유방염은 병원성 미생물들에 의한 유선 내에 염증이 생기는 질환으로, 유방 조직과 우유 내 체세포수 (SCC)와 세균학적 분석이 유방염 진단을 위해서 사용된다. 본 연구에서는 임상형 유방염이 걸린 홀스테인 소의 유선 내로 은 이온(20 ${\mu}g$/ml)을 투입하고, 유방염의 임상 증상의 변화와 우유 내 somatic cell count, 소 혈청 알부민과 lactoferrin 등과 같은 유방염 관련 인자들을 조사하였다. 은 이온의 유선 내 투입은 유방의 부종과 견고함 등의 염증 증상을 완화시켰으며, 우유의 응고와 체세포수를 감소시켰다. 또한, 우유 내 소 혈청 알부민과 lactoferrin의 농도가 은 이온의 투입에 의해 감소되었다, 그러나 임상형 유방염이 걸린 소의 유선 내 은 이온의 투입은 착유된 우유의 양과 혈액 내 백혈구와 적혈구 수를 변화시키지는 않았다. 이러한 결과는 유방염이 걸린 소에 은 이온을 유선 내로 투입 함으로서 염증과 세균의 활성을 감소시킨다는 것을 보여주며, 은 이온을 임상형 유방염의 치료에 적용할 수 있는 가능성을 보여 주는 것이다.
소 유방염에서 cytokine의 역할연구는 이제 시작단계이다. 근래 시험에서는 재결합 cytokine은 실세포 증가와 염증반응의 조절에 의하여 강화된 세균의 정화능력을 유방에 준다. 그리고 효과인자 세포의 보충결합 효과를 통하여 유방염의 결과를 조절하는 능력이 있다는 것을 제시한다. 현재 앞서가는 연구자들의 도전은 세균의 병원성 증가, 숙주반응이 유선에서 병원균 제거 요구 그리고 cytokine이 이들 반응을 조절할 수 있는 기전, 이들 사이의 상호기전을 더 이해하기 위한 것이다. 이 분야에서 앞으로의 발전은 시험보다 야외상태에서 전달되어지는 것이다. 그리고 효과적인 정보의 증가를 위하여 우리의 관심이 더 많아야 하는 것이고, 유선면역기능 조절이 소 유방염 관리를 위하여 앞으로 cytoki-ne의 치료응용에 큰 잠재력을 제시하는 것이다.
젖소에 있어 유방염은 농가의 낙농 생산성을 저해하는 주된 요인이며 이를 해결하기 위해 지난동안 폭넓은 연구가 이루어졌다. 하지만 유방염에 대한 연구는 사후 진단에 국한되어왔으며 이마저도 단일 센서를 활용하는 것이 주류이다. 본 연구에서는 생체 데이터와 환경 데이터를 이용하여 다음 날의 유방염 발병여부를 예측하는 모델을 개발하였다. 데이터는 충청남도 농가에 설치된 착유기와 센서들로부터 수집되었으며 3주간의 데이터를 다변량 데이터로 구성하였다. 유방염 진단예측을 위해 순환 신경망 모델을 사용하였고, 그 결과 유방염을 82.9%의 정확도로 예측하였다. 데이터 수집 기간을 다양하게 하여 예측 성능을 비교하였고 여러 모델과 성능을 비교하여 모델의 우수성을 확인하였다.
소 유방염은 주로 세균 감염에 의한 유선조직에 염증이 생기는 질병으로 유방염의 치료와 억제를 위해서는 1차적으로 세균을 사멸시키는데 있다. 본 연구에서는 소 유방염의 원인이 되는 다양한 세균들에 대한 은 이온의 항균효과와 적용 농도를 측정하였다. 유방염 원인균에 대한 은 이온의 최소 억제 농도 (minimal inhibitory concentrations, MICs)와 최소 살균 농도 (minimum bactericidal concentrations, MBCs)를 측정하였으며, 주사전자현미경 (scanning electron microscopy, SEM)을 이용하여 은 이온에 의한 세균의 형태 변화를 확인하였다. 다양한 유방염 원인균에 대한은 이온의 최소 억제 농도와 최소 살균 농도는 1.9에서 15.6 ${\mu}g$/ml로 세균에 따라 차이가 보였으며, 은이온 처리 후 주사전자현미경 촬영 결과 Staphylococcus aureus와 Escherichia coli의 세포벽이 함몰되거나 파괴되는 것을 볼 수 있었다. 이러한 결과는 유방염 원인이 되는 다양한 원인균에 대해 은이온의 살균 효과와 그 적용 농도를 보여주는 것으로, 소 유방염의 치료와 방어를 위한 임상적인 적용 가능성을 보여주는 것이다.
