양돈장 살모넬라 혈청 양성율과 도축돈 살모넬라균 분리율의 상관관계 및 분리 균주의 항생제 내성 Correlation between the Salmonella seroprevalence on farms and the isolation rate from slaughtered pigs and antimicrobial resistance from the isolates원문보기
Salmonella spp. are one of the most common bacteria that causes heavy losses in swine industry and have implications for public health. In this study, the correlation between Salmonella seroprev-alence on farms and the isolation rate from slaughtered pigs was analyzed and the antimicrobial resistanc...
Salmonella spp. are one of the most common bacteria that causes heavy losses in swine industry and have implications for public health. In this study, the correlation between Salmonella seroprev-alence on farms and the isolation rate from slaughtered pigs was analyzed and the antimicrobial resistance of the isolated Salmonella spp. was investigated. A total of 3,001 serum samples for ELISA were collected from 17 farms during two consecutive years (2012-2013). The mean values of ELISA OD% for each 8 age groups were as follows; gilt 27.83 (n=472), sow 23.75 (n=367), 150 days (d) of pig 16.53 (n=278), 130 d 11.87 (n=366), 100 d 9.46 (n=378), 20 d 9.17 (n=394), 70 d 6.56 (n=382), 40 d 3.72 (n=364). From July 2013 to January 2014, a total of 53 (8.0%) Salmonella strains were isolated from 665 slaughtered pigs shipped from those 17 farms. The mean values of ELISA OD% for each age groups serum samples that were collected in the second half of 2013 showed a positive correlation at 100 d (0.61, P<0.05), 130 d (0.45, P<0.1) with the isolation rate of Salmonella spp. in the slaughtered pigs. All the isolates were identified by a real-time PCR and tested for antimicrobial susceptibility. As a result, the predominant serovar was S. Typhimurium (52.8%) and there were 15 strains showing their own antimicrobial resistance pattern. All strains were susceptible to amoxicillin, cefepime, ciprofloxacin and some of them were resistant to streptomycin and tetracycline (60%), ampicillin (53.3%), chloramphenicol (33.3%), respectively.
Salmonella spp. are one of the most common bacteria that causes heavy losses in swine industry and have implications for public health. In this study, the correlation between Salmonella seroprev-alence on farms and the isolation rate from slaughtered pigs was analyzed and the antimicrobial resistance of the isolated Salmonella spp. was investigated. A total of 3,001 serum samples for ELISA were collected from 17 farms during two consecutive years (2012-2013). The mean values of ELISA OD% for each 8 age groups were as follows; gilt 27.83 (n=472), sow 23.75 (n=367), 150 days (d) of pig 16.53 (n=278), 130 d 11.87 (n=366), 100 d 9.46 (n=378), 20 d 9.17 (n=394), 70 d 6.56 (n=382), 40 d 3.72 (n=364). From July 2013 to January 2014, a total of 53 (8.0%) Salmonella strains were isolated from 665 slaughtered pigs shipped from those 17 farms. The mean values of ELISA OD% for each age groups serum samples that were collected in the second half of 2013 showed a positive correlation at 100 d (0.61, P<0.05), 130 d (0.45, P<0.1) with the isolation rate of Salmonella spp. in the slaughtered pigs. All the isolates were identified by a real-time PCR and tested for antimicrobial susceptibility. As a result, the predominant serovar was S. Typhimurium (52.8%) and there were 15 strains showing their own antimicrobial resistance pattern. All strains were susceptible to amoxicillin, cefepime, ciprofloxacin and some of them were resistant to streptomycin and tetracycline (60%), ampicillin (53.3%), chloramphenicol (33.3%), respectively.
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문제 정의
이번 연구는 경기지역 소재 양돈농가의 살모넬라 항체 양성률과 도축장 균 분리율의 상관관계를 분석하고, 공중보건학적으로 중요한 S. Typhimurium과 S. Enteritidis의 혈청형 분포도 조사와 항생제 감수성 검사를 통해 농장에서의 치료 및 예방대책을 수립하고 식육 위험요소의 근본적인 해결방안을 제시하고자 수행하였다.
제안 방법
도말 후 10분 이내에 항생제 디스크를 dispenser로 접종한 후 35℃에서 16∼18시간 배양 후, 디스크 주위 균 억제대의 크기를 측정하여 항생제에 대한 내성과 감수성 여부를 판정하였다.
