한국 마늘에 감염되어 있는 주된 바이러스 중의 하나로 알려진 마늘 잠복 바이러스 (GMV)의 분자 구조와 병 발생 메카니즘을 이해하기 위하여, 국부 감염 숙주 식물인 Vicia faba에 연속적으로 감염시킴으로써 마늘 잠복 바이러스를 정제하였고, GMV에 대한 전신 감염성 숙주 식물로 생각되는 leek에서 GLV를 대량으로 증식시켰다. 투과전자현미경을 이용하여 바이러스 입자를 관찰한 결과, 마늘 바이러스들의 입자의 길이는 200-2000 nm의 분포를 보였으나 입자의 대부분은 600-900 nm의 범위 안에 존재하였다. 반면 순수 분리된 GLV 입자는 평균 690 nm의 길이를 보여주었고, 유연한 실 모양이었다. SDS-PAGE 분석으로 혼합 감염된 마늘 잎으로부터 분리된 마늘 바이러스의 구조 단백질은 분자량 24,500-38,000 Da의 분포를 나타내었으나, GLV 껍질 단백질의 분자량은 34,000 Da으로 나타났다.
기주 식물체 내에서 식물바이러스의 증식과 이동 여부는 바이러스 게놈과 기주 간의 상호작용에 의해 결정된다. 바이러스는 기주 내에서 바이러스가 증식하고 이동하기 위해서는 기주의 요소들을 이용해야 하며, 이러한 기주 요소들은 바이러스의 기주내 침입(entry),바이러스 유전자의 발현, 그리고 바이러스 입자형성(virion assembly) 등 모든 과정에서 직접적으로 관여를 하거나, 또는 기주 단백질 발현과 저항성을 조절하여 바이러스 증식에 간접적으로 관여를 한다. 기주 요소들과 상호작용을 통해서 바이러스 증식에 관여함으로써, 기주 특이성 및 바이러스의 병 발생에 관여를 할 것으로 보고 있다.
한국에서 분리된 전염성 조혈괴저바이러스(infectious hematopoietic necrosis virus, IHNV)인 IHNV-PRT의 non-viron(NV)단백질을 암호화하고 있는 cDNA를 클로닝하여 이들의 염기서열을 분석하였다. NV는 336bpzmrl의 open reading frame을 포함하였으며 이로부터 111개의 아미노산 서열을 외국에서 분리된 IHNV들과 비교 분석한 결과 90-95%의 상동성을 보였다. 이러한 사실은 INHV의 NV단백질 유전자들은 IHNV의 strain에 관계없이 매우 보존되어 있음을 나타내준다. Northern blotting을 사용하여 NV의 발현을 측정한 결과 감염 후 20 시간분터 발현이 증가함을 확인 힐수 있었다. NV가 바이러스의 증식에 필요한지의 여부를 확인하기 위하여 바이러스 유전자의 antisense DNA를 사용하여 바이러스 증식 억제에 관한 실험을 수행하였다. Glycoprotein (G)의 antisense DNA를 처리한 경우 바이러스의 증식이 거의 억제된 반면 NV에 대한 antisense DNA를 처리한 경우 바이러스 증식에 거의 변화가 없었다. 이로부터 배양중인 세포가 있어서 NV는 증식에 필수적이지 않은 것으로 판단된다.
곤충 세포주 Sf21과 Bm5 세포주에 대해 세포 배양과 바이러스의 증식을 위한 최적 FBS 의 농도를 결정하기 위하여 다양한 FBS 농도에서 세포 및 바이러스의 증식 곡선을 비교하였다. 세포의 생존율, 증식속도, 증식량 그리고 FBS 함량을 모두 고려할 때 Sf21 에 대해서는 7%가, Bm5에 대해서는 5% FBS 가 최적 농도로 결정되었다. 바이러스의 증식은 감염 후 5일째에 두 세포주 모두 모든 FBS 농도에서 유사한 증식량을 보였으나, 감염 후 2 일과 3일에 있어서는 Sf21 은 각각 10%와 3%가 Bm5 에 대해서는 양일 모두 5% FBS 농도에서 가장 증식량이 높았다. 이러한 결과는 목적에 따라 세포 및 바이러스 증식을 위한 적정 FBS 농도의 결정이 필요함을 제시하는 것이다.
