Bovine respiratory syncytial virus infection in a Jeju native black calf

(1)

139

<증례보고>

제주흑우 송아지에서 소 합포체성 폐렴의 발생

김현태·정지열·조숙희·이경갑·김재훈·김재훈*

제주대학교 수의과대학 및 수의과학연구소 (게재승인: 2010년 2월 10일)

Bovine respiratory syncytial virus infection in a Jeju native black calf Hyun-Tae Kim, Ji-Youl Jung, Suk Hee Jo, Kyoung-Kap Lee, Jae-Hoon Kim, Jae-Hoon Kim*

College of Veterinary Medicine and Veterinary Medical Research Institute, Jeju National University, Jeju 690-756, Korea (Accepted: February 10, 2010)

Abstract : A 2-month-old male Jeju native black calf with respiratory distress was died and requested to the Veterinary Pathology Laboratory of Jeju National University for diagnosis. Grossly, lungs were focally attached to the pleura and heart with fibrin. Purple red sublobar consolidations were distributed in both apical and cardiac lobes of lungs. Histopathologically, diffuse severe bronchointerstitial pneumonia characterized by multifocal necrotizing bronchiolitis, formation of numerous multinucleated syncytial cells in bronchiolar and alveolar lumens, and diffuse alveolar wall thickening were observed in lungs. Eosinophilic intracytoplasmic inclusions were observed in bronchiolar epithelial cells and syncytial cells. According to reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), bovine respiratory syncytial virus (BRSV) was detected in the lung of calf. Based on the histopathologic findings and RT-PCR, this calf was diagnosed as BRSV infection. In our best knowledge, this is the first case of BRSV infection in Jeju native black calf.

Keywords : bovine respiratory syncytial virus, bronchointerstitial pneumonia, Jeju native black calf, lung

서 론

한우나젖소를포함하여축산업에서호흡기질병은매

우큰경제적손실을초래하는 질병이다

[6, 17].

소에

서호흡기질병은각종병원체뿐만아니라한냉

,

온도 의급변

,

^환기불량

,

^밀사 ^등과^같은^환경적^요인이 ^복

잡하게연관되어있다

.

호흡기질병을유발하는병원체 중바이러스로는소전염성코기관염

(infectious bovine

rhinotracheitis)

^바이러스

,

^소^합포체성 ^폐렴^바이러스

(bovine respiratory syncytial virus: BRSV),

소파라인플

루엔자

(parainfluenza-3: PI-3)

^바이러스

,

^소^{바이러스성}

설사병 바이러스

(bovine viral diarrhea virus)

^등이^있으

며

,

세균으로는

Pasteurella

속균

, Haemophilus

속균

, Arcanobacterium

속균

, Mycoplasma

속균등이있다

[10].

특히어린송아지의경우모체이행항체가부족하거나 영양결핍

,

이유

,

수송등과같은스트레스요인이있을

경우상기병원체의감염이증폭되는경향을나타내고 있다

.

BRSV

^는

Paramyxoviridae

^에^속하는

Pneumovirus

^가^원

인체로사람합포체성폐렴바이러스

(Human respiratory

syncytial virus)

와유전적및항원적으로친밀한연관성

을가지고있다

[10, 17].

^본^{바이러스는}

1967

^년^스위스

에서호흡기질병을앓고있던소에서최초로분리된이 후거의전세계적으로소의호흡기질병에관여하고있 다

.

^{국내에서는}

1986

^년^{가축위생연구소}

(

^현^{국립수의과}

학검역원

)

에서바이러스분리에성공하였으며

, 1982

년

에서

1986

^년까지의^수입소^및^국내^사육^소^혈청에^대

한회고적인연구를실시한결과

11.8-83.3%

^의^다양한

항체양성율을나타내어국내에서이미본질병이널리

퍼져있을것으로파악되고있다

[3, 6].

^그러나

90

^년대

이후본질병에대한국내연구는매우미미한실정이다

. BRSV

에감염된소에서의임상증상으로는 발열

,

기

*Corresponding author: Jae-Hoon Kim

College of Veterinary Medicine, Jeju National University, Jeju 690-756, Korea [Tel: +82-64-754-3387, Fax: +82-64-702-9920, E-mail: [email protected]]

(2)

침

,

^호흡곤란

,

^콧물^및^발작적인^마른^기침^등이^나타난

다

[9, 13].

^거의^전체^연령의^소에^{감염되지만}

,

^임상증

상은연령에따라차이가심하여어린송아지일수록발 생이높고증상이심하다

.

