2025년 11월 4일, 캐나다 식품 검사청의 이국 동물 질병 국립 센터 연구팀은 저널 *Viruses*에 새로운 연구를 발표하여, 중간 정도의 독성을 가진 아프리카 돼지 열병 바이러스 균주를 경구-비강 감염시킨 후 돼지의 말초 림프 기관에서 바이러스 게놈의 분포 역학을 보고했습니다.
연구 하이라이트
* 이 연구는 처음으로, 약독화된 아프리카 돼지 열병 균주 Estonia 2014 (유전자형 II)와 Malta’78 (유전자형 I)의 바이러스 게놈의 시간-공간적 분포를 경구-비강 감염 후 돼지의 말초 림프 기관에서 체계적으로 묘사하여 두 균주의 차이점을 비교했습니다. Estonia 2014는 더 일찍 감지되었고 돼지 사망률이 더 빨랐으며, Malta’78은 생존 기간이 더 길었습니다.
* 이 연구는 바이러스 게놈이 감염 후 2-3일 만에 표재성 서혜 림프절(SILN)에서 감지될 수 있으며, 5-9일에 최고조에 달하며, 비장 내 바이러스 부하와 매우 동기화된다는 것을 확인했습니다.
* 아홉 마리의 죽은 돼지는 100% SILN 양성이었고, Ct 값이 비장 샘플과 한 주기 미만으로 달랐습니다. 이는 WOAH 권장 샘플(부검이 필요하고 오염되기 쉬움)의 운영상의 어려움을 해결하여, 내장 제거 없이 수동적 모니터링을 위한 골드 스탠다드를 확립했습니다.
* 생존 돼지는 10-18 dpi에서 바이러스 제거 경향을 보였으며, SILN Ct 값이 지속적으로 상승하여 "회복 평가"에 대한 분자적 증거를 제공했습니다.
* 조직병리학, 면역조직화학(IHC), 그리고 현장 혼성화(ISH)를 결합한 삼중 진단 검사는 바이러스가 오직 대식세포/수지상 세포만 감염시킨다는 것을 밝혀냈습니다 → 이 세포들은 염증성 사이토카인을 분비합니다 → 림프구는 바이러스 감염 없이 세포 사멸/괴사를 겪습니다 → 궁극적으로 림프 조직 손상(출혈성 괴사)을 초래하여 면역 손상의 간접적인 메커니즘을 명확히 했습니다.
이 연구는 두 개의 중간 정도의 독성을 가진 균주인 ASFV Estonia 2014와 ASFV Malta’78을 사용하여 모의 현장 접촉 전파 방식을 사용하여 돼지에 대한 실험을 수행했습니다. 혈액, 비장, 편도선 및 다양한 표재성 림프절에서 바이러스의 동적 분포가 체계적으로 분석되었습니다.
결과에 따르면 바이러스는 감염 후 2-3일 만에 표재성 서혜 림프절에서 감지될 수 있으며, 5-9일에 최고조에 달했습니다. 이 연구는 또한 죽은 돼지의 비장에서의 바이러스 게놈 함량이 SILN(비장-장 림프절)의 함량과 매우 일치한다는 것을 확인하여, SILN이 아프리카 돼지 열병에 대한 죽은 돼지를 선별하기 위한 매우 효율적인 샘플 유형임을 뒷받침했습니다.
서론
아프리카 돼지 열병(ASF)은 전 세계적으로 만연하고 있습니다. 비장 제거에 의존하는 수동적 모니터링은 시간 소모적이고, 노동 집약적이며, 높은 생물 안전 위험을 수반합니다. 캐나다 식품 검사청의 외부 질병 센터(NCFAD) 팀은 2022년에 "SILN이 비장을 대체할 수 있다"는 가설을 제안했지만, 초기 감염 단계에서의 적용 가능성과 약독화된 균주가 유사하게 분포하는지에 대한 데이터는 여전히 부족합니다. 이 연구는 이러한 격차를 메우는 것을 목표로 합니다.
결과
1. 바이러스 감지 시기의 차이:
ASFV Estonia 2014에 감염된 돼지에서 바이러스화는 감염 후 2일(dpi)에 시작되었고, ASFV Malta’78에 감염된 돼지에서는 3 dpi에 시작되었습니다. 두 바이러스 모두 3 dpi에 SILN에서 감지되었으며, 바이러스 부하는 시간이 지남에 따라 빠르게 증가했습니다.
