섬모충 스쿠티카는 기회감염 기생충이며 어류와 갑각류에 심각한 폐사를 유발하는데 우리나라에서는 넙치에서 높은 폐사를 일으켜 문제가 되는 기생충이다. 감염에서 회복된 넙치는 방어면역을 획득하는 것으로 생각되나 자연감염에서 회복된 어류가 실제로 방어면역을 획득하는지에 대한 증거는 아직 부족하다. 본 연구에서는 양식장에서 스쿠티카 섬모충에 자연 감염된 넙치에서 방어면역이 획득되어 있는지를 혈청학적 분석과 감염실험으로 확인하였다. 또한 최근 연구에서 넙치에서 분리된 Miamiensis avidus 사이에 다양한 ...
섬모충 스쿠티카는 기회감염 기생충이며 어류와 갑각류에 심각한 폐사를 유발하는데 우리나라에서는 넙치에서 높은 폐사를 일으켜 문제가 되는 기생충이다. 감염에서 회복된 넙치는 방어면역을 획득하는 것으로 생각되나 자연감염에서 회복된 어류가 실제로 방어면역을 획득하는지에 대한 증거는 아직 부족하다. 본 연구에서는 양식장에서 스쿠티카 섬모충에 자연 감염된 넙치에서 방어면역이 획득되어 있는지를 혈청학적 분석과 감염실험으로 확인하였다. 또한 최근 연구에서 넙치에서 분리된 Miamiensis avidus 사이에 다양한 혈청형이 존재함이 밝혀졌으며 충이 넙치의 면역으로부터 살아남기 위하여 i 항원에 돌연변이를 일으킬 가능성이 제기되고 있는데, 본 연구에서는 생존어에서 재분리된 충의 항혈청에 대한 반응이 감염 동안에 변하는지에 대해 알아보았다.
스쿠티카 섬모충에 자연 감염된 넙치를 양식장에서 대학시설로 옮겨와 포르말린 약욕을 병행하면서 사육하여 생존어만을 확보하였다. 어체내에 형성된 항체를 측정하기 위해서 고정/응집 분석의 혈청학적 방법을 사용하였으며, 스쿠티카충에 자연 감염된 넙치의 체내에 YS2 혈청형에 대한 항체의 형성을 확인하였다. 이후 자연 감염된 넙치에서 생성된 혈청과 동일한 혈청형인 YS2 strain와 다른 혈청형인 SJF-03B strain를 동일한 농도로 복강에 감염시켰다.
스쿠티카충에 자연 감염되었다가 생존한 넙치혈청의 YS2 strain에 대한 고정/응집역가는 최대 256.0이었으며, 응집이 일어나지 않는 개체도 있었다. SJF-03B strain에 대한 고정/응집역가는 모두 4.0 이하였다. 이로써 자연감염에서 회복한 넙치는 모두 YS2와 동일한 한 가지 혈청형 타입에 감염되었었으며, 회복된 개체는 체내에 충에 대한 항체를 생성하고 있음을 알 수 있었다. 이들 넙치에 칩을 심어 개체별로 인식한 후에 혈청을 취하여 개체별 고정/응집가를 측정한 후에, 생존한 넙치가 예전 감염되었던 혈청형과 동일한 혈청형에 속하는 YS2 strain과 다른 혈청형에 속하는 SJF-03B로 2차례의 감염실험을 실시하였다. 첫 번째 감염실험에서 4.6 x 106/500㎕/마리의 농도로 YS2 strain을 접종한 실험구의 폐사율은 11.11%였고, SJF-03B strain을 실험구는 폐사율 70%였다. 두 번째 감염실험에서 동일한 3.34 x 106/500㎕/마리의 농도로 YS2 strain을 접종한 실험구의 폐사율은 50%였고, SJF-03B strain을 실험구는 폐사율 90%에 도달하는 것을 볼 수 있었다.
첫 번째 감염실험에서 YS2 strain 공격 감염에서 살아남은 개체의 공격감염 전의 YS2 strain에 대한 고정/응집역가 역가는 59.3±16.9, 보체반응 역가는 85.5±31.7이었다. 반면 폐사한 개체의 YS2 strain에 대한 고정/응집역가 역가는 4.0 이하, 보체역가는 10.0±4.3였다. 두 번째 감염실험에서 YS2 strain 공격 감염에서 살아남은 개체의 공격감염 전의 YS2 strain에 대한 고정/응집역가는 179.2±28.0, 보체반응 역가는 34.4±21.5였다. 반면 폐사한 개체의 YS2 strain에 대한 고정/응집역가는 33.6±8.0, 보체역가는 20.0±4.8이었다. 이로부터 이전에 자연 감염되었던 혈청형과 동일한 혈청형을 감염시키면 고정/응집가가 높은 개체의 생존율이 높은 경향이 있는 것을 볼 수 있었다. 그러나 다른 혈청형인 SJF-03B의 감염에 대해서는 생존여부와 고정/응집역가 및 보체가는 연관이 없었다.
