참굴 Crassostrea gigas의 난소기생충 Marteilioides chungmuensis 감염증의 병리학적 연구

Abstract

본 연구는 참굴의 상품가치를 하락시키며. 숙주의 정상적인 방란 및 수정란의 발생에 영향을 미치는 난소기생충 감염증의 병리학적 연구를 실시하여 이 감염증의 현황 파악과 진단 및 예방에 대한 토대를 마련하고자 하였다.

1. 난소기생충의 감염과 참굴의 생태학적 영향 난소기생충의 감염률을 조사한 결과, 4~5월을 제외하고 연중 지속적으로 관찰되며, 여름철 산란기를 전후로 감염률이 급증하였다가 겨울철 감소하는 경향으로 확인되었다. 굴의 감염률에 영향을 미치는 요인들은 암컷비율과 상관관계가 거의 없거나, 낮은 것으로 나타났으며, 성성숙 발달에서 산란기가 상관관계가 높게 나타났다. 환경요인에서는 수온은 양의 상관관계가 있으나 낮게 나타나며, 염분농도와 용존산소량은 상관관계가 거의 없거나 음의 상관관계가 있으나 낮게 나타났다.

2. DNA probes를 이용한 난소기생충 진단법 본 연구를 통해 개발한 PCR과 ISH 기법은 굴에서 난소기생충의 검출율과 민감도가 기존의 진단방법인 조직학적 방법보다 높게 나타났다. 세가지 방법을 모두 취합했을 때, 굴에서 난소기생충의 검출률은 45%이였으며, ISH(31%), PCR(29%), LM(16%) 순으로 검출률이 높게 관찰되었으며, 민감도(sensitivity) 또한 ISH(70.45%), PCR(65.91%), LM(36.36%) 순으로 나타났다.

3. 난소기생충에 감염된 참굴의 병리조직학적 관찰 육안적으로 울통불퉁한 결절부가 확인되는 참굴은 난세포 세포질 내에 기생충이 감염 및 증식하여, 난세포 체적증가로 부피가 팽창되어 생식소가 돌출된 것으로 나타났다. 이러한 개체에서는 감염된 난모세포 주위로 hemocyte 침윤과 Leydig tissue의 변성을 쉽게 관찰할 수 있었다. 이러한 hemocyte 침윤과 Leydig tissue의 변성되는 병변을 강도에 따라 Grade 0(no change), Grade 1(minor change), Grade 2(moderate change), Grade 3(severe change)로 나누어 관찰한 결과, 감염이 나타나기 시작하면서 감염군과 비감염군에서 Grade 2가 관찰이 되었다. 감염률이 높은 군일수록 병변의 심도와 출현률이 높았다. 이러한 결합조직 내에서의 hemocyte 침윤 및 Leydig tissue의 변성은 기생충 감염 전에 숙주(패체)의 건강도가 미지의 원인에 의하여 이미 훼손되어 있었음을 암시하는 소견일 수 있다. hemocyte와 같은 유주세포의 이동은 기능의 변화를 암시하며 특정장소에 침윤하는 것은 그 장소에 무엇인가의 기능을 발휘하기 위함이다. 이러한 hemocyte 침윤 및 Leydig tissue의 변성은 난소기생충 감염에 감수성이 높아져 있었음을 암시하는 전구병변일 가능성이 매우 높다.

4. 난소기생충 감염에 의한 굴의 방어인자의 활성변화 정상 개체군과 난소기생충 감염개체군의 hemocyte 수, hemocyte 생존률 및 식세포율을 측정하여, 통계 분석하였다. 정상개체군에 비하여 감염개체군에서는 hemocyte 수와 식세포율이 높게 나타났다(P<0.05). 그리고 hemocyte의 생존률과 식세포율이 음의 값을 가지는 상관관계를 나타냈다. 즉 식세포율이 높게 나타날수록 생존률이 낮게 나타났다.

결론적으로 우리는 PCR과 ISH를 통하여 산란기의 기간을 포함한 전 생활사에서의 난소기생충의 감염동태를 파악할 수 있게 되었고, 감염과 동반한 난소 외 조직 병변이 감염 전 전구병변으로 강하게 의심되었다.

Marteilioides chungmuensis infected oyster egg was not able to fertilize completely and M. chungmuensis have had an economic impact in Korea and Japan because the ugly look of the lumpy ovary loses commercial value of the oysters. In this study, we described pathological changes of M. chungmuensis infected oyster as a basis to develop effective control measures. We described relationship between the prevalence and infection intensity of M. chungmuensis parasitism, the reproductive activity of oysters and the environmental factors. Infection rates of M. chungmuensis of oyster during disease monitoring were different among. Annual infection rate on each site was 5.08% in Gosung and 3.33% in Tongyoung, respectively. Histologically, the number of infected oocytes increased in summer, but decreased in winter. The occurrence of M. chungmuensis in the gonad of oyster was directly related with the maturity of gonad than the environment. The prevalence of M. chungmuensis was highly associated with spawning. Pearson's correlation analysis was made between environmetal parameters and infection prevalence. A positive relationship was observed between water temperature and infection rate. M. chungmuensis infects the cytoplasm of oocyte. Early developmental stages outside the oocytes have not been found due to the lack of observability in histological sections. PCR and ISH for M. chungmuensis were developed in this study. The result of the PCR and ISH to diagnose M. chungmuensis infected oysters were compared to routine histological examination for the sampled of 100 oysters. 29 infections were diagnosed in the PCR while 16 infections in histological examination, but 31 infections in the ISH. Both ISH and PCR assays were found to be highly sensitive compared to histological method. Gross findings of M. chungmuensis of oyster were formation of nodules on the reproductive tissues and watery oyster in severe case. Histologically, M. chungmuensis infects cytoplasm of oocyte. M. chungmuensis infection was strongly related to hemocyte infiltration and degeneration of Leydig tissues (Grades 0 to 3 in order of intensity) and precursor lesion suggestion functional damage by still unknown etiology. M. chungmuensis infections accompanied Grade 2 or 3. Flow cytometry was used for monitoring total hemocyte counts (THC), viability and phagocytosis of normal and infected oysters. Oyster hemocyte showed that total hemocyte count as well as phagocytosis level of infected oysters was higher than uninfected ones (P<0.05). It suggests that the infection of parasite may cause a significant metabolic impact. A negative relationship was observed between hemocyte viability and phagocytosis. As a basis of developing effective control measures, it is strongly recommended that we should monitor early parasitic invasion with the use of PCR/ISH, and simultaneously find and evaluate the pathological relationship between the infection and possible precusor lesions suggesting health deviation of the host oyster.