회사 소식 [최신 연구] 돼지 유행성 설사의 분자적 특성 및 항원 에피토프에 대한 종합적인 분석

2025년 10월 8일, 길림대학교 수의학부와 신장 연구팀의 연구팀은 *Frontiers in Veterinary Science*에 돼지 유행성 설사 바이러스(PEDV)에 대한 새로운 연구를 발표하여 2022년부터 2025년까지 중국 내 PEDV의 유행 추세, 분자적 특성 및 항원 에피토프 변화를 체계적으로 밝혀냈습니다.

연구 하이라이트

* 중국 전역 20개 성을 대상으로 총 2346개의 샘플을 검사한 결과, PEDV 양성률은 43.3%였습니다.

* 유전자형 분석 결과, G2c가 현재 주류 아형으로 자리 잡았습니다.

* S 단백질의 주요 중화 에피토프(COE, SS2, SS6, 2C10)에서 다수의 돌연변이가 발견되었습니다.

* 신장 균주에서 새로운 잠재적 N-글리코실화 부위(302번 위치)가 처음으로 발견되었습니다.

* 7개의 선형 및 2개의 입체적 항원 에피토프가 예측되어 백신 개발을 위한 새로운 표적을 제공합니다.

본 연구는 기존 백신 균주 CV777과 비교했을 때, 현재 유행하는 균주는 S 단백질에서 92.71%-94.99%의 뉴클레오티드 및 아미노산 유사성만을 공유하며, 이는 기존 백신의 보호 효과가 약화될 수 있음을 시사합니다. 주요 항원 부위에서 바이러스의 지속적인 돌연변이는 면역 회피를 악화시킬 수 있습니다.

서론

PEDV는 전 세계 돼지 산업을 위협하는 중요한 코로나바이러스로, 모든 연령대의 돼지에서 설사, 구토, 탈수를 유발하며, 특히 어린 돼지에서 치사율이 매우 높습니다. 2010년 고병원성 변종이 출현한 이후, 중국의 전염병 예방 및 통제는 지속적인 도전에 직면해 있습니다.

길림대학교 모샤오빙 교수와 리톈정 연구팀이 신장의 연구팀과 협력하여 완성한 이 최신 연구는 대규모 샘플, 광범위한 범위, 심층적인 기전 분석을 자랑합니다. 이는 2025년까지 PEDV 연구 분야에서 중요한 성과를 나타내며 높은 학문적 신뢰도를 가지고 있습니다.

연구 결과

1. 역학적 추세:

2022년부터 2025년까지 중국의 전체 PEDV 양성률은 43.3%였으며, 랴오닝, 안후이, 광시를 포함한 6개 성의 양성률은 60%를 초과했습니다. 신장, 화남, 동북 지역은 고발생 지역이었습니다.

그림 1. 설사로 사망한 환자에서 돼지 유행성 설사 바이러스(PEDV) 감염 및 지리적 분포.

(A) 막대 그래프는 각 성의 PEDV 양성률을 나타내고, 선 그래프는 95% 신뢰 구간의 상한 및 하한을 나타냅니다. (B) PEDV의 지리적 분포. 녹색에서 빨간색으로 갈수록 양성률이 증가합니다.

2. 유전자형 특성:

염기서열 분석된 15개 균주 중 1개는 G1c 아형, 4개는 G2b 아형, 10개는 G2c 아형으로, G2c가 우세한 아형이 되었음을 확인했습니다.

그림 2. PEDV S 유전자 계통수

빨간색 오각별은 본 연구에서 얻은 염기서열을 나타냅니다. 서로 다른 색상은 서로 다른 유전자형을 나타냅니다.

3. 염기서열 변이:

염기서열 분석된 균주의 S 유전자와 기존 백신 균주 CV777의 뉴클레오티드 및 아미노산 상동성은 각각 92.71%-94.83% 및 92.89%-94.99%에 불과했습니다. 주요 중화 에피토프(COE, SS2, SS6, 2C10)에서 다양한 정도의 돌연변이가 관찰되었습니다.

그림 3. PEDV S 단백질의 주요 항원 에피토프 비교

녹색, 주황색, 파란색 및 노란색 영역은 각각 항원 에피토프 COE, SS2, SS6 및 2C10에 해당합니다.

4. 항원 에피토프 및 글리코실화 특성:

31-54aa를 포함한 7개의 보존된 항원 부위가 예측되었습니다. PEDV/XinJiang/2 균주에서 302번 위치(NKTI)에 새로운 N-글리코실화 부위가 발견되었습니다. 일부 균주에서 글리코실화 부위가 없는 것은 면역 회피와 관련이 있을 수 있습니다.

그림 4. 15개의 PEDV 균주 및 백신 균주에서 잠재적 특정 N-글리코실화 부위의 예측 결과.

세로축은 균주 이름을 나타내고, 가로축은 아미노산 위치를 나타냅니다. 파란색 영역은 동일한 아미노산 위치에서 동일한 N-글리코실화를 나타내고, 빨간색 영역은 차이점을 나타냅니다.

그림 5. S 단백질의 네이티브 삼량체 상태에서 연속 에피토프의 보존된 영역 시각화.

(A) 예측된 에피토프 영역에서 염기서열 분석된 균주와 백신 균주의 아미노산 서열 정렬. (B–E) 보존된 항원 에피토프의 시각화. 파란색, 녹색 및 흰색 영역은 S 단백질 삼량체의 A, B 및 C 사슬을 각각 나타냅니다. 노란색 구체는 0.7보다 큰 점수를 가진 잠재적 항원 에피토프 영역을 나타냅니다. (F) S 단백질 단량체의 주요 아미노산 위치 확대 보기, 여기서 빨간색 영역은 S 단백질 단량체의 주요 아미노산 위치를 나타냅니다.

그림 6. S 단백질의 네이티브 삼량체 상태에서 연속 에피토프의 보존된 영역 시각화.

(A) 예측된 에피토프 영역에서 염기서열 분석된 균주와 백신 균주의 아미노산 서열 정렬. (B–E) 보존된 항원 에피토프의 시각화. 파란색, 녹색 및 흰색 영역은 S 단백질 삼량체의 A, B 및 C 사슬을 각각 나타냅니다. 노란색 구체는 0.7보다 큰 점수를 가진 잠재적 항원 에피토프 영역을 나타냅니다. (F) S 단백질 단량체의 주요 아미노산 위치 확대 보기, 여기서 빨간색 영역은 S 단백질 단량체의 주요 아미노산 위치를 나타냅니다.

요약

본 연구는 2022년부터 2025년까지 중국 내 PEDV의 분자 역학 지도를 업데이트했을 뿐만 아니라 주요 항원 에피토프의 변이 추세와 면역 회피 메커니즘을 밝혀냈습니다.

결과는 기존 백신 균주(CV777 등)가 유행 균주와 크게 다르다는 것을 보여주며, 바이러스의 지속적인 진화로 인한 예방 및 통제의 과제에 대처하기 위해 G2c 유전자형을 기반으로 한 차세대 백신 개발의 필요성을 시사합니다.