[논문]다양한 PRRSV 감염상태에 있는 돼지 혈청을 이용한 PRRS 항체 ELISA 키트들의 비교 평가

서병주; 김현일; 김원일

doi:10.7853/kjvs.2014.37.3.151

다양한 PRRSV 감염상태에 있는 돼지 혈청을 이용한 PRRS 항체 ELISA 키트들의 비교 평가
Comparative evaluation of two commercial ELISA kits for detection of PRRS antibodies using sera collected from pigs in various stages of PRRSV infection 원문보기

韓國家畜衛生學會誌 = Korean journal of veterinary service, v.37 no.3, 2014년, pp.151 - 156

서병주 (전북대학교 수의과대학) , 김현일 ((주)옵티팜) , 김원일 (전북대학교 수의과대학)

Abstract ▼ AI-Helper

Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) causes major economic losses to the Korean pig industry. ELISA tests using recombinant nucleocapsid protein of PRRSV have been most commonly used for PRRS diagnostics. In the current study, two commercial PRRSV ELISA kits (Bionote PRRSV Antibody ELISA and IDEXX 3XR PRRS Antibody ELISA) have been compared using sera collected from 19 swine farms in various stages of PRRSV infection confirmed by professional diagnostic centers. Thus 130 sera collected from 5 different farms with active PRRSV infection, 130 sera from 6 different farms with PRRS-stabilized status, and 140 sera from 8 different farms with PRRS-free status were evaluated to determine the correlation of test results between those ELISA kits. Both ELISA kits showed a good correlation [PRRSV-positive farms ($R^2$=0.6375) and stabilized farms ($R^2$=0.8928)] in sample-to-positive (S/P) ratio va lues. Among the 140 sera from negative farms, one sample was falsely positive by either of the ELISA kits. In conclusion, both of the ELISA kits showed a good correlation when applied on field samples collected from farms at various stages of PRRSV infection. Bionote ELISA or IDEXX ELISA gave a false positive result on 1 out of 140 negative samples so their specificity was calculated as 99.3%. Therefore, Bionote ELISA would be a good complementary and alternative method for IDEXX ELISA kit, and vice versa.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

특히 높은 수준의 정확성이 인정된 IDEXX ELISA kit가 실제 진단에 가장 많이 사용되고 있으나 전량 수입에 의존하고 비용이 높다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구는 현재 국내에서 생산되는 Bionote ELSIA kit와 수입에 의존하는 IDEXX ELSIA kit의 진단 결과를 비교하여 혈청학적 진단에 두 ELISA들이 서로 보완적으로 활용될 수 있는지 평가하였다.
본 연구는 PRRS 양성, 안정화, 음성 농장에서 채취한 가검물을 상용되고 있는 두 ELSIA kit들에 적용하여 혈청학적 평가를 실시하고 분석된 결과를 토대로 PRRSV 항체를 판정할 수 있는 ELISA kit들의 사용선택에 도움을 주고자 하였다. 상용화되고 있는 두 ELISA kit들을 PRRS 양성, 안정화 및 음성농장에 적용하여 평가한 결과 IDEXX ELISA와 Bionote ELISA는 모두 비슷한 검사결과를 도출하였다.
현재 정확한 피해액을 집계하기는 어렵지만, 대략 국내에서만 연 1천억원 정도로 추정되며, 미국의 경우에는 연간 7∼10억달러(한화 7천억∼1조원) 정도로 PRRS의 관리가 매우 중요하다(김, 2014; Kang 등, 2014). 이번 연구는 국내 PRRS 양성, 음성 그리고 안정화 농장을 대상으로 정확하고, 신속하게 혈청학적 분석을 실행하기 위해 현재 국내외에 널리 사용되고 있는 두 ELISA kit를 비교 분석하였다.