그림 1. 개별 돼지에서 Estonia 2014 아프리카 돼지 열병 바이러스 균주의 게놈 분포(a-c) 및 일일 평균 감지 결과(평균 Ct 값의 표준 오차 포함)(d-f)
(a, d)는 전혈, 비장 및 편도선의 분포를 보여줍니다. (b, e)는 표재성 서혜 림프절(SILN), 하악 림프절(SLN) 및 표재성 경부 림프절(SCLN)의 분포를 보여줍니다. (c, f)는 슬와 림프절(PLN), 전대퇴 림프절(PFLN) 및 위간 림프절(GHLN)의 분포를 보여줍니다. 그림의 오차 막대는 각 시점 및 각 샘플 유형에 대한 Ct 값의 표준 오차(SEM)를 나타냅니다.
2. 최고점 및 제거 패턴:
림프 조직에서 ASFV Estonia 2014의 바이러스 부하는 7-9 dpi에 최고조에 달했고, ASFV Malta’78의 바이러스 부하는 5-7 dpi에 최고조에 달했습니다. 죽은 돼지의 SILN 수치는 비장의 수치와 유사했으며, 생존 돼지의 말초 림프 기관에서 바이러스 부하는 점차 감소하여 바이러스 제거를 나타냈습니다.
그림 2. 중간 정도의 독성을 가진 Estonia 2014 균주 아프리카 돼지 열병 바이러스로 경구-비강 접종 후 돼지의 표재성 서혜 림프절(SILN)의 조직병리학적 관찰 및 바이러스 분포.
접종 후 3일(3 dpi)에는 유의미한 조직병리학적 변화가 관찰되지 않았습니다: (a) 면역조직화학(IHC)은 아프리카 돼지 열병(ASFV) 항원에 양성인 산재된 단일 세포를 보여주었습니다(화살표); (b) 현장 혼성화(ISH)는 유사한 분포를 가진 ASFV RNA를 감지했습니다(화살표).
접종 후 4일(4 dpi)에는 피질 및 피질수질 접합부에 다초점 출혈 부위가 관찰되었습니다(d, 화살표). IHC는 명백한 산재된 단일 세포 양성 염색 패치를 보여주었고(e, 화살표), ISH에 의해 감지된 바이러스 게놈 물질(f)은 동일한 분포와 강도를 보였습니다.
접종 후 5일(5 dpi)에는 피질수질 접합부를 따라 주로 다초점 괴사가 출혈과 함께 나타났습니다(g, 화살표). 바이러스 항원(h)과 바이러스 RNA(i)는 괴사 병변의 해당 부위와 조직 전체에 산재된 대식세포 유사 세포에서 감지되었습니다.
접종 후 7일(7 dpi)에는 피질수질 접합부와 피질의 다초점 부위 전체에 광범위한 출혈과 괴사가 관찰되었습니다(j, 화살표). 다수의 아프리카 돼지 열병 바이러스 항원이 피질수질 접합부에 존재했으며, 일부 산재된 양성 세포가 피질에서도 발견되었습니다(k). 이전 시점에 비해 바이러스 핵산의 검출 수준이 이 시점에 감소했습니다(l).
접종 후 9일(9 dpi)에는 림프절 전체에 광범위한 괴사와 출혈이 관찰되었습니다(m, 화살표), 내피 세포 변성 포함(m, 괴사 부위의 더 높은 배율을 보여주는 삽입). 림프절의 다초점 부위 전체에서 감지된 바이러스 항원(n)과 바이러스 핵산(o)의 수준은 7 dpi에서 관찰된 것보다 낮았습니다. 그러나 바이러스 항원은 여전히 혈관 내피 세포에서 관찰되었습니다(n, o 삽입).
접종 후 11일(11 dpi)에는 중간 정도의 괴사가 관찰되었지만(p), 면역 염색은 현저하게 감소했습니다(q, r).
3. SILN의 적용 가치:
SILN 샘플 수집은 해부를 필요로 하지 않으며, 죽은 돼지에서 바이러스 검출률은 비장의 검출률과 일치합니다. 초기 감염 단계(3 dpi 이후)에서 안정적으로 감지될 수 있어 죽은 돼지를 선별하기 위한 이상적인 대체 샘플이 됩니다.