''지금은 소비자 시대'' 최근 원유 생산은 늘어나고, 소비는 줄어들면서 낙농산업이 일대 위기를 맞고 있는 가운데 量(양) 보다는 質(질) 위주로 변화고 있다. 국가에서도 이러한 시대에 부응하기 위하여 유질과 매우 밀접한 관계가 있는 체세포수 위생등급을 더욱 강화하고 있다. 이러한 현상은 낙농가들로 하여금 체세포수와 직접적으로 관련이 있는 유방염 관리에 보다 많은 관심과 투자를 하게 하고 있다. 특히, 요즘처럼 원유 과잉 생산 시대에는 무엇보다도 원유생산량을 늘리는 것보다는 체세포수를 관리하여 1 등급을 받음으로써 그 만큼의 추가 소득을 올리는 것이 바람직한 낙농 경영 방법이 될 것이다. 이러한 체세포의 등급강화 조치에 따라 효과적으로 유방염을 예방하므로 원유의 질을 올려 농가에서는 경제적으로 이득을 볼 수 있는 방법에 대해서 논하고자 한다.
1992년부터 1995년까지 약 4개년 동안 전남 지역에서 사육하고 있는 가축의 유병률을 조사한 결과, 유방염으로 의심이 되는 젖소 970두 중에서 180두(18.6%)가 유방염에 이환되었으며, 돼지 2,400두 중에서 84두(3.5%)가 설사증에 이환되었고, 닭 1,010수중에서 9수(0.9%)가 설사증에 이환되었다. 대장균의 분리율을 조사한결과, 유방염에 이환되어 있는 젖소 180두중 37두(20.6%)에서 대장균이 분리되었으며, 설사증에 이환되어 있는 돼지 84두중 51두(60.7%)에서 대장균이 분리되었고, 설사증에 이환되어 있는 닭 9수중 5수(55.6%)에서 대장균이 분리되었다. Acriflavine을 이용하여 대장균의 S-R변이를 조사한 결과, S-R변이는 mercuric chloride, cysteine, caffeine, glucose, nicotine 등의 순으로 나타났는데, 이중 mercuric chloride가 가장 감수성이 높았다. 대장균의 항균요법제에 대한 감수성은 naxcel, linsmycin, cephalexin, gentamycin등이 높은 감수성을 나타내었는데, S-R변이 후에는 감수성이 일반적으로 저하되는 경향이었다.
소 유방염 관련 대장균(BMEC)은 생산되는 우유의 양과 품질을 변화시키고 도태율을 높임으로써 전 세계 낙농 산업에 심각한 재정적 손실을 초래할 수 있는 주요 원인 물질로 간주된다. 연구자, 수의사, 농부가 가장 효과적인 치료법과 진단 기술을 이해하고 결정하는 것은 젖소 유방염을 극복하는데 중요하다. 특히 무증상 혹은 준임상형 유방염의 경우, 소는 뚜렷한 증상을 보이지 않고, 장기간에 걸쳐 겉보기에 정상적인 우유를 계속 분비하여 원인 병원체인 대장균이 무리 내에서 감염을 퍼뜨릴 수 있다. 유방염 예방을 위해서는, 병원균의 유방 내 침입, 감염 확립, 유방의 염증의 3단계 병인 과정에 대한 이해가 필수적이다. 지금까지 대장균 유방염의 임상적 중증도에 기여하는 독성 인자와 병원성 사이에 명확한 상관관계가 발견되지 않았다. 다제내성 대장균과 새로운 내성 기전의 진화는 유방염 치료에 항생제를 광범위하게 사용하고 있기 때문에 문제시 되고 있는 실정이다. 따라서 BMEC 치료의 효능을 향상시키기 위해서는 대체제 발굴이 중요하다. 지난 30년 동안 소 유방염의 역학 조사를 위해 다양한 유전자형 분석 기술이 사용되었다. 이러한 연구는 BMEC 계통 간의 진화 관련성 뿐 아니라 기원, 전염 경로, 개체군 구조에 대한 이해를 크게 향상시켰다. 따라서 본 리뷰에서는 BMEC의 전반적 개요를 제공하여 병인, 유전적 관계, 발병 기전, 관리 및 질병 통제를 위한 새로운 치료 옵션에 대한 통찰력을 제공하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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