2003~2004년 봄, 대량 폐사한 가물치 자어 (부화 후 15~30일령)에서 랩도바이러스 유사 병원체를 분리하였다. 분리 바이러스주는 EPC cell과 SSN-1 cell에서 잘 증식하는 반면 FHM cell에는 감수성이 없었고 감염된 EPC cell에서 전형적인 랩도바이러스 모양의 탄환형 바이러스 입자 (45×100 nm)를 다수 관찰할 수 있었다. 분리 바이러스주의 증식 적온은 20~25℃이었고, 15℃이하에서는 증식할 수 없었으며, 30℃ 이상에서는 증식하지는 않았으나 초기 감염가를 유지하였다. 분리 바이러스는 15일령 및 40일령의 가물치 자치어에서는 침지 감염에서 병원성이 높은 반면, 90일령 이상의 중간 육성어에서는 폐사를 나타내지는 않았다.
원숭이 콩팥세포를 T-flask에서 배양할 때 로타바이러스 감염에 미치는 protease, $CaCl_2$. EGTA, po]ybrene 감염배지내에서 pH의 영향과 formaldehyde에 의한 로타바이러스의 inactivation 정도를 조사하였다. 로타바이러스의 증식은 trypsin이나 clostripain과 같은 protease의 첨가에 의해 크게 향상되었다. $CaCl_2$ 농도가 300 mg/ml이거나 pH가 8인 감염배지에서 로타바이러스의 증식은 각각 8 및 10 배 증가하였다 그러나 EGTA 와 polybrene을 감염배지에 첨가하였을 때 바이러스 증식은 감소하였다. Fonnaldehyde는 로타바이러스 inactivation에 유효하였으며 로타바이러스의 농도는 fomrmaldehyde를 처리하였을 때 1 시간 후 약 53-95% 수준으로 감소하였으며 12 시간 후에는 로타바이러스가 98% 이상 inactivation 되었다.
우백혈병 바이러스감염 B 세포주(BL2M3 및 BL312)의 배양상층액에 대한 자기세포들의 증식반응을 검토하였다. 그 결과 BL2M3 및 BL312세포의 배양상층액을 자기세포인 BL2M3세포에 첨가했을 때 농도에 비례하여 현저한 증식을 유도하였다. 이것은 배양 4-5일차, 배양상층액의 첨가농도는 50-60%,세포수는 5x$10^4$-5x$10^{5}$ /ml에서 최적의 증식반응을 보였다. 우태아혈청(FBS) 무첨가 BL2M3 및 BL312세포의 배양상층액에 대해서도 BL2M3세포는 동일한 증식반응을 보였다. 한편 BL2M3 및 BL312세포의 배양상층액을 BL312세포에 첨가했을 때는 BL2M3세포의 경우에 비해 현저하지 않았다. 또한 BL2M3 및 BL312세포의 배양상층액은 말초혈액 림프구에 대해서도 pokeweed mitogen(PWM)첨가 유무에 관계없이 증식을 유도하였다. 그러나 PWM자극 말초혈액 단핵세포의 배양상층액은 BL2M3 및 BL312세포에 대해서 전혀 증식을 유도하지 못했다. 이상의 결과로부터 우백혈병 바이러스감염 B세포주 특히 BL2M3세포는 세포자신이 증식인자를 분비하고 그것과 반응하여 증식하는 소위 autocrine growth 양상을 보이는 것으로 판명되었다.
