[논문]국내 분리 돼지 부종병 대장균의 병원성 유전자 및 시가독소 생성 검증

서병주; 정창기; 강아름; 조호성; 김원일

doi:10.7853/kjvs.2016.39.2.87

[국내논문] 국내 분리 돼지 부종병 대장균의 병원성 유전자 및 시가독소 생성 검증
Evaluation of the virulence genes and Shiga toxin-producing abilities of Escherichia coli field isolates causing edema disease in pigs 원문보기

韓國家畜衛生學會誌 = Korean journal of veterinary service, v.39 no.2, 2016년, pp.87 - 92

서병주 (전북대학교 수의과대학) , 정창기 (전북대학교 수의과대학) , 강아름 (전북대학교 수의과대학) , 조호성 (전북대학교 수의과대학) , 김원일 (전북대학교 수의과대학)

Abstract ▼ AI-Helper

Porcine edema disease (ED) is a communicable disease of pigs caused by infection with Shiga toxin (Stx)-producing Escherichia coli (STEC) which expresses F18 fimbriae and/or Stx type 2e (Stx2e). While STEC causes a severe illness including hemorrhagic colitis and hemolytic-uremic syndrome in humans, it induces damage to the vascular endothelium, which results in edema, hemorrhage, and microthrombosis, leading in high mortality in pigs. In the present study, we cultured Stx2e-producing E. coli field isolates from conventional pig farms that experienced sudden deaths previously with symptoms similar to porcine edema disease, which were further investigated with Shiga toxin profiles. A total of 43 strains were identified from the collected samples by F18 or Stx2e specific PCR. Based on the PCR, 42 isolates out of 43 isolates were proved to carry one of F18 or Stx2e genes and 14 isolates to carry both F18 and Stx2e genes. All of the 30 isolates that harbored Stx2e gene induced the cytopathic effect (CPE) in vero cells and especially, the isolate 150229 produced the highest level of Shiga toxin. Therefore, we identified the virulence genes (F18 and Stx2e) and demonstrated Shiga toxin-producing abilities from porcine edema disease causing E. coli filed isolates. These results suggested that one of the isolates could be a vaccine antigen candidate against STEC through further investigating to elicit an immune response.

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AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 국내 다양한 지역에서 확보된 부종병 의심 케이스를 다양한 방법으로 진단하였으며, 야외 분리 부종병 대장균을 확보하여 시가 독소 생산능을 분석하였다. 부종병 의심 병변을 나타낸 돼지에서 대부분 부종병 관련 병원성 유전자인 F18과 Stx2e 유전자가 검출하였으며, Stx2e 유전자를 내제한 대장균에서는 시가 독소 생성을 확인하였다.

제안 방법

본 연구는 국내 양돈장에 확보된 부종병 돼지 진단 케이스로부터 대장균을 분리하였으며, 분리된 대장균에 대한 병원성 유전자를 확인하였다. 병원성 유전자 검사를 통해 확인된 부종병 유발 대장균과 야외 분리부종병 대장균의 시가독소 생산에 대한 특성을 조사하였다.

대상 데이터

2014년부터 2015년 12월까지 전북대학교 동물질병 진단센터로부터 돼지 부종병으로 진단된 시료를 확보하였다(Table 1). 돼지 분변 및 장기(폐, 비장 및 장) 1 g을 phosphate buffer saline (PBS) 9 mL에 희석하여MacConkey 배지(MBcell, Seoul, Korea)에 37℃ 조건으로 24시간 배양하였다.

성능/효과

본 연구는 국내 다양한 지역에서 확보된 부종병 의심 케이스를 다양한 방법으로 진단하였으며, 야외 분리 부종병 대장균을 확보하여 시가 독소 생산능을 분석하였다. 부종병 의심 병변을 나타낸 돼지에서 대부분 부종병 관련 병원성 유전자인 F18과 Stx2e 유전자가 검출하였으며, Stx2e 유전자를 내제한 대장균에서는 시가 독소 생성을 확인하였다. 본 결과를 토대로 시가 독소 생성이 우수한 야외 분리 부종병 유발 대장균을 이용하여 국내 실정에 맞는 부종병 진단 항체개발 및 사독 백신으로 활용이 가능하다고 사료된다.

후속연구

부종병 의심 병변을 나타낸 돼지에서 대부분 부종병 관련 병원성 유전자인 F18과 Stx2e 유전자가 검출하였으며, Stx2e 유전자를 내제한 대장균에서는 시가 독소 생성을 확인하였다. 본 결과를 토대로 시가 독소 생성이 우수한 야외 분리 부종병 유발 대장균을 이용하여 국내 실정에 맞는 부종병 진단 항체개발 및 사독 백신으로 활용이 가능하다고 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	부종병이 사람에게 미치는 영향은?	) coli; STEC)에 의해 발생되는 질병으로 주로 4∼8주령 이유자돈에 많이 발생이며, 대장균이 분비하는 시가 독소에 의해 부종과 출혈성 병변을 나타낸다. 부종병은 돼지 뿐 아니라 다양한 동물에서 나타나며, 사람에게는 용혈성 요독증과 출혈성 대장염을 유발한다(Cornick 등, 2000; Bertin 등, 2001; Imberechts 등, 1992; Cornick 등, 2000; MacLeod 등, 1991; Matise 등, 2003; Oanhet 등, 2011).
	시가 독소의 종류와 영향은?	부종병을 유발하는 대장균이 분비하는 시가 독소는 단량체인 A subunit과 오량체인 B subunit으로 이루어져 있고, 복합체의 분자량은 58∼70 KDa으로 구성되어져 있다(Fraser 등, 2004). A subunit은 세포 안으로 들어가 리보좀을 공격하여 단백질 합성을 저해하며, B subunit은 세포 수용체인 globotetraosylceramide와의 결합 및 세포독성의 특이성, 세포 외 정착성 및 항체형성에 관여하는 것으로 알려져 있다(Song 등, 1998; Cho 등, 2005; Takao 등, 1988; Cummings 등, 1998). 또한, 부종병 유발 인자 중 대장균이 보유한 섬모(Fimbria)이며, 대장균이 지니고 있는 여러 가지 섬모 항원 중 F18이 부종병을 유발 시키는 데에 크게 관여 한다고 보고되고 있다(Tseng 등, 2014; Gentry 등, 1980).
	돼지 부종병의 원인 균은?	돼지 부종병(Porcine edema disease)은 시가독소 산생형 대장균(shiga toxin-producing Escherichia (E.) coli; STEC)에 의해 발생되는 질병으로 주로 4∼8주령 이유자돈에 많이 발생이며, 대장균이 분비하는 시가 독소에 의해 부종과 출혈성 병변을 나타낸다. 부종병은 돼지 뿐 아니라 다양한 동물에서 나타나며, 사람에게는 용혈성 요독증과 출혈성 대장염을 유발한다(Cornick 등, 2000; Bertin 등, 2001; Imberechts 등, 1992; Cornick 등, 2000; MacLeod 등, 1991; Matise 등, 2003; Oanhet 등, 2011).

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