분리된 혈청은 10일 안에 검사에 사용되었으며, OD 측정은 제조사의 매뉴얼에 따라 ELISA kit (Labor, Germany)을 사용하여 흡광도(450 nm)를 측정한 후 각 샘플에 대한 OD (optical density)%값을 계산하였다. 검사 결과는 OD%값이 10 이하일 경우 음성, 10 이상이고 20 미만일 경우 의심, 20 이상일 경우 양성으로 판정하였다.
살모넬라 균주 4∼5개 집락을 Mueller-Hinton broth (Difco, USA)에 접종하여 35℃에서 2∼6시간 배양시킨 후, McFarland 탁도가 0.5가 되도록 조정한 후 멸균된 면봉을 이용하여 Mueller-Hinton agar (Difco, USA)에 멸균 면봉으로 도말하였다.
채취한 장간막림프절은 주위 지방조직을 제거한 후, 약 2∼3 g의 림프절을 전자동균질화장비(Precellys 24, France)를 이용하여 균질화 하였다.
대상 데이터
2012년부터 2013년까지 경기도 지역 17개 돼지사육 농장(화성 10, 김포 5, 의왕 1, 연천 1)을 대상으로 일령별로 20, 40, 70, 100, 130, 150일령, 후보돈, 모돈 8단계로 구분하여 농가당 최소 40두에서 최대 313두까지 총 3,001두의 혈액을 채취하였다. 또한 2013년 7월부터 2014년 1월까지 이들 농가로부터 관내 도축장(부천 농협, 안양 협신, 화성 스마일)에 출하된 돼지에서 농가당 최소 20두에서 최대 60두까지 총 665두의 장간막림프절을 채취하여 각각 멸균된 50 mL 튜브에 담아 냉장상태를 유지하며 실험실로 옮겼다.
2012년부터 2013년까지 경기도 지역 17개 돼지사육 농장(화성 10, 김포 5, 의왕 1, 연천 1)을 대상으로 일령별로 20, 40, 70, 100, 130, 150일령, 후보돈, 모돈 8단계로 구분하여 농가당 최소 40두에서 최대 313두까지 총 3,001두의 혈액을 채취하였다. 또한 2013년 7월부터 2014년 1월까지 이들 농가로부터 관내 도축장(부천 농협, 안양 협신, 화성 스마일)에 출하된 돼지에서 농가당 최소 20두에서 최대 60두까지 총 665두의 장간막림프절을 채취하여 각각 멸균된 50 mL 튜브에 담아 냉장상태를 유지하며 실험실로 옮겼다.
75 µg), chloramphenicol (C, 30 µg) 등 14종을 사용하였다. 항생제 감수성 검사의 표준균주로는 E. coli ATCC 25922를 사용하였으며, 같은 농장에서 분리된 2개 이상의 균주에서 감수성 양상이 동일할 경우 1개의 균주만을 실험 결과로 이용하였다.
데이터처리
2012년부터 2013년까지 조사된 일령별(20, 40, 70, 100, 130, 150일, 후보돈, 모돈) 8개 그룹의 ELISA 평균 OD% 값에 대해 분산분석(Ducan's Multiple Range Test)을 실시하였으며, 반기 단위로 일령별 항체 양성률과 2013년 7월부터 2014년 1월까지 도축장 균 분리율과의 상관분석을 실시하였다.
2012년부터 2013년까지 조사된 일령별(20, 40, 70, 100, 130, 150일, 후보돈, 모돈) 8개 그룹의 ELISA 평균 OD% 값에 대해 분산분석(Ducan's Multiple Range Test)을 실시하였으며, 반기 단위로 일령별 항체 양성률과 2013년 7월부터 2014년 1월까지 도축장 균 분리율과의 상관분석을 실시하였다. 통계 처리는 SAS를 이용하였다.
이론/모형
분리된 살모넬라균에 대한 항생제 감수성 검사 및 판정은 Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI, 2014)의 기준에 따라 실시하였다. 살모넬라 균주 4∼5개 집락을 Mueller-Hinton broth (Difco, USA)에 접종하여 35℃에서 2∼6시간 배양시킨 후, McFarland 탁도가 0.
성능/효과
15개 균주에 대한 항생제 내성율은 streptomycin (60%), tetracycline (60%), ampicillin (53.3%), chloramphenicol (33.3%), gentamicin (26.7%), ceftiofur (20%), neomycin (20%), nalidixic acid (20%), trimethoprim/ sulfamethoxazole (13.3%) 순으로 나타났다(Table 3). 항생제 내성 패턴은 총 11가지로 내성이 없는 유형이 3주(20.
