[논문]구제역의 병인론과 숙주와의 상호작용

박종현; 이광녕; 김수미; 고영준; 이향심; 조인수

구제역의 병인론과 숙주와의 상호작용
Pathogenesis and Host Interaction of Foot-and-mouth Disease 원문보기

Journal of veterinary clinics = 한국임상수의학회지, v.28 no.1 = no.78, 2011년, pp.113 - 121

박종현 (국립수의과학검역원) , 이광녕 (국립수의과학검역원) , 김수미 (국립수의과학검역원) , 고영준 (국립수의과학검역원) , 이향심 (국립수의과학검역원) , 조인수 (국립수의과학검역원)

Abstract ▼ AI-Helper

Foot-and-mouth disease (FMD) is a severe vesicular disease of cloven-hoofed animals including domesticated ruminants and pigs. Acute clinical signs may be mild in sheep and goats but are associated with lameness in pigs and mouth lesions with vesicles in cattle. The required condition for a successful pathogen appears to be the ability to counteract both the host innate and adaptive immune response. FMD virus (FMDV) inhibits the induction of antiviral molecules and interferes with the secretory pathway in the infected cell. The surface expression of Major Histocompatibility Complex (MHC) class I molecules is reduced in infected cells. Thus, the ability of the host to recognize and eliminate virus infected cells is decreased. Furthermore, FMDV infection results in a rapid, but transient lymphopenia, reducing the number of T and B cells, and affecting T cell function. The virus appears to premature apoptosis-mediated cell death because it has a very short replication cycle and is able to rapidly produce large amounts of virus. FMDV engages the host protective response at multiple steps to ensure its effective replication and pathogenesis. This review describes the recent pathological and immunological studies to overcome the powerful abilities of FMDV to counteract defense mechanism of host.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

구제역이 감염되어 동물에서 증상을 유도하는 과정과 그 병성 기전을 이해하여 질병의 증상을 감별하는 것은 임상에 있어서 매우 중요하며, 바이러스와 동물의 면역학적 상호작용은 질병을 근원적으로 차단하고, 지구상의 구제역 근절을 위한 여러 예방전략을 연구하는 데 중요한 요소가 될 수 있을 것이다. 따라서 본 논문에서는 FMDV가 일으키는 질병의 본질을 이해하기 위하여 바이러스가 동물에서 질병을 일으키기까지의 상호작용과 병성 유발과정 및 병인기전 등에 대하여 현재까지 밝혀진 연구 결과들을 토대로 고찰해 보고자 하였다.

성능/효과

구제역 감염시 바이러스의 엄청난 복제량으로 공기전파에 민감한 소, 염소 등의 반추수에 공기전파가 가능하게 하나 돼지는 공기전파에는 민감하지 않다(20). 또한 감염된 동물에서 공통적인 증상으로는 발열, 식욕부진, 침울, 구강 및 족부에 수포증상을 보이며, 젖을 생산하는 동물은 유량의 감소를 보인다. 소에서는 주로 구강 병변이 일어나며, 돼지에서는 족부병변 그리고 염소에서는 임상증상이 다른 동물에 비해 뚜렷하지 않으나 증상이 나오기 전 바이러스를 배출하는 특징을 지니고 있으며, 돼지는 동물 중 가장 많은 바이러스양을 배출하는 증폭숙주로 전파에 중요한 역할을 하고 있다(21).
염증성 사이토카인 TNF-α가 감염세포에 존재하여 숙주의 방어면역에 역할을 할 것으로 생각되었다.
2000년 이후 분리된 동아시아 바이러스의 동물접종 실험에서는 바이러스 분리주 마다 전염력에 차이가 있는 것으로 확인되었다(Table 2). 우리나라에서 분리된 2000년 구제역바이러스(O/SKR/2000)는 소에서만 발생되었으나 감염 실험 결과 소와 돼지에 모두 감염되는 것으로 확인되었다. 접종 후 48시간에 수포형성과 심한 유연 증상을 보였다.
감염초기 병변은 현미경 검경에 의해서만 확인할 수 있고 육안이나 조직 병리학적 변화가 없는 정상 피부로 보인다. 첫 번째 조직 병리학적 변화는 각질화 중층 편평 상피에서 관찰될 수 있고, 풍선모양 변성(ballooning degeneration)이 증가하고, 가시층(stratum spinosum, 유극층)에서 세포질은 호산구성 염색상이 증가되며, 진피 내에 세포간 종창이 시작된다. 이후 괴사(necrosis)가 이어지고, 이어 단핵구 그리고 과립구가 침윤된다(Fig 1).