^{송아지에서는}^갑자기^호흡기

증상이발현되어임상증상의경과가빠르게진행되고

,

폐사를발생시키기도한다

[9].

제주흑우

(Jeju native black cattle)

^는^세종실록^기록에

따르면고려시대이래로왕실에정규진상품으로공출 될정도로귀한동물로인식되었으나

,

근대이후무분 별한도외 반출과관리소홀로 멸종위기에몰렸던가

축이다

[5].

그러나

1992

년이후엄격히제주도외반출

을제한하고혈통보전사업을 추진하고있는상황이 다

[1, 4, 5].

국내에서는한우및젖소에서의호흡기질병발생에

대한보고는비교적많은편이나

,

^현재까지^{제주흑우에}

서호흡기를비롯한각종질병에대한보고는거의없 는상황이다

.

본증례는제주도소재목장에서사육중 이던흑우송아지에서병리조직학적검사및

RT-PCR

^을

통하여

BRSV

^로^{진단되었기에}^이를^{보고하고자}^한다

.

증 례

2008

년제주도서귀포시남원읍신례리소재목장에

서사육중이던

2

^개월령^제주흑우^{수송아지가}^갑자기

호흡기증상을보인후폐사하여제주대학교수의과대 학에부검의뢰되었다

.

육안적으로사체는매우수척하고피모가거칠며

,

^양

측안구가다소함몰되어있었다

.

폐장은좌측앞쪽엽과

Fig. 1. Lobular to sublobar reddish consolidation in the cranioventral lobes of lungs in 2-month-old Jeju native black calf.

Fig. 2. Diffuse bronchointerstitial pneumonia characterized necrotizing bronchiolitis (arrows), formation of syncytial cells and alveolar wall thickening. H&E stain, Bar = 200

µ

m.

Fig. 3. Bronchiolitis obliterans (B) in two bronchioles, and note large multinucleated syncytial cells (arrows). H&E stain, Bar = 100

µ

m.

Fig. 4. Syncytial cells (open arrow) were derived from

bronchiolar epithelium, and note eosinophilic intracytopla-

smic inclusions (arrows). H&E stain, Bar = 50

µ

m.

(3)

늑흉막간

,

^우측^앞쪽엽과^심낭은^{유백색조의}^사상물질

로견고하게유착되어있었고

,

^좌측^중간엽과^우측^앞쪽

엽및중간엽에아대엽성의자적색조경화소가매몰되

어있었다

(Fig. 1).

^심장의^심관부^지방직은^우무와^같이

교양화되어있었으며

, 1

^위^내강에는^건초^내용물과^함

께직경

1-3 cm

에달하는털뭉치

(hair ball)

가

10

개들어

있었다

.

^신장은^{전반적으로}^담색조로^{창백하였다}

.

병리조직학적검사를위하여뇌

,

폐장

,

심장

,

간장

,

비 장

,

신장등의실질장기를적출하여

10%

중성완충포 르말린에고정한다음일반적인조직처리과정을거쳐 파라핀포매하고

3~4

µ

m

두께로조직절편을제작하여

hematoxylin & eosin

염색을실시하였다

.

또한폐장병

변부위

,

^간장

,

^심장

,

^비장

,

^신장^및^림프절은^무균적으

로채취하여 −

70

^o

C

냉동고에보관하였다

.

병리조직학적소견으로폐장은국소적인섬유소성흉 막염과함께미만성폐포벽의비후와기관지내염증세 포가소량들어있는미만성기관지간질성폐렴소견

을나타내고있었다

(Fig. 2).

기관지강내에는호산성

수종성삼출물과소량의중호성백혈구및탈락상피가 들어있었다

.

세기관지상피세포는입방형또는단층편 평상피로현저하게낮아져있거나증식된여러층의세 포들로피복되어있고

,

^때로^{상피세포의}^연속성이^끊어

진 상태의 전형적인 괴사성 세기관지염

(necrotizing

bronchiolitis)

소견을나타내고있었다

.

일부세기관지점

막근층주위로결합조직이증식하여둘러싸고있거나

,

세기관지내강으로증식되어용종과같은형태를취하 여세관지가 분절화되기도 하는폐쇄성 세기관지염

(bronchiolitis obliterans)

^소견을^관찰할^수^있었다

(Fig. 3).

세기관지강내에는중호성백혈구

,

괴사된세포붕괴물 과함께적게는

2

개에서

10

개까지의핵을가지는다핵 거대세포

(

^합포체

)

^가^다량^들어^있었다

.

^특히^말단^세기

관지또는호흡세기관지에서는내강으로돌출된상피 세포들이서로융합하여다핵거대세포를만들어가는 과정이잘나타나기도하였다

(Fig. 4).