17개 농장에서 출하된 도축돈 665두를 검사한 결과 11개 농장(64.7%), 53두(8.0%)에서 살모넬라균이 분리되었다. 분리균주 53주를 동정한 결과 S.
2012년부터 2013년까지 일령별 OD%값에 대한 분산분석 결과 20일령 9.17DE, 40일령 3.73F, 70일령 6.56EF, 100일령 9.46DE, 130일령 11.87D, 150일령 16.53C, 후보돈 23.75B, 모돈 27.83A로 나타났는데 이중 40일령에서 가장 낮았다(P＜0.001, Fig. 1).
2년 동안 17개 농장에서 수집된 3,001점의 혈청에 대한 ELISA를 이용한 항체검사 결과 양성률과 의심 률은 전체 평균 각각 24.1%와 12.7%로 나타났다. 농장별 항체 양성률과 의심률은 각각 4.
분리된 혈청은 10일 안에 검사에 사용되었으며, OD 측정은 제조사의 매뉴얼에 따라 ELISA kit (Labor, Germany)을 사용하여 흡광도(450 nm)를 측정한 후 각 샘플에 대한 OD (optical density)%값을 계산하였다. 검사 결과는 OD%값이 10 이하일 경우 음성, 10 이상이고 20 미만일 경우 의심, 20 이상일 경우 양성으로 판정하였다.
경기도내 17개 양돈장에서 출하된 도축돈 665두를 검사한 결과 8.0% (53두)의 균 분리율을 보였으며, 분리균주를 동정한 결과 S. Typhimurium이 52.8% (28/53)를 차지하여 가장 우세한 혈청형으로 확인되었다. 이들 양돈장의 3,001두에 대한 사육단계별 살모넬라 항체 ELISA 검사 결과 평균 OD%값의 일령별 분산분석 결과 후보돈(27.
농장별 살모넬라균 분리율(도축장)과 항체 양성률 (양돈장)과의 상관관계를 분석하기 위해 검사기간이 가장 근접한 2013년 하반기 혈청검사 결과와 균 분리 율의 상관분석을 실시한 결과 100일령 0.61**, 130일령 0.45*로 양의 상관관계가 나타났고(Table 5), 2013년 상반기 이전의 검사결과는 연관성을 보이지 않았다(Data not shown). Bahnson 등(2005)은 미국 중서부 30개 농장을 대상으로 도축출하 40시간 이내의 돼지분변(11.
6% (10/15) 로 나타냈다. 다재내성 패턴으로는 ampicillin, tetracycline (2종), ampicillin, neomycin, streptomycin, tetracycline, chloramphenicol (5종)이 각각 2주씩 확인되었다.
또한 평균 ELISA OD%값의 일령별 그룹 간 Duncan's Multiple Range Test 결과 6개(A∼F) 단계로 분류되었고, 후보돈(27.83A), 모돈(23.75B), 150일령 (16.53C), 130일령(11.87D), 100일령(9.46DE), 20일령 (9.17DE), 70일령(6.56EF), 40일령(3.73F) 순으로 나타났다(P＜0.001, Fig. 1).
또한 평균 OD%값은 전체 평균 13.94로 농장별로는 2.54∼23.48의 분포를 보였으며, 일령별로는 후보돈 27.83, 모돈 23.75, 150일령 16.53, 130일령 11.87, 100일령 9.46, 20일령 9.17, 70일령 6.56 및 40일령 3.72순으로 나타났다(Table 2).
또한, 2013년 후반 일령별 항체 양성률과 2013년 7월부터 2014년 1월까지 도축장 균 분리율과의 상관 분석 결과, 도축장 균 분리율은 100일령에 0.61**, 130일령에 0.45*로 양의 상관관계를 보였으며, 130일 령은 70일령에 0.70**, 100일령에 0.44*, 150일령에 0.67**로 양의 상관관계를 나타냈다(Table 5).
0%)에서 살모넬라균이 분리되었다. 분리균주 53주를 동정한 결과 S. Typhymurium이 28주(52.8%), 기타 혈청형이 25주(47.2%) 로 나타났으며, S. Enteritidis는 확인되지 않았다(Table 1).
이들 양돈장의 3,001두에 대한 사육단계별 살모넬라 항체 ELISA 검사 결과 평균 OD%값의 일령별 분산분석 결과 후보돈(27.83A), 모돈(23.75B), 150일령(16.53C), 130일령(11.87D), 100일령(9.46DE), 20일령 (9.17DE), 70일령(6.56EF), 40일령(3.73F)의 6개(A∼F) 단계로 분류되었으며, 농장별로 검사기간이 가장 근접한 2013년 하반기 항체 양성률과 도축장 균 분리율의 상관분석을 실시한 결과 100일령(0.61**)과 130일령 (0.45*)에 양의 상관관계가 확인되었다.