후속연구

구제역이 감염되어 동물에서 증상을 유도하는 과정과 그 병성 기전을 이해하여 질병의 증상을 감별하는 것은 임상에 있어서 매우 중요하며, 바이러스와 동물의 면역학적 상호작용은 질병을 근원적으로 차단하고, 지구상의 구제역 근절을 위한 여러 예방전략을 연구하는 데 중요한 요소가 될 수 있을 것이다. 따라서 본 논문에서는 FMDV가 일으키는 질병의 본질을 이해하기 위하여 바이러스가 동물에서 질병을 일으키기까지의 상호작용과 병성 유발과정 및 병인기전 등에 대하여 현재까지 밝혀진 연구 결과들을 토대로 고찰해 보고자 하였다.
또한 구제역 근절에 있어서 중요한 것은 오랫동안 바이러스를 갖는 캐리어 상태를 유지하는 동물이 존재한다 것과(21), 감염동물과는 다르게 예방을 위해 백신접종 후에는 그 면역 유지기간이 짧다는 것으로(12), 지속감염을 면역학적으로 원천적으로 봉쇄하는 방법과 면역형성 기간을 늘리는 방법 등이 당면과제 일 것이다. 따라서 구제역바이러스의 특징인 바이러스의 빠른 증식력, 높은 역가 및 변이형성을 억제할 수 있는 방법의 개발과 숙주의 면역학적인 극복을 위해 인위적으로 사용할 수 있는 사이토카인 및 면역자극 물질 등의 사용을 이용한 선천, 능동 면역학적 대응 방안 및 바이러스 또는 숙주세포 수용체의 인위적 변화 등을 통해 바이러스의 증식을 억제할 수 있는 방법도 개발되어야 한다. 현재의 불활화백신은 전신면역이 유도되도록 고안된 백신으로 점막면역의 형성은 어렵다고 알려져있다.
따라서 공기전파의 위험으로부터 감염부위인 경구개를 통한 국소 감염을 완전히 방어하는 방법의 개발은 풀어야 할 숙제가 되었다. 이에 따라 비경구 접종으로도 점막면역을 올릴 수 있는 방법이 중요하므로 집중적 연구가 필요할 것이다. 구제역 면역에서 가장 중요한 세포로 알려진 수지상세포에 대한 연구는 백신접종시 방어에 관련하여 중요한 요소로 알려져 있으며, 점막표면으로 회귀되는 면역반응과 바이러스의 배출 등을 보다 면밀하게 연구하는 것은 구제역에 관한 면역학의 진보에 있어서 중요한 과제가 될 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	구제역 바이러스는 무엇에 속하는가?	구제역 바이러스 (Foot-and-mouth disease virus, FMDV)는 Picornaviridae과 Aphthovirus 속에 속한다(3). 33종의 가축과 야생동물에서 수포성 질환인 구제역의 원인이 된다(5).
	구제역바이러스는 어느 부위에 감염되는가?	구제역바이러스는 대부분 호흡기의 인두부 상피세포에 감염된다. 바이러스는 상부 호흡기 상피세포와 폐, 특히 폐의 호흡기 세기관지 상피세포에서 증식된다.
	구제역 바이러스의 7가지 혈청형으로 무엇이 있는가?	33종의 가축과 야생동물에서 수포성 질환인 구제역의 원인이 된다(5). FMDV는 7가지 혈청형이 확인되었으며 O, A, C, South African Territories (SAT) 1, SAT 2, SAT 3 및 Asia 1이다. FMDV는 넓은 숙주 영역, 높은 전염력, 매우 빠른 복제효율을 특징으로 하여 접촉전파 또는 공기 전파 등 여러 가지의 경로로 질병이 전파되며(20), 반추동물에서는 무증상으로 지속감염의 원인이 될 수 있어 근절하기 어렵게 만든다(21).