^폐포벽은^심한^울

혈

,

폐포큰포식세포의침윤및제

2

형폐포상피세포의증 식으로인하여현저하게비후되어있었다

.

^폐포^강^내에

도다양한크기의합포체가다량침윤되어있었다

.

또한 합포체의세포질과세기관지상피세포의세포질에는다 양한크기의호산성세포질내봉입체가뚜렷하게관찰

되고있었다

(Fig. 4).

일부합포체의세포질에는때로

2

개이상의봉입체가존재하기도하였다

.

신장에서는사구체의미약한위축과세뇨관의낭상확 장및내강에단백양 물질

,

탈락상피세포및적혈구 등이축적되어있었으며

,

간질조직에중등도섬유화가 관찰되었다

(data not shown).

^기타^다른^{내부장기에서는}

특별한병변을관찰할수없었다

.

BRSV

감염을확진하기위하여−

70

^o

C

에냉동보관된

폐장의병변부위

,

^비장^및^림프절을^각각

1 g

^씩^채취하

여

DNase RNase Free Distilled Water(Invitrogen, USA) 10 mL

에넣고균질화시킨상층액을역전사중합효소연쇄 반응

(reverse transcriptase polymerase chain reaction: RT-

PCR)

^시료로^{이용하였다}

. BRSV

^를^검출하기^위한

RT-

PCR primer

와반응조건은

Vilcek

등

[18]

의방법에준

하여실시하였다

. PCR

^반응^완료^후^{전기영동을}^통하여

증폭산물을확인한결과폐장에서만

481 bp

의

BRSV

특 이양성밴드를확인할수있었다

(Fig. 5).

폐장병변부를 혈액배지

, chocolate agar

^및

MacConkey agar

^에^접종한

후

37

^o

C

의호기또는혐기환경에서

24-48

시간동안배

양하였으나

,

병원성세균은분리되지않았다

.

고 찰

본증례는제주도서귀포에서사육되던

2

^개월령^제주

흑우가호흡기증상을보인후갑자기폐사하여병리해

부

,

병리조직및

RT-PCR

검사결과

BRSV

감염에의한

기관지간질성폐렴에의한폐사로최종진단되었다

.

소합포체성폐렴을진단하기위한실험실검사기법 으로는바이러스분리

,

혈청중화항체검사법

,

형광항체 검사법및효소면역법등이활용되고있다

[8, 11, 15,

16]. Larsen

등

[14]

의연구에따르면

BRSV

에실험감

염된송아지의비강에서감염

2

일부터바이러스가배출 되기시작하여

4

^일째^최고치에^달한^후^감염

8

^일째에는

사라진다고하였다

.

따라서바이러스분리는감염초기

Fig. 5. Reverse transcriptase-polymerase chain reaction products of bovine respiratory syncytial virus from lung.

Lane M: 100bp ladder; lane 1: lung sample; lane 2: positive

control; lane 3: negative control.

(4)

이외에는매우어려운실정이며

,

^잠복기^또는^만성적인

감염예에서는거의분리되지않는다

.

^또한^바이러스^자

체가매우불안정하기때문에야외에서실험실로이동 하는동안불활화될수도있고

,

^세포^배양에서^바이러스

의발육속도가늦기때문에바이러스분리기법은자

주이용되지못하고있다

[11, 15].

실험감염시킨송아

지에서

BRSV

^특이^항체의^출현^여부를^검사한^결과

IgM

과

IgA

는감염후

8-10

일부터출현하여

14-55

일까지검

출되었으며

, IgG1

의경우

10-17

일부터검출이가능하여

약

8

^개월까지^검출이^가능한^것으로^알려져^있다

[12,

13].

그러나이와같은중화항체를검사하기위해서는바

이러스항원을필요로하기때문에일반실험실검사법 으로는제약이따른다

.

^이러한^단점을^극복하기^위하여

바이러스재조합단백질을이용한

ELISA

검사법이많

이개발되었으며상용화되기도하였다

[11, 15].

하지만 실험단계가복잡하고민감도가떨어지는약점이있을뿐 만아니라

,

우군을모니터링하는기법으로는적합하지만 개체진단에적용하기에는한계점이있는실정이다

.

