[논문]전북지역 전염성기관지염 바이러스의 유전적 특성

추금숙; 김지현; 이정원; 최광림

doi:10.7853/kjvs.2015.38.1.51

전북지역 전염성기관지염 바이러스의 유전적 특성
Genetic characterization and phylogenetic analysis of infectious bronchitis virus isolated in Jeonbuk 원문보기

韓國家畜衛生學會誌 = Korean journal of veterinary service, v.38 no.1, 2015년, pp.51 - 56

추금숙 (전라북도축산위생연구소) , 김지현 (전라북도축산위생연구소) , 이정원 (전라북도축산위생연구소) , 최광림 (전라북도축산위생연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

Infectious bronchitis virus (IBV) causes an acute and highly contagious viral disease of chicken that is great economic losses to the poultry industry worldwide. Among the IBV structural proteins, the high rate spike glycoprotein S1 gene mutation and antigenic variant strains have been reported in many countries. During the years 2012~2014, 10 IBV strains were isolated from infected chicken farms distributed in provinces of Jeonbuk. Analysis of the S1 gene sequences amplified from 10 isolated strains with QX strains showed nucleotide homologies ranging from 96.5 to 95.4%. Phylogenetic analysis revealed that all strains were clustered into QX-like groups. This study suggests that QX-like IBVs are circulating in commercial chicken farms in Jeonbuk. Therefore, the continuing survellance is significantly important for prevention and control of BIV infection.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

국내 분리된 IBV는 Mass, K-I (respiratory strains), K-II (nephropathogenetic strains)로 구분되며 지속적인 연구가 이루어지고 있다(Choi 등, 2009; Kim 등, 2013). 이에 본 조사는 최근 전북에 발생된 전염성기관지염에 대해 중국 및 국내 분리주와의 유전적 특성을 비교하였다.

제안 방법

75% ethanol로 세척하여 4℃, 7,500 g에 5분간 원심 후 상층액을 제거하고 건조하여 RNase-free water 50 μl를 첨가 후 55℃에 10분 반응하여 실험에 사용하였다.
IBV 감염계의 신장 유제를 부화란에 접종하여 요막강액을 수거 후 RNA를 추출하였다. IBV S1 gene의 검출을 위해 RT-PCR을 실시한 결과 10개의 sample에서 특이 밴드가 확인되었다(Table 2).
S1 gene은 국내 보고된 IBV strain을 Gen Bank sequences (JQ920596)를 기초로 forward ACAGCACCTCCTCAGGGTAT, reverse ACATGCCCTTGGGCCATTAT로 제작하였다. PCR은 one-step RT-PCR KIT(QIAGEN, USA)를 사용하여 50℃ 30 min, 95℃ 15min 반응한 후 95℃ 30 s, 55℃ 30 s, 72℃ 2 min 40cycle 증폭한 후 72℃ 5 min 반응 후 900 bp 증폭을 확인하였다.
S1 gene은 국내 보고된 IBV strain을 Gen Bank sequences (JQ920596)를 기초로 forward ACAGCACCTCCTCAGGGTAT, reverse ACATGCCCTTGGGCCATTAT로 제작하였다. PCR은 one-step RT-PCR KIT(QIAGEN, USA)를 사용하여 50℃ 30 min, 95℃ 15min 반응한 후 95℃ 30 s, 55℃ 30 s, 72℃ 2 min 40cycle 증폭한 후 72℃ 5 min 반응 후 900 bp 증폭을 확인하였다.
바이러스 분리는 조직 유제를 PBS로 10% W/V을 1,500 g에 10분 원심 후 0.2 μm로 필터로 여과하여 9∼10일령의 부화란에 접종하여 2∼5일령에 요막강액을 수거하였다.
염기서열 분석은 ABI 3130xl DNA sequencer (Applied Biosystem, Life Technologies, USA)로 수행하였다. 염기서열 분석과 동일성은 Multilian과 CLUSTALW 및 Phylogenetic tree는 MEGA version 6을 이용하였으며, 분석된 유전자 서열은 GeneBank에 공개된 자료로 비교하였다(Table 1).

대상 데이터

2012∼2014년에 전북지역에서 전염성기관지염으로 진단된 농가의 시료를 사용하였다.