참고문헌 (31)

Alexandersen S, Mowat N. Foot-and-mouth disease: host range and pathogenesis. Curr Top Microbiol Immunol 2005; 288: 9-42.

상세보기
Alexandersen S, Zhang Z, Donaldson AI, Garland AJ. The pathogenesis and diagnosis of foot-and-mouth disease. J Comp Pathol 2003; 129: 1-36.

상세보기
Bachrach HL. Foot-and-mouth disease. Annu Rev Microbiol 1968; 22: 201-244.

상세보기
Bae YC, Yoon SS, Kang KI, Roh IS, Kim HJ, So BJ, Park JW, Jean YH, Kang MI. Clinical signs and pathological lesions of foot-and-mouth disease in pigs, Korea. J Vet Clin 2004; 21: 172-176.
Barnett PV, Cox SJ. The role of small ruminants in the epidemiology and transmission of foot-and-mouth disease. Vet J 1999; 158: 6-13.

상세보기
Chinsangaram J, Koster M, Grubman MJ. Inhibition of Ldeleted foot-and-mouth disease virus replication by alpha/beta interferon involves double-stranded RNA-dependent protein kinase. J Virol 2001; 75: 5498-5503.

상세보기
Donaldson AI, Kitching RP. Transmission of foot-and-mouth disease by vaccinated cattle following natural challenge. Res Vet Sci 1989; 46: 9-14.

상세보기
Duque H, Baxt B. Foot-and-mouth disease virus receptors: comparison of bovine alpha(V) integrin utilization by type A and O viruses. J Virol 2003; 77: 2500-2511.

상세보기
Falk MM, Sobrino F, Beck E. VPg gene amplification correlates with infective particle formation in foot-and-mouth disease virus. J Virol 1992; 66: 2251-2260.

상세보기
Grubman MJ, Moraes MP, Diaz-San Segundo F, Pena L, de los Santos T. Evading the host immune response: how foot-andmouth disease virus has become an effective pathogen. FEMS Immunol Med Microbiol 2008; 53: 8-17.
Jackson T, Blakemore W, Newman JW, Knowles NJ, Mould AP, Humphries MJ, King AM. Foot-and-mouth disease virus is a ligand for the high-affinity binding conformation of integrin alpha5beta1: influence of the leucine residue within the RGDL motif on selectivity of integrin binding. J Gen Virol 2000; 81: 1383-1391.

상세보기
Juleff N, Windsor M, Reid E, Seago J, Zhang Z, Monaghan P, Morrison IW, Charleston B. Foot-and-mouth disease virus persists in the light zone of germinal centres. PLoS One 2008; 3: e3434.
Mason PW, Grubman MJ, Baxt B. Molecular basis of pathogenesis of FMDV. Virus Res 2003; 91: 9-32.

상세보기
Merono A, Lucena C, Lopez A, Garrido JJ, Perez de LL, Llanes D. Immunohistochemical analysis of beta3 integrin (CD61): expression in pig tissues and human tumors. Histol Histopathol 2002; 17: 347-352.

상세보기
Moon SH, Yang JS. Pathogenesis, Diagnosis, and Prophylactic Vaccine Development for Foot-and-Mouth Disease. J Korean Soc Appl Biol Chem 2005; 48: 301-310.
Neff S, Mason PW, Baxt B. High-efficiency utilization of the bovine integrin alpha(v)beta(3) as a receptor for foot-andmouth disease virus is dependent on the bovine beta(3) subunit. J Virol 2000; 74: 7298-7306.