BRSV

^에^자연^감염된 ^{송아지에서}^폐장의^육안적^병

변은폐엽에따라차이가있어서전복측엽에서는자적 색내지적색의퇴축된무기폐소견과함께고무와같 은경도를나타내지만

,

^후배측^엽에서는^퇴축이^불량하

고단단한수종성변화를보인다

[9, 10]. BRSV

감염을

확진하기위한병리조직학적진단지표로는급성병변으 로괴사성세기관지염

,

^세기관지^{상피로부터의}^합포체

형성및삼출성또는증식성폐포염을특징으로하는기 관지간질성폐렴과아급성병변으로세기관지내강이 증식된섬유조직에의해부분적으로막히는폐쇄성세

기관지염등을들수있다

[9, 10, 17].

또한합포체

,

세

기관지상피또는폐포상피세포의세포질에호산성의

바이러스봉입체의존재는진단적가치가크다

[10, 17].

그러나

PI-3

에감염되었을경우에도합포체형성

,

세포

질내봉입체출현및폐쇄성세기관지염이나타날수있 기때문에소합포체성폐렴과의감별진단은매우중요

하다

[7, 10].

일반적으로

PI-3

감염되었을경우

BRSV

감염시보다합포체의수가더적게나타나고주로폐 포강에존재한다

.

본예의경우세기관지및폐포강내 에광범위하게합포체가형성되어있었으며

,

특히불규 칙한모양으로변화된세기관지상피세포로부터합포체 가형성되어내강으로떨어져나오는특징적인변화상

이자주관찰되어

BRSV

에의한폐렴임을잠정진단할

수있었다

. BRSV

^는^세기관지^상피세포

,

^폐포의^제

2

^형

상피세포및폐포큰포식세포에감염되어섬모의소실과 탐식기능을약화시켜폐장의전체적인방어기능을저하 시킴으로써다른병원체의이차적인감염을증폭시키는

경향을나타낸다

[9, 10].

최근에는

BRSV

^감염을^확진하기^위한^바이러스^진

단기법이폐장조직에많이적용되고있다

.

^특히^병변

이자주형성되는전복측엽에서바이러스의항원또는

핵산을 검출할 수 있는 형광항체 검사

(fluorescent

antibody test: FA),

면역조직화학염색

(immunohistoche-

mistry: IHC), RT-PCR

기법등이폭넓게활용되고있다

[7, 8, 14, 16]. FA

^및

IHC

^기법은^조직^냉동절편^또는

파라핀조직을이용하지만

,

병변과함께항원의존재를 확인할수있어바이러스의병리발생기전연구에효 과적이다

.

^그러나^두^진단법^모두^조직^내^항원이^존재

하는급성예에는활용가치가높으나심급성또는만성

감염예에는적용하기힘들다

. Vil ek

등

[18]

은야외소

시료로부터

BRSV

^를^{검출하였던}^결과

FA(66%)

^에^비하

여

PCR

기법

(89%)

이민감도도높을뿐만아니라신속

하게진단할수있는기법임을입증하였다

.

또한폐장이

아닌 비인두

swab

^시료에도^적용할 ^수^있어^농장 ^내

BRSV

의전반적인감염상태를확인할수있는스크린

테스트로활용될수있음을제시하였다

.

본연구에서도

전복측엽폐장에대하여

RT-PCR

^법을^적용^실시한^결과

481 bp

의

BRSV

특이양성밴드를확인할수있었다

.

그

러나비장및림프절에서는바이러스핵산이검출되지

않아

, BRSV

^가^호흡기에^국한되어^감염^됨을^알^수^있

었다

.

최근제주도에서는제주도내재래가축보존이절실

하다는판단에따라

1992

^년^이후^{제주흑우에}^대한^종보

존사업에착수하였으며

,

유전적개량을위한제주흑우 의등록을조례로규정하고도외반출을적극적으로차 단하고있다

.

^특히^일본의^와규

(

^和牛

)

^와^같이^흑우를^제

주도의명품브랜드로육성하기위하여사육두수증가 와지역특산품화를위해많은노력을경주하고있다

.

이를위하여흑우명품화단지조성

,

^흑우^종모우^능력

검정실시

,

유전자다양성확보

,

고급육개발을위한프

로그램개발등다양한연구들이진행되고있다

[1, 2].

특히흑우의대량증식을위한수정란이식및체세포복 제등에는심혈을기울이고는있으나

,

사육시설의집단 화및다두사육화로인하여발생할수있는각종전염 성질병에대한연구는극히미진한 상태이다

.

따라서 제주흑우의전반적인건강상태를점검하고

,

호흡기질 병과같이경제적피해를많이입히는전염성질병을사 전에예방하기위하여정기적인질병모니터링이절실 한상황이라하겠다

.

결 론

2008

^년^제주도^서귀포시^소재^목장에서^사육^중이던

2

개월령제주흑우수송아지가갑자기호흡기증상을보

cê

(5)

인후폐사하여병성감정의뢰되었다

.

