한국의 패류 및 해수 내 어류 질병 바이러스의 검출과 양식에 미치는 영향

Abstract

수생동물 바이러스성 질병의 확산에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 감수성 숙주 생물 (susceptible host)를 비롯하여 환경 수와 바이러스 매개체 (vector) 또는 함유생물 (reservoir)이라는 큰 요소가 있다. 바이러스의 축적 및 전파와 관련하여 패류는 여과섭식 (filter-feeding)을 통한 먹이섭취 시 병원체를 비롯한 다양한 물질을 체내로 축적할 수 있으며, 소화과정 동안 불활성화 되지 않거나 중장선 (digestive gland)에 특이적으로 부착하여 존재하는 바이러스 입자를 일정조건에서 배출할 수도 있기 때문에 매개체 또는 함유생물로서의 역할을 할 수 있는 가능성이 있다. 특히, 우리나라의 경우 어류 및 패류 양식장이 밀집된 공간 내 인접하게 존재하고 있으므로, 패류와 해수에 존재하는 수생동물 바이러스성 질병의 검출방법의 개발과 감염성에 대한 평가는 수생동물질병 전파 및 위험성을 최소화하기 위해 필수적이다. 패류와 해수 내의 바이러스는 매우 극 미량으로 존재하기 때문에 이를 검출하기 위해서는 대상 시료로부터 바이러스 농축과정이 필요하다. 패류의 경우 노로바이러스 (norovirus)등 사람 장내 바이러스성 질병 원인체 농축법인 PEG 처리법이 일반적으로 사용된다. 하지만 PEG처리법은 5g이상의 중장선을 사용하기 때문에 처리과정이 복잡하며 소요시간이 긴 단점이 있다. 따라서 바이러스의 농축과정의 개선을 위해서 국내에서 유행하는 바이러스 중 megalocytivirus (DNA 바이러스)와 VHSV (RNA 바이러스)를 표준바이러스로 선정하여 검출에 사용되는 중장선 조직의 양적 비교를 실시하였으며, 그 결과 50mg (PEG 비 처리)의 소량 조직을 사용할 경우에도 정성•정량적 분석이 가능함을 확인하였다. 또한, 소량의 중장선을 이용하는 방법은 기존의 방법 (PEG 처리)에 비해 검출소요시간의 단축 및 개체 별 분석의 장점이 있었다. 해수로부터 바이러스를 농축하기 위해서 음이온 여과 막 농축법을 사용하였으며, glass microfiber (GF/C) 및 니틀로셀룰로즈 (nitrocellulose)를 이용한 이중 필터 방법으로 해수 중 바이러스를 효율적으로 농축할 수 있었다. 그리고 VHSV 감염 넙치 양식장의 유입수 및 사육수에 대한 적용시험을 통해 해수 중 바이러스 농축법으로서의 유효성을 확인하였다. 패류와 해수에는 다양한 수생동물 바이러스성 질병 원인체가 존재하고 있으며, 이를 동시에 효율적으로 검출하기 위한 방법으로 multiplex-nested PCR법을 개발하였다. 국내에서 유행하고 있는 DNA 바이러스들 (megalocytivirus, WSSV)과 RNA 바이러스들 (MABV, VHSV, VNNV)을 표적 바이러스들로 선정 하였다. 본 연구에서 개발된 multiplex-nested PCR법은 대상 바이러스를 특이적으로 검출할 수 있었으며, 검출한계는 중장선 1 mg당 1-10 viral particles으로 나타났다. Multiplex-nested PCR을 이용하여 국내에 서식하고 있는 패류와 주변 해수에 분포하고 있는 바이러스에 대해 모니터링을 실시한 결과, 다양한 바이러스를 검출할 수 있었으며 VNNV를 제외한 다른 바이러스들의 시료 채취 지역별 및 시기적인 양성비율의 유효성 (P<0.05) 있는 차이는 나타나지 않았다. 또한, 패류와 해수에서 검출된 바이러스 중 megalocytivirus와 VHSV는 국내 양식 어류에서 유행하는 유전형과 동일하였으며, VNNV의 경우 국내에서 알려진 RGNNV 타입 이외에 외래 유전형(exotic subtype)인 BFNNV 타입이 검출 됨으로써 외래 바이러스의 국내 유입 및 정착되었음을 보여 주었다. 양식넙치에서 유행하고 있는 VHSV IVa 유전형에 대한 패류의 바이러스 매개체 (vector) 또는 함유생물 (reservoir)로서의 평가를 실시하였다. 담치의 소화효소로 인해 VHSV는 24시간 이후에도 완전히 불활성화 되지 않았다. 그리고 인위적으로 VHSV에 오염된 담치의 바이러스 정화능 (depuration)시험 결과, 중장선에 축적된 바이러스는 168시간 이후에도 10 viral particles이상으로 존재하고 있었으며 이는 바이러스가 특이적으로 중장선에 부착하여 장시간 존재할 수 있음 나타낸다. 그러나 담치와 VHSV 감염 넙치간의 cohabitation 모델 실험 결과, VHSV 감염 넙치가 사육수로 배출하는 바이러스의 양은 담치 중장선으로부터 바이러스를 검출할 수 있는 한계 이하였다. 또한, 현장 패류 시료로부터 검출된 VHSV는 CHSE-214 세포주 (in vitro) 및 넙치 (in vivo)에서 감염을 유도하지 않았다. 이러한 결과는 패류에 존재하는 VHSV는 자연상태에서 넙치에 감염을 유발하기 힘든 양적 수준이며, 또한 중장선에 비 감염 상태로 존재하고 있음을 말해준다. 본 연구에서는 수생동물 바이러스성 질병의 전파와 관련하여 패류와 해수에 존재하는 바이러스의 검출법 개선 및 감염성 평가를 통해 수산양식에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 개선된 바이러스 검출법을 사용하여 국내 해안에 서식하고 있는 다양한 패류와 주변 해수로부터 어류질병바이러스를 검출할 수 있었으며, 어류로부터 유래된 바이러스와의 유전적 동일성을 보여주었다. 넙치에서 유행하는 VHSD을 대상으로 패류의 전파 가능성을 평가한 결과, 현장 패류시료에서 검출된 바이러스는 CHSE-214 세포주와 넙치에서 병원성을 유발하지 않는 비 감염성 상태로 나타났다. VHSV는 패류 내에서 비 감염 상태로 존재하고 있으나 지속적으로 다양한 종류의 어류질병 바이러스들이 패류와 해수에서 검출됨을 고려할 때, 패류의 바이러스성 질병 전파에 대한 잠재적 위험은 배제할 수 없을 것이며 질병 발생 전후로의 패류 및 해수에 대한 모니터링은 필요하다.