제안 방법

두 ELISA kit들의 검사 방법은 모두 동일하였으나, IDEXX ELISA kit의 경우 음성, 양성 대조액을 원액으로 사용하였으며 Bionote ELISA kit의 경우 음성, 양성 대조액을 40배 희석하여 사용 하였다. IDEXX ELISA kit의 결과는 흡광도(650 nm)로 측정하였으며, Bionote ELISA kit의 결과는 흡광도(450 nm)로 측정하였다. 두 ELISA kit의 결과는 ELISA kit 판정 기준에 따라 판정하였으며, sample-to-positive (S/P) ratio가 0.
IDEXX HerdChek 3XR PRRSV Antibody ELISA kit(IDEXX Laboratories, USA)와 Bionote PRRSV Antibody ELISA kit (BioNote Inc., Korea)를 사용하여 확보된 재료에서 PRRSV 항체를 검사하였으며, ELISA reader를 사용하여 흡광도로 측정하였다. 사용된 ELISA kit들은 제조사가 추천하는 방법에 따라 실험을 진행하였다.
사용된 ELISA kit들은 제조사가 추천하는 방법에 따라 실험을 진행하였다. 검사방법은 40배 희석된 검체 및 음성, 양성 대조액을 PRRSV 항원 흡착 플레이트에 분주한 후 실온에서 30분 반응한 후 흡착 플레이트 내의 검체 및 대조액을 모두 제거하였다. 이 후 검체 및 대조액이 모두 제거된 흡착 플레이트를 세척액으로 5회 세척하였으며, 접합체액을 분주하여 실온에서 30분 반응하였다.
IDEXX ELISA kit의 결과는 흡광도(650 nm)로 측정하였으며, Bionote ELISA kit의 결과는 흡광도(450 nm)로 측정하였다. 두 ELISA kit의 결과는 ELISA kit 판정 기준에 따라 판정하였으며, sample-to-positive (S/P) ratio가 0.4이상일 경우 양성, 0.4 미만일 경우 음성으로 판정하였다.
, Korea)를 사용하여 확보된 재료에서 PRRSV 항체를 검사하였으며, ELISA reader를 사용하여 흡광도로 측정하였다. 사용된 ELISA kit들은 제조사가 추천하는 방법에 따라 실험을 진행하였다. 검사방법은 40배 희석된 검체 및 음성, 양성 대조액을 PRRSV 항원 흡착 플레이트에 분주한 후 실온에서 30분 반응한 후 흡착 플레이트 내의 검체 및 대조액을 모두 제거하였다.

대상 데이터

PRRSV 양성농장 5곳에서 채취한 130개의 혈청, PRRSV 안정화농장 6곳에서 채취한 130개의 혈청, 그리고 PRRSV 음성농장 8곳에서 채취한 140개 혈청을 본 연구에 사용하였다. 평가에 사용된 모든 혈청들은 전북대 동물질병진단센터와 (주)옵티팜 동물임상평가 센터에서 바이러스 유전자 검사와 항체 검사를 통해 진단을 완료한 후 평가에 사용되었다.
반응이 끝난 후 반응 정지액을 분주하였다. 두 ELISA kit들의 검사 방법은 모두 동일하였으나, IDEXX ELISA kit의 경우 음성, 양성 대조액을 원액으로 사용하였으며 Bionote ELISA kit의 경우 음성, 양성 대조액을 40배 희석하여 사용 하였다. IDEXX ELISA kit의 결과는 흡광도(650 nm)로 측정하였으며, Bionote ELISA kit의 결과는 흡광도(450 nm)로 측정하였다.
PRRSV 양성농장 5곳에서 채취한 130개의 혈청, PRRSV 안정화농장 6곳에서 채취한 130개의 혈청, 그리고 PRRSV 음성농장 8곳에서 채취한 140개 혈청을 본 연구에 사용하였다. 평가에 사용된 모든 혈청들은 전북대 동물질병진단센터와 (주)옵티팜 동물임상평가 센터에서 바이러스 유전자 검사와 항체 검사를 통해 진단을 완료한 후 평가에 사용되었다.

데이터처리

두 ELISA의 검사결과는 S/P 값을 이용하여 회귀분석법을 활용하여 R² 값을 도출하여 두 ELISA의 검사 결과의 상관관계를 분석하였다. 또한, % 일치도(% agreement)와 k 계수 분석법을 다음과 같이 분석하였다.