9% (114/637)의 살모넬라를 분리하였다. 이들 연구의 혈청형 조사 결과는 공통적으로 S. Typhimurium이 우세하였으며, S. Enteritidis 또한 일부 분리되었다.
또한 임상증상이 없는 건강한 보균돼지가 환경 변화나 밀사와 같은 스트레스 요인에 노출되면 분변에 살모넬라균 배출량이 증가하며 특히 도축장에 출하하는 짧은 시간동안 살모넬라균 분리 비율이 급격히 높아지는 것으로 보고되어 있다(Hurd 등, 2002; Larsen 등, 2003). 이번 연구는 비록 경기도내 적은 수의 농장을 대상으로 수행되었지만 약 8%의 도축돈에서 살모넬라균이 분리되어 그만큼 도축장에 위험요소가 상존한다는 것을 알 수 있었으며, 내장을 섭취하는 우리나라 음식문화를 고려하여 계류장과 부산물 처리시설에 좀 더 엄격한 위생관리가 요구된다고 판단된다.
도축장에서 살모넬라균 분리는 분변보다 장간막림프절에서 더 높은 분리율을 보이는 것으로 보고된 바 있다(Kim 등, 1999; Lee 등, 2003). 이번 연구에서 17개 농장의 도축돈 665두의 장간막림프절에서 살모넬라균 분리를 시도하여 11개 농장 53두(8.0%)에서 살모넬라균이 분리되었다. 이는 국내에서 조사된 Choi 등(2008)의 3.
이번 연구에서 분리된 살모넬라 53주에 대한 항생제 감수성 검사 결과 동일한 패턴을 보이는 균주를 제외한 15주 모두 amoxicillin/clavulanic acid, cefepime, ciprofloxacin에 감수성이 있었다. 반면 streptomycin과 tetracycline이 60% (9주), ampicillin 53.
0%로 확인되어 전 세계적으로 가장 널리 분포하는 혈청형임을 알 수 있었다(Futagawa 등, 2008; APHIS, 2009; EFSA, 2008). 이번 연구에서는 공중보건학적으로 중요한 S. Enteritidis와 S. Typhimurium 두 가지 혈청형에 대한 동정을 수행한 결과 S. Enteritidis는 확인되지 않았으나, S. Ty-phimurium 28주(52.8%)가 분리 되어 그동안의 국내ㆍ외 연구 결과와 마찬가지로 S. Typhimurium이 현재 경기도 지역 양돈장에 가장 널리 유행하는 혈청형임을 알 수 있었다.
이번 연구의 조사대상 17개 농장의 3,001두에 대한 살모넬라 항체 ELISA 결과 항체 양성률은 번식돈군인 모돈과 후보돈에서 가장 높았으며, 자돈에서는 40일령에 가장 낮은 수치를 보이고 이후 점차 증가하는 양상을 보였으며 OD%값 역시 유사한 결과를 보였다. 또한 평균 ELISA OD%값의 일령별 그룹 간 Duncan's Multiple Range Test 결과 6개(A∼F) 단계로 분류되었고, 후보돈(27.
9%)을 나타내었다고 하였다. 이번 조사에서 도축장에 출하된 100일, 130일령의 항체 양성률과 균 분리율이 서로 연관성이 있는 것으로 나타났지만 그 이외의 일령에서는 출하시기가 균 분리 시점과 일치하지 않아 연관성을 보이지 않았다. 이는 농장의 전체 일령에 대한 검사를 통해 도축장 균 분리율을 추정하기보다 출하 시기와 일치하는 일령으로 조사하여 도축장 오염도를 예측하는 것이 보다 효율적일 것으로 판단되며, 농장의 살모넬라 근절을 위해서는 일령별로 지속적인 모니터링을 통해 관리 하는 것이 중요한 방안이 될 것이다.
25%로 120일령에 상대적으로 높은 유병률이 확인되었다(Kim 등, 2007). 이번 조사에서도 Kim 등(2010)의 연구 결과와 마찬가지로 후보돈과 모돈에 가장 높은 항체 양성률을 보였고, 자돈에서는 일령 증가와 함께 항체 수준이 높아지는 양상을 보였다. 특히 130일령∼150일령의 항체 양성률 증가폭이 가장 커서 130일령 전후를 감염 확산시기로 판단할 수 있었으며, Kim 등(2007)의 조사에서도 120일령에 가장 높은 살모네라균 분리율이 보고된바 있어 앞으로 국내 양돈장의 120일령∼130일령의 감염인자에 대한 추가조사와 지속적인 항체 모니터링이 필요할 것으로 보인다.