^병리해부^검사

,

^병

리조직학적검사및

RT-PCR

^검사^결과

BRSV

^감염에

의한기관지간질성폐렴에의한폐사로진단되었다

.

제 주흑우의명품화사업이진행되고있는시점에흑우를 비롯한소의임상및진료에다소나마도움을주기위 하여본예를보고하고자한다

.

참고문헌

1.

^고문석

.

^제주 ^흑한우의^육종^및^활용전략

.

^난지농업

연구

2004, 2 , 37-42.

2.

김영훈

,

^고진철

,

^오창언

,

^강승률

,

^양보석

,

^오성종

,

^김

창능

,

^송중용

,

^김일화

. CIDR

를이용한제주한우및 흑우의체내수정란생산과이식

.

^{한국수정란이식학}

회지

2006, 21 , 191-198.

3.

박봉균

,

^유한상

,

^김덕원

,

^허영

,

^안수환

,

^진영화

. Bovine respiratory syncytial virus

의감염실태조사

.

농사시험 연구논문집

(

^{가축위생편}

) 1988, 30 , 23-26.

4.

^양영훈

.

^한우의^{개량체계와}^{제주흑우의}^개량^여건

.

^동

물과학논총

2000, 15 , 89-101.

5.

제주특별자치도축산진흥원

.

^제주^재래가축^편람

.

^제

주특별자치도축산진흥원

,

^제주

, 2008.

6.

^진영화

.

^새로운^문제질병^{소합포체성}^폐염

.

^대한수의

사회지

1989, 25 , 65-73.

7.

^진영화

,

^황의경

,

^정운익

,

^박봉균

,

^권영방

.

^{효소면역법}

을이용한소

Parainfluenza-3

^{바이러스와}^소

Respiratory syncytial virus

^검출에^관한^연구

.

^{농사시험연구논문}

집

(

가축위생편

) 1988, 30 , 29-35.

8. Almeida RS, Domingues HG, Coswig LT, D’Arce RCF, de Carvalho RF, Arns CW. Detection of bovine respiratory syncytial virus in experimentally infected balb/c mice. Vet Res 2004, 35 , 189-197.

9. Belknap EB, Ciszewski DK, Baker JC. Experimental respiratory syncytial virus infection in calves and lambs. J Vet Diagn Invest 1995, 7 , 285-298.

10. Caswell JL, Williams KJ. Respiratory system. In:

Maxie MG, Jubb KVF (eds.). Pathology of Domestic Animals. 5th ed. pp. 594-599, Elsevier, Edinburgh, 2007.

11. Costa M, García L, Yunus AS, Rockemann DD, Samal SK, Cristina J. Bovine respiratory syncytial virus: first serological evidence in Uruguay. Vet Res 2000, 31 , 241-246.

12. Kimman TG, Westenbrink F, Schreuder BEC, Straver PJ. Local and systemic antibody response to bovine respiratory syncytial virus infection and reinfection in calves with and without maternal antibodies. J Clin Microbiol 1987, 25 , 1097-1106.

13. Larsen LE, Tegtmeier C, Pedersen E. Bovine respiratory syncytial virus (BRSV) pneumonia in beef calf herds despite vaccination. Acta Vet Scand 2001, 42 , 113-121.

14. Larsen LE, Tjørnehøj K, Viuff B, Jensen NE, Uttenthal Å. Diagnosis of enzootic pneumonia in Danish cattle: reverse transcription-polymerase chain reaction assay for detection of bovine respiratory syncytial virus in naturally and experimentally infected cattle. J Vet Diagn Invest 1999, 11 , 416-422.

15. Quinting B, Robert B, Letellier C, Boxus M, Kerkhofs P, Schynts F, Collard A. Development of a 1-step enzyme-linked immunosorbent assay for the rapid diagnosis of bovine respiratory syncytial virus in postmortem specimens. J Vet Diagn Invest 2007, 19 , 238-243.

16. Thomas LH, Stott EJ. Diagnosis of respiratory syncytial virus infection in the bovine respiratory tract by immunofluorescence. Vet Rec 1981 , 108 , 432-435.

17. Valarcher JF, Taylor G. Bovine respiratory syncytial virus infection. Vet Res 2007, 38 , 153-180.

18. Vil ek Š, Elvander M, Ballagi-Pordány A, Belák S.

Development of nested PCR assays for detection of bovine respiratory syncytial virus in clinical samples.

J Clin Microbiol 1994 , 32 , 2225-2231.

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