[ASF 전문가 초청세미나 통역 등 여러 ASF 관련 세미나를 진행하며 받은 다양한 질문들과 답변을 바탕으로, 3회에 걸쳐 ASF에 대한 연재를 시작합니다. 이번 연재를 통해 ASF에 대한 오해를 줄이고 발전적인 예방전략을 세울 수 있길 바랍니다. - 한국히프라 서상원 수의사]
바이러스는 숙주가 없으면 증폭할 수 없는 기생체이다. 따라서 아무리 병원성이 강한 바이러스라도 생존을 위해 변이를 하고 숙주와 공생하는 방향을 찾게 된다. 이처럼 ASF 바이러스도 장기간 토착화 상태에서 병원성이 약한 순화주로 변화하게 되고, 과거 ASF 문제가 장기간 지속된 스페인과 포르투칼 등에서 여러 건의 자연순화주 바이러스가 보고되었다.
ASF 자연순화주를 백신으로 사용한 효과는 어떨까?
ASF 바이러스 자연순화주를 기반으로 백신 개발을 하기 위해 다양한 연구가 진행되었다. 대표적인 자연순화주인 NHV/P68과 OURT88/3는 방어실험에서 동종 및 이종 방어능력이 있는 것이 규명되었다. 이러한 결과를 통해 자연순화주 기반의 백신이 과거 유행한 1형 ASF 바이러스뿐만 아니라, 최근 동유럽과 중국에서 문제가 되고 있는 2형 ASF 바이러스에 대한 어느정도 효과를 가질 것으로 기대하고 있다.
그러나 자연순화주 백신의 방어는 폐사를 막는 수준이며, 양돈산업의 핵심인 생산성을 유지하는 측면에서는 부족한 모습을 보였다. 특히 자연순화주 생백신 자체가 접종 시 관절 부종이나 괴사와 같은 부작용을 보여 사육돼지에 적용하기에는 적합하지 않음을 확인하였다.
자연순화주의 병원성에도 불구하고 ASF 바이러스 확산을 막기위해 야생돼지에 해당 백신을 적용하려는 시도가 이뤄지고 있다. 그러나 이러한 순화주 백신이 농장에 유입되어 순환하게 된다면, 농장에서 ASF 발생여부를 판단하기 힘들어지고 지역적으로 토착화를 초래할 수 있다는 우려의 목소리도 적지 않다.
ASF 백신을 상용화하기 위해 극복해야 되는 과제는?
ASF 백신 개발의 핵심 과제는 (1) 백신주의 병원성 약화 (안전한 백신), (2) 백신접종과 감염의 구분, (3) 상용화 수준의 생산성 확보이다.
(1) 백신주의 병원성 약화(안전한 백신개발)
: 과거 자연순화주 백신의 문제는 백신 접종 시 백신의 병원성으로 인해 치명적인 임상증상이 확인된다는 점이다. 이러한 안전성을 개선하기 위해, 스페인의 욜란다 레빌라 박사팀은 병원성과 관련된 유전자를 삭제한 백신주를 개발하고 있다.
특히 생백신에서 병원성을 회복하는 경우를 최소화 하기위해, 순화주를 기반으로 여러 유전자를 복합적으로 삭제하려 시도하고 있다. 현재 이러한 백신 후보군들은 미국 캔자스 주립대, 스페인 CReSA, 중국 수의연구소 등 BSL3 시설에서 공격접종실험을 통해 평가가 진행중이다.
(2) 백신접종과 감염을 구분
: ASF 생백신주가 농장내 상재하게 된다면, ASF 야외바이러스 감염시 임상증상을 약화시키고 진단의 오류를 가져와 백신과 감염의 구분이 어려워진다. 이러한 구분이 가능하기 위해 초기에는 일부 구조 단백질을 포함한 서브유닛 백신 개발에 집중하였다.
그러나 ASF 바이러스는 167개 이상의 단백질로 구성된 크게 복잡한 바이러스로 적절한 조합을 찾기가 쉽지 않다. 실제 서브유닛 백신의 실험 결과에서도 만족할 수준의 방어효과를 얻지 못하여, 최근에는 생마커백신의 연구에 집중하고 있다.
(3) 상용화 수준의 생산성 확보
: 기존 개발 단계에서 생산된 백신주들은 대부분 PAM(폐 대식세포)에서 배양하여 사용되었다. 그러나 PAM 세포를 얻기 위해서는 돼지 폐에서 폐 대식세포를 회수하여 매번 초대배양을 실시해야 되는 문제가 있다(매번 돼지 폐를 구해야 되며 작업과정에 오염 발생가능성이 높음).
이러한 과정은 생산효율이나 제품의 품질(순수성)을 고려했을 때 상용화 단계로 넘어가기 쉽지 않다. 따라서 생산수준에 맞는 세포를 선발하려는 노력도 함께 진행되고 있다. 일부 생산세포의 경우 ASF 바이러스를 증폭시키는 생산성을 좋으나, 백신의 효과가 저하되는 결과도 확인되었다. 따라 앞으로 생산성과 효능을 모두 충족시키는 생산세포를 선발하는 것도 백신주 연구와 함께 추가적으로 진행 되어야할 과제이다.
스페인의 ASF 청정화 이후에도 일부 연구팀은 25년이상 꾸준히 연구를 해오고 있다. 특히 러시아와 동유럽을 중심으로 ASF의 위협이 커지면서, ASF 백신개발에 대한 연구는 더욱 활발히 진행되고 되었다.
지금까지 발표된 연구결과를 바탕으로 볼 때 양돈현장에 사용하기에 적합한 ASF 백신주는 개발되지 못했다. 하지만 실패를 통해 얻은 데이터와 연구비 투자 확대를 고려하면, 일정 수준에 부합하는 백신주 선발은 4-5년내에 가능할 것으로 예상된다. 앞으로 백신주 선발로부터 실제 대량생산을 통한 상용화까지의 시간을 단축시키는 것이 ASF 백신 시판시기를 판가름할 것이다.
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