그림 3. 개별 돼지에서 Malta’78 아프리카 돼지 열병 바이러스의 게놈 분포(a-c) 및 평균 일일 검출 결과(평균 Ct 값 표준 오차 포함)(d-f)
(a,d)는 전혈, 비장 및 편도선의 분포를 보여줍니다. (b,e)는 표재성 서혜 림프절(SILN), 하악 림프절(SLN) 및 표재성 경부 림프절(SCLN)의 분포를 보여줍니다. (c,f)는 슬와 림프절(PLN), 전대퇴 림프절(PFLN) 및 위간 림프절(GHLN)의 분포를 보여줍니다. 그림의 오차 막대는 각 시점 및 각 샘플 유형에 대한 Ct 값의 표준 오차(SEM)를 나타냅니다.
4. 병리학적 및 분자적 검증:
면역조직화학 및 현장 혼성화 결과는 SILN에서 바이러스 항원 및 핵산의 분포 경향이 실시간 PCR 결과와 일치한다는 것을 확인했습니다. 림프 조직 괴사 및 출혈과 같은 병리학적 변화는 감염 후반 단계에서 관찰되었으며, 바이러스 제거 과정은 병리학적 손상의 회복과 동기화되었습니다.
그림 4. 중간 정도의 독성을 가진 Malta’78 균주 아프리카 돼지 열병 바이러스로 경구-비강 접종 후 돼지의 표재성 서혜 림프절(SILN)의 조직병리학적 관찰 및 바이러스 분포.
접종 후 4일(4 dpi)에는 HE 단면에서 뚜렷한 병변이 관찰되지 않았습니다(a). 면역조직화학(IHC) (b, 화살표) 및 현장 혼성화(ISH) (c, 화살표)에 의해 산재된, 대식세포 유사 단일 세포가 관찰되었습니다.
접종 후 5일(5 dpi)에는 수질에서 소수의 작은 괴사 초점이 관찰되었습니다(d, 화살표). 풍부한 아프리카 돼지 열병(ASFV) 항원(e)과 바이러스 RNA(f)가 대식세포 및 수지상 세포와 일치하는 형태를 가진 세포에서 감지되었습니다.
접종 후 7일(7 dpi)에는 수질 괴사 부위가 나타났습니다(g, 화살표). 5 dpi에 비해 감지된 ASFV 항원(h)과 바이러스 RNA(i)의 양이 감소했습니다.
접종 후 10일(10 dpi)에는 피질수질 접합부에서 주로 출혈과 괴사가 관찰되었으며(j), 약한 면역 염색 신호가 동반되었습니다(k, l).
접종 후 18일(18 dpi)에는 SILN 조직에서 반응성 과형성이 관찰되었으며(m), IHC(n) 또는 ISH(o)에 의해 유의미한 염색 신호가 관찰되지 않았습니다.
결론
이 연구는 동물 실험을 통해 경구-비강 감염 후 돼지의 말초 림프 기관에서 두 개의 중간 정도의 독성을 가진 ASFV 균주의 분포 역학을 체계적으로 설명했습니다. 이 연구는 바이러스가 감염 후 표재성 서혜 림프절(SILN)로 빠르게 확산되었으며, 모든 사망 돼지의 SILN에서 바이러스 부하가 비장의 부하와 매우 일치한다는 것을 발견하여, 병원성 관점에서 SILN이 ASF에 감염된 돼지를 선별하기 위한 샘플로서 견고한 과학적 근거를 가지고 있음을 확인했습니다.
이 연구는 또한 이 샘플링 방법의 적용 경계를 명확히 했다는 점을 강조할 가치가 있습니다: 잠재적으로 생존하는 감염된 돼지는 말초 림프절에서 바이러스를 점차적으로 제거할 것이며, 감염 초기 단계와 회복 기간 동안 림프절의 바이러스 부하와 변동성은 낮습니다. 따라서 SILN은 주로 죽거나 죽어가는 돼지를 신속하게 선별하는 데 적합하며, 초기 감염 단계 또는 생존 동물에서 일상적인 병원체 감시에는 권장되지 않습니다.
이 연구의 결과는 명확한 실질적 의미를 갖습니다: SILN 샘플링은 사체 해부를 필요로 하지 않으며, 조작이 간단하고 빠르며, 현장 샘플링의 어려움과 생물 안전 위험을 크게 줄일 수 있습니다. 이는 ASF 수동 감시 프로그램을 최적화하고, 특히 발병을 조기에 감지하는 능력을 향상시키는 데 핵심적인 기술 지원을 제공합니다.
담당자: Mr. Huang Jingtai
전화 번호: 17743230916
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