3%) 순으로 나타났다(Table 3). 항생제 내성 패턴은 총 11가지로 내성이 없는 유형이 3주(20.0%), ampicillin, tetracycline 2제 내성형과 ampicillin, neomycin, streptomycin, tetracycline, chloramphenicol 5제 내성형이 각각 2주(13.3%)로 나타났고, 나머지 패턴들은 모두 1개씩 확인되었다(Table 4).
후속연구
45*)에 양의 상관관계가 확인되었다. 도축장에서 분리된 15개 균주에 대한 항생제 내성을 조사한 결과 모든 균주에서 amoxicillin/clavulanic acid, cefepime, ciprofloxacin에 감수성이 있어 양돈장의 치료제 선택에 도움이 될 것으로 기대된다.
이는 2011년 7월부터 시행된 항생제 사료첨가 전면 금지와 긴밀한 관련이 있는 것으로 보이며, 앞으로도 국내 양돈장에서 살모넬라 감염으로 인한 피해가 늘어날 것으로 예상된다. 따라서 향후 국가 차원의 지속적인 질병 모니터링과 함께 백신 도입과 같은 보다 적극적인 방역대책이 시급하다고 생각된다.
이번 조사에서 도축장에 출하된 100일, 130일령의 항체 양성률과 균 분리율이 서로 연관성이 있는 것으로 나타났지만 그 이외의 일령에서는 출하시기가 균 분리 시점과 일치하지 않아 연관성을 보이지 않았다. 이는 농장의 전체 일령에 대한 검사를 통해 도축장 균 분리율을 추정하기보다 출하 시기와 일치하는 일령으로 조사하여 도축장 오염도를 예측하는 것이 보다 효율적일 것으로 판단되며, 농장의 살모넬라 근절을 위해서는 일령별로 지속적인 모니터링을 통해 관리 하는 것이 중요한 방안이 될 것이다.
특히 130일령∼150일령의 항체 양성률 증가폭이 가장 커서 130일령 전후를 감염 확산시기로 판단할 수 있었으며, Kim 등(2007)의 조사에서도 120일령에 가장 높은 살모네라균 분리율이 보고된바 있어 앞으로 국내 양돈장의 120일령∼130일령의 감염인자에 대한 추가조사와 지속적인 항체 모니터링이 필요할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
돼지의 살모넬라 감염의 두가지 중요한 의미는?
살모넬라는 광범위한 숙주를 갖는 가장 대표적인 세균으로 돼지의 살모넬라 감염은 두 가지 중요한 의미를 갖는다. 우선 돼지에 임상증상을 일으키고 두 번째는 살모넬라 혈청형에 감염된 돼지가 잠재적으로 식육과 그 부산물을 오염시켜 공중보건을 위협한다는 사실이다(Steven 등, 2012).
살모넬라에 감염된 돼지에게 나타날수 있는 임상증상은?
돼지에 살모넬라가 감염된다고 해서 모두 임상증상이 나타나는 것은 아니지만 일부는 설사, 탈수, 패혈증, 유산, 심지어 폐사까지 일으킨다(MAFF, 2000). 만일 치료가 되더라도 무증상 매개체가 되어 지속적인 균 배출을 통한 농장 내 전파의 주요 원인이 되고, 도축장에서는 수송 및 계류 스트레스로 인한 균 배출로 식육을 오염시키는 주요 원인이 된다(Hurd 등, 2002).
살모넬라에 감염됬다 치료된 돼지가 입힐수 있는 피해는?
돼지에 살모넬라가 감염된다고 해서 모두 임상증상이 나타나는 것은 아니지만 일부는 설사, 탈수, 패혈증, 유산, 심지어 폐사까지 일으킨다(MAFF, 2000). 만일 치료가 되더라도 무증상 매개체가 되어 지속적인 균 배출을 통한 농장 내 전파의 주요 원인이 되고, 도축장에서는 수송 및 계류 스트레스로 인한 균 배출로 식육을 오염시키는 주요 원인이 된다(Hurd 등, 2002). 실제 사람에서 살모넬라 식중독은 빈번하게 가금류, 소, 돼지와 관련되어 있으며, 그 중 약 20%는 오염된 돼지고기와 그 부산물에서 기인한다(Steinbach 등, 1999).
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