이 인정되지 않았다.
다음 1차로 감소기항체복합물을 주입하고 2차, 3차, 4차로 죽인균항원을 접종한 무리에서는 3차항원을 주입한 후에까지 항체산생이 인정되지 않았으나 4차로 항원을 주입한 후에 항체가 산생되였다.
이것은 추백리보균닭의 감소기 항체항원복합물이 후에 들어오는 해당 항원에 대한 항체산생을 억제시키며 억제시키는 기간도 제한되여있다는것을 말해준다는것을 알수 있다.
2.3.5 항체출몰현상의 면역학적기전에 대한 해석
우에서 언급한 조사결과들과 세포성면역측정결과들로부터 추백리보균닭에서 나타나는 항체출몰현상의 면역학적기전을 다음과 같이 해석할수 있다
보균닭에서는 감염세포로부터 배출되는 항원에 의해 항원자극이 계속되여 산생되는 항체분획에서 전환이 일어나 억제성T세포를 활성화시킬수 있는 면역복합물이 형성된다. 이 항원항체복합물에 의해 억제성T세포가 활성화되여 체액성면역응답을 억제하기때문에 이 시기부터는 더이상 항체산생이 진행되지 않고 이미 생겼던 항체의 감소기가 시작된다.
몸안에 항체가 다 없어진 후 일정한 기간(약 2주)은 항원을 주입하여도 항체가 형성되지 않는것으로 보아 억제T세포를 자극활성화시키는 면역복합물이 없어도 이미 분비된 억제성T세포인자가 없어질 때까지 항체산생이 일어나지 않는다. 이 억제성T세포인자가 다 없어진 후에는 감염세포로부터 배출되는 항원에 의한 자극으로 항체산생이 다시 일어나는것으로 보아진다. 이런 과정을 거쳐 추백리보균닭에서는 항체출몰현상 즉 항체가 존재하는 시기와 항체가 존재하지 않는 시기가 반복되여 나타나게 된다고 보아진다.
3. 항원특이적 Th1세포 활성화유도치료왁찐으로 억제된 항원특이적세포성면역을 활성화시켜 추백리보균닭을 치료하는 방법
우에서 보는바와 같이 추백리균은 세포내외감염균으로서 항체형성후에는 세포내에 감염된 균에 의한 보균-수직전파가 진행된다. 세포내에 감염된 균을 없애자면 세포성면역이 주도적역할을 하여야 하나 보균닭에서는 세포성면역이 항원특이적으로 억제되여있다.
우리는 항원특이적으로 협조Th1세포를 자극활성화하여 추백리균감염세포를 파괴하여 보균닭의 몸안에서 균을 완전히 없애기 위한 치료왁찐을 개발하고 그 적용효과를 조사하였다. 이 치료왁찐은 예방왁찐과 달리 추백리보균닭에 일정한 간격으로 여러번 적용해야 한다.
추백리보균닭비률이 50%이상이고 수직감염에 의한 병아리페사률이 항생제를 치료약으로 쓰는 조건에서도 약 20%정도인 닭공장에 이 치료왁찐을 종금무리에 도입하여 수직감염전염원을 없앰으로써 추백리에 의한 병아리페사가 완전히 없어졌다. 이 치료왁찐을 1년간 도입하여 수십년간 추백리병이 발생하여 피해를 받던 닭공장이 추백리병발생이 없는 닭공장으로 되였다.
맺 는 말
1. 현재까지 진행하여온 전혈신속응집반응에 의한 추백리보균닭검색방법으로는 보균닭을 빠짐없이 검색할수 없다.
2. 추백리병이 병아리에서만 증상이 심하게 나타나 피해가 심한 원인은 추백리균이 세포내외감염균으로서 항체형성전에는 피를 통한 증식과 확산이 진행되여 짧은 시간내에 많은 조직을 파괴하기때문이다. 추백리보균닭에서 항체가 존재하면서도 균이 없어지지 않는 원인은 항체의 작용이 미치지 못하는 세포안에 균이 존재하며 세포성면역이 항원특이적으로 억제되여있기때문이다.
3. 추백리보균닭에서 항체출몰현상은 계속되는 항원자극에 의해 항체분획이 전환되고 전환된 항체분획에 의해 생긴 면역복합물에 의해 억제성T세포가 활성화된 결과에 의해 일어난다.
4. 항원특이적 Th1세포활성화유도치료왁찐으로 오염된 닭공장종금무리를 치료하고 수평감염을 막기 위한 소독사업을 강화하면 오염지대닭공장을 비오염지대닭공장으로 만들수 있으며 병아리시기 추백리에 의한 페사를 완전히 없앨수 있다.
참고문헌
1. 강응권, 《면역학》, 주체98(2009)년,고등교육도서출판사
2. 리 림 등, 《가금질병학》, 주체98(2009년), 고등교육도서출판사
3. 养汉春, 动物免疫学, 中国农业大学出版社, 2008
4. 陈品华, 雏鸡早期死亡的原因分析及防范措施, 中国畜兽医杂志, 2008. 35(8)
5. 姜平, 《兽医生物制品学》, 中国农业出版社, 2007
6. Abulk, Abbas et al. Cellular and Molecular Immunology, 4th edition saumders W B company, 2000
7. Lydyard P M, Whelan A, Fanger M W. Immunology, Bios Scientific Publishers Limited, 2000
8. Amaout M A, Structure and function of the leukocyte adhesion molecule CD11/CD18 Blood, 1991, 75(5)1037