폐사한 넙치에서 재분리된 YS2 strain을 세척하여 바로 YS2항혈청과 반응시켰을 때 고정/응집역가는 8.0~32.0이나 in vitro에서 배양하면 128.0~256.0로 회복이 되었으며, SJF-03B도 동일한 경향을 보였으므로 충체가 숙주에서 살아남기 위하여 충체표면항원인 i항원의 변이를 일으키는 것은 아닌 것으로 생각되었다.
본 실험의 결과로 스쿠티카 섬모충 M. avidus는 종 내에 서로 다른 혈청형을 가지고 있으며 혈청형 의존적인 면역을 유도하는 것을 확인하였다. 또한 넙치에서의 방어면역은 90일 이상 유지할 수 있었고, 높은 역가의 항체를 가진 넙치는 공격 감염에 저항성 가졌다. 그러나 다른 혈청형에 대한 공격 감염에는 저항성을 가지지 못하는 것이 관찰되었다. 폐사어에서 취한 섬모충은 토끼 항혈청 반응으로 원래의 응집가를 유지하고 있었으므로 스쿠티카충의 i 항원은 변화하지 않는다고 생각된다. 본 연구는 스쿠티카충 M. avidus에는 다른 혈청형이 존재하며 같은 혈청형의 섬모충에 재감염 되었을 경우에만 방어면역이 유도되므로 스쿠티카충의 백신개발을 위해서는 혈청형에 대한 고려가 필요함을 시사한다.
섬모충 스쿠티카는 기회감염 기생충이며 어류와 갑각류에 심각한 폐사를 유발하는데 우리나라에서는 넙치에서 높은 폐사를 일으켜 문제가 되는 기생충이다. 감염에서 회복된 넙치는 방어면역을 획득하는 것으로 생각되나 자연감염에서 회복된 어류가 실제로 방어면역을 획득하는지에 대한 증거는 아직 부족하다. 본 연구에서는 양식장에서 스쿠티카 섬모충에 자연 감염된 넙치에서 방어면역이 획득되어 있는지를 혈청학적 분석과 감염실험으로 확인하였다. 또한 최근 연구에서 넙치에서 분리된 Miamiensis avidus 사이에 다양한 혈청형이 존재함이 밝혀졌으며 충이 넙치의 면역으로부터 살아남기 위하여 i 항원에 돌연변이를 일으킬 가능성이 제기되고 있는데, 본 연구에서는 생존어에서 재분리된 충의 항혈청에 대한 반응이 감염 동안에 변하는지에 대해 알아보았다.
스쿠티카 섬모충에 자연 감염된 넙치를 양식장에서 대학시설로 옮겨와 포르말린 약욕을 병행하면서 사육하여 생존어만을 확보하였다. 어체내에 형성된 항체를 측정하기 위해서 고정/응집 분석의 혈청학적 방법을 사용하였으며, 스쿠티카충에 자연 감염된 넙치의 체내에 YS2 혈청형에 대한 항체의 형성을 확인하였다. 이후 자연 감염된 넙치에서 생성된 혈청과 동일한 혈청형인 YS2 strain와 다른 혈청형인 SJF-03B strain를 동일한 농도로 복강에 감염시켰다.
스쿠티카충에 자연 감염되었다가 생존한 넙치혈청의 YS2 strain에 대한 고정/응집역가는 최대 256.0이었으며, 응집이 일어나지 않는 개체도 있었다. SJF-03B strain에 대한 고정/응집역가는 모두 4.0 이하였다. 이로써 자연감염에서 회복한 넙치는 모두 YS2와 동일한 한 가지 혈청형 타입에 감염되었었으며, 회복된 개체는 체내에 충에 대한 항체를 생성하고 있음을 알 수 있었다. 이들 넙치에 칩을 심어 개체별로 인식한 후에 혈청을 취하여 개체별 고정/응집가를 측정한 후에, 생존한 넙치가 예전 감염되었던 혈청형과 동일한 혈청형에 속하는 YS2 strain과 다른 혈청형에 속하는 SJF-03B로 2차례의 감염실험을 실시하였다. 첫 번째 감염실험에서 4.6 x 106/500㎕/마리의 농도로 YS2 strain을 접종한 실험구의 폐사율은 11.11%였고, SJF-03B strain을 실험구는 폐사율 70%였다. 두 번째 감염실험에서 동일한 3.34 x 106/500㎕/마리의 농도로 YS2 strain을 접종한 실험구의 폐사율은 50%였고, SJF-03B strain을 실험구는 폐사율 90%에 도달하는 것을 볼 수 있었다.