데이터처리

염기서열 분석은 ABI 3130xl DNA sequencer (Applied Biosystem, Life Technologies, USA)로 수행하였다. 염기서열 분석과 동일성은 Multilian과 CLUSTALW 및 Phylogenetic tree는 MEGA version 6을 이용하였으며, 분석된 유전자 서열은 GeneBank에 공개된 자료로 비교하였다(Table 1).

성능/효과

IBV 감염계의 신장 유제를 부화란에 접종하여 요막강액을 수거 후 RNA를 추출하였다. IBV S1 gene의 검출을 위해 RT-PCR을 실시한 결과 10개의 sample에서 특이 밴드가 확인되었다(Table 2).
또한, 아미노산은 KKJ301, KKJ302, KKJ303, KIS301, KIS401, KNW401, KKJ311은 99.5% 일치하였으며, 분리주간 97.5∼96.3%의 동일성을 나타냈다(Table 3).
본 조사에서 분리된 10주의 S1 염기서열은 100∼95.8%로 높은 상동성을 보여 2012∼2014년에 발생된 전염성기관지염은 QX-like 계열로 유행됨을 확인하였다.
분리된 10주의 IBV gene에서 염기서열 분석 후 상동성을 비교한 결과 KKJ301, KKJ302, KNW401과 KKJ303, KKJ311은 100% 일치하였으며 분리주간 99.8∼98.5%, 국내주 KM91와 87.9∼87.5%, 중국의 QX-IBV와는 96.5∼95.4%의 동일성을 나타냈다(Table3).
Phylogenetic tree 분석

분리된 10주의 IBV 염기서열에 의한 Phylogenetic tree를 분석한 결과 국내 분리된 KM91 보다 중국의 QX-IBV 계열로 국내 분리 1107, 11026 및 중국 CK/CH/GX/YL09-2, CK/CH/HuB/HC/12과 같은 계열에 속하였다(Fig. 2).
전북에서 분리된 10주 IBV의 S1 gene 염기서열은 분리주간 100∼95.8%, 국내주 KM91과 87.9∼87.5%, 중국주 QX-IBV와는 96.5∼95.4%, 아미노산은 분리주간 99.5∼96.3%를 KM91과 68.5∼71.0%, QX-IBV와는 88.5∼94.6%의 동일성을 보였다.

후속연구

그러므로 바이러스 유전형에 따른 품종별 백신 선택과 접종시기에 대한 지침이 필요하리라 사료된다. 또한, 국내 바이러스에 대한 유전형 분석과 변이주의 감시 및 변이주에 대한 백신 계발이 지속적으로 연구되어야 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	전염성기관지염은 무엇이 높은 질병인가?	전염성기관지염(IB)은 폐사율이 높은 질병으로 호흡기, 신장, 난관 등에 손상을 주어 산란율 저하와 이차 세균감염 증가로 인한 농가 피해가 발생되는 질병으로 1936년 미국에서 처음 보고 되었고(Cook 등, 2012), 이후 유럽, 아프리카, 아시아 등에서 많은 혈청형이 분리되었으며 다양한 혈청형으로 인한 변이주간의 완벽한 교차방어율은 낮은 것으로 보고되고있다(Fabricant, 1998). IB 백신은 1950년대 초 미국에서 van Roekel M41 (Mass) type이 사용된 후 H120, H52가 사용되고 있다.
	전염성기관지염은 인체에서 어디에 손상을 주는가?	전염성기관지염(IB)은 폐사율이 높은 질병으로 호흡기, 신장, 난관 등에 손상을 주어 산란율 저하와 이차 세균감염 증가로 인한 농가 피해가 발생되는 질병으로 1936년 미국에서 처음 보고 되었고(Cook 등, 2012), 이후 유럽, 아프리카, 아시아 등에서 많은 혈청형이 분리되었으며 다양한 혈청형으로 인한 변이주간의 완벽한 교차방어율은 낮은 것으로 보고되고있다(Fabricant, 1998). IB 백신은 1950년대 초 미국에서 van Roekel M41 (Mass) type이 사용된 후 H120, H52가 사용되고 있다.
	Infectious bronchitis virus는 몇개 구조의 단백질로 구성되어 있는가?	Infectious bronchitis virus (IBV)는 Gammacoronavirus의 Coronaviridae, single-stranded, enveloped RNA virus로 대략 27 kb이다. IBV virion은 4개 구조 단백질로spike (s) glycoprotein, membrane (M) glycoprotein, enveloped (E) glycoprotein, nucleotide (N) glycoprotein로 구성된다. 또한 S 단백질은 S1과 S2로 나뉘며 S1은 변이가 많은 혈청형 특이성과(serotype-specific) 바이러스 중화(virus-neutralizing), 항체 응집억제(hemag glutination-inhibiting antibodies) 결정기이며, S2는 두개 항원 결정기를 포함하며 S1의 특이 항체 결합에 작용한다(Koch 등, 1990).