성능/효과

두 ELISA의 S/P 값을 비교하였을 때 R2값은 0.6375로 분석되어 높은 수준의 상관관계를 보여주었으며(Fig. 1), 양성 및 음성 판정에 대한 % 일치도 값은 92.3%으로 분석되어 높은 수준의 일치도가 보였으며, 0.727의 k 계수가 계산되어 결과가 대부분 일치하는 것으로 분석되었다(Table 1).
23%로 확인되었다. 두 ELISA의 S/P 값을 비교하였을 때 R²값은 0.8928로 분석되어 상당히 높은 수준의 상관관계를 보여주었으며(Fig. 2), 양성 및 음성 판정에 대한 % 일치도 값은 95.4%로 분석되어 높은 수준의 일치도가 보였으며, 0.908의 k 계수가 계산되어 결과가 거의 일치하는 것으로 분석되었다(Table 1).
두 ELISA의 S/P 값을 비교하였을 때 R2값은 평가농장의 PRRSV 감염상황에 따라 0.6375 또는 0.8928로 분석되어 높은 수준의 상관관계를 보여주었으며 양성 및 음성 판정에 대한 % 일치도 값도 PRRSV 감염상황에 따라 92.3∼98.6%로 분석되어 높은 수준의 일치도가 보였다.
k 계수에 대한 분석은 기 보고된 논문(Landis 등, 1977)에 제시된 것과 같이 분석하였다. 분석된 값의 평가는 불일치(k=0.00); 미약한 일치(0.01＜k＜0.20); 약간의 일치(0.21＜k＜0.40); 중등도의 일치(0.41＜k＜0.60); 대부분의 일치(0.61＜k＜0.80); 거의 일치(0.81＜k＜1.00)로 표기하였다.
본 연구는 PRRS 양성, 안정화, 음성 농장에서 채취한 가검물을 상용되고 있는 두 ELSIA kit들에 적용하여 혈청학적 평가를 실시하고 분석된 결과를 토대로 PRRSV 항체를 판정할 수 있는 ELISA kit들의 사용선택에 도움을 주고자 하였다. 상용화되고 있는 두 ELISA kit들을 PRRS 양성, 안정화 및 음성농장에 적용하여 평가한 결과 IDEXX ELISA와 Bionote ELISA는 모두 비슷한 검사결과를 도출하였다. 즉, 본연구의 결과를 바탕으로 현재 국내외에 상용화되는 두 ELISA kit들은 모두 유사한 검사 값을 나타내었으며 검사결과에 대하여 높은 수준의 일치도가 증명되었으므로 평가된 두 상용화 ELISA kit들을 서로 보완적으로 사용하면 PRRS의 효율적인 진단에 많은 도움이 될 것으로 판단된다.
안정화농장 130개의 혈청에서 양성 판정을 확인해본 결과 IDEXX 3XR ELISA의 경우 51.54%, Bionote ELISA의 경우 49.23%로 확인되었다. 두 ELISA의 S/P 값을 비교하였을 때 R²값은 0.
3). 양성 및 음성 판정에 대한 % 일치도 값은 98.6%으로 분석되어 높은 수준의 일치도가 보였으며, 0.993의 k 계수가 계산되어 결과가 거의 일치하는 것으로 분석되었다(Table 1).
양성농장에서 확보된 130개의 혈청에 대한 ELISA 검사 결과 IDEXX 3XR ELISA의 경우 양성 판정이 80.77%로 나타났으며, Bionote ELISA의 경우 양성 판정이 85.38%로 확인되었다. 두 ELISA의 S/P 값을 비교하였을 때 R²값은 0.
음성농장 140개의 혈청에 대한 PRRS 양성 판정은 IDEXX 3XR ELISA그리고 Bionote ELISA 모두 1개체만 확인되어 특이도는 99.3%로 계산되었다. 두 ELISA S/P 값의 비교는 대부분 값이 0에 가까운 수치였기 때문에 생략하였다(Fig.
일반 양돈장을 대상으로 PRRS 양성률을 분석한 결과 IDEXX ELISA는 양성 농장 80%, 안정화 농장 51%, 음성 농장 0.7% 그리고 Bionote ELISA는 양성 농장 85%, 안정화 농장 49%, 음성 농장 0.7%로 비슷한 결과를 확인할 수 있었다. 두 ELISA의 S/P 값을 비교하였을 때 R²값은 평가농장의 PRRSV 감염상황에 따라 0.