첫 번째 감염실험에서 YS2 strain 공격 감염에서 살아남은 개체의 공격감염 전의 YS2 strain에 대한 고정/응집역가 역가는 59.3±16.9, 보체반응 역가는 85.5±31.7이었다. 반면 폐사한 개체의 YS2 strain에 대한 고정/응집역가 역가는 4.0 이하, 보체역가는 10.0±4.3였다. 두 번째 감염실험에서 YS2 strain 공격 감염에서 살아남은 개체의 공격감염 전의 YS2 strain에 대한 고정/응집역가는 179.2±28.0, 보체반응 역가는 34.4±21.5였다. 반면 폐사한 개체의 YS2 strain에 대한 고정/응집역가는 33.6±8.0, 보체역가는 20.0±4.8이었다. 이로부터 이전에 자연 감염되었던 혈청형과 동일한 혈청형을 감염시키면 고정/응집가가 높은 개체의 생존율이 높은 경향이 있는 것을 볼 수 있었다. 그러나 다른 혈청형인 SJF-03B의 감염에 대해서는 생존여부와 고정/응집역가 및 보체가는 연관이 없었다.
폐사한 넙치에서 재분리된 YS2 strain을 세척하여 바로 YS2항혈청과 반응시켰을 때 고정/응집역가는 8.0~32.0이나 in vitro에서 배양하면 128.0~256.0로 회복이 되었으며, SJF-03B도 동일한 경향을 보였으므로 충체가 숙주에서 살아남기 위하여 충체표면항원인 i항원의 변이를 일으키는 것은 아닌 것으로 생각되었다.
본 실험의 결과로 스쿠티카 섬모충 M. avidus는 종 내에 서로 다른 혈청형을 가지고 있으며 혈청형 의존적인 면역을 유도하는 것을 확인하였다. 또한 넙치에서의 방어면역은 90일 이상 유지할 수 있었고, 높은 역가의 항체를 가진 넙치는 공격 감염에 저항성 가졌다. 그러나 다른 혈청형에 대한 공격 감염에는 저항성을 가지지 못하는 것이 관찰되었다. 폐사어에서 취한 섬모충은 토끼 항혈청 반응으로 원래의 응집가를 유지하고 있었으므로 스쿠티카충의 i 항원은 변화하지 않는다고 생각된다. 본 연구는 스쿠티카충 M. avidus에는 다른 혈청형이 존재하며 같은 혈청형의 섬모충에 재감염 되었을 경우에만 방어면역이 유도되므로 스쿠티카충의 백신개발을 위해서는 혈청형에 대한 고려가 필요함을 시사한다.
Scuticociliates are facultative parasites of aquatic animals and the histophagous members have been regarded as serious pathogens in worldwide. Among them, the species Miamiensis avidus causes high economic loss due to mass mortality of olive flounder in Korea. It is thought recovered fish could dev...
Scuticociliates are facultative parasites of aquatic animals and the histophagous members have been regarded as serious pathogens in worldwide. Among them, the species Miamiensis avidus causes high economic loss due to mass mortality of olive flounder in Korea. It is thought recovered fish could develop protective immunity against the parasite upon second time infection. However, there is no supporting data for the protective immune response of the parasite in recovered fish from natural infection. In this study, protective immune response of recovered olive flounder from natural infection was confirmed by serological analysis and experimental infection. The olive flounder naturally infected with M. avidus in a farm suffering natural outbreak were brought to the university facility. Survivals were obtained by treating the infected olive flounder in formalin in the indoor culture facility. Antibody against YS2 strain of M. avidus was detected from the survivals by immobilization/ agglutination test. Later, two different serotypes of M. avidus (YS2 and SJF-03B) were intraperitoneally injected to know relation among the serotypes, antibody titer and mortality.
Serum from recovered fish of natural outbreak exhibited high (~256) immobilization/agglutination titer with YS2 strain. However when reacted with SJF-03B strain, no immobilization/agglutination was observed. Two times experimental infection was conducted using the two serotypes (YS2 strain and SJF-03B strain) after tagging individual fish with PIT (passive integrated transponder) chip. The cumulative mortality of 4.6 x 106 ciliates injected fish was 11.11% in YS2 strain injected group and 70% in SJF-03B injected group in the first experimental infection. In second experimental infection, 3.34 x 106 ciliates injected fish had 50% mortality in YS2 strain infected and 90% mortality in SJF-03B strain infected group.