상세보기
Neff S, Sa-Carvalho D, Rieder E, Mason PW, Blystone SD, Brown EJ, Baxt B. Foot-and-mouth disease virus virulent for cattle utilizes the integrin alpha(v)beta3 as its receptor. J Virol 1998; 72: 3587-3594.

상세보기
Oem JK, Yeh MT, McKenna TS, Hayes JR, Rieder E, Giuffre AC, Robida JM, Lee KN, Cho IS, Fang X, Joo YS, Park JH. Pathogenic characteristics of the Korean 2002 isolate of footand- mouth disease virus serotype O in pigs and cattle. J Comp Pathol 2008; 138: 204-214.

상세보기
Pacheco JM, Henry TM, O'Donnell VK, Gregory JB, Mason PW. Role of nonstructural proteins 3A and 3B in host range and pathogenicity of foot-and-mouth disease virus. J Virol 2003; 77: 13017-13027.

상세보기
Park JH, Lee KN, Kim SM, Ko YJ, Lee HS, Heo EJ, Kweon CH, Yang CH. The condition for air-borne transmission of footand- mouth disease. Kor J Vet Publ Hlth 2008; 32: 205-212.

상세보기
Park JH, Lee KN, Kim SM, Ko YJ, Lee HS, Heo EJ, Kweon CH, Yang CH. Role of persistent infection in the transmission of foot-and-mouth disease. Kor J Vet Publ Hlth 2008; 32: 189-197.

상세보기
Peng JM, Liang SM, Liang CM. VP1 of foot-and-mouth disease virus induces apoptosis via the Akt signaling pathway. J Biol Chem 2004; 279: 52168-52174.

상세보기
Pfaff E, Thiel HJ, Beck E, Strohmaier K, Schaller H. Analysis of neutralizing epitopes on foot-and-mouth disease virus. J Virol 1988; 62: 2033-2040.

상세보기
Sa-Carvalho D, Rieder E, Baxt B, Rodarte R, Tanuri A, Mason PW. Tissue culture adaptation of foot-and-mouth disease virus selects viruses that bind to heparin and are attenuated in cattle. J Virol 1997; 71: 5115-5123.

상세보기
Sakamoto K, Yoshida K. Pathogenicity of the Japanese isolate of foot-and-mouth disease virus, O/JPN/2000, to clovenhoofed animals. 2002. http://niah.naro.affrc.go.jp/publication/seikajoho2/2002/niah02025.html.
Sanz-Parra A, Sobrino F, Ley V. Infection with foot-and-mouth disease virus results in a rapid reduction of MHC class I surface expression. J Gen Virol 1998: 79 (Pt 3): 433-436.
Sobrino F, Domingo E. Foot and mouth disease current perspectives Horizon Bioscience, 2004; 173-222.
Sobrino F, Saiz M, Jimenez-Clavero MA, Nunez JI, Rosas MF, Baranowski E, Ley V. Foot-and-mouth disease virus: a long known virus, but a current threat. Vet Res 2001; 32: 1-30.

상세보기
Summerfield A, Guzylack-Piriou L, Harwood L, McCullough KC. Innate immune responses against foot-and-mouth disease virus. current understanding and future directions. Vet Immunol Immunopathol 2009; 128: 205-210.

상세보기
Sur JH, Shin JH, Luobroth J, Yeh M, Ku BK, Choi KS, Kweon BJ, Sohn HJ, Ko YJ, Choi CU, Kwon CH, Kim JY, An SH, Kim KS, Moon OK, Kim JH, Choi SH, Lee HG, Hwang EK, Kim SB, Kang SS, Kim OK. In vivo characterization and transmission of Korean foot-and-mouth disease virus (FMDV). Korean J Vet Res 2000; 40: 719-727.
Tai WC, Hsieh HJ, Wu MT. Hand, foot and mouth disease in a healthy adult caused by intrafamilial transmission of enterovirus 71. Br J Dermatol 2009; 160: 890-892.

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