후속연구

본 연구의 평가결과를 바탕으로 Bionote ELISA kit는 IDEXX ELISA kit와 비교하여 비슷한 수준의 정확성을 가지는 것으로 증명이 되어 IDEXX ELISA 검사 결과 중 문제가 되는 가검물들의 검사결과를 보정할 수 있을 것으로 평가되었으며, 고가의 수입 키트를 대체할 수 있을 것으로 판단된다. 이에 본 연구 결과는 PRRSV 항체 검사용으로 현재 시판되는 ELISA들의 활용에 참조할 수 있는 매우 유용한 자료가 될 것으로 사료된다.
본 연구의 평가결과를 바탕으로 Bionote ELISA kit는 IDEXX ELISA kit와 비교하여 비슷한 수준의 정확성을 가지는 것으로 증명이 되어 IDEXX ELISA 검사 결과 중 문제가 되는 가검물들의 검사결과를 보정할 수 있을 것으로 평가되었으며, 고가의 수입 키트를 대체할 수 있을 것으로 판단된다. 이에 본 연구 결과는 PRRSV 항체 검사용으로 현재 시판되는 ELISA들의 활용에 참조할 수 있는 매우 유용한 자료가 될 것으로 사료된다.
상용화되고 있는 두 ELISA kit들을 PRRS 양성, 안정화 및 음성농장에 적용하여 평가한 결과 IDEXX ELISA와 Bionote ELISA는 모두 비슷한 검사결과를 도출하였다. 즉, 본연구의 결과를 바탕으로 현재 국내외에 상용화되는 두 ELISA kit들은 모두 유사한 검사 값을 나타내었으며 검사결과에 대하여 높은 수준의 일치도가 증명되었으므로 평가된 두 상용화 ELISA kit들을 서로 보완적으로 사용하면 PRRS의 효율적인 진단에 많은 도움이 될 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	돼지생식기호흡기증후군은 무엇인가?	돼지생식기호흡기증후군(porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS)은 PRRS 바이러스(PRRSV)의 감염에 의해 유발되는 질병으로, 현재 전 세계적으로 양돈 산업에 막대한 경제적 손실을 초래하고 있다(Baron 등, 1992; Albina, 1997).
	돼지생식기호흡기증후군의 2종류 유전자형은 무엇인가?	PRRSV는 유럽형(type 1)과 북미형(type 2) 2종류의 유전자형으로 구분되어지며, 두 유전자형은 바이러스의 형태와 게놈의 구조는 유사하나, 유전학적 측면에서는 단지 약 60∼70%의 염기상동성(sequence homology)을 나타내고 있다(Kim 등, 2006). 1987년 미국에서 최초로 보고되어졌으며, 1990년 독일, 영국 등 세계 각국에서 확인되었다(Benfield 등, 1992; Meng 등, 1995).
	PRRSV의 감염을 진단하기 위해서 어떤 방법이 있는가?	PRRSV의 감염을 진단하기 위해서는 바이러스 분리 및 동정 또는 바이러스 특이 항체 검출 등의 방법이 있다. 바이러스 혈청학적 진단법으로 혈청중화시험(virus neutralization), 면역효소단층법(immunoperoxidase monolayer assays, IPMAs), 간접형광항체법(indirect immunofluorescent assays, IFAs), 효소면역법(enzymelinked immunosorbent assays, ELISAs) 등이 사용되고 있으며, 그 중 IFA와 ELISA가 가장 많이 사용되고 있다(Yoon 등, 1994; Yoon 등, 1995; Cho 등, 1993; Takikawa 등, 1996; Denac 등, 1997).

참고문헌 (23)

김영길. 2014. PRRS 국내에서만 연 1천억원 피해. 백신, 바이러스 '컨트롤 핵심'. 축산신문.
정승기, 이재일, 김태중. 2010. 이종항원발현 생균백신 system을 이용한 PRRSV 백신 및 감별진단법 개발. 농림수산식품부 발간번호 11-1541000-000475-01: 1-100.
Albina E. 1997. Epidemiology of porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS): an overview. Vet Microbiol 55: 309-316.

상세보기
Baron T, Albina E, Leforban Y, Madec F, Guilmoto H, Plana Duran J, Vannier P. 1992. Report on the first outbreaks of the porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) in France. Diagnosis and viral isolation. Ann Rech Vet 23: 161-166.

상세보기
Benfield DA, Nelson E, Collins JE, Harris L, Goyal SM, Robison D, Christianson WT, Morrison RB, Gorcyca D, Chladek D. 1992. Characterization of swine infertility and respiratory syndrome (SIRS) virus. J Vet Diagn Invest 4: 127-133.

상세보기
Chen C, Fan W, Jia X, Li J, Bi Y, Liu W. 2013. Development of a recombinant N-Gp5c fusion protein-based ELISA for detection of antibodies to porcine reproductive and respiratory syndrome virus. J Virol Methods 189: 213-220.