In first experimental infection, survivals from YS2 strain infection exhibited immobilization/agglutination titers of 59.3±16.9 with complement titers of 85.5±31.7 against YS2 strain. On the contrary, dead fish had complement titer of 10.0±4.3 with no immobilization/ agglutination. In second experimental infection, survivals from YS2 strain infection exhibited immobilization/agglutination titers of 179.2±28.0 with complement titers of 34.4±21.5 against YS2 strain. However, dead fish had immobilization/agglutination titers of 33.6±8.0 with complement titers of 20.0±4.8. These results show survivals exhibit high antibody titer if infected with same serogroup of strain with which they were previously infected. But no relation was observed when recovered hosts were challenged with different serogroup.
Surface i-antigen is important for immune responses and protection, and is also involved in serotype differentiation. Although other studies proposed i-antigen of M. avidus may mutate in host to evade from the host immune responses, we hypothesized i-antigen may not change. To know whether i-antigen mutation occur in host, agglutination test was conducted using re-isolated M. avidus from the experimentally infected fish. Re-isolated YS2 strain taken from a dead fish showed very low immobilization/agglutination titer against anti-rabbit YS2 serum (8~32). However, prolonged culture in in vitro condition could recover high immobilization/agglutination titer (128~256) means surface i-antigen was not mutated.
In conclusion, M. avidus contains different serotypes in a species with serotype dependent immune protection. In addition, the protection could maintain at least 90 days. Individuals having high antibody titers showed high survival rate. Both of re-isolated strains maintained their surface i-antigen reflecting mutation may not occur to evade host immune responses. This study also suggests serotype should be considered to develop vaccine because host protection is highly serotype specific.
Scuticociliates are facultative parasites of aquatic animals and the histophagous members have been regarded as serious pathogens in worldwide. Among them, the species Miamiensis avidus causes high economic loss due to mass mortality of olive flounder in Korea. It is thought recovered fish could develop protective immunity against the parasite upon second time infection. However, there is no supporting data for the protective immune response of the parasite in recovered fish from natural infection. In this study, protective immune response of recovered olive flounder from natural infection was confirmed by serological analysis and experimental infection. The olive flounder naturally infected with M. avidus in a farm suffering natural outbreak were brought to the university facility. Survivals were obtained by treating the infected olive flounder in formalin in the indoor culture facility. Antibody against YS2 strain of M. avidus was detected from the survivals by immobilization/ agglutination test. Later, two different serotypes of M. avidus (YS2 and SJF-03B) were intraperitoneally injected to know relation among the serotypes, antibody titer and mortality.
Serum from recovered fish of natural outbreak exhibited high (~256) immobilization/agglutination titer with YS2 strain. However when reacted with SJF-03B strain, no immobilization/agglutination was observed. Two times experimental infection was conducted using the two serotypes (YS2 strain and SJF-03B strain) after tagging individual fish with PIT (passive integrated transponder) chip. The cumulative mortality of 4.6 x 106 ciliates injected fish was 11.11% in YS2 strain injected group and 70% in SJF-03B injected group in the first experimental infection. In second experimental infection, 3.34 x 106 ciliates injected fish had 50% mortality in YS2 strain infected and 90% mortality in SJF-03B strain infected group.
In first experimental infection, survivals from YS2 strain infection exhibited immobilization/agglutination titers of 59.3±16.9 with complement titers of 85.5±31.7 against YS2 strain. On the contrary, dead fish had complement titer of 10.0±4.3 with no immobilization/ agglutination. In second experimental infection, survivals from YS2 strain infection exhibited immobilization/agglutination titers of 179.2±28.0 with complement titers of 34.4±21.5 against YS2 strain. However, dead fish had immobilization/agglutination titers of 33.6±8.0 with complement titers of 20.0±4.8. These results show survivals exhibit high antibody titer if infected with same serogroup of strain with which they were previously infected. But no relation was observed when recovered hosts were challenged with different serogroup.
Surface i-antigen is important for immune responses and protection, and is also involved in serotype differentiation. Although other studies proposed i-antigen of M. avidus may mutate in host to evade from the host immune responses, we hypothesized i-antigen may not change. To know whether i-antigen mutation occur in host, agglutination test was conducted using re-isolated M. avidus from the experimentally infected fish. Re-isolated YS2 strain taken from a dead fish showed very low immobilization/agglutination titer against anti-rabbit YS2 serum (8~32). However, prolonged culture in in vitro condition could recover high immobilization/agglutination titer (128~256) means surface i-antigen was not mutated.
In conclusion, M. avidus contains different serotypes in a species with serotype dependent immune protection. In addition, the protection could maintain at least 90 days. Individuals having high antibody titers showed high survival rate. Both of re-isolated strains maintained their surface i-antigen reflecting mutation may not occur to evade host immune responses. This study also suggests serotype should be considered to develop vaccine because host protection is highly serotype specific.
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