Baculovirus 발현계에서 BmNPV의 증식효율을 향상시키기 위하여, 누에 유충 체액의 BmN-4 세포주에서 BmNPV 증식에 미치는 영향을 조사하였다. 5령 3일째의 누에 유충으로 부터 체액을 추출하여 BmN-4 배양액에 첨가한 결과, 열처리하지 않은 누에 체액의 첨가는 세포의 응집과 소형화 현상으로 인해 세포의 증식을 저해한 반면, $65^{\circ}C$에서 30분간 열처리한 체액 10%와 FBS 3%를 세포배양액에 첨가한 것이 바이러스 감염에 의해 방출된 다각체의 수가 가장 많은 것으로 나타나 바이러스 증식에 가장 효과적이었다. 또한 plaque assay 결과, 체액의 첨가에 의한 바이러스 증식효율의 증가는 세포의 증식에 의한 것이라기보다 바이러스 감염성의 증가에 기인하는 것으로 보여진다.
전염성기관지염 바이러스(infectious bronchitis virus: IBV), 조류 뉴모 바이러스(Avian pneumovirus: APV), 뉴캣슬병 바이러스 (Newcastle disease virus: NDV), 조류인플루엔자 바이러스(avian influenza virus: AIV) 전염성 후두기관염 바이러스 (infectious laryngotracheitis virus: ILTV)는 닭의 호흡기에 직접 감염하여 호흡기질환을 일으키는 대표적인 바이러스로 알려져 있다. 그 밖에 아데노바이러스(adenovirus)와 레오바이러스 (reovirus)도 닭의 상부호흡기에 침투하여 피해를 입히는 이차적 원인체로 작용할 수 있다. 이들중 APV와 ILTV는 닭의 호흡기도에 국한되어 증식하지만 IBV, NDV, AIV의 경우 호흡기도 이외의 장기에서 증식이 가능하여 그 피해가 다양하게 나타나 문제 시 되기도 한다 (예: 산란장기 및 신장 (IBV), 소화기 (NDV, IBV, AIV), 중추신경계 (NDV, AIV)). 이외에도 상당수의 감염성 질환이 닭의 호흡기에 영향을 미칠 수 있으나, 해당 농장의 호흡기 피해가 어떤 질병에 의한 것인지 명확히 파악하지 못한 채 단순 항생제 처방에만 의지하는 경우가 많은 것이 현실이다. 따라서 국내 양계농가에서 문제시되는 주요 호흡기 질병과 이들의 감수성을 증대시키는 요인을 파악하는 것이 필요하고, 호흡기 질병의 피해에 대한 재인식과 아울러 호흡기 질병 피해 감소를 위한 진단과 예방노력이 하루속히 정착되어야 할 것이다. 본지에서는 대표적인 호흡기 질병 세가지(전염성기관지염, 조류뉴모바이러스감염증, 뉴캣슬병)의 최근 발생동향과 그 대처방안에 대하여 소개하고자 한다.
과거에는 뉴캣슬병(ND)과 같은 바이러스성 질병은 뜨거운 여름보다는 추운 겨울에 발생이 많았다. 영양분만 있으면 생체 밖의 외부 환경에서도 스스로 증식할 능력을 가진 세균은 날씨가 더워지면 환경에서의 증식속도도 빨라서 오히려 여름철에 발생이 많다. 이에 비하여, 생체를 벗어나면 스스로 증식할 능력이 없어 항상 숙주세포에 감염된 후 숙주세포의 유전자 및 효소와 영양분을 이용해야만 증식이 가능한 바이러스는 외부온도가 올라가면 오히려 환경에서의 생존능력이 떨어지기 때문에 여름보다는 추운 겨울철에 환경에 오랫동안 오염되어 있다가 건강한 계군으로 여러 경로를 통하여 전염됨으로써 피해를 일으키곤 하였던 것이다. 그러나 근래에는 뉴캣슬병의 발생이 과거와는 완연히 다른 양상을 나타내고 있다. 따라서 그 원인과 이에 따른 앞으로의 방역대책을 살펴보기로 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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