상세보기
Cho SH, Freese WR, Yoon IJ, Trigo AV, Joo HS. 1993. Seroprevalence of indirect fluorescent antibody to porcine reproductive and respiratory syndrome virus in selected swine herds. J Vet Diagn Invest 5: 259-260.

상세보기
Collins J, Dee S, Halbur P, Keffaber K, Lautner B, McCaw M, Rodibaugh M, Sanford E, Yeske P. 1996. Laboratory diagnosis of porcine reproductive and respiratory syndrome (PPRS) virus infection. Swine Health and Prod 4: 33-35.
Denac H, Moser C, Tratschin JD, Hofmann MA. 1997. An indirect ELISA for the detection of antibodies against porcine reproductive and respiratory syndrome virus using recombinant nucleocapsid protein as antigen. J Virol Methods 65: 169-181.

상세보기
Johnson CR, Griggs TF, Gnanandarajah J, Murtaugh MP. 2011. Novel structural protein in porcine reproductive and respiratory syndrome virus encoded by an alternative ORF5 present in all arteriviruses. J Gen Virol 92: 1107-1116.

상세보기
Kang HW, Oh YN, Song JY, Choi EJ. 2014. Survey of porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) on pig farms in Andong and Hapcheon region. Korean J Vet Serv 37: 11-18.

원문보기 상세보기
Kim JY, Lee SY, Sur JH, Lyoo YS. 2006. Serological and genetic characterization of the European strain of the porcine reproductive and respiratory syndrome virus isolated in Korea. Korean J Vet Res 46: 363-370.

원문보기 상세보기
Kweon CH, Kwon BJ, Lee HJ, Cho JJ, Hwang EK, Shin JH, Yoon YD, Kang YB, An SH, Kim YH, Huh W, Jun MH, Wensvoort G. 1994. Isolation of porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) in Korea. Korean J Vet Res 34: 77-83.
Meng XJ, Paul PS, Halbur PG, Lum MA. 1995. Phylogenetic analyses of the putative M (ORF 6) and N (ORF 7) genes of porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV): implication for the existence of two genotypes of PRRSV in the U.S.A. and Europe. Arch Virol 140: 745-755.

상세보기
Mounir S, Mardassi H., Dea S. 1995. Identification and characterization of the porcine reproductive and respiratory virus ORFs 7, 5 and 4 products. Adv Exp Med Biol 380: 317-320.
Landis JR, Koch GG. 1977. The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics 33: 159-174.

상세보기
Rossow KD, Collins JE, Goyal SM, Nelson EA, Christopher-Hennings J, Benfield DA. 1995. Pathogenesis of porcine reproductive and respiratory syndrome virus infection in gnotobiotic pigs. Vet Pathol 32: 361-373.

상세보기
Stadejek T, Stankevicius A, Storgaard T, Oleksiewicz MB, Belak S, Drew TW, Pejsak Z. 2002. Identification of radically different variants of porcine reproductive and respiratory syndrome virus in Eastern Europe: towards a common ancestor for European and American viruses. J Gen Virol 83: 1861-1873.

상세보기
Takikawa N, Kobayashi S, Ide S, Yamane Y, Tanaka Y, Yamagishi H. 1996. Detection of antibodies against porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) virus in swine sera by enzyme-linked immunosorbent assay. J Vet Med Sci 58: 355-357.

상세보기
Venteo A, Rebollo B, Sarraseca J, Rodriguez MJ, Sanz A. 2012. A novel double recognition enzyme-linked immunosorbent assay based on the nucleocapsid protein for early detection of European porcine reproductive and respiratory syndrome virus infection. J Virol Methods 181: 109-113.

상세보기
Yoon IJ, Joo HS, Goyal SM, Molitor TW. 1994. A modified serum neutralization test for the detection of antibody to porcine reproductive and respiratory syndrome virus in swine sera. J Vet Diagn Invest 6: 289-292.

상세보기
Yoon KJ, Zimmerman JJ, Swenson SL, McGinley MJ, Eernisse KA, Brevik A, Rhinehart LL, Frey ML, Hill HT, Platt KB. 1995. Characterization of the humoral immune response to porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) virus infection. J Vet Diagn Invest 7: 305-312.

상세보기
Zimmerman JJ, Yoon KJ, Wills RW, Swenson SL. 1997. General overview of PRRSV: a perspective from the United States. Vet Microbiol 55: 187-196.

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증