참고문헌 (15)

Choi KS, Lee EK, Jeon WJ, Park MJ, Kim JW, Kwon JH. 2009 Pathogenicity and antigenicity of a new variant of Korean nephropathogenic infectious bronchitis virus. J Vet Sci 10: 357-359

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Cook JK, M. Jackwood M, Jones RC. 2012. The long view: 40 years of infectious bronchitis research. Avian Pathol 41: 239-250.

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Fabricant J. 1998. The early history of infectious bronchitis. Avian Dis 42: 648-650.

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Kim BY, Lee DH, Jang JH, Lim TH, Choi SW, Youn HN, Park JK, Lee JB, Park SY, Choi IS, Song CS. 2013. Cross-protective immune responses elicited by a Korean variant of infectious bronchitis virus. Avian Dis 57: 667-670.

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Koch G, Hartog L, Kant A, van Roozelaar DJ. 1990. Antigenic domains on the peplomer protein of avian infectious bronchitis virus: correlation with biological functions. J Gen Virol 71: 1929-1935.

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Kwon HJ, Lee DW, Ahn YK, Yoon JU, Kim SJ. 2001. Presence of infectious bronchitis virus in Korea before 1986. Korea J Vet Res 41: 59-65.
Lee HJ, Youn HN, Kwon JS, Lee YJ, Kim JH, Lee JB, Park SY, Choi IS, Song CS. 2010. Characterization of a novel live attenuated infectious bronchitis virus vaccine candidate derived from a Korean nephropathogenic strain. Vaccine 28: 2887-2894.

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Lee EK, Jeon WJ, Lee YJ, Jeong OM, Choi JG, Kwon JH, Choi KS. 2008. Genetic diversity of avian infectious bronchitis virus isolates in Korea between 2003 and 2006. Avian Dis 52: 332-337

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Lim TH, Lee HJ, Lee DH, Lee YN, Park JK, Youn HN, Kim MS, Lee JB, Park SY, Choi IS, Song CS. 2011. An emerging recombinant cluster of nephropathogenic strains of avian infectious bronchitis virus in Korea. Infect Genet Evol 11: 678-685.

상세보기
Lim TH, Kim MS, Jang JH, Lee DH, Park JK, Youn HN, Lee JB, Park SY, Choi IS, Song CS. 2012. Live attenuated nephropathogenic infectious bronchitis virus vaccine provides broad cross protection against new variant strains. Poult Sci 91: 89-94.

상세보기
Liu S, Kong X. 2004. A new genotype of nephropathogenic infectious bronchitis virus circulating in vaccinated and non-vaccinated flocks in China. Avian Pathol 33: 321-327

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Liu S, Zhang X, Wang Y, Li C, Han Z, Shao Y, Li H, Kong X. 2009. Molecular characterization and pathogenicity of infectious bronchitis coronaviruses: complicated evolution and epidemiology in china caused by cocirculation of multiple types of infectious bronchitis coronaviruses. Intervirology 52: 223-234.

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Mo ML, Hong SM, Kwon HJ, Kim IH, Song CS, Kim JH. 2013. Genetic diversity of spike, 3a, 3b and e genes of infectious bronchitis viruses and emergence of new recombinants in Korea. Viruses 31: 550-567
Song JE, Jeong WG, Sung HW, Kwon HM. 2013. Sequencing, phylogenetic analysis, and potential recombination events of infectious bronchitis viruses isolated in Korea. Virus Genes 46: 371-374.

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YuDong W, YongLin W, ZiChun Z, GenChe F, YiHai J, XiangE L, Jiang D, ShuShuang W. 1998. Isolation and identification of glandular stomach type IBV (QX IBV) in chickens. Chinese Journal of Animal Quarantine 15: 1-3.

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