농촌진흥청 국립축산과학원은 전북대학교(김원일 교수팀), 중앙대학교(김준모 교수팀) 연구진과 공동으로 돼지생식기호흡기증후군(PRRS, Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome) 바이러스의 병원성에 따른 호흡기 감염 경로 차이를 규명했다. 이번 연구는 PRRS 바이러스 감염 억제 및 증상 완화 기술 개발의 기반을 마련하는 데 중요한 의미를 가진다.
연구진은 4주령 돼지를 대상으로 병원성이 서로 다른 PRRS 바이러스를 저병원성, 중병원성, 고병원성 세 가지 강도로 접종했다. 접종후, 감염된 돼지의 임상 증상을 관찰하고 기관지 내 세포의 유전자 발현 정보를 분석하여 면역 반응의 차이를 조사했다.
PRRS 바이러스는 돼지의 주요 면역세포인 폐포 대식세포(Alveolar Macrophage)를 감염시키는 것으로 알려져 있다. 연구 결과, 바이러스의 병원성 강도에 따라 감염된 대식세포에서 분비되는 면역 관련 대사물질이 다르게 나타나는 것이 확인되었다. 즉, 병원성이 강할수록 면역 반응에 미치는 영향이 더욱 크고, 감염 경로에도 차이가 있는 것으로 분석됐다.
이번 연구를 통해 PRRS 바이러스의 병원성 차이에 따른 감염 기전이 보다 명확하게 밝혀졌다. 이를 바탕으로 감염 억제 전략과 증상 완화 기술을 개발하는 데 중요한 기초자료가 될 것으로 기대된다. 또한, 향후 PRRS 바이러스 백신 및 치료제 개발에 활용될 수 있을 것으로 보인다.
연구진은 감염된 세포가 비감염 대식세포를 감염시키는 현상도 확인했다. 이로써 PRRS 바이러스가 한 세포를 감염시킨 후, 인접한 세포들까지 감염을 확산시키는 경로를 규명할 수 있었다.
▲ 연구 결과가 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐다.
이 발견은 바이러스의 전파 메커니즘을 이해하는 데 중요한 기여를 하며, 감염 확산을 차단할 수 있는 전략을 개발하는 데 도움이 될 것이다. 이번 연구는 다양한 병원성 수준을 동시에 분석한 것으로, PRRS 바이러스의 병리적 기전을 더욱 명확하게 이해할 수 있는 중요한 기초 자료를 제공했다. 이 연구는 PRRS 바이러스 감염 억제 및 증상 완화 기술 개발의 기초가 될 수 있을 것으로 기대된다.
또한, 연구 결과는 최근 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)라는 저명한 과학 학술지에 게재돼 연구의 중요성과 신뢰성을 인정받았다. 이 논문은 PRRSV 감염의 병리 메커니즘과 폐 회복 과정을 이해하는 데 중요한 정보를 제공하며, 향후 PRRS 예방 및 치료 기술 개발에 중요한 역할을 할 것이다.
연구 논문 제목은 “Single-cell transcriptomic landscape of bronchoalveolar immune cells in PRRSV infection with different virulence levels reveals the potential mechanisms for pathogenesis and lung recovery”로, Impact Factor 14.7을 기록한 네이처 자매지에 게재됐다.
돼지생식기호흡기증후군(PRRS) 바이러스는 변이율이 높고 병원성이 다양하여 백신과 치료제 개발에 많은 어려움을 겪고 있다. PRRS 바이러스의 변이로 고병원성 바이러스가 증가하고 있으며, 이로 인해 발생하는 피해는 매우 심각하다.
PRRS는 돼지에게 번식 장애와 호흡기 질환을 일으키며, 심한 경우 폐사로 이어질 수 있어 양돈 산업에 막대한 경제적 손실을 초래하고 있다. 미국 아이오와 주립대학교 연구팀은 PRRS로 인한 피해액이 매년 약 1조 6,000억 원 규모에 달한다고 발표했다.
국내의 경우도 PRRS로 인한 피해액이 매년 약 1,000억 원 정도로 추산되고 있다. 이러한 경제적 손실은 양돈업자들에게 큰 부담을 주고 있으며, PRRS 바이러스의 확산 방지와 치료를 위한 연구와 기술 개발이 시급한 상황이다.
PRRS 바이러스는 그 특성상 전 세계 양돈업계에서 큰 문제로 여겨지고 있으며, 이에 대한 효과적인 대책 마련이 필요하다. 최근 연구들은 PRRS의 변이와 병원성에 따른 다양한 감염 경로를 규명하고 있으며, 이를 바탕으로 보다 효과적인 백신 및 치료제 개발을 위한 기초 자료를 제공하고 있다.
농촌진흥청 국립축산과학원 동물유전체과 윤호백 과장은 이번 연구의 의의를 강조하며, “꾸준한 연구 협력으로 돼지생식기호흡기증후군(PRRS) 바이러스 감염을 제어할 수 있는 기술적 발판을 확보했다”고 말했다. 이어 “국립축산과학원을 중심으로 공동 연구에 더욱 매진한다면, 돼지생식기호흡기증후군 바이러스 감염 피해를 원천적으로 해결할 수 있는 기술 개발이 가능할 것으로 예상된다” 고